DE29602742U1

DE29602742U1 - Schlagwerk für mobile Rohreinrichtungen

Info

Publication number: DE29602742U1
Application number: DE29602742U
Authority: DE
Original assignee: Wellco Drill Bohranlagen GmbH
Current assignee: Wellco Drill Bohranlagen GmbH
Priority date: 1996-02-21
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 1996-05-23
Anticipated expiration: 2006-02-22

Description

21.02.1996

Schlagwerk für mobile Bohreinrichtungen

Die Erfindung betrifft ein Schlagwerk für mobile Bohreinrichtungen , bei denen ein Schiagseil mit einem vom Schlagseil getragenen Fallwerkzeug über eine Schlageinrichtung und eine Mastkrone zu einem Bohrloch geführt und ein Motor für den Antrieb der Schlageinrichtung im Mastbereich angeordnet ist.

Es sind Schlagwerke bekannt (DE 22 02 992 B2), bei denen eine angetriebene Excenter-Seilrolle zwischen zwei festen Seilrollen angeordnet ist und periodisch das Schlagseil auslenkt und dadurch das Faliwerkzeug anhebt und wieder faiienläßt. Bei diesem bekannten Schlagwerk wird das Schiagseil ständig wechselnden Biegebelastungen ausgesetzt und relativ schnell verschlissen. Es ist auch bekannt (DE 295 12 754 U1), das Schlagseil über zwei Seilrollen zu führen, von denen die eine durch eine auf die Lagerung der zweiten Seilrolle wirkende Kurvenscheibe diese Seilrolle periodisch anhebt und absenkt und so denselben Effekt erzielt, ohne das Seil Biegewechselbelastungen auszusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schlagwerk zu schaffen, das einen weitgehend biegewechselbelastungsfreien Betrieb des Schlagseils ermöglicht und das ohne offenliegende Kurvenscheiben auskommt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 definierte Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Im Prinzip wird bei einem Schlagwerk für mobile Bohreinrichtungen , bei denen ein Schlagseil mit einem vom Schlagseil getragenen Fallwerkzeug über eine Schlageinrichtung und eine Mastkrone zu einem Bohrloch geführt und ein Motor für den Antrieb der Schlageinrichtung im Mastbereich angeordnet ist, darin, daß die Schlageinrichtung eine Freilaufkupplung aufweist, die eine Exzenterscheibe trägt, um deren Umfang das Schlagseil geführt ist. Der Motor treibt also den Innenring der Freilaufkupplung an, die wiederum die Antriebs-Kraft auf den Außenring der Kupplung überträgt, auf dem die Exzenterscheibe befestigt ist. Auf dem Umfang der

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Exzenterscheibe oder auf dem Umfang eines auf dem Umfang der Exzenterscheibe frei drehbaren Führungsringes wird das Schlagsei geführt. Bei der zuletzt genannten Ausführung bildet der Umfang der Exzenterscheibe das Lager für den Führungsring des Schlagseils. Im Betrieb dreht der Motor die Exzenterscheibe um die Kupplung bis zum Überschreiten des höchsten Punktes. Dann treiben das Gewicht der Exzenterscheibe und des FaIIWerkzeuges die Drehung schneller an als der Motor und die Exzenterscheibe dreht sich schnell in die tiefste Lage des Schwerpunktes. Die Freilaufkupplung ist gerade für diese schnelle Bewegung geeignet. Sie ist als handelsübliches Bauteil erhältlich und ermöglicht eine geschlossene Bauweise für die Kupplungsteile, die praktisch durch die von ihnen angetriebene Exzenter-Seilscheibe verdeckt und geschützt werden. Der mit der Kupplung zu einer Baueinheit verbundene Motor ist ebenfalls durch sein Gehäuse geschützt. Motor, Kupplung und Exzenterscheibe sowie eine das Seil in der Führung haltende Schutzrolleneinrichtung sind mit einem Gestell zu einer Einheit verbunden, die an der Mastkrone montierbar ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf dem Umfang der Exzenterscheibe als Lager für den Führungsring des Schlagseils ein Lagerring aufgeschrumpft, der günstige Gleitbedingungen für den Führungsring bietet und ggf. auch noch mit Schmierrinnen für die Optimierung des Gleitverhaltens versehen sein kann. Motor, Freilaufkupplung und Exzenterscheibe können als Baueinheit auf der Krone des für den Bohrbetrieb vorgeshenen, aufrichtbaren Mastes befestigt sein.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben, Diese zeigen in

Fig. 1 die Ansicht der Seitenfläche einer Exzenterscheibe mit der in einer kreisförmigen Aussparung dieser Scheibe sichtbaren Stirnseite der Freilauf-Kupplung sowie ein über den Umfang der Scheibe geführtes Schlagseil mit angedeutetem Fallwerkzeug in Hochstellung,

Fig. 2 die Ansicht der Seitenfläche einer Exzenterscheibe gemäß Fig. 1 in Tiefststellung,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Montageeinheit mit Motor, Freilaufkupplung, Exzenterscheibe, Seilführung und Seilsicherung.

