DE2406671A1

DE2406671A1 - Arbeitsmaschine, insbesondere horizontal-erdbohrmaschine

Info

Publication number: DE2406671A1
Application number: DE19742406671
Authority: DE
Inventors: Michael Linsay
Original assignee: Allied Steel and Tractor Products Inc
Current assignee: Allied Steel and Tractor Products Inc
Priority date: 1973-02-20
Filing date: 1974-02-13
Publication date: 1974-08-22
Also published as: ZA739433B; CA991206A; US3807509A; NL7402212A; JPS49126117A; FR2218467A1; AU6415574A; FR2218467B1; IT1008247B; GB1466351A

Description

DIPL.-ING. H. MARSCH ₄ Düsseldorf, DIPL.-ING. K. SPARING mwdemannsthassb si PATENTANWÄLTE Postfach 40*r

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Beschreibung
zum Patentgesuch

der Firma Allied Steel & Tractor Products, Inc., 192oo Cranwood Parkway, Cleveland, Ohio, USA

"Arbeitsmaschine, insbesondere Horizontal-Erdbohrmaschine."

Die Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsmaschine der Bauart, bei der ein Hauptrahmen vorgesehen ist, der längs Führungen, etwa Schienen, während des Betriebes geführt wird, insbesondere auf eine Horizontal-Erdbohrmaschine. Mit der Erfindung soll eine verbesserte Einrichtung zum Steuern und zum Montieren eines Bohrschwengels für horizontale Erdbohrmaschinen geschaffen werden.

Schwere Erdbohreinrichtungen wurden entwickelt, um Horizontallöcher unter einer Vielzahl von Hindernissen hindurch zu bohren, etwa befestigten Straßen, wo es unerwünscht oder unnötig ist, eine das Hindernis durchsetzende Baugrube auszuheben. Eine solche Einrichtung umfaßt im allgemeinen einen auf Schienen aufgebauten Rahmen, an dem eine Leistungsquelle, eine Kraftübertragung und ein

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Erdbohrer angeordnet sind. Ein Schieber für zylindrische Auskleidungen ist häufig nahe der Rückseite des Erdbohrers vorgesehen, um die Auskleidung in die Bohrung zu pressen, solange der Erdbohrer sich voranarbeitet. Die größeren Typen solcher Maschinen haben auch kraftgetriebene Einrichtungen, um die Horizontal-Erdbohrmaschine längs der Schienen während des Betriebes der Einheit vorzuschieben oder zurückzubewegen. Sogenannte Bohrschwengel wurden in Kombination mit Schienen verwendet, mit denen die Bohrschwengel selektiv verriegelt oder entriegelt werden können. Die Bohrschwengel wirken als Verankerung für einen Hydraulikzylinder oder andere äquivalente Einrichtungen, die vom Verankerungspunkt des Bohrschwengels aus die Horizontal-Erdbohreinheit längs der Schienen schieben oder ziehen. Der Wandervorgang wird bewirkt, indem zunächst der BohrSchwengel mit den Schienen in Eingriff gebracht wird. Die Horizontal-Erdbohreinheit wird dann durch Betätigung des mittels des BohrSchwengels verankerten Hydraulikzylinders vorwärtsgedrückt. Nachdem die Horizontal-Erdbohreinheit eine vorgegebene Strecke zurückgelegt hat, wird der Bohrschwengel von den Schienen gelöst und in eine nächste Verriegelungsstellung mit den Schienen nach vorn gebracht. Der Vorgang kann dann wiederholt werden, um eine Wanderbewegung durchzuführen, wobei die Bohreinheit entweder vorwärts oder rückwärts bewegt wird.

Die Borjischwengeleinheit wurde im allgemeinen hinter der Horizontal-Erdbohrmaschine in den kraftgetriebenen Einheiten angeordnet. Eine Schwierigkeit, die zusammenhängt mit der Placierung des Bohrschwengels hinter der Einheit, liegt darin, daß sie nicht ohne ein kompliziertes und teures Steuersystem leicht überwachbar ist. Der Rest der Steuerungen für die Erdbohreinheit ist üblicherweise in zentraler Position auf der Einheit untergebracht. Eine

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einfache mechanische Steuerung für den Bohrschwengel, hinter der Bohreinheit angeordnet, würde eine zweite Bedienungsperson erfordern oder das Verlassen der einzigen Bedienungsperson von der zentralen Steuerposition, um den Bohrschwengel zu betätigen, wenn die Einheit\ersetzt wird. Um die Notwendigkeit zu vermeiden, daß entweder zwei Bedienungspersonen tätig werden müssen oder die eine Bedienungsperson die Anlage von einer Mehrzahl von Psositionen steuern muß, hat man hydraulisch betätigte Steuersysteme entworfen. Diese Steuersysteme haben sich jedoch nicht durchsetzen können wegen der vermehrten Kompliziertheit der Maschine und der Kosten für den Einbau eines solchen Systems.

