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Vorrichtung zum maschinellen Eintreiben von Bohrrohren Bei der Durchführung
von Erdbohrungen besteht eine der Hauptschwierigkeiten darin, das Absenken der Rohre
zu sichern, die dazu bestimmt sind, den die Wände des Bohrloches bildenden Erdboden
zu halten. Für Bohrungen von kleinem Durchmesser und geringer Tiefe erteilt man
häufig dem Rohr eine wechselnde Drehbewegung, wobei von Hand ein Hebel betätigt
wird, der mit einer an dem Rohr starr befestigten Schelle verbunden ist. Wenn von
dem Erdboden starke Drücke seitlich auf das Rohr ausgeübt werden, kann ein solches
Verfahren jedoch nur für Rohre von kleinem Durchmesser oder für Bohrlöcher von geringer
Tiefe angewendet werden.
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Andererseits ermöglicht die durch die Vereinigung der Absenkbewegung
mit der Drehbewegung erhaltene schraubenförmige Bewegung, die sich aus der Wirkung
der beiden quer zueinander gerichteten Kräfte, nämlich dem Gewicht des Rohres und
der Handbetätigung des Drehhebels, ergibt, nur dann ein brauchbares Ergebnis, wenn
sie regelmäßig und fortlaufend erfolgt, d. h. wenn die beiden Kräfte die gleichen
Werte relativ zueinander aufweisen, um eine Bewegung von gleichbleibender Geschwindigkeit
und Amplitude zu erhalten. Nach Maßgabe des Absenkens wird nun aber durch den Druck
des Erdbodens auf das Rohr die die Drehbewegung hervorrufende Kraft beträchtlich
verringert oder sogar praktisch aufgehoben, so daß gleichfalls die Wirkung der schraubenförmigen
Bewegung nicht zur Geltung kommen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein fortlaufendes und regelmäßiges Eintreiben
des Rohres zu ermöglichen, indem dieses durch maschinelle Mittel betätigt
wird,
die eine Bewegung von gleichbleibender Geschwindigkeit und Amplitude ergeben, was
eine größtmögliche Ausnutzung der Wirkung der schraubenförmigen Bewegung erlaubt
und infolgedessen das Absenken des Rohres und die Durchführung der Bohrung wesentlich
erleichtert.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der mit
dem einen Ende an einer das Bohrrohr umklammernden Schelle befestigte und mit seinem
anderen Ende mit einem Getriebe gekuppelte Hebel mit der Schelle über ein waagerechtes
Scharniergelenk verbunden ist. Das Getriebe besteht hierbei entweder aus einer abwechselnd
nach rechts und links umlaufenden Gewindespindel, deren Laufmutter den Hebel steuert,
oder aus einer gleichsinnig umlaufenden Doppelspindel, deren kreuzweise verlaufendes
Gewinde an den Enden zusammenläuft, während die Laufmutter ein schwenkbar gelagertes
und wechselweise in eines der Spindelgewinde eingreifendes Organ trägt. Statt dessen
kann das Getriebe auch aus einem hin und her gehenden, flüssigkeits-, druckluft-
oder dampfbeaufschlagten Arbeitskolben oder aus einem Windwerk bestehen, das wechselweise
in beiden Drehrichtungen angetrieben wird und den Hebel über ein Doppelsystem von
Flaschenzügen antreibt.
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Infolge der Kupplung des Hebels mit der an dem Bohrrohr angreifenden
Schelle über ein waagerechtes Scharniergelenk ist das Bohrrohr unabhängig von dem
ihm seine Schwenkbewegung erteilenden Getriebe frei absenkbar. Durch das Betätigungsgetriebe
werden auf das Bohrrohr starke Drehmomente ausgeübt, so daß auch Rohre von sehr
großem Durchmesser selbst unter schwierigen Bodenverhältnissen fortlaufend eingetrieben
werden können. Der Hebel kann ohne Schwierigkeiten eine solche Länge erhalten, daß
sein Antrieb sich in genügender Entfernung von dem Bohrloch befindet, so daß die
Bohrarbeiten, insbesondere die Entfernung des Abraumes, in keiner Weise beeinträchtigt
werden.
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Von den erfindungsgemäß möglichen Ausführungen sind einige in den
Zeichnungen dargestellt; es zeigt Fig. i einen Grund- und Fig. 2 einen Aufriß einer
ersten Ausführungsform, Fig. 3 in größerem Maßstab das bei dieser Ausführung zur
Anwendung gelangende Steuergetriebe, Fig. 4 und 5 eine zweite Ausführungsform, Fig.
6 schematisch eine dritte und Fig: 7 und 8 eine weitere Ausführungsform.
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Bei sämtlichen dargestellten Ausführungen ist ein Betätigungshebel
25 vorgesehen, dessen in Fig. i und 2 ersichtliche bevorzugte Befestigungsart am
Bohrrohr eine am Hebelende mittels eines waagerecht angeordneten Bolzens 27 angelenkte
Schelle 28 benutzt. Die beiden Hälften der reibungsschlüssig am Bohrrohrteil T sitzenden,
zweiteilig ausgebildeten Schelle 28 sind bei 29 gelenkig aneinander "befestigt und
werden an ihren gegenüberliegenden Enden mittels Bolzen und Mutter 30 zusammengepreßt.
