DE3741717A1

DE3741717A1 - DEVICE FOR IMPROVING ESSENTIAL VERTICAL HOLES

Info

Publication number: DE3741717A1
Application number: DE19873741717
Authority: DE
Inventors: Heinz Peter Vogts; Albrecht Heinrichs; Peter Heinrichs
Original assignee: Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Current assignee: Mhwirth GmbH
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1989-06-29
Also published as: ZA889243B; EP0349610B1; DE3868322D1; EP0349610A1; WO1989005391A1; AU2715588A

Abstract

A device for drilling essentially vertical boreholes has a guide part (22), which can be fastened to the borehole wall by means of a clamping device, and a working part (21) with a drilling tool (1) which moves relative to the guide part (22). The clamping device comprises clamping pieces (10) which can be moved radially on two clamping planes (AE, BE) by linear drives (14), and forms, at least partly, an adjustment device for adjusting the guide part (22) in a predetermined direction, in order to rapidly re-establish the verticality of a borehole. Each linear drive (14) can be controlled separately in at least one clamping plane. Displacement-measuring devices (47) are connected, at least in part, to the linear drives (14). The clamping device also comprises an actuating system and a separate release device (72, 74, 75, 82, or 92, 83 or 93).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the Preamble of claim 1.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (DE-PS 31 03 336) weist außer einer Verspanneinrichtung mit in zwei Ebenen angeordneten, ausschiebbaren und zurückziehbaren Spann stücken eine von der Verspanneinrichtung getrennte Einstelleinrichtung mit einwärts und auswärts verschieb baren Abstützorganen auf. Die Einstelleinrichtung befindet sich dabei an einem relativ zur Verspanneinrichtung bewegbaren Teil. Die Abstützorgane der Einstelleinrichtung sind in einer dritten Ebene im Abstand von den beiden Verspannebenen angeordnet. Das Bohrwerkzeug ist bei einer Ausführung der bekannten Vorrichtung mittels eines den tragenden Strang bildenden Bohrgestänges drehbar.A known device of this type (DE-PS 31 03 336) has in addition to a bracing device in two levels arranged, extendable and retractable instep pieces one separate from the tensioning device Move the adjustment device with inwards and outwards support organs. The setting device is located in this case relative to the tensioning device movable part. The support elements of the adjustment device are on a third level spaced from the two Bracing levels arranged. The drilling tool is at an embodiment of the known device by means of a the drill string forming the supporting string is rotatable.

Bei Schachtbohrmaschinen, die an einem Seil als tragenden Strang aufgehängt sind, ist es auch bekannt, einen Drehantrieb für das Bohrwerkzeug in der Maschine vorzuse hen. In shaft boring machines that are on a rope as load-bearing Strand are hung, it is also known to be one Rotary drive for the drilling tool in the machine hen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung zum Niederbringen von im wesentlichen vertikalen Bohrungen, vornehmlich Großlochbohrungen, den Anforderungen der Praxis, namentlich in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Sicherheit, besonders gut Rechnung zu tragen. Dies bedeutet u.a., daß die Vorrichtung möglichst wirksam steuerbar sein soll, um die Vertikalität einer Bohrung einzuhalten bzw. schnell wieder herzustellen. Dies soll erreicht werden, ohne besondere Vorkehrungen in einer zusätzlichen Einstellebene treffen zu müssen. Die Vorrich tung soll sich zum Einsatz in unterschiedlichen Formati onen eignen, also z.B. außer im Festgestein auch im Lockergestein arbeiten können. Schließlich soll Vorsorge dafür getroffen werden, daß die Vorrichtung auch bei auftretenden Schwierigkeiten, besonders im Bereich der Übermittlung von Signalen, Steuerbefehlen u.dgl. sowie der Energiezuführung, nicht verloren gegeben werden muß. Weitere mit alledem zusammenhängende Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.The object of the invention is in a device for Drilling substantially vertical bores, mainly large holes, the requirements of Practice, especially with regard to economy and Security, especially good to take into account. This means among other things that the device is as effective as possible should be controllable to the verticality of a hole to be respected or restored quickly. This is supposed to can be achieved without special precautions in one need to meet additional setting level. The Vorrich tion should be used in different formats suitable, e.g. Except in the hard rock also in Can work loose rock. After all, precautionary measures be made sure that the device also at difficulties occurring, especially in the area of Transmission of signals, control commands and the like. such as the energy supply, must not be given lost. Other related problems with which the invention deals, arise from the respective Explanation of the solution shown.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art sieht die Erfindung vor, daß die Verspannvorrichtung zumindest teilweise zugleich als Einstelleinrichtung ausgebildet ist, daß in wenigstens einer Verspannebene jeder Linear antrieb für sich steuerbar ist, daß den Linearantrieben wenigstens teilweise Wegmeßeinrichtungen mit Anzeigeele menten am Steuerstand zugeordnet sind und daß für die Verspanneinrichtung zusätzlich zu einem Betätigungssystem eine separate Löse-Einrichtung vorhanden ist.Looks at a device of the type mentioned the invention that the tensioning device at least partially designed as an adjusting device is that in at least one bracing plane each linear Actuator is controllable that the linear drives at least partially path measuring devices with display elements elements are assigned at the helm and that for the Bracing device in addition to an actuation system a separate release device is available.

Eine solche Vorrichtung zeichnet sich durch eine Reihe wesentlicher Vorteile aus. Dadurch, daß zumindest ein Teil der Verspannvorrichtung zugleich als Einrichtung für die Richtungseinstellung ausgebildet ist, erübrigen sich Einstellmittel an einem mit dem Bohrwerkzeug beweg baren Teil in einer dritten Ebene. Dies trägt zur Be triebssicherheit erheblich bei und eröffnet außerdem besondere Arbeitsmöglichkeiten. Eine separate Löse- Einrichtung für die Verspannvorrichtung gewährleistet, daß die Vorrichtung auch dann nicht verloren ist, sondern mittels des tragenden Stranges aus dem Bohrloch nach über Tage gebracht werden kann, wenn im verspannten Zustand Steuerleitungen, Signalübertrager, Energiezufüh rungen oder sonstige für den Normalbetrieb der Verspann vorrichtung und/oder Einstelleinrichtung notwendige Teile defekt oder beschädigt werden, brechen oder aus anderen Gründen ihre Funktion nicht mehr erfüllen können.Such a device is characterized by a number essential advantages. Because at least one Part of the tensioning device as a device trained for the direction setting, superfluous adjusting means on one moves with the drilling tool part on a third level. This helps drive safety significantly and also opens special job opportunities. A separate release Device for the tensioning device ensures that the device is then not lost, but by means of the supporting strand from the borehole can be brought over days when in tension Condition of control lines, signal transmitter, energy supply or other for normal operation of the bracing device and / or adjusting device necessary Parts become defective or damaged, break or break out can no longer fulfill their function for other reasons.

Je nach den Gegebenheiten und Anforderungen des Einsatz falles kann es genügen, die Verspannvorrichtung nur in einer der beiden Verspannebenen zugleich als Teil der Einstelleinrichtung auszubilden. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, beide Verspannebenen für eine Richtungsein stellung des Führungsteiles der Vorrichtung heranzuziehen. Zweckmäßig sind dann alle Linearantriebe in den beiden Verspannebenen für sich steuerbar und mit Wegmeßeinrich tungen ausgestattet.Depending on the circumstances and requirements of the application in this case, it may be sufficient to only tighten the one of the two bracing levels at the same time as part of the Training adjustment device. In many cases it is advantageous, both bracing levels for one direction position of the guide part of the device. All linear drives in the two are then expedient Bracing levels can be controlled independently and with a measuring device equipped.

Mit der Vorrichtung ist ein vielseitiges Arbeiten und damit eine Anpassung an unterschiedliche Bedarfsfälle möglich. Es kann insbesondere so verfahren werden, daß die Vorrichtung mit stillstehendem Bohrwerkzeug in eine am tragenden Strang hängende Lage gebracht wird, daß hierauf zunächst die Einstellung des Führungsteiles der Vorrichtung in die gewünschte Richtung vorgenommen wird und daß dann die endgültige Verspannung unter Fixierung der vorgegebenen Führungsrichtung erfolgt. Es ist außer dem auch möglich, die Einstellung und damit die Bohrrich tung sogar während des Bohrens in gewissen Grenzen zu ändern. With the device is a versatile work and thus an adaptation to different needs possible. In particular, the procedure can be such that the device with a stationary drilling tool in a hanging position is brought that then first the adjustment of the guide part of the Device is made in the desired direction and that then the final bracing under fixation the given direction of leadership. It is except which is also possible, the setting and thus the drilling direction to a certain extent even during drilling to change.

Ein Beispiel für den Verlauf einer Bohroperation wird weiter unten im zweiten Teil der Beschreibung noch erläutert werden.An example of the course of a drilling operation is given further down in the second part of the description are explained.

Sind beide Verspannebenen zugleich als Einstellebenen ausgebildet, ergeben sich besonders vielseitige Möglich keiten für eine Richtungseinstellung des Führungsteiles der Vorrichtung. Es ergibt sich ein exakt definierbarer Schwenkpunkt für die Richtungseinstellung. Dies ist von ganz besonderer Bedeutung beim Bohren im Lockergestein, wenn im Bereich des Bohrkopfes ein Freiraum vorhanden ist.Are both bracing levels at the same time as adjustment levels trained, there are particularly versatile possibilities for setting the direction of the guide part the device. The result is an exactly definable one Pivot point for the direction setting. This is from very special importance when drilling in loose rock, if there is free space in the area of the drill head is.

Bei einer zweckmäßigen Ausführung sind die Spannstücke in einer Verspannebene gegenüber den Spannstücken der anderen Verspannebene in Umfangsrichtung um einen Winkel zueinander versetzt. Dieser Versatzwinkel ist vorteilhaft halb so groß wie der Winkel des Abstandes zwischen den Spannstücken. Sind vier Spannstücke in einer Ebene vorhanden, die einen Winkelabstand von 90° voneinander haben, dann beträgt der Versatzwinkel 45°. Dadurch ergibt sich eine sehr sichere Abstützung und auch eine Schonung der Bohrlochwand, weil keine Gefahr besteht, daß die Spannstücke einer Ebene beim Nachsetzen der Vorrichtung für den nächsten Bohrhub etwa an die gleiche Stelle gelangen, an der zuvor bereits die Spannstücke der anderen Ebene angelegen haben.In an expedient version, the clamping pieces are in a bracing plane opposite the clamping pieces of the other bracing plane in the circumferential direction by an angle offset from each other. This offset angle is advantageous half the angle of the distance between the Clamping pieces. Are four clamping pieces in one level present, which is an angular distance of 90 ° from each other then the offset angle is 45 °. Thereby there is a very secure support and also a Protection of the borehole wall because there is no danger that the clamping pieces of a level when repositioning the Device for the next drilling stroke about the same Get to the point at which the clamping pieces already exist the other level.