Eine zweite Schwierigkeit, die im Zusammenhang steht mit der Anordnung mit des Bohrschwengels hinter der Erdbohreinheit, ist die daraus resultierende Gesamtlänge der Maschine. Beim Betrieb von Erdbohrmaschinen ist es in vielen Fällen notwendig, eine Grube auszuheben, in die die Maschine abgesenkt wird, um die Tiefe der beabsichtigten Horizontalbohrung zu erreichen. Diese Grube wird häufig nur für den Zweck ausgehoben, die Horizontal-Erdbohrmaschine in Position zu bringen, und die Kosten für das Ausbaggern einer solchen Grube müssen demgemäß als Teil der Kosten für die Bohrarbeiten betrachtet werden. Infolge dieser zusätzlichen Kosten ist es vorteilhaft, die Erdbohrmaschine so kompakt wie nur möglich auszubilden. Wenn der Bohrschwengel sich nach außen hinter die Einheit erstreckt, ist eine größere Baugrube erforderlich. Wenn darüber hinaus die Bedienungsperson nach hinten zum Bohrschwengel gehen muß, um den Verriegelungsmechanismus zu betätigen, ist sogar eine noch größere Baugrube nötig.

Um diese Schwierigkeiten zu beheben, wird gemäß■ der Erfindung bei einer Maschine der Bauart,bei der ein

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Hauptrahmen längs Führungen beweglich ist, und ein Bohrschwengel vorgesehen ist/ um diese Bewegung durchzuführen, erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Bohrschwengel auf dem Hauptrahmen abgestützt ist und/oder der Hauptrahmen abgestützt ist auf dem BohrSchwengel, derart, daß eine Relativbewegung zwischen beiden stattfinden kann.

Vorzugsweise ist der Bohrschwengel gleitbar mit dem Hauptrahmen verbunden, der seinerseits auf den Führungen, z.B. Schienen, abgestützt ist. Vorteilhafterweise ist der Bohrschwengel im wesentlichen unterhalb des Hauptrahmens und zwischen den Schienen angeordnet. Z.B. kann der Bohrschwengel gleitbar aufgenommen sein relativ zum Hauptrahmen durch Vorsehen von Armen, die nach unten von dem Basisrhahmen des Hauptrahmens herabragen, beispielsweise dem Chassis oder einem mit diesem verbundenen Ansatz, wobei jeder dieser Arme an seinem unteren Ende mit einem einwärts gerichteten Flansch versehen ist, auf dem der Bohrschwengel ruht.

Der Bohrschwengel ist im allgemeinen mit Einrichtungen für selektive Verriegelung mit den Führungsschienen versehen. Vorteilhafterweise umfassen diese Einrichtungen Stifte, die in im Abstand angeordnete öffnungen der Führungsschienen eingreifen können, um den Bohrschwengel in Position zu verriegeln. Die Bewegung dieser Stifte kann in einfacher Weise durchgeführt werden mittels einer Stange, die schwenkbar an dem Hauptrahmen befestigt ist und gleitbeweglich eingreift in ein Element, das diese Stifte einschieben oder zurückziehen kann. Der gleitbewegliche Eingriff ermöglicht eine Relativbewegung zwischen dem Bohrschwengel und dem Hauptrahmen. Dieser gleitbewegliche Eingriff wird vorzugsweise vorgesehen durch Verwendung einer Stange, die gleitbar in einem Kragen sitzt, wobei die Stange eine nichtrunde Querschnittsform aufweist, derart, daß der

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Kragen gezwungen ist, sich zu drehen, wenn die Stange gedreht wird. Der Kragen kann dann verwendet werden, um die Stifte durch einen simplen Hebelmechanismus zu betätigen.

Die Anordnung gemäß der Erfindung ist kompakt, erfordert nur eine einzige Bedienungsperson für die Bedienung der Einheit von einer Steuerposition und weist einfache, billige mechanische Steuerglieder auf. Der Bohrschwengel ist anstatt hinter der Horizontal-Erdbohrmaschine unter deren Chassis angeordnet. Durch Positionieren des Bohrschwengels unter der Horizontal-Erdbohreinheit wird die Gesamtabmessung der Einheit durch die Kraftvorschubmittel nicht wesentlich vergrößert. Ferner kann die Bedienungsperson von einer Zentralstelle aus den Verriegelungsmechanismus des Bohrschwengels betätigen, und zwar über mechanische Gestänge.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die gleitbewegliche Halterung des Bohrschwengels am Chassis anstelle einer direkten Anordnung an den Schienen der Bohrschwengel mit nicht die vorteilhafteste Placierung der verschiedenen Komponenten der Horizontal-Erdbohreinheit stört, die sonst eintreten könnte, weil die Strecke freibleiben müßte, die von dem Bohrschwengel durchlaufen wird, wenn dieser relativ zur Erdbohreinheit während des Wandervorgangs hin- und hergeht. Diese zentraleAnordnung des Bohrschwengels am Chassis verringert in höchst vorteilhafter Weise die Gesamtabmessungen und die Kompliziertheit der Einheit.

