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Bohrgerät mit hydraulischem Antrieb
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrgerät mit hydraulischem M*ntrieb,
insbesondere mit einem hydraulischen Kraftspülkopf und Kettenvorschub.
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Solche Bohrgeräte sind meistens fahrbar ausgestaltet und umfassen
einen Bohrmast, an welchem an einem Kettentrieb in Form einer endlosen Kette oder
an einer Gewindestange oder ähnlichem Antriebsmittel der mit einer hydraulischen
Druckflüssigkeit angetriebene Motor aufgehängt ist und in vertikaler Richtung auf-
und abbewegbar ist. Der Mast kann auch in geneigter Stellung stehen.
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Die Anordnung des als Kraftspüikopf bezeichneten Motors, weil man
über ihn das Bohrgestänge, welches hohl ausgebildet ist, noch mit einer Spülflüssigkeit
beschicken kann, kann zum leichten Bn- und Abschrauben des Gestänges mechanisch
oder hydraulisch gekippt werden.
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An dem Bohrmast ist ebenfalls höhenverschieblich und seitlich verschwenkbar
oder aufklappbar eine Abfangzange angeordnet, mit der das Bohrgestänge beim Verbinden
und Lösen vom Bohrantrieb abgefangen wird. Die Verbindung zwischen Kraftspülkopf
und Bohrgestänge erfolgt über eine besondere An- und Abschraubvorrichtung, die sowohl
das Drehmoment überträgt als auch beim Brechen des Bohrgestänges ein Moment auf
das Gewinde ausübt, wenn die einzelnen Längen des Bohrgestänges aus dem Bohrloch
herausgezogen werden sollen.
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Der Nachteil bei diesen bekannten Geräten ist der, daß die Betätigung
der das Drehmoment übertragenden Teile relativ umständlich war, weil die drehmomentübertragenden
Mittel in Form von Keilen von Hand eingelegt werden mußten, was bei dem Betrieb
eines solchen Geräts in der entsprechenden Umgebung nicht nur außerordentlich schmutzig
und schwierig war, sondern eigentlich nur möglich, wenn der Bohrkopf sich in Bodennähe,
also sich in einer erreichbaren Höhe befand.
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Ansonsten mußten Leitern oder gar Gerüste aufgebaut werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine An- und Abschraubvorrichtung
an einem Bohrkopf der oben beschriebenen Art zu schaffen, bei der die tbertragung
des Drehmoments und das Brechen des Gewindes des Gestänges in einfacher und schneller
Weise durchführbar ist.
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Erreicht wird das nun dadurch, daß in dr An- und Abschraubvorrichtung
am Bohrkopf wenigstens zwei schwenkbar angeordnete und fernbedienbare Nocken vorgesehen
sind.
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Die Nocken sind dabei vorzugsweise zwei an der Zahl, gegenüberliegend
in Ausnehmungen einer Hülse, die die Bohrstange umgibt, angeordnet und radial bewegbar
und wirken mit zwei auf der zugeordneten Bohrstange angeordneten Nocken zusammen,
die . beim Brechen des Gewindes mit den fernbedienbaren Nocken wahlweise in Eingriff
gebracht werden können.
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Die Fernbedienung der Nocken erfolgt vorzugsweise über entsprechende
hydraulische oder pneumatische Zylinder- und Kolbeneinrichtungen, wobei beispielsweise
das freie Ende der Kolbenstange mit einem Ring verbunden ist, der sowohl eine axiale
Bewegung auf der Hülse der Abschraubvorrichtung ermöglicht als auch eine Drehbewegung
dieser Hülse.
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Das Ende des Zylinders ist an einem Gehäuse in entsprechender Weise
schwenkbar angelenkt, ebenso wie das Ende der Kolbenstange, wobei das Gehäuse unbeweglich
ein Teil der Aufhängung des Kraftspülkopfes oder des Kraftspülkopfes selbst bildet.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den sich anschlie-Benden bzw.
vorangestellten Patentansprüchen näher gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In der Zeichnung stellen dar: Fig. 1 ein Bohrgerät, auf das die vorliegende
Erfindung Anwendung finden kann, Fig. 2 ein Teil des Kraftspülkopfes mit der An-
und Abschraubvorrichtung, den Keilen alter Art, die also noch von Hnnd einzulegen
waren und der Gestomgemuffe mit Nocken in der Seitenansicht und im Querschnitt und
Fig. 3 nun die erfindungs~emaBe Ausgestaltung, wobei das in der Fig. 2 dargestellte
Teil der An-und Abschraubvorrichtung mit Keilen und der Befestigung am Gehäuse des
Bohrkopfes oder einer anderen ortsfesten mit dem Bohrgerät verbundenen Einrichtung
erfolgt.
