EP2236733A1 - Antriebseinheit für ein Bohr- oder Baugerät - Google Patents

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EP2236733A1
EP2236733A1 EP09004987A EP09004987A EP2236733A1 EP 2236733 A1 EP2236733 A1 EP 2236733A1 EP 09004987 A EP09004987 A EP 09004987A EP 09004987 A EP09004987 A EP 09004987A EP 2236733 A1 EP2236733 A1 EP 2236733A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carriage
drive unit
pivot
unit according
drive
Prior art date
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Granted
Application number
EP09004987A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2236733B1 (de
Inventor
Rudolf Dipl.-Ing. Pöckl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prakla Bohrtechnik GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
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Priority to PL09004987T priority patent/PL2236733T3/pl
Priority to AT09004987T priority patent/ATE521784T1/de
Priority to EP09004987A priority patent/EP2236733B1/de
Priority to BRPI1000552-8A priority patent/BRPI1000552A2/pt
Priority to CN201010155560A priority patent/CN101858197A/zh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B3/00—Rotary drilling
    • E21B3/02—Surface drives for rotary drilling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterized by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for a drilling or construction equipment with a mast according to the preamble of claim 1.
  • Such a drive unit has a carriage, which is movable along the mast of the drilling or construction equipment, and a drill drive for driving a drill string.
  • the drill drive is arranged on the carriage.
  • Such drive units are known and find application on a variety of drilling or construction equipment with a mast or broker. Such drills are about from the EP 0 525 186 A1 or the US 4,800,968 known.
  • the drive unit is arranged displaceably on the mast, which may also be a so-called carriage, and can be moved in its axial direction.
  • the drive unit has a drill drive, with which a drill string can be driven in rotation. Due to the axial mobility of the drive unit along the mast, the drill string can be driven in the direction of drilling and withdrawn after making the hole from the hole.
  • the drill string is successively supplemented or extended by further drill rod sections in order to achieve the desired drilling depth.
  • the drill pipe is released from the drive unit, the drive unit along the mast from the well, another BohrgestCodeeschuss connected to the drill drive and located in the borehole BohrgestSheschuss and continued the bore with the extended drill pipe thus formed ,
  • the invention has the object of developing a drive unit for a drilling or construction equipment and a corresponding drilling or construction equipment such that the drive unit is to maintain the simplest possible way and to equip with a drill pipe.
  • the drive unit according to the invention is characterized in that the carriage has a slide lower part, which is movable along the mast, that the carriage further comprises a carriage upper part, on which the drill drive is arranged, and that the carriage upper part relative to the slide lower part about two pivot axes, which in a Angle to each other, is pivotal.
  • a basic idea of the invention is to make the drive unit foldable, in particular for maintenance purposes and for fitting with a drill string. It is particularly provided that the drill drive against the carriage base and thus against the mast of a drilling or construction equipment can be tilted. The drill drive is thus more accessible, which on the one hand increases the ease of maintenance and on the other hand allows easier placement with a drill pipe.
  • Another basic idea of the invention is to make the drill drive pivotable or foldable in two ways with respect to the slide lower part and thus with respect to the mast.
  • the carriage upper part, on which the drill drive is arranged are pivoted in two directions, ie about two different pivot axes, relative to the slide lower part.
  • the carriage top can be pivoted with the drill drive depending on the purpose either in a first or in a second direction.
  • pivot axes are substantially perpendicular to each other and have an intersection.
  • the sled top With the drill drive can be folded down relative to the slide lower part about a first pivot axis and about a second pivot axis which is substantially perpendicular to the first pivot axis.
  • the carriage upper part can be folded by rotation about the first pivot axis in a first, lateral pivot position and by rotation about the second pivot axis in a second, upper or lower pivot position.
  • a lateral pivot position is understood in particular to mean a position in which the carriage upper part is pivoted about a longitudinal axis of the drive unit or of the drill drive which runs parallel to a longitudinal axis of the mast.
  • the lateral pivot position is used in particular for simpler placement of the drill drive with a drill pipe.
  • In the lateral pivot position of the drill drive is laterally offset and arranged parallel to its operating position and thus more accessible.
  • a longitudinal axis of the drill drive is thus laterally offset from a longitudinal axis of the borehole to be created. In this position, then, for example by means of a manipulator, a drill pipe can be easily connected to the drill drive.
  • an upper or lower pivot position in particular, a position is understood, in which the carriage upper part is pivoted about a transverse axis of the drive unit, which extends transversely to the longitudinal axis of the drill drive.
  • the first and the second pivot axis essentially run between the carriage upper part and the carriage bottom part.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that a pivoting device is provided for active pivoting of the carriage upper part relative to the slide lower part. It is particularly preferred if a single pivoting device is provided both for pivoting about the first pivot axis and for pivoting about the second pivot axis. In comparison to several pivoting devices thereby manufacturing and maintenance costs can be reduced.
  • the pivoting device comprises a setting cylinder.
  • the actuating cylinder is connected on the one hand to the carriage base and on the other hand to the carriage upper part and preferably driven hydraulically and / or electrically.