Ein weiterer Vorteil der Ausbildung gemäß der Erfindung liegt darin, daß ein einfaches mechanisches Gestänge verwendet werden kann zwischen der Steuerstation der Einheit und dem Verriegelungsraechanisimis des zentral

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angeordneten Bohrschwengels. Eine Schwenkstange ist an der Horizontal-Erdbohreinheit vorgesehen, die im Gleiteingriff steht mit dem Verriegelungsmechanismus des Bohrschwengels. Wegen dieses Gleiteingriffs bleibt das Steuergestänge relativ unkompliziert, und es ergibt sich zugleich eine sichere Steuerung bei der Bewegung des Bohrschwengels relativ zur Steuerposition der Erdbohreinheit.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Maschine gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Horizontal-Erdbohreinheit unter besonderer Berücksichtigung der zentralen Steuerstation,

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie 2-2 der

Fig. 1 zur Darstellung des Verriegelungsmechanismus in der Verriegelungsstellung,

Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt längs Linie 2-2

der Fig. 1, wobei der Verriegelungsmechanismus in der Entriegelungsstellung gezeigt ist,

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht nach Linie 4-4 der Fig. 1 zur Erläuterung des Verriegelungsmechanimus, dessen Steuerung und des Bohrschwengels, und

Fig. 5 ist ein Querschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 2, wobei dargestellt ist, wie der Bohrschwengel von dem Chassis der Horizontal-Erdbohreinheit abgestützt ist.

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Fig. 1 läßt schematisch eine Horizontal-Erdbohrmaschine erkennen mit den Hauptkomponenten, nämlich einer Leistungsquelle lo, einer Übertragungseinheit 12, einem Auskleidungsschieber 14 und einem Erdbohrer 16. Das Chassis 18 dient als Grundrahmen für die Horizontal-Erdbohreinheit. Zwei parallele Schienen 2o mit Querschwellen 22' stützen das Chassis 18 ab.

Wie in Fig. 2 erkennbar, weist das Chassis 18 zwei linke Teile 24 und 26, die sich von der Rückseite der Einheit bis zum Auskleidungsschieber 14 erstrecken und auf den Tragflächen 28 der Schienen 2o aufruhen. Die Chassisteile 24 und 26 weisen Platten 3o auf, die an den Chassisteilen 24 und 26 befestigt sind und sich paarweise auswärts erstrecken. Gelenkarme 32 sind zwischen den Paaren von Platten 3o angeordnet und an diesen angelenkt mittels Zapfen 34. Verriegelungsplatten 36 sind an die Arme 32 angeschweißt für den Eingriff in die Schienen 2o unterhalb der Lagerflächen 2 8. Diese Verriegelungsbaugruppen sind vorgesehen, um die Horizontal-Erdbohrmaschine auf den Schienen zu halten, wenn sie im Betrieb ist.

Ein Bohrschwengel 38 (Fig. 4 und 5) ist unter dem Chassis 18 vorgesehen, um die Horizontal-Erdbohreinheit längs der Schienen 2o vorzuschieben oder zurückzuziehen. Der Bohrschwengel 38 umfaßt ein Kreuzteil 4o, das sich über die Breite des Bohrschwengels 38 an seinem vorderen Ende erstreckt, sowie zwei Kufen 42 und 44, die an dem Kreuzteil 4o anstoßen und sich nach hinten über die Länge des Bohrschwengels 38 erstrecken, wobei sie dessen Unterseite nahe den Schienen 2o ausbilden. Kanalteile 46 und 48, welche längs der Längserstreckung des Bohrschwengels 38 laufen, bilden die Seiten des Bohrschwengels 38. Die Kanalteile 46 und 48 sind mit dem Kreuzteil 4o verschweißt sowie mit den Kufen 42 und 44, um so eine starre Bohr-

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Schwengelstruktur auszubilden. Eine Montageplatte 5o ist quer zur Rückseite der Einheit positioniert zwischen den Kanalteilen 46 und 48. Ein Querwinkel 52 ist am Kreuzteil 4o des Bohrschwengels 38 befestigt. Der Querwinkel 52 umfaßt Platten 54 und 56, die sich rückwärts von der Montageplatte 5o her erstrecken. Der Querwinkel 52 wirkt als Abstützung für die Montageplatte 5o an deren Zentrum, um den Einfluß der Biegemomente auf die Montageplatte 5o herabzusetzen, die im übrigen nur an ihren Enden mit den Kanalteilen 46 und 48\erbunden ist. Abstandshalter 58 und 6o sind auf der Oberseite der Kanalteile 46 bzw. 48 angeordnet.