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Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß das Bohrgerät im wesentlichen aus
dem hydraulisch angetriebenen Motor 1 mit Getriebe besteht, der auch als Kraftspülkopf
bezeichnet wird, d.h. es handelt sich um einen Hydraulikmotor mit entsprechenden
Einrichtungen zur Befestigung des Bohrgestänges, der seinerseits wieder an einem
nicht dargestellten Vorschub über Ketten oder Seile an dem Bohrmast 5 auf- und abbewegbar
ist. Das Bohrgestänge 3 kann in der Abfangzange 4 festgehalten werden, wenn es verlängert
oder verkürzt wird, d.h. zusätzliche Bohrstangen eingebaut oder ausgebaut werden
sollen.
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Das ganze Bohrgerät ist vorzugsweise auf einem Fahrzeug 6
montiert
und wie die gestrichelte Darstellung des horizontalstehenden Bohrgestänges 7 zeigt,
kann der Kraftspülkopf auch verschwenkt werden, im vorliegenden Falle um 9004 Ein
wichtiges Teil in diesem Bohrgerät ist das mit 8 bezeichnete Teil. Dieses stellt
quasi die Verbindung zwischen der Antriebsquelle 1 und dem Bohrgestänge 3 dar und
ist als An- und Abschraubvorrichtung ausgebildet, in der die Gestängemuffe 9 Aufnahme
findet und in der außerdem Mittel 11 und 12 zur Übertragung des Drehmoments vorhanden
sind. Dieses Teil, auf das sich die Erfindung richtet, ist in Fig. 3 dargestellt.
Es besteht aus dem Gehäuse 13, das ortsfest, also stillstehend, mit einem Teil des
Bohrgeräts 14 vermittels Schraubenbolzen 15 verbunden ist. Dieses vorzugsweise zylindrisch
ausgestaltete Gehäuse besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von seinem
unteren Ende ausgehend zwei gegenüberliegende Schlitze 16, von denen nur rechts
einer sichtbar ist. Im Innern des Gehäuses 13 ist eine kräftige Hülse 17 angeordnet,
die an ihrem oberen Ende einen Flansch 18 mit Bohrungen 19 trägt. Dieser Flansch
ist an dem oberen Ende der Hülse 17 befestigt, beispielsweise durch Schweißen, und
wird mit dem Abtriebsteil des Kraftspülkopfes bzw. des Hydraulikmotors 1 über die
Bohrungen 19 vermittels an sich bekannter Einrichtungen verbunden.
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Auch in der Hülse 17, in die das Gestänge 15 eingesetzt wird und
durch das die Gestängemuffe mit dem Kraftkopf verbunden wird, sind zwei Ausnehmungen
20 enthalten, in denen Einrichtungen
21 vorgesehen sind, die die
Gestalt von schiefen Ebenen 22 haben, auf denen Keile 23 verschiebbar angeordnet
sind.
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Die Verschieblichkeit dieser Keile erfolgt über eine Stange 24, die
bei 25 schwenkbar mit dem Keil verbunden ist und bei 26 schwenkbar mit einer Lasche
27, die mit einem Ring 28, mit dem das Kugellager 29 verbunden ist, verbunden ist.
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Die Verbindung der Stange 24 mit dem Keil bzw. mit der Lasche kann
durch Stifte mit entsprechenden Arretierungen, aber auch durch Schrauben mit Muttern
in an sich bekannter Weise erfolgen. Die Keile können aus besonders ausgewählten
Werkstoffen mit oberflächlicher Vergütung sein und bestehen vorz"gsweise aus zwei
Teilen, nämlich aus dem Teil 30 und dem Teil 31, welche untereinander durch Imbusschrauben
32 verbunden sind. Auf diese Weise kann das sich im Laufe der Zeit abnutzende Teil
30 ausgewechselt und gegen ein neues ersetzt werden. Durch Auswechseln der Teile
30 können auch andere Gestängedurchmesser gehalten bzw. an- und abgeschraubt werden.