  • the actuating cylinder preferably has a cylinder body and a piston movable axially therein.
  • the pivoting device is connected in an articulated manner to the carriage upper part and / or the slide lower part. It is particularly preferred when the pivoting device is articulated at least on the carriage upper part or the slide lower part via a ball joint connection.
  • a particularly compact design of the drive unit is achieved when the pivoting device is arranged between the slide lower part and the carriage upper part.
  • the advantage is further achieved that the pivoting device in the operating position, in which the carriage upper part is aligned substantially parallel and unverschwenkt against the carriage base, is taken largely protected.
  • a receiving space for the pivoting device is preferably provided on the carriage lower part and / or the carriage upper part.
  • a releasable pivot joint is understood to mean, in particular, a joint in which the articulated connection of the components to be connected, that is to say the upper part of the carriage and the lower part of the carriage, can be produced and released or released. In the released position, the carriage upper part can be rotated about the other - then closed - swivel joint.
  • a closing device is preferably provided for releasing and / or closing at least one detachable rotary joint.
  • the closing device may, for example, have an actuating cylinder which axially displaces a hinge pin of a rotary joint can, so that the hinge connection can be solved or closed.
  • the actuating cylinder of the closing device is preferably hydraulically and / or electrically driven.
  • a control device is preferably provided, which is set up to always keep at least one of the swivel joints closed.
  • the control device may comprise a mechanical and / or an electronic operative connection between the pivot joints.
  • a particularly simple drive unit can be achieved in that a double joint is provided, which is arranged in the region of an intersection of the two pivot axes and which allows pivoting movements about both pivot axes.
  • a double joint is provided, which is arranged in the region of an intersection of the two pivot axes and which allows pivoting movements about both pivot axes.
  • the double joint is always closed and forms both an additional articulation for pivoting about the first pivot axis and an additional articulation for pivoting about the second pivot axis.
  • the double joint thus combines two individual pivot joints.
  • the drilling or construction equipment according to the invention is characterized in that a drive unit according to one of claims 1 to 10 is provided.
  • the carriage upper part with the drill drive about a longitudinal axis, which runs parallel to the longitudinal axis of the mast, and a transverse axis which is substantially perpendicular to the longitudinal axis, pivotable.
  • an opening space is created between the upper part of the carriage and the lower part of the carriage.
  • the opening space is open in a lateral direction with respect to the mast.
  • the opening space can basically be open in the direction of the borehole to be created or in the opposite direction.
  • the carriage upper part can be pivoted such that the opening space in the direction of the borehole is open.
  • FIGS. 1 to 3 a drive unit 10 with a slide lower part 20 and a carriage upper part 30 is shown.
  • the carriage base 20 has guide shoes or guide pads 22 for sliding along the mast of a drilling or construction equipment.
  • the guide claws 22 are arranged on a rear side of the slide lower part 20.
  • a drill driver 40 for rotatably driving a drill pipe is disposed on the carriage upper 30.
  • the auger drive 40 includes an outer tube drive 42 and an inner tube drive 44 for rotationally driving an outer tube or inner tube of a drill string.
  • Outer tube drive 42 and inner tube drive 44 can be operated independently of each other.
  • a separate drive motor is provided in each case.
  • the inner tube drive 44 is guided axially movably on the upper side of the slide upper part 30 and can be displaced by means of the displacement cylinder 45 relative to the outer tube drive 44.
  • Fig. 1 shows the drive unit 10 in an operating position, which is provided for performing a drilling or construction operation.
  • carriage bottom part 20 and carriage top part 30 are firmly connected to one another and aligned substantially parallel to one another.
  • a longitudinal axis of the drill drive 40 is substantially parallel to a longitudinal direction of the slide base 20 and the carriage top 30.
  • the longitudinal axis of the drill drive 40 also parallel to a longitudinal axis of the mast.
  • the carriage upper part 30 is tiltable or rotatable relative to the carriage base 20 about two different pivot axes.
  • a first pivot axis 12 extends substantially parallel to a longitudinal axis of the slide lower part 20 and a longitudinal axis of the drill drive 40.
  • a second pivot axis 14 extends substantially perpendicular to the first pivot axis 12 in a lower or upper area between the slide lower part 20 and carriage upper part 30.
  • Fig. 2 shows the drive unit 10 in a first, lateral pivot position, in which the carriage upper part 30 is pivoted to a lateral position.
  • the carriage upper part 30 is pivoted relative to the operating position about the first pivot axis 12.
  • the drive unit 10 has a first rotary joint 60 and a further rotary joint, which is designed as a double joint 70.
  • the first pivot 60 includes a first bushing 64 which is disposed on the carriage top, protruding therefrom.
  • the first pivot 60 further includes a second and a third bushing 66 which are fixedly formed on the carriage base 20.
  • the bearing bushes 64, 66 can be connected to one another via a bearing pin 68, so that the carriage upper part 30 is suspended in a rotationally movable manner on the carriage bottom part 20.
  • the double joint 70 has a to the bearing pin 68 of the first pivot joint 60 coaxial bearing pin on which the carriage upper part 30 is also suspended via a double bearing bushing 72 rotatably.