Mittelsind vorgesehen für das selektive Kuppeln des Bohrschwengels mit den Schienen 2o. Die selektive Kupplung kann erfolgen mittels Stiften 62 und 64, die gleitbeweglich am Bohrschwengel 38 angeordnet sind. Die Stifte 62 und 64 sind für die seitliche Erstreckung von dem Bohrschwengel 38 in selektiven Eingriff mit Schützen 66 ausgebildet, die sich durch die Schienen 2o für diesen Zweck erstrecken. Verstärkungsteile 68 sind bei jedem Schlitz 66 vorgesehen, um ein Ausarbeiten der Schienen unter der hohen Belastung zu vermeiden, die bei der Betätigung des Bohrschwengels 38 auftritt. Die Schlitze sfad in periodischem Abstand längs der Schienen 2ο vorgesehen, um den sich vorwärts oder rückwärts bewegenden Bohrschwengel 38 abzustützen, wenn dieser zunächst in Eingriff mit den Schienen gelangt,und dann dieser Eingriff wieder gelöst wird in aufeinanderfolgenden Schritten, um die Horizontal-Erdbohreinheit nach vorn zu bewegen. Der Abstand der Schlitze 66 wird bestimmt durch die Arbeitsstrecke des Antriebsmechanismus, mit dem die Maschine längs der Schienen 2o verschoben wird.

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Die Stifte 62 und 6 4 sind gleitbeweglich aufgenommen in vierseitigen Führungen, welche die Stifte 62 und 6 4 seitlich in und außer Eingriff mit den Schienen 2o führen. Eine Führung ist für jeden Stift vorgesehen. Die Führungen erstrecken sich auswärts von den Kanalteilen 46 und 48, wo die Zapfenlöcher 7o und 72 die Stifte 62 und 64 aufnehmen, wenn diese sich nach auswärts erstrecken zum Eingriff mit den Schlitzen 66. Die Vorderseite jeder Führung besteht aus der Rückseite der Montageplatte 5o, die sich quer zur Breite des Bohrschwengels erstreckt, Horizontale Deckplatten 74 und 76 sind direkt über den Stiften 62 bzw. 64 angeordnet und verschweißt mit der Montageplatte 5o. Horizontale Bodenplatten 78 und 8o sind in ähnlicher Weise an der Montageplatte 5o befestigt und erstrecken sich unterhalb der Stifte 62 und 64. Die horizontalen Platten 74 bis 8o sind etwas breiter als der Breite der Stifte 6 2und 6 4 entspricht, damit der Durchtritt der Stifte 62 und 64 zwischen den horizontalen Platten nicht behindert wird. Rückplatten 82 und 84 sind mit den entsprechenden hoirizontalen Deck- und Bodenplatten verschweißt in Positionen parallel zur Montageplatte 5o, jedoch im Abstand von dieser entsprechend der Breite der horizontalen Platten. Die Stifte 62 und können irgendeine angemessene Querschnittsform aufweisen. Eine bevorzugte Ausbildung bei minimalem Verschleiß und guter Scherfestigkeit wäre eine quadratische Querschnittsform, die an ihrem freien Ende etwas verjüngt ist, um das Einschieben des Stiftes durch den Schlitz 66 zu erleichtern. Die Stifte 62 und 64 sind lang genug, um eine Biegung innerhalb der vielseitigen Führung zu unterbinden. Die Stiftlänge unterliegt aber einen Kompromiß bezüglich der Notwendigkeit des Zwischenraumes für die Stiftbetätigungsmittel, die zwischen den Stiften 62 und 64 angeordnet

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sein müssen. Die Längen der Stifte müssen festgelegt werden entsprechend den üblichen Berechnungsmethoden. Diese Längen werden beeinflußt durch die Breite des Bohrschwengels 38, die Ausbildung des Betätigungsmechanismus für die Verriegelung des Bohrschwengels 38 und den mechanischen Vorteil, der für die Bewegung der Stifte vorliegt. Um darüber hinaus die Biegung der Stifte infolge Biegemomenten, die auf diese einwirken, zu verhindern, sollten sich die verschiedenen Platten 74 bis 84 vorzugsweise nach innen bis zu Punkten nahe der am weitesten zurückgezogenen Position des innersten Endes des entsprechenden Stiftes 6 2 bzw.'64 erstrecken. Es ist jedoch bevorzugt, daß die Platten sich nicht so weit in Richtung auf das Zentrum des Bohrschwengels erstrecken, daß sie den Betätigungsmechanismus stören, welcher den Stiften 62 und 64 zugeordnet ist.

