EP2218828A1 - Mastkopf - Google Patents

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EP2218828A1
EP2218828A1 EP09002136A EP09002136A EP2218828A1 EP 2218828 A1 EP2218828 A1 EP 2218828A1 EP 09002136 A EP09002136 A EP 09002136A EP 09002136 A EP09002136 A EP 09002136A EP 2218828 A1 EP2218828 A1 EP 2218828A1
Authority
EP
European Patent Office
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mast
boom
mast head
head according
carriage
Prior art date
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Application number
EP09002136A
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English (en)
French (fr)
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EP2218828B1 (de
Inventor
Martin Lanzl
Christian Miehling
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
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Priority to AT09002136T priority patent/ATE554232T1/de
Priority to ES09002136T priority patent/ES2383477T3/es
Priority to BRPI1000350-9A priority patent/BRPI1000350A2/pt
Priority to CN2010101147791A priority patent/CN101806064B/zh
Publication of EP2218828A1 publication Critical patent/EP2218828A1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
    • E02D7/06—Power-driven drivers
    • E02D7/14—Components for drivers inasmuch as not specially for a specific driver construction
    • E02D7/16—Scaffolds or supports for drivers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts

Definitions

  • the invention relates to a mast head for a mast, which is provided with a guide profile for guiding a carriage along the mast, with a boom, on which a deflection device for a supporting cable is mounted, and the boom is adjustable in position, according to the preamble of Patent claim 1.
  • Such masts are used in construction and drilling equipment for civil engineering, such as from the EP 1 655 415 A1 or the DE 101 23 403 B4 is known.
  • the adjustability of the mast head is used in particular to adjust the cross-mast head in operation in a retracted position for transporting the device.
  • the transverse mast head When using drills with such masts, along which a carriage is moved with a drill drive, the transverse mast head usually limits the length of the drill pipe used and thus a drilling depth. In certain cases, however, it is desirable to bring down wells with the drill even in greater depths, which exceed in particular the length of the mast. In such a case, it is common to disassemble the mast head and attach a mast extension to the top of the mast. This assembly is associated with a considerable amount of time and effort.
  • the invention has for its object to provide a mast head, which allows a simplified conversion when using a mast extension.
  • the mast head according to the invention is characterized in that on the boom a connection device for attaching a mast extension is provided and that the boom is adjustable in a connection position in which the boom is directed for attaching the mast extension along the mast.
  • a basic idea of the invention is thus to no longer disassemble the mast head when necessary use of a mast extension. Rather, the mast head is designed so that it is adjustable or pivotable in a connection position in which the boom is directed along the mast and this extended so that a mast extension can be attached to the boom.
  • the mast can be constructed in one or more parts.
  • guide rails and / or guide grooves are arranged along the mast, in which corresponding guide elements engage the carriage. In this way, a longitudinal displacement of the carriage along the mast is achieved.
  • the boom is adjustable according to the invention, so that it can be changed in principle by assembly operations in position. It is particularly preferred according to the invention that the boom is pivotally mounted on a base which is connectable to an upper end of the mast. Between boom and base is thus a pivot bearing, in particular a pivot pin, so that the boom can be brought from its transverse normal operating position in the longitudinal connection position. In the connection position, the boom represents a continuation of the mast and is in particular rectified to the mast.
  • a particularly expedient embodiment according to the invention is that the boom is provided with a guide profile.
  • the guide profile is formed according to the guide profile of the mast, so that the carriage from the mast run on the boom and preferably can drive to the mast extension, if this also has the profile.
  • the extension of the mast may be sufficient solely by the longitudinal boom, so that no additional mast extension must be mounted on the boom.
  • the mast extension is not the slide but for example only a torque arm or a so-called concreting head guided movably.
  • the mast extension can be constructed like the mast or designed as a lattice mast or lightweight boom.
  • the deflection device has at least one deflection roller in a front region of the arm, which is directed towards the carriage.
  • the deflecting roller projecting in particular towards the front side is arranged overall in such a way that it can in principle be overrun by the carriage.
  • an adjusting device is provided with a lever mechanism and at least one actuator for adjusting the boom.
  • actuator can in principle a hydraulic cylinder, a pneumatic cylinder or a rotary drive can be used.
  • the lever mechanism comprises an articulated lever mechanism with a plurality of legs, of which at least one leg can be removed.
  • the mast head can be adjusted within a large adjustment range.
  • various drill diameters of the mast head can be adjusted so that the deflection of the supporting cable corresponding to the necessary drilling tool more or less protrudes from the mast.