In den Figuren 1 und 2 ist das Prinzip einer von einem Motor 1 angetriebenen Freilaufkupplung 2 und einer auf dem Umfang dieser Freilaufkupplung 2 angeordneten und befestigten Exzenterscheibe 3 zum Heben und Senken eines Fallwerkzeugs 4 mittels eines über den Umfang der Exzenterscheibe 3 geführten Schlagseils 5 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Eine Seil-Umienkroile 6 hat die Funktion, die bei der Drehung der Exzenterscheibe unvermeidlichen seitlichen Verschiebungen des Schlagseils 5 zu vermeiden. Ein Führungsrollensystem 18 mit Rollen 18a auf zwei winklig zueinander angeordneten Hebeln 18b und 18c ist im Zentrum der Exzenterscheibe 3an dieser drehbar gelagert. Durch das Eigengewicht des Systems werden die Rollen 18a immer in ihre tiefstmögliche Lage geschwenkt und halten das Schlagseil 5 mit optimalem Umschlingungswinkel in der Seilführung, ohne die Drehung der Exzenterscheibe 3 zu behindern.

Beim Drehen der Freilaufkupplung 2 in Pfeilrichtung wird die Exzenterscheibe 3 von der Position in Fig. 2 zur Position in Fig. 1 mitgenommen . Sobald die Exzenterscheibe 3 die Position gemäß Fig. 1 überschritten hat, überwiegt der Einfluß des Gesamtgewichtes der Exzenterscheibe 3 und des FaIIWerkzeuges 4 den Einfluß des Antriebs der Freilaufkupplung 2 und die Exzenterscheibe 3 eilt zusammen mit dem Umfang der Freilaufkupplung 2 dem Antrieb freilaufend voraus und gelangt sehr schnell, d.h. schlagartig in die Position gemäß Fig 2. Eine Dämpfung dieses dem Fallwerkzeug 4 vermittelten Schlages auf das Antriebssystem oder die Halterung dieses Systems ist nicht erforderlich, weil die Exzenterscheibe 3 zusammen mit dem Umfang der Freilaufkupplung freilaufend ausrollt und dann wieder vom Antrieb erfaßt wird.

Fig. 3 zeigt eine erprobte Ausführungsform der Erfindung in Form einer stabilen Montageeinheit 7 , die mittels einer nicht gezeichneten Bolzenverbindung durch die Sockellöcher 8, 9 an der Krone des nicht gezeigten, aufrichtbaren Mastes einer mobilen Bohreinrichtung befestigt wird. Der Motor 1 ist an einer Strebe 10 der Montageeinheit 7 befestigt. Die Antriebswelle 11 des Motors 1 trägt direkt oder über eine Welle mit Stützlager und treibt die Innen-Nabe der Freilaufkupplung 2 an. Als Freilaufkupplung 2 kann beispielsweise ein BSD-Klemmrollen- Freilauf Typ 220 verwendet werden. Eine Bohrung 12 in der Exzenterscheibe 3 ist an den Umfang 13 der Freilauf-Kupplung 2 angepaßt und mittels eines Federkeils 14 mit diesem formschlüssig verbunden. Auf dem

