EP0439080B1

EP0439080B1 - Bohrgerät, insbesondere Erdbohrgerät

Info

Publication number: EP0439080B1
Application number: EP91100640A
Authority: EP
Inventors: Michael Cals; Hermann-Josef Von Wirth
Original assignee: Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Current assignee: Mhwirth GmbH
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1991-01-19
Publication date: 1993-11-24
Anticipated expiration: 2011-01-19
Also published as: DE59100617D1; DE4001681C1; EP0439080A1; ATE97709T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrgerät nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2.
Die zu einem Seilzug oder Seilsystem eines Bohrgeräts gehörende Winde ist meist eine sog. Freifallwinde, d.h. eine Winde, die sich in einen Betriebszustand einstellen oder schalten läßt, in dem das Seil zumindest unterhalb einer vorgebbaren Maximalgeschwindigkeit ungehindert ablaufen kann, so daß eine am Seil hängende Last frei fällt. Geräte und Arbeitsweisen, die eine Freifallwinde anwenden oder benötigen, sind in dem "Sonderdruck 66" (1971) der Salzgitter Maschinen AG beschrieben.
Es gibt nun bei einem Bohrgerät Betriebszustände und Positionen, bei denen ein Freifall-Betrieb einer Winde unterbleiben muß, um Menschen und Material nicht zu gefährden. Entsprechende Vorschriften für die Bedienung des Bohrgeräts können einen unzulässigen Freifall-Betrieb jedoch nicht ausschließen.
Aufgabe der Erfindung ist es, dem Rechnung zu tragen und Bohrgeräte der genannten Art so auszubilden, daß die Einleitung des Freifall-Betriebs einer Winde zumindest bedienungsmäßig so erschwert wird, daß sich eine erhöhte Sicherheit ergibt. Insbesondere soll erreicht werden, daß ein Freifall-Betrieb nur unter vorgebbaren bedingungen möglich ist bzw. bei bestimmten Gegebenheiten als unzulässig sogar sicher verhindert wird. Die Erfindung strebt dabei auch eine günstige Ausbildung von Sicherungen gegen unzulässigen Freifall-Betrieb im einzelnen an. Weitere mit alledem zusammenhängende Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.
Bei einem Bohrgerät mit einer Steuerung für das Drehwerk eines den Mast und die Freifallwinde tragenden Oberteils sieht die Erfindung vor, daß außer einem vom Bedienungsmann des Bohrgeräts zu betätigenden Betätigungselement für die Herbeiführung des Freifall-Betriebes wenigstens eine Sicherheits-Schaltelement in einer Steuerleitung für ein Steuerorgan oder in einer Schaltleitung vorhanden ist und dabei eine vorgebbare Position des Sicherheits-Schaltelements Voraussetzung für eine Aktivierung des Steuerorgans für den Zustand "Freifallbetrieb" ist, daß das Sicherheits-Schaltelement eine zweites Betätigungselement ist und beide Betätigungselemente an einem Bedienungsplatz räumlich voneinander getrennt angeordnet sind und daß eine Drehwerks-Sicherheits-Schaltelement vorhanden ist, das durch einen der drehwerk-Steuerung zugeordneten Sensor im Sinne eines Unterbrechens einer zugehörigen Steuerleitung bei Betätigung des Drehwerks beeinflußbar ist.
Dadurch wird bei einem Bohrgerät mit einem drehbaren, den Mast mit Freifallwinde tragenden Oberteil eine hohe Sicherheit gegen eine unerwünschte oder unzulässige Betätigung der Freifallwinde gewährleistet. Insbesonder läßt sich in vorteilhafter Weise verhindern, daß während einer Drehung des Oberteils ein freifallbetrieb ausgelöst wird.
Das zweite Betätigungselement kann insbesondere ein Handhebel, eine Taste od.dgl. oder auch eine Pedal, Fußschalter od.dgl. sein. Durch die Notwendigkeit, auf zwei Betätigungselemente einwirken zu müssen, wird vom Bedienungsmann eine erhöhte Aufmerksamkeit bzw. eine besondere Überlegung verlangt, so daß eine unbeabsichtigte Auslösung eines Freifall-Betriebs einer Winde verhindert ist.
Bei einem fahrbaren Bohrgerät mit einer Steuerung für wenigstens einen Fahrmotor sieht die Erfindung vor, daß außer einem vom Bedienungsmann des Bohrgeräts zu betätigenden Betatigungselement für die Herbeiführung des Freifall-Betriebes wenigstens eine Sicherheits-Schaltelement in einer Steuerleitung für ein Steuerorgan oder in einer Schaltleitung vorgesehen ist und dabei eine vorgebbare Position des Sicherheits-Schaltelements Voraussetzung für eine Aktivierung des Steuerorgans für den Zustand "Freifallbetrieb" ist, daß das Sicherheits-Schaltelement eine zweites Betätigungselement ist und beide Betätigungselemente an einem Bedienungsplatz räumlich voneinander getrennt angeordnet sind, und daß ein Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement vorhanden ist, das durch einen der Fahrmotor-Steuerung zugeordneten Sensor im Sinne eines Unterbrechens einer Shalt- oder Steuerleitung bei Betätigung des Fahrmotors beeinflußbar ist.
