DE3726078C1

DE3726078C1 - Catch device for a drill string of a rock-drilling machine

Info

Publication number: DE3726078C1
Application number: DE19873726078
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl-Ing Ebeling
Original assignee: TURMAG TURBO MASCH AG
Current assignee: NOELL SERVICE UND MASCHINENTECHNIK GMBH, 30853 LAN
Priority date: 1987-08-06
Filing date: 1987-08-06
Publication date: 1988-06-09

Abstract

The invention relates to a catch device (1) for a drill string of a rock-drilling machine, having at least two opposite clamping jaws (3, 4) which enclose a drill rod (2), can be displaced into clamping position in guideways (5, 6, 41) of a link (49, 50) by a clamping piston (11), and in the unclamped position can be swung out around one swivel joint (14, 15) each of the link (49, 50). The object of the invention is to create a catch device (1) of this type which during the clamping operation centres the drill rod (2) or the end of the drill string projecting from the borehole in an exact concentric position and also guarantees as large a passage area as possible between drive head of the drilling machine and borehole mouth. This object is achieved according to the invention essentially in that a stop is provided for each clamping piston (11) in the clamping cylinders (9, 10), which stop, after an idle stroke (a, c) of the clamping piston (11), can be reached by a counter stop (20, 31) attached to it (11) or to its piston rod (7, 8), and the clamping piston (11) can be displaced further in the direction (12, 13) of the clamping position of the clamping jaws (3, 4) only after a certain pressure is exceeded on the piston side (25). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfangvorrichtung für ein Bohrgestänge einer Gesteinsbohrmaschine mit mindestens zwei gegenüberliegenden, eine Bohrstange umgreifenden Spannbacken, die in Führungsbahnen einer Schwinge von einem Spannkolben eines Spannzylinders in Spannposition verschiebbar und die bei entspannter Lage um je ein Drehgelenk der Schwinge ausschwenkbar sind.The invention relates to an interception device for a drill pipe of a rock drilling machine with at least two opposite, one Boring bar gripping jaws, which in Guideways of a rocker of one Clamping piston of a clamping cylinder in the clamping position movable and that in a relaxed position by ever a swivel of the swing arm can be swung out.

Eine durch offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordene Abfangvorrichtung dieser Art ist mit dem Nachteil behaftet, daß ein exakter Gleichlauf der Spannkolben nicht offenbart und deshalb eine Zentrierung eines Bohrgestänges nicht möglich ist. Denn sobald die einem außermittig stehenden Bohrgestänge nächst gelegene Spannbacke in Anlage gelangt, verharrt deren Spannkolben so lange in dieser Position, bis die gegenüberliegende Spannbacke ebenfalls zur Anlage kommt, weil beide Spannzylinder parallel geschaltet sind. Dadurch ergreifen und spannen die Spannbacken zwar das Bohrgestänge, welches jedoch durchaus in Spannposition eine außermittige und damit nicht zentrierte Position aufweisen kann. Derartige Abweichungen können leicht zu Gewindebeschädigungen und anderen Störungen des Bohrgestänges führen. Known through overt prior use interception device of this type is with the Disadvantage that an exact synchronization of the Clamping piston not disclosed and therefore one Centering a drill pipe is not possible. Because as soon as they are off-center Drill pipe nearest clamping jaw in the system arrives, the tensioning piston remains in for so long this position until the opposite Clamping jaw also comes into contact because both Clamping cylinders are connected in parallel. Thereby grip and tighten the jaws Drill pipe, which is quite in Clamping position an off-center and therefore not may have centered position. Such Deviations can easily increase Thread damage and other malfunctions of the Lead drill pipe.

Eine weitere bekannte Abfangvorrichtung anderer Gattung nach der DE-PS 12 09 077 ist mit den gleichen Nachteilen behaftet, obgleich sie ausdrücklich als Zentrier- und Führungseinrichtung für ein Bohrgestänge bezeichnet wird. Da auch hier die Kolbenseiten der beiden Spannzylinder kommunizierend verbunden sind, bleibt die Spannbacke, die zuerst mit dem außermittigen Bohrgestänge in Anlage gelangt, solange stehen, bis auch die andere Spannbacke das Bohrgestänge erreicht. Hierbei besteht gleichfalls die Gefahr, daß dann in einer außermittigen Position gespannt wird. Außerdem ist diese Abfangvorrichtung mit dem Nachteil behaftet, daß ihre Spannbacken und deren Betätigungs- und Führungselemente nicht aus ihrem Arbeitsbereich ausschwenkbar sind, wodurch der Durchgangsbereich zwischen Antriebskopf der Bohrmaschine und Bohrlochmund äußerst schmal ist.Another known interceptor another genus according to DE-PS 12 09 077 is with suffer from the same disadvantages, although they expressly as a centering and guiding device is designated for a drill pipe. Because here too the piston sides of the two clamping cylinders are communicatively connected Jaw that first with the off-center The drill pipe comes into contact as long as until the other jaw also the drill pipe reached. There is also a risk that that then cocked in an off-center position becomes. In addition, this interception device with the Disadvantageous that their jaws and their Actuators and guides not out of their Work area can be swung out, making the Passage area between the drive head of the Drill and downhole mouth is extremely narrow.

Aus der EP-PS 00 55 267 ist eine Abfangvorrichtung anderer Gattung offenbart, bei welcher die Spannbacken in Form einer nicht umlauffähigen, offenen Doppelschwinge mechanisch gekoppelt und über einen doppelseitig wirkenden an der Verlängerung einer Schwinge angreifenden Kolben in eine vorbestimmte, exakt definierte Lage aufeinander zu in Zentrier- und Spannposition und davon fortbewegt werden können. Mit dieser Abfangvorrichtung ist zwar eine exakte Zentrierung möglich, jedoch ist sie aus konstruktiven Gründen für große Spann- und Axialkräfte wenig geeignet. In jedem Fall ist auch diese Abfangvorrichtung mit dem Nachteil behaftet, daß aufgrund ihres Funktionsprinzips der offenen, nicht umlauffähigen Doppelschwinge ein weiteres Herausschwenken der Spannbacken aus dem Arbeitsbereich, z. B. zum Einbohren von Standrohren, prinzipiell nicht möglich ist.From EP-PS 00 55 267 is one Interception device of another type disclosed which the jaws in the form of a not fit, open double swingarm mechanically coupled and via a double-acting the extension of a swinging arm Piston in a predetermined, precisely defined position towards each other in centering and clamping position and of which can be moved. With this Interception device is an exact centering possible, but it is for constructive reasons not very suitable for large clamping and axial forces. In any case, this interception device is also included suffers from the disadvantage that due to their Functional principle of the open, unfit for circulation Double swing arm another swing out of the Clamping jaws from the work area, e.g. B. to Boring of standpipes, in principle not is possible.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abfangvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einerseits beim Spannvorgang die Bohrstange oder das Ende des aus dem Bohrloch herausragenden Bohrgestänges in die exakte Mittellage zwingt, in dieser festhält und somit zentriert und die andererseits ein weiteres Herausschwenken der Spannbacken und ihrer Führungs- und Betätigungselemente aus dem Gestängebereich gestattet und damit einen möglichst großen Durchgangsbereich zwischen Antriebskopf der Bohrmaschine und Bohrlochmund gewährleistet.Starting from this state of the art, lies the invention has for its object a Interception device of the type mentioned to create the one hand during the clamping process Boring bar or the end of out of the borehole outstanding drill pipe in the exact Forces middle position, holds in this and thus centered and the other one another Swiveling out the jaws and their Guiding and actuating elements from the Linkage area allowed and thus one The largest possible passage area between Drive head of the drill and borehole mouth guaranteed.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jeden Spannkolben in den Spannzylindern ein Anschlag vorgesehen ist, der nach einem Leerhub des Spannkolbens von einem an ihm oder an seiner Kolbenstange angebrachten Gegenanschlag erreichbar ist und der Spannkolben erst bei Überschreitung eines bestimmten Druckes auf der Kolbenseite weiter in Richtung auf die Spannposition der Spannbacken verschiebbar ist. Durch diese Anordnung wird der durch den Anschlag gegen den Spannkolben ausgeübte Druck größer bemessen als der von einer noch nicht verspannten Bohrstange oder eines frei aus dem Bohrloch herausragenden Gestängeendes ausgehende Druckwiderstand, so daß jeder der Spannzylinder, von denen mehrere, z. B. zwei, drei, vier, sechs, parallel geschaltet sein können, bis an diesen Anschlag heranfahren und dabei das Bohrstangenende genau zentriert wird.This task is done in conjunction with the generic term according to the invention solved in that for each clamping piston in the A clamping cylinder is provided, the after an idle stroke of the tensioning piston from one on attached to it or on its piston rod Counterstop is reachable and the tensioning piston only when a certain pressure is exceeded on the piston side towards the Clamping position of the jaws is displaceable. This arrangement means that the stop pressure exerted against the tensioning piston is greater dimensioned as that of a not yet braced Boring bar or one freely out of the borehole protruding boom end outgoing Pressure resistance so that each of the tension cylinders, of which several, e.g. B. two, three, four, six, can be connected in parallel up to this Approach the stop and the end of the boring bar is centered exactly.

In der Anlageposition des Gegenanschlages an dem jeweiligen Anschlag ist erfindungsgemäß die Bohrstange des Bohrgestänges von den Spannbacken in der Zentrierposition der Abfangvorrichtung umgriffen.In the investment position of the counterstop the respective stop is the invention Drill rod boring bar from the jaws in the centering position of the interception device embraced.

Erst hiernach beginnt der eigentliche Spannvorgang. Dieser setzt erst bei Überschreitung eines bestimmten Druckes auf der Kolbenseite des Spannkolbens ein, wodurch die Spannbacken und damit die Spannkolben entgegen dem Gegendruck des Anschlages weiter in Richtung auf ihre Spannposition verschiebbar sind. Aus der Zentrierposition in die Spannposition führen die Spannkolben und damit die mit ihnen verbundenen Spannbacken nur minimale Hübe aus, welche die einmal zentrierte Position der Bohrstange nur unwesentlich verändern.Only then does the real one begin Clamping process. This only sets when exceeded a certain pressure on the piston side of the Clamping piston, whereby the jaws and so that the tension piston against the counter pressure of the Stop further towards her Clamping position are displaceable. From the Center position in the clamping position Tensioning piston and thus the associated with them Jaws only minimal strokes, which the once centered position of the boring bar only change insignificantly.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsalternative besteht der Anschlag aus einem auf der Kolbenstange des Spannkolbens verschieblichen Scheibenkolben, der bei Beaufschlagung durch den Druck eines Fluids innerhalb des Spannzylinders um einen Spannweg in Richtung auf den Spannkolben gegen einen ortsfesten Wegbegrenzungsring an der Spannzylinderwand verschiebbar ist. Der Gegendruck, den der Scheibenkolben einem weiteren Vorrücken des Spannkolbens entgegensetzt, läßt die betreffende Spannbacke so lange in dieser Zentrierstellung verharren, bis auch alle anderen, durch die parallel geschalteten, gleichgebauten Spannzylinder bewegten Spannbacken ebenfalls ihre Zentrierstellung eingenommen haben. Ein eventueller Druckwiderstand eines nicht zentrisch stehenden Bohrgestänges wird dabei überwunden und das Bohrgestänge somit in die Zentrierposition gezwungen, wenn die Differenz des Druckes hinter dem Scheibenkolben zum Druck auf der Kolbenseite des Spannzylinders größer als der vom Bohrgestänge ausgehende Gegendruck ist.After a first advantageous The alternative is the stop one on the piston rod of the tensioning piston sliding disc piston, which at Exposure to the pressure of a fluid within the clamping cylinder by a clamping distance in Direction on the tensioning piston against one Fixed path limitation ring on the Clamping cylinder wall is displaceable. The Back pressure that the disc piston exerts on another Opposing the tensioning piston opposes the concerned clamping jaw in this for so long Centering position until everyone else, due to the parallel, identical construction Clamping cylinders also move their jaws Have taken centering position. A possible pressure resistance of a non-centric one standing drill pipe is overcome and the drill pipe into the centering position forced when the difference in pressure behind the disc piston for pressure on the piston side of the clamping cylinder larger than that of the drill pipe outgoing back pressure is.