Die Betätigungsmittel sind vorgesehen für die Steuemg des Eingriffs bzw. des Zurückziehens der Verriegelungsstüte 62 und 64. In der bevorzugten Ausführungsform umfassen diese Verriegelungsmittel eine Steuerstange 86, die schwenkbeweglich am Chassis 18 mittels Lagern 88 und an dem Bohrschwengel 38 in der Montageplatte 5o mittels Lager 9o aufgenommen ist. Das Lager 9o ist passend zu der Steuerstange 86 ausgebildet im Gleiteingriff, was es ermöglicht, daß der Bohrschwengel 38 sich in der Längsrichtung relativ zur Steuerstange 86 bewegt. Ein Schwenkarm 92 ist gleitbeweglich an der Steuerstange 86 angeordnet nahe dem Lager 9o. Der Schwenkarm 92 ist gegen Drehung gesichert bezüglich der Steuerstange 86, derart, daß er sich an jedem Punkt derselben mit dieser verdreht, wenn der Bohrschwengel 38 sich relativ zur Horizontal-Erdbohreinheit bewegt. Die Steuerstange 86 kann irgendeine Querschnittsform aufweisen, die es ermöglicht, daß der Schwenkarm 9 2 längs der Steuerstange gleitet, jedoch drehfest auf dieser sitzt. Eine Stange quadratischen Querschnitts wird vorzugsweise

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als Steuerstange 86 vorgesehen. Der Schwenkarm ist an die Steuerstange 86 angepaßt mittels eines quadratischen Durchbruchs, der mittig im Schwenkarm 9 2 sitzt. Hinreichende Toleranzen werden vorgesehen zwischen der quadratischen Steuerstange 86 und dem Schwenkarm 92, damit der Schwenkarm 92 frei längs der Steuerstange 86 gleiten kann. Jedoch sollte die quadratische Öffnung im Schwenkbarm 92 nicht so groß sein, daß die quadratische Steuerstange 86 relativ zum Schwenkarm 9 2 gedreht werden kann.

Der Schwenkarm 9 2 weist Schlitze 9 4 und 96 auf, die an den Enden vorgesehen sind. Stifte 9 8 und loo erstrecken sich durch den Schwenkarm 92 und die Schlitze 94 und 96, um Gestängehebel Io2 bzw. Io4 anzulenken. Die Gestängehebel Io2 und Io4 sind ebenfalls angelenkt an ihren freien Enden mittels Stiften Io6 und Io8 in Jochabschnitten der Verriegelungsstifte 62 und 64 an deren inneren Enden. Eine horizontale obere Führungsplatte 74 erstreckt sich einwärts zu einem Punkt nahe dem Zentrum des Bohrschwengels 38 und bildet eine Montagebasis für einen Anschlag Ho, der so positioniert ist, daß er in der Bahn des Betätigungsmechanismus für die Stifte 62 und 64 liegt, um deren exzessives Zurückziehen zu unterbinden. Fig. 2 und 3 zeigen den Stiftbetätigungsmechanismus in der Eingriffsstellung bzw. der zurückgezogenen Stellung der Stifte. Eine Federanordnung kann vorzugsweise vorgesehen sein, um die Stifte 62 und 64 in die Verriegelungsposition vorzuspannen, wie in Fig. 2 angedeutet. Falls eine Federanordnung vewrendet wird, um die Stifte 62 und 64 vorzuspannen, muß die Bedienungspason nicht die Betätigungseinrichtung betätigen, um die Stifte wieder in Eingriff zu bringen, wenn sie sich den neuen Schlitzen 66 nähern.

Um die Betätigungsmittel zu benutzen, ist ein Arm 112, wie am besten in Fig. 4 erkennbar, starr auf die

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Steuerstange 86 aufgeklemmt. Ein Gestänge 114 ist an dem Arm 112 angelenkt an einem Punkt, der exzentrisch positioniert ist relativ zur Steuerstange 86. Das Gestänge 114 ist gelenkig verbunden am oberen Ende mit dem Bohrschwengelsteuerhebel 116. Bei Betätigung des Bohrschwengelsteuerhebels 116 wird die Steuerstange 86 verdreht. Bei ihrer Drehung wiederum greifen die Verriegelungsstifte 62 bzw. 64 in die Schienen 2o ein bzw. wird dieser Eingriff gelöst mittels des Betätigungsmechanismus, dessen Zentrum die Steuerstange 86 zwischen den Stiften 62 und 64 ist. Durch Verwendung der Steuerstange 86 kann der Bohrschwengelbetätigungshebel 116 zentrisch an der Bedienungsstation angeordnet sein. Die Steuerstange 86 erstreckt sich von einem Punkt, wo der Steuerhebel bequem mit ihr verbunden werden kann, durch einfache und billige mechanische Gestänge zu einem Punkt jenseits des hintersten Punktes der Bewegüngsstrecke des BohrSchwengels 38. Die Verwendung dieses mechanischen GEstänges ermöglicht der Bedienungsperson, den Bohrschwengel 38 von der zentralen Steuerstation der Horizontal-Erdbohrmaschine aus zu steuern und ermöglicht ferner die Positionierung des Bohrschwengels unterhalb der Horizontal-Erdbohreinheit anstatt hinter dieser. Einer der Gründe für die Positionierung des BohrSchwengels hinter der Einheit in den herkömmlichen Maschinen ist es, einen leichten Zugang zum Bohrschwengel für dessen mechanische Betätigung zu schaffen. Mit der Anordnung gemäß der Erfindung ist es möglich, vorteilhafterweise den Bohrschwengel unter der Einheit anzuordnen, ohne den Steuermechanismus zu komplizieren.