  • Fig. 3 shows the drive unit 10 in a second pivot position in which the carriage upper part 30 is pivoted about the second pivot axis 14 relative to the carriage base 20.
  • the carriage upper part 30 can be brought into a tilted down or upwardly tilted position.
  • a second pivot 62 is provided, which in a similar manner as the first pivot 60 three bearing bushes 64, 66 and a bearing pin 68 includes.
  • the bearing pin 68 of the second pivot 62 is arranged at right angles to the bearing pin 68 of the first pivot joint 60.
  • the double joint 70 serves as a second articulated connection and has for this purpose a second bearing pin 76, which can be aligned coaxially with the bearing pin 68 of the second pivot joint 62.
  • the pivoting device 50 has an actuating cylinder with a cylinder body 52 and a reciprocating piston 54.
  • the reciprocating piston 54 is articulated via a ball joint 56 on the carriage upper part 30.
  • the cylinder body 52 also pivotable in three spatial directions, connected to the carriage base 20.
  • the first pivot 60 and the second pivot 62 are closable and detachable.
  • the bearing pin 68 is axially movable and so at least from the first bearing bush 64 on and disengaged, so that in this way the hinge connection between the carriage base 20 and carriage upper part 30 can be closed and released.
  • the bearing pins 68 can be actuated by means of a closing device 80, the closing device 80 preferably comprising a setting cylinder.
  • the actuating cylinder has a cylinder body 82 and a reciprocating piston 84. By retracting or extending the reciprocating piston 84, the bearing pin 80 can be adjusted axially.
  • the double joint 70 is always closed, wherein it optionally or simultaneously allows pivoting about the first pivot axis 12 and the second pivot axis 14.
  • pivoting about both the first pivot axis 12 and the second pivot axis 14 can be achieved by means of a single pivoting device, depending on which of the pivot joints 60, 62 is open. If the first rotary joint 60 is closed and the second rotary joint 62 is opened, the carriage top 30 is pivoted about the first pivot axis 12 by extending the pivoting device 50. If the first pivot joint 60 is open and the second pivot joint 62 is closed, then the pivoting device is extended 50 a pivoting of the carriage upper part 30 about the second pivot axis fourteenth
  • the pivoting device 50 is installed in the axial direction of the drive device 10, ie in the direction of a travel path of the drive unit along the mast of a drilling or construction equipment.
  • the pivoting device 50 In the operating position of the drive unit 10, the pivoting device 50 is arranged approximately parallel to the longitudinal axis of the slide lower part 20 and of the drill drive 40 between the slide lower part 20 and the slide upper part 30.
  • the pivoting device 50 In the first pivot position ( Fig. 2 ), the pivoting device 50 is arranged in an approximately diagonal orientation between the carriage base 20 and carriage upper part 30.
  • the second pivot position ( Fig. 3 ) is the pivoting device 50 in a direction perpendicular to the second pivot axis 14 plane.
  • a first receiving space 24 is formed in the carriage lower part 20. Accordingly, a second receiving space 34 is provided in the carriage upper part 30.
  • the pivot points of the pivoting device 50 are each located in the region of the receiving spaces 24, 34.
  • an oblique receiving plate 36 is arranged approximately endwise in the second receiving space 34 on the carriage upper part 30.
  • a closure 90 is provided in addition to the pivot joints 60, 62 and the double joint 70.
  • the closure 90 is constructed substantially like the first pivot 60 and also has bearing bushes 64, 66 and a bearing pin 68, with which a first bearing bush 64 with a second and a third bearing bush 66 is connectable.
  • the carriage upper part 30 is fixedly connected to the carriage base 20 via both swivel joints 60, 62, the double joint 70 and the closure 90.
  • the shutter 90 and the second pivot 62 are opened, while in the second pivot position, the shutter 90 and the first pivot 60 are opened.
  • a drive unit is provided with the invention, which is easy and convenient to equip with a drill string and for the installation of components, such as heat probes, etc., is formed in the drill string.
  • the drill drive can be folded for loading with the components in a lateral pivot position and in a tilted down or up pivot position for loading with the drill string elements.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Bohr- oder Baugerät mit einem Mast. Die Antriebseinheit umfasst einen Schlitten, welcher entlang dem Mast verfahrbar ist, und einen Bohrantrieb (40) zum Antreiben eines Bohrgestänges, welcher an dem Schlitten angeordnet ist. Der Schlitten weist ein Schlittenunterteil (20) auf, welches entlang dem Mast verfahrbar ist, und ein Schlittenoberteil (30), an welchem der Bohrantrieb angeordnet ist. Das Schlittenoberteil ist gegenüber dem Schlittenunterteil um zwei Schwenkachsen (12,14), welche in einem Winkel zueinander verlaufen, verschwenkbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Bohr- oder Baugerät mit einem Mast gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Antriebseinheit weist einen Schlitten auf, welcher entlang dem Mast des Bohr- oder Baugeräts verfahrbar ist, und einen Bohrantrieb zum Antreiben eines Bohrgestänges. Der Bohrantrieb ist an dem Schlitten angeordnet.