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Das Kugellager 29 ist mit seinem inneren Laufring 33 auf einer Hülse
34 gelagert und mit einem Sprengring 47 gehalten, die ihrerseits wieder gleitbar
auf der kräftigen Mitnehmerhülse 17 in vertikaler Richtung verschieblich ist. Der
äußere Laufring 35 des Kugellagers liegt in einem Stützring 36, und das Kugellager
selbst wird in dieser Anordnung durch einen Sprengring 37 gehalten. Bn dem Stützring
sind außen Laschen 38 angeordnet, beispielsweise durch Anschweißen, die durch die
Schlitze 16 in dem Gehäuse der An- und Abschraubvorrichtung, die in Fig. 3 dargestellt
ist, hindurchragen und an ihrem äußeren Ende eine Bohrung enthalten,
die
in der Fig. 3 nicht zu ersehen ist. An dieser Bohrung ist schwenkbar über einen
Bolzen 39 das äußere Ende 40 einer Kolbenstange 41 eines Pneumatikzylinders 42 angelenkt,
der seinerseits wieder an dem staionären Gehäuseteil 13 über eine Lasche 43 in ähnlicher
Weise schwenkbar vermittels eines Bolzens 44 angeordnet ist.
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In der Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so dargestellt,
daß sie mit ihren Keilen 23 bzw. mit den Teilen 30 der Keile in Mitnehmer oder drehmomentübertragender
Stellung dargestellt ist, wobei diese Keile hinter Nockenleisten 45 greifen, die
außen auf der Bohrstange 3 angeordnet sind.
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Die Funktion dieser Einrichtung ist nun leicht zu erkennen.
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Sollen nämlich die Keile außer Eingriff mit den Nockenleisten 45 gebracht
werden, dann wird ein Druckmittel, beispielsweise Druckluft, derart in den Zylinder
42 eingeleitet, daß die Kolbenstange 41 in den Zylinder hineingezogen wird. Durch
diese in Richtung des Pfeiles P erfolgende Bewegung wird auch das Kugellager mit
der inneren Hülse 34nach oben gezogen, so daß die Stange 24 ebenfalls sich nach
oben bewegt und den Keil 23 auf der Gleitbahn 22 nach oben schiebt, so daß dieser
Keil sich von der Mitte der Hülse 17 nach außen, also in radialer Richtung, entfernt.
Diese Gleitbahn ist vorzugsweise mit Nuten 46 auf gegenüberliegenden Seiten versehen,
in denen das Teil 31, an dem der eigentliche Wirkkeil befestigt ist, auPund abgleitet.
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Die Ineingriffbringung der Keile mit den Nockenleisten 45 geschieht
dann in entgegengesetzter Richtung, die Kolbenstange 41 wird aus dem Zylinder 42
durch entsprechende Leitung des Druckmittels herausgeschoben. Der Eugellagerring
mit den dazugehörigen Teilen und der stange 24 bewegt sich nach unten und der Keil
23 radial in die Hülse 17 hinein. Diese Bewegung ist aufgrund der schwenkbaren Befestigung
der Stange 24 mit ihren Enden am Keil und am Kugellagerring möglich.
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Obwohl in Fig. 3 nur ein solcher Keil und eine Zylinder-und Kolbeneinrichtung
zur Betätigung dargestellt ist, so sind doch vorzugsweise zwei solcher Einrichtungen
vorhanden, und zwar zum Ausgleich der zu übertragenden Kräfte aufeinander gegenüberliegenden
Seiten. Dies bedeutet jedoch nicht, daß nicht auch in einem Spezialfall oder wann
immer es erforderlich ist, sogar drei oder noch mehr Keile vorgesehen werden.
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Die erfindungsgemaße Ausgestaltung hat den Vorteil, daß nunmehr in
jeder beliebigen Situation bei jeder beliebigen Höhenlage des Eraftspülkopfes Drehmoment
auf das Gestänge übertragen werden kann, da die Keile fernbedienEar in Virk-und
Au3erwirkstellung bringbar sind.
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Das Kugellager 29 ist leicht erkennbar dazu da, eine Auf- und Abbewegung
und eine Drehbewegung zu kombinieren bzw.
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zu ermöglichen.
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In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 10 den Gewindezapfen, auf
den die Gewindemuffe 50 des Bohrgestänges 51 aufschraubbar ist, wie das in der rechten
Hälfte der Figur dargestellt ist.
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L e e r s e i t e