Hierdurch lassen sich hohe Sicherheitsanforderungen hinsichtlich einer Verhinderung des Auslösens der Freifallwinde in Abhängigkeit vom Fahrbetrieb erfüllen. Insbesondere läßt sich erreichen, daß ein Freifallbetrieb nicht möglich ist, wenn das Bohrgerät fährt bzw. ein Fahrmotor in Betrieb ist. Dies stellt eine besondere Sicherung dar.
Das weiter oben zum zweiten Betätigungselement Gesagte gilt hier entsprechend.
Das Steuerorgan, das für den Freifallbetrieb der Winde vorgesehen ist, kann insbesondere ein elektrisch betätigbares hydraulisches Wegeventil sein, wobei dann sowohl das Betätigungselement als auch des Sicherheits-Schaltelement elektrische Schalter oder solche enthaltende Aggregate sind.
Bei einem Bohrgerät mit einer Meßvorrichtung für den Drehwinkel eines den Mast und die Freifallwinde tragenden Oberteils relativ zu einem Unterwagen oder Fahrwerk sieht die Erfindung ein Winkelpositions-Sicherheits-Schaltelement vor, das durch ein mit der Drehwinkel-Meßvorrichtung verknüpftes Auswerte-und/oder Schaltgerät im Sinne eines Unterbrechens der zugehörigen Steuerleitung bei außerhalb eines vorgebbaren Winkelwertes oder Winkelbereiches liegenden Drehpositionen des Bohrgeräte-Oberteils beeinflußbar ist.
Hierdurch ist sichergestellt, daß ein Freifall nur dann möglich ist, wenn sich der Oberteil mit dem Mast in einer bestimmten Position befindet bzw. eine Position innerhalb eines eng begrenzten Winkelbereiches einnimmt. Dies ist insbesondere eine Position, bei der sich das Lastaufnahmeende des zur Winde gehörenden Seiles in der Achse eines Bohrloches befindet. Dies ist nachstehend auch als "Bohrloch-Mitten-Position" bezeichnet. Beim Seil der Hauptwinde ist dies normalerweise die mittlere oder Ausgangsposition des Oberteils relativ zum Unterwagen. Bei einem über einen Ausleger laufenden Seil einer Hilfswinde ist der Oberwagen um einen Winkel aus der Ausgangsposition gedreht, entsprechend der Winkelstellung des Auslegers am Mast. Das Auswerte- und/oder Schaltgerät ist so ausgebildet, daß die entsprechenden Winkel oder Winkelbereiche eingestellt und dann schalt- und steuerungsmäßig beim Betrieb berücksichtigt werden. Ein solches Auswerte- und/oder Schaltgerät kann der Fachmann mit den ihm zur Verfügung stehenden Mitteln ohne weiters konzipieren. Das Gerät kann insbesondere einen Grenzwertschalter od. dgl. enthalten, so daß entsprechende Ansprechbereiche bzw. Toleranz- oder Hysteresewerte möglich sind.
Handelt es sich um einen hydraulischen Antrieb für das Drehwerk mit einer Druckmittel-Steuerung, die ein in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals, Handhebels od.dgl. ansteuerbares Wegeventil aufweist, so ist das Drehwerks-Sicherheits-Schaltelement zweckmäßig ein Druckschalter und der Sensor ein mit der Druckmittel-Steuerung verbundenes Wechselventil.
Handelt es sich um ein Bohrgerät mit hydraulischem Fahrmotor und einer Druckmittel-Steuerung, die ein in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals, Handhebels od.dgl. ansteuerbares Wegeventil aufweist, so ist vorteilhaft das Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement ein Druckschalter und der Sensor ein mit der Druckmittel-Steuerung verbundenes Wechselventil.
Weiter oben wurde eine Sicherung erläutert, die einen Freifallbetrieb dann verhindert, wenn sich der Oberteil des Bohrgeräts nicht in einer Bohrloch-Mitten-Position befindet, sei es mit Bezug auf das Seil der Hauptwinde, sei es hinsichtlich des Seiles einer Hilfswinde. Dies kann vorteilhaft mit einer Sicherung kombiniert sein, die einen Freifallbetrieb beim Betätigen eines Fahrmotors ausschließt.
Eine günstige Ausführung hierfür besteht darin, daß das Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement schaltungsmäßig mit dem Auswerte- und/oder Schaltgerät derart verknüpft bzw. in dasselbe integriert ist, daß das Winkelpositions-Sicherheits-Schaltelement bei geöffnetem Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement ebenfalls geöffnet ist bzw. wird.
Dies stellt eine zweckmäßige Ausführung dar. Wenn das Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement infolge der Betätigung eines Fahrmotors geöffnet ist, bewirkt dies durch entsprechende schaltungsmäßige Ausbildung des Auswerte- und/oder Schaltgeräts, daß das Winkelpositions-Sicherheits-Schaltelement nicht eine den Freifallbetrieb zulassende Stellung einnehmen kann, auch nicht, wenn eine Bohrloch-Mitten-Position des Oberteil gegeben ist, in der sonst der Freifallbetrieb möglich ist.
Ist keine Einrichtung der angegebenen Art vorgesehen, die einen Freifallbetrieb nur bei bestimmten Winkelpositionen des Bohrgeräte-Oberteil ermöglicht, jedoch eine Einrichtung, die einen Freifallbetrieb während einer Betätigung des Drehwerks für den Oberteil verhindert, so kann das Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement auch mit einer solchen Einrichtung kombiniert sein. Die Erfindung wie definiert in den Ansprüchen schließt alle für die verschiedenen Anforderungen sinnvollen Kombinationen von Sicherheits-Schaltelementen ein.
