DE2361050C3

DE2361050C3 - Mast für hydraulisch betätigbare Bohrgeräte, insbesondere fahrbare Geräte

Info

Publication number: DE2361050C3
Application number: DE2361050A
Authority: DE
Inventors: Hans-Otto 3151 Voehrum Plote
Original assignee: WERNER NORDMEYER ING ERBEN KG 3151 HANDORF
Current assignee: NORDMEYER KG 3150 PEINE DE
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1973-12-07
Publication date: 1980-09-25
Also published as: JPS514001A; JPS5719273B2; DE2361050B2; US4005851A; DE2361050A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Mast für hydraulisch betätigbare Bohrgeräte, insbes. fahrbare Geräte, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs I.

Derartige Bohrgeräte sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt und umfangsreich im praktischen Einsatz(vergl. Prospekte der Fa. Alfred Wirth & Co.KG, »Vollhydraulisches Universal-Bohrgerät B3«, 1969; »Vollhydraulisches Universal-Bohrgerät B3A«, 1970; »Vollhydraulisches Universalbohrgcrät Typ B5R«, 1970; »Vollhydraulisches Bohrgerät Bl A«, 1970).

Bei diesen Bohrgeräten ist ein Mast vorgesehen, der zur Unterstützung des Bohrgerätes und weiterer wesentlicher Zubehörteile dient. Der Mast ist eine Schweißkonstruktion aus Sonder-U-Profilen und Verbindungsblechen, bei denen die Veibindungsblcchc zur f iewichtsersparnis auf der Vorder- und Rückseile des Mastes mit Durchbrechungen versehen sind. Zwei in der gleichen Ebene liegende Schenkel der U-förmigcn Profile sind mit zusätzlichen Glcitprofilcn versehen oclet verschweißt, an denen der Schlitten des Kraftdrchkopfes gleitet. Die betreffenden, zur Führung benutzten Schenkel der U-Profile sind in Abständen über die Länge des Mastes zusätzlich durch Versteifungsbleche ausgesteift Diese bekannten Masten sind in Form eines Kastenprofils hergestellt Statt der Sonder-U-Profile können auch Doppel-T-Profile als Grundelemente für die Schweißkonstruktion verwendet werden (vgl. auch GB-PS 12 38 109),

Es ist auch bei großen Erdöl-Bohrmasten für schwere Bohranlagen bekannt, den Mast aus mehreren einzelnen Rohrschüssen aufzubauen. Dabei weist jeder Rohrschuß durch Bleche versteifte Verbindungsflansche auf, so daß die einzelnen Rohrschüsse miteinander verschraubt werden können. Ein solcher Mast ist geeignet, in seinem Inneren einen Fahrstuhl zur Beförderung von Material und Menschen aufzunehmen (vgl. DE-AS 12 23 781).

Demgegenüber befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einem einfachen Bohrgerät, das bevorzugt als fahrbares Gerät ausgebildet ist

Es ist weiterhin für teleskopartig verlängerbare Masten bekannt diese aus ineinanderverschiebbaren Rohrabschnitten aufzubauen. Hier bedürfen die einzelnen Rohrabschnittc einer genaueren Bearbeitung und Maßeinhaltung und besonderer Gleitführungen, um das teleskopartige Ineinanderverschieben und Auseinanderziehen auch bei größeren Belastungen zu ermöglichen (vgl US-PS 21 28 712 und CH-PS 3 55 753).

