DE655099C - Drehtisch fuer Tiefbohrvorrichtungen - Google Patents

Description

Allen modernen Drehtischen für Tiefbohranlagen ist gemeinsam, daß sie zumindest ein großes Kugel- oder Rollenwälzlager besitzen, auf welchem die Drehtischplatte mit einem angetriebenen Zahnkranz ruht. Die Schmierung dieses im Dauerbetrieb stark beanspruchten Wälzlagers und das Fernhalten von Schmutz aus diesem bedurfte stets einer besonderen Sorgfalt, ohne daß es bisher gelang, zu einer befriedigenden Lösung zu kommen, die größte Betriebssicherheit und längste Lebensdauer gewährleistete. Es sind Ausführungen bekanntgeworden, bei denen für die Schmierung flüssige oder dickliche Schmiermittel Anwendung gefunden haben. Beide hatten bisher erhebliche, die Betriebssicherheit des Drehtisches gefährdende und auch sonstige, den Tiefbohrbetrieb selbst störende Nachteile. Die Ölschmierung wurde vielfach so vorgenommen, daß oberhalb des großen Wälzlagers entsprechend große Hohlräume in der Drehtischplatte als Ölbehälter ausgebildet waren, aus denen das Schmiermittel infolge hydrostatischen Druckes durch Schmierkanäle dem Wälzlager zugeführt wurde. Die Nachteile dieser Schmierung bestanden darin, daß infolge fehlender unterer Abdichtung das Schmieröl den Drehtisch verlassen konnte. Ferner hatten diese Drehtische untere Reibungsflächen zwischen dem feststehenden Drehtischrahmen und der drehenden Tischplatte. Da die Drehtischplatte immer durch die hindurchgeführte Bohrgestängemitnehmerstange, die nach oben noch heraussteht und seitlich ausschwingen kann, seitliche Kräfte aufzunehmen hat, die zum Schlingern führen, bildete sich an den unteren Tischreibungsflächen infolge Verschleiß ein immer größer werdender senkrechter Spalt, durch den das öl immer schneller austritt. Hinzu kommt noch, daß das Wälzlager natürlichem Verschleiß unterliegt, wodurch es an Höhe verliert und die Drehtischplatte in eine tiefere Lage kommt. Hierdurch entstand naturgemäß auch ein vergrößerter waagerechter Spalt zwischen dem am Unterteil der drehenden Tischplatte angeschraubten Ring und dem feststehenden Drehtischrahmen. Es war also infolgedessen je nach der Betriebsdauer solcher Drehtische ein öfteres Auffüllen der oberen Schmierölbehälter notwendig. Da die Drehtischplatte oben stets durch überfließende Spülung stark verunreinigt ist, war eine Verunreinigung des einzufüllenden Schmieröls fast unvermeidlieh, was zur vorzeitigen Abnutzung des Wälzlagers führte. Auch hat das Austreten von Schmieröl in erheblichen Mengen, wie es infolge einer größeren senkrechten und waagerechten Spaltbildung zwischen dem Tisch und seinem Träger eintritt, einen weiteren, den Bohrbetrieb störenden Mangel, insofern, als das in die Spülung gelangende Schmieröl oftmals die Veranlassung wird, daß bei Aufschlußbohrungen schwache erdölführende Schichten überbohrt werden, da sie

wegen der, wenn auch geringen Durchsetzung der Spülung mit Schmieröl der Aufmerksamkeit des Bohrmeisters entgeht.