  • Solche Antriebseinheiten sind bekannt und finden Anwendung an einer Vielzahl von Bohr- oder Baugeräten mit einem Mast oder Mäkler. Derartige Bohrgeräte sind etwa aus der EP 0 525 186 A1 oder der US 4,800,968 bekannt. Die Antriebseinheit ist an dem Mast, welcher auch eine so genannte Lafette sein kann, verschiebbar angeordnet und in dessen Axialrichtung verfahrbar. Zur Durchführung beispielsweise von Erdbohrungen weist die Antriebseinheit einen Bohrantrieb auf, mit welchem ein Bohrgestänge drehend angetrieben werden kann. Durch die axiale Verfahrbarkeit der Antriebseinheit entlang des Mastes kann das Bohrgestänge in Bohrrichtung vorgetrieben und nach Herstellung der Bohrung aus dem Bohrloch rückgezogen werden.
  • Insbesondere zur Herstellung besonders tiefer Bohrungen, wie sie beispielsweise im Bereich der Geothermie erforderlich sind, wird das Bohrgestänge sukzessive um weitere Bohrgestängeschüsse ergänzt beziehungsweise verlängert, um so die gewünschte Bohrtiefe erreichen zu können. Hierzu wird nach Erreichen einer maximalen Bohrtiefe mit einem Bohrgestängeschuss das Bohrgestänge von der Antriebseinheit gelöst, die Antriebseinheit entlang des Mastes von dem Bohrloch entfernt, ein weiterer Bohrgestängeschuss mit dem Bohrantrieb und dem im Bohrloch befindlichen Bohrgestängeschuss verbunden und die Bohrung mit dem so gebildeten verlängerten Bohrgestänge fortgeführt.
  • Bei bekannten Bohr- oder Baugeräten ist die Herstellung von Bohrungen mittels mehrerer Bohrgestängeschüsse relativ aufwändig. Zudem ist die Wartung bekannter Antriebseinheiten häufig zeit- und kostenintensiv.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit für ein Bohr- oder Baugerät und ein entsprechendes Bohr- oder Baugerät derart weiterzubilden, dass die Antriebseinheit auf möglichst einfache Weise zu warten und mit einem Bohrgestänge zu bestücken ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Bohr- oder Baugerät mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten ein Schlittenunterteil aufweist, welches entlang dem Mast verfahrbar ist, dass der Schlitten ferner ein Schlittenoberteil aufweist, an welchem der Bohrantrieb angeordnet ist, und dass das Schlittenoberteil gegenüber dem Schlittenunterteil um zwei Schwenkachsen, welche in einem Winkel zueinander verlaufen, verschwenkbar ist.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Antriebseinheit, insbesondere für Wartungszwecke und zur Bestückung mit einem Bohrgestänge, klappbar auszubilden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Bohrantrieb gegenüber dem Schlittenunterteil und damit gegenüber dem Mast eines Bohr- oder Baugeräts verkippbar ist. Der Bohrantrieb ist damit besser zugänglich, was zum einen die Wartungsfreundlichkeit erhöht und zum anderen eine einfachere Bestückung mit einem Bohrgestänge ermöglicht.
  • Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den Bohrantrieb in zweifacher Weise gegenüber dem Schlittenunterteil und damit gegenüber dem Mast schwenk- beziehungsweise klappbar auszubilden. Dabei kann das Schlittenoberteil, an welchem der Bohrantrieb angeordnet ist, in zwei Richtungen, also um zwei unterschiedliche Schwenkachsen, gegenüber dem Schlittenunterteil verschwenkt werden. Somit kann das Schlittenoberteil mit dem Bohrantrieb je nach Zweck wahlweise entweder in eine erste oder in eine zweite Richtung verschwenkt werden.
  • Besonders bevorzugt ist es nach der Erfindung, wenn die Schwenkachsen im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und einen Schnittpunkt aufweisen. Das Schlittenoberteil mit dem Bohrantrieb kann dabei um eine erste Schwenkachse und um eine zweite Schwenkachse, welche im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Schwenkachse verläuft, gegenüber dem Schlittenunterteil abgeklappt werden.
  • Vorzugsweise kann das Schlittenoberteil durch Drehung um die erste Schwenkachse in eine erste, seitliche Schwenkposition und durch Drehung um die zweite Schwenkachse in eine zweite, obere oder untere Schwenkposition geklappt werden.
  • Unter einer seitlichen Schwenkposition wird insbesondere eine Position verstanden, bei welcher das Schlittenoberteil um eine Längsachse der Antriebseinheit beziehungsweise des Bohrantriebs, welche parallel zu einer Längsachse des Mastes verläuft, verschwenkt ist. Die seitliche Schwenkposition dient insbesondere der einfacheren Bestückung des Bohrantriebs mit einem Bohrgestänge. In der seitlichen Schwenkposition ist der Bohrantrieb seitlich versetzt und parallel zu seiner Betriebsposition angeordnet und damit besser zugänglich. Eine Längsachse des Bohrantriebs befindet sich somit seitlich versetzt zu einer Längsachse des zu erstellenden Bohrlochs. In dieser Position kann dann, beispielsweise mittels eines Manipulators, auf einfache Weise ein Bohrgestänge mit dem Bohrantrieb verbunden werden.