Aus der DE-A-3203432 ist eine Anordnung mit einem Sicherheitsschalter in einem Hydraulikkreislauf bekannt, wobei baulich gehäuseintegriert in einem Vorsteuerschaltgerät ein Drehschieberventilkolben mit einer Arbeitsmedienkanalführung vorgesehen ist, durch die die Vorsteuerpumpenleitung mit der Tankleitung verbindbar ist. Eine Sicherheitseinrichtung für einen Schaufellader zeigt und beschreibt die FR-A-2220630.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen, aus der zugehörigen Zeichnung und aus den Ansprüchen. Es zeigen:

Fig. 1: ein Bohrgerät in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2: eine Rückansicht des Bohrgeräts nach Fig. 1 ohne Mast,
Fig. 3: ein Schema zur Veranschaulichung von Drehpositionen,
Fig. 4: eine Draufsicht auf einen Bedienungsplatz,
Fig. 5: einen Steuerhebel in Ansicht,
Fig. 6: eine Ausführung einer Sicherheitsvorrichtung,
Fig. 7: eine weitere Ausführung einer Sicherheitsvorrichtung,
Fig. 8: eine weitere Ausführung einer Sicherheitsvorrichtung,
Fig. 9: eine weitere Ausführung einer Sicherheitsvorrichtung,
Fig. 10: einen Teil einer weiteren Ausführung einer Sicherheitsvorrichtung und
Fig. 11: eine weitere Ausführung einer Sicherheitsvorrichtung.

Das in den Figuren 1 und 2 wiedergegebene Bohrgerät enthält einen Unterwagen 1 mit Raupenfahrwerk 2, einen relativ zum Unterwagen 1 mittels steuerbaren Antriebs um eine Drehachse D (Fig. 2) drehbaren, z.B. auf einem Drehkranz gelagerten Oberwagen oder Oberteil 3 mit Fahrerkabine 14, einen Mast 4 mit Mastkopf 5 und einem Auslegerarm 6 daran, einen Vorschubzylinder 7 im Mast 4, einen am Mast 4 verfahrbaren Schlitten 8 mit einem Kraftdrehkopf 9, eine erste Freifallwinde 10 (Hauptwinde) mit Hauptseil 11 und eine zweite Freifallwinde 12 (Hilfswinde) mit Hilfsseil 13, das über eine Rolle im Auslegerarm 6 läuft. In der Fahrerkabine 14 befindet sich ein Bedienungspult 17 mit Betätigungs- und Schaltelementen, einschließlich solcher für den "Freifallbetrieb" der beiden Winden 10 und 12.
In den Figuren 1 und 3 ist mit dem Buchstaben B ein Bohrloch und mit dem Buchstaben M dessen Mitte bezeichnet.
Wie Figur 2 veranschaulicht, ist für den Drehwinkel, den der Oberteil 3 relativ zum Unterteil 1 ausführen kann, eine Meßvorrichtung vorgesehen, die einen Rotor 21 und einen Winkelgeber 22 enthält. Dieser liefert ein Signal, das in eine Zahlenangabe für den Drehwinkel an einem Anzeigegerät 23 umgewandelt wird. In Fig. 2 ist als Beispiel der Wert von 360° mit einer zusätzlichen Zehntelstelle eingezeichnet. Das Anzeigegerät befindet sich in der Fahrerkabine 14.
Figur 3 zeigt schematisch eine Situation, bei der sich das Lastaufnahmeende des zur ersten Freifallwinde 10 gehörenden Hauptseiles 11 über der Mitte M des Bohrloches B befindet. Die Winkelanzeige am Anzeigegerät kann dann auf "Null" gestllt werden. Nach Verlassen dieser Position durch Drehen des Oberteiles 3 relativ zum Unterteil 1, um z.B. einen anderen Arbeitsvorgang auszuführen, kann die Bohrlochmitte M leicht dadurch wiedergefunden werden, daß der Oberteil so lange gedreht wird, bis die Winkelanzeige erneut "Null" ist.
Das Hilfsseil 13 der zweiten Freifallwinde 12 ist über den Auslegerarm 6 geführt. Steht das Hauptseil 11 in der Bohrlochmitte M, so befindet sich infolgedessen das Lastaufnahmeende des Hilfsseiles 13 an der Stelle S, die gegenüber der Bohrlochmitte M um einen Winkel a versetzt ist. Dieser kann z.B. 15° betragen.
In Figur 4 ist ein Bedienungsplatz 20 wiedergegeben, wie er sich in der Kabine 14 (Fig. 1 und 2) befinden kann. Dabei sind u.a. vorhanden: ein Steuerpult 17, ein Fahrersitz 19 mit an dessen Seitenteilen 18a und 18b befindlichen Bedienungs- und Steuerelementen sowie eine Anordnung 24 von mehreren Pedalen. Nachstehend werden nur diejenigen Elemente näher erläutert, die im Zusammenhang mit der Sicherung des Winden-Betriebs stehen.