Als tragender Strang, an dem die Vorrichtung von über Tage her gehalten ist, kann ein Seil oder ein ähnliches Zugorgan vorgesehen sein. In vielen Fällen ist ein Gestänge als tragender Strang besonders vorteilhaft. Vor allem kann ein solches Gestänge einen Förderweg für Bohrgut bilden. Dies gilt vornehmlich für die Durchführung des Lufthebe-Bohrverfahrens oder andere indirekte Spül bohrverfahren, für die die Vorrichtung in entsprechender Ausbildung besonders bestimmt ist. Ist der tragende Strang ein Seil, so muß für das Bohrgut eine gesonderte Förderleitung vorhanden sein. Bei einem Gestänge als tragender Strang kann dieses von einer über Tage befind lichen Einrichtung aus drehend antreibbar sein, so daß es ein Drehmoment zum Bohrkopf leitet. Das Gestänge kann insbesondere nichtdrehend sein, wobei dann ein Antrieb für den Bohrkopf in der Vorrichtung angeordnet ist.As a load-bearing strand, on which the device from over Days ago, a rope or something similar can be used Tension member may be provided. In many cases there is a Linkage as a supporting strand is particularly advantageous. In front such a linkage can be a funding route for Form drill material. This applies primarily to the implementation of the air lifting drilling method or other indirect rinsing drilling method for which the device in appropriate Training is particularly determined. Is the main one Stranded a rope, a separate one must Delivery line must be available. With a boom as load-bearing strand can be from a day Lichen device can be driven in rotation, so that it transmits a torque to the drill head. The linkage can in particular be non-rotating, in which case a drive is arranged for the drill head in the device.

Das grundsätzliche Merkmal der separaten Löse-Einrichtung für die Verspanneinrichtung besteht darin, daß mit dieser Einrichtung eine Aufhebung der Verspannung auch dann erfolgt, wenn mit dem normalerweise zur Betätigung der Verspannvorrichtung und/oder der Einstelleinrichtung vorgesehenen Betriebssystem ein Lösen aus dem verspannten Zustand nicht mehr möglich ist. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn eine Signal- oder Steuerleitung, ein Energie kabel od.dgl. gebrochen ist, ein Schaltelement ausgefal len oder eine andere Beeinträchtigung eingetreten ist.The basic feature of the separate release device for the tensioning device is that with this device also removes the tension then occurs when using the normally to actuate the tensioning device and / or the adjusting device provided operating system a release from the tense Condition is no longer possible. This can e.g. the case be when a signal or control line, an energy cable or the like broken, a switching element failed len or other impairment has occurred.

Die separate Löse-Einrichtung läßt sich je nach der sonstigen Gestaltung der Vorrichtung in verschiedener Weise ausbilden. Bei einer vorteilhaften Ausführung weist die Löse-Einrichtung einen Energiespeicher und wenigstens ein Schalt- oder Steuerorgan zum Bewirken des Lösevorganges auf. Der Energiespeicher macht die Vorrich tung unabhängig von einer äußeren Energiezufuhr, so daß ein Lösen der Verspannung auch dann noch möglich ist, wenn die Vorrichtung von über Tage her nicht mehr mit Energie versorgt werden kann, etwa, wenn durch unerwartete Einwirkungen die Energiezuleitung zerstört worden ist.The separate release device can be depending on the other design of the device in different Train wise. In an advantageous embodiment the release device has an energy store and at least one switching or control element for effecting the Dissolving process. The energy storage does the trick tion independent of an external energy supply, so that it is still possible to release the tension, if the device is no longer used for days Energy can be supplied, for example, when unexpected The power supply line has been destroyed.

Es kann zur Erhöhung der Gesamtsicherheit zweckmäßig sein, die Ausbildung so zu treffen, daß ein Betätigen der Verspannvorrichtung für den Führungsteil der Vorrich tung nur bei zuvor gefülltem Energiespeicher möglich ist. Dies gewährleistet die Herstellung der Betriebsbe reitschaft der separaten Löse-Einrichtung vor dem Beginn des Arbeitens der Vorrichtung. Hierbei handelt es sich um ein sehr bedeutsames Merkmal.It can be useful to increase overall security be to make the training so that an actuation the tensioning device for the guide part of the Vorrich only possible with previously filled energy storage is. This ensures the production of the company Readiness of the separate release facility before the start of working the device. This is it a very significant feature.

Die Ausbildung wird insbesondere so getroffen, daß das Schalt- oder Steuerorgan der Löse-Einrichtung bei Eintritt vorgebbarer Bedingungen, so in Fällen der vorstehend genannten Art, selbsttätig den Lösevorgang bewirkt. Die Energie aus dem Speicher kann dann sogleich denjenigen Organen zugeführt werden, mittels derer die Verspannung des Führungsteiles der Vorrichtung aufhebbar ist.The training is especially made so that Switching or control element of the release device upon entry specifiable conditions, so in cases of the above mentioned type, automatically causes the release process. The Energy from the storage can then immediately be transferred to the one Organs are supplied, by means of which the tension the guide part of the device can be canceled.

Handelt es sich um eine hydraulisch arbeitende Verspann vorrichtung mit Linearantrieben in Form von Zylinder- Kolben-Einheiten, so enthält die separate Löse-Einrichtung zweckmäßig einen Hydrospeicher und eine Ventileinrichtung, mittels derer zum Lösevorgang alle Zylinder-Kolben- Einheiten des Spannsystems im Sinne einer radialen Einwärtsbewegung der Spannstücke betätigbar sind. Die Ventileinrichtung weist dabei insbesondere ein in eine zum Bewirken des Lösevorganges geeignete Stellung selbst tätig rückführbares Wegeventil auf.Is it a hydraulic bracing device with linear drives in the form of cylindrical Piston units, so contains the separate release device expediently a hydraulic accumulator and a valve device, by means of which all cylinder-piston Units of the clamping system in the sense of a radial Inward movement of the clamping pieces can be actuated. The Valve device in particular has one in one position suitable for effecting the release process itself active traceable directional valve.

Vorteilhaft ist eine Wegmeßeinrichtung vorhanden, mittels derer die jeweilige Relativbewegung zwischen dem Arbeits teil und dem Führungsteil erfaßt werden kann. Dadurch läßt sich über Tage der betreffende Zustand bzw. der gerade ablaufende Vorgang gut kontrollieren. Es kann u.a. festgestellt werden, ob der Führungsteil etwa an der Bohrlochwand verrutscht, z.B. beim Nachlassen mittels des tragenden Stranges.A displacement measuring device is advantageously present, by means of which is the relative movement between the work part and the guide part can be detected. Thereby can the condition in question or the Check the current process well. It can i.a. be determined whether the guide part about the borehole wall slips, e.g. when easing by means of of the supporting strand.

Der Wegmeßeinrichtung ist insbesondere ein Sicherungs system zugeordnet, namentlich im Sinne einer Überfahr- Sicherung. Dadurch läßt sich am unteren Hubende verhin dern, daß der Bohrkopf zu tief kommt. Beim Umsetzen wird die Gefahr eines Abreißens vermieden. Im weiteren Teil der Beschreibung wird darauf noch eingegangen.The position measuring device is in particular a fuse system, especially in the sense of a Fuse. This can be avoided at the lower end of the stroke that the drill head comes too deep. When implementing avoided the risk of tearing. In the further part the description will go into this later.

Zwischen dem Arbeitsteil und dem Führungsteil sind zweckmäßig Hubantriebe vorhanden, mittels deren eine Verschiebung beider Teile zueinander erfolgen kann, sei es im Sinne eines bloßen Nachholens, sei es zur Aufbrin gung einer zusätzlichen Andruckkraft. Vorteilhaft ist wenigstens einem Hubantrieb eine Wegmeßeinrichtung zugeordnet, insbesondere in Verbindung mit einem Siche rungssystem zur Verhinderung unerwünschter oder nicht ordnungsgemäßer Bewegungen und Betriebszustände und/oder zum Bewirken von Vorgängen oder Betätigungen von Teilen oder Systemen der Vorrichtung in einem Sinne, daß Beschä digungen oder Zerstörungen vermieden werden. Auch dazu werden im anschließenden Teil der Beschreibung noch Erläuterungen gegeben.Are between the working part and the leadership part Appropriate linear actuators available, by means of which one Movement of both parts to each other can be done it in the sense of a mere catch-up, be it for rehabilitation additional pressure. It is advantageous at least one stroke drive a displacement measuring device assigned, especially in connection with a siche system to prevent unwanted or not proper movements and operating conditions and / or for effecting processes or actuating parts or systems of the device in a sense that dam damage or destruction can be avoided. Also to are in the subsequent part of the description Explanations given.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, gleichermaßen zur Darlegung der Erfindung gehörenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, aus der zugehörigen Zeichnung und aus den Ansprüchen. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention result from the following, alike Disclosure of the invention belonging description of Exemplary embodiments, from the associated drawing and from the claims. Show it:

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Ansicht, Fig. 1 shows a device according to the invention in view,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in größerem Maßstab, überwiegend in einem nach der Linie II-II in Fig. 4 verlaufenden Schnitt, Fig. 2 shows the device of FIG. 1 in a larger scale, mostly in a gradient extending along the line II-II in FIG. 4 cut,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 weitgehend schematisch ein hydrauisches Betäti gungssystem für die Verspann- und Einstellteile der Vorrichtung mit Anzeige- und Steuerorganen an einem Steuerstand od.dgl., Figure 5 is a largely schematic Actuate the hydrauisches for bracing- and adjustment parts of the device with display and control elements or the like. Supply system to a steering position.,

Fig. 6 eine besondere Ausführung eines hydraulischen Betätigungssystems, weitgehend schematisch und Fig. 6 shows a special embodiment of a hydraulic actuation system, largely schematic and

Fig. 7 eine teils schematische Darstellung eines Huban triebs zwischen Führungsteil und Arbeitsteil mit weiteren Elementen. Fig. 7 is a partially schematic representation of a Huban drive between the guide part and working part with other elements.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Ausführung der Vorrichtung dargestellt, die zum Niederbringen gerichteter Vertikal bohrungen dient, insbesondere unter Anwendung des sog. Lufthebe-Bohrverfahrens. Die Vorrichtung kann unter Wasser arbeiten und eignet sich dazu, Bohrungen mit einem Durchmesser von beispielsweise 2100 mm niederzu bringen, und zwar bis zu Teufen, die 1000 m und auch mehr betragen können.In Figs. 1 to 4, an embodiment of the apparatus is shown, serves the holes directed towards the sinking vertical, in particular using the so-called. Airlift-drilling process. The device can work under water and is suitable for drilling holes with a diameter of, for example, 2100 mm, to depths that can be 1000 m and more.