  • Unter einer oberen oder unteren Schwenkposition wird insbesondere eine Position verstanden, bei welcher das Schlittenoberteil um eine Querachse der Antriebseinheit verschwenkt ist, welche quer zur Längsachse des Bohrantriebs verläuft. Die erste und die zweite Schwenkachse verlaufen im Wesentlichen zwischen Schlittenoberteil und Schlittenunterteil.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschwenkeinrichtung zum aktiven Verschwenken des Schlittenoberteils gegenüber dem Schlittenunterteil vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn eine einzige Verschwenkeinrichtung sowohl zum Verschwenken um die erste Schwenkachse als auch zum Verschwenken um die zweite Schwenkachse vorgesehen ist. Im Vergleich zu mehreren Verschwenkeinrichtungen können hierdurch Herstellungs- und Wartungskosten reduziert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verschwenkeinrichtung einen Stellzylinder. Der Stellzylinder ist einerseits mit dem Schlittenunterteil und andererseits mit dem Schlittenoberteil verbunden und vorzugsweise hydraulisch und/oder elektrisch angetrieben. Der Stellzylinder weist vorzugsweise einen Zylinderkörper und einen hierin axial bewegbaren Hubkolben auf. Durch Ausfahren des Hubkolbens aus dem Zylinderkörper kann das Schlittenoberteil verschwenkt und so die Antriebseinheit aufgeklappt werden. Durch Einfahren des Hubkolbens wird die Antriebseinheit in eine unverschwenkte Betriebsposition überführt.
  • Insbesondere, um mittels der Verschwenkeinrichtung eine Verschwenkung um zwei unterschiedliche Schwenkachsen bewirken zu können, ist es bevorzugt, wenn die Verschwenkeinrichtung gelenkig mit dem Schlittenoberteil und/oder dem Schlittenunterteil verbunden ist. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Verschwenkeinrichtung zumindest an dem Schlittenoberteil oder dem Schlittenunterteil über eine Kugelgelenkverbindung angelenkt ist.
  • Eine besonders kompakte Bauform der Antriebseinheit wird erreicht, wenn die Verschwenkeinrichtung zwischen dem Schlittenunterteil und dem Schlittenoberteil angeordnet ist. Hierdurch wird ferner der Vorteil erzielt, dass die Verschwenkeinrichtung in der Betriebsposition, in welcher das Schlittenoberteil im Wesentlichen parallel und unverschwenkt gegenüber dem Schlittenunterteil ausgerichtet ist, weitgehend geschützt aufgenommen ist. Vorzugsweise ist hierzu an dem Schlittenunterteil und/oder dem Schlittenoberteil ein Aufnahmeraum für die Verschwenkeinrichtung vorgesehen.
  • Um die Verschwenkbarkeit des Schlittenoberteils um zwei unterschiedliche Schwenkachsen zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass das Schlittenoberteil über mindestens zwei lösbare Drehgelenke an dem Schlittenunterteil angelenkt ist, wobei ein erstes lösbares Drehgelenk an der ersten Schwenkachse und ein zweites lösbares Drehgelenk an der zweiten Schwenkachse angeordnet ist. Unter einem lösbaren Drehgelenk wird insbesondere ein Gelenk verstanden, bei welchem die gelenkige Verbindung der zu verbindenden Bauteile, also Schlittenoberteil und Schlittenunterteil, hergestellt und aufgehoben beziehungsweise gelöst werden kann. In der gelösten Stellung kann das Schlittenoberteil um das jeweils andere - dann geschlossene - Drehgelenk gedreht werden.
  • Für ein einfacheres und komfortableres Lösen und Schließen der Drehgelenke ist vorzugsweise eine Schließeinrichtung zum Lösen und/oder Schließen mindestens eines lösbaren Drehgelenkes vorgesehen. Die Schließeinrichtung kann beispielsweise einen Stellzylinder aufweisen, welcher einen Gelenkbolzen eines Drehgelenkes axial verfahren kann, sodass die Gelenkverbindung gelöst oder geschlossen werden kann. Der Stellzylinder der Schließeinrichtung ist vorzugsweise hydraulisch und/oder elektrisch angetrieben.
  • Damit das Schlittenoberteil stets sicher an dem Schlittenunterteil befestigt ist, sollten nicht beide Drehgelenke gleichzeitig geöffnet sein. Um ein solches gleichzeitiges Lösen von zwei Drehgelenken zu verhindern, ist vorzugsweise eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, stets mindestens eine der Drehgelenke geschlossen zu halten. Die Steuereinrichtung kann eine mechanische und/oder eine elektronische Wirkverbindung zwischen den Drehgelenken umfassen.
  • Eine besonders einfache Antriebseinheit kann dadurch erreicht werden, dass ein Doppelgelenk vorgesehen ist, welches im Bereich eines Schnittpunktes der beiden Schwenkachsen angeordnet ist und welches Schwenkbewegungen um beide Schwenkachsen ermöglicht. So kann beispielsweise vorgesehen sein, jeweils ein lösbare Drehgelenk an der ersten und zweiten Schwenkachse vorzusehen und im Schnittpunkt der Schwenkachsen das Doppelgelenk anzuordnen. Das Doppelgelenk ist stets geschlossen und bildet sowohl eine zusätzliche Gelenkverbindung zur Verschwenkung um die erste Schwenkachse als auch eine zusätzliche Gelenkverbindung zur Verschwenkung um die zweite Schwenkachse. Das Doppelgelenk vereint somit zwei einzelne Drehgelenke.
  • Das Bohr- oder Baugerät ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen ist.
  • Bei dem Bohr- oder Baugerät ist es bevorzugt, dass das Schlittenoberteil mit dem Bohrantrieb um eine Längsachse, weiche parallel zur Längsachse des Mastes verläuft, und eine Querachse, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse verläuft, verschwenkbar ist. Bei der Verschwenkung des Schlittenoberteils gegenüber dem Schlittenunterteil entsteht zwischen dem Schlittenoberteil und dem Schlittenunterteil ein Öffnungsraum. Im Falle der Verschwenkung um die Längsachse ist der Öffnungsraum in eine seitliche Richtung in Bezug auf den Mast offen. Bei der Verschwenkung um die Querachse kann der Öffnungsraum grundsätzlich in Richtung des zu erstellenden Bohrloches oder in die entgegengesetzte Richtung offen sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn das Schlittenoberteil derart verschwenkt werden kann, dass der Öffnungsraum in Richtung des Bohrloches offen ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, welches schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, weiter beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit in einer Betriebsposition;
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht einer Antriebseinheit in einer ersten Schwenkposition und
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht einer Antriebseinheit in einer zweiten Schwenkposition.
  • In den Figuren 1 bis 3 ist eine Antriebseinheit 10 mit einem Schlittenunterteil 20 und einem Schlittenoberteil 30 dargestellt. Das Schlittenunterteil 20 weist zum Gleiten entlang des Mastes eines Bohr- oder Baugeräts Führungsschuhe oder Führungspratzen 22 auf. Die Führungspratzen 22 sind an einer Rückseite des Schlittenunterteils 20 angeordnet.
  • Auf einer Oberseite des Schlittenunterteils 20 befindet sich ein Schlittenoberteil 30, welches an dem Schlittenunterteil 20 dreh- beziehungsweise kippbar angelenkt ist. Ein Bohrantrieb 40 zum drehenden Antreiben eines Bohrrohres ist an dem Schlittenoberteil 30 angeordnet. Der Bohrantrieb 40 umfasst einen Außenrohrantrieb 42 und einen Innenrohrantrieb 44 zum drehenden Antreiben eines Außenrohres beziehungsweise Innenrohres eines Bohrgestänges. Außenrohrantrieb 42 und Innenrohrantrieb 44 können unabhängig voneinander betrieben werden. Hierzu ist jeweils ein eigener Antriebsmotor vorgesehen. Der Innenrohrantrieb 44 ist auf der Oberseite des Schlittenoberteils 30 axial bewegbar geführt und mittels Verschiebezylinder 45 gegenüber dem Außenrohrantrieb 44 verschiebbar.
  • Fig. 1 zeigt die Antriebseinheit 10 in einer Betriebsposition, welche zur Durchführung eines Bohr- oder Baubetriebs vorgesehen ist. In dieser Betriebsposition sind Schlittenunterteil 20 und Schlittenoberteil 30 fest miteinander verbunden und im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Eine Längsachse des Bohrantriebs 40 befindet sich im Wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung von Schlittenunterteil 20 und Schlittenoberteil 30. Bei einer Anordnung der Antriebseinheit 10 an dem Mast eines Bohr- oder Baugeräts ist die Längsachse des Bohrantriebs 40 ebenfalls parallel zu einer Längsachse des Mastes.
  • Das Schlittenoberteil 30 ist gegenüber dem Schlittenunterteil 20 um zwei unterschiedliche Schwenkachsen kipp- beziehungsweise drehbar. Eine erste Schwenkachse 12 verläuft im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Schlittenunterteils 20 und einer Längsachse des Bohrantriebs 40. Eine zweite Schwenkachse 14 verläuft im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Schwenkachse 12 in einem unteren oder oberen Bereich zwischen Schlittenunterteil 20 und Schlittenoberteil 30.
  • Fig. 2 zeigt die Antriebseinheit 10 in einer ersten, seitlichen Schwenkposition, in welcher das Schlittenoberteil 30 in eine seitliche Position verschwenkt ist. Das Schlittenoberteil 30 ist dabei gegenüber der Betriebsposition um die erste Schwenkachse 12 verschwenkt.
  • Zur Verschwenkung um die erste Schwenkachse 12 weist die Antriebseinheit 10 ein erstes Drehgelenk 60 und ein weiteres Drehgelenk auf, welches als Doppelgelenk 70 ausgebildet ist. Das erste Drehgelenk 60 umfasst eine erste Lagerbuchse 64, welche an dem Schlittenoberteil, von diesem hervorstehend, angeordnet ist. Das erste Drehgelenk 60 weist ferner eine zweite und eine dritte Lagerbuchse 66 auf, die an dem Schlittenunterteil 20 fest ausgebildet sind. Die Lagerbuchsen 64, 66 sind über einen Lagerbolzen 68 miteinander verbindbar, so dass das Schlittenoberteil 30 drehbeweglich an dem Schlittenunterteil 20 aufgehängt ist.
  • Das Doppelgelenk 70 weist einen zu dem Lagerbolzen 68 des ersten Drehgelenks 60 koaxialen Lagerbolzen auf, an welchem das Schlittenoberteil 30 über eine Doppellagerbuchse 72 ebenfalls drehbeweglich aufgehängt ist.
  • Fig. 3 zeigt die Antriebseinheit 10 in einer zweiten Schwenkposition, in welcher das Schlittenoberteil 30 um die zweite Schwenkachse 14 gegenüber dem Schlittenunterteil 20 verschwenkt ist. Das Schlittenoberteil 30 kann dabei in eine nach unten oder eine nach oben verschwenkte Kippposition gebracht sein.
  • Zum Verschwenken des Schlittenoberteils 30 gegenüber dem Schlittenunterteil 20 um die zweite Schwenkachse 14 ist ein zweites Drehgelenk 62 vorgesehen, welches in entsprechender Weise wie das erste Drehgelenk 60 drei Lagerbuchsen 64, 66 und einen Lagerbolzen 68 umfasst. Der Lagerbolzen 68 des zweiten Drehgelenks 62 ist rechtwinklig zu dem Lagerbolzen 68 des ersten Drehgelenks 60 angeordnet. Das Doppelgelenk 70 dient als zweite Gelenkverbindung und weist hierzu einen zweiten Lagerbolzen 76 auf, welcher koaxial zu dem Lagerbolzen 68 des zweiten Drehgelenks 62 ausgerichtet werden kann.
  • Zwischen dem Schlittenunterteil 20 und dem Schlittenoberteil 30 ist eine Verschwenkeinrichtung 50 vorgesehen. Die Verschwenkeinrichtung 50 weist einen Stellzylinder mit einem Zylinderkörper 52 und einem Hubkolben 54 auf. Der Hubkolben 54 ist über ein Kugelgelenk 56 an dem Schlittenoberteil 30 angelenkt. Der Zylinderkörper 52 ist, ebenfalls in drei Raumrichtungen schwenkbar, mit dem Schlittenunterteil 20 verbunden.
  • Das erste Drehgelenk 60 und das zweite Drehgelenk 62 sind schließbar und lösbar. Hierzu ist der Lagerbolzen 68 axial verfahrbar und so zumindest aus der ersten Lagerbuchse 64 ein- und ausrückbar, so dass hierdurch die Gelenkverbindung zwischen Schlittenunterteil 20 und Schlittenoberteil 30 geschlossen und gelöst werden kann. Die Lagerbolzen 68 sind mittels einer Schließeinrichtung 80 betätigbar, wobei die Schließeinrichtung 80 vorzugsweise einen Stellzylinder umfasst. Der Stellzylinder weist einen Zylinderkörper 82 und einen Hubkolben 84 auf. Durch Ein- beziehungsweise Ausfahren des Hubkolbens 84 kann der Lagerbolzen 80 axial verstellt werden.
  • Das Doppelgelenk 70 ist stets geschlossen, wobei es wahlweise oder gleichzeitig eine Verschwenkung um die erste Schwenkachse 12 und die zweite Schwenkachse 14 ermöglicht.
  • Durch die gelenkige Verbindung der Verschwenkeinrichtung 50 mit dem Schlittenunterteil 20 und dem Schlittenoberteil 30 kann mittels einer einzigen Verschwenkeinrichtung eine Verschwenkung sowohl um die erste Schwenkachse 12 als auch die zweite Schwenkachse 14 erreicht werden, je nachdem welches der Drehgelenke 60, 62 geöffnet ist. Ist das erste Drehgelenk 60 geschlossen und das zweite Drehgelenk 62 geöffnet, so erfolgt durch Ausfahren der Verschwenkeinrichtung 50 eine Verschwenkung des Schlittenoberteils 30 um die erste Schwenkachse 12. Ist das erste Drehgelenk 60 geöffnet und das zweite Drehgelenk 62 geschlossen, so erfolgt durch Ausfahren der Verschwenkeinrichtung 50 eine Verschwenkung des Schlittenoberteils 30 um die zweite Schwenkachse 14.
  • Die Verschwenkeinrichtung 50 ist in Axialrichtung der Antriebseinrichtung 10, also in Richtung eines Verfahrweges der Antriebseinheit entlang des Mastes eines Bohr- oder Baugerätes, eingebaut. In der Betriebsposition der Antriebseinheit 10 ist die Verschwenkeinrichtung 50 annähernd parallel zur Längsachse des Schlittenunterteils 20 und des Bohrantriebs 40 zwischen Schlittenunterteil 20 und Schlittenoberteil 30 angeordnet. In der ersten Schwenkposition (Fig. 2) ist die Verschwenkeinrichtung 50 in einer etwa diagonalen Ausrichtung zwischen Schlittenunterteil 20 und Schlittenoberteil 30 angeordnet. In der zweiten Schwenkposition (Fig. 3) befindet sich die Verschwenkeinrichtung 50 in einer zur zweiten Schwenkachse 14 senkrechten Ebene.