Ein Handhebel 15 im Bereich der rechten Hand des Fahrers dient zum Betrieb der ersten oder Hauptwinde 10, während ein zweiter, neben dem Hebel 15 angeordneter Handhebel 16 zum Betrieb der zweiten oder Hilfswinde 12 dient. Jeder der beiden Hebel kann aus einer neutralen Mittelstellung nach vorne und nach hinten geschwenkt werden, um die betreffende Winde über den zugehörigen Antrieb im Aufwärts- und Abwärtsbetrieb zu betätigen, wobei die Größe der Hebel-Auslenkung der Windengeschwindigkeit entspricht. In Figur 5 ist der Handhebel 15 gezeigt. Der Handhebel 16 ist ähnlich ausgebildet.
Der Freifall-Zustand der Hauptwinde 10 wird ausgelöst durch Drücken eines seitlich am Handhebel 15 vorgesehenen elektrischen Tastschalters 35, wobei sich der Handhebel 15 in seiner neutralen Mittelstellung befinden muß. Durch einen entsprechenden elektrischen Tastschalter 36 am Handhebel 16 kann in der neutralen Mittelstellung desselben bei der Hilfswinde 12 der Freifall-Zustand ausgelöst werden. Durch Loslassen des jeweiligen Tastschalters 35 bzw. 36 wird bei der betreffenden Winde der Freifall wieder aufgehoben.
Mit der Zahl 37 ist ein am linken Seitenteil 18b und somit im Bereich der linken Hand des Fahrers befindlicher elektrischer Tastschalter 37 bezeichnet, der als Sicherheitsschalter für den Wnden-Freifallbetrieb dient, wie im einzelnen noch erläutert werden wird. Dieser Tastschalter 37 kann ein Element für sich bilden oder aber auch mit einem Steuerorgan für ein anderes Aggregat des Bohrgeräts kombiniert sein. Bei dem gezeigten vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Tastschalter 37 an einem schwenkbaren Handhebel 40 für den Betrieb des Kraftdrehkopfes 9 (Fig. 1) vorgesehen.
Die Anordnung 24 enthält mehrere Pedale, u.a. für den Betrieb des Fahrwerks des Bohrgeräts. Jede der beiden Raupen 2 ist für sich mittels eines Motors antreibbar. Dabei dient ein Pedal 38 zum Betätigen des Antriebs für die linke Raupe und ein Pedal 39 zum Betätigen des Antriebs für die rechte Raupe. Jedes Pedal wird für den Vorwärtslauf der Raupe nach vorne und für den Rückwärtslauf der Raupe nach hinten niedergetreten. Die Steuerung der Fahrmotoren wird weiter unten in Verbindung mit Fig. 10 näher erläutert. Ein Pedal 25 dient zum Beeinflussen des Drehwerks für das Oberteil 3 des Geräts. Die Steuerung dazu wird in Verbindung mit Fig. 7 erläutert. Ein Niedertreten des Pedals 25 nach vorne bewirkt dabei ein Drehen des Oberteils im Uhrzeigersinn (nach rechts) und ein Niedertreten nach hinten ein Drehen des Oberteils 3 entgegen dem Uhrzeigersinn (nach links). Über ein weiteres Pedal der Anordnung 24, z.B. das in Figur 4 ganz linke Pedal, kann der Oberteil 3 abgebremst werden.
Im Bedienungspult 17 ist eine noch zu erläuternde Einrichtung 51 mit dem Anzeigegerät 23 für die Winkelstellung des Oberteils 3 raltiv zum Unterwagen 1 vorgesehen.
Nachstehend werden einige vorteilhafte Ausführungen von Absicherungen erläutert, durch die verhindert werden kann, daß eine oder beide Winden 10 und 12 unbeabsichtigt oder unter nicht erwünschten sonstigen Bedingungen in den Zustand "Freifallbetrieb" gebracht wird bzw. werden. Dabei wird jeweils eine Freifallwinde bekannter Art vorausgesetzt, die hydraulisch aktiviert werden kann.
Figur 6 zeigt ein 4/2-Wegeventil 30 mit einem elektromagnetisch zu betätigenden Vorsteuerventil. In der gezeigten Position kann zugeführtes Druckmedium über eine Leitung 26 zur Winde 10 (Fig. 1) fließen und z.B. zur Schmierung dienen, während über die Leitung 27 ein Rückfluß zum Tank erfolgt. In der anderen Position des Ventils 30 strömt Druckmedium in die Leitung 27, wodurch die Winde in den Zustand "Freifallbetrieb" gebracht wird. Die Leitung 26 ist dann Rücklauf.
Für die zweite Freifallwinde 12 (Fig. 1) ist in entsprechender Weise ein zweites 4/2-Wegeventil 32 (Fig. 6) mit zur Winde führenden Hydraulikleitungen 28 und 29 vorgesehen.
In Figur 6 ist eine elektrische Steuerleitung 34 erkennbar, die sich in zu den Ventilen 30 und 32 führende Steuerleitungen 31 und 33 verzweigt. In der Steuerleitung 31 ist der bereits erwähnte, von Hand zu betätigende Tastschalter 35 (vgl. auch Fig. 4 und 5) als Betätigungselement für das Ventil 30 zum Aktivieren der Freifall-Funktion der Winde 10 vorgesehen. Ebenso ist in der Steuerleitung 33 der handbetätigte Tastschalter 36 (vgl. Fig. 4) als Betätigungselement für die Freifall-Funktion der Winde 12 angeordnet.