Erst wenn sämtliche zur Abfangvorrichtung gehörende Spannkolben mit ihren Gegenanschlägen ihren jeweiligen Anschlag an ihren Scheibenkolben erreichen und sich somit sämtliche Spannbacken in ihrer Zentrierposition befinden, kann der vorgenannte Differenzdruck derart geändert werden, daß zum Spannen der Spannbacken der Druck auf der Kolbenseite des Spannkolbens den Druck zwischen dem Scheibenkolben und seiner vom Spannkolben abgewandten Seite übersteigt.Only when all to the interception device belonging tensioning pistons with their counter-stops their respective stop on their disc piston reach and thus all jaws in their centering position, the the aforementioned differential pressure can be changed in such a way that for clamping the jaws the pressure on the Piston side of the tensioning piston the pressure between the disc piston and its from the tensioning piston opposite side exceeds.

Nach einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlag vom Ende einer auf der Kolbenstangenseite angeordneten Feder gebildet, die von einem Vorsprung der Kolbenstange als Gegenanschlag bis zum Erreichen der Zentrierposition der Spannbacken unter dem Druck des Fluids auf der Kolbenseite zusammendrückbar ist. Bei dieser Ausführungsform fährt der Spannkolben nur so weit vor, wie es der von der Feder ausgehende Gegendruck aufgrund ihrer erteilten Vorspannung zuläßt. Sobald die Feder derart vorgespannt ist, daß der von ihr ausgehende Druck den Druck auf der Kolbenseite des Spannkolbens übersteigt, bleibt dieser stehen. Bei entsprechender Dimensionierung der Feder, ihrer wegabhängigen Vorspannung und dem Druck auf der Kolbenseite des Spannkolbens haben bei Druckgleichheit die Spannbacken ihre Zentrierposition erreicht.After a second beneficial one Embodiment of the invention is the stop from End one arranged on the piston rod side Formed by a projection of the spring Piston rod as counter stop until it is reached the centering position of the jaws under the Pressure of the fluid on the piston side is compressible. In this embodiment the tensioning piston only moves as far as it does back pressure emanating from the spring due to its granted bias. Once the feather is so biased that the one emanating from it Pressure on the piston side of the Exceeds the tensioning piston, it stops. At appropriate dimensioning of the spring, its path-dependent preload and the pressure on the Have piston side of the tensioning piston Equal pressure the jaws their Centering position reached.

Um dieses Ausführungsprinzip möglichst kompakt zu gestalten, wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Anschlag von einem Zylinderdeckel des Spannzylinders gebildet, gegen den als Gegenanschlag ein Vorsprung einer die Kolbenstange konzentrisch umgreifenden Federhülse mit darin angeordneter Druckfeder verschiebbar ist, die unter Vorspannung an einem Ende gegen die Federhülse und an ihrem anderen Ende gegen einen ortsfesten Bund an der Kolbenstange abgestützt ist. Dabei besteht der Vorsprung der Federhülse aus einer Überwurfmutter, welche die Federhülse übergreift und zugleich mit einem nach innen gerichteten Absatz den Bund der Kolbenstange hintergreift. Bei dieser Ausführungsform ist zur Einsparung von Baulänge die Federhülse durch den Zylinderdeckel verschieblich hindurchgeführt und in ihm wie eine Kolbenstange abgedichtet. Beim Leerhub bewegt sich die Federhülse mit der Kolbenstange. Sobald der aus einer Überwurfmutter bestehende Gegenanschlag der Federhülse seinen Anschlag am Zylinderdeckel erreicht hat, befinden sich die Spannbacken in ihrer Zentrierstellung. Beim daran anschließenden Spannhub drückt der Bund der Kolbenstange bei ansteigender Vorspannung der Feder und demzufolge auch ansteigendem Fluiddruck auf der Kolbenseite des Spannkolbens die Spannbacken in ihre Spannposition.To this execution principle as possible To make it compact is another Embodiment of the invention the stop of a cylinder cover of the clamping cylinder is formed, against which as a counterstop a head start encompassing the piston rod concentrically Spring sleeve with compression spring arranged in it is slidable, the preload on one End against the spring sleeve and on her other End against a fixed covenant at the Piston rod is supported. There is the Projection of the spring sleeve from a union nut, which overlaps the spring sleeve and at the same time with an inward-facing paragraph the federal government Engages behind the piston rod. At this Embodiment is to save overall length the spring sleeve through the cylinder cover slidably guided through and in it like one Piston rod sealed. Moves at idle stroke the spring sleeve with the piston rod. Once the counter stop consisting of a union nut the spring sleeve stops at the cylinder cover reached, the jaws are in their centering position. The next one The collar of the piston rod presses the clamping stroke increasing preload of the spring and consequently also increasing fluid pressure on the piston side of the clamping piston into their Clamping position.

Bedeutung haben die erfindungsgemäßen Abfangvorrichtungen insbesondere dort, wo ihre Spannbacken und deren Betätigungs- und Führungselemente aus ihrer Arbeitsposition an den nach außen wegklappbaren Schwingen herausgeschwenkt werden müssen. Hier ist eine mechanische Kupplung der Spannbacken untereinander zur Erzielung eines zentrierenden Gleichlaufes bisher nicht möglich. Erfindungsgemäß werden nunmehr zwei hinsichtlich ihres Leerhubes und des diesbezüglichen Bewegungsablaufes voneinander unabhängige Spannzylinder benutzt, die erst durch die vorbeschriebenen Anordnungen eine konstruktiv festgelegte Zentrierstellung einnehmen können. Die Erfindung ist insbesondere für Abfangvorrichtungen geeignet, die großen Spann- und Axialkräften ausgesetzt sind.The meaning of the invention Interceptors especially where theirs Jaws and their actuating and Guiding elements from their working position to the swing-away wings have to be swung out. Here is one mechanical coupling of the jaws to each other to achieve a centering synchronism not yet possible. According to the invention now two in terms of their idle stroke and the related movement of each other independent tensioning cylinder used only by the above arrangements a constructive can take a fixed centering position. The Invention is particularly for interceptors suitable for the large clamping and axial forces are exposed.

Abfangvorrichtungen dieser Art sind daher besonders interessant bei Gesteinsbohrmaschinen, die für größere Gestängelasten, z. B. für Kernbohrmaschinen für tiefe Untersuchungsbohrungen, ausgelegt sind. Hohe Axiallasten sind aber bei der aufklappbaren Bauart der Abfangvorrichtungen nur schwer zu beherrschen, besonders wenn dabei eine genaue Zentrierstellung auf Dauer eingehalten werden soll. Dies beruht in der schwer beherrschbaren Torsionsbeanspruchung der Schwingen, die unweigerlich zu Verdrehungen und damit zum Ausschlagen der Verriegelung der beiden Schwingen untereinander führen. Beim Ausschlagen ist eine genaue Zentrierstellung der Abfangvorrichtung nicht mehr zu gewährleisten.Interception devices of this type are therefore particularly interesting for rock drilling machines, for larger boom loads, e.g. B. for Core drilling machines for deep Examination holes are designed. Height Axial loads are in the hinged design the interception devices are difficult to control, especially when doing a precise centering position should be adhered to in the long run. This is based on the difficult to control torsional stress of the wings that inevitably lead to twists and thus to knock out the locking of the guide the two wings under each other. At the Knock out is an exact centering position of the Interception device can no longer be guaranteed.

Aus diesem Grunde ist in Weiterbildung der Erfindung eine der Führungsbahnen der Spannbacke zu einem Arm verlängert, der in eine Aussparung der gegenüberliegenden Führungsbahn der anderen Spannbacke eingepaßt und mit dieser verriegelbar ist. Dadurch bildet dieser Arm eine biegesteife Brücke zwischen den beiden Schwingen und kompensiert dadurch einen Großteil ihrer Torsionsbelastung durch Axiallasten des Bohrgestänges.For this reason, the Invention one of the guideways of the jaw extended to an arm that goes into a recess the opposite guideway of the other Clamping jaw fitted and lockable with it is. This makes this arm rigid Bridge between the two wings and thereby compensating for a large part of theirs Torsional load due to axial loads of the Drill pipe.

Um die nicht vermeidbaren Kippbeanspruchungen der Schwingen und ihrer Lagerungen durch die Axiallasten ohne Verformungen oder Verschleiß zu beherrschen, besteht nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Drehgelenk jeder an ihrer einen Seite den Spannzylinder und an ihrer anderen Seite die Führungsbahnen mit der Spannbacke tragenden Schwinge aus einem fest mit ihr verbundenen Schwenkzapfen, der von zwei in einem Abstand angeordneten Lageraugen einer Schwinge umgriffen ist. Darüber hinaus sind die Lageraugen der Schwenkzapfen in einem Kastenrahmen angeordnet, der zwischen den Schwingen und einer Frontplatte der Bohrlafette an letzterer befestigt ist.The unavoidable tipping stress the wings and their bearings by the Axial loads without deformation or wear master, there is an advantageous Further development of the invention the swivel everyone on one side the clamping cylinder and on the other side, the guideways with the Swing arm carrying a jaw from a fixed its connected pivot pin, which by two in a spaced bearing eyes one Swing arm is embraced. In addition, the Bearing eyes of the trunnions in a box frame arranged between the wings and one Front plate of the drill carriage attached to the latter is.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigtTwo embodiments of the invention are shown in the drawings. It shows

Fig. 1 die Ansicht einer Abfangvorrichtung mit einem auf der Kolbenstange des Spannkolbens verschieblichen Scheibenkolben als Anschlag in teilweisem Schnitt nach der Linie I/I von Fig. 2 mit in der unteren Hälfte der Figur angedeuteter Stellung der beiden Schwingen in aufgeklappter Lage, Fig. 1 is a view of a support bracket with a displaceable on the piston rod of the tensioning piston ring piston as a stop in partial section along the line I / I of FIG. 2 with indicated in the lower half of the figure position of the two wings in the unfolded position,

Fig. 2 die Draufsicht der Abfangvorrichtung von Fig. 1 mit einer Teilschnittansicht nach den Pfeilen II/II von Fig. 1 und Fig. 2 is a plan view of the interception device of Fig. 1 with a partial sectional view according to the arrows II / II of Fig. 1 and

Fig. 3 die Schnittansicht durch einen Spannzylinder mit dem Zylinderdeckel als Anschlag, und zwar oberhalb der horizontalen Symmetrielinie einmal in Ausgangsstellung und unterhalb der Symmetrielinie einmal in Zentrierstellung. Fig. 3 is a sectional view through a clamping cylinder with the cylinder cover as a stop, above the horizontal line of symmetry once in the starting position and below the line of symmetry once in the centering position.

Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht die neue Abfangvorrichtung (1) für eine Bohrstange (2) eines Bohrgestänges einer nicht dargestellten Gesteinsbohrmaschine aus zwei diametral gegenüberliegenden Spannbacken (3, 4), die jeweils in einer unteren (5) und einer oberen Führungsbahn (6) von je einer Kolbenstange (7, 8) eines in einem Spannzylinder (9, 10) beaufschlagbaren Spannkolbens (11) in Spannposition in Richtung der Pfeile (12, 13) verschiebbar und die mit ihren Schwingen (49, 50) bei entspannter Lage - wie in der unteren Hälfte der Fig. 1 angedeutet - um je ein Drehgelenk (14, 15) ausschwenkbar sind.Referring to Figs., There is a new support bracket (1) for a drill rod (2) 1 and 2 of a drill string of a rock drilling machine, not shown, of two diametrically opposed clamping jaws (3, 4) respectively in a lower (5) and an upper guide web ( 6 ) each of a piston rod ( 7, 8 ) of a clamping piston ( 11 ) which can be acted upon in a clamping cylinder ( 9, 10 ) in the clamping position in the direction of the arrows ( 12, 13 ) and which with its rockers ( 49, 50 ) in a relaxed position - As indicated in the lower half of FIG. 1 - can be pivoted out by a swivel joint ( 14, 15 ).

Für jeden Spannkolben (11) ist in den Spannzylindern (9, 10) je ein Anschlag vorgesehen.A stop is provided in the clamping cylinders ( 9, 10 ) for each clamping piston ( 11 ).

Nach der Ausführungsalternative der Fig. 1 und 2 besteht dieser Anschlag aus einem auf der Kolbenstange (7, 8) verschieblichen Scheibenkolben (16), der innerhalb des Spannzylinders (9, 10) um einen Spannweg (b) in Richtung auf den Spannkolben (11) gegen einen ortsfesten Wegbegrenzungsring (17) verschiebbar ist, der an der Innenwandung (18) des Spannzylinders (9, 10) in einer entsprechenden Nut ortsfest angeordnet ist.According to the alternative embodiment of FIGS. 1 and 2, this stop consists of a on the piston rod (7, 8) sliding disk piston (16) positioned within the clamping cylinder (9, 10) by a clamping distance (b) in the direction of the clamping piston (11 ) against a fixed path limiting ring ( 17 ), which is arranged on the inner wall ( 18 ) of the clamping cylinder ( 9, 10 ) in a corresponding groove.

Der Spannkolben (11) ist an seiner Kolbenstangenseite (19) mit einem ringförmigen Gegenanschlag (20) versehen, dessen Dicke (D) mindestens so groß wie der Spannweg (b) des Spannkolbens (11) und dessen Durchmesser (21) kleiner als der Innendurchmesser (22) des ortsfesten Wegbegrenzungsringes (17) ist.The tensioning piston ( 11 ) is provided on its piston rod side ( 19 ) with an annular counterstop ( 20 ), the thickness (D) of which is at least as large as the tensioning path (b) of the tensioning piston ( 11 ) and the diameter ( 21 ) of which is smaller than the inside diameter ( 22 ) of the fixed path limiting ring ( 17 ).

Während des Zentriervorganges ist das Produkt aus der Fläche des Scheibenkolbens (16) und dem Druck in jedem Spannzylinder (9, 10) zwischen der vom Spannkolben (11) abgewandten Seite (23) des Scheibenkolbens (16) und der dortigen Zylinderwand (24) größer als das Produkt aus der Fläche des Spannkolbens (11) und dem Druck auf der Kolbenseite (25) des Spannkolbens (11). Dadurch fährt einerseits der Scheibenkolben (16) gegen den Wegbegrenzungsring (17) und andererseits fährt der Spannkolben (11) so weit in Richtung auf den Scheibenkolben (16), bis sein ringförmiger Gegenanschlag (20) mit dem Scheibenkolben (16) als Anschlag in Anlage gelangt. Während dieser Ausfahrbewegung der Spannkolben (11) schieben die jeweiligen Kolbenstangen (7, 8) ihre Spannbacken (4, 3) derart aufeinander zu, daß bei Erreichung der vorbeschriebenen Zentrierposition beide Spannbacken (4, 3) von der exakten Symmetrieachse (26) den gleichen Abstand aufweisen. Dadurch wird das Bohrgestänge (2) aus der in Fig. 1 mit (27) bezeichneten, außermittigen Position von der Spannbacke (3) in die Zentrierposition gemäß dem Bezugszeichen (28) verschoben.During the centering process, the product of the area of the disk piston ( 16 ) and the pressure in each clamping cylinder ( 9, 10 ) between the side ( 23 ) of the disk piston ( 16 ) facing away from the clamping piston ( 11 ) and the cylinder wall ( 24 ) there is greater as the product of the area of the tensioning piston ( 11 ) and the pressure on the piston side ( 25 ) of the tensioning piston ( 11 ). As a result, on the one hand, the disk piston ( 16 ) moves against the travel limiting ring ( 17 ) and, on the other hand, the tensioning piston ( 11 ) moves so far towards the disk piston ( 16 ) until its ring-shaped counter-stop ( 20 ) with the disk piston ( 16 ) is in abutment reached. During this extension movement of the clamping pistons ( 11 ), the respective piston rods ( 7, 8 ) push their clamping jaws ( 4, 3 ) towards each other in such a way that when the above-mentioned centering position is reached, both clamping jaws ( 4, 3 ) from the exact axis of symmetry ( 26 ) are the same Distance. As a result, the drill pipe ( 2 ) is shifted from the eccentric position designated by ( 27 ) in FIG. 1 from the clamping jaw ( 3 ) to the centering position according to reference number ( 28 ).