  • a deflection device for a feed cable of the carriage is provided on the base.
  • the deflection device comprises one or more deflection rollers with which one or more cables are guided either along the mast directly to the carriage or via a lower cable deflection at the lower end of the mast in order to generate a displacement movement of the carriage along the mast via a rear winch drive.
  • the boom is pivotable in a rearward transport position. In such a transport position, in which usually the mast is pivoted in an approximately horizontal position on the carrier, so a position of the boom can be achieved, in which the boom does not increase the transport dimensions.
  • a side arm is arranged on the base.
  • a side boom may perform a crane function for lifting drill pipe elements.
  • the side arm usually has a deflection roller and a corresponding additional supporting cable, which is driven by a rear winch.
  • the side arm has a main part and a pivot part, which is pivotally mounted on the main part.
  • the pivoting can be done by hand or by a separate adjusting mechanism. When not using the side arm, it can be pivoted to a rest position.
  • the invention comprises not only the mast head, but a total mast arrangement with a mast and a mast head arranged at the upper end of the mast, which is designed according to the invention.
  • each mast head and mast assembly according to the invention is included.
  • the invention comprises a mast head and a mast assembly on a building or drilling rig.
  • Fig. 8 the basic structure of a drill 100 with a mast head 20 according to the invention explained.
  • a mast 110 is pivotally supported by a holding device 150 by holding struts 141 and hydraulic cylinder 160 on a carrier vehicle 143 with chains.
  • a holding device 150 by holding struts 141 and hydraulic cylinder 160 on a carrier vehicle 143 with chains.
  • At an upper end of the mast 110 of the mast head 20 is supported, which in Fig. 8 is shown in a slightly transversely directed to the mast 110 working position.
  • the mast head 20 includes a fixed to the mast 110 base 24 on which a boom 22 is pivotally mounted via a pivot joint 26.
  • On the boom 22 a plurality of deflection rollers are provided as a deflection device 40 for a supporting cable 112.
  • a drill string 116 can be raised or lowered with a drilling tool 119.
  • a winch device 135 is provided on the carrier vehicle 143.
  • a drive device 115 for the drill pipe 116 is furthermore arranged via a carriage 114.
  • the carriage 114 is movably guided along a guide at a front side of the mast 110 in a longitudinal direction.
  • a drilling tool 119 is a worm drill.
  • a top cable 109 and a bottom cable 108 are provided, which can be actuated by a cable winch device 131 on the mast 110.
  • the cable winch device 131 forms the feed drive for the carriage 114.
  • the upper cable 109 runs in the region of the mast head 120 arranged upper roller to the carriage 114.
  • the lower cable 108 is connected via an intermediate roller and a lower roller at the lower part of the mast 110 with the carriage 114 so as to move the carriage 114 down.
  • a guide profile 113 is formed, along which the carriage 114 is guided.
  • the mast 110 can be pivoted by the hydraulic cylinder 160 from the vertical to an approximately horizontal transport position.
  • FIGS. 1 and 2 an inventive mast head 20 is shown in more detail.
  • the mast head 20 comprises a plate-shaped base 24, which can be fastened via a connecting device 36 provided with connecting bores via threaded bolts at the upper end of the mast.
  • a bar-shaped boom 22 is pivotally mounted on the base 24 via a pivot joint 26.
  • lateral guide rails 27 are formed.
  • a guide profile 12 is formed, which corresponds to the guide profile 113 on the mast 110.
  • a connection device 30 is arranged for attaching a mast extension, not shown, which includes support brackets 32 with horizontal through holes for a bolt lock and a support plate 34 with centering and connection holes.
  • a first guide roller 42 is rotatably mounted on a projecting bearing block 44 as part of a deflection device 40, so as to guide the support cable, not shown, to the drill string.
  • the deflection device 40 comprises a further rear deflection roller 58, which is rotatably mounted on a connecting block 51 of the base 24.
  • the boom 22 can be pivoted about a pivoting device 50 about the pivot joint 26 with its horizontal pivot axis.
  • the pivoting device 50 comprises a first leg 54 which is connected to the base 24 via the connecting block 51 and which is pivotably mounted on the connecting block 51. To form a toggle mechanism, the first leg 54 is articulated via a second leg 56 via corresponding pivot joints at the rear of the boom 22.
  • the second leg 56 is removable and replaceable by removing the respective pivot pins at the two ends of the second leg 56.
  • To effect the pivotal movement is as a hydraulic cylinder trained actuator 52 is provided, which is connected on the one hand to the base 24 and on the other hand to the first leg 54.
  • a side arm 80 is arranged with a firmly connected main part 82.
  • a bar-shaped pivot member 84 is mounted on the main part 82 Agenkbar by about 180 °.
  • the main part 82 and the pivoting part 84 each have guide rollers 85, 86, over which a working cable can be guided and actuated by a not-shown winch.
  • the pivoting part 84 is folded out into the operating position, so that with the side arm 80 about a drill pipe can be raised and operated.
  • Fig. 2 shows the side view of the mast head 20 in the position of Fig. 1 , It can be seen in particular that the first leg 54 and the second leg 56 are rectified and thus allow a direct flow of force from the boom 22 in the connecting block 51 of the base 24, wherein the second leg 56 is articulated in an upper mounting eyelet 61. Via a roller 46 in a bearing plate 48 on the base 24, the upper cable, not shown, is guided for the feed drive of the carriage.
  • the outer guide roller 42 can be moved closer to the mast, so that the total boom 22 in a steeper position according to Fig. 3 can be brought.
  • the second leg 56 is removed and replaced by a shorter spare leg 56a. In this way, a stable support of the boom 22 is achieved in the steeper operating position by the thus modified adjusting device 50 further.
  • a cable entry guide 86 is arranged below the discharge roller 85. It can also be seen that the pivoting part 84 can be actuated by means of a pivoting cylinder 87 mounted on the main part 82.
  • the mast head according to the invention is shown in a further operating position, namely the so-called connection position.
  • the second leg 56 is completely removed at the pivoting device 50.
  • the first leg 54 is attached directly to a lower attachment eye 60 at the back of the boom 22.
  • the lower attachment eye 60 and the upper attachment eye 61 are on formed a common bearing plate.
  • the boom 22 is aligned parallel to the mast, so that a guide slide from the mast on the guide section 12 of the boom 22 can run.
  • corresponding guide claws embrace the guide rails 27.
  • a part of the feed device 70 can be seen, which has a plurality of deflection rollers 72 which are rotatably mounted in corresponding bearing blocks on the base 24 of the mast head 20. About this pulleys 72 corresponding feed ropes are guided in a known manner, which move the carriage along the mast via appropriate winches.
  • the connection device 30 can be seen, with which a mast extension not shown with a corresponding profile on the boom 22 can be placed and secured.
  • the mast extension can have the same guide profile 12 as the mast and the mast boom 22, so that when using a corresponding additional feed device, the carriage can be moved over the boom 22 to the mast extension.
  • the mast head 20 From the 6 and 7 the mast head 20 according to the invention can be seen in the transport position.
  • the mast head 20 is in accordance with the pivot lever assembly Fig. 3 shown, so with a shorter second pivot lever 56a.
  • the actuator 52 By actuating the actuator 52, namely extension of the actuating cylinder, the first pivot lever 54 is pushed upwards, wherein the rectilinear linkage abuts in the region of the knee joint 57.
  • the boom 22 is pressed against the base 24 in the illustrated rearward position. In this case, the boom 22 comes so far into a reserve that the front guide roller 42 does not protrude in this position, or not substantially beyond the front end of the base 24.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mastkopf für einen Mast, der mit einem Führungsprofil zum Führen eines Schlittens entlang des Mastes versehen ist. Der Mastkopf umfasst einen Ausleger, an welchem eine Umlenkeinrichtung für ein Tragseil angeordnet ist, und der Ausleger in seiner Position verschwenkbar ist. Zum Anbringen einer Mastverlängerung ist an dem Ausleger eine Anschlusseinrichtung vorgesehen. Der Ausleger ist in eine Anschlussposition verstellbar, in welcher der Ausleger zum Anbringen der Mastverlängerung längs zum Mast gerichtet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Mastkopf für einen Mast, der mit einem Führungsprofil zum Führen eines Schlittens entlang des Mastes versehen ist, mit einem Ausleger, an welchem eine Umlenkeinrichtung für ein Tragseil gelagert ist, und der Ausleger in seiner Position verstellbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Derartige Masten werden an Bau- und Bohrgeräten für den Tiefbau eingesetzt, wie etwa aus der EP 1 655 415 A1 oder der DE 101 23 403 B4 bekannt ist. Bei diesen bekannten Geräten dient die Verstellbarkeit des Mastkopfes insbesondere dazu, den im Betrieb quergerichteten Mastkopf in eine rückgezogene Position zum Transport des Gerätes zu verstellen.
  • Beim Einsatz von Bohrgeräten mit solchen Masten, entlang welchem ein Schlitten mit einem Bohrantrieb verfahren wird, begrenzt der quergerichtete Mastkopf in der Regel die Länge des einsetzbaren Bohrgestänges und damit eine Bohrtiefe. In bestimmten Fällen ist es jedoch erwünscht, mit dem Bohrgerät auch Bohrungen bis in größeren Tiefen niederzubringen, welche insbesondere die Länge des Mastes übersteigen. In einem solchen Fall ist es üblich, den Mastkopf zu demontieren und eine Mastverlängerung am oberen Ende des Mastes anzubringen. Diese Montage ist mit einem erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mastkopf anzugeben, welcher einen vereinfachten Umbau bei Verwendung einer Mastverlängerung ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Mastkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Der erfindungsgemäße Mastkopf ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausleger eine Anschlusseinrichtung zum Anbringen einer Mastverlängerung vorgesehen ist und dass der Ausleger in einer Anschlussposition verstellbar ist, in welcher der Ausleger zum Anbringen der Mastverlängerung längs zum Mast gerichtet ist.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, bei einer notwendigen Verwendung einer Mastverlängerung den Mastkopf nicht mehr zu demontieren. Vielmehr ist der Mastkopf so ausgebildet, dass er in eine Anschlussposition verstellbar oder verschwenkbar ist, in welcher der Ausleger längs des Mastes gerichtet ist und diesen so verlängert, dass eine Mastverlängerung am Ausleger befestigt werden kann.
  • Der Mast kann ein- oder mehrteilig aufgebaut sein. Zum Führen eines Schlittens, welcher insbesondere eine Antriebseinheit trägt, sind entlang des Mastes Führungsleisten und/oder Führungsnuten angeordnet, in welche entsprechende Führungselemente am Schlitten eingreifen. Auf diese Weise wird eine Längsverschiebbarkeit des Schlittens entlang des Mastes erreicht.
  • Der Ausleger ist erfindungsgemäß verstellbar, so dass dieser grundsätzlich durch Montagevorgänge in seiner Position verändert werden kann. Besonders bevorzugt ist es nach der Erfindung, dass der Ausleger verschwenkbar an einer Basis gelagert ist, die mit einem oberen Ende des Mastes verbindbar ist. Zwischen Ausleger und Basis befindet sich somit ein Schwenklager, insbesondere ein Schwenkbolzen, so dass der Ausleger aus seiner quergerichteten normalen Betriebsposition in die längsgerichtete Anschlussposition bringbar ist. In der Anschlussposition stellt der Ausleger eine Fortsetzung des Mastes dar und ist insbesondere gleichgerichtet zum Mast.
  • Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform besteht erfindungsgemäß darin, dass der Ausleger mit einem Führungsprofil versehen ist. Bevorzugt ist das Führungsprofil entsprechend dem Führungsprofil des Mastes ausgebildet, so dass der Schlitten vom Mast auf den Ausleger laufen und bevorzugt auch bis auf die Mastverlängerung fahren kann, wenn diese ebenfalls das Profil aufweist. In Einzelfällen kann die Verlängerung des Mastes allein durch den längsgerichteten Ausleger ausreichend sein, so dass keine zusätzliche Mastverlängerung auf dem Ausleger montiert werden muss.
  • Grundsätzlich ist es auch möglich, dass ein anderes Führungsprofil am Ausleger vorgesehen ist. An der Mastverlängerung wird somit nicht der Schlitten sondern beispielsweise nur eine Drehmomentstütze oder ein sogenannter Betonierkopf verfahrbar geführt. Die Mastverlängerung kann wie der Mast aufgebaut oder als Gittermast oder Leichtbaumast ausgebildet sein.
  • Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Umlenkeinrichtung mindestens eine Umlenkrolle in einem Vorderbereich des Auslegers aufweist, welcher zum Schlitten gerichtet ist. Die insbesondere zur Vorderseite hin vorstehende Umlenkrolle ist insgesamt so angeordnet, dass diese grundsätzlich von dem Schlitten überlaufen werden kann.
  • Ein besonders effizienter Umbau des Mastkopfes wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine Stelleinrichtung mit einem Hebelmechanismus und mindestens einem Stellantrieb zum Verstellen des Auslegers vorgesehen ist. Auf diese Weise kann der Mastkopf automatisch oder teilautomatisch in seiner Position verstellt werden. Als Stellantrieb kann grundsätzlich ein Hydraulikzylinder, ein Pneumatikzylinder oder ein Drehantrieb verwendet werden.