Mittel sind vorgesehen für die Montage des Bohrschwengels 38 an der Unterseite des Chassis 18. Diese Abstützmittel müssen in der Lage sein, den Bohrschwengel 38 in Ausfluchtung relativ zu den Schienen 2o zu halten, damit die Stifte 62 und 64, die dem Bohrschwengel 38 zugeordnet sind, in die Schienen bei Ausfluchtung mit den Schlitzen

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eingreifen können. Auch die Abstützstruktur ist vorzugsweise unter dem Chassis 18 so angeordnet, daß sie nicht mit der Bewegung der Horizontal-Erdbohreinheit längs der Schienen 2o in Kollision gelangt. Eine Einrichtung für das Bewirken dieser Abstützfunktion wird gebildet durch einen Stützrahmen 118. Der Stützrahmen 118 ist an einem Chassisteil I2o mittels Befestigungsteilen 122 befestigt. Der Stützrahmen 118 hat einen Oberabschnitt 124, der sich zu den Winkelteilen 24 und 26 des Chassis 18 erstreckt. Vertikale Abschnitte 126 und 12 3 erstrecken sich dann nach unten nahe den Schienen 2o zu einem Punkt gerade unterhalb des Bohrschwengels 38. Flansche 13o und 132 erstrecken sich nach innen von den vertikalen Abschnitten 126 bzw. 12 8 in einem Abstand, der groß genug ist, um die Kufen 42 und 44 des Bohrschwengels 38 abzustützen. Der Stützrahmen 118 läuft unterhalb des Chassis 18 vom rückwärtigen Ende der Winekelteile 2 4 und 26 bis zum Auskleidungsschieber 14. Die Kanalteile 46 und 48 in Kombination mit den Kufen 43 und 44 und den Abstandsteilen 58 und 6ο passen zwischen den Oberabschnitt 124 und die.sich einwärts erstreckenden Flansche 13o bzw. 132. Ein Abstand ist vorgesehen zwischen den Abstandsteilen 58 und 6o und dem Oberabschnitt 124 des Stützrahmens 118, um die freie Bewegung des Bohrschwengels 38 innerhalb des Stützrahmens 118 zu ermöglichen. Diese Abständen sind jedoch so klein, daß der Bohrschwengel 38 sich nicht in dem Stützrahmen 118 verkanten und darin verbiegen kann. Die Kanalteile 46 und 48 des Bohrschwengels 38 sind auch nahe genug zu den Vertikalabschnitten 126 und 128 des Stützrahmens 118 angeordnet, daß der Bohrschwengel 38 sich nicht um eine vertikale Achse verdrehen kann und unter das Chassis 18 biegen kann. Schlitze 134 sind vorgesehen längs einem wesentlichen Abschnitt der Vertikalabschnitte 126 und 128 des Stützrahmens 118, um so einen ungestörten Durchtritt der Schlitze 62 und 64 in Ausfluchtung mit den Schienen 2o zu ermöglichen. Ferner ermöglichen die Schlitze 134, daß die Horizontal-Erdbohreinheit vorgeschoben waden kann, während die Stifte 62 und 64 innerhalb der Schlitze 66

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verriegelt sind.

Durch Anordnung des Stützrahmens 118 an dem Chassis 18 kann der Bohrschwnengel 38, der vom Stützrahmen 118 abgestützt wird, nicht mit der Bewegung der Horizontal-Erdbohreinheit in Kollision geraten. Dies trifft sogar zu, obwohl der Bohrschwengel 38 zentrisch unter dem Chassis 18 angeordnet ist. Konventionelle Systeme verwenden die Schienen 2o, um den Bohrschwengel 38 zu montieren. Ein solches System würde in diesem Fall nicht praktisch sein. Die Methode, den Bohrschwengel 38 gemäß der Erfindung zu montieren, ermöglicht deshalb die Anordnung des Bohrschwengels 38 unter dem Chassis 18.