Um nach Abschluß dieses Zentriervorganges nunmehr die Spannbacken (3, 4) zum Spannen des Bohrgestänges (2) aufeinanderzu zu bewegen, muß das Produkt aus Kolbenfläche und dem Druck auf der Kolbenseite (25) des Spannkolbens (11) das Produkt aus Fläche des Scheibenkolbens (16) und dem Druck zwischen dem Scheibenkolben (16) und seiner vom Spannkolben (11) abgewandten Seite (23) im Spannzylinder (9, 10) übersteigen. Infolge dieser Produktverhältnisse und der damit zusammenhängenden Druck- und der daraus resultierenden Kraftverhältnisse schiebt nunmehr der ringförmige Gegenanschlag (20) entgegen dem Widerstand des Scheibenkolbens (16) letzteren derart in Richtung auf die Zylinderwand (24), bis die Bohrstange (2) des Bohrgestänges fest zwischen den Spannbacken (3, 4) eingespannt ist.In order to move the clamping jaws ( 3, 4 ) towards each other after clamping this centering process to clamp the drill pipe ( 2 ), the product of the piston surface and the pressure on the piston side ( 25 ) of the clamping piston ( 11 ) must be the product of the surface of the disc piston ( 16 ) and the pressure between the disk piston ( 16 ) and its side ( 23 ) facing away from the tensioning piston ( 11 ) in the tensioning cylinder ( 9, 10 ). As a result of these product ratios and the associated pressure and the resulting force ratios, the annular counterstop ( 20 ) now pushes against the resistance of the disk piston ( 16 ) in the direction of the cylinder wall ( 24 ) until the drill rod ( 2 ) of the drill pipe is fixed is clamped between the jaws ( 3, 4 ).

Dabei versteht es sich, daß der Spannweg geringer sein muß als der aus Fig. 1 ersichtliche Leerhub (b) des Scheibenkolbens (16), da dieser andernfalls noch vor Erreichen der Spannendposition gegen die Zylinderwand (24) fahren würde.It goes without saying that the clamping path must be less than the idle stroke (b) of the disk piston ( 16 ) shown in FIG. 1, since this would otherwise drive against the cylinder wall ( 24 ) before reaching the clamping end position.

Hiernach wird verständlich, daß erfindungsgemäß für jeden Spannkolben (11) in den Spannzylindern (9, 10) ein Anschlag (hier 16) vorgesehen ist, der nach einem festlegbaren, vom Bohrstangendurchmesser (29) unabhängigen Leerhub (a) des Spannkolbens (11) erreichbar ist und erst bei Überschreitung eines bestimmten Druckes auf der Kolbenseite (25) in Richtung der Pfeile (13, 12) auf die Spannposition der Spannbacken (4, 3) verschiebbar ist.According to this, it is understandable that, according to the invention , a stop (here 16 ) is provided for each tensioning piston ( 11 ) in the tensioning cylinders ( 9, 10 ), which can be reached after an idle stroke (a) of the tensioning piston ( 11 ) that is independent of the boring bar diameter ( 29 ) and can only be moved to the clamping position of the clamping jaws ( 4, 3 ) in the direction of the arrows ( 13, 12 ) when a certain pressure is exceeded on the piston side ( 25 ).

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 besteht der Anschlag aus einem Zylinderdeckel (30) des Spannzylinders (9), gegen den als Gegenanschlag ein Vorsprung in Form einer Überwurfmutter (31) einer die Kolbenstange (7, 8) konzentrisch umgreifenden Federhülse (32) mit darin angeordneter Druckfeder (33) verschiebbar ist. Die Druckfeder (33) ist unter Vorspannung an ihrem einen Ende (34) gegen die Federhülse (32) und an ihrem anderen Ende (35) gegen einen ortsfesten Bund (36) an der Kolbenstange (7, 8) abgestützt.According to the embodiment of FIG. 3, the stop consists of a cylinder cover ( 30 ) of the clamping cylinder ( 9 ), against which a projection in the form of a union nut ( 31 ) against the spring sleeve ( 32 ) concentrically encompassing the piston rod ( 7, 8 ) acts as a counterstop compression spring ( 33 ) arranged therein is displaceable. The compression spring ( 33 ) is pretensioned at one end ( 34 ) against the spring sleeve ( 32 ) and at its other end ( 35 ) against a fixed collar ( 36 ) on the piston rod ( 7, 8 ).

Im dargestellten Fall besteht der Vorsprung der Federhülse (32) aus einer Überwurfmutter (31), welche die Federhülse (32) übergreift und zugleich mit einem nach innen gerichteten Absatz (37) den Bund (36) der Kolbenstange (7, 8) hintergreift.In the case shown, the projection of the spring sleeve ( 32 ) consists of a union nut ( 31 ) which engages over the spring sleeve ( 32 ) and at the same time engages behind the collar ( 36 ) of the piston rod ( 7, 8 ) with an inwardly directed shoulder ( 37 ).

Bei Druckbeaufschlagung an der Kolbenseite (25) des Spannkolbens (11) fährt dessen Kolbenstange (7) mit der Federhülse (32) aus der in der oberen Hälfte der Fig. 3 dargestellten Lage so weit aus dem Zylinderdeckel (30) heraus, bis die Überwurfmutter (31) an seiner Innenseite (38) in Anlage gelangt, wie aus der unteren Hälfte der Fig. 3 ersichtlich ist. In dieser Lage hat die Spannbacke (4) ihre Zentrierposition erreicht und dabei das Bohrgestänge (2) gemeinsam mit ihrer diametral gegenüberliegenden, hier nicht dargestellten Spannbacke (3) in die aus der unteren Hälfte der Fig. 3 ersichtliche Position gerückt.When pressure is applied to the piston side ( 25 ) of the tensioning piston ( 11 ), its piston rod ( 7 ) with the spring sleeve ( 32 ) moves out of the cylinder cover ( 30 ) from the position shown in the upper half of FIG. 3 until the union nut ( 31 ) comes into contact on its inside ( 38 ), as can be seen from the lower half of FIG. 3. In this position, the clamping jaw ( 4 ) has reached its centering position and in the process has moved the drill pipe ( 2 ) together with its diametrically opposite clamping jaw ( 3 ), not shown here, into the position shown in the lower half of FIG. 3.