  • Eine besonders gute Verstellbarkeit bei hoher Stabilität wird erfindungsgemäß dadurch bewirkt, dass der Hebelmechanismus einen Knickhebelmechanismus mit mehreren Schenkeln umfasst, von denen mindestens ein Schenkel ausbaubar ist. Hierdurch können verschiedene Betriebspositionen des Mastkopfes in einem großen Verstellbereich eingestellt werden. So kann zur Einstellung verschiedener Bohrdurchmesser der Mastkopf so verstellt werden, dass die Umlenkeinrichtung für das Tragseil entsprechend dem notwendigen Bohrwerkzeug mehr oder weniger weit gegenüber dem Mast vorragt.
  • Weiter ist es erfindungsgemäß, dass an der Basis eine Umlenkeinrichtung für ein Vorschubseil des Schlittens vorgesehen ist. Die Umlenkeinrichtung umfasst insbesondere ein oder mehrere Umlenkrollen, mit welchen ein oder mehrere Seile entlang des Mastes entweder unmittelbar zum Schlitten oder über eine untere Seilumlenkung am unteren Ende des Mastes geführt werden, um über einen rückwärtigen Windenantrieb eine Verstellbewegung des Schlittens entlang des Mastes zu erzeugen. Auch bei einer Masterlängerung kann so der Schlitten zumindest bis zur Umlenkeinrichtung der Basis verschoben werden, während die Mastverlängerung in diesem Falle nicht zum Verfahren des Schlittens sondern zur Aufnahme etwa einer Drehmomentabstützung dienen kann.
  • Neben dem Verschwenken des Auslegers aus mindestens einer quer zum Mast gerichteten Betriebsposition in eine längsgerichtete Anschlussposition ist es weiterhin erfindungsgemäß vorteilhaft, dass der Ausleger in eine rückwärtige Transportposition verschwenkbar ist. Bei einer derartigen Transportposition, bei welcher in der Regel der Mast in einer etwa horizontalen Position am Trägergerät verschwenkt ist, kann so eine Position des Auslegers erreicht werden, in welcher der Ausleger die Transportabmessungen nicht erhöht.
  • Der Nutzzweck des erfindungsgemäßen Mastkopfes wird noch dadurch verbessert, dass an der Basis ein Seitenausleger angeordnet ist. Ein Seitenausleger kann beispielsweise eine Kranfunktion zum Heben von Bohrgestängeelementen erfüllen. Hierzu weist der Seitenausleger üblicherweise eine Umlenkrolle und ein entsprechendes zusätzliches Tragseil auf, welches von einer rückwärtigen Winde angetrieben wird.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass der Seitenausleger ein Hauptteil und ein Schwenkteil aufweist, welches am Hauptteil verschwenkbar gelagert ist. Das Verschwenken kann von Hand oder durch einen separaten Stellmechanismus erfolgen. Bei Nichtverwendung des Seitenauslegers kann dieser in eine Ruheposition verschwenkt werden.
  • Die Erfindung umfasst nicht nur den Mastkopf, sondern insgesamt eine Mastanordnung mit einem Mast und einem am oberen Ende des Mastes angeordneten Mastkopf, welcher erfindungsgemäß ausgebildet ist.
  • Unabhängig von der Verwendungsart ist jeder Mastkopf und jede Mastanordnung gemäß der Erfindung umfasst. Insbesondere umfasst die Erfindung einen Mastkopf und eine Mastanordnung an einem Bau- oder Bohrgerät.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mastkopfes;
    Fig. 2
    eine Seitenansicht des Mastkopfes von Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht des Mastkopfes mit veränderter Stellung des Auslegers;
    Fig. 4
    eine weitere Seitenansicht des Mastkopfes in der Anschlussposition;
    Fig. 5
    eine perspektivische Ansicht des Mastkopfes in der Position von Fig. 4 in verkleinertem Maßstab;
    Fig. 6
    eine Seitenansicht des Mastkopfes in einem Transportzustand;
    Fig. 7
    eine perspektivische Ansicht des Mastkopfes in der Stellung von Fig. 6; und
    Fig. 8
    eine schematische Seitenansicht eines Bohrgerätes mit einem erfindungsgemäßen Mastkopf.
  • Zunächst wird im Zusammenhang mit Fig. 8 der grundsätzliche Aufbau eines Bohrgerätes 100 mit einem erfindungsgemäßen Mastkopf 20 erläutert.