Mit der Zahl 1 ist ein Bohrwerkzeug in Form eines Bohr kopfes bezeichnet, der mit Rollenmeißeln 2, Schneid rollen od.dg1. versehen ist. Der Bohrkopf 1 mit einer Antriebswelle 3 verbunden, die bei der gezeigten vorteil haften Ausführung mittels einer Antriebseinheit 18 drehbar ist. Die letztere kann einen oder mehrere hydrau lische Motoren enthalten. Insbesondere weist die Antriebs einheit einen elektrisch angetriebenen Kraftdrehkopf 19 mit Lagerung auf. Von der Antriebseinheit 18 erstreckt sich ein nichtdrehbares hohles Gestänge 4 nach oben, an dem bei dieser Ausführung Luftleitungen 11 für die Durchführung des Lufthebe-Bohrverfahrens entlanglaufen. Diese Luftleitungen 11 enden in einem Anschlußteil 12, in dem sich in das Innere des Gestänges 4 öffnende Durchlässe befinden, derart, daß die von oben her zuge führte Luft an dieser Stelle in das Innere des Gestänges 4 eintreten kann. Die Antriebswelle 3 bildet über den Kraftdrehkopf 19 eine Fortsetzung des Gestänges 4. Sie ist wie dieses hohl und steht mit einem im Bohrkopf 1 vorgesehenen Saugstutzen bzw. Einlaßkanal 5 in Verbindung. Somit kann mit Bohrgut beladene Spülung in die hohle Antriebswelle 3 und über den Kraftdrehkopf 19 in das Gestänge 4 gelangen und darin aufwärts gefördert werden.The number 1 denotes a drilling tool in the form of a drilling head, which roll with roller chisels 2 , cutting od.dg1. is provided. The drill head 1 is connected to a drive shaft 3 which, in the advantageous embodiment shown, can be rotated by means of a drive unit 18 . The latter may include one or more hydraulic motors. In particular, the drive unit has an electrically driven rotary head 19 with storage. A non-rotatable hollow rod 4 extends upward from the drive unit 18 , along which air lines 11 run in this embodiment for carrying out the air lifting drilling method. These air lines 11 end in a connecting part 12 , in which there are 4 passages opening into the interior of the rod assembly, such that the air supplied from above can enter the interior of the rod assembly 4 at this point. The drive shaft 3 forms a continuation of the linkage 4 via the power turret 19 . Like this, it is hollow and communicates with a suction nozzle or inlet duct 5 provided in the drill head 1 . Thus, flushing loaded with drilling material can get into the hollow drive shaft 3 and via the power rotary head 19 into the linkage 4 and can be conveyed upwards therein.

Am Gestänge 4 läuft außerdem ein Kabel 6 entlang, das in eine druckfest gekapselte Verteilereinheit 7 eingeführt ist. Das Kabel 6 enthält Meß-, Steuer- und Energieversor gungsleitungen, so u.a. auch die Stromversorgung für die Antriebseinheit 18 und für Motoren zum Antrieb von Pumpen in einem noch zu erläuternden Hydrauliksystem. Von der Verteilereinheit 7 zu solchen und anderen Aggre gaten führende Energie-, Meß und Steuerleitungen sind in Fig. 2 lediglich schematisch bei der Zahl 8 angedeutet.A cable 6 also runs along the linkage 4 and is inserted into a pressure-tightly encapsulated distributor unit 7 . The cable 6 contains measurement, control and power supply lines, including the power supply for the drive unit 18 and for motors for driving pumps in a hydraulic system to be explained. Energy, measuring and control lines leading from the distribution unit 7 to such and other units are only indicated schematically in FIG. 2 at the number 8 .

Die Vorrichtung enthält ein in zwei im Winkel von 90° zueinander stehenden Meßebenen X und Y arbeitendes Neigungsmeßgerät 25 (Fig. 2), etwa ein sog. Inclinometer. Über eine Meßleitung 9 ist dieses Gerät 25 mit der Verteilereinheit 7 und über diese mit dem zu einem Steuerstand über Tage führenden Kabel 6 verbunden. Dort kann somit jederzeit festgestellt werden, ob bzw. in welcher Richtung und um welchen Betrag die Bohrung bzw. deren jeweils hergestellter Abschnitt von der Vertikalen abweicht.The device contains an inclinometer 25 ( FIG. 2) working in two measuring planes X and Y at an angle of 90 ° to one another, for example a so-called inclinometer. This device 25 is connected via a measuring line 9 to the distribution unit 7 and via this to the cable 6 leading to a control station above ground. There it can thus be determined at any time whether or in which direction and by what amount the bore or its section produced differs from the vertical.

Bei der Vorrichtung lassen sich vom grundsätzlichen Aufbau her zwei Teile unterscheiden, und zwar einerseits ein insgesamt mit der Zahl 21 bezeichneter Arbeitsteil und andererseits ein insgesamt mit der Zahl 22 bezeich neter Führungsteil.In the device, two parts can be distinguished from the basic structure, namely, on the one hand, a working part designated overall by the number 21 and, on the other hand, a guide part designated overall by the number 22 .

Der Arbeitsteil 21, der auch als "Innenkelly" bezeichnet werden kann, umfaßt u.a. ein unteres Lagersystem 15 für die Antriebswelle 3 mit Anschlußflansch 20 für den Bohrkopf 1, die genannte Antriebseinheit 18 sowie Gehäu seteile 17 mit verschiedenen Einbauten. So sind in dem Arbeitsteil 21 außer der Verteilereinheit 7 und dem Neigungsmeßgerät 25 Belastungsgewichte 13, Behälter für elektrische und hydraulische Bauelemente, ein Tank für ein Hydraulikmedium, Pumpen und sonstige Teile unterge bracht, die bei der Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung und der Beschreibung weiterer Einzelheiten noch genannt werden.The working part 21 , which can also be referred to as the "inner kelly", includes, among other things, a lower bearing system 15 for the drive shaft 3 with a connecting flange 20 for the drill head 1 , the drive unit 18 and housing parts 17 mentioned with various internals. So in the working part 21 in addition to the distribution unit 7 and the inclinometer 25 load weights 13 , containers for electrical and hydraulic components, a tank for a hydraulic medium, pumps and other parts are housed in the explanation of the operation of the device and the description of further details still be called.

Das gesamte Lagersystem, nämlich die untere Lagerung 15 und die obere Lagerung im Kraftdrehkopf 19, ist mit seiner Schmiermittelversorgung druckkompensiert ausgebil det. Durch die Belastungsgewichte 13 und die übrigen Komponenten des Arbeitsteiles 21 wird über das Lagersystem 15 zumindest ein wesentlicher Teil der Andruckkraft für den Bohrkopf 1 beim Arbeiten desselben erzeugt. Falls erwünscht, kann über das Gestänge 4 und/oder andere, noch zu erläuternde Vorrichtungen eine zusätzliche Andruckkraft aufgebracht werden.The entire storage system, namely the lower bearing 15 and the upper bearing in the rotary head 19 , is ausgebil det with its lubricant supply pressure-compensated. Due to the load weights 13 and the other components of the working part 21 , at least a substantial part of the pressing force for the drilling head 1 is generated when working the same via the bearing system 15 . If desired, an additional pressure force can be applied via the linkage 4 and / or other devices to be explained.

Der Führungsteil 22, der auch als "Außenkelly" bezeichnet werden kann, weist eine Verkleidung oder ein Gehäuse 26 auf und enthält eine Verspannvorrichtung mit in zwei Verspannebenen AE und BE angeordneten Linearantrieben 14, mittels derer schildartige Spannstücke 10 radial auswärts und einwärts bewegt werden können.The guide part 22 , which can also be referred to as an “outer cell”, has a casing or a housing 26 and contains a bracing device with linear drives 14 arranged in two bracing planes AE and BE , by means of which plate-like clamping pieces 10 can be moved radially outwards and inwards.

Die Belastungsgewichte 13 sind so ausgebildet und mon tiert, daß sie mit dem Führungsteil 22 zusammenwirken, um im verspannten Betriebszustand eine einwandfreie Richtungsführung für den Arbeitsteil 21 sicherzustellen. Vorteilhaft sind dabei Führungsleisten 16 aus geeignetem Material vorhanden, die entweder an dem Führungsteil 22 bzw. dessen Gehäuse 26 oder am Arbeitsteil 21 bzw. Komponenten desselben, etwa an den Belastungsgewichten 13, befestigt sind und auf Flächen an dem betreffenden Gegenteil gleiten. Wie besonders Fig. 3 erkennen läßt, können solche Führungsleisten 16 jeweils an Stellen vorgesehen sein, die den Linearantrieben 14 benachbart sind. Sie können sich über die ganze Länge des Führungs teiles 22 erstrecken oder insbesondere auch nur am oberen und am unteren Ende vorgesehen sein. Letzteres ist bei der dargestellten Ausführung der Vorrichtung der Fall.The load weights 13 are designed and installed that they cooperate with the guide member 22 to ensure proper directional guidance for the working part 21 in the tensioned operating state. Advantageously, there are guide strips 16 made of a suitable material, which are either attached to the guide part 22 or its housing 26 or to the working part 21 or components thereof, for example to the load weights 13 , and slide on surfaces on the opposite side in question. As can be seen particularly in FIG. 3, such guide strips 16 can each be provided at locations which are adjacent to the linear drives 14 . You can extend over the entire length of the guide part 22 or in particular only be provided at the upper and lower ends. The latter is the case in the illustrated embodiment of the device.

Zwischen dem Führungsteil 22 und dem Arbeitsteil 21 sind parallel zur Längsachse L der Vorrichtung zwei axiale Bewegungseinheiten 27 vorgesehen (Fig. 2, 4 und 8), nachstehend als Hubantriebe bezeichnet, mittels derer der Führungsteil 22 und der Arbeitsteil 21 relativ zueinander in Richtung der Längsachse L der Vorrichtung verschiebbar sind. (Der Schnitt der Fig. 2 ist so geführt, daß dort nur einer dieser Hubantriebe erkennbar ist.)Between the guide part 22 and the working part 21 , two axial movement units 27 are provided parallel to the longitudinal axis L of the device ( FIGS. 2, 4 and 8), hereinafter referred to as lifting drives, by means of which the guide part 22 and the working part 21 relative to one another in the direction of the longitudinal axis L of the device are displaceable. (The section in FIG. 2 is such that only one of these lifting drives can be seen there.)

Die zum Aus- und Einfahren der Spannstücke 10 dienenden Linearantriebe 14 der oberen Verspannebene AE können zu denjenigen der unteren Verspannebene BE in Umfangsrich tung um 45° zueinander versetzt sein, wie Fig. 1 erkennen läßt, oder aber auch ohne einen solchen Versatz überein ander angeordnet sein, wie in Fig. 2 dargestellt ist.The serving for extending and retracting the clamping pieces 10 linear drives 14 of the upper bracing plane AE can be offset from those of the lower bracing plane BE in the circumferential direction by 45 ° to one another, as shown in FIG. 1, or else arranged one above the other without such an offset be, as shown in Fig. 2.

Als Linearantriebe sind bei dem dargestellten vorteilhaf ten Ausführungsbeispiel hydraulische Zylinder-Kolben- Einheiten vorgesehen, die nachstehend der Einfachheit halber als Hydraulik-Einheiten bezeichnet werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Hydraulik-Einheiten beschränkt. Vielmehr können alle Arten von Linearantrieben vorgesehen werden, die für die Funktion geeignet sind. Das gleiche gilt für die Hubantriebe 27.Hydraulic cylinder-piston units are provided as linear drives in the advantageous embodiment shown, which are referred to below for the sake of simplicity as hydraulic units. However, the invention is not limited to such hydraulic units. Rather, all types of linear drives can be provided that are suitable for the function. The same applies to the linear drives 27 .

Wie weiter oben schon gesagt wurde, ist das hydraulische Versorgungssystem mit Tank für Druckmedium, Pumpe mit Antrieb, Steuerelementen und sonstigen für den Betrieb benötigten Teilen in der Vorrichtung untergebracht. Nachstehend werden Ausführungen von Steuer- und Betriebs systemen mehr im einzelnen erläutert.As has been said above, this is hydraulic Supply system with tank for pressure medium, pump with Drive, controls and others for operation required parts housed in the device. Below are explanations of tax and operations systems explained in more detail.