Es ist weiterhin bei sogenannten Leicht-Bohrwagen bekannt, auf einen eigentlichen, die Lasten aufnehmenden Mast zu verzichten. Hier wird der doppelt wirkende Druckmittelzylinder als Grundelement für die Bohrlafette verwendet. Der Bohrzylinder nimmt in seinem Inneren unmittelbar den im Bohrzylinder geführten Kolben auf, der beidseitig über Zugelemente mit dem Vorschubschlitten für die Hammerbohrmaschine verbunden ist. Da ein solcher Zylinder an Rundheit, Maßhaltigkeit und Oberflächengüte im Inneren besondere Anforderungen im Hinblick auf die Gleitführung des Kolbens stellt, handelt es sich um ein Speziairohr mit relativ hohem Bearbeitungsaufwand, das als durchgehendes Rohr über die ganze Länge <kf Lafette reicht und das außerordentlich empfindlich gegenüber weiteren Bearbeitungsschritten, wie Schweißarbeilen oder dergleichen ist. Auch kann ein solcher Druckmittclzylinder nur im begrenzten Maße belastet werden, insb. Biege- und Verdrehkräfte aufnehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mast für hydraulisch betätigbarc Bohrgeräte der eingangs naher bezeichneten Gattung so weiterzubilden, daß dieser billig und einfach aus handelsüblichen Teilen hergestellt werden kann und bei

w geringem Gewicht eine besonders hohe Knickfestigkeil und Verdrehfesligkeit und Belastbarkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs I gelöst.
Für den Mast gemäß der Erfindung können somit Abschnitte gewünschter Länge handelsüblicher Rohre verwendet werden, die lediglich an ihren Enden stumpf zusammengeschweißt werden. Damit ist der Hauptmast in seinem Grundaufbau bereits fertiggestellt. Es wird dabei bewußt in Kauf genommen, daß handelsübliche längs- oder spiralgeschweißte Stahlrohre in vorbestimmten Toleranzen Abweichungen von Rundheit und Durchmesser aufweisen und sehr wohl eine unregelmäßige Innen- und Außenfläche aufweisen, die durch die Längs- oder Spiralnaht bedingt sind. Dagegen weisen

hs solche handelsüblichen Längs- oder spiralgcschwcißtc Stahlrohre eine hohe Belastbarkeit insb. auch Biegesteifigkeit und Verdrehstcifigkeit auf. Die gewünschte Länge des Mastes läßt sich leicht durch entsprechende

Bemessung der dem Aufbau des Mastes zugrundeliegenden Rohrschüsse einstellen. Die Führung für den Kraftdrehkopfschlitten läßt sich dabei durch einfache Aufschweißung der Führungsschienen auf die diametral gegenüberliegenden Mantellinien des Rohres realisieren Besondere Vorbereitungsarbeiten sind dafür nicht erforderlich, ebensowenig wie Nacharbeitungen, da der Mast lediglich als Tragteil, nicht aber selbst als Teil des hydraulischen Antriebes dient.

Bei dieser Mastkonstruktion werden keinerlei Son- ίο derprofile oder mit besonderen Anforderungen hergestellte Sonderrohre benötigt. Vielmehr sind die Ausgangsmaterialien handelsübliche und auf gängigen Rohrbiegemaschinen herstellbare Rohre. Das Ausgangsmaterial ist also Massenware, die außerordentlich billig ist. Die Schweißarbeit erschöpft sich in dem Zusammenschweißen der Rohrabschnitte, um die gewünschte Mastlänge zu erzielen, sowie auf das Anschweißen der Schlittenführungen. Man erhält so einen besonders einfachen und billigen Mast aus handelsüblicher Massenware, weicher vom Material und der Herstellung her die gewünschte hohe Knick- und Biegefestigkeit gewährleistet. Gegenüber den bisher üblichen, als Schweißkonstruktion ausgebildeten Masten von bevorzugt kastenförmigem Querschnitt wird die Belastbarkeit mit wesentlich geringeren Materialquerschnitten, mit wesentlich geringerem Gewicht und wesentlich geringeren Material- und Herstellungskosten gewährleistet. Wegen des vergleichsweise geringen Mastgewichtes ist es auch nicht notwendig, in den Mastwandungen noch zusätzliche Fenster zur Gewichtsverminderung einzuarbeiten. Das bietet den weiteren Vorteil, daß das geschlossene Rohr alle im Mast angebrachten Teile weitgehend vor äußeren Einflüssen schützt. Die Führungsschienen für den Schlitten bedürfen keinerlei weiterer Aussteifungen, da sie zur Knick- und Biegefestigkeit des Mastes nicht mehr beizutragen brauchen. Die Lage der Führungsschienen in einer diametralen Längsmittelebene des Mastes gibt außerdem eine besonders günstige Einlei- *o tung der vom Schlitten her auf den Mast zu übertragenden Kräfte.