  • Bei dem Bohrgerät 100 ist ein Mast 110 über eine Halteeinrichtung 150 durch Haltestreben 141 und Hydraulikzylinder 160 verschwenkbar auf einem Trägerfahrzeug 143 mit Ketten gelagert. An einem oberen Ende des Mastes 110 ist der Mastkopf 20 gehaltert, der in Fig. 8 in einer etwas quer zum Mast 110 gerichteten Arbeitsposition gezeigt ist. Der Mastkopf 20 umfasst eine mit dem Mast 110 fest verbundene Basis 24 auf, an welchem ein Ausleger 22 über ein Schwenkgelenk 26 verschwenkbar gelagert ist. An dem Ausleger 22 sind mehrere Umlenkrollen als Umlenkeinrichtung 40 für ein Tragseil 112 vorgesehen.
  • Mit Hilfe des Tragseiles 112 kann ein Bohrgestänge 116 mit einem Bohrwerkzeug 119 angehoben oder abgesenkt werden. Zur Betätigung des Tragseiles 112 ist eine Windenvorrichtung 135 am Trägerfahrzeug 143 vorgesehen. Am Mast 110 ist weiterhin über einen Schlitten 114 eine Antriebseinrichtung 115 für das Bohrgestänge 116 angeordnet. Der Schlitten 114 ist entlang einer Führung an einer Vorderseite des Mastes 110 in einer Längsrichtung beweglich geführt. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel eines Bohrwerkzeuges 119 handelt es sich um einen Schneckenbohrer.
  • Zum Verschieben des Schlittens 114 sind ein Oberseil 109 und ein Unterseil 108 vorgesehen, welche durch eine Seilwindeneinrichtung 131 am Mast 110 betätigbar sind. Die Seilwindeneinrichtung 131 bildet den Vorschubantrieb für den Schlitten 114.
  • Das Oberseil 109 läuft eine im Bereich des Mastkopfes 120 angeordnete Oberrolle zum Schlitten 114. In ähnlicher Weise ist das Unterseil 108 über eine Zwischenrolle und eine Unterrolle am unteren Teil des Mastes 110 mit dem Schlitten 114 verbunden, um so den Schlitten 114 nach unten zu bewegen. An der Vorderseite des Mastes 110 ist ein Führungsprofil 113 ausgebildet, entlang welchem der Schlitten 114 geführt wird. Der Mast 110 kann mittels der Hydraulikzylinder 160 aus der Vertikalen bis zu einer etwa horizontalen Transportposition verschwenkt werden.
  • In den Figuren 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Mastkopf 20 näher dargestellt.
  • Der erfindungsgemäße Mastkopf 20 umfasst eine plattenförmige Basis 24, welche über eine mit Anschlussbohrungen versehene Verbindungseinrichtung 36 über Schraubbolzen am oberen Ende des Mastes befestigt werden kann. Über ein Schwenkgelenk 26 ist ein balkenförmiger Ausleger 22 verschwenkbar an der Basis 24 gelagert. Im Bereich der Vorderseite 23 des Auslegers 22 sind seitliche Führungsleisten 27 ausgebildet. Hierdurch wird ein Führungsprofil 12 gebildet, welches dem Führungsprofil 113 an dem Mast 110 entspricht. Führungspratzen einer Schlittenführung umgreifen die Führungsleisten 27, wobei die Führungspratzen in die Nut 28 ragen, welche zwischen den Führungsleisten 27 und hinteren Versteifungsleisten 29 gebildet sind. An der Oberseite des Auslegers 22 ist zum Anbringen einer nicht dargestellten Mastverlängerung eine Anschlusseinrichtung 30 angeordnet, welche Halteböcke 32 mit horizontalen Durchgangsbohrungen für eine Bolzenverriegelung sowie eine Auflageplatte 34 mit Zentrier- und Anschlussbohrungen umfasst.
