DE2700175C3 - Vorrichtung zum Ausgleich von Verlagerungen des freien Endes einer Traghülse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausgleich von Verlagerungen des freien Endes einer Traghülse eines Bohrwerks mit einem hoirzontal verfahrbaren Ständer.

Aus der DE-OS 14 77 611 ist es bekannt bei einem Bohrwerk, bei dem die Traghülse in einem am Ständer geführten Spindelstock waagerecht verschiebbar ist, Verlagerungen des freien Endes der Traghülse dadurch auszugleichen, daß mittels eines Verstellgetriebes zwischen dem Spindelstock und einem an seinem vorderen Ende angreifenden Aufhängeorgan die Höhe, in der das vordere Ende des Spindelstocks gehalten wird, verändert werden kann. Diese Höheneinstellung kann mittels einer Steuervorrichtung automatisch in der Weise erfolgen, daß der Spindelstock stets in waagerechter Lage gehalten wird. Dieses Vorgehen ermöglicht es, die senkrechte Komponente der Verlagerung des freien Endes der Traghülse zu kompensieren.

Die aufgrund der Verformungen der Elemente des Bohrwerks, insbesondere aufgrund einer Biegung des Ständers, auftretende Verlagerung des Traghülsenendes hat jedoch nicht nur eine senkrechte sondern auch eine in Richtung der Traghülsenachs·; verlaufende waagerechte Komponente. Diese waagerechte Komponente kann mittels der aus der DE-OS 14 77 611 bekannten Vorrichtung nicht ausgeglichen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan-

spruchs 1 zu schaffen, die auf einfache Weise sowohl die senkrechte als auch die waagerechte Komponente uer

Verlagerung des freien Traghülsener»des kompensiert

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der Ständer um eine parallel zu seiner Bewegungsrichtung verlaufende Achse um einen entsprechenden Betrag entgegen der senkrechten Komponente der Verlagerung drehbar ist

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß die resultierende Verlagerung des freien Traghülsenendes, die skh aus Verformungen des Betts, des Ständers, der Verbindung zwischen Ständer und Spindelstock, des Spindelstocks und der Traghülse selber ergibt einer Drehung des Traghülsenendes um eine parallel zur Bewegungsrichtung des Ständers verlaufende Achse gleicht so daß die Verlagerung des Traghülsenendes durch eine Drehung des Ständers (und somit aller von ihm getragenen Elemente) um diese Achse kompensiert werden kann. Dabei wird nicht nur die senkrechte Komponente der Verlagerung sondern auch die in Richtung der Traghülsenachse verlaufende waagerechte Komponente ausgeglichen.

Bei einem Bohrwerk, bei dem an einem den Ständer tragenden Schütter- zumindest zwei Führungen angeordnet sind, die mittels eines Druckfluids auf einem Bett hydrostatisch gelagert sind, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise eine steuerbare Dnickfluidlieferemrichtung, die die Führungen mit unterschiedlichen Druckfluidmengen speist Die unterschiedliche Speisung der Führungen führt zu unterschiedlich großen Führungs- bzw. Lagerspalten, deren Größe aufgrund der Steuerbarkeit der Druckflutdliefereinrichtung veränderbar ist Es versteht sich, daß durch Änderung der Größe der Führungs- bzw. Lagerspalte der gesamte Ständer um eine parallel zu seiner Bewegungsrichtung verlaufende Achse auf einfache Weise gedreht werden kann.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Bohrwerks, das mit einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Ausgleich von Verlagerungen des freien Traghülsenendes versehen /St und

F i g. 2 eine vergrößerte, schematische Ansicht des Spindelstocks des Bohrwerks gemäß F i g. 1.

Das in F i g. 1 dargestellte Bahrwerk 1 umfaßt einen senkrechten Ständer 6, der fest: mit einem Schlitten S verbunden ist der auf einem Bett 2 in zur Zeichnungsebene senkrechter Richtung verfahrbar ist An der Unterseite des Schlittens S sind obere Führungen 4', 4" und 4'" ausgebildet, denen am B«tt 2 untere Führungen 3', 3" und 3'" gegenüberliegen. Die Spalte zwischen den oberen Führungen und den unttren Führungen werden mit Druckfluid gespeist so daß die Führungen hydrostatische Gleitlager bilder,. Am in F i g. 1 rechten Längsrand des Schlittens S ist femer eine Gegenführung 9 ausgebildet, die von unten am Bett 2 angreift und ebenfalls mit Druckfluid gespeist wird.

Am Ständer 6 ist senkrecht verfahrbar ein Spindelstock 7 angeordnet der seinerseits eine horizontal verfahrbare Traghülse 8 trägt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Ständer 6 dadurch um eine parallel zu seiner Bewegungsrichtung verlaufende Achse gedreht, daß die Führungen 4', 4", 4'" und gegebenenfalls die Gegenführung 9 von einer Druckfluidliefereinrichtung mit unterschiedlichen Druckfluidmengen gespeist werden. Die Druckfluidliefereinrichtung umfaßt einen Behälter 10 für Druckfliud, aus dem eine Pumpe 11 Druckfluid fördert, wobei ein Druckbegrenzungsventil 12 den Höchstdruck regelt Von der Pumpe 11 gelangt das Druckfluid zu einer verstellbaren Strömungsdrossel Rv, der ein hydraulischer Widerstand in Form einer Justierdrossel R\ vorgeschaltet und ein weiterer hydraulischer Widerstand in Form einer Justierdrossel Ri parallel geschaltet sind. Die Strömungsdrossel Rv wird proportional zum Ausfahren der Traghülse 8 aus dem Spindelstock 7 verstellt Von der Strömungsdrossel Rν gelangt das Druckfluid über hydraulische Widerstände in Form von Strömungsdrosseln Ra', Äa"und Äa'"zu den oberen Führungen 4', 4" und 4'". Von der Zuleitung zur verstellbaren Strömungsdrossel Rv zweigt eine Leitung ab, die über ein Druckminderventil 13 und einen weiteren hydraulischen Widerstand in Form einer Strömungsdrossel Ra"" zur Gegenführung 9 führt und diese mit Druckfluid versorgt

In F i g. 2 ist die verstellbare Strömungsdrossel Rv ausführlicher dargestellt Die im Spindelstock 7 gelagerte Traghülse 8 wird von einem Motor 14 über miteinander kämmende Zahnräder 16 und 17 angetrieben. Das Zahnrad 17 ist auf einer Gewindewelle 18 befestigt die axial nicht verschiebbar in Lagern 19 gelagert ist und in Eingriff mit einer Mutter 20 steht die an der Traghülse 8 befestigt ist An ihrem in Fig.? rechten Ende steht die Gewindewelle 8 in Eingriff mit einem Kolben 21, der somit bei sich drehender Gewindewelle 18 proportional zur Traghülse 8 in einem Zylinder 22 verschoben wird. Im Zylinder 22 sind ein Zulauf 23 sowie ein Ablauf 24 für Druckfluid ausgebildet, wobei der Zulauf 23 über die Justierdrossel R\ ar. die Pumpe 11 angeschlossen ist und der Ablauf 24 an die Strömungsdrosseln Ra', Ra"und Äa'" angeschlossen ist Zwischen Innenwand des Zylinders 22 und der Außenseite des Kolbens 21 ist ein Ringspalt 25 ausgebildet. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Ausbildung drosselt die Strömungsdrossel Rv um so weniger, je weiter die Traghülse 8 aus dem Spindelstock 7 ausgefahren wird.

In F i g. I ist der Spindelstock 7 außer in einer mi· ausgezogenen Linien ausgeführten unteren Stellung auch in einer gestrichelt ausgeführten oberen Stellung dargestellt Für beide Stellungen ist die Verlagerung des TraghUlsenendes bei gleich weit ausgefahrener Traghülse vergrößert dargestellt In der oberen Stellung des Spindelstocks ist die Gesamtverlagerung A A' größer als die Gesamtverlagerung B ß'in der unteren Stellung. Dabei sind jedoch die senkrechten Komponenten A "A' und B" B' gleich, wogegen die waagerechten Komponenten A " A und B" B proportional zum Abstand der Achse der Traghülse von einer horizontalen Ebene sind.

die nahe der Ebene der Führungen liegt Dies heißt mit anderen Worten, daß die Komponente A"A größer als die Komponente B"Bist
Wie bereits angegeben wurde, kann die gesamte

Verlagerung des Traghülsenendes in jeder Stellung des Spindelstocks 7 als eine Drehung um eine parallel zur Bewegungsrichtung des Ständers verlaufende Achse interpretiert werden. Diese Achse ist in F i g. 1 als Achse O eingezeichnet Wenn nun der gesamte Ständer

ίο entgegen der senkrechten Komponente der Verlagerung um diese Achse um einen entsprechenden Betrag, beispielsweise den Winkel γ, gedreht wird, wird dadurch die gesamte Verlagerung des Traghülsenendes ausgeglichen. Während des Betriebes fördert die Pumpe 11 das Druckfluid zur verstellbaren Strömungsdrossel Rv, die die Strömung um so weniger drosselt je weiter die Traghülse 8 ausgefahren ist Die den Führungen 4', 4" und 4'" zugeführte Druckfluidmenge variiert daher mit der Stellung der Traghülse. Die Strömungsdrosseln Ra', R" und R'" sind so dimensioniert daß der oder den vorderen Führungen, d. h. in F i g. 1 der Führung 4', eine größere Fluidmenge als der .er den hinteren Führungen, d.h. in Fig. 1 der Fühiurj 4"', zugeführt wird. Dies führt dazu, daß dann, wenn die Traghülse ausgefahren wird und demzufolge die Strömungsdrossel Rv mehr Druckfluid liefert die der Führung 4' zugeP'hrte Druckfluidmenge stärker steigt als die der Führung 4'" zugeführte Druckfluidmenge, so daß der Schlitten an seinem in F i g. 1 linken Längsrand stärker als an seinem in F i g. 1 rechten Längsrand angehoben wird, was eine Drehung des Ständen, um die Achse O bedeutet Die Lage der Achse O kann durch Änderung der Einstellung der Strömungsdrossel Ra', Ra"und Ra'" eingestellt bzw. verschoben werden.

Alternativ zu der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform kann die Strömungsdrossel Ra"" an den Ablauf 24 der verstellbaren Strömungsdrossel Rv angeschlossen sein. In diesem Fall ändert sich mit dem Ausfahren der Traghülse 8 die der Gegenführung 9 zugeführte Druckfluidmenge. Wenn die StrömuLgsdrosseln Ra', Ra" und Ra'"das Druckfluid gleichmäßig auf die Führungen 4', 4" und 4'" verteilen, kann die Drehung dkS Ständers 6 allein durch Änderung der der Gegenführung 9 zugeführten Druckfluidmenge bewirkt werden. Alternativ können auch die Führungen 4', 4" und 4'" sowie die Gegenführung 9 bei der Drehung de« Ständers 6 zusammenwirken. Wenn auch die Gegenführung 9 mit veränderbarer Druckfluidmenge gespeist wird, wirkt sich auch die Einstellung der Strömungsdrossei Ra ""auf die Lage der Achse O aus.

Zum Einstellen der Vorrichtung wird zuerst die Traghülse vollständig ausgefahren und der Zug der vorzugsweise in der Traghülse vorgesehenen Zugstange so eingestellt, daß die Traghülse die bestmögliche Ge~ddlinigkeit hat Danach werden die Justierdrosseln Ri und Ri sowie gegebenenfalls die verstellbare Strömungsdrosse' Rv justiert Schließlich erfolgt die Einstellung des Drucks des der hinteren Gegenführung zugeführten Drjckfluids.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausgleich von Verlagerungen des freien Endes einer Traghalse eines Bohrwerks mit einem horizontal verfahrbarsn Ständer, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (6) um eine parallel zu seiner Bewegungsrichtung verlaufende Achse um einen entsprechenden Betrag entgegen der senkrechten Komponente der Verlagerung drehbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei an einem den Ständer tragenden Schlitten zumindest zwei Führungen angeordnet sind, die mittels eines Druckfluids auf einem Bett hydrostatisch gelagert sind, gekennzeichnet durch eine steuerbare Druckfluidliefereinrichtung (11, 12, 13, Ra', Ra", Ra'", Ra"", Rv). die die Führungen (4', 4", 4'", 9) mit unterschiedlichen Druckfluidmengen speist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfluidliefereinrichtung die dem freien Ende der Traghülse (8) nähere Führung (4') mit einer größeren Druckfluidmenge als die vom freien Ende der Traghülse entferntere Führung (4'") speist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch unterschiedlich einstellbare Strömungsdrosseln (Ra', Ra", Ra'") in den Zuleitungen zu den Führungen (4', 4", 4'").

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 mit einer von unten am Bett angreifenden Gegenführung am Schlitten, dadurch gekennzeichnet daß der Druck des der Gegenführung (9) zugeführten DruckfluiJs rege-jar ist

6. Vorrichtung nach tinem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Traghülse ausfahrba ist gekennzeichnet durch eine verstellbare Strömungsdrossel (Rv)'m der Zuleitung zu den Führungen (4', 4", 4'") oder der Gegenführung (9), wobei die verstellbare Strömungsdrossel proportional zum Ausfahren der Traghülse (8) geöffnet wird.