In Fig. 5 sind die Teile, die denjenigen bei der Ausfüh rung nach den Fig. 1 bis 4 gleich sind oder ihnen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet, mit Ausnahme der Linearantriebe 14, die nunmehr zur besseren Erläuterung für die obere Ebene AE mit A l, A 2, A 3 und A 4 und für die untere Ebene BE mit B l, B 2, B 3 und B 4 bezeichnet sind.In Fig. 5, the parts which are the same as those in the embodiment according to FIGS . 1 to 4 or correspond to them are designated by the same reference numerals as there, with the exception of the linear drives 14 , which are now used for better explanation of the upper level AE with A l , A 2 , A 3 and A 4 and for the lower level BE with B l , B 2 , B 3 and B 4 are designated.

Im rechten äußeren Teil der Fig. 5 sind die Hydraulik- Einheiten A l, A 2, A 3, A 4 der oberen Verspannebene AE und im linken äußeren Teil der Fig. 5 die Hydraulik-Einheiten B 1, B 2, B 3, B 4 der unteren Verspannebene BE (mit Verset zung um 45° in Umfangsrichtung, vgl. Fig. 1) dargestellt. Bei der Zahl 25 ist mit strichpunktierter Umgrenzung das Neigungsmeßgerät veranschaulicht, wobei die Messung in den beiden Ebenen X und Y jeweils durch die symbolische Darstellung eines Pendels in Seiten- und Vorderansicht angedeutet ist.The right outer part of FIG. 5, the hydraulic units A l, A 2, A 3, A 4 of the upper Verspannebene AE and in the outer left part of FIG. 5, the hydraulic units B 1, B 2, B 3, B 4 of the lower bracing plane BE (with offset by 45 ° in the circumferential direction, see FIG. 1). The inclination measuring device is illustrated by the number 25 with a dash-dotted boundary, the measurement in the two planes X and Y being indicated by the symbolic representation of a pendulum in side and front view.

Weiterhin ist mit strichpunktierter Umgrenzung ein Teil eines an geeigneter Stelle über Tage befindlichen Steuer standes ST mit verschiedenen Anzeige- und Betätigungs bzw. Steuerorganen dargestellt. Furthermore, with a dash-dotted border, part of a control stand ST located at a suitable point above ground is shown with various display and actuation or control elements.

In Fig. 5 sind Hydraulikleitungen jeweils mit ausgezogenen Linien und elektrische Signal- oder Steuerleitungen jeweils mit gestrichelten Linien gezeichnet. Bei der Zahl 23 sind jeweils Steckverbindungen oder sonstige lösbare Verbindungen in diesen Leitungen angedeutet.In Fig. 5 hydraulic lines are each drawn with solid lines and electrical signal or control lines are each drawn with dashed lines. The number 23 indicates plug connections or other detachable connections in these lines.

Aus einem Tank 30 kann Hydraulikflüssigkeit durch eine Saugleitung 31 mittels einer durch einen steuerbaren Motor 33 antreibbaren Pumpe 34 über eine Leitung 32 in zwei Leitungen 35 und 36 gefördert werden. Die Leitung 35 führt zu einem Verteilerblock VA für die obere Ver spannebene AE und die Leitung 36 zu einem Verteilerblock VB für die untere Verspannebene BE. Jeder dieser beiden Verteilerblöcke enthält vom Steuerstand ST aus über Steuerkabel 37, 38 zu betätigende Magnetventile MA bzw. MB, derart, daß mittels dieser Magnetventile jede Hydrau lik-Einheit A 1 bis A 4 der oberen Ebene und jede Hydraulik- Einheit B 1 bis B 4 der unteren Ebene für sich im Sinne des Ausfahrens der Spannstücke 10 gesteuert werden kann.Hydraulic fluid can be conveyed from a tank 30 through a suction line 31 by means of a pump 34 which can be driven by a controllable motor 33 via a line 32 in two lines 35 and 36 . The line 35 leads to a distributor block VA for the upper clamping plane AE and the line 36 to a distributor block VB for the lower clamping plane BE . Each of these two manifold blocks contains from the control station ST via control cables 37 , 38 to be actuated solenoid valves MA and MB , such that each hydraulic lik unit A 1 to A 4 of the upper level and each hydraulic unit B 1 to B by means of these solenoid valves 4 of the lower level can be controlled in the sense of extending the clamping pieces 10 .

Zu diesem Zweck führen von den Magnetventilen in dem Verteilerblock VA Hydraulikleitungen 41, 42, 43, 44 zu den großen Zylinderräumen A 11 der Einheiten der oberen Ebene AE und ebenso von den Magnetventilen in dem Vertei lerblock VB Hydraulikleitungen 51, 52, 53, 54 zu den großen Zylinderräumen B 11 der unteren Ebene BE. Die kleinen Zylinderräume A 12 der Einheiten der oberen Ebene AE sind durch Einzelleitungen mit einer zum Verteiler block VA gehenden gemeinsamen Leitung 45 verbunden. Ebenso sind die kleinen Zylinderräume B 12 der Einheiten der unteren Ebene BE durch Einzelleitungen mit einer zum Verteilerblock VB gehenden gemeinsamen Leitung 55 verbun den. Mit den Zahlen 46 und 56 sind jeweils von den Verteilerblöcken VA und VB zum Tank 30 führende Abström leitungen bezeichnet. For this purpose, hydraulic lines 41 , 42 , 43 , 44 lead from the solenoid valves in the distributor block VA to the large cylinder spaces A 11 of the units of the upper level AE and likewise from the solenoid valves in the distributor block VB hydraulic lines 51 , 52 , 53 , 54 the large cylinder rooms B 11 of the lower level BE . The small cylinder spaces A 12 of the units of the upper level AE are connected by individual lines to a common line 45 going to the distributor block VA . Likewise, the small cylinder spaces B 12 of the units of the lower level BE are connected by individual lines to a common line 55 going to the distributor block VB . Numbers 46 and 56 designate outflow lines leading from the manifold blocks VA and VB to the tank 30 .

Aus dem vorstehend Gesagten ergibt sich, daß in jeder der beiden Ebenen AE uns BE jedes Spannstück 10 indivi duell radial nach außen bewegt, also ausgefahren werden kann, während andererseits in jeder Ebene alle Spannstücke 10 gemeinsam bzw. gleichzeitig radial nach innen bewegt, also eingefahren werden können. Dem Fachmann stehen dazu die erforderlichen hydraulischen und elektrischen Bau elemente mit ihren Schaltungsmöglichkeiten zur Verfügung, so daß darauf hier nicht im einzelnen eingegangen zu werden braucht.From the above it follows that in each of the two levels AE BE each clamping piece 10 individually moves radially outwards, ie can be extended, while on the other hand in each level all clamping pieces 10 move together or simultaneously radially inwards, ie retracted can be. The expert has the necessary hydraulic and electrical construction elements with their circuit options available, so that it need not be discussed here in detail.

Am Steuerstand ST sind Steuerschalter AS 1, AS 2, AS 3, AS 4 für die Einheiten A 1 bis A 4 der oberen Ebene AE und Steuerschalter BS 1, BS 2, BS 3, BS 4 für die Einheiten B 1 bis B 4 der unteren Ebene BE vorhanden, mittels derer jede der Einheiten für sich im Sinne des Ausfahrens betätigt werden kann. Steuerschalter AR und BR dienen zum Betätigen der Einheiten jeder Ebene im Sinne des gemeinsamen Einfahrens. Schließlich ist noch ein weiterer Steuerschalter ABS vorhanden, dessen Funktion später erläutert werden wird.At the control station ST are control switches AS 1 , AS 2 , AS 3 , AS 4 for the units A 1 to A 4 of the upper level AE and control switches BS 1 , BS 2 , BS 3 , BS 4 for the units B 1 to B 4 of the lower level BE available, by means of which each of the units can be actuated for the purpose of extending. Control switches AR and BR serve to actuate the units of each level in the sense of the common retraction. Finally, there is a further control switch ABS , the function of which will be explained later.

Jeder Einheit A 1 bis A 4 der oberen Ebene AE und jeder Einheit B 1 bis B 4 der unteren Ebene BE ist eine Wegmeß einrichtung zugeordnet, mittels derer der Weg, den die Spannstücke 10 oder deren Kolbenstangen bzw. andere damit verbundene Teile zurücklegen, erfaßt und für jede Einheit gesondert am Steuerstand ST über Tage an Analog- oder Digital-Anzeigeinstrumenten G 1 bis G 4 angezeigt werden kann. Bei entsprechender Eichung der Wegmeßeinrichtungen kann an diesen Instrumenten unmittelbar die von einer Bezugsposition aus gemessene radiale Position jedes Spannstückes abgelesen werden.Each unit A 1 to A 4 of the upper level AE and each unit B 1 to B 4 of the lower level BE is assigned a measuring device, by means of which the path covered by the clamping pieces 10 or their piston rods or other parts connected with them is detected and for each unit can be displayed separately on the control station ST for days on analog or digital display instruments G 1 to G 4 . With appropriate calibration of the displacement measuring devices, the radial position of each clamping piece measured from a reference position can be read directly from these instruments.

Wegmeßeinrichtungen solcher Art stehen dem Fachmann in verschiedenen Ausführungen zur Verfügung. In der rechten Hälfte der Fig. 5 sind schematisch jeweils Meßwertaufneh mer 47 angedeutet, die über Signalleitungen an eine Verarbeitungseinheit 48 angeschlossen sind. Von dieser führt ein Signalkabel 49 zu den genannten Anzeigeinstru menten G 1 bis G 4.Such measuring devices are available to the person skilled in the art in various designs. In the right half of FIG. 5, each measurement value sensor 47 is schematically indicated, which are connected to a processing unit 48 via signal lines. From this a signal cable 49 leads to the above-mentioned display instruments G 1 to G 4 .

In der linken Hälfte der Fig. 5 ist dargestellt, daß die großen Zylinderräume B 11 der Einheiten B 1 bis B 4 über Leitungen 57 und 58 mit hydraulisch-elektrischen Meßwert- Aufnehmern 59 und 60 zur Messung des Druckes und damit zur Ermittlung der jeweils an einem Spannstück 10 wirkenden Anpreßkraft ausgestattet sind. In den von den Einheiten B 1, B 3 bzw. B 2, B 4 zu den Aufnehmern 59, 60 führenden Leitungen sind steuerbare Wechselventile 61, 62 vorgese hen. Dadurch ist es möglich, wahlweise den einen oder den anderen von zwei sich gegenüberliegenden Zylindern zur Druckmessung mit dem zugehörigen Aufnehmer 59 bzw. 60 zu verbinden. Es kann aber auch für jeden Zylinder ein Meßwert-Aufnehmer vorgesehen sein. Jeder Meßwert-Aufnehmer 59, 60 ist mit einem Anzeige-Instrument P 1 bzw. P 2 für den Druck verbunden. Am Steuerstand kann somit abgelesen werden, mit welcher Kraft das jeweilige Spannstück an die Bohrlochwand angepreßt wird. Mittels des Hydraulik systems kann daher unter Berücksichtigung der Druckanzeige die Anpreßkraft individuell für jede Einheit entsprechend den Erfordernissen und Gegebenheiten gewählt werden. Dies ist besonders wichtig beim Bohren in unterschied lichen Formationen. So kann z.B. beim Durchteufen von lockeren Schichten die Anpreßkraft geringer gewählt werden als im Festgestein.In the left half of Fig. 5 it is shown that the large cylinder spaces B 11 of the units B 1 to B 4 via lines 57 and 58 with hydraulic-electrical transducers 59 and 60 for measuring the pressure and thus for determining each a clamping piece 10 acting contact pressure are equipped. In the lines leading from the units B 1 , B 3 and B 2 , B 4 to the transducers 59 , 60 , controllable shuttle valves 61 , 62 are provided. This makes it possible to selectively connect one or the other of two opposing cylinders for pressure measurement to the associated transducers 59 and 60, respectively. However, a measured value sensor can also be provided for each cylinder. Each transducer 59 , 60 is connected to a display instrument P 1 or P 2 for the pressure. At the control station you can read the force with which the respective clamping piece is pressed against the borehole wall. By means of the hydraulic system, the contact pressure can therefore be selected individually for each unit in accordance with the requirements and conditions, taking into account the pressure display. This is particularly important when drilling in different formations. For example, when penetrating loose layers, the contact pressure can be selected to be lower than in the hard rock.