Ein weiterer erheblicher, den Bohrbetrie¹] betreffenden Nachteil liegt darin, daß die den beschriebenen Drehtischen immer τ handenen waagerechten und senkrecht« Spalten das Eintreten von Spülung in das Drehtischinnere von unten her gestatten. Bekanntlich stellt die Spülung eine dünnflüssige Mischung aus Ton und Wasser dar, die beim Drehbohren durch das hohle Bohrgestänge mittels Pumpendruck zur Sohle gedrückt wird, dort das losgebohrte Bohrmehl aufnimmt, um dann zwischen Bohrgestänge und Bohrlochwand wieder hochzusteigen. Oben wird durch eine am Standrohr kurz unter dem Drehtisch angebrachte Abflußrinne die Spülung abgeleitet. Es kann nun vorkommen, daß, insbesondere bei schnellem Bohrfortschritt, das losgebohrte Bohrmehl nicht ganz von der Spülung aufgenommen wird, dann zähbreiige Pfropfen bildet, die durch den Spülpumpendruck zutage gefördert und gegen den Drehtisch gedrückt werden mit dem Bestreben, diesen hochzudrücken. Es ist klar und auch in der praktischen Ausübung oftmals vorgekommen, daß bei diesem Druck die Spülung durch die erwähnten waagerechten und senkrechten Spalte in den Drehtisch gelangen muß, wodurch das Wälzlager schnell zerstört wird, da die Spülung immer Sandteilchen von durchbohrtem Gestein mit sich führt.

Den beschriebenen Nachteilen gegenüber bot die Fettschmierung bei dem Drehtischwälzlager gewisse Vorteile, doch mußten wegen des großen Lagerdurchmessers mehrere Einfüllstellen (Schmierstutzen, Schmierrohre o. dgl.) rundum von außen angebracht werden, die stets der Gefahr von Beschädigung oder, des gänzlichen Abgestoßenwerdens ausgesetzt waren. Sodann bestand noch die Notwendigkeit, den Kegelradtrieb zu schmieren, was entweder ebenfalls durch Zuführung von Fett geschah, überwiegend jedoch durch Ölschmierung in" der Weise, daß das Antriebsritzel in ein daranterbefindliches ölbad eintauchte. Es bestand hier vielfach die oft auch beabsichtigte Möglichkeit, daß dieses Schmieröl ebenfalls in das Wälzlager gelangte, um eine zusätzliche Schmierung zur Erhöhung der Sicherheit zu erhalten. Doch war, wenn diese letztere Möglichkeit vorlag, auch meist nicht zu vermeiden, daß von den Kegelrädern abgearbeitete Metallspäne, Abriebteilchen usw. in das Wälzlager gelangten und dort einen unbeabsichtigten Verschleiß hervorriefen. Abgesehen hiervon, gelangte auch hier wieder infolge fehlender oder mangelhafter unterer Abdichtung Schmieröl außerhalb des Drehtisches, womit wieder die obenstehend beschriebenen Nachteile eintraten.

Wie erwähnt wurde, hat die von oben mit Schmieröl unten eingedrungene Spülung hll V W

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fen schnellen Verschleiß des Wälzlagers ■jfe'tü" Folge, wodurch wiederum infolge Absinkens der Drehtischplatte das Kämmen der Kegelräder beeinträchtigt und auch dort ein schneller Verschleiß hervorgerufen wird. Da während der Dauer einer Tiefbohrung eine Instandsetzung meist nicht möglich ist, ohne das Bohrloch zu gefährden, hat der Begriff Betriebssicherheit eine erhöhte Bedeutung.

Es sind auch Drehtische bekanntgeworden, bei denen mehrere Wälzlager, meist ein oberes und ein unteres, Anwendung gefunden haben, um die nach der Seite und nach unten gerichteten Kräfte der drehenden Tischplatte aufzunehmen. Doch treffen auch auf diese mehr oder weniger die genannten Nachteile eines Schmierölaustritts nach unten und das Eindringen der Spülung von oben oder unten zu, da die untere Abdichtung nach Tiefersinken der Drehtischplatte infolge Höhenverlust des oberen Wälzlagers unwirksam wird.

Ferner ist es bekannt, Drehtische mit einem einzigen Ölraum auszubilden. Das Öl wird durch das Antriebskegelrad mehr oder weniger in Bewegung gebracht. Von dem Kegelrad mitgenommenes öl gelangt zu dem mit der Drehtischplatte verbundenen Zahnkranz, um von diesem über einen unterhalb besonders eingesetzten Blechring zu einem oberen Wälzlager zu gelangen. Hiermit wird aber ein an allen Stellen des oberen Wälzlagers gleichmäßiger ölzufluß nicht erreicht, während für das untere Wälzlager eine'besondere Schmierung bedingt ist.