  • Auf der Vorderseite 23 des Auslegers 22 ist als Teil einer Umlenkeinrichtung 40 eine erste Umlenkrolle 42 an einem vorstehenden Lagerbock 44 drehbar gelagert, um so das nicht dargestellte Tragseil zum Bohrgestänge zu führen. Die Umlenkeinrichtung 40 umfasst eine weitere hintere Umlenkrolle 58, welche drehbar an einem Verbindungsblock 51 der Basis 24 gelagert ist. Der Ausleger 22 kann über eine Schwenkeinrichtung 50 um das Schwenkgelenk 26 mit seiner horizontalen Schwenkachse verschwenkt werden. Die Schwenkeinrichtung 50 umfasst einen über den Verbindungsblock 51 mit der Basis 24 verbundenen ersten Schenkel 54 auf, welcher an dem Verbindungsblock 51 schwenkbar gelagert ist. Zum Bilden eines Kniehebelmechanismus ist der erste Schenkel 54 über einen zweiten Schenkel 56 über entsprechende Schwenkgelenke am hinteren Bereich des Auslegers 22 angelenkt. Der zweite Schenkel 56 ist ausbau- und auswechselbar, indem die jeweiligen Schwenkbolzen an den beiden Enden des zweiten Schenkels 56 entfernt werden. Zum Bewirken der Schwenkbewegung ist ein als Hydraulikzylinder ausgebildeter Stellantrieb 52 vorgesehen, welcher einerseits mit der Basis 24 und andererseits mit dem ersten Schenkel 54 verbunden ist.
  • Seitlich an der Basis 24 ist ein Seitenausleger 80 mit einem fest verbundenen Hauptteil 82 angeordnet. Über ein Schwenkgelenk 81 und einem Schwenkzylinder 87 ist an dem Hauptteil 82 ein balkenförmiges Schwenkteil 84 um etwa 180° verschenkbar gelagert. Das Hauptteil 82 und das Schwenkteil 84 weisen jeweils Umlenkrollen 85, 86 auf, über welches ein Arbeitsseil geführt und über eine nicht dargestellte Winde betätigt werden kann. In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist das Schwenkteil 84 in die Betriebsposition ausgeklappt, so dass mit dem Seitenausleger 80 etwa ein Bohrgestänge angehoben und bedient werden kann.
  • Fig. 2 zeigt die Seitenansicht des Mastkopfes 20 in der Position von Fig. 1. Es ist insbesondere zu entnehmen, dass der erste Schenkel 54 und der zweite Schenkel 56 gleichgerichtet sind und so einen direkten Kraftfluss vom Ausleger 22 in den Verbindungsblock 51 der Basis 24 ermöglichen, wobei der zweite Schenkel 56 in einer oberen Befestigungsöse 61 angelenkt ist. Über eine Rolle 46 in einer Lagerplatte 48 an der Basis 24 ist das nicht dargestellte Oberseil für den Vorschubantrieb des Schlittens geführt.
  • Bei einem kleineren Bohrdurchmesser kann die äußere Umlenkrolle 42 näher an den Mast bewegt werden, so dass insgesamt der Ausleger 22 in eine steilere Position gemäß Fig. 3 gebracht werden kann. Hierzu wird der zweite Schenkel 56 ausgebaut und durch einen kürzeren Ersatzschenkel 56a ausgetauscht. Auf diese Weise wird durch die so abgeänderte Stelleinrichtung 50 weiter eine stabile Halterung des Auslegers 22 in der steileren Betriebsposition erreicht.
  • Fig. 3 ist weiter zu entnehmen, dass an dem Schwenkteil 84 des Seitenauslegers 80 eine Seileinlaufführung 86 unterhalb der Ablaufrolle 85 angeordnet ist. Weiter ist zu ersehen, dass das Schwenkteil 84 mittels eines am Hauptteil 82 angebrachten Schwenkzylinders 87 betätigbar ist.
  • In den Fig. 4 und 5 ist der erfindungsgemäße Mastkopf in einer weiteren Betriebsposition, nämlich der so genannten Anschlussposition, dargestellt. Hierzu ist an der Schwenkeinrichtung 50 der zweite Schenkel 56 vollständig entfernt. Der erste Schenkel 54 ist direkt an einer unteren Befestigungsöse 60 an der Rückseite des Auslegers 22 befestigt. Die untere Befestigungsöse 60 und die obere Befestigungsöse 61 sind an einem gemeinsamen Lagerblech ausgebildet. In dieser Anschlussposition des Auslegers 22 ist der Ausleger 22 parallel zum Mast ausgerichtet, so dass ein Führungsschlitten vom Masten auf das Führungsprofil 12 des Auslegers 22 laufen kann. Hierbei umgreifen entsprechende Führungspratzen die Führungsleisten 27.