Wegen der Übersichtlichkeit der Darstellung ist in Fig. 5 das Wegmeß- und Anzeige-System 47 bis 49, G 1 bis G 4 nur für die obere Ebene AE und das Druckmeß- und Anzeige- System 57 bis 62, P 1, P 2 nur für die untere Ebene BE wiedergegeben. Tatsächlich ist es so, daß bei der erläu terten vorteilhaften Ausführung in jeder der beiden Ebenen AE und BE für jede Einheit A 1 bis A 4 bzw. B 1 bis B 4 Meß- und Anzeige-Systeme für Weg und Druck vorhanden sind.Because of the clarity of the illustration in FIG. 5, the position measuring and display system 47 to 49 , G 1 to G 4 is only for the upper level AE and the pressure measuring and display system 57 to 62 , P 1 , P 2 only reproduced for the lower level BE . In fact, it is the case that in the advantageous embodiment explained in each of the two levels AE and BE for each unit A 1 to A 4 or B 1 to B 4 measuring and display systems for displacement and pressure are present.

Das Neigungsmeßgerät 25 ist über Leitungen 24 mit Anzeige Instrumenten NX und NY am Steuerstand ST verbunden, so daß dort jederzeit die Neigung der Vorrichtung in der X- Ebene und in der Y-Ebene mit positiven oder negativen Werten abgelesen werden kann.The inclination measuring device 25 is connected via lines 24 to display instruments NX and NY at the control station ST , so that the inclination of the device in the X plane and in the Y plane can be read with positive or negative values at any time.

Bei der Zahl 66 sind in Fig. 5 Betätigungsorgane für die Hubantriebe 27 zur Verschiebung von Führungsteil 22 und Arbeitsteil 21 relativ zueinander angedeutet. Vorteil haft sind diesen Hubantrieben 27 auch Wegmeßeinrichtun gen mit Anzeige-Instrumenten 67 am Steuerstand ST zugeord net, so daß dort auch das Arbeiten derselben kontrolliert werden kann. Eine vorteilhafte Ausbildung wird weiter unten noch erläutert werden.The number 66 in FIG. 5 indicates actuators for the lifting drives 27 for displacing the guide part 22 and the working part 21 relative to one another. Advantageously, these stroke drives 27 are also Wegmeßeinrichtun conditions with display instruments 67 at the control station ST zugeord net, so that there the work of the same can be checked. An advantageous training will be explained further below.

Die Fig. 6 veranschaulicht eine besonders vorteilhafte Ausführung der Vorrichtung, bei der für die Verspann vorrichtung zusätzlich zu einem Betätigungssystem eine separate Löse-Einrichtung vorgesehen ist. Zugleich läßt diese Figur auch noch weitere Teile eines Betätigungs systems erkennen. Teile, die denjenigen der Ausführung nach Fig. 5 gleich sind oder entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen wie dort. Fig. 6 illustrates a particularly advantageous embodiment of the device, in which a separate release device is provided for the bracing device in addition to an actuation system. At the same time, this figure also shows other parts of an actuation system. Parts which are the same as or correspond to those of the embodiment according to FIG. 5 have the same reference numerals as there.

Die Förderleitung 32 der Pumpe 34 ist einerseits über ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 70 mit den zu den Verteilerblöcken VA und VB führenden Leitungen 35 und 36 verbunden, so daß den Verteilerblöcken wie bei der Darstellung in Fig. 5 Druckmedium zuströmen kann. Außerdem ist die Förderleitung 32 über ein Rückschlag ventil 71 mit einer zu einem Magnetventil 72 führenden Leitung 73 verbunden. An die letztere ist über eine Leitung 74 ein hydraulischer Druckspeicher 75 sowie ein Druckschalter 76 angeschlossen, der bei Erreichen eines vorbestimmbaren Druckes im Druckspeicher 75 ein Signal abgibt, das in noch zu erläuternder Weise genutzt wird. Das Magnetventil 72 befindet sich beim ordnungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung nicht in der in Fig. 6 gezeigten Stellung, sondern in der anderen von seinen beiden moglichen Stellungen. Es wird in dieser gehalten, bis entweder vom Steuerstand ST aus bewußt eine Umschaltung des Ventils in die gezeigte Stellung bewirkt wird oder bis es in diese Stellung bei Eintritt bestimmter vorgeb barer Bedingungen selbsttätig überführt wird.The delivery line 32 of the pump 34 is connected on the one hand via an adjustable pressure relief valve 70 to the lines 35 and 36 leading to the distribution blocks VA and VB , so that pressure medium can flow to the distribution blocks as shown in FIG. 5. In addition, the delivery line 32 is connected via a check valve 71 to a line 73 leading to a solenoid valve 72 . A hydraulic pressure accumulator 75 and a pressure switch 76 are connected to the latter via a line 74 and, when a predeterminable pressure in the pressure accumulator 75 is reached, emits a signal which is used in a manner to be explained. When the device is operating correctly, the solenoid valve 72 is not in the position shown in FIG. 6, but in the other of its two possible positions. It is held in this until either a conscious switchover of the valve into the position shown is effected from the control position ST or until it is automatically transferred into this position when certain predefined conditions occur.

In der eingezeichneten Position des Ventils 72 kann Druckmedium aus dem Druckspeicher 75 über eine Leitung 81 und ein Rückschlagventil 82 zu einer Sammelleitung 83 fließen, an die die kleinen Zylinderräume A 12 der Einhei ten A 1 bis A 4 der oberen Ebene AE angeschlossen sind. Ebenso kann Druckmedium über eine Leitung 91 und ein Rückschlagventil 92 zu einer Sammelleitung 93 fließen, an die die kleinen Zylinderräume B 12 der Einheiten B 1 bis B 4 der unteren Ebene BE angeschlossen sind.In the position of the valve 72 shown , pressure medium can flow from the pressure accumulator 75 via a line 81 and a check valve 82 to a manifold 83 to which the small cylinder spaces A 12 of the units A 1 to A 4 of the upper level AE are connected. Likewise, printing medium via a line 91 and a check valve 92 flowing into a manifold 93, to which the small cylinder spaces B 12 of the units B 1 to B 4 of the lower level BE are connected.

An jede Sammelleitung 83 bzw. 93 ist außerdem eine Leitung 84 bzw. 94 angeschlossen, in der ein entsperrbares Rückschlagventil 85 bzw. 95 angeordnet ist. Diese Leitun gen 84 bzw. 94 kommen von Magnetventilen, die sich im Verteilerblock VA bzw. VB befinden und Anschlüsse an die Druckleitungen 35 bzw. 36 und an die Abströmleitungen 46 bzw. 56 zum Tank 30 haben.A line 84 and 94 is also connected to each manifold 83 and 93 , in which an unlockable check valve 85 and 95 is arranged. These lines 84 and 94 come from solenoid valves which are located in the distributor block VA and VB and have connections to the pressure lines 35 and 36 and to the outflow lines 46 and 56 to the tank 30 .

Vom Verteilerblock VA für die obere Ebene AE führen, wie auch in Verbindung mit Fig. 5 erläutert, Hydrauliklei tungen 41 bis 44 zu den großen Zylinderräumen A 11 der Einheiten A 1 bis A 4 der oberen Ebene AE. In diesen Leitungen befinden sich jeweils entsperrbare Rückschlag ventile 41 a bis 44 a (Fig. 6), von denen eine gemeinsame Schaltleitung 88 zu einem Wechselventil 77 führt. Die Hydraulikleitungen 41 bis 44 gehen von im Verteilerblock VA untergebrachten Magnetventilen aus, die zu den in Fig. 5 generell mit MA bezeichneten Magnetventilen gerechnet werden können und die jeweils Anschlüsse an die Druckleitung 35 und an die Abströmleitung 46 zum Tank 30 haben. Diese Magnetventile können vom Steuer stand aus einzeln betätigt werden, und zwar über Steuer schalter, wie sie auch in Fig. 5 am Steuerstand ST bei den Bezugszeichen AS 1 bis AS 4 gezeigt sind. Von den Hydraulikleitungen 41 bis 44 gehen jeweils zu Rückschlag ventilen 105 bis 108 führende Leitungen ab. Diese Rück schlagventile sind auf ihren Auslaßseiten an eine zum entsperrbaren Rückschlagventil 85 führende Betätigungs leitung 109 angeschlossen, um dieses zu öffnen und damit den Abfluß von Hydraulikflüssigkeit aus einem oder mehreren der kleinen Zylinderräume A 12 der Einheiten A 1 bis A 4 zu ermöglichen, wenn einem oder mehreren der großen Zylinderräume A 11 durch Betätigung eines oder mehrerer der Magnetventile Druckmedium zugeführt wird, um das betref fende Spannstück 10 auszufahren.Lead from the manifold block for the upper level VA AE, as well as in connection with FIG. 5 illustrates, Hydrauliklei obligations 41 to 44 to the large cylinder spaces 11 A of the units A 1 to A 4 of the upper level AE. In these lines there are unlockable check valves 41 a to 44 a ( Fig. 6), of which a common switching line 88 leads to a shuttle valve 77 . The hydraulic lines 41 to 44 start from the solenoid valves accommodated in the distributor block VA , which can be added to the solenoid valves generally designated MA in FIG. 5 and which each have connections to the pressure line 35 and to the outflow line 46 to the tank 30 . These solenoid valves can be operated from the control stand individually, via control switches, as shown in Fig. 5 at the control stand ST at reference numerals AS 1 to AS 4 . From the hydraulic lines 41 to 44 lead to non-return valves 105 to 108 leading lines. This back are check valves line on their outlet sides to a leading to the pilot-controlled check valve 85 actuating connected 109 to open it and thus the outflow of hydraulic fluid from one or more of the small cylinder spaces A 12 of the units A 1 to A to provide 4 when a or more of the large cylinder spaces A 11 is supplied by actuating one or more of the solenoid valves pressure medium in order to extend the concerned clamping piece 10 .