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Umfang der Exzenterscheibe 3 ist ein a!s Gleitlager für die Seilführung 15 dienender Ring 16 aus Rotguß, Messung, Bronze oder Kunststoff befestigt, insbesondere aufgeschrumpft. Statt eines Gleitlagers kann auch ein Wälzlager oder dergleichen verwendet werden. Eine Rinne 17 im Umfang des Ringes 16 dient der Zuführung und Verteilung eines Gleitmittels zur Verbesserung der Relativbewegung von Exzenterscheibe 3 und Seilführung 15. Auf diese Weise wird ein Abrieb des Schlagseils 5 in der Seilführung 15 weitgehend vermieden. Ein Führungssystem 18 mit von außen in die Seilführung 15 eingreifenden Rollen 18a ist im Zentrum 19 der Exzenterscheibe 3 drehbar gelagert. Dieses Führungssystem 18 kann neben der dargestellten Rolle 18a noch weitere Rollen aufweisen, die an anderen gefährdeten Stellen in die Seilführung eingreifen. Das Führungssystem 18 sorgt einerseits Schutzrollensystem dafür, daß das in dieser Figur nicht gezeichnete Schlagseil 5 nicht aus der Seilführung rutschen kann. Andrerseits kann es zur Sicherung eines optimalen Umschiingungswinkels eingesetzt werden. In den Fig. 1 und Fig 2 ist dieses Führungssystem mit zwei Hebeln 18b und 18c dargestellt, die miteinander einen festen Winkel von etwa 90° einschließen und an ihren Enden die Rollen 18a tragen. Durch ihr Eigengewicht drückt dieses Führungssystem die Eingangsrolle 18a immer in die tiefstmögliche Position. Unterhalb der Exzenterscheibe ist die Umlenkrolle &dgr; sichtbar, die an Streben 20, 21 der Montageeinheit 7 gelagert ist. Zwei setlich neben der Exzenterscheibe 3 angeordnete Scheiben 22, 23 sind mittels mehrerer über den Umfang der Exzenterscheibe 3 verteilter Bolzen 24 mit der Exzenterscheibe 3 fest verbunden. Sie dienen im wesentlichen der Sicherung der Lage der Seiführung 15 und/oder der Lager 16 und haben deshalb einen Durchmesser, der etwas geringer bemessen ist als der Durchmesser der Seilführung 15. Die Seilführung ist so bemessen, daß sie innerhalb dieser seitlichen Scheiben 22, 23 frei drehbar ist.

Claims

-5-Patertj^nsprüche

1. Schlagwerk für mobile Bohreinrichtungen , bei denen ein Schlagseil (5) mit einem vom Schlagseil (5) getragenen Fallwerkzeug (4) über eine Schlageinrichtung (2,3) und eine Mastkrone (7) zu einem Bohrloch geführt und ein Motor (1) für den Antrieb der Schlageinrichtung (2,3) im Mastbereich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlageinrichtung (2,3) eine Freilaufkupplung (2) aufweist, die eine Exzenterscheibe (3) trägt, um deren Umfang das Schlagseil (5) geführt ist.

2. Schlagwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Exzenterscheibe (3) eine ringförmige, relativ zur Exzenterscheibe (3) drehbare Seilführung (15) angeordnet ist, um deren Umfang das Schlagseil (5) geführt ist.

3. Schlagwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Exzenterscheibe (3) ein Lager (16) befestigt ist, auf dessen Umfang die Seilführung (15) angeordnet ist.

4. Schlagwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (16) ein auf den Umfang der Exzenterscheibe (3) aufgeschrumpfter Ring (16) aus Rotguß, Messing, Bronze, Kunststoff oder dergi. mit günstigen Gleitbedingungen für die Seilführung (15) ist.

5. Schlagwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (16) ein auf dem Umfang der Exzenterscheibe (3) angeordnetes Wälzlager oder dergleichen ist.

6. Schlagwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Umfang der Exzenterscheibe aufgeschrumpfte Ring (16) mit Schmierrinnen (17) für die Optimierung des Gleitverhaltens versehen ist.

7. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Exzenterscheibe (3) seitiich ringförmige Scheiben (22, 23) mitteis Bolzen (24) befestigt sind, die die ringförmige Seilführung (15) gegen seitliche Bewegungen sichern.

8. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Exzenterscheibe (3) eine Schutzrolleneinrichtung (18, 18a, 19) zentrisch drehbar gelagert ist, die mit wenigstens zwei drehbar gelagerten Rollen (18a) von außen in die Seilführung (15) eingreift und von der Seitenfläche der Exzenterscheibe (3) einen solchen Abstand hat, daß sie deren Umdrehung nicht behindert.

9. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzrolleneinrichtung (18, 18a, 19) zwei im wesentlichen 90° gegeneinander versetzte Rollen (18a) aufweist.

10. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß Motor

(1), Freilaufkupplung (2) und Exzenterscheibe (3) ais Baueinheit auf der Krone des für den Bohrbetrieb vorgesehenen, aufrichtbaren Mastes befestigt sind.