  • Zur Aufnahme der Verschwenkeinrichtung 50 in der Betriebsposition ist in dem Schlittenunterteil 20 ein erster Aufnahmeraum 24 gebildet. Entsprechend ist in dem Schlittenoberteil 30 ein zweiter Aufnahmeraum 34 vorgesehen. Die Anlenkpunkte der Verschwenkeinrichtung 50 befinden sich jeweils im Bereich der Aufnahmeräume 24, 34. Zur Aufnahme des Kugelgelenks 56 ist an dem Schlittenoberteil 30 eine schräge Aufnahmeplatte 36 etwa endseitig in dem zweiten Aufnahmeraum 34 angeordnet.
  • Um das Schlittenoberteil 30 in der Betriebsposition fest mit dem Schlittenunterteil 20 verbinden zu können, ist neben den Drehgelenken 60, 62 und dem Doppelgelenk 70 ein Verschluss 90 vorgesehen. Der Verschluss 90 ist im Wesentlichen wie das erste Drehgelenk 60 aufgebaut und weist ebenfalls Lagerbuchsen 64, 66 und einen Lagerbolzen 68 auf, mit welchem eine erste Lagerbuchse 64 mit einer zweiten und einer dritten Lagerbuchse 66 verbindbar ist. In der Betriebsposition ist das Schlittenoberteil 30 über beide Drehgelenke 60, 62, das Doppelgelenk 70 und den Verschluss 90 mit dem Schlittenunterteil 20 fest verbunden. In der ersten Schwenkposition sind der Verschluss 90 und das zweite Drehgelenk 62 geöffnet, während in der zweiten Schwenkposition die der Verschluss 90 und das erste Drehgelenk 60 geöffnet sind.
  • Insgesamt wird mit der Erfindung eine Antriebseinheit bereitgestellt, welche einfach und komfortabel mit einem Bohrgestänge zu bestücken und zum Einbau von Bauelementen, wie Wärmesonden etc., in das Bohrgestänge ausgebildet ist. Dabei kann der Bohrantrieb zum Bestücken mit den Bauelementen in eine seitliche Schwenkposition und in eine nach unten oder nach oben gekippte Schwenkposition zum Bestücken mit den Bohrgestängeelementen geklappt werden.

Claims (11)

  1. Antriebseinheit für ein Bohr- oder Baugerät mit einem Mast,
    mit
    - einem Schlitten, welcher entlang dem Mast verfahrbar ist, und
    - einem Bohrantrieb (40) zum Antreiben eines Bohrgestänges, welcher an dem Schlitten angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Schlitten ein Schlittenunterteil (20) aufweist, welches entlang dem Mast verfahrbar ist,
    - dass der Schlitten ein Schlittenoberteil (30) aufweist, an welchem der Bohrantrieb (40) angeordnet ist, und
    - dass das Schlittenoberteil (30) gegenüber dem Schlittenunterteil (20) um zwei Schwenkachsen (12, 14), welche in einem Winkel zueinander verlaufen, verschwenkbar ist.
  2. Antriebseinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schwenkachsen (12, 14) im Wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und einen Schnittpunkt aufweisen.
  3. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Verschwenkeinrichtung (50) zum aktiven Verschwenken des Schlittenoberteils (30) gegenüber dem Schlittenunterteil (20) vorgesehen ist.
  4. Antriebseinheit nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verschwenkeinrichtung (50) einen Stellzylinder umfasst.
  5. Antriebseinheit nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verschwenkeinrichtung (50) gelenkig mit dem Schlittenoberteil (30) und/oder dem Schlittenunterteil (20) verbunden ist.
  6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verschwenkeinrichtung (50) zwischen dem Schlittenunterteil (20) und dem Schlittenoberteil (30) angeordnet ist.
  7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Schlittenoberteil (30) über mindestens zwei lösbare Drehgelenke (60, 62) an dem Schlittenunterteil (20) angelenkt ist, wobei ein erstes lösbares Drehgelenk (60) an einer ersten Schwenkachse (12) und ein zweites lösbares Drehgelenk (62) an einer zweiten Schwenkachse (14) angeordnet ist.
  8. Antriebseinheit nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Schließeinrichtung (80) zum Lösen und/oder Schließen mindestens eines lösbaren Drehgelenkes (60, 62) vorgesehen ist.
  9. Antriebseinheit nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, stets mindestens einer der Drehgelenke (60, 62) geschlossen zu halten.
  10. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Doppelgelenk (70) vorgesehen ist, welches im Bereich eines Schnittpunktes der beiden Schwenkachsen (12, 14) angeordnet ist und welches Schwenkbewegungen um beide Schwenkachsen (12, 14) ermöglicht.
  11. Bohr- oder Baugerät mit einem Mast,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgesehen ist.
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