Während es somit möglich ist, jede Einheit A 1 bis A 4 im Sinne des Ausfahrens eines Spannstückes 10 für sich zu betätigen, genügt es, für das Einfahren der Spannstücke eine gemeinsame Betätigung der Einheiten einer Ebene vorzusehen. Dieses Einfahren geschieht im normalen Betrieb dadurch, daß ein weiteres Magnetventil des Ventilblocks VA in eine solche Stellung überführt wird (z.B. durch Betätigen des Schalters AR am Steuerstand ST, Fig. 5), daß das Druckmedium über dieses Magnet ventil, eine Leitung 111, das Rückschlagventil 85 und die Leitung 83 zu den kleinen Zylinderräumen A 12 fließt und die Kolben der Einheiten A 1 bis A 4 im Sinne des Einfahrens bewegt. Dabei wird außerdem durch den Druck in einer von der Leitung 111 abzweigenden Leitung 112 das auch an die letztere angeschlossene Wechselventil 77 so verstellt, daß Druckmedium über die Schaltleitung 88 zu den entsperrbaren Rückschlagventilen 41 a bis 44 a strömen kann, um diese im Sinne eines Durchganges von den großen Zylinderräumen A 11 her und dann durch die Ventile des Ventilblockes VA zur Abströmleitung 46 zu öffnen, so daß ein druckloser Abfluß von Hydraulikflüs sigkeit auf diesem Wege stattfinden kann.While it is thus possible to actuate each unit A 1 to A 4 for the purpose of extending a clamping piece 10 , it is sufficient to provide a common actuation of the units on one level for the retraction of the clamping pieces. This retraction occurs in normal operation in that a further solenoid valve of the valve block VA is transferred to such a position (for example by actuating the switch AR at the control station ST , Fig. 5) that the pressure medium via this solenoid valve, a line 111 , the check valve 85 and the line 83 to the small cylinder spaces A flows 12 and moves the pistons of the units A 1 to A 4 in the sense of contraction. In this case also the moved by the pressure in a branching from the line 111 line 112 and to the latter connected shuttle valve 77 so that pressure medium can flow through the switching line 88 to the releasable non-return valves 41 a to 44 a, to this in the sense of a passage open from the large cylinder chambers A 11 and then through the valves of the valve block VA to the outflow line 46 , so that a pressureless outflow of hydraulic fluid can take place in this way.

Was vorstehend für die Betätigung der Einheiten A 1 bis A 4 der oberen Ebene AE gesagt wurde, gilt bei der darge stellten vorteilhaften Ausführung sinngemäß und entspre chend auch für die Betätigung der Einheiten B 1 bis B 4 der unteren Ebene BE, so daß sich eine besondere Erläuterung dazu erübrigt. In Fig. 6 sind bei der unteren Ebene BE die den Rückschlagventilen 105 bis 108 der oberen Ebene AE entsprechenden Ventile mit den Zahlen 115 bis 118 bezeichnet.What was said above for the actuation of the units A 1 to A 4 of the upper level AE applies analogously and accordingly to the actuation of the units B 1 to B 4 of the lower level BE , so that there is a no special explanation is required. In Fig. 6 are denoted BE, the check valves 105 to 108 of the upper level AE respective valves with the numbers 115 to 118 in the lower level.

Die Erfindung ist nicht auf die wiedergegebenen und beschriebenen Einzelheiten der Systeme und der verwendeten Bauelemente beschränkt. Vielmehr können auch andere geeignete Teile vorgesehen und Abwandlungen in den Betätigungs- und Steuersystemen vorgenommen werden, die den gewünschten Zweck erfüllen.The invention is not shown on and described details of the systems and the used Components limited. Rather, others can Suitable parts are provided and modifications in the Actuating and control systems are made that fulfill the desired purpose.

Zusätzlich zu den beschriebenen Betätigungsmöglichkeiten für den normalen Betrieb der Vorrichtung ist eine separate Löse-Einrichtung für die Verspannvorrichtung vorgesehen. Diese tritt unter vorgebbaren Bedingungen in Funktion, insbesondere bei einem Bruch von Leitungen auf dem Weg vom Steuerstand zur Vorrichtung bzw. in dieser selbst, und vorteilhaft auch bei manueller Auslösung eines Schalters oder sonstigen geeigneten Betätigungsgliedes. In addition to the described actuation options for normal operation of the device is a separate one Release device provided for the tensioning device. This comes into operation under predefinable conditions, especially in the event of a line break on the way from the control station to the device or in the device itself, and also advantageous when manually triggering one Switch or other suitable actuator.

Bei der Erläuterung der Fig. 5 ist ein solcher am Steuer stand ST vorgesehener Schalter ABS bereits erwähnt worden. Auch sind bestimmte Einzelheiten des Hydraulik systems in Verbindung mit Fig. 6 bereits genannt worden. Die Wirkungsweise der separaten Löse-Einrichtung wird nachstehend an einem Beispiel erläutert.In the explanation of FIG. 5, such a switch ABS provided at the control point ST has already been mentioned. Certain details of the hydraulic system have already been mentioned in connection with FIG. 6. The operation of the separate release device is explained below using an example.

Während des betriebsmäßigen Einsatzes der Vorrichtung ist die Spule 72 a des Magnetventils 72 infolge Stromzufuhr über die elektrische Leitung 78 erregt, so daß sich das Magnetventil 72 abweichend von der in Fig. 6 gezeigten Stellung in der anderen von den beiden möglichen Stellun gen befindet, in der die Leitungen 81 und 91 mit dem Tank verbunden sind. Es sei nun angenommen, daß die genannte elektrische Leitung 78 unterbrochen wird, etwa durch Beschädigung des diese Leitung enthaltenden Kabels, z.B. des am Gestänge 4 entlanggeführten Kabels 6 (Fig. 2). Damit wird die Magnetspule 72 a des Ventils 72 strom los, so daß dieses unter der Wirkung einer Belastungsfeder od.dgl. selbsttätig in die in der Zeichnung wiedergegebene Lage überführt wird. Hierauf kann, wie u.a. aus Fig. 6 ersichtlich ist, Druckmedium aus dem zuvor gefüllten Speicher 75, über die Leitung 74, das Ventil 72, die Leitungen 81 und 91 sowie über die Rückschlagventile 82, 92 in die Sammelleitungen 83, 93 und damit zu den kleinen Zylinderräumen A 12 und B 12 der Einheiten A 1 bis A 4 der oberen Ebene AE und den Einheiten B 1 bis B 4 der unteren Ebene BE strömen. Dadurch werden die Spannstücke 10 aller Einheiten in den beiden Ebenen eingefahren, so daß die gesamte Vorrichtung von der Bohrlochwand gelöst wird. Aus den großen Zylinderräumen A 11 und B 11 der Einheiten A 1 bis A 4 und B 1 bis B 4 kann die verdrängte Hydraulikflüssigkeit über die in Fig. 6 für die obere Ebene gezeigten entsperrbaren Rückschlagventile 41 a bis 44 a und die Magnetventile des Ventilblocks VA und über entsprechende Elemente der unteren Ebene zum Tank 30 hin abströmen. Die Magnetventile des Ventilblocks VA stehen jeweils unter Federbelastung, so daß sie sowohl bei beabsichtigter Abschaltung als auch bei Stromausfall selbsttätig in die gezeichnete Stellung zurückkehren. Eine elektrische Abschaltung kann auch in Abhängigkeit von einem anderen Vorgang automatisch bewirkt werden, insbesondere in Abhängigkeit vom Stromloswerden der Spule des Magnetventils 72. Bei dem geschilderten Vorgang werden die Rückschlagventile 41 a bis 44 a für den Rückstrom der Hydraulikflüssigkeit aus den großen Zylinderräumen A 11 der Einheiten A 1 bis A 4 wiederum dadurch entsperrt, daß der Leitung 88 Druckmedium zugeführt wird, und zwar jetzt Druckmedium aus dem Speicher 75, das über eine von der Leitung 81 abzweigende Leitung 113 und das Wechsel ventil 77 in die Schaltleitung 88 gelangt. Dieser Vorgang findet in beiden Verspannebenen AE und BE gleichzeitig statt, unabhängig davon, wie die Hydraulik-Einheiten in jeder Ebene sonst betätigt oder gesteuert werden, sei es einzeln oder in einer Ebene auch gemeinsam.During the operational use of the device, the coil 72 a of the solenoid valve 72 is energized as a result of current supply via the electrical line 78 , so that the solenoid valve 72 is different from the position shown in FIG. 6 in the other of the two possible positions, in which lines 81 and 91 are connected to the tank. It is now assumed that the aforementioned electrical line 78 is interrupted, for example by damage to the cable containing this line, for example the cable 6 running along the linkage 4 ( FIG. 2). So that the solenoid 72 a of the valve 72 current is released so that this or the like under the action of a loading spring. is automatically transferred to the position shown in the drawing. Then, as shown inter alia in Fig. 6 it is seen printing medium from the previously filled storage 75, via line 74, valve 72, lines 81 and 91 and through the check valves 82, 92 in the manifolds 83, 93 and thus the small cylinder spaces A 12 and B 12 of the units A 1 to A 4 of the upper level AE and the units B 1 to B 4 of the lower level BE flow. As a result, the clamping pieces 10 of all units are retracted in the two levels, so that the entire device is detached from the borehole wall. From the large cylinder chambers A 11 and B 11 of the units A 1 to A 4 and B 1 to B 4 , the displaced hydraulic fluid can be released via the unlockable check valves 41 a to 44 a shown in FIG. 6 for the upper level and the solenoid valves of the valve block VA and flow out to the tank 30 via corresponding elements of the lower level. The solenoid valves of the valve block VA are each spring-loaded, so that they automatically return to the position shown both in the event of an intended shutdown and in the event of a power failure. Electrical shutdown can also be effected automatically as a function of another process, in particular as a function of the coil of the solenoid valve 72 becoming de-energized. In the described process, the check valves 41 a to 44 a for the backflow of the hydraulic fluid from the large cylinder spaces A 11 of the units A 1 to A 4 are in turn unlocked by supplying pressure medium to the line 88 , now pressure medium from the memory 75 that has a branching off from the line 81 and line 113. the shuttle valve reaches the switching line 88 77th This process takes place simultaneously in both bracing levels AE and BE , regardless of how the hydraulic units are operated or controlled in each level, whether individually or in one level together.

Der weiter oben erwähnte Druckschalter 76 (Fig. 6) kann zunächst einmal dazu dienen, ein Signal an einer Anzeige einrichtung 114 am Steuerstand ST (Fig. 5) über Tage zu bewirken, um kenntlich zu machen , daß der Speicher 75 in der gewünschten Weise mit dem vorgegebenen Druck gefüllt ist. Vorteilhaft wird der Druckschalter weiterhin noch genutzt, um bestimmte Schaltvorgänge oder Betriebs funktionen so lange zu blockieren oder zu verhindern, bis der vorgegebene Speicherdruck erreicht ist. Insbeson dere wird die Ausbildung so getroffen, daß die Spannstücke 10 in den beiden Ebenen AE und BE erst dann ausgefahren werden können, wenn der Speicher 75 ordnungsgemäß gefüllt ist. Dies kann durch eine einfache elektrische Schaltung erreicht werden, für die dem Fachmann die Mittel zur Verfügung stehen. Damit ist sichergestellt, daß mit dem Arbeiten der Vorrichtung im Bohreinsatz erst begonnen werden kann, wenn die Sicherheits-Löse-Einrichtung ihren betriebsbereiten Zustand erreicht hat.The above-mentioned pressure switch 76 ( Fig. 6) can first of all serve to cause a signal on a display device 114 at the control station ST ( Fig. 5) for days to indicate that the memory 75 in the desired manner is filled with the specified pressure. Advantageously, the pressure switch is still used to block or prevent certain switching operations or operating functions until the specified storage pressure is reached. In particular, the training is made so that the clamping pieces 10 in the two levels AE and BE can only be extended when the memory 75 is properly filled. This can be achieved by a simple electrical circuit, for which the person skilled in the art has the means at his disposal. This ensures that working of the device in the drilling insert can only begin when the safety release device has reached its operational state.

Nachstehend wird der Ablauf eines Bohrvorganges mit mehreren Schritten zur Richtungskorrektur erläutert. Der Einfachheit halber ist dabei nur eine Abweichung in der Y-Ebene betrachtet. Bei einer Abweichung in der X-Ebene ist der Sachverhalt analog.The following is the sequence of a drilling process with explained several steps to correct the direction. The For the sake of simplicity, there is only one deviation in the Considered the Y plane. If there is a deviation in the X plane the situation is analogous.

Es sei ein erster Zustand angenommen, bei dem nach dem Abbohren eines Hubes eine Abweichung von der Sollachse um einen bestimmten Betrag Y und somit um einen bestimmten Winkel eingetreten ist. Dies wird am Steuerstand ST an den Geräten NX und NY mit entsprechenden Werten angezeigt. Die Verspannung ist gelöst, d.h. die Spannstücke 10 sind eingefahren. Die Vorrichtung wird mittels des Gestänges 4 etwas angehoben, so daß der Bohrkopf 1 sich in einem geringen Abstand von der Bohrlochsohle befindet. Handelt es sich um eine verhältnismäßig große Abweichung von der Sollrichtung, dann kann die Vorrichtung nicht völlig frei im Bohrloch hängen, vielmehr liegt der Bohrkopf auf einer Seite an der Bohrlochwandung an.A first state is assumed in which, after drilling a stroke, a deviation from the target axis by a certain amount Y and thus by a certain angle has occurred. This is indicated on the control station ST on the devices NX and NY with corresponding values. The tension is released, ie the clamping pieces 10 are retracted. The device is raised somewhat by means of the rod 4 so that the drill head 1 is at a short distance from the bottom of the borehole. If there is a relatively large deviation from the desired direction, the device cannot hang completely freely in the borehole, rather the drill head lies on one side against the borehole wall.

Zur Durchführung einer Korrektur werden dann die Spann stücke 10 nach Maßgabe der jeweiligen Meßwert-Anzeige mit Hilfe der Steuerung zunächst so weit um unterschied liche Beträge ausgefahren, daß die Vorrichtung die gewünschte Lage einnimmt, worauf dann in dieser Lage die Verspannung bewirkt wird.To carry out a correction, the clamping pieces 10 are then extended according to the respective measured value display with the aid of the control so far by different amounts that the device assumes the desired position, whereupon the bracing is then effected in this position.

Die Gegebenheiten lassen es zu, die Vorrichtung nach Maßgabe der jeweiligen Meßwert-Anzeige mit Hilfe der Steuerung nicht nur lotrecht, sondern entgegengesetzt zur Abweichung einzustellen und zu verspannen. The circumstances allow it, the device In accordance with the respective measured value display using the Control not only perpendicular, but opposite adjust to the deviation and brace.

Nach dem Abbohren eines oder mehrerer weiterer Abschnitte wird dann beispielsweise festgestellt, daß sich der Bohrkopf auf der Sollachse befindet. Somit wird die Vorrichtung jetzt wieder lotrecht eingestellt und ver spannt, wobei ihre Achse also mit der Sollachse zusam menfällt. Anschließend kann dann genau in vertikaler Richtung gebohrt werden.After drilling one or more other sections it is then determined, for example, that the Drilling head is located on the target axis. Thus the Device is now set vertically again and ver spans, so that its axis together with the target axis falls. Then it can be done vertically Direction are drilled.

Bei einer weiteren Messung wird sich dann z.B. ergeben, daß die Vorrichtung bei von der Bohrloch-Sohle abgehobenem Bohrkopf frei im Bohrloch hängt, ohne daß der Bohrkopf auf irgendeiner Seite an der Bohrlochwand anliegt, und daß dabei die Längsachse der Vorrichtung mit der Sollachse übereinstimmt.In a further measurement, e.g. surrender that the device when lifted from the bottom of the borehole Drill head hangs freely in the borehole without the drill head abuts the borehole wall on either side, and that the longitudinal axis of the device with the target axis matches.

Dann werden alle Spannstücke um den gleichen Weg bis zur Anlage an der Bohrlochwand ausgefahren, und es wird die Verspannung bewirkt. Hierauf kann der nächste Bohrhub auf der Sollachse vertikal durchgeführt werden.Then all clamping pieces are moved the same way up to System on the borehole wall extended, and it becomes the Tension causes. The next drilling stroke can then start the target axis are carried out vertically.

Entsprechende Korrekturmöglichkeiten mit ähnlichem Vorgehen bestehen bei Abweichungen in anderer Richtung bzw. nach anderen Seiten.Appropriate correction options with similar There are procedures for deviations in the other direction or to other pages.

Wie schon weiter oben bei der Erläuterung der Fig. 1 bis 4 beschrieben, ist die Vorrichtung mit Hubantrieben 27 ausgerüstet, mittels derer der Führungsteil 22 und der Arbeitsteil 21 relativ zueinander in Richtung der Längsachse L der Vorrichtung verschoben werden können. Fig. 7 zeigt bei schematischer Darstellung der Vorrich tung solche Hubantriebe zusammen mit weiteren vorteil haften Merkmalen.As already described above in the explanation of Figs. 1 to 4, the apparatus with linear actuators 27 is provided by means of which the guide portion 22 and the working part 21 of the device can be moved relative to each other in the direction of the longitudinal axis L. Fig. 7 shows a schematic representation of the Vorrich device such lifting drives together with other advantageous features.

Die Hubantriebe 27 sind bei der dargestellten Ausführung als parallel zueinander angeordnete hydraulische Zylinder- Kolben-Einheiten ausgebildet. Es ist aber auch möglich, je nach den Gegebenheiten und Anforderungen andere Arten von Antrieben zur Ausführung von Linearbewegungen zu wählen, etwa Elektromotoren mit Zahnstangengetrieben od.dgl. Wie Fig. 7 erkennen läßt, sind hier Zylinder 121 mit Schwenkzapfen 122 an Lagerböcken 123 gehalten, die am Arbeitsteil 21 befestigt sind. Die Enden der Kolbenstangen 124 sind über Gelenkzapfen 125 mit Halterungen 126 am Führungsteil 22 verbunden. Die Hubantriebe 27 können lediglich als Nachhol-Vorrichtungen dienen, um nach Beendigung eines Bohrhubes das Absenken des Führungsteiles 22 in die Ausgangsposition für einen neuen Bohrhub zu unterstützen. Sie können aber auch als Vorschub-Vorrich tungen konzipiert sein, um die Andruckkraft des Bohrkopfes beim Bohren zu erhöhen. Je nach den Anforderungen können die Hubantriebe einfach-wirkend oder doppelt-wirkend sein.In the embodiment shown, the lifting drives 27 are designed as hydraulic cylinder-piston units arranged parallel to one another. However, it is also possible, depending on the circumstances and requirements, to select other types of drives for carrying out linear movements, for example electric motors with rack drives or the like. As can be seen in FIG. 7, cylinders 121 are held here with pivot pins 122 on bearing blocks 123 which are fastened to the working part 21 . The ends of the piston rods 124 are connected to brackets 126 on the guide part 22 via pivot pins 125 . The lifting drives 27 can only serve as catch-up devices in order to support the lowering of the guide part 22 into the starting position for a new drilling stroke after the completion of a drilling stroke. However, they can also be designed as feed devices to increase the contact pressure of the drill head during drilling. Depending on the requirements, the linear actuators can be single-acting or double-acting.

In der Zeichnung ist die Druckmittelversorgung für die Zylinder-Kolben-Einheiten nicht besonders dargestellt. Sie kann von dem im Arbeitsteil 21 der Vorrichtung untergebrachten Hydraulik-Aggregat aus erfolgen, wobei vom Steuerstand ST über Tage aus mittels der Schalter 66 od.dgl. (Fig. 5) zu betätigende Magnetventile vorhanden sind, über die den Zylindern 121 der Einheiten 27 in der gewünschten Weise Druckmedium zugeführt werden kann. Es können also ähnliche Bauelemente wie bei den Einheiten der Verspannvorrichtungen vorgesehen sein.The pressure medium supply for the cylinder-piston units is not particularly shown in the drawing. It can be done from the hydraulic unit housed in the working part 21 of the device, with the control station ST for days using switches 66 or the like. ( Fig. 5) to be actuated solenoid valves are available, via which the cylinders 121 of the units 27 can be supplied with pressure medium in the desired manner. Components similar to the units of the bracing devices can therefore be provided.

Die Vorrichtung ist mit einem Weg-Meßsystem zur Erfassung der Relativbewegung zwischen Arbeitsteil 21 und Führungs teil 22 ausgerüstet. Dieses kann grundsätzlich an jeder Stelle angeordnet sein, an der eine solche Wegmessung möglich ist. Bei einer einfachen und zweckmäßigen Ausfüh rung ist ein Weg-Meßsystem wenigstens an einem Hubantrieb vorgesehen. Fig. 7 zeigt einen Wegmeßkopf 127 an der in dieser Figur linken Zylinder-Kolben-Einheit 27. Wegmeß einrichtungen für Hydraulikzylinder stehen dem Fachmann an sich zur Verfügung, so daß auf Einzelheiten derselben hier nicht näher eingegangen zu werden braucht. Solche Einrichtungen können insbesondere berührungslos bzw. mit indirekter Abtastung arbeiten, z.B. induktiv.The device is equipped with a path measuring system for detecting the relative movement between the working part 21 and the guide part 22 . In principle, this can be arranged at any point where such a distance measurement is possible. In a simple and convenient Ausfüh tion, a displacement measuring system is provided at least on a linear actuator. FIG. 7 shows a displacement measuring head 127 on the cylinder-piston unit 27 on the left in this figure. Position measuring devices for hydraulic cylinders are available per se to the person skilled in the art, so that the details of the same need not be discussed in more detail here. Such devices can work in particular without contact or with indirect scanning, for example inductively.

Von dem Wegmeßkopf 127 führt eine Signalleitung 128 zu einer zentralen Kommando-Einheit 129, von der aus auch eine nicht dargestellte Leitung zum Anzeigeinstrument 67 am Steuerstand ST (Fig. 5) geht, so daß hier jederzeit die Größe der Relativbewegung zwischen Arbeitsteil 21 und Führungsteil 22 bzw. die jeweilige Position des Arbeitsteiles relativ zum Führungsteil festgestellt werden kann.From the measuring head 127 , a signal line 128 leads to a central command unit 129 , from which a line, not shown, goes to the display instrument 67 at the control station ST ( FIG. 5), so that here the size of the relative movement between the working part 21 and the guide part is always present 22 or the respective position of the working part can be determined relative to the guide part.

Mit den Hubantrieben 27 und der Verspannvorrichtung für die Spannstücke 10 ist ein Sicherungssystem verknüpft. Dieses dient u.a. dazu, bei Fehlbetätigungen oder nicht ordnungsgemäßen Betriebszuständen Beschädigungen der Vorrichtung zu verhindern. Der Weg, den der Arbeitsteil und der Führungsteil relativ zueinander ausführen können und der zumindest im wesentlichen dem Bohrhub entspricht, ist durch den maximalen Arbeitshub der Zylinder-Kolben- Einheiten 27 bestimmt. Würde dieser Weg überschritten, z.B. dadurch, daß der Arbeitsteil 21 bei verspanntem Führungsteil 22 mittels des Gestänges 4 bei ausgefahrenen Einheiten 27 über deren Hubende hinaus nach unten gedrückt oder bei eingefahrenen Einheiten nach oben gezogen wird, so ergäben sich Beschädigungen oder Zerstörungen an den Teilen der Vorrichtung, am Bohrkopf oder am Gestänge.A safety system is linked to the lifting drives 27 and the clamping device for the clamping pieces 10 . This serves, among other things, to prevent damage to the device in the event of incorrect actuation or improper operating conditions. The path that the working part and the guide part can execute relative to one another and which at least essentially corresponds to the drilling stroke is determined by the maximum working stroke of the cylinder-piston units 27 . If this path were exceeded, for example by the fact that the working part 21, when the guide part 22 is tensioned, is pressed downwards beyond the end of the stroke by means of the linkage 4 when the units 27 are extended, or is pulled upwards when the units are retracted, this would result in damage or destruction to the parts of the Device, on the drill head or on the rod.