Damit der Bohrschwengel 38 sich relativ zum Chassis 18 der Horizontal-Erdbohrmaschine bewegen kann, sind Antriebsmittel vorgesehen. Diese Mittel müssen in der Lage sein, selektiv sowohl Zug wie auch Druckkräfte auszuüben, damit der Bohrschwengel 38 in jeder Richtung relativ zur Horizontal-Erdbohreinheit bewegt werden kann. Eine Einrichtung, um diese Funktion durchzuführen, umßßt die Verwendung von einem oder mehreren Hydraulikzylindern 136, deren eines Ende an dem Bohrschwengel 38 befestigt ist und deren anderes Ende am Chassis 18 der Horizontal-Erdbohreinheit befestigt wird. Zwei Zylinder 136 sind in der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen. Die Kolbenstangenenden 138 der Hydraulikzylinder 136 sind mittels Stiften I4o an Winkeln 142 bzw. 144 gekoppelt, die ihrerseits an der Montageplatte 5o des Bohrschwengels 38 befestigt sind. Die Montageplatte 5o befindet sich zwischen Winkeln 142 und 144 und den Verriegelungsstiften 162 und 164. Dies ermöglicht, daß die von den Zylindern 136 ausgeübten Kräfte über die Winkel 142 und 144 direkt auf die Verriegelungsstifte 62 und 64 übertragen werden können und damit auf die Schienen 2o. Die Zylinderenenden 146 bzw. 148 der Hydraulikzylinder 136 sind in ähnlicher Weise mittels Stiften 15o an Winkeln 152 und 154 angelenkt. Die Winkel

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sind ihrerseits an dem Abstützteil 156 des Chassis 18 montiert. Die Zylinder 136 sind hydraulisch gekuppelt mit einer Pumpe, die an die Leistungsquelle Io angeschlossen ist. Bei der Pumpe handelt es sich bequemerweise um eine Pumpe variablen Volumens, deren Kennlinie zu einem Nulldurchsatz geht, wenn die Zylinder ihre Minimum- oder Maximumerstreckung erreichen. Eine Pumpensteuerung 158 ist in Fig. 1 angedeutet. Ferner ist in Fig. 1 eine Kupplungssteuerung 16o angedeutet sowie der Schalthebel 162 für das Getriebe 12.

Die Arbeitsweise der Horizontal-Erdbohrmaschine kann unter besonderer Berücksichtigung des Vorschubmechanismus zusammengefaßt werden wie folgt: Die Horizontal-Erdbohreinheit wird auf die Schienen 2o aufgesetzt, und der Bohrschwengel 38 wird in den Schienen 2o bei kontrahierten Zylindern 136 verriagelt. Die Zylinder 136 werden dann ausgefahren durch Betätigung des Steuerhebels 158,mit dem die Wechselvolumenpumpe betätigt wird. Bei Expansion der Zylinder 136 schieben diese die Erdbohreinheit vorwärts längs der Schienen 2o. Wenn die Zylinder ihre maximal ausgefahrene Position erreichen, wird der Bohrschwengel 38 bezüglich der Schienen 2o entriegelt mittels des Bohrschwengelsteuerhebels 116, mit dem die Steuerstange 86 gedreht wird, welche ihrerseits die Stifte 62 und 64 über den Schwenkarm 92 entriegelt. Nach Entriegelung des Bohrschwengels 38 läßt man die Zylinder wieder kontrahieren, womit der Bohrschwengel 38 nach vorn gezogen wird bis zum nächsten Paar von Schlitzen 66. Die Stifte 62 und 64 werden dann wieder in Eingriff gebracht mit den Schienen 2o durch Repositionierung des Bohrschwengelsteuerhebels 116. Der Prozeß kann dann wiederholt werden, um die Einheit weiter vorzuschieben.

Demgemäß wird ein Vorschubsystem offenbart mit einem BohrSchwengel, der unterhalb des Chassis der Erdbohreinheit

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angeordnet ist. Das System kann in einfacher und billiger Weise gesteuert werden über mechanische Gestänge von einem Steuerzentrum aus, das sich zweckmäßigerweise nahe den Getriebe-, Kupplungs- und Pumpensteuerungen befindet. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausfuhrungsform beschränkt ist. Insbesondere ist das System vorteilhaft bei allen Maschinen, die längs Schienen Vorschub- und Rückziehbewegungen auszuführen haben. Typischerweise wird die Bohrschwengelstruktur gleitbeweglich am Chassis der Maschine angeordnet und befindet sich unterhalb des Maschinenaufbaus zwischen den Schienen. Der Bohrschwengel weist Stifte auf, die in Eingriff gebracht werden können mit den Schienen, welche die Maschine abstützen, und die Stifte werden betätigt durch eine schwenkbare Stange, die im Gleiteingriff steht mit einem Stiftbetätigungsgestänge, das am Bohrschwengel angeordnet ist. Durch gleitbewegliches Montieren des Bohrschwengels unter der Maschine und durch Steuerung des Eingriffs und Lösens der Stifte, welche dem Bohrschwengel zugeordnet sind mittels der im Gleiteingriff stehenden Stange kann eine einfache und kostengünstige mechanische Steuerung der Maschine erreicht werden an einer bestimmten vorgegebenen Steuerposition auf der Einheit. Ferner wird die Gesamtlänge der Bohrmaschine verringert durch Anordnen des Bohrschwengels unterahalb ihres Chassis.

(Patentansprüche)

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Claims

Patentansprüche

l.J Maschine, deren Grundrahmen längs Führungen bewegliche ist, und die einen Bohrschwengel aufweist, um diese Bewegung zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrschwengel auf dem Grundrahmen abgestützt ist und/oder der Grundrahmen auf dem BohrSchwengel abgestützt ist, derart, daß eine Relativbewegung zwischen beiden ermöglicht wird.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrschwengel und der Grundrahmen gleitbeweglich zueinander angeordnet sind.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrschwengel auf dem Grundrahmen der Maschine abgestützt ist.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrschwengel abstützungsfrei bezüglich der Führungen angeordnet ist.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrschwengel sich im wesentlichen unterhalb des Grundrahmens befindet.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stützrahmen des Maschinengrundrahmens abwärts ragende Arme umfaßt, von denen jeder an seinem unteren Ende mit einem Flansch versehen ist, auf dem der Bohrschwengel abgestützt ist.

einem der
7. Maschine nach/Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrschwengel mit einer Einrichtung versehen ist,

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um ihn selektiv mit den Führungen zu verriegeln.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Stifte umfaßt, die in im Abstand angeordnete Ausnehmungen der Führungen in Eingriff bringbar sind.
9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung vorgesehen ist mit einer Stange, die schwenkbeweglich am Maschinengrundrahmen angeordnet ist und in Gleiteingriff steht mit der Einrichtung für das selektive Ineingriffbringen mit den Führungen, um so eine Relativbewegung zwischen dem Bohrschwengel und dem Grundrahmen zu ermöglichen.
10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange nichtrunden Querschnitt aufweist und gleitbeweglich in einem Kragen sitzt, welcher der Einrichtung für die Verriegelung mit den Führungen zugeordnet ist, derart, daß der Kragen drehfest mit der Stange verbunden und mit dieser drehbar ist.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Horizontal-Erdborjhmaschine ausgebildet ist.
12. Maschine nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch

ein Chassis für die Erdbohreinheit, eine Mehrzahl von Schienen, auf denen das Chassis abgestützt ist,
einen Bohrschwengel,

Antriebseinrichtungen für den Antrieb des Bohrschwengels relativ zu dem Chassis, Verriegelungseinrichtungen, die betätigbar auf dem Bohrschwengel angeordnet sind für selektiven Eingriff in die Schienen,

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Betätigungseinrichtungen, die in Wirkverbindung stehen mit den Verriegelungseinrichtungen zu deren Betätigung, und

durch eine Abstützung, die an dem Chassis befestigt ist und in der gleitbeweglich der Bohrschwengel abgestützt ist.
13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der BohrschwengelJunter dem Chassis angeordnet ist.
14. Maschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung einen Deckabschnitt umfaßt, der am Chassis befetigt ist, zwei gegenseitig parallele vertikale Seitenabschnitte, die in einem den Bohrschwengel umgreifenden Abstand angeordnet sind und diesen in Ausfluchtung halten und zwei Bodenabschnitte, die sich von den beiden Vertikalabschnitten nach innen erstrecken und parallel zu dem Deckabschnitt verlaufen, sowie den Bohrschwengel untergreifen und von dem Deckabschnitt einen solchen Abstand aufweisen, daß sie um den Bohrschwengel herum passen und dessen Ausknicken unterbinden.
15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung aus einem Blechzuschnitt besteht.
16. Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung für die freie Beweglichkeit der Verriegelungseinrichtungen relativ zu der Abstützung ausgebildet ist, wenn die Verriegelungseinrichtung in Eingriff mit den Schienen steht.
17. Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet,daß die Betätigungseinrichtung eine Gleitkupplung umfaßt, mittels der die Betätigungseinrichtung einerRelativbewegung zwischen dem Bohrschwengel und dem · Chassis folgen kann.
18. Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 17, da-

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durch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine Stange umfaßt, die um ihre Längsachse schwenkbar an dem Chassis angeadnet ist, daß eine Steuerung üoer ein Gestänge mit der Stange verbunden ist für selektives Verschwenken der Stange in eine Mehrzahl von Positionen, und daß auf der Stange ein Gleitkupplungsstiick angeordnet ist, das in Wirkverbindung steht mit dem Bohrschwengel zur Betätigung von dessen Verriegelungseinrichtung.
19. Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen schwenkbewegliche Stange an dem Chassis befestigt umfaßt, deren Querschnitt unrund ist, daß mit der Stange eine Steuerung in Gestängeverbindung steht für selektives Verschwenken der Stange in eine Mehrzahl von Positionen welche Steuerung mit dem Chassis beweglich angeordnet ist, und daß mit der Stange ein Gleitkupplungsttück in Eingriff steht, das betätigbar auf dem Bohrschwengel angeordnet ist für die Betätigung von dessen Verriegelungseinrichtung und gegen Drehung gesichert sitzt auf der Stange.
20. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Hydraulikzylinder vorgesehen sind für den Antrieb einer Relativbewegung zwischen dem Bohrschwengel und dem Grundrahmen der Maschine, welche Zylinder mit einem Ende am Bohrschwengel und mit dem anderen an dem Grundrahmen befestigt sind.

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