Bei einem anderen Drehtisch mit einem Ringbehälter für das Öl unterhalb des Zahnkranzes an der Drehtischplatte hat man die Schmierung des oberen Wälzlagers mehr oder weniger vernachlässigt, und von dem ölbehälter zum unteren Wälzlager besteht überhaupt keine Verbindung, so daß dieses eine besondere Schmierung bedingt.

Schließlich sei noch ein Drehtisch mit oberem und unterem Wälzlager erwähnt, bei dem drei Füllstellen für das Schmiermittel vorgesehen sind. Hierbei werden getrennt mit Öl versehen das Lagergehäuse des Antriebskegelrades, ein Raum, in dem sich das Antriebskegelrad bewegt und schließlich ein Raum, der mit dem oberen und unteren Wälzlager Verbindung hat. Abgesehen von einer getrennt notwendigen Beaufsichtigung der Schmierungen und der Gefahr einer nicht immer gleichmäßigen Schmierung aller Teile kann beim Füllen der Räume des Antriebs

kegelrades und der Wälzlager Öl nach unten ins Freie abfließen, um damit verlorenzugehen. Schließlich bedingt der Drehtischrahmen eine nicht einfache Formgestaltung. Gegenstand der Erfindung ist eine Drehtischausbildung, durch die die genannten Nachteile vermieden werden.

Der Drehtisch ist, wie an sich bekannt, mit einem oberen Wälzlager zur Aufnahme der ίο nach unten und mit einem unteren Wälzlager für die Aufnahme der nach oben gerichteten Kräfte versehen. Für die Schmierung dieser beiden Wälzlager zusammen mit den Triebrädern findet ein ununterbrochener Ölkreislauf zwischen allen sich bewegenden Teilen von nur einer Quelle aus statt. Die Schmierung ist also als praktisch verlustfrei arbeitende ölumlauftauchschmierung zu bezeichnen, wobei der ganze Aufbau des Drehtisches eine äußerst einfache Gestaltung hat.

Der Drehtisch, dessen Rahmeninneres zu

einem wannenartigen Ölbehälter geformt ist, aus dem das Antriebskegelrad das Schmieröl zum oberen Wälzlager befördert, hat einen ölbehälter, in den das Antriebskegelrad für den Drehtisch eintaucht und aus dem es das öl zu dem wannenartigen ölbehälter bringt. Der Behälter, in den das Antriebskegelrad eintaucht, hat mit dem Ölraum des unteren Wälzlagers Verbindung, und zur Erhaltung des erforderlichen ölstandes ist ein in eine Ringnut am Drehtisch eingreifender Ringansatz vorgesehen. Der wannenartige ölbehälter besitzt an seinen Enden Überlaufstege, und an dem ölbehälter des Antriebskegelrades ist ein Stutzen für das einzufüllende Öl angebracht, der ferner eine Beaufsichtigung, des erforderlichen ölstandes für die gesamte Vorrichtung gestattet.

Es zeigen

Abb. ι einen· Drehtisch im Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt nach A-A in Abb. ι und die

Abb. 3 und 4 vergrößerte Ausschnitte des Drehtisches im Längs- und Querschnitt.

Das Antriebskegelrad 1 taucht mit seiner unteren Hälfte in einen nach der Antriebswelle hin durch Deckel 12 abgeschlossenen ölbehälter 2, dessen ölspiegelhöhe bestimmt ist durch die Oberkante des öleinfüllrohres 3. Es fördert während des Drehens in bekannter Weise öl nach oben. Bei α (Abb. 4) bildet sich, da nur ein geringer Teil des Öles die im Eingriff stehenden Zähne zu behaften vermag, ein Ölwirbel, wodurch der Hauptteil des geförderten Öles in -die konzentrisch zum oberen Wälzlager angeordnete Wanne b des Drehtischrahmens 4 geschleudert wird. Das zwischen den Kegelradzähnen eingetretene

