DE3939969A1 - Schlauch- und kabelwindeanordnung einer gesteinsbohrvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlauch- und Kabelwindeanordnung einer Gesteinsbohrvorrich­ tung, welche Anordnung wenigstens zwei an der Ge­ steinsbohrvorrichtung, deren Körper und einander ge­ genüber drehbar montierte Winden, eine für jeden Schlauch und/oder jedes Kabel, und Rotationsmittel für jede Winde zum Rotieren der Winde dem Körper gegenüber aufweist.

Bei Verwendung wird Gesteinsbohrvorrichtungen mittels elektrischer Kabel und eines Wasser- oder Luftschlauches Elektroenergie und dazu Wasser oder Luft zum Spülen zugeführt. Das elektrische Kabel be­ findet sich im allgemeinen um eine an der Vorrichtung montierte, separate Kabelwinde. Der Wasserschlauch kann dagegen ohne Winde sein, wobei er manuell zusam­ mengesammelt und an seinen Platz gesteuert wird, oder aber eine handbetätigte Wasserschlauchwinde wird ver­ wendet, auf die der Schlauch manuell aufgewunden wird. Weiter wird eine kombinierte Kabel- und Schlauchwinde verwendet, wobei das Kabel und der Schlauch ihren eigenen Platz haben, aber die Winde eine feste Einheit ist, die an einem an der Unterlage der Vorrichtung befestigten, separaten Körper der Winde gelagert ist. Darüber hinaus werden zwei von­ einander ganz separate Winden verwendet, die paral­ lel, um eine waagerechte Achse herum drehbar montiert sind. In diesem Fall haben die beiden Winden ihre eigene, separate Körperkonstruktion, die an die Un­ terlage der Bohrvorrichtung angeschlossen ist, re­ spektive ihren eigenen Rotationsmechanismus.

Ein Nachteil der vorbekannten Technik ist, daß bei ausschließlicher Verwendung einer elektrischen Kabelwinde die Hantierung des Schlauches schwer und unbequem und zeitraubend ist, was den Zeitplan der Bohrung beeinflußt und den Zeitverlust vermehrt.

Die bei Verwendung von zwei separaten Winden erforderlichen zwei separaten Körperkonstruktionen erhöhen die Kosten und machen die Konstruktion kom­ pliziert. Auch ist es schwer und zeitraubend, einen Schlauch manuell auf eine Schlauchwinde aufzuwinden. Weiter muß die Körperkonstruktion der Bohrvorrich­ tung, wenn bei gleichen Vorrichtungen nur die eine Winde verwendet wird, so geplant und geändert werden, daß sie zu einer einzigen Winde paßt, wobei gleiche Bohrvorrichtungen mit zwei verschiedenen Körperkon­ struktionen hergestellt werden müssen. Außerdem brau­ chen die Körperkonstruktionen bei der Lösung der zwei separaten Winden viel Raum, wobei die Höchstmaße der Bohrvorrichtung groß werden und die Beweglichkeit der Vorrichtung in Tunneln sich verschlechtert.

Ein Nachteil einer einzigen festen Windenkon­ struktion für zwei Schläuche ist wiederum, daß die Anzapfstelle und die Wasserentnahmestelle sich ge­ wöhnlich an unterschiedlichen Stellen im Tunnel be­ finden. Dabei muß eine für eine längere Strecke er­ forderliche Menge von Schlauch und Kabel aus den Win­ den entnommen werden und für eine kürzere Strecke ein extra Schlauch oder Kabel auf dem Boden des Tunnels ausgebreitet werden, damit es möglich ist, eine genü­ gende Menge von Schlauch oder Kabel für die längere Strecke zustandezubringen. Wenn Schlauch und Kabel jedoch so gezogen werden, daß der Schlauch in weite­ rem Abstand an seinem Befestigungspunkt befestigt ist, hat der Schlauch oder das Kabel für eine kürzere Strecke eine Tendenz, auf der Winde durcheinanderge­ bracht oder mit Konstruktionen verwirrt zu werden, was wiederum unnötige Arbeit und Beschwerlichkeiten sowie Zeitverlust zur Folge hat.

Das kanadische Patent 12 13 870 beschreibt eine Lösung, wobei das Kabel auf eine um eine senkrechte Achse herum rotierende, tellerartige Unterlage auf der Maschine aufgewunden wird. Ein Nachteil dieser Lösung ist, daß die Anordnung anwendbaren Raum auf der Maschine einnimmt und das Kabel oder der Schlauch einer Beschädigung durch fallenden Schmutz und Stein­ staub sowie Steine ausgesetzt ist.

Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Anordnung zum Anbringen eines Kabels und eines Schlauches um eine Winde zustandezubringen, die die obenerwähnten Beschwerlichkeiten nicht aufweist und die ein Aufwinden von Schlauch und Kabel unabhän­ gig voneinander zuläßt. Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Anordnung zum Mon­ tieren der Winden zu schaffen, daß je nach Bedarf eine Winde oder zwei Winden mit derselben Körperkon­ struktion der Vorrichtung montiert werden können und daß der Schlauch und/oder das Kabel geschützt ist und daß weniger Platz am Körper der Vorrichtung bean­ sprucht wird als bei den bekannten Lösungen. Dies ist erfindungsgemäß so geschaffen worden, daß jede Winde unterhalb des Körpers der Gesteinsbohrvorrichtung aufeinander, koaxial miteinander, um eine senkrechte Achse herum drehbar montiert ist.

Die wesentliche Idee der Erfindung ist, daß die Kabel- und/oder Schlauchwinde unterhalb des Körpers der Bohrvorrichtung, um eine senkrechte Achse herum koaxial, aber unabhängig voneinander, drehbar mon­ tiert wird, wobei die beiden Winden mittels eines separaten Rotationsmotors unabhängig von der anderen rotiert werden können. Ein Vorteil der erfindungsge­ mäßen Erfindung ist, daß die Winden vor Staub, Schmutz und fallenden Steinen geschützt unterhalb der Bohrvorrichtung angebracht sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß die Winden un­ ter dem Körper weniger auswärtigen Platz einnehmen, wobei die Außenmasse des Körpers der Vorrichtung kleiner und das Hinterende passend abnehmend dimen­ sioniert werden können, und somit wird die Vorrich­ tung beweglicher in den Tunneln. Noch ein Vorteil der Erfindung ist, daß die Winden so konstruiert werden können, daß unter der Unterlage eine Winde oder zwei Winden je nach Bedarf montiert werden können, ohne daß die Körperkonstruktion deshalb geändert werden muß. Weiter ist die Lösung billiger als die früheren Lösungen, weil zum Montieren der Winden keine separa­ ten Körperkonstruktionen für eine Winde oder zwei Winden erforderlich sind. Ein Vorteil der Erfindung ist auch, daß die Spannung des Kabels und des Schlauches wie erwünscht und wesentlich konstant bleibt, unabhängig davon, wo im Tunnel der Befesti­ gungspunkt des Schlauches oder des Kabels sich befin­ det, weil die beiden aus der Winde ausgezogen respek­ tive selbständig auf die Winde aufgewunden werden können. Dazu können an den Winden auf dem Körper der Vorrichtung andere für Bohrvorrichtungen erforder­ liche Mechanismen und Anordnungen montiert werden, wobei eine vorteilhaftere Raumanwendung für die ganze Maschine erreicht wird.

Die Erfindung wird in den beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Aus­ führung an einer Bohrvorrichtung montiert,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Ausführung detail­ lierter, teilweise aufgeschnitten und

Fig. 3 schematisch eine hydraulische Kupplung zum Betrieb von Rotationsmotoren der erfindungsgemä­ ßen Anordnung, so daß sowohl der Schlauch als auch das Kabel eine wesentlich gleiche, konstante Spann­ kraft aufweisen.

In Fig. 1 zeigt das Bezugszeichen 1 eine Bohr­ vorrichtung, die einen an sich bekannten Bohrarm 2 oder mehrere solche aufweist. Unterhalb des Hinter­ teils der Bohrvorrichtung 1 sind eine Kabelwinde 3 und eine Schlauchwinde 4 montiert.

Fig. 2 zeigt ausführlicher, wie die Kabel- und Schlauchwinden 3 und 4 um eine senkrechte Achse 5 herum drehbar an einem Körper 6 der Bohrvorrichtung montiert werden. Unter senkrecht versteht man in die­ ser Patentanmeldung und in den Patentansprüchen eine senkrechte oder etwas davon abweichende Richtung. Oberhalb des Körpers 6 ist ein Gleitringgehäuse 7 vorgesehen, innerhalb dessen an der Kabelwinde 3 ko­ axial montierte Gleitringe sich erstrecken. Die Gleitringe sind an ein Kabel 8 angeschlossen, und durch die Ringe wird längs des Kabels 8 strömender, elektrischer Strom weiter zu der Bohrvorrichtung 1 geleitet. Diese Struktur und ihre Funktion sind all­ gemein verwendet und an sich völlig bekannt, weshalb die Einzelheiten nicht ausführlicher erläutert wer­ den.