Außerdem ist in der Steuerleitung 34, also dem gemeinsamen Leitungsteil, der von Hand zu betätigende Tastschalter 37 (vgl. auch Fig. 4) als Sicherheits-Schaltelement vorgesehen. Dieser Tastschalter 37 ist also am Bedienungsplatz 20 in der Fahrerkabine 14 (Fig. 1) räumlich getrennt von den Tastschaltern 35 und 36 angeordnet, und zwar so, daß mit einer Hand der Tastschalter 35 bzw. 36 und mit der anderen Hand der Tastschalter 37 betätigt werden muß, um die Hauptwinde 10 oder die Hilfswinde 12 in Freifallbetrieb zu schalten. Der Bedienungsmann wird durch eine solche Zweihandbedienung zur Aufmerksamkeit gezwungen. Eine unbeabsichtigte Herbeiführung des Freifall-Zustandes der einen oder der anderen Winde ist damit ausgeschlossen.
In Figur 7 ist eine Ausführung dargestellt, die eine Freifall-Aktivierung einer Winde, z.B. der Winde 10 des Bohrgeräts nach Fig. 1, verhindert, solange der Oberteil 3 des Bohrgeräts in der einen oder anderen Richtung gedreht wird. Es ist auch hier ein Wegeventil 30 für die Beeinflussung der Winde vorgesehen. Das bei der Ausführung nach Fig. 6 dazu Gesagte gilt hier sinngemäß und entsprechend.
Das Drehwerk enthält bei diesem Beispiel einen Hydraulikmotor 41, ein zu dessen Steuerung dienendes 6/3-Wegeventil 42 mit hydraulisch betätigten Vorsteuerventilen, zu denen Steuerleitungen 43 und 44 führen. Diese gehen von Ventilen 45 und 46 aus, die durch das Pedal 25 (Fig. 4) zu betätigen sind. Die Ventile 45, 46 sind an eine Druckmittel-Zuleitung P und eine Abströmleitung T angeschlossen. Je nach Betätigung des einen oder des anderen Ventils wird der Oberteil 3 des Bohrgeräts mittels des Motors 41 in der einen oder der anderen Richtung gedreht.
Mit den Leitungen 43 und 44 ist ein Wechselventil 48 verbunden, an das über eine Leitung 49 ein Druckschalter 47 angeschlossen ist, der in der Steuerleitung 34, 31 für das Ventil 30 angeordnet ist. Der Druckschalter 47 kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß er normalerweise geschlossen ist und bei einem Steuerdruck von etwa 1 bar in der Leitung 49 anspricht und dann die Steuerleitung 34, 31 durch Öffnen des Kontaktes unterbricht. Eine Betätigung des Tastschalters 35 hat dann keine Wirkung, d.h. die Winde kann nicht in den Freifall-Zustand gebracht werden, solange eine Drehung des Oberteiles 3 des Bohrgerätes erfolgt. Fällt der Steuerdruck bei Beendigung der Drehbewegung wieder ab, kann sich der Schalter 47 wieder schließen.
Um auch bei stehendem Drehwerk eine besondere Sicherheit gegen unbeabsichtigen Freifall-Betrieb der zugehörigen Winde zu haben, kann in der Steuerleitung 34, 31 ein Tastschalter 37 als zusätzliches Sicherheits-Schaltelement vorgesehen sein. Die Erläuterungen zur Ausführung nach Fig. 6 gelten hierzu entsprechend.
Die Ausführung nach Fig. 7 eignet sich auch für die Absicherung von zwei Winden, so einer Hauptwinde 10 und einer Hilfswinde 12. Es ist dabei (wie in Fig. 6) eine zwischen den Schaltern 37 und 35 abgehende Steuerleitung 33 mit dem Schalter 36 und dem Ventil 32 vorhanden.
In Fig. 8 ist eine Ausführung gezeigt, bei der ein Freifall-Betrieb einer oder zweier vorhandener Winden zunächst nur ermöglicht wird, wenn sich das Lastaufnahmeende des betreffenden Seiles über der Mitte M eines Bohrloches B (Fig. 1 und 3) befindet.
Wie bei der Ausführung nach Fig. 6 sind Steuerleitungen 34 und 31 bzw. 33, Tastschalter 35 und 36 sowie Ventile 30 und 32 vorhanden. Mit der Zahl 51 ist eine Auswerte- und Schalteinrichtung bezeichnet, an die eine Drehwinkel-Meßvorrichtung für den Oberteil 3 des Bohrgeräts, insbesondere eine Vorrichtung 21, 22, wie sie weiter oben in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wurde, angeschlossen ist. Die Einrichtung 51 enthält zweckmäßig gleichzeitig die Anzeigeeinrichtung 23 für den Winkelwert. Bei der Zahl 52 ist eine "Reset"-Taste angedeutet, mit der eine Einstellung der Anzeige auf "Null" erfolgen kann.
Die Auswerte- und Schalteinrichtung 51 ist über eine Steuerleitung 54 mit einem Schalter 55 in der zum Ventil 30 gehenden Steuerleitung 34, 31 mit Tastschalter 35 und über eine Steuerleitung 57 mit einem Schalter 56 in der zum Ventil 32 gehenden Steuerleitung 34, 33 mit Tastschalter 36 verbunden.