öl wird partiell im ersten Teil des Zahneingriffbogens in Richtung der Zähne sowohl gegen den Deckel 12 wie auch in das obere Wälzlager geworfen. Die gegen den Deckel 12 gespritzte ölmenge muß wieder in den Ölbehälter 2 treten, während das vom großen Zahnkranz 5 mitgenommene Öl während des Drehens infolge Flieh- und Schwerkraft in die Wanne b gelangt. Die Wanne b ist an den Stellen, wo sie in ihrer Kreisringfläche von dem Ölbehälter 2 unterbrochen wird, durch zwei Stege 6, 6' abgeschlossen und bildet dadurch einen Hochbehälter, in dessen tiefstem Teil sich Metallspäne, Abriebteile aus dem Kegelradtrieb und etwaiger Schmutz sammeln und absetzen müssen, um nicht mehr in die beiden Wälzlager gelangen zu können. Da das Kegelrad 1 während des Drehens ununterbrochen öl fördert, muß dieses nach Abb. 4 in Pfeilrichtung B in der kreisförmigen Wanne b entlang laufen, diese füllen und dann über die Überlaufkante c des Steges 6' sowohl in das obere Wälzlager, wie auch zum Teil wieder zurück in den ölbehälter 2 treten, da die Stege 6, 6' die gleiche Überlaufkantenhöhe haben. Der Käfig 7 des oberen Wälzlagers hat an der unteren Fläche seines Außenringes Ausnehmungen für den öldurchlaß. Er ist weiterhin so eingerichtet, daß die Oberkante seines Innenringes entweder eine Ebene bildet mit der Unterkante des Außenringes oder tiefer liegt, auf jeden Fall aber tiefer als die Überlaufkante c an dem Steg 6'. Über die Oberkante d des Käfiginnenringes 7 tritt sodann das öl aus dem oberen Wälzlager aus, um durch den Ringraum e dem Ringraum g zuzufließen, in welchem sich das untere Wälzlager vollkommen im Öl bewegt. Die Anordnung bildet also ein doppeltes Wehr, dessen beide Überläufe die Kanten c und d darstellen, die den erforderlichen Höhenunterschied aufweisen. Dieser Höhenunterschied bildet das Druckgefälle, welches notwendig ist, um die Wirkung der Fliehkräfte, die dem Einfließen des Öles aus der Wanne b in das obere Wälzlager entgegenwirken, aufzuheben. Die Abb. 3 zeigt nur ein Ausführungsbeispiel dieser Art, welches die geringste Höhe des Drehtisches erlaubte; im übrigen können die baulichen Mittel zur Herbeiführung des Doppelwehrs auch andere sein, beispielsweise durch Fehlenlassen des Kugelkäfigs oder Ausnehmungen auch an der unteren Fläche des Käfiginnenringes oder durch Tieferlegen des ganzen oberen Wälzlagers, was aber, da beide Wälzlager für eine einwandfreie Wirkung einen Mindestabstand benötigen, eine Vergrößerung der Drehtischhöhe bedingt, die unerwünscht ist. Es sei noch erwähnt, daß der untere Laufring des oberen Wälzlagers die Aussparung, in der er ruht, nicht ganz ausfüllt, so daß im Ringraum / sich gegebenen-

falls doch noch vorhandene Unreinigkeiten absetzen, die dem Wälzlager nicht mehr schaden können. Nach Durchfließen des oberen Wälzlagers muß sich das Öl im Ringraum g sammeln und wird in dessen tiefstem Teil alle etwaigen Unreinigkeiten absetzen. Dieser Ringraum g, steht durch eine oder mehrere Öffnungen Λ in Verbindung mit dem Ölbehälter 2. Die Öffnungen h sind so hoch angebracht, daß keine Gefahr besteht, etwaige Unreinigkeiten aus dem Ringraum g infolge der Saugwirkung des als Zahnradpumpe wirkenden Kegelritzels / anzusaugen. Die Gesamtanordnung stellt miteinander verbundene Gefäße dar, in deren Ringraumg und dem Ölbehälter 2 der Flüssigkeitsspiegel bestimmt und von außen nachprüfbar ist durch die Oberkante des öleinfüllstutzens 3. Innerhalb dieser Gefäße findet ein ununterbrochener Kreislauf des Schmieröles statt, solange der Drehtisch läuft. Den unteren Abschluß des Ringraumes g bildet ein feststehender Winkelring 8, der mit seinem senkrechten Steg in eine Ringnut i an der Drehtischplatte ρ hineinragt, die sich mit ihrem "unteren zylindrischen Teil 9' ohne Reibung an dem Ring 8 frei drehen kann. Dabei steht der Ringraum k mit dem ölgefüllten Ringraum g unmittelbar in Verbindung, in dem das öl die gleiche Höhe hat wie in dem ölbehälter 2. Ein Austreten von öl ist nicht mehr möglich, da die obere Kante der senkrechten Stege des Winkelringes 8 über dem Stand des ölspiegels in den Ringräumen g und k Hegt.