Geht man von einer bekannten Ausbildung aus, bei der als hydraulischer Antrieb ein Druckmittelzylinder im Mast angeordnet ist, dessen Kolbenstange einen an dem Zugmittel angreifenden beweglichen Rollensatz trägt, so ist es zweckmäßig, den Mast mit den Merkmalen des Anspruches 2 auszubilden. In der Regel wird hierbei der Mast aus drei Rohrschüssen zusammengeschweißt. Der mittlere, zumeist etwas kürzere Rohrschuß dient zur Aufnahme der sich gegenüberliegenden Lager für den Kopl des Druckmittelzylinders. Diese Lager werden einfach in das Innere des Rohrschusses oder Rohrabschnitles eingeschweißt. Der Druckmittelzylinder ragt von diesen Lagern frei in dem Mast auf. Der Zylinder wird also von allen am Mast angreifenden Belastungen freigehalten, da der Zylinder am Mast praktisch nur durch die beiden sich gegenüberliegenden Lager im Mast frei aufragend abgestützt ist, Die sich gegenüberliegenden Lager bilden also eine theoretische Querachse, über die allein der üruckinittelzylinder im Mast abgestützt ist. Über diese Querachse können irgendwelche schädlichen Kräfte vorn Mast auf den Zylinder nicht übertragen werden, wahrend uhne Schwierigkeiten die vom Druckmittel/.ylinder aufzubringenden Kräfte leicht über diese gegenüberliegenden Lager in den Mast eingeleitet werden können. Dabei liegt die F.inleitungsstelle so, daß die Kräfte gleichmäßig und an günstiger Stelle, nämlich in einer Längs-Dia-netralebene des Mastes in die Mastwandung eingeführt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 den neuen Mast in Seitenansicht,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Mast nach F i g. 1,

Fig.3 einen mittleren Bereich des Mastes im senkrechten Schnitt und

Fig.4 das untere Ende des Mastes, ebenfalls im senkrechten Schnitt

Der neue Mast 1 gemäß der Erfindung umfaßt einen Hauptmast und eine übliche Mastverlängerung 2, die mit dem Hauptmast bei 3 anklappbar oder lösbar verbunden ist Die Mastverlängerung trägt einen Kopf 4, über den das Seil 5 einer Seilwinde geführt ist Zwar kann die Mastverlängerung 2 nach den gleichen Gesichtspunkten wie der Hauptmast ausgebildet sein, jedoch ist seine Ausbildung von ^itergeordneter Bedeutung.

Der Hauptmast besteht aus einem Rohr von kreisförmigem Querschnitt insbesondere einem üblichen Leitungsrohr mit geschweißter Längsnaht oder Spiralnaht Es kann sich hierbei um eine Rohrklasse von geringer Güte handeln.

Der Rohrkörper kann aus mehreren Rohrabschnitten zusammengeschweißt sein, wie dies in den Fi g. 3 und 4 angedeutet ist. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Hauptmast aus einem oberen Rohrabschnitt la, einem mittleren kurzen Rohrabschnitt Xb und einem unteren Rohrabschnitt Xc. Das Rohr kann aber auch aus weniger oder mehr Rohrabschnitten zusammengeschweißt sein. An den mit 33a und 33£> angedeuteten Verbindungsstellen der Rohrabschnitte können diese in der bekannten Weise mit ausgedrehten bzw. abgedrehten Endabschnitten ineinandergreifend ausgebildet und verschweißt sein.

Der Hauptmast 1 ist an seinen Enden durch entsprechende Deckel 22 bzw. 23 verschlossen, wobei die Deckel aufgeschweißt oder lösbar befestigt sein können.