Das freie Hebelende wird von einem Antriebsmechanismus hin und her bewegt, der beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. i bis 3 aus einer abwechselnd im Rechts- und Linkssinn
umlaufenden Gewindespindel i und einer Laufmutter 22 besteht; letztere besitzt einen
Zapfen 23 und eine Rolle 24, die in einem in der Mittellinie des Hebels 25 an dem
dem Bohrrohr T gegenüberliegenden Ende ausgesparten Schlitz 26 läuft. Die in ihren
Lagern 2 und 3 in Achsrichtung festgehaltene Gewindespindel i wird wechselweise
von den gegenläufigen Riemenscheiben 4 und 5 angetrieben, die von einer Ausrückkupplung
abwechselnd mit der Spindel verbunden werden; letztere besteht aus einer am Spindelende
gleitend geführten Muffe 9 (Fig. 3), an der mit Ausnehmungen 12, 13 der Riemenscheiben
in Eingriff kommende Zapfen io, i i sitzen. Eine Gabellenkvorrichtung 2o, 21 ist
vorgesehen um das Getriebe selbsttätig umzuschalten, wenn die Laufmutter 22 und
damit der Hebel 25 in einer Endstellung angelangt sind. Hierzu sitzen an der stetig
umlaufenden Welle 8 zwei über einen geraden Riemen 31 und einen gekreuzten Riemen
3 i' j e eine Riemenscheibe 5 bzw. 4 antreibende Riemenscheiben 6 und 7; während
die die Gabeln 2o und 21- tragende und in Lagern 18, 19 gleitende Stange 17 einen
Daumen-i6 aufweist, der einen um einen Zapfen 15 schwenkbar gelagerten und die Muffe
9 steuernden Hebel 14 betätigt.
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Wird nun angenommen, daß die Kupplungsmuffe im Eingriff mit der Riemenscheibe
5 steht (Fig. 3), dann treibt diese die Spindel i in einer solchen Richtung an,
daß die Laufmutter 22 in Richtung des Pfeiles F2 bewegt wird, wodurch der Hebel
25 und das Bohrrohr T in Richtung des Pfeiles F1 verschwenkt werden; infolge der
waagerecht angeordneten Gelenkachse 27 stört diese Schwenkbewegung nicht das in
Richtung des Pfeiles F4 erfolgende Eindringen des Bohrrohres und wird ihrerseits
nicht von ihm gestört. Am Ende ihres Weges angelangt, schiebt die Laufmutter 22
die Gabel 2o zurück und steuert die Kupplung 17, 14 derart um, daß die Riemenscheibe
4 in Eingriff gelängt. Die Laufmutter 22 verschiebt sich nun in Richtung des Pfeiles
F3 und dreht das Rohr T in zur vorhergehenden entgegengesetzten Richtung.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 besteht der Antrieb
für den Hebel 25 aus einer Spindel i mit zwei gekreuzten, rechts- bzw. linksgängigen
Gewinden, die an .den Enden zusammenlaufen. In diesem Fall besitzt die längs des
zylindrischen Spindelkörpers verschiebbare Mutter 22 einen schwenkbar gelagerten
Gewindeteil 34, der sich selbsttätig in der zur- hin und her gehenden Verschiebung
der Laufmutter geeigneten Richtung einstellt, so daß die Bewegung der Mutter 25
in stetiger Weise erfolgt und der Hebel25 wie in Fig: i angetrieben wird.
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Fig. 6 zeigt eine Steuereinrichtung, die in einem flüssigkeitsbeaufschlagten
Kolben 38 besteht. Dieser bewegt eine Stange 35, die in Lagern 36, 37 gleitend geführt
ist und die im Schlitz 26 des Hebels 25 spielende Rolle 24 trägt. Der Kolben 38
wird im Zylinder hin und her geschoben, dadurch daß die Flüssigkeit von einer Pumpe
4o abwechselnd
durch die Verteilungsleitungen 41 und 42 auf die
beiden Seiten des Kolbens 38 geleitet wird. Sobald der Hebel in der einen Endstellung
angelangt ist, braucht man nur die Arbeitsrichtung der Pumpe, selbsttätig oder auch
nicht, umzukehren, um die Verschiebungsrichtung des Kolbens und damit die Schwenkrichtung
des Hebels 25 umzuschalten. Im übrigen könnte man den flüssigkeitsbeaufschlagten
Kolben auch durch einen druckluft- oder dampfbeaufschlagten Kolben ersetzen.
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Zur Betätigung des Hebels 25 ist ebenfalls ein System von Flaschenzügen
nach Fig. 7 und 8 verwendbar. Dieses System enthält zwei Flaschen 43 und 44, die
beiderseits des Endes des Hebels 25 angeordnet sind und über welche die Seile 45
und 47 laufen. Vor dem Auflaufen auf diese Flaschen laufen die Seile 45 und 47 noch
über an den Enden eines ortsfesten Rahmens befestigte Flaschen 48 und 49; dabei
ragt dieser Rahmen über die beiden für den Hebel 25 vorgesehenen äußersten Stellungen
hinaus. Andererseits laufen die Seile 45 und 47 über Lenkrollen 51, 52 und wickeln
sich auf eine Windentrommel46 auf bzw. von ihr ab, die abwechselnd in beiden Richtungen
drehbar ist. Hieraus folgt, daß beim Aufwickeln des Seiles 47 das Seil 45 nachgelassen
wird und umgekehrt. Es ist ersichtlich, daß der Hebe125 in Richtung des Pfeiles
F5 gedreht wird, wenn die Trommel 46 in einer solchen Richtung umläuft, daß beispielsweise
das Seil 45 aufgewickelt wird. Die Trommelbewegung wird von einer geeigneten, an
je einem Ende des Hebelwegs angeordneten Vorrichtung umgeschaltet, so daß der Hebe125
zwischen den beiden Endstellungen A und B hin und her schwenkt.
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Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die im
vorstehenden nur beispielsweise beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen.