EP0477728A1

EP0477728A1 - Gestängemagazin für eine Gesteinsbohrmaschine

Info

Publication number: EP0477728A1
Application number: EP91115740A
Authority: EP
Inventors: Erhard Kessler; Otto Giesecke; Wilhelm Ringel
Original assignee: Rudolf Hausherr & Sohne & Co KG GmbH; Salzgitter Maschinenbau GmbH
Current assignee: RUDOLF HAUSHERR & SOEHNE GMBH & CO KG
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1992-04-01
Also published as: DE4030525C2; DE4030525A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gestängemagazin (6) zur Aufnahme mehrerer Bohrstangen (8) einer Gesteinsbohrmaschine (2), welches je eine untere (7) und eine obere (9) von einem hydraulisch betriebenen Magazinmotor (10) betätigbare, die Bohrstangen (8) mit je einer Führungsgabel (11) umgreifende Aufnahmevorrichtung (7, 9) aufweist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gestängemagazin dieser Art zu schaffen, deren Aufnahmevorrichtungen sich durch eine relativ leichte, raumsparende und verschiebungsarme Bauweise auszeichnen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsgabeln (11) der unteren und der oberen Aufnahmevorrichtung (7, 9) mit glatten, geraden und parallel zueinander ausgerichteten Innenflächen (19, 20) versehen sind, an deren offenen Enden (21) die Bohrstangen (8) von je einem entsperrbaren Riegel (22) und an ihrem entgegengesetzten Ende (23) von je einem Gleitstück (24) gehalten sind, welches von dem Magazinmotor (10) über eine um mehrere Umlenkrollen (25-28) geführten Kette (29), Seil oder Riemen in Richtung auf die Drehantriebswelle (5) verschieblich ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Gestängemagazin zur Aufnahme mehrerer Bohrstangen einer Gesteinsbohrmaschine mit einer Lafette und einem darauf längsverschieblichen Bohrmotor mit Drehantriebswelle, welches je eine untere, das Gewicht der Bohrstangen aufnehmende und eine obere, von einem Magazinmotor betätigbare, die Bohrstangen mit je einer Führungsgabel umgreifenden Aufnahmevorrichtung zur linearen und synchronen Verschiebung der Bohrstangen vor ihrem Nachsetzen und nach ihrem Ziehen in einer fluchtenden durch die Achse der Drehantriebswelle verlaufenden Ebene aufweist.
Bei einem bekannten Gestängemagazin dieser Art gemäß der DE-PS 19 44 988 sind die Führungsgabeln der unteren und oberen Aufnahmevorrichtung in ihren Innenflächen mit den Bohrstangen angepaßten, hintereinander unterschiedlichen Radien versehen, durch deren axiale Verschiebung einer Innenfläche zur jeweils gegenüberliegenden Innenfläche die Bohrstangen geklemmt werden können. Die untere und die obere Aufnahmevorrichtung werden jeweils über eine Zahnstange von einem Hydraulikmotor über eine gemeinsame Antriebswelle sowohl in Richtung auf die Drehantriebswelle als auch davon fortbewegt. Diesem Gestängemagazin haftet der Nachteil an, daß einerseits zum Nachsetzen und zum Ziehen einer Bohrstange jeweils die beiden Aufnahmevorrichtungen komplett in Richtung auf die Drehantriebswelle bewegt werden müssen und andererseits die komplizierten Toleranzabstimmungen der Radialbögen in den Innenflächen der Führungsgabeln in Verbindung mit den Spielen der Zahnstangen und Getriebe eine derartige Feinabstimmung erfordern, die aufgrund der starren Maschinenteile und des rauhen Bohrgetriebes nur von kurzer Dauer sein kann.
Ein weiteres Gestängemagazin der eingangs genannten Gattung nach der DE-PS 21 48 357 weist eine komplizierte Klinkensperre für die Bohrstangen auf, welche die Klemmung der zuvor beschriebenen zueinander verschieblichen Innenflächen der Führungsgabeln ersetzt. Auch hier fällt auf, daß zum Setzen und Ziehen die kompletten Aufnahmevorrichtungen in Richtung auf die Drehantriebswelle bewegt bzw. davon entfernt werden müssen und sämtliche Teile bis auf die Klinkensperre relativ starr zueinander angeordnet sind und eine toleranzausgleichende Elastizität vermissen lassen.
Aus der DE-OS 38 19 537 ist ein Gestängemagazin anderer Art bekannt geworden, in deren Führungsgabeln der Aufnahmevorrichtungen der einzelnen Bohrstangen von Hydraulikzylindern gegen eine der Arme der Führungsgabeln gedrückt werden. Zum Nachsetzen und zum Ziehen müssen die obere und die untere Aufnahmevorrichtung komplett von einer Schubstange linear in Richtung auf die Drehantriebswelle und davon fortbewegt werden. Hierbei birgt die rein kraftschlüssige Klemmung der Bohrstangen in den Aufnahmevorrichtungen beim Undichtwerden eines der klemmenden Hydraulikzylinder in sich ein hohes Sicherheitsrisiko.
Außer den vorschriebenen linear verfahrbaren Gestängemagazinen sind noch zahlreiche rotativ in Revolverbauweise arbeitende Gestängemagazine bekannt. Nur beispielsweise sei auf die DE-AS 14 83 865 verwiesen. Derartige Gestängemagazine weisen zwar aufgrund ihrer Bauart den Vorzug einer relativ großen Bohrstangenanzahl auf relativ kleinem Raum auf. Jedoch ergeben sich bei einer Teilfüllung dieser Revolvermagazine dann Schwierigkeiten, wenn die Bohrung nicht senkrecht, sondern schräg durchgeführt werden soll. Dann weist das teilgefüllte Revolvermagazin eine Unbalance auf, die dazu führen kann, daß die aufzunehmende Bohrstange nicht präzise an der gewünschten Stelle ihrer Aufnahme stehen bleibt. Sie läuft dann trotz der vorgesehenen Klinkensteuerung und Bremseinrichtung entweder nach oder bleibt vorher stehen. Aus diesem Grunde arbeiten linear verfahrbare Gestängemagazine grundsätzlich genauer.
Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gestängemagazin der eingangs genannten Gattung zu schaffen, deren Aufnahmevorrichtungen sich einerseits durch eine relativ leichte und raumsparende Bauweise auszeichnen und andererseits nur so weit in Richtung auf die Drehantriebswelle des Bohrmotors verschoben bzw. davon entfernt werden sollen, wie zu einer sicheren Abgabe bzw. Aufnahme der Bohrstangen beim Nachsetzen bzw. Ziehen unter gleichzeitigem elastischen Ausgleich der Toleranzspiele der Bohrstangen untereinander erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsgabeln der unteren und der oberen Aufnahmevorrichtung mit glatten, geraden und parallel zueinander ausgerichteten Innenflächen versehen sind, an deren offenen, der Drehantriebswelle zugewandten Enden die Bohrstangen von je einem entsperrbaren Riegel und an ihrem entgegengesetzten Ende von je einem Gleitstück gehalten sind, welches von dem Magazinmotor über eine um mehrere Umlenkrollen geführten Kette, Seil oder Riemen in Richtung auf die Achse der Drehantriebswelle verschieblich ist. Durch diese Ausführungsform des Gestängemagazins brauchen die Aufnahmevorrichtungen nur gemäß dem Abstand aus ihrer Parkstellung in die Abgabe- bzw. Aufnahmeposition zur Drehantriebswelle verschoben werden, da das nachzusetzende Rohr über die Ketten, die Seile bzw. die Riemen sowie entlang den glatt ausgeführten Innenflächen der Führungsgabeln stets in hydraulisch elastischer und damit Toleranzen ausgleichenderweise gegen den entsperrbaren Riegel gedrückt wird. Aufgrund dieser kurzen Wege werden entsprechend kurze Verfahrzeiten sichergestellt und die Bohrstangen bereits vor ihrem Nachsetzen so weit wie möglich innerhalb der Führungsgabeln von den Gleitstükken über die Ketten, die Seile oder die Riemen in der oberen und unteren Aufnahmevorrichtung von den Magazinmotoren in Richtung auf die Drehantriebswelle verschoben.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bestehen die Riegel jeweils aus einem hydraulisch betätigbaren Verriegelungsbolzen, die mit einem kegeligen Vorsprung das jeweils offene Ende der Führungsgabeln wahlweise für die Sperrung der Bohrstangen verengen oder für deren Durchschub freigeben. Diese Verriegelungsbolzen stehen außerdem unter Wirkung einer ihre sperrende Stellung sichernden, mechanischen Feder.
Die obere und die untere Aufnahmevorrichtung sind vorteilhaft über je einen mit seinem einen Ende an der Lafette und mit seinem anderen Ende an der Führungsgabel angeordneten Hydraulikzylinder in Richtung auf die Drehantriebswelle und entgegengesetzt davon verschiebbar.
Hinsichtlich der erfindungsfunktionellen Zusammenwirkung der Einzelteile des neuen Gestängemagazins sind das Nachsetzen und das Ziehen einer Bohrstange voneinander zu unterscheiden.
Zum Nachsetzen einer Bohrstange sind erfindungsgemäß die beiden Aufnahmevorrichtungen von ihren Hydraulikzylindern so weit in Richtung auf die Drehantriebswelle bewegbar, bis die an den Verriegelungsbolzen anliegende Bohrstange an zwei an der Lafette mitlaufenden Führungen in Anlage gelangt, in dieser Position zur Achse der Drehantriebswelle des Bohrmotors fluchtet und mit dieser verschraubbar ist. Hiernach sind die Verriegelungsbolzen entsperrbar.
Zwischen dem Abbohren dieser nachgesetzten Bohrstange und dem Nachsetzen einer weiteren werden die Aufnahmevorrichtungen mit den darin befindlichen Bohrstangen in eine Parkstellung verschoben. Dies geschieht nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die übrigen Bohrstangen in der unteren und oberen Aufnahmevorrichtung bis zur Sperrung durch die Verriegelungsbolzen von ihren hydraulischen Motoren über die Kette, das Seil oder den Riemen von den Gleitstücken gegen die in den Führungen befindliche Bohrstange klemmbar und sodann die Aufnahmevorrichtungen von den Hydraulikzylindern um einen Bohrstangenteilungsabstand zurückfahrbar sind, bevor die Verriegelungsbolzen das offene Ende der Führungsgabeln erneut sperren. Dabei läuft sowohl der Nachsetzvorgang als auch das anschließende Sperren stets unter Wirkung einer hydraulischen Feder und damit in schonender Weise hydraulisch elastisch ab, sei es unter Wirkung der Hydraulikzylinder oder sei es unter Wirkung der hydraulisch betätigbaren Magazinmotoren.
Nach dem Sperren der offenen Enden der Führungsgabeln durch die betreffenden Verrieglungsbolzen sind die Aufnahmevorrichtungen über ihre Hydraulikzylinder von der Achse der Drehantriebswelle fort in eine Parkstellung verschiebbar.
Das Ziehen einer Bohrstange erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Aufnahmevorrichtungen zur Aufnahme einer gezogenen, an der Drehantriebswelle hängenden, vom Bohrgestänge gelösten Bohrstange von den Hydraulikzylindern aus ihrer Parkstellung in Richtung auf die Achse der Drehantriebswelle verschiebbar, die Verriegelungsbolzen kurz vor Erreichen der gezogenen Bohrstange durch einen berührungslosen Schalter zu öffnen sind und die Bohrstange entgegen der Kraft der von den Magazinmotoren, den Ketten, Seilen oder Riemen und den Gleitstücken gebildeten hydraulischen Federn in die obere und untere Aufnahmevorrichtung einschiebbar und von den Hydraulikzylindern darin klemmbar ist, bis die Verriegelungsbolzen das offene Ende der Führungsgabeln erneut sperren.
In dieser Klemmlage ist sodann die Bohrstange von der Drehantriebswelle des Bohrmotors lösbar.
Dabei ist der Steuerimpuls für die Verriegelungsbolzen vorteilhaft von berührungslosen Schaltern in Verbindung mit Schaltfahnen auslösbar.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kette, das Seil oder der Riemen zur Verschiebung des Gleitstückes und damit zur schonenden Verschiebung der Bohrstangen in den Führungsgabeln von einer in der Nähe des jeweiligen Verriegelungsbolzens auf einem Arm der Führungsgabeln angeordneten Anfangsbefestigung über zwei am Gleitstück angeordnete Umlenkrollen und von dort über eine in der Nähe des jeweiligen Verriegelungsbolzens an dem anderen Arm der Führungsgabel befindliche Umlenkrolle sowie von dort über den Magazinmotor und eine vierte, am motorseitigen Ende des Gleitstückes befestigte Umlenkrolle zu einer Endbefestigung an der Führungsgabel in der Nähe des Magazinmotors geführt. Durch diese Anordnung können die in den Führungsgabeln gleitverschieblich gehaltenen Bohrstangen nach dem Öffnen der Verriegelungsbolzen von dem Gleitstück durch Betätigung des hydraulischen Magazinmotors weich in die zur Achse der Drehantriebswelle fluchtenden Führungen beim Nachsetzen einer Bohrstange verschoben werden. Umgekehrt kann eine gezogene Bohrstange in ebenso schonender Weise entgegen den als hydraulische Federn wirkenden Hydraulikzylindern und hydraulischen Magazinmotoren in das offene Ende der Führungsgabeln eingedrückt werden, bevor die Verriegelungsbolzen ihre Sperrposition einnehmen.
Zur verwackelungsfreien Halterung der Bohrstangen in den Aufnahmevorrichtungen sind die die Gleitstücke beaufschlagenden Ketten, Seile oder Riemen an ihren Anfangs- und Endbefestigungen an einem gekonterten Schraubbolzen gehaltert und über dessen Schraublänge nachspannbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Darin zeigen:

Fig. 1 Die Seitenansicht eines Bohrgerätes mit einer Lafettenbohrmaschine,
Fig. 2 die Draufsicht auf die Lafettenbohrmaschine von Fig. 1 unter Fortlassung des Fahrzeuges,
Fig. 3 die Seitenansicht des neuen Gestängemagazins,
Fig. 4 die Draufsicht von Fig. 3,
Fig. 5 die Ansicht einer Führungsgabel einer Aufnahmevorrichtung in Bohrrichtung in ihrer Parkstellung,
Fig. 5a eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht einer Führungsgabel für Bohrstangen kleineren Durchmessers mit Teilschnittansichten,
Fig. 6 die Ansicht einer Führungsgabel einer Aufnahmevorrichtung in ihrer Arbeits- bzw. Nachsetzstellung und
Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VII von Fig. 6.

In den Figuren 1 und 2 ist ein fahrbares Bohrgerät (1) mit einer Gesteinsbohrmaschine (2) mit einer Lafette (3) und einem darauf längsverschieblichen Bohrmotor (4) mit Drehantriebswelle (5) dargestellt. Zur Verdeutlichung weiterer Einzelheiten der Gesteinsbohrmaschine (2) zeigt Fig. 2 deren Draufsicht unter Fortlassung des Fahrzeuges. Das Gestängemagazin (6) weist eine untere (7), das Gewicht der Bohrstangen (8) in einer Abstellschiene (7a) (s. Fig. 3) aufnehmende und eine obere (9) jeweils von einem hydraulisch betriebenen Magazinmotor (10) betätigbare, die Bohrstangen (8) mit je einer Führungsgabel (11) gemäß den Figuren 5 bis 6 umgreifende Aufnahmevorrichtung (7, 9) auf. Durch diese können die Bohrstangen (8) linear und synchron vor ihrem Nachsetzen und nach ihrem Ziehen in einer fluchtenden, durch die Achse (14) der Drehantriebswelle (5) verlaufenden Ebene verschoben werden.
In Fig. 3 ist die Seitenansicht des Gestängemagazins (6) in Einzelheit in einem gegenüber der Fig. 1 vergrößerten Maßstab dargestellt. Mit der Fig. 1 übereinstimmende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Das Gestängemagazin (6) wirkt zum Nachsetzen und zum Ziehen der Bohrstangen (8) mit in der Nähe der unteren und der oberen Aufnahmevorrichtung (7, 9) befindlichen sowie auf der Lafette (3) in Gleitlagern (12, 13) mit rundem Profil aus Kunststoff mitlaufenden Führungen (15, 16) zusammen, die mittels einer Kette (12a) verfahren werden. Diese Führungen (15, 16) weisen gemäß Fig. 5 eine etwa halbkreisförmige Anlagefläche (17) für die Bohrstangen (8) auf, deren Kreismittelpunkt (18) mit der Achse (14) der Drehantriebswelle (5) zusammenfällt.
Der Gegenstand der Erfindung ist am anschaulichsten aus den Figuren 4 bis 7 ersichtlich. Im Gegensatz zum stand der Technik sind die Führungsgabeln (11) der unteren und der oberen Aufnahmevorrichtung (7, 9) mit glatten, geraden und parallel zueinander ausgerichteten Innenflächen (19, 20) versehen. Die Bohrstangen (8) werden an den offenen, der Drehantriebswelle (5) zugewandten Enden (21) der Führungsgabeln (11) von je einem Verriegelungsbolzen (22) und an dem motorseitigen Ende (23) der Führungsgabeln (11) von je einem Gleitstück (24) in Klemmlage gehalten. Die Gleitstücke (24) werden von dem Magazinmotor (10) über eine um mehrere Umlenkrollen (25 bis 28) geführte Kette (29), die auch durch ein Seil oder einen Riemen ersetzt werden kann, in Richtung auf die Achse (14) der Drehantriebswelle (5) verschoben. Dabei sind die Ketten (29) zur Verschiebung der Gleitstücke (24) in den Führungsgabeln (11) der oberen und unteren Aufnahmevorrichtungen (7, 9) von einer in der Nähe des jeweiligen Verrieglungsbolzens (22) auf einem Arm (30) der Führungsgabel (11) angeordneten Anfangsbefestigung (31) (s. Fig. 5a) über zwei am Gleitstück (24) angeordnete Umlenkrollen (25, 26) und von dort über eine in der Nähe des jeweiligen Verriegelungsbolzens (22) an dem anderen Arm (32) der Führungsgabel (11) befindliche Umlenkrolle (27) sowie von dort über den Magazinmotor (10) und eine vierte, am motorseitigen Ende (23) des Gleitstückes (24) befestigte Umlenkrolle (28) zu einer Endbefestigung (33) (s. Fig. 5a) an der Führungsgabel (11) geführt. Die Ketten (29) sind an ihren Anfangs- und Endbefestigungen (31, 33) an je einem gekonterten Schraubbolzen (34, 35) gehaltert und über dessen Schraublänge nachspannbar.
Die hydraulisch betätigbaren Verriegelungsbolzen (22) sind mit einem kegeligen Vorsprung (36) versehen, um das jeweils offene Ende (21) der Führungsgabeln (11) wahlweise für die Sperrung der Bohrstangen (8) verengen oder für deren Durchschub freigeben zu können. Außerdem stehen die Verriegelungsbolzen (22), wie am anschaulichsten aus Fig. 5a hervorgeht, unter Wirkung einer ihre sperrende Stellung sichernden, mechanischen Feder (37), die aus Sicherheitsgründen vorgesehen ist und bei Ausfall oder Stillstand der Hydraulik ein Herausfallen der Bohrstangen (8) verhindern soll. Durch die kegelige Form der Vorsprünge (36) erfolgt ein tangentialer und damit schonender Eingriff mit der Außenumfangsfläche der anliegenden Bohrstange (8).
Gemäß den Figuren 5, 5a und 6 sind die obere und untere Aufnahmevorrichtung (7, 9) über je einen mit seinem einen Ende (38) an der Lafette (3) und mit seinem anderen Ende (39) an der Führungsgabel (11) angreifenden Hydraulikzylinder (40) in Richtung auf die Drehantriebswelle (5) und entgegengesetzt davon verschiebbar.
Zum Nachsetzen einer Bohrstange (8) werden die beiden Aufnahmevorrichtungen (7, 9) mit ihren Führungsgabeln (11) aus ihren Positionen gemäß den Figuren 5 und 5a von ihren Hydraulikzylindern (40) so weit in Richtung auf die Drehantriebswelle (5) verschoben, bis die an den Verriegelungsbolzen (22) anliegende Bohrstange (8) gemäß Fig. 6 an den beiden halbkreisförmigen Innenflächen (17) der Führungen (15, 16) in Anlage gelangt und in dieser Position zur Achse (14) der Drehantriebswelle (5) des Bohrmotors (4) fluchtet, da die die beiden Kreismittelpunkte (18) zwischen der oberen und unteren Führung (15, 16) verbindende Achse mit der Achse (14) der Drehantriebswelle (5) zusammenfällt. In dieser Position gemäß Fig. 6 wird die den offenen Enden (21) der Führungsgabeln (11) nächstgelegene Bohrstange (8) mit der Drehantriebswelle (5) verschraubt und hiernach die Verriegelungsbolzen (22) geöffnet.
In dieser entsperrten Position sind die übrigen Bohrstangen (8) in der unteren und oberen Aufnahmevorrichtung (7, 9) bis zur erneuten Sperrung durch die Verriegelungsbolzen (22) von ihren hydraulischen Motoren (10) über die Ketten (29) von den Gleitstücken (24) gegen die in den Führungen (15, 16) befindliche Bohrstange (8) klemmbar. Sodann fahren die Hydraulikzylinder (40) die Aufnahmevorrichtungen (7, 9) mit ihren Führungsgabeln (11) um etwa einen Bohrstangen-Teilungsabstand (41) in Richtung des Pfeiles (42) von Fig. 6 zurück, bevor die Verriegelungsbolzen (22) das noch offene Ende (21) der Führungsgabeln (11) erneut sperren können. Hiernach erfolgt über die Hydraulikzylinder (40) die weitere Verschiebung der Aufnahmevorrichtungen (7, 9) in die in den Figuren 5 und 5a dargestellte Parkstellung.
Zum Ziehen einer Bohrstange (8) wird das gezogene, nicht dargestellte Bohrgestänge durch eine Haltezange (43) gemäß Fig. 1 hydraulisch geklemmt und sodann von einer Brechzange (44) die Schraubverbindung zwischen diesem Bohrgestänge und der zu ziehenden Bohrstange (8) gebrochen. Sodann wird die an der Drehantriebswelle (5) hängende Bohrstange (8) vom Bohrmotor (4) aus dem Bohrgestänge ausgeschraubt. Hiernach bricht die Brechzange (44) auch die Schraubverbindung zwischen der Drehantriebswelle (5) und der zu ziehenden Bohrstange (8), die jedoch noch weiterhin an der gebrochenen Schraubverbindung der Drehantriebswelle (5) hängen bleibt. Danach werden die Aufnahmevorrichtungen (7, 9) aus ihrer Parkstellung gemäß den Figuren 5 und 5a in Richtung auf die Achse (14) der Drehantriebswelle (5) gemäß Fig. 6 verschoben. Kurz bevor die zu ziehende, mit der in der Führungsgabel (11) nächstgelegenen Bohrstange (8) in Anlage gelangt, geben die Verriegelungsbolzen (22) durch einen berührungslosen Schalter (45) (s. Fig. 5) das Ende (21) der Führungsgabeln (11) frei. Danach kann die gezogene Bohrstange (8) entgegen der Kraft der von den Magazinmotoren (10), den Ketten (29) und den Gleitstücken (24) gebildeten hydraulischen Federn in die Führungsgabeln (11) der oberen und unteren Aufnahmevorrichtung (7, 9) eingeschoben und von den Hydraulikzylindern (40) gegen die halbkreisförmigen Innenflächen (17) der Führungen (15, 16) so lange geklemmt werden, bis die Verriegelungsbolzen (22) das offene Ende (23) der Führungsgabeln (11) erneut sperren.
In dieser Klemmposition der gezogenen Bohrstange (8) wird diese von der Drehantriebswelle (5) des Bohrmotors durch dessen entsprechende Drehung gelöst. Nach dem Eingriff der Verriegelungsbolzen (22) werden sodann die Aufnahmevorrichtungen (7, 9) von ihren Hydraulikzylindern (40) wieder in ihre Parkstellung gemäß den Figuren 5 und 5a zurückgeschoben.
Dabei wird der Steuerimpuls für die Verriegelungsbolzen (22) vorteilhaft von berührungslosen Schaltern (45, 46, 51) ausgelöst. Dies geschieht wie folgt:

Die Führungsgabeln (11) laufen durch die Hydraulikzylinder (40) im Gleichlauf. Dabei ist für die nachfolgenden Positionen jeweils nur ein berührungsloser Schalter (45, 46, 48) vorgesehen, jedoch aus Sicherheitsgründen an jedem Verriegelungsbolzen (22) ein Schalter (51). Diese Schalter weisen ein elektronisches Schaltelement auf und arbeiten mit einer Schaltfahne (47, 49, 50) zusammen.

Zum Nachsetzen läuft das Gestängemagazin (6), wie zu den Figuren 4 bis 7 anschaulich beschrieben wurde, gemäß den Darstellungen der Figuren 5 und 5a so weit in Richtung der linken Bildhälfte, bis die an den Verriegelungsbolzen (22) anliegende Bohrstange (8) an den beiden halbkreisförmigen Innenflächen (17) der Führungen (15, 16) in Anlage gelangt. Damit in dieser Position ein Festklemmen sichergestellt ist, laufen die Führungsgabeln (11) unter Rückwirkung auf die hydraulischen Federn noch etwas weiter in Richtung auf die Achse (14) der Drehantriebswelle (5) nach links, bis eine Schaltfahne (47) den Schaltpunkt des Näherungsschalters (46) erreicht hat. Im Verlauf dieser Bewegung wird auch der Schalter (45) durch eine Schaltfahne (49) überfahren, die eine dem Durchmesser einer Bohrstange (8) entsprechende Länge aufweist. Wenn die nachzusetzende Bohrstange (8) in den Anlageflächen (17) der Führungen (15, 16) anliegt, wird über den Schalter (46) der nicht dargestellte Zylinder für den Verriegelungsbolzen (22) eingeschaltet, bis der Schalter (51) die Offenstellung des Verriegelungsbolzens (22) anzeigt. Daraufhin wird vom Führerhaus des Bohrgerätes (1) aus das Gestängemagazin (6) von den Hydraulikzylindern (40) mit den Führungsgabeln (11) um etwa einen Bohrstangen-Teilungsabschnitt (41) in Richtung des Pfeiles (42) von Fig. 6 so weit zurückgefahren, bis der Schalter (45) nicht mehr von der breiten Schaltfahne (49) bedeckt ist und dadurch ein Signal für die Schließung des Verriegelungsbolzens (22) ausgelöst wird. Die Schließstellung des Verriegelungsbolzens (22) wird wiederum über den Schalter (51) gemeldet. Danach fährt das Gestängemagazin (6) automatisch in die in den Figuren 5 und 5a dargestellte Parkstellung.
Zum Ziehen der Bohrstangen (8) wird das Gestängemagazin (6) mit seinen Führungsgabeln (11) aus der in den Figuren 5 und 5a dargestellten Parkposition so weit nach links verschoben, bis der Schalter (45) von der Schaltfahne (49) erreicht wird. Dadurch öffnet sich steuerungsgemäß der Verriegelungsbolzen (22) über den das "Offen-Signal" gebenden Schalter (51). Sodann erfolgt automatisch eine weitere Verschiebung nach links bis in die Endstellung des Gestängemagazins (6), welche durch ein Signal des Schalters (46) signalisiert wird. Danach erfolgt die Betätigung der Verriegelungsbolzen (22) in Richtung "Schließen" und einer erneuten Meldung der Endlage durch den Schalter (51). Die Funktion des Schalters (48) beruht in der Verminderung des Druckes für den Vorschub.

Bezugszeichenliste:

Bohrgerät
1
Gesteinsbohrmaschine
2
Lafette
3
Bohrmotor
4
Drehantriebswelle
5
Gestängemagazin
6
Aufnahmevorrichtungen
7, 9
Abstellschiene
7a
Bohrstangen
8
Magazinmotor
10
Führungsgabel
11
Gleitlager
12, 13
Kette
12a, 29
Achse
14
Führungen
15, 16
Anlagefläche der Führungen 15, 16
17
Kreismittelpunkt
18
Innenflächen der Führungsgabeln 11
19,20
offenes Ende der Führungsgabeln 11
21
Verriegelungsbolzen
22
motorseitiges Ende der Führungsgabeln 11 23
Gleitstück
24
Umlenkrollen
25 bis 28
Arme der Führungsgabeln 11
30, 32
Anfangsbefestigung
31
Endbefestigung
33
Schraubbolzen
34, 35
kegeliger Vorsprung der Verriegelungsbolzen 22 36
mechanische Feder
37
Enden des Hydraulikzylinders 40
38, 39
Hydraulikzylinder
40
Bohrstangen-Teilungsabstand
41
Pfeil
42
Haltezange
43
Brechzange
44
berührungsloser Schalter
45, 46, 48, 51
Schaltfahnen
47, 49, 50

Claims

1. Gestängemagazin zur Aufnahme mehrerer Bohrstangen einer Gesteinsbohrmaschine mit einer Lafette und einem darauf längsverschieblichen Bohrmotor mit Drehantriebswelle, welches je eine untere, das Gewicht der Bohrstangen aufnehmende und eine obere, von einem hydraulisch betriebenen Magazinmotor betätigbare, die Bohrstangen mit je einer Führungsgabel umgreifende Aufnahmevorrichtung zur linearen und synchronen Verschiebung der Bohrstangen vor ihrem Nachsetzen und nach ihrem Ziehen in einer fluchtenden, durch die Achse der Drehantriebswelle verlaufenden Ebene aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsgabeln (11) der unteren und der oberen Aufnahmevorrichtung (7, 9) mit glatten, geraden und parallel zueinander ausgerichteten Innenflächen (19, 29) versehen sind, an deren offenen, der Drehantriebswelle (5) zugewandten Enden (21) die Bohrstangen (8) von je einem entsperrbaren Riegel (22) und an ihrem entgegengesetzten Ende (23) von je einem Gleitstück (24) gehalten sind, welches von dem Magazinmotor (10) über eine um mehrere Umlenkrollen (25-28) geführten Kette (29), Seil oder Riemen in Richtung auf die Achse (14) der Drehantriebswelle (5) verschieblich ist.

2. Gestängemagazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegel (22) jeweils aus einem hydraulisch betätigbaren Verriegelungsbolzen bestehen, die mit einem kegeligen Vorsprung (36) das jeweils offene Ende (21) der Führungsgabeln (11) wahlweise für die Sperrung der Bohrstangen (8) verengen oder für deren Durchschub freigeben.

3. Gestängemagazin nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsbolzen (22) unter Wirkung einer ihre sperrende Stellung sichernden, mechanischen Feder (37) stehen.

4. Gestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und untere Aufnahmevorrichtung (7, 9) über je einen mit seinem einen Ende (38) an der Lafette (3) und mit seinem anderen Ende (39) an der Führungsgabel (11) angeordneten Hydraulikzylinder (40) in Richtung auf die Drehantriebswelle (5) und entgegengesetzt davon verschiebbar sind.

5. Gestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Nachsetzen einer Bohrstange (8) die beiden Aufnahmevorrichtungen (7, 9) von ihren Hydraulikzylindern (40) so weit in Richtung auf die Drehantriebswelle (5) bewegbar sind, bis die an den Verriegelungsbolzen (22) anliegende Bohrstange (8) an zwei Führungen (15, 16) in Anlage gelangt, in dieser Position zur Drehantriebswelle (5) des Bohrmotors (4) fluchtet und mit dieser verschraubbar ist sowie hiernach die Verriegelungsbolzen (22) entsperrbar sind.

6. Gestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Bohrstangen (8) in der unteren und oberen Aufnahmevorrichtung (7, 9) bis zur Sperrung durch die Verriegelungsbolzen (22) von ihren hydraulischen Motoren (10) über die Kette (29), das Seil oder den Riemen von den Gleitstücken (24) gegen die in den Führungen (15, 16) befindliche Bohrstange (8) klemmbar und sodann die Aufnahmevorrichtungen (7, 9) von den Hydraulikzylindern (40) um einen Bohrstangen-Teilungsabstand (41) zurückfahrbar sind, bevor die Verriegelungsbolzen (22) das offene Ende (21) der Führungsgabeln (11) erneut sperren.

7. Gestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Sperren der offenen Enden (21) der Führungsgabeln (11) durch die betreffenden Verriegelungsbolzen (22) die Aufnahmevorrichtungen (7, 9) über ihre Hydraulikzylinder (40) von der Achse (14) der Drehantriebswelle (5) fort in eine Parkstellung verschiebbar sind.

8. Gestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtungen (7, 9) zur Aufnahme einer gezogenen, an der Drehantriebswelle (5) hängenden, vom Bohrgestänge gelösten Bohrstange (8) von den Hydraulikzylindern (40) aus ihrer Parkstellung in Richtung auf die Achse (14) der Drehantriebswelle (5) verschiebbar, die Verriegelungsbolzen (22) kurz vor Erreichen der gezogenen Bohrstange (8) durch einen berührungslosen Schalter (45) zu öffnen sind und die Bohrstange (8) entgegen der Kraft der von den Magazinmotoren (10), den Ketten (29), Seilen oder Riemen und den Gleitstücken (24) gebildeten hydraulischen Federn in die obere und untere Aufnahmevorrichtung (7, 9) einschiebbar und von den Hydraulikzylindern (40) darin klemmbar ist, bis die Verriegelungsbolzen (22) das offene Ende (21) der Führungsgabeln (11) erneut sperren.

9. Gestängemagazin nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Klemmlage die Bohrstange (8) von der Drehantriebswelle (5) des Bohrmotors (4) lösbar ist.

10. Gestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerimpuls für die Verriegelungsbolzen (22) von berührungslosen Schaltern (45, 46, 51) in Verbindung mit Schaltfahnen (47, 49) auslösbar ist.

11. Gestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Eingriff der Verriegelungsbolzen (22) die Aufnahmevorrichtungen (7, 9) von ihren Hydraulikzylindern (40) in ihre Parkstellung verschiebbar sind.

12. Gestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten (29), die Seile oder die Riemen zur Verschiebung der Gleitstücke (24) in den Führungsgabeln (11) von einer in der Nähe des jeweiligen Verriegelungsbolzens (22) auf einem Arm (30) der Führungsgabeln (11) angeordneten Anfangsbefestigung (31) über zwei am Gleitstück (24) angeordnete Umlenkrollen (25, 26) und von dort über eine in der Nähe des jeweiligen Verriegelungsbolzens (22) an dem anderen Arm (32) der Führungsgabel (11) befindliche Umlenkrolle (27) sowie von dort über den Magazinmotor (10) und eine vierte, am motorseitigen Ende (23) des Gleitstückes (24) befestigte Umlenkrolle (28) zu einer Endbefestigung (33) an der Führungsgabel (11) geführt sind.

13. Gestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ketten (29), die Seile oder die Riemen an ihren Anfangs- und Endbefestigungen (31, 33) an je einem gekonterten Schraubbolzen (34, 35) gehaltert und über dessen Schraublänge nachspannbar sind.