Steht der Oberteil 3 des Bohrgeräts so, daß sich das Lastaufnahmeende des Hauptseiles 11 über der Mitte M des Bohrloches B befindet, kann durch die Reset-Taste 52 die Anzeige 23 in der Einrichtung 51 auf "Null" gestellt werden. Bei dieser in der Einrichtung 51 vorgegebenen Einstellung geht von ihr über die Leitung 54 ein Kommando aus, durch das der Schalter 55 geschlossen wird. Dies stellt eine Freigabe für eine Aktivierung des Freifall-Betriebes dar, was nun durch Betätigen des Schalters 35 geschehen kann.
Wird der Oberteil 3 des Bohrgeräts gedreht und dadurch die Bohrloch-Mitten-Position des Hauptseiles 11 verlassen, erlischt das von der Einrichtung 51 ausgehende Signal für den Schalter 55, so daß dieser die Stromzufuhr zum Ventil 30 über die Leitung 31 unterbricht und damit die Freifall-Funktion beendet.
Im der Auswerte- und Schalteinrichtung 51 ist außer dem Wert "Null", der zum Schließen des Schalters 55 führt, ein zweiter Winkelwert eingegeben, der derjenigen Drehstellung des Oberteiles 3 des Bohrgeräts entspricht, bei der sich das Lastaufnahmeende des Hilfsseiles 13 der Winde 12 bzw. die entsprechende Stelle des Auslegerarmes 6 über der Mitte M des Bohrloches B befindet. Ist eine solche Position erreicht, gibt die Einrichtung 51 über die Leitung 57 ein Kommando zum Schalter 56, um diesen zu schließen und dadurch den Freifall-Betrieb der Hilfswinde 12 freizugeben. Dieser kann dann durch Betätigen des Schalters 36 bewirkt werden.
In Fig. 9 ist eine abgewandelte Ausführung zu Fig. 8 gezeigt, die auch nach Verlassen der Bohrloch-Mitten-Position im Bedarfsfall einen Freifall-Betrieb ermöglicht. In Fig. 9 ist dies ebenso wie in Fig. 8 für zwei Winden dargestellt.
Sowohl in der Steuerleitung 31 für die Winde 30 als auch in der Steuerleitung 33 für die Winde 32 ist ein Schalter 37 vorhanden. Beide Schalter sind der Einfachheit halber zur gemeinsamen Betätigung miteinander verbunden bzw. es handelt sich um zwei Kontaktsätze eines Schalters, d.h. in der Fahrerkabine 14 befindet sich eine einzige Taste 37, die räumlich getrennt von den Tastschaltern 35 und 36 angeordnet ist.
Die schon in Verbindung mit Fig. 8 erläuterten Schalter 55 und 56 liegen bei der Ausführung nach Fig. 9 parallel zu den Schaltern 37 in entsprechenden Steuerleitungszweigen.
Bei der Ausführung nach Fig. 9 ist somit ein Freifall-Betrieb auch dann möglich, wenn die erläuterte Bohrloch-Mitten-Position, sei es für die Hauptwinde 10, sei es für die Hilfswinde 12, durch Drehen des Oberteils 3 des Geräts verlassen ist, und zwar durch gleichzeitige Betätigung der Tastschalter 37 und 35 bzw. 36, was infolge der räumlichen Trennung der beiden Schalter nur mit beiden Händen des Bedienungsmannes und somit nur mit besonderer Aufmerksamkeit erfolgen kann.
Für die Winkelwerte, bei denen der Grenzwertschalter 51 den Schalter 55 oder den Schalter 56 betätigt, können je nach den Umständen auch gewisse Hysterese- oder Toleranzbereiche zugelassen werden, beispielsweise +/- 0,5°. Dies läßt sich an der Auswerte- und Schalteinrichtung 51 durch einen Drehknopf 53 einstellen.
Ist nur eine Freifallwinde vorhanden, so gilt das Gesagte entsprechend, wobei die Elemente 32, 33, 36, 56, und 57 wegfallen.
Um ganz besonderen Sicherheitsbedürfnissen zu genügen, läßt sich vorsehen, daß ein Freifall-Betrieb auch dann nicht möglich ist, wenn einer oder mehrere Fahrwerksantriebe des Bohrgeräts eingeschaltet sind. Eine dazu geeignete Ausführung zeigt Fig. 10.
Das Fahrwerk enthält bei diesem Beispiel einen Hydraulikmotor 61 zum Antrieb der linken der beiden Raupen 2 und einen Hydraulikmotor 71 zum Antrieb der rechten Raupe. Zur Steuerung des Motors 61 dient ein 6/3-Wegeventil 62 mit hydraulisch betätigten Vorsteuerventilen, zu denen Steuerleitungen 63 und 64 führen. Diese gehen von Ventilen 65 und 66 aus, die durch das Pedal 38 (Fig. 4) zu betätigen sind. Die Ventile 65, 66 sind an eine Druckmittel-Zuleitung P und eine Abströmleitung T angeschlossen. Je nach Betätigung des einen oder des anderen Ventils wird die linke Raupe des Fahrwerks 2 des Bohrgeräts mittels des Motors 61 vorwärts oder rückwärts bewegt. Mit den Leitungen 63 und 64 ist ein Wechselventil 68 verbunden, an das über eine Leitung 69 ein Druckschalter 67 angeschlossen ist.
