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Mechanische Bohreinrichtung für drehendes Bohren Die Erfindung bezieht
sich auf Einrichtungen zum drehenden Bohren im Gestein od. dgl. und im engeren auf
Bohrmaschinen zum Herstellen von Bohrlöchern größeren Durchmessers, etwa in der
Größenordnung 4o bis 200 mm oder mehr.
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Bohrlöcher von solchen Abmessungen sind namentlich beim Abbohren von
Methan- oder Grubengas herzustellen.
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Die bekannten Großlochbohrmaschinen sind mit umsteuerbarem Antriebsmotor
ausgerüstet. Wenn Bohrlöcher größerer Länge hergestellt werden müssen, wird ein
unterteiltes Bohrgestänge benutzt, dessen einzelne Schüsse miteinander durch Gewinde
lösbar verbunden sind. Nach Maßgabe des Bohrfortschritts wird die Verbindung zwischen
Antriebsmotor und Bohrgestänge gelöst, der Antriebsmotor zurückgefahren und ein
weiteres Teil der Bohrstange zwischen dem im Bohrloch verbliebenen Gestänge und
dem Antriebsmotor angeordnet. Bei der Bohrarbeit zieht sich das die einzelnen Teile
der Bohrstange verbindende Gewinde ziemlich fest. Um den Antriebsmotor vom letzten
Stangenteil zu lösen, hält man letzteren in geeigneter Weise fest. etwa mit einer
Klemmvorrichtung, die ein Drehen verhindert, und steuert dann den Antriebsmotor
um, so daß sich die Maschine vom Bohrgestänge löst.
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Ein wesentlicher Mangel dieser bekannten Bohrmaschinen besteht darin,
daß bei einem Versehen in der Betätigung der Motorsteuerung die Bewegungsrichtung
des Motors ungewollt umgekehrt wird und daß dänn die Schraubverbindung zwischen
dien Stangenteilen an irgendeiner Stelle dies Bohrgestänges sich löst. Es ist dann
schwierig, häufig sogar unmöglich, den im Bohrloch steckengebliebenen Teil des wertvollen
Bohrgestänges unbeschädigt wiederzugewinnen.
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Ein anderer Nachteil der bekannten Großlochbohrmaschinen liegt in
der Anwendung eines Zahnstangentriebes für den Vorschub der Bohrstange und des Antriebsmotors,
da sich beim Auftreffen
des Bohrers auf weiche Gesteinsschichten
del Bohrer leicht unter Kronenbruch infolge zc schnellen Vorschubs festsetzt.
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Die Erfindung besteht nun in erster Linie darin; daß zum Antrieb der
Bohrstange ein nicht umsteuerbarer Lamellen- oder Drehkolbenmotor benutzt und zum
Lösen des Bohrgestänges ein besonderer Zahnradtrieb vorgesehen wird, dessen Arbeitsritzel
mit einer am Ende der einzelnen Stangenteile vorgesehenen Verzahnung kämmt, während
das andere Stangenende durch einen über einen vieleckigen Teil desselben geschobenen
Schlüssel od. dgl. gegen Verdrehung festgehaltert wird.
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Der Zahnradtrieb, welcher zum Lösen des Antriebsmotors vom Bohrgestänge
dient bzw. zum Lösen der einzelnen Teile der Bohrstange voneinander, ist erfindungsgemäß
in am Maschinengestell schwenkbaren Lagern angeordnet, so daß das ,Arbeitsritzel
des Zahntriebs nach Bedarf in bzw. aus dem Bereich der Verzahnung der Stangenteile
gebracht werden kann.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der zum Lösen der Stangenteile
dienende Zahnradtrieb nahe dem dem Bohrloch zugewandten Ende des Maschinengestells
angeordnet und mit einer Antriebswelle verbunden, die sich so weit nach rückwärts
erstreckt, daß sie bequem von Hand, gegebenenfalls auch durch einen besonderen Lösemotor,
betätigt werden kann.
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Zum Festhalten des einen Bohrstangenteils beim Losschrauben des anderen
ist am Ende des Maschinengestells eine feste Führung für einen verschiebbaren Riegel
oder Schlüssel vorgesehen, der den polygonalen, beispielsweise sechseckigen Teil
des Stangenteils passend umfaßt und unter ausreichender radialer Abstützung gegen
Verdrehen sichert. Zum Verstellen dieses Schlüssels oder Riegels dient eine handbetätigte
Welle, die gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Sperre auf den Schlüssel,
etwa mittels eines Gelenkhebelsystems od. dgl., wirkt.
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In der Zeichnung ist in Fig. i eine erfindungsgemäße Bohrmaschine
teils im Schnitt und teils in Seitenansicht dargestellt; Fig. 2 gibt eine Oberansicht
der Maschine wieder, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-111 der Fig. i und
Fig.4 schließlich eine Vorderansicht der Maschine nach Fig.i ohne Bohrstange.
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Die in des Zeichnung dargestellte Bohrmaschine besitzt ein als Führung
für den Antriebsmotor i dienendes Gestell e, das an der einen Seite mit einer Druckplatte
i zum Abstützen der Bohrnaschine bzw. zum Ableiten des Gegendruckes ver-;ehen ist.