Aus dieser Zentrierstellung ist die Spannbacke (4) mit ihrer gegenüberliegenden Spannbacke (3) erst dann weiter in ihre Spannposition in Richtung des Pfeiles (13) verfahrbar, wenn das Produkt aus Kolbenfläche und dem Druck an der Kolbenseite (25) des Spannkolbens (11) die Vorspannung der Druckfeder (33) übersteigt. Auch bei dieser Ausführungsform wird deutlich, daß erfindungsgemäß für jeden Spannkolben (11) in den Spannzylindern (9, 10) ein Anschlag (30) vorgesehen ist, der nach einem definierten Leerhub (c) erreichbar ist und erst bei Überschreitung eines bestimmten Produktes aus Kolbenfläche und dem Druck auf der Kolbenseite (25) und damit einer bestimmten Kraft in Richtung des Pfeiles (13) auf die Spannposition der Spannbacken (4, 3) um maximal den Spannhub (d) in die Spannposition verschiebbar ist.From this centering position, the clamping jaw ( 4 ) with its opposing clamping jaw ( 3 ) can only be moved further into its clamping position in the direction of the arrow ( 13 ) when the product of the piston surface and the pressure on the piston side ( 25 ) of the clamping piston ( 11 ) the preload of the compression spring ( 33 ) exceeds. This embodiment also makes it clear that, according to the invention , a stop ( 30 ) is provided for each tensioning piston ( 11 ) in the tensioning cylinders ( 9, 10 ), which can be reached after a defined idle stroke (c) and only when a certain product from the piston surface is exceeded and the pressure on the piston side ( 25 ) and thus a certain force in the direction of the arrow ( 13 ) on the clamping position of the clamping jaws ( 4, 3 ) can be displaced by a maximum of the clamping stroke (d) into the clamping position.

Wie aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 entnommen werden kann, ist die obere Führungsbahn (6) der Spannbacke (4) zu einem Arm (39) verlängert, der in einer Aussparung (40) der gegenüberliegenden Führungsbahn (41) der anderen Spannbacke (3) eingepaßt und mit dieser über einen Verriegelungsbolzen (42) verriegelbar ist.As can be seen from FIG. 2 in connection with FIG. 1, the upper guideway ( 6 ) of the clamping jaw ( 4 ) is extended to an arm ( 39 ) which is in a recess ( 40 ) in the opposite guideway ( 41 ) of the other Clamping jaw ( 3 ) fitted and can be locked with this via a locking bolt ( 42 ).

Dadurch wird zwischen den oberen Führungsbahnen (6, 41) der beiden Spannbacken (4, 3) eine biegesteife Brücke gebildet und ein Großteil der Torsionsbelastung aufgefangen, die über die Spannbacken (4, 3) auf die Drehgelenke (15, 14) einwirkt.As a result, a rigid bridge is formed between the upper guideways ( 6, 41 ) of the two clamping jaws ( 4, 3 ) and a large part of the torsional load is absorbed, which acts on the swivel joints ( 15, 14 ) via the clamping jaws ( 4, 3 ).

Um solche auf die Drehgelenke (14, 15) einwirkende Torsions- und Kippbeanspruchungen zu beherrschen, bestehen die Drehgelenke (14, 15) jeder Schwinge (49, 50) aus einem fest mit ihr (49, 50) verbundenen Schwenkzapfen (45, 46), von denen in Fig. 2 der rechte (45) in voller Ansicht dargestellt und der linke (46) lediglich gestrichelt angedeutet ist.In order to master such torsional and tilting stresses acting on the swivel joints ( 14, 15 ), the swivel joints ( 14, 15 ) of each rocker arm ( 49, 50 ) consist of a pivot pin ( 45, 46 ) firmly connected to it ( 49, 50 ) , of which the right ( 45 ) is shown in full view in FIG. 2 and the left ( 46 ) is only indicated by dashed lines.

Jeder Schwenkzapfen (45, 46) ist von zwei in einem Abstand angeordneten Lageraugen (47, 48) einer Schwinge (49, 50) umgriffen, an deren einer Seite (51) der Spannzylinder (9, 10) und an deren anderer Seite (52) die Führungsbahnen (5, 6, 41) mit den Spannbacken (4, 3) angeordnet sind. Die Lageraugen (47, 48) der Schwenkzapfen (45, 46) sind in einem biegesteifen Kastenrahmen (53) angeordnet, der zwischen den Schwingen (49, 50) und einer Frontplatte (43) der Bohrlafette (44) an letzterer befestigt ist. Each pivot pin ( 45, 46 ) is surrounded by two spaced apart bearing eyes ( 47, 48 ) of a rocker ( 49, 50 ), on one side ( 51 ) of the clamping cylinder ( 9, 10 ) and on the other side ( 52 ) the guideways ( 5, 6, 41 ) with the clamping jaws ( 4, 3 ) are arranged. The bearing eyes ( 47, 48 ) of the pivot pins ( 45, 46 ) are arranged in a rigid box frame ( 53 ) which is fastened to the latter between the rockers ( 49, 50 ) and a front plate ( 43 ) of the drill carriage ( 44 ).