In entsprechender Weise sind bei der Steuerung für den Motor 71 vorhanden: ein 6/3-Wegeventil 72 mit hydraulisch betätigten Vorsteurventilen, Steuerleitungen 73 und 74, dem Pedal 39 zugeordnete Ventile 75 und 76, ein Wechselventil 78 und ein über eine Leitung 79 daran angeschlossener Druckschalter 77. Je nach Betätigung des einen oder anderen Ventils 75 bzw. 76 wird die rechte Raupe des Fahrwerks 2 des Bohrgeräts vorwärts oder rückwärts bewegt.
Jeder der normalerweise geschlossenen Druckschalter 68 und 78 ist so ausgebildet, daß er bei einem vorgegebenen Steuerdruck, z.B. von etwa 1 bar, in der Leitung 69 bzw. 79 anspricht, also den zugehörigen Kontakt öffnet und dadurch eine angeschlossene Leitung an dieser Stelle unterbricht. Bei dieser Leitung kann es sich unmittelbar um eine Steuerleitung für den Freifall-Betrieb der Winde bzw. Winden handeln oder um eine ein weiteres System beeinflussende Leitung. Dabei bestehen verschiedene Möglichkeiten.
Bei der Ausführung nach Figur 10 sind die beiden Druckschalter 67 und 77 in einer Leitung 80 angeordnet, die an die Auswerte- und Schalteinrichtung 51 angeschlossen ist. Der Schließ- oder Öffnungszustand eines der Druckschalter kann dabei in der Einrichtung 51 einen Steuer- oder Schaltvorgang auslösen, der einen Freifall-Betrieb einer oder beider Winden auch dann verhindert, wenn die sonstigen Bedingungen für die Freigabe des Freifalls erfüllt sind. Dies gilt insbesondere für eine der Bohrloch-Mitten-Position entsprechende Stellung des Oberteils 3 des Bohrgeräts bzw. für eine Einstellung dieser Position an der Einrichtung 51, etwa mittels der Reset-Taste 52. Eine solche Ausführung ist in den Figuren 8 und 9 mit dargestellt.
Dabei sind die dem Fahrwerks-Betrieb zugeordneten Druckschalter 67 und 77 mit der Leitung 80 an die Auswerte- und Schalteinrichtung 51 angeschlossen. Deren Ausbildung ist mit Mitteln, die dem Fachmann zur Verfügung stehen, so getroffen, daß ein Kommando über die Leitung 54 zum Schließen des Schalters 55 und ein Kommando über die Leitung 57 zum Schließen des Schalters 56 nicht gegeben werden kann, wenn auch nur einer der Druckschalter 67 und 77 infolge Arbeitens eines Fahrmotors geöffnet ist. Dies bedeutet, daß beim Arbeiten eines oder beider Fahrmotore ein Freifall-Betrieb einer Winde auch dann nicht möglich ist, wenn die Bohrloch-Mitten-Position stimmt oder neu eingestellt wird, wodurch sonst bei stehendem Bohrgerät ein Freifall ausgelöst werden könnte.
Eine andere Ausführung ist in Figur 11 gezeigt. Hier sind die beiden Druckschalter 67 und 77 in einer Steuerleitung 34 angeordnet, die sich in die zu den Ventilen 30 und 32 führenden Leitungen 31 und 33 verzweigt, wie es auch in Verbindung mit Fig. 6 erläutert wurde. Die Steuerleitung 34 wird unterbrochen, wenn sich einer der Druckschalter 67 und 77 öffnet oder wenn sich beide gleichzeitig öffnen, wie es dann der Fall ist, wenn beide Motoren 61 und 71 in Betrieb sind, um das Bohrgerät zu verfahren.
Außerdem kann bei dieser Ausführung in der Steuerleitung 34 auch ein dem Drehwerks-Betrieb zugeordneter Druckschalter 47 vorgesehen sein, wie er in Verbindung mit Fig. 7 erläutert wurde. Damit ergibt sich eine Einrichtung, bei der ein Freifall-Betrieb sowohl beim Drehen des Oberteils 3 des Bohrgeräts also auch beim Arbeiten eines oder beider Fahrantriebe des Bohrgeräts verhindert ist.
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 wie definiert in den Ansprüchen fallend angesehen werden.

Claims

Bohrgerät, insbesondere auf oder an einem Trägerfahrzeug (1) angebrachtes Erdbohrgerät, mit einem Mast (4), wenigstens einem Seilzug mit einer Freifallwinde (10 bzw. 12) und einem von einer Energiequelle mit Steuerenergie versorgbaren Steuerleitungssystem (34, 31 bzw. 33), das Betätigungs- und Steuerelemente (35 bzw. 36) enthält, mittels deren die Freifallwinde (10 bzw. 12) in den Zustand "Freifallbetrieb" versetzbar ist, und mit einer Steuerung (42, 43, 44) für das Drehwerk (41) eines den Mast (4) und die Freifallwinde (10 bzw. 12) tragenden Oberteils (3) des Bohrgeräts, dadurch gekennzeichnet, daß außer einem Betätigungselement (35 bzw. 36) wenigstens ein Sicherheits-Schaltelement (37; 47; 55 bzw. 56; 67 bzw. 77) in einer Steuerleitung (34, 31 bzw. 33;) für ein Steuerorgan (30 bzw. 32) oder einer Schaltleitung (80) vorgesehen ist und dabei eine vorgebbare Position des Sicherheits-Schaltelements (37; 47; 55 bzw. 56; 67 bzw. 77) Voraussetzung für eine Aktivierung des Steuerorgans (30 bzw. 32) für den Zustand "Freifallbetrieb" ist, daß das Sicherheits-Schaltelement (37) ein zweites Betätigungselement ist und beide Betätigungselemente (37, 35 bzw. 36) an einem Bedienungsplatz (20) räumlich voneinander getrennt angeordnet sind, und daß ein Drehwerks-Sicherheits-Schaltelement (47) vorhanden ist, das durch einen der Drehwerk-Steuerung zugeordneten Sensor (48) im Sinne eines Unterbrechens einer zugehörigen Steuerleitung (34, 31) bei Betätigung des Drehwerks beeinflußbar ist.
Bohrgerät, insbesondere auf oder an einem Trägerfahrzeug (1) angebrachtes Erdbohrgerät, mit einem Mast (4), wenigstens einem Seilzug mit einer Freifallwinde (10 bzw. 12) und einem von einer Energiequelle mit Steuerenergie versorgbaren Steuerleitungssystem (34, 31 bzw. 33), das Betätigungs- und Steuerelemente (35 bzw. 36) enthält, mittels deren die Freifallwinde (10 bzw. 12) in den Zustand "Freifallbetrieb" versetzbar ist, und mit einer Steuerung (62, 63, 64 bzw. 72, 73, 74) für wenigstens einen Fahrmotor (61 bzw. 71), dadurch gekennzeichnet, daß außer einem Betätigungselement (35 bzw. 36) wenigstens ein Sicherheits-Schaltelement (37; 47; 55 bzw. 56; 67 bzw. 77) in einer Steuerleitung (34, 31 bzw. 33;) für ein Steuerorgan (30 bzw. 32) oder einer Schaltleitung (80) vorgesehen ist und dabei eine vorgebbare Position des Sicherheits-Schaltelements (37; 47; 55 bzw. 56; 67 bzw. 77) Voraussetzung für eine Aktivierung des Steuerorgans (30 bzw. 32) für den Zustand "Freifallbetrieb" ist, daß das Sicherheits-Schaltelement (37) ein zweites Betätigungselement ist und beide Betätigungselemente (37, 35 bzw. 36) an einem Bedienungsplats (20) räumlich voneinander getrennt angeordnet sind, und daß ein Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement (67 bzw. 77) vorhanden ist, das durch einen der Fahrmotor-Steuerung zugeordneten Sensor (68 bzw. 78) im Sinne eines Unterbrechens einer Schalt- oder Steuerleitung (80) bei Betätigung des Fahrmotors (61 bzw. 71) beeinflußbar ist.
Bohrgerät nach Anspruch 1, mit einer Meßvorrichtung für den Drehwinkel eines den Mast und die Freifallwinde tragenden Oberteils des Bohrgeräts relativ zu einem Unterwagen oder Fahrwerk, gekennzeichnet durch ein Winkelpositions-Sicherheits-Schaltelement (55 bzw. 56), das durch ein mit der Drehwinkel-Meßvorrichtung (21, 22) verknüpftes Auswerte- und/oder Schaltgerät (51) im Sinne eines Unterbrechens der zugehörigen Steuerleitung (34, 31 bzw. 33) bei außerhalb eines vorgebbaren Winkelwertes oder Winkelbereiches liegenden Drehpositionen des Bohrgeräte-Oberteils (3) beeinflußbar ist.
Bohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (30 bzw. 32) ein elektrisch betätigbares hydraulisches Wegeventil ist und sowohl das Betätigungselement (35 bzw. 36) als auch das Sicherheits-Schaltelement (37; 47; 55 bzw. 56, 67 bzw. 77) elektrische Schalter sind oder solche enthalten.
Bohrgerät nach Anspruch 1, mit hydraulischem Antrieb für das Drehwerk und einer Druckmittel-Steuerung, die ein in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals, Handhebels od.dgl. ansteuerbares Wegeventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehwerks-Sicherheits-Schaltelement (47) ein Druckschalter und der Sensor (48) ein mit der Druckmittel-Steuerung verbundenes Wechselventil ist.
Bohrgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswerte- und/oder Schaltgerät (51) einen Grenzwertschalter enthält.
Bohrgerät nach Anspruch 2, mit hydraulischem Fahrmotor und einer Druckmittel-Steuerung, die ein in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals, Handhebels od.dgl. ansteuerbares Wegeventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement (67 bzw. 77) ein Druckschalter und der Sensor (68 bzw. 78) ein mit der Druckmittel-Steuerung verbundenes Wechselventil ist.
Bohrgerät nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement (67 bzw. 77) schaltungsmäßig mit dem Auswerte-und/oder Schaltgerät (51) verknüpft ist, derart, daß das Winkelpositions-Sicherheits-Schaltelement (55 bzw. 56) bei geöffnetem Fahrwerks-Sicherheits-Schaltelement ebenfalls geöffnet ist.
Bohregerät mit der Merkmalskombination des Anspruchs 2 und einem der Ansprüche,3,5 oder 6.