EP3255239B1 - Baumaschine mit rechnereinheit zum ermitteln eines verstellbereichs - Google Patents

Baumaschine mit rechnereinheit zum ermitteln eines verstellbereichs

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EP3255239B1
EP3255239B1 EP17178017.4A EP17178017A EP3255239B1 EP 3255239 B1 EP3255239 B1 EP 3255239B1 EP 17178017 A EP17178017 A EP 17178017A EP 3255239 B1 EP3255239 B1 EP 3255239B1
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EP
European Patent Office
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detecting
unit
drill device
rope
ground drill
Prior art date
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Active
Application number
EP17178017.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3255239A1 (de
Inventor
Martin Lanzl
Josef Haas
Martin Mayr
Manfred Angermeier
Thomas Elsner
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
Priority to EP17178017.4A priority Critical patent/EP3255239B1/de
Publication of EP3255239A1 publication Critical patent/EP3255239A1/de
Application granted granted Critical
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    • 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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/003—Drilling with mechanical conveying means
    • E21B7/005—Drilling with mechanical conveying means with helical conveying means
    • 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
    • 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
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0021—Safety devices, e.g. for preventing small objects from falling into the borehole
    • 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
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • 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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/022—Control of the drilling operation; Hydraulic or pneumatic means for activation or operation

Definitions

  • the invention relates to an earth drilling device according to claim 1 and a method for operating an earth drilling device according to claim 10.
  • tipping moments can occur. These tipping moments can be caused statically, for example by excessive loads, but also dynamically, for example by centrifugal forces.
  • a typical earth drilling rig is made from the DE 89 12 027 U1 This is known.
  • numerous measuring elements are provided to detect the position of components, such as the mast.
  • Pressure measuring elements are installed on the mast's support cylinders and the device's support feet to record load values.
  • Another earth drilling rig is from the DE 200 11 371 U1 known.
  • the object of the invention is to provide an earth drilling device which, with particularly high operational reliability, especially with regard to tipping safety, has a particularly large working radius, a particularly wide range of applications and a particularly high performance.
  • an earth drilling device comprising a carrier unit, an actuating unit which is adjustable relative to the carrier unit, at least one sensor for recording status data of the earth drilling device, and a computer unit by which, based on the recorded status data, at least An adjustment range of the actuating unit can be determined, within which the actuating unit can be adjusted with a given tilting stability of the earth drilling device.
  • the invention is based on the understanding that when adjusting a heavy actuating unit relative to the support unit, shifts in the center of gravity can occur, accompanied by corresponding variable tilting moments.
  • a computing unit determines an adjustment range within which the actuating unit can be moved safely relative to its support unit.
  • the safe adjustment range can, for example, be characterized by maintaining a predetermined tilt safety factor within it.
  • corresponding characteristic curve fields or tables can be stored in the evaluation unit.
  • the invention can be used particularly in mobile earth drilling rigs, as tipping stability is often a critical factor in these applications. Accordingly, it is advantageous for the support unit to have a chassis.
  • the support unit can be the undercarriage of the earth drilling rig.
  • the actuating unit comprises at least one deep-digging tool, namely a drilling tool.
  • the actuating unit can, for example, be designed as a rotary drilling drive and/or a vibratory drilling drive.
  • the actuating unit is advantageous for the actuating unit to be pivotable about a vertical axis relative to the support unit and/or radially adjustable to the vertical axis.
  • the vertical axis can be understood to be, in particular, an axis that runs at least approximately vertically.
  • the actuating unit, designed as a drilling drive is arranged on a mast that is radially adjustable relative to a superstructure, which in turn is pivotable relative to the support unit designed as a substructure.
  • the sensor according to the invention can acquire the status data by physical measurement. It can also be advantageous to provide at least one sensor that acquires status data entered manually by the operator. For example, the operator may be presented with a selection menu of possible drill pipe diameters, such as 880 mm or 1300 mm, or the drill pipe diameter may be automatically detected. Based on the input, the computer unit then determines different adjustment ranges, with the adjustment range typically being smaller for larger drill pipe diameters (and therefore heavier drill pipes) than for smaller diameters. If a sensor is provided for recording manually entered status data, it is advantageous for the computer unit to have a storage device for saving the manually entered data. This provides documentation to determine, in the event of malfunctions, whether the entered data was accurate.
  • Another preferred embodiment of the invention comprises a handling assistance switching device that can be operated by an operator and is in signal communication with the computer unit.
  • the computer unit is configured to modify the adjustment range depending on the switching state of the handling assistance switching device.
  • This embodiment takes into account that different operating modes frequently occur on the earthmoving equipment, requiring different considerations regarding tipping stability. For example, during drilling operations, additional forces often act on the drilling tool, which can increase the tendency to tip over, or work is carried out with an inclined mast, which can also increase the tendency to tip over. Therefore, a limited adjustment range can be determined by the computer unit during drilling operations.
  • the handling assistance control device can be implemented, for example, via a switch or a touchscreen, where the operator specifies whether a work mode, particularly drilling mode, or a handling mode is intended.
  • the handling assistance control device expediently includes a memory function designed to save the operator's selection.
  • Extending the adjustment range in handling mode requires limiting other operating parameters of the earthmoving equipment and the associated tipping moments. For example, an extended adjustment range in handling mode is only justified if the winch pulling forces of a main winch, an auxiliary winch, or a feed winch are below a permissible limit. To help the operator comply with these limits, it can be advantageous for the handling assistance control unit to have a display that shows the limits of these operating parameters when handling mode is selected. For example, the permissible winch pulling forces could be displayed.
  • a particular advantage is the provision of a limiting unit configured to limit at least one operating parameter of the earth drilling rig depending on the switching state of the handling assistance control unit.
  • the critical operating parameters can be automatically limited when the handling mode is selected on the handling assistance control unit.
  • the at least one operating parameter that is limited and/or displayed to the operator may, in particular, be winch pulling forces.
  • the limiting unit may reduce the torque of a feed winch and switch off an auxiliary winch when handling mode is selected.
  • the handling assistance switching device includes a protective device that prevents the effect of actuating the handling assistance switching device if at least one operating parameter of the earth drilling rig lies outside a predetermined range.
  • the effect of actuating the handling assistance switching device can be prevented if at least one operating parameter is atypical for handling operation, and thus an extension of the adjustment range is not justified.
  • the at least one operating parameter of the earth drilling rig may in particular be This concerns the upper structure's rotational speed and/or the mast's tilt.
  • Earth drilling rigs often have an upper structure that is rotatably mounted on the carrier unit around a vertical axis, and on which a mast is mounted that supports the operating unit. If the upper structure, along with the operating unit, is rotated around the vertical axis relative to the carrier unit, centrifugal forces can occur that dynamically increase the tendency to tip over. Therefore, a manual or automatic limitation of the upper structure's rotational speed can be advantageous.
  • the mast's tilt relative to the upper structure can also influence the tendency to tip over, so limiting the mast tilt can also be beneficial with regard to tipping safety.
  • the at least one operating parameter whose limits are displayed, which is limited by the limiting unit and/or which is taken into account by the protective device, may also be a rotation angle of the upper carriage relative to the undercarriage, since a mobile undercarriage is often not equally stable against tipping in all spatial directions.
  • the condition data used by the control unit to determine the adjustment range can include, in particular, a weight force on the actuating unit.
  • a weight force on the actuating unit For example, the pipe length at the actuating unit can be taken into account, because the longer the drill pipe hanging from the actuating unit, the greater the tendency to tilt.
  • At least one sensor is provided to detect the rotation angle of the superstructure. This is because the support unit is often not equally stable against tipping in all spatial directions. Thus, the rotation angle of the superstructure relative to the support unit, particularly around a vertical axis, also provides information about tipping stability.
  • a slide feed system can be understood, in particular, as a system that moves the actuating unit relative to the mast in a vertical direction.
  • the tensile and/or compressive force acting there can also influence the tipping moment.
  • At least one sensor is provided for detecting a tensile force in an auxiliary rope.
  • an auxiliary rope which can be used, for example, in the assembly of a drill string, can also cause tilting moments.
  • Another embodiment involves providing at least one sensor to detect at least one entry angle of the auxiliary rope, since the entry angle can also influence the tilting moment caused by the auxiliary rope.
  • the entry angle is determined in two spatial planes.
  • Another preferred embodiment of the invention consists in providing at least one sensor for detecting at least one tilt angle of the support unit.
  • the tilt angle is determined in two spatial planes.
  • the tilt angle of the undercarriage can also influence the tipping moments.
  • At least one sensor is provided for detecting at least one tilt angle of the mast.
  • the tilt angle of the mast can be understood, in particular, as the angle of inclination of the mast relative to the superstructure. This angle can also influence the tipping moments.
  • the angle of inclination is determined in two spatial planes.
  • At least one sensor is provided to detect the end position of the auxiliary rope. This allows for consideration of The load attached to the auxiliary rope may be subject to pendulum movements, which also contribute to the tipping moment.
  • the sensor for detecting the end position of the auxiliary rope can, in particular, be designed as a sensor for detecting the unwinding angle of a