Reference symbol list intercepting device 1 boring bar 2 clamping jaws 3, 4 guideways 5, 6, 41 piston rods 7, 8 clamping cylinder 9, 10 clamping piston 11 directional arrows 12, 13 swivel joint 14, 15 disc piston 16 clamping stroke of the clamping piston 11 b, d travel limiting ring 17 inner wall of the clamping cylinder 9, 10 18 Piston rod side of the clamping cylinder 11 19 Counter stop 20 Thickness of the counter stop 20 D Diameter of counter stop 20 21 Inner diameter of the travel limiting ring 17 22 Side of the disc piston 16 23 Cylinder wall 24 Piston side of the clamping piston 11 25 Symmetry axis 26 Positions of the clamping jaw 3 27, 28 Free stroke of the clamping piston 11 a, c Boring bar diameter 29 cylinder cover 30 projection as counter stop 31 spring sleeve 32 compression spring 33 ends of compression spring 33 34, 35 stationary collar 36 shoulder 37 inside of projection 31 38 arm 39 recess 40 locking bolt 42 front plate 43 drill carriage 44 pivot pin 45, 46 bearing eyes 47, 48 swing arm 49 , 50 pages of wings 51, 52 Box frame 53

Claims

1. Intercepting device for a drill pipe of a rock drill with at least two opposing clamping jaws encompassing a drill rod, which can be displaced in the guideways of a rocker by a clamping piston of a clamping cylinder into the clamping position and which can be swung out in a relaxed position by one pivot joint each of the rocker, characterized in that for Each tensioning piston ( 11 ) is provided with a stop in the tensioning cylinders ( 9, 10 ) which, after an idle stroke (a, c) of the tensioning piston ( 11 ), has a counterstop attached to it ( 11 ) or its piston rod ( 7, 8 ) ( 20, 31 ) can be reached and the tensioning piston ( 11 ) can only be moved further in the direction ( 12, 13 ) to the tensioning position of the tensioning basin ( 3, 4 ) when a certain pressure on the piston side ( 25 ) is exceeded.

2. Intercepting device according to claim 1, characterized in that in the contact position of the counter-stop ( 20, 31 ) at the respective stop, the drill rod ( 2 ) of the drill string is gripped by the clamping jaws ( 3, 4 ) in the centering position of the intercepting device.

3. Intercepting device according to claim 1 or 2, characterized in that the stop consists of a on the piston rod ( 7, 8 ) of the clamping piston ( 11 ) displaceable disc piston ( 16 ) which, when acted upon by the pressure of a fluid within the clamping cylinder ( 9 , 10 ) is displaceable by a clamping path (b) in the direction of the clamping piston ( 11 ) against a fixed travel limiting ring ( 17 ) on the clamping cylinder wall ( 18 ).

4. Intercepting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tensioning piston ( 11 ) on its piston rod side ( 19 ) is provided with an annular counter-stop ( 20 ), the thickness (D) of which is at least as large as the tensioning path (b) of the tensioning piston ( 11 ) and its diameter ( 21 ) is smaller than the inside diameter ( 22 ) of the fixed travel limiting ring ( 17 ).

5. Intercepting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the product of the surface of the disc piston ( 11 ) and the pressure in the clamping cylinder ( 9, 10 ) between the side facing away from the clamping piston ( 11 ) ( 23 ) of the disc piston ( 16 ) and the cylinder wall ( 24 ) there until the centering position of the clamping jaws ( 3, 4 ) is greater than the product of the piston surface and the pressure on the piston side ( 25 ) of the clamping piston ( 11 ).

6. Intercepting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that for clamping the clamping jaws ( 3, 4 ) the product of the piston surface and the pressure on the piston side ( 25 ) of the clamping piston ( 11 ) the product from the surface of the disc piston ( 16 ) and the pressure between the disk piston ( 16 ) and its side facing away from the tensioning piston ( 11 ) ( 23 ).

7. Intercepting device according to claim 1 or 2, characterized in that the stop is formed by the end of a on the piston rod side ( 19 ) arranged spring, which by a projection ( 36 ) of the piston rod ( 7, 8 ) as a counter-stop until reaching the centering position the clamping jaws ( 3, 4 ) can be compressed under the pressure of the fluid on the piston side ( 25 ).

8. Intercepting device according to claim 1, characterized in that the stop is formed by a cylinder cover ( 30 ) of the clamping cylinder ( 9, 10 ), against which as a counter-stop a projection ( 31 ) of the piston rod ( 7, 8 ) concentrically encompassing spring sleeve ( 32 ) with a compression spring ( 33 ) arranged therein, which is pretensioned at one end ( 34 ) against the spring sleeve ( 32 ) and at its other end ( 35 ) against a fixed collar ( 36 ) on the piston rod ( 7, 8 ) is supported.

9. Interception device according to claim 8, characterized in that the counter-stop of the spring sleeve ( 32 ) consists of a union nut ( 31 ) which engages over the spring sleeve ( 32 ) and at the same time with an inwardly directed shoulder ( 37 ) the collar ( 36 ) Reaches behind the piston rod ( 7, 8 ).

10. Interception device according to claim 8 or 9, characterized in that when pressurized on the piston side ( 25 ) of the tensioning piston ( 11 ) whose piston rod ( 7, 8 ) with the spring sleeve ( 32 ) extends so far out of the cylinder cover ( 30 ) until the union nut ( 31 ) rests on the inside ( 38 ) of the cylinder cover ( 30 ) and the clamping jaw ( 4 ) can only be moved into its clamping position when the product of the pressure on the piston side ( 25 ) of the clamping piston ( 11 ) and the Piston area exceeds the preload of the compression spring ( 33 ).

11. Interception device according to one of claims 1 to 10, characterized in that one ( 6 ) of the guideways ( 5, 6 ) of the clamping jaw ( 4 ) is extended to an arm ( 39 ) which in a recess ( 40 ) of the opposite guideway ( 41 ) the other clamping jaw ( 3 ) fitted and can be locked with this.

12. Interception device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the swivel joint ( 14, 15 ) each on its one side ( 51 ) the clamping cylinder ( 9, 10 ) and on its other side ( 52 ) the guideways ( 5, 6, 41 ) with the clamping jaw ( 4, 3 ) carrying rocker ( 49, 50 ) consists of a pivot pin ( 45, 46 ) firmly connected to it, which is arranged by two spaced apart bearing eyes ( 47, 48 ) of a rocker ( 49 , 50 ) is encompassed.

13. Intercepting device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the bearing eyes ( 47, 48 ) of the pivot pins ( 45, 46 ) are arranged in a box frame ( 53 ) between the rockers ( 49, 50 ) and a front plate ( 43 ) the drill carriage ( 44 ) is attached to the latter.