In dem Gestell 2 ist die Vorschubspindel4 ingeordnet, in deren Gewinde eine am Antriebsnotor
i vorgesehene Gewindehülse 5 eingreift. Die iewindevorschubspindel 4 steht über
ein Stirnrad-;etriebe 6 mit dem Vorschubmotor 7 in Verbindung, ler am vorderen Ende
des Maschinengestells angerdnet ist, so daß die Vorschubspindel4 beim 3ohren im
wesentlichen auf Zug beansprucht vird. Der Bohrmotor i ist in an sich bekannter
Weise als Lamellen- oder exzentrischer Drehkolbenmotor ausgebildet und ist nicht
umsteuerbar, so daß er mit hohem Wirkungsgrad arbeitet. Sein vorderes Ende ist mit
einem feststehenden Spülkopf 8 ausgestattet, dem bei 9 Spülwasser zugeführt wird,
welches durch die übliche Längsbohrung des Bohrgestänges zum Grund des Bohrlochs
geleitet wird.
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Mit dem Antriebskolben des Bohrmotors ist bei der dargestellten Ausführungsform
eine Spindel io verbunden, die ähnlich wie das eine Stangenende ausgebildet ist.
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Das Bohrgestänge setzt sich aus einzelnen Stangenteilen zusammen,
von denen: in der Zeichnung ein Teil, mit i i bezeichnet, dargestellt ist. Die in
den Stangenteilen vorgesehene Längsbohrung ist in der Zeichnung nicht angedeutet.
Jedes Stangenteil ist an einem Ende mit einem Sechskant 12 ausgestattet und am anderen
Ende mit einer Verzahnung 13, deren Zähne bündig mit der Stangenoberfläche verlaufen.
Zur Verbindung der Stangen miteinander dient eine in der Zeichnung nicht dargestellte
Schraubverbindung, wobei an einem Stangenende ein Muttergewinde und am anderen Stangenende
das entsprechende Schraubengewinde vorgesehen ist. Die Trennung bzw. Verbindung
der Stangenteile miteinander liegt zwischen dem Sechskantteil 12 der einen Stange
und der Verzahnung 13 des anderen Stangenteils.
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Wenn bei Benutzung der in Fig. i dargestellten Maschine der Bohrmotor
und das Gestänge ii durch die Vorschubspindel so weit nach Links geschoben sind,
daß der Sechskantteil 12 des dem Bohrmotor folgenden Gestängeteils i i in den Bereich
der Führung 14 des Maschinengestells gelangt, wird Vorschubmotor und. Bohrmotor
abgestellt. Es wird dann der in der Führung 14 verschiebbare Schlüssel 15 (Fig.4),
der einen dem Sechskant 12 entsprechenden Ausschnitt 16 besitzt, so weit einwärts
geschoben, daß er den Sechskant 12 des Gestängeteils i i passend umfaßt. Der Vorschub
des Schlüsselkörpers 15 erfolgt durch Betätigung des Handhebels 17 einer Welle 18,
die in Lagern i9 des Maschinengestells angeordnet ist und auf den Schlüsselkörper
15 unter Vermittlung eines mit Langloch 2o versehenen Hebelarmes 21 wirkt.
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Sobald das Sechskantteil 12 des Gestänges i i in dieser Weise festgelegt,
d. h. gegen Drehung und radiale Verschiebunig gesichert ist, wird die Lösevorrichtung
für das Gestänge in Aktion gesetzt. Diese Lösevorrichtung besteht aus einer Welle
22, die auf ein Ritzel 23 wirkt, welches mit einem Ritzel24 kämmt, das in einem
um die Achse der Welle 22 schwenkbaren Lager 25 angeordnet ist. Dieses Lager 25
wird von Hebeln 26 getragen, die auf einer Hülse 27 sitzen, die auf der Welle 22
mittels eines Handgriffs 28 drehbar ist, so daß das Ritzel z4 im Sinne des Doppelpfeils
29 hin und her geschwenkt werden kann.
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Die Anordnung ist nun derart, daß dann, wenn der Sechskant 12 des
Gestängeteils in dem Schlüssel 15 der Festhaltevorrichtung liegt, die Verzahnung
13 des anderen Gestängeteils -bzw.. der Motorspindel io
im Sdhwenikhereich
des Ritzels 24 dier Lösevorrichtung ist, so daß deren Zähne in die Zahnlücken der
Verzahnung 13 eingreifen können. Man kann dann durch eine beispielsweise auf den
Vierkantkopf 30 der Lösespindel 22 aufgesetzte Ratsche die Lösevorrichtung so betätigen,
daß das die Verzahnung 13 tragende Gestängeteil von dem in dem Schlüssel 15 festgehaltenen
Gestängeteil abgeschraubt wird.
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Nach Abschrauben des einen Gestängeteils wird der Bohrmotor mittels
der Spindel 4 zurückgezogen und dann ein weiteres Gestängeteil einerseits in das
Ende des in dem Schlüssel 15 festgehaltenen Gestängeteils und andererseits in die
Spindel io des Bohrmotors eingeschraubt. Der Schlüssel 15 wird dann zurückgezogen,
und die Bohrarbeit kann von neuem beginnen.
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In sinngemäßer Weise wird verfahren, wenn man das Bohrgestänge nach
Fertigstellung des Bohrlochs aus diesem zurückziehen will. Es wird dann jeweils
das in den Bereich des Maschinengestells zurückgezogene Gestängeteil abgenommen
und der Bohrmotor wieder vorgefahren, so daß er mit dem Ende des Bohrgestänges verbunden
werden kann, worauf das Bohrgestänge um ein weiteres Glied zurückgezogen wird.
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Zur Führung und Sicherung des Bohrgestänges sind am Maschinengestell
noch ein oder mehrere Führungsböcke 32 angebracht, die gegebenenfalls verschiebbar
sein können. Die Führung 14 für den Schlüssel 15 hat eine solche öffnung für das
Bohrgestänge, wie bei 33 angedeutet, daß die Bohrkrone 34 durch die öffnung 33 vorgeschoben
bzw. zurückgezogen werden kann.