Der Grundgedanke des Sicherungssystems liegt darin, daß die Verspannung des Führungsteiles 22 automatisch gelöst wird, wenn die Gefahr einer Überschreitung des zulässigen Relativ-Weges zwischen dem Arbeitsteil 21 und dem Füh rungsteil 22 eintritt. Zu diesem Zweck ist im Hubantrieb 27 wenigstens ein Meldepunkt in einem vorgewählten Abstand vor einem Hubende, insbesondere beim Ausfahr- Hub, vorgesehen, bei dessen Erreichen an einem Anzeige gerät am Steuerstand ein Warnsignal gegeben wird, so daß der Bedienungsmann darauf aufmerksam gemacht wird, daß er den Bohrkopf-Antrieb ausschalten und/oder die Verspan nung des Führungsteiles lösen muß. Erfolgt auf das Warnsignal hin keine Reaktion, so wird nach einem vorbe stimmten Abstand eine automatische Abschaltung des Bohrkopf-Antriebes 18 und ein automatisches Lösen der Verspannvorrichtung bewirkt. Das Abschalten des Bohrkopf- Antriebes geschieht auf entsprechende Signalgabe hin durch geeignete, dem Fachmann zur Verfügung stehende Bauelemente im Steuersystem für den Antrieb, so bei elektrischen Bohrkopf-Motoren mit Hilfe elektrischer Schaltelemente und bei hydraulischen Bohrkopf-Motoren über Ventile oder Abschalten eines Pumpen-Motors. Das Lösen der Verspannung des Führungsteiles geschieht je nach der Ausbildung der Verspannvorrichtung und der Art der Linearmotoren für die Spannstücke 10 durch für sie geeignete Steuerelemente. Bei der weiter oben erläuterten hydraulischen Verspannvorrichtung kann durch das vom Sicherungssystem abgegebene Kommando eine Betätigung der für den normalen Betrieb vorgesehenen Magnetventile bewirkt werden, oder es kann durch das Kommando des Sicherungssystems die separate Löse-Einrichtung mit Überführung des Magnetventils 72 in die in Fig. 6 gezeigte Stellung ausgelöst werden.The basic idea of the security system is that the tension of the guide part 22 is automatically released when the risk of exceeding the permissible relative path between the working part 21 and the guide part 22 occurs. For this purpose, at least one reporting point is provided in the stroke drive 27 at a preselected distance before the end of a stroke, in particular when the extension stroke is reached, when it is reached on a display at the control station a warning signal is given, so that the operator is made aware that he must switch off the drill head drive and / or loosen the tension of the guide part. If there is no reaction to the warning signal, the drill head drive 18 is automatically switched off and the tensioning device is released automatically after a predetermined distance. The drilling head drive is switched off when the appropriate signal is given by suitable components available to the person skilled in the art in the control system for the drive, for example in the case of electrical drilling head motors with the aid of electrical switching elements and in the case of hydraulic drilling head motors via valves or switching off a pump motor . Depending on the design of the clamping device and the type of linear motors for the clamping pieces 10, the tensioning of the guide part is released by control elements suitable for them. In the hydraulic tensioning device explained above, the command issued by the safety system can be used to actuate the solenoid valves provided for normal operation, or the command from the safety system can be used to separate the release device with transfer of the solenoid valve 72 to that shown in FIG. 6 shown position are triggered.

In Fig. 7 ist mit der Zahl 130 eine Einheit bezeichnet, welche u.a. die Verteilerblöcke VA und VB mit den ver schiedenen Ventilen und sonstigen Bauelementen enthält, wobei durch eine Linie 131 die Signalverbindung zwischen der Kommando-Einheit 129 und der Einheit 130 und durch mehrere Linien die Verbindungen zu den Linearantrieben 14 der beiden Verspannebenen AE und BE angedeutet sind. In Fig. 7, the number 130 denotes a unit which contains, among other things, the manifold blocks VA and VB with the various valves and other components, with a line 131 connecting the signal between the command unit 129 and the unit 130 and by several Lines the connections to the linear drives 14 of the two bracing levels AE and BE are indicated.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Ausbildung der Vorrichtung wird beim Wirksamwerden der Löse-Einrichtung für die Verspannvorrichtung zugleich auch sicherheitshalber der Bohrkopf-Antrieb abgeschaltet. In Fig. 7 ist bei der Zahl 132 eine von der Kommando-Einheit 129 zur Antriebs einheit 18 führende Schaltleitung angedeutet. Es braucht vom Sicherungssystem nur ein Kommando gegeben werden, um zugleich die Verspannung zu lösen und den Bohrkopf- Antrieb abzuschalten. Ein manuelles Abschalten mit Rückzug der Spannstücke 10 kann durch den schon genannten Schalter ABS am Steuerstand ST (Fig. 5) bewirkt werden.According to a very advantageous embodiment of the device, when the release device for the tensioning device becomes effective, the drill head drive is also switched off for the sake of safety. In Fig. 7, the number 132 indicates a switching line leading from the command unit 129 to the drive unit 18 . The safety system only needs to issue a command to release the tension and switch off the drill head drive at the same time. A manual shutdown with retraction of the clamping pieces 10 can be effected by the already mentioned switch ABS at the control station ST ( FIG. 5).

Die Ausbildung läßt sich auch so treffen, daß zwischen einem ersten Meldepunkt zur Abgabe eines Warnsignals und dem Hubende ein weiterer Meldepunkt vorgesehen wird, bei dessen Erreichen dann sofort die Verspannung gelöst und der Bohrkopf-Antrieb abgeschaltet wird.The training can also be made so that between a first reporting point for emitting a warning signal and another reporting point is provided at the end of the stroke, at its reaching then immediately released the tension and the drill head drive is switched off.

Alles vorstehend Gesagte gilt nicht nur für die Annäherung an das Hubende beim Ausfahren der Hubantriebe, vielmehr können entsprechende Vorkehrungen mit einem oder mehreren Meldepunkten auch bei Annäherung an das Hubende beim Einfahren der Hubantriebe getroffen werden. Die gegebenen Erläuterungen gelten dafür sinngemäß und entsprechend.All of the above does not only apply to the approximation to the end of the stroke when extending the linear actuators, rather can take appropriate precautions with one or more Reporting points also when approaching the stroke end at Retracting the linear actuators are taken. The given Explanations apply accordingly and accordingly.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen werden.All mentioned in the above description or in the features shown in the drawing, if the known prior art allows it on its own or in combinations as under the invention falling.

Claims

1.Device for drilling substantially vertical bores, in particular large-bore holes, shafts or the like, with a suspension unit which can be suspended from a supporting strand and which works in the borehole, which is a rotatably drivable drilling tool, a guide part which can be fixed on the borehole wall for carrying out the drilling process, with a Verspannvorrich device, which in two in the longitudinal direction of the device spaced clamping levels each have several radially inward and outward movable by linear drives, can be pressed against the wall of the borehole clamping pieces, a movable together with the drilling tool relative to the guide part in the direction of drilling device, and a measurement - And adjusting means having adjusting device for adjusting the guide part in a predeterminable direction, with signal transmission means, or the like with display and actuating elements on a control. can be connected above ground, and with a device for removing the drilling material upwards, characterized by the following features:

- The bracing device ( 10 , 14 ) at least partially forms the adjusting device,
- Each linear drive ( 14 ) can be controlled independently in at least one bracing plane ( AE or BE ),
- The linear drives ( 14 ) are at least partially assigned to measuring devices ( 47 ) with display elements ( G 1 to G 4 ) on the control station (ST) ,
- For the tensioning device ( 10 , 14 ), in addition to an actuation system ( AS 1 to AS 4 , VA ; BS 1 to BS 4 , VB), a separate release device ( 72 , 74 , 75 , 82 and 92 , 83 or 93 ) provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that all linear drives ( 14 ) in the two bracing levels (AE, BE) are individually controllable and equipped with Wegmeßein directions ( 47 ).

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the supporting strand is a non-rotating linkage ( 4 ) and in the working part ( 21 ) a rotary drive ( 18 ) for the drilling tool ( 1 ) is provided.

4. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that a linkage is provided as the supporting strand, via which the drilling tool ( 1 ) can be driven in rotation.

5. Device according to one of claims 1 and 2, characterized characterized in that a rope as the supporting strand or the like. is provided.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that they perform a drill procedure is designed with indirect rinsing.

7. The device according to claim 6, characterized in that the supporting strand ( 4 ) is designed as a conveying path for the drilling material.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least part of the linear drives ( 14 ) force or pressure measuring devices ( 59 , 60 ) are assigned.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the separate release device for the tensioning device has an energy store ( 75 ) and at least one switching or control element ( 72 , ABS) for effecting the release process.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the separate release device ( 72 , 75 ) is designed for automatically effecting the release process when predetermined conditions occur.

11. The device according to claim 10, characterized in that a condition for the automatic effect of the release process is a failure of signal and / or energy transmission elements ( 6 , 7 , 8 , 9 , 78 ).

12. The device according to one of claims 9 to 11, characterized by an arrangement ( 76 ) which allows actuation of the tensioning device for the guide part ( 22 ) in the sense of tensioning only when the energy storage ( 75 ).

13. Device according to one of claims 1 to 12 with a cylinder-piston units as linear drives have the hydraulic tensioning device, characterized in that the separate release device contains a hydraulic accumulator ( 75 ) and a valve device ( 72 ), by means of which all for the release process Cylinder-piston units ( A 1 to A 4 ; B 1 to B 4 ) can be actuated in the sense of a radial inward movement of the clamping pieces ( 10 ).

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the valve device has a directional valve ( 72 ) which can be automatically returned into a position suitable for effecting the release process.

15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized by a position measuring device ( 127 , 129 ) for the relative movement between the working part ( 21 ) and the guide part ( 22 ).

16. The device according to one of claims 1 to 15, characterized by a security system, by means of which when predetermined relative positions of the working part ( 21 ) and guide part ( 22 ) are exceeded, control or actuation processes can be triggered.

17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized by lifting drives ( 27 ), by means of which the guide part ( 22 ) and the working part ( 21 ) relative to each other in the direction of the longitudinal axis ( L ) of the Vorrich device are displaceable.

18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the displacement measuring device according to one of claims 15 and 16 are assigned to the lifting drives ( 27 ).

19. Device according to one of claims 17 and 18, characterized in that the lifting drives ( 27 ) are designed exclusively for making up the guide part ( 22 ).

20. Device according to one of claims 17 and 18, characterized in that the lifting drives ( 27 ) are designed as feed devices.

21. Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the clamping pieces ( 10 ) in one bracing plane ( AE) with respect to the clamping pieces ( 10 ) of the other bracing plane (BE) are offset in the circumferential direction by an angle to each other.