Neben der Vermeidung des Ölaustrittes verhindert die beschriebene Nutdichtung zwischen dem Tisch 9, 9' und einem Tragrahmen 4 mit Winkelring 8 auch ein Eindringen von Spülflüssigkeit in das Drehtischinnere von unten her, da der eingebaute Dichtungsring 10 seine Wirksamkeit durch Höhenverminderung der beiden Wälzlager infolge Verschleiß nicht einbüßt und andererseits die Spalte beiderseits des senkrechten Steges des Winkel ringes 8 sehr klein gehalten werden können. Ein Hochheben der Drehtischplatte 9 durch von unten her gerichtete Kräfte ist überhaupt nur in dem Maße mög-Hch, als Spiel in der Höhe zwischen den Wälzlagern entstehen sollte. Abgesehen davon, daß dieses Spiel jederzeit durch den Gewindering 11 beseitigt werden kann, wird Spülflüssigkeit, die infolge Hochhebens der Drehtischplatte durch den dann etwa ent- 55 stehenden waagerechten Spalt zwischen der ^|! Oberkante des Winkelringes 8 und der Dichtung ι ο eindringen könnte, unschädlich gemacht, da sie sich nach Durchströmen des Ringraumes k im tiefsten Teil des Ringraumes g absetzen muß, ohne in das untere Wälzlager gelangen zu können. Die Abb. 3 zeigt in größerem Maßstab ein Ausführungs- ;, beispiel dieser unteren Abdichtung, welches "^: die kleinstmöglichen Wälzlagerdurchmesser erlaubt. Die Nutdichtung kann selbstverständlich auch mehrfach nebeneinander angeordnet werden, was aber bei gleichbleibendem lichtem Durchmesser der Drehtischplatte größere Wälzlagerdurchmesser be- dingt. Ebenso können mit gleicher Wirkung anstatt einer Dichtung 10 auch deren zwei, ^! und zwar eine links und rechts vom Winkelring 8, in der Drehtischplatte 9 angeordnet werden. Es sei noch erwähnt, daß die obere , äußere Abdichtung der Drehtischplatte 9 gegen Eindringen von Spülflüssigkeit, ins- Ί •besondere beim Abspritzen (Reinigen) der Drehtischplatte mittels Wasserstrahls, durch < eine doppelte Ringnutdichtung 13 bekannter ' Art erfolgt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Drehtisch für Tiefbohrvorrichtungen mit Ölschmierung für den Kegelradantrieb und Wälzlager, dessen Rahmen zu einem wannenartigen Ölbehälter geformt ist, aus dem das Antriebskegelrad das Schmieröl zum oberen Wälzlager befördert, dadurch gekennzeichnet, daß ein ölbehälter (2) vorgesehen ist, in den das Antriebskegelrad (i) für den Drehtisch eintaucht und aus dem es das Öl zu dem wannenartigen ölbehälter (b) fördert, daß ferner dieser Behälter (2) mit dem öl- ; raum des unteren Wälzlagers Verbindung hat und daß schließlich zur Erhaltung des ölstandes ein in einer Ringnut am Drehtisch eingreifender Ringansatz (8) vorgesehen ist. too
2. 2. Drehtisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ölbehälter (b) an seinen Enden mit Überlaufstegen (6, 6') versehen ist.
3. 3. Drehtisch nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ölbehälter (2) mit einem Füllstutzen (3) versehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   BEIiUN. GEDRUCKT IN OKR