Die Kabelwinde 3 unterhalb des Körpers 6 ist mittels eines Lagers 9 an dem Körper 6 befestigt. Dieses ringförmige Lager 9 weist einen inneren und äußeren Lagerring 10 und 11 auf, zwischen denen Lager 12 vorgesehen sind. Die beiden Lagerringe 10 und 11 weisen einen Flansch auf, welche Flansche sich an entgegengesetzten Seiten einer von den Lagern 12 be­ stimmten Ebene gegenüber befinden. Der Flansch des inneren Lagerrings 10 ist am Körper 6 und der Flansch des äußeren Lagerrings 11 an der Winde 3 befestigt, und zwar in einer an sich bekannten Weise mittels nicht-gezeigter Bolzen oder in irgendeiner anderen, entsprechenden Befestigungsweise. Um das Lager 9 her­ um ist weiter ein Zahnring 13 vorgesehen, der vor­ zugsweise mittels derselben Bolzen wie der Außenring 11 des Lagers 9 auch an der Winde 3 befestigt ist. Am Körper 6 ist dazu für die Kabelwinde 3 ein Rotations­ motor 14 befestigt, an dem ein Kettenrad 15 fest­ sitzt. Das Kettenrad 15 erstreckt sich unterhalb des Körpers 6 in dieselbe Ebene wie der Zahnring 13 und um die beiden herum läuft eine Kette 15, mittels de­ ren beim Rotieren des Motors 14 auch die Winde 3 ro­ tiert.

Die Schlauchwinde 4 ist in entsprechender Weise an der Kabelwinde 3 festmontiert, wobei zwischen den Winden ein Lager 17 vorgesehen ist, dessen innerer Ring 18 an der Kabelwinde 3 und äußerer Ring 19 ent­ sprechend an der Kabelwinde 4 mittels nicht-gezeigter Bolzen oder dergleichen befestigt sind. An der Schlauchwinde 4 ist in entsprechender Weise in einer wesentlich gleichen Ebene wie Lager 20 ein Zahnring 21 befestigt, und zum Rotieren des Zahnrings ist ein Motor 22 mit einem Kettenrad 23 und einer um das Ket­ tenrad 23 und den Zahnring 21 herum rotierenden Kette 24 am Körper montiert. Beim Rotieren des einen der Motoren 14 oder 22 versetzt dieser Motor die entspre­ chende Kette 16 oder 24 und dadurch die Kabelwinde 3 oder die Schlauchwinde 4 in Drehung. Wenn ausschließ­ lich Kabel 8 ausgezogen wird, rotiert die Schlauch­ winde 4 nicht, weil der hydraulische Motor 22 es ver­ hindert. Entsprechend, wenn das Kabel 8 und ein Schlauch 25 ausgezogen worden sind, kann entweder das Kabel oder der Schlauch eingewunden werden, ohne daß umgekehrt der Schlauch oder das Kabel unnötig ge­ spannt wird.

Fig. 3 zeigt schematisch eine hydraulische Kupplung, mittels deren die beiden Winden 3 und 4 mit einem gleichartigen Drehmoment versehen werden kön­ nen, unabhängig davon, wieviele Windungen Kabel 8 oder Schlauch 25 auf der Winde 3 respektive 4 sind. Die Kupplung weist schematisch die Motoren 14 und 22 auf, die hydraulisch parallel zueinander gekuppelt sind. Den beiden Motoren 14 und 22 wird gleichzeitig Druckflüssigkeit mittels einer Pumpe 26 zugeführt, wobei zum Halten des Drucks auf einer erwünschten Ebene und somit zum Halten eines erwünschten Moments in den Motoren ein Druckregelungsventil 27 an den Druckflüssigkeitskanal angeschlossen ist. Weil die Motoren 14 und 22 parallel zueinander sind, werden sie immer von demselben Moment beeinflußt, wobei der Schlauch respektive das Kabel, der/das einen leich­ teren Widerstand bewirkt, leichter gewunden wird, bis eine gleich große Kraft auf die beiden wirkt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung haben die Win­ den mit einer einfachen Konstruktion in einem kleinen Raum in der Bohrvorrichtung angebracht werden können, und gleichzeitig sind die Winden gut geschützt. Auf Grund der Konstruktion kann die Bohrvorrichtung ent­ weder mit einer Winde oder mehreren Winden versehen werden, ohne daß die Körperkonstruktion geändert wer­ den muß. Weil dazu ein gleichartiges Lager an jeder Winde angebracht wird, beruht es nur auf den Bedarf, ob eine Winde oder mehrere Winden montiert werden, und diese Montierung kann, wenn erwünscht, aus­ schließlich durch Lösen einiger Bolzen und durch ver­ mehrte oder verminderte Anzahl der Winden geändert werden. Weiter, wenn die Kabelwinden höher montiert sind, beeinträchtigt eine eventuelle Beschädigung des Wasserschlauches den elektrischen Kabeln und daran anschließenden anderen Teilen nicht.

Die obige Beschreibung und die Zeichnungen bringen nur eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung vor, und die Erfindung ist in keiner Weise darauf beschränkt. Anstatt der angeführten Lagerungslösung kann die Lagerung auch in einer anderen Weise verwirklicht werden. Anstatt Win­ den tragender Lagerringe kann eine separate Achse verwendet werden, an die die beiden Winden durch an sich bekannte, konstruktive Lösungen montiert werden können. Anstatt daß die untere Winde mit der oberen Winde festgekoppelt ist, kann sie in derselben Weise wie die obere Winde direkt mit der obenerwähnten Ach­ se festgekoppelt werden. Die Anzahl der Winden kann auch größer als zwei sein und sie können in entspre­ chenden Weisen montiert werden, wobei sie an einer separaten Achse montiert sein können oder die oberste Winde am Körper und die unteren Winden immer an der jeweiligen oberen Winde montiert sind. Obgleich oben nur eine solche Lösung angeführt worden ist, daß die beiden Winden einen einzigen Schlauch oder ein ein­ ziges Kabel aufweisen, ist es völlig möglich, daß eine Winde einen Bund Schläuche oder Kabel oder eine Kombination von Schlauch und Steuerkabel oder der­ gleichen aufweist, die zu einer festen Einheit aus­ geformt ist und die immer zusammen als eine Einheit verwendet wird. Bei Vorrichtungen ohne elektrische Kabel können die erforderlichen Schlauchwinden ent­ sprechend in derselben Weise montiert werden.

Claims (5)

1. Schlauch- und Kabelwindeanordnung einer Ge­ steinsbohrvorrichtung (1), welche Anordnung wenig­ stens zwei an der Gesteinsbohrvorrichtung (1), deren Körper (6) und einander gegenüber drehbar montierte Winden (3, 4), eine für jeden Schlauch (25) und/oder jedes Kabel (8), und Rotationsmittel (13-16, 21-14) für jede Winde (3, 4) zum Rotieren der Winde (3, 4) dem Körper (6) gegenüber aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Winde (3, 4) un­ terhalb des Körpers (6) der Gesteinsbohrvorrichtung (1) aufeinander, koaxial miteinander, um eine senk­ rechte Achse (3) herum drehbar montiert ist.

2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Winde (3) drehbar am Körper (6) der Vorrichtung (1) und jede untere Winde (4) drehbar an der Winde (3) ober­ halb deren montiert sind.

3. Anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Kabel­ winde (3) oberhalb der Schlauchwinden (4) montiert ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Pa­ tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Winde (3, 4) am Körper (6) der Vorrichtung (1) respektive an der oberen Winde (3) mittels eines Lagerrings (11, 17) oberhalb deren montiert ist, wel­ cher Ring einerseits an der Winde (3, 4) und ander­ seits am Körper (6) oder an der oberen Winde (3) be­ festigt ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Pa­ tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Rotationsmitteln (13-16, 21-14) jeder Winde (3, 4) ein oberhalb der Winde (3, 4) montierter Zahnring (13, 21) gehört, daß für jede Winde (3, 4) am Körper (6) der Vorrichtung (1) ein Motor (14, 22) montiert ist, an dessen Achse ein Kettenrad (15, 23) in eine wesentlich gleiche Ebene wie der Zahnring (13, 21) der entsprechenden Winde (3, 4) montiert ist, und daß um jedes Kettenrad (15, 23) und den ent­ sprechenden Zahnring (13, 21) eine Kette (16, 24) zum Rotieren der Winde (3, 4) montiert ist.