Sich diametral gegenüberliegend sind am Außenumfang des Hauptmastes entlang von Mantellinien zwei Führungsschienen 12 angebracht. Diese bestehen im dargestellten Beispiel aus U-Profilen, die mit ihren beiden Schenkeln am Außenumfang des Hauptmastes angeschweißt sind. An diesen Führungsschienen 12 ist der den Hauptmast sattelförmig umgreifende Schlitten 15 des Kraftdrehkopfes 16 in Höhenrichtung verschiebbar und gegen Kippen gesichert geführt. An den Führungsschienen ist außerdem nahe dem unteren Ende eine AKangeinrichtung 20 und/oder eine Rohrbewegungseinrichtung üblicher Art gehalten, die ebenfalls höhenverfahrbarist.

Der Hauptmast 1 ist im dargestellten Beispiel als Kippmast für eine fahrbare Bohrvorrichtung wiedergegeben. Zu diesem Zweck weist er nahe seinem unteren Ende eine Halterut.g 6 auf, welche bei 8 an einem Gestell 7 des Bohrgerätes um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist. Das Abschwenken und Aufrichten des Mastes erfolgt in bekannter Weise mit einer Druckmittelhubeinrichtung, deren Kolbenstange bei 10 angedeutet ist. Die Schwenkrichtung des Mastes ist bei 9 wiedergegeben, und zwar beim Umlegen des Mastes aus der gezeigten aufrechten Stellung in die Transportsiellung.

Im Inneren des rohrförmigen Mastes ist eine

Verschiebeeinrichtung für den Krafldrehkopf angeordnet. Diese besteht in bekannter Weise aus einem lotrecht angeordneten Druckmittelzylinder 25. dessen nach unten weisende Kolbenstange 26 einen beweglichen Seilrollensatz 27 eines Scil/uges tragt. Diesem Seilzug sind ein oberer feMer Rollensat/ und ein unterer fester Rollensalz zugeordnet. Der obere Rollensatz ist lediglich in F i g. 1 bei 18 angedeutet, wahrend der untere in F'i g. I mit 19 bezeichnete feste RolU ..-..itz in Fig. 4 im einzelnen dargestellt ist. Ls ist dabei davon auszugehen, daß der obere feste Rollensatz entsprechend dem unteren festen Rollensatz ausgebildet und gemäß der Erfindung von dem zugehörigen Deckel 22 bzw. 23 unterstützt wird. Der untere Rollensalz weist mehrere Rollen auf. von denen lediglich eine bei 38 gezeigt ist. Die Seilrollen sind an mehreren parallelen Lagern 30 dienen, die im Inneren des Rohres eingeschweißt sind und den Zylinderkopf 25;) des Druckmittel/^linders 25 tragen. Der Zylinderkopf ist dabei am unteren rinde des Druckmittel/ylitulers 25 ί vorgesehen, so daß der Zylinder 25 von lU-m Zylinderkopf 25,7 aus im wesentlichen frei senkrecht nach oben ragi. Am oberen linde können Zcnlrierschraubcn od. dgl. in dem Hauptmast schraubbar vein, die den Druckmittel/ylinder in der aufrechten Stellung

in zentrieren. Die Kolbenstange 2h des Zylinders trägi den l.agerkorb für den beweglichen Seilrollensal/ 27. In dem versteiften, minieren, kurzen Rohrabschnitt l/'ist /wischen Verstcifungsblechen eine Warlungsoffnung 32 vorgesehen, die normalerweise durch einen enlsprechcnden Deckel verschlossen ist. Weitere Offnungen in dem Mast sind lediglich am oberen und linieren finde

35 drehbar crpjaapri Hip ihrprcpitc mit rlom nnlwpnrliu win rljpv. in Ii σ 4 hoi IQ σρ/ρϊσΐ kl um ijpn

Fußabschnitt aufrechtstehend am Deckel 23 befestigt sind. Die Laschen 35 tragen außerdem einen Verankerungsstift 36 für die Öse 28£> eines Seiles, dessen einer Abschnitt 17 außen auf der Außenseite des Mastes entlangläuft und an dem Kragendrehkopf 15, 16 angreift. Ein anderer Abschnitt 28.7 des Seiles läuft über eine Rolle des beweglichen Rollensatzes, dessen Lagerkorb an dem Seilrollensatz. 27 in F i g. 3 gezeigt ist. Dieser Seilabschnitt läuft als Seilabschnitt 28c wieder zurück zum festen Rollensatz mit den Rollen 38. Entsprechende Seilrollen weist der obere feste Rollensatz auf. Dessen Seilabschnitte sind mit 29.7 und 29c bezeichnet, während der weitere Abschnitt 17 außen am Außenumfang des Rohres entlangläuft. Dabei kann es zweckmäßig sein, im oberen Bereich zwei parallele Seile vorzusehen, die gemeinsam oben an dem Krafldrehkopf angreifen.

Der mittlere kurze Rohrabschnitt \b weist Versteifungsbleche 31 auf. die zur zusätzlichen Absteifung von Austritt der Seilrolle und des zugehörigen Scilabsehnii les auf die Außenseile des Mastes zu ermöglichen. Die Druckmiitelzuleitungcn zu dem Druckmittelzylinder 25 können durch den oberen Deckel des Mastes hindurchgeführt sein. Es können aber auch kleine Zuführungsöffnungen im Bereich des mittleren Rohrabschnitt 16 in Höhe des Zylinderkopfes 25.7 und im Bereich des oberen Endes des Druckmittelzylinders 25 vorgesehen sein.

Selbstverständlich können auch andere Führungsschienenprofile als die dargestellten an der Außenseile des Mastes angebracht sein.

Statt des unteren Rollensatze«; mil der Rolle 38 kann auch eine Einzelrolle vorgesehen sein. Ebenso ist es möglich, statt der Rolle 38 bzw. des unteren Rollensatzes sowie der oberen Rolle je ein Kettenrad zu verwenden und anstelle des Vorschubzylinder.; 25 einen das untere Kettenrad antreibbaren Motor mit Getriebe

3ϊ zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mast für hydraulisch betätigbare Bohrgeräte, insbesondere fahrbare Geräte, bestehend aus einem durch Deckel verschlossenen Hauptmast fester Länge, an dessen oberem Ende ggfs. eine Mastverlängerung für eine Seilwinde anbringbar ist, aus zwei sich über die ganze Mastlänge erstreckenden äußeren Führungsschienen für den Kraftdrehkopfschlitten und aus einem an dem Schlitten angreifenden, über Umlenkrollen an den Mastenden geführten und mittels eines an; Mast abgestützten, gesonderten hydraulischen Antriebs antreibbaren Zugglied, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmast (1) aus einem oder mehreren, zusammengeschweißten Abschnitten (la—lexemes handelsüblichen längs- oder spiralgeschweißten Stahlrohres von kreisförmigem Querschnitt besteht, an dem entlang zweier sich diametral gegenüberliegender Mameüinien die Führungsschienen (12) angeschweißt sind.

2. Mast nach Anspruch 1, bei dem als hydraulischer Antrieb ein Druckmittelzylinder im Mast angeordnet ist, dessen Kolbenstange einen an dem Zugmittel angreifenden beweglichen Rollensatz trägt, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren eines mittleren Rohrabschnittes (Xc) sich diametral gegenüberliegende Lager (30) für den Kopf (25a) des Druckmittelzylinders (25) eingeschweißt sind und der Druckmittelzylinder von diesen Lagern (30) frei aufragend in den Mast (1) angeordnet ist.

3. Mast nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere, die Lager für den Zylinderkopf (25a^tragende Rohrabschnitt(Xb)zwischen zusätzlichen, die Lager (30) verstärkenden Aussteifungen (31) eine verschließbare Wartungsöffnung (32) aufweist.

4. Mast nach' Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Umlenkrollen und/ oder ein der einen Umlenkrolle zugeordneter Antriebsmotor an den Mastdeckeln (22, 23) abgestützt sind.