  • Der Fig. 5 ist insbesondere ein Teil der Vorschubeinrichtung 70 zu entnehmen, welche mehrere Umlenkrollen 72 aufweist, die in entsprechenden Lagerböcken an der Basis 24 des Mastkopfes 20 drehbar gelagert sind. Über diese Umlenkrollen 72 sind in bekannter Weise entsprechende Vorschubseile geführt, welche über entsprechende Seilwinden den Schlitten entlang des Mastes verschieben. An der Oberseite des vertikal gestellten Auslegers 22 ist die Anschlusseinrichtung 30 zu erkennen, mit welcher eine nicht dargestellte Mastverlängerung mit einem entsprechenden Profil auf dem Ausleger 22 aufgesetzt und befestigt werden kann. Die Mastverlängerung kann dabei dasselbe Führungsprofil 12 wie der Mast und der Mastausleger 22 aufweisen, so dass bei Verwendung einer entsprechenden zusätzlichen Vorschubeinrichtung der Schlitten über den Ausleger 22 bis auf die Mastverlängerung gefahren werden kann.
  • Aus den Fig. 6 und 7 ist der erfindungsgemäße Mastkopf 20 in der Transportstellung zu entnehmen. Der Mastkopf 20 ist dabei mit der Schwenkhebelanordnung gemäß Fig. 3 dargestellt, also mit einem kürzen zweiten Schwenkhebel 56a. Durch Betätigen des Stellantriebs 52, nämlich Ausfahren des Stellzylinders, wird der erste Schwenkhebel 54 nach oben gedrückt, wobei die geradlinige Gestängeverbindung im Bereich des Kniegelenkes 57 abklappt. Hierdurch wird der Ausleger 22 gegenüber der Basis 24 in die dargestellte rückwärtige Position gedrückt. Dabei gelangt der Ausleger 22 so weit in eine Rücklage, dass die vordere Umlenkrolle 42 in dieser Position nicht oder nicht wesentlich über das vordere Ende der Basis 24 hinausragt. Gleichzeitig kann durch Einfahren des Schwenkzylinders 87 das Schwenkteil 84 des Seitenauslegers 80 nach hinten um etwa 180° auf das Hauptteil 82 geschwenkt werden. Bei einem Umklappen des Mastes in eine etwa horizontale Position bewirkt so der Ausleger 20 keine substantielle Erhöhung der Transportabmessungen in der Vertikalen.

Claims (12)

  1. Mastkopf für einen Mast (110), der mit einem Führungsprofil zum Führen eines Schlittens (114) entlang des Mastes (110) versehen ist, mit
    - einem Ausleger (22), an welchem eine Umlenkeinrichtung (40) für ein Tragseil (112) angeordnet ist, und
    - der Ausleger (22) in seiner Position verstellbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass an dem Ausleger (22) eine Anschlusseinrichtung (30) zum Anbringen einer Mastverlängerung vorgesehen ist und
    - dass der Ausleger (22) in eine Anschlussposition verstellbar ist, in welcher der Ausleger (22) zum Anbringen der Mastverlängerung längs zum Mast (110) gerichtet ist.
  2. Mastkopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ausleger (22) verschwenkbar an einer Basis (24) gelagert ist, die mit einem oberen Ende des Mastes (110) verbindbar ist.
  3. Mastkopf nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ausleger (22) mit dem Führungsprofil (12) versehen ist und in der Anschlussposition der Schlitten (114) vom Mast (110) auf den Ausleger (22) fahrbar ist.
  4. Mastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umlenkeinrichtung (40) mindestens eine Umlenkrolle (42) in einem Vorderbereich des Auslegers (22) aufweist, welcher zum Schlitten (114) gerichtet ist.
  5. Mastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Stelleinrichtung (50) mit einem Hebelmechanismus und mindestens einem Stellantrieb (52) zum Verstellen des Auslegers (22) vorgesehen ist.
  6. Mastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Hebelmechanismus einen Kniehebelmechanismus mit mehreren Schenkeln (54, 56) umfasst, von denen mindestens ein Schenkel (56; 56a) ausbaubar ist.
  7. Mastkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an der Basis (24) eine zweite Umlenkeinrichtung (70) für ein Vorschubseil des Schlittens (114) vorgesehen ist.
  8. Mastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ausleger (22) in eine rückwärtige Transportposition verschwenkbar ist.
  9. Mastkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an der Basis (24) ein Seitenausleger (80) angeordnet ist.
  10. Mastkopf nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Seitenausleger (80) ein Hauptteil (82) und ein Schwenkteil (84) aufweist, welches am Hauptteil (82) verschwenkbar gelagert ist.
  11. Mastanordnung mit einem Mast (110) und einem am oberen Ende des Mastes (110) angeordneten Mastkopf (20),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Mastkopf (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
  12. Bau- oder Bohrgerät,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Mastanordnung nach Anspruch 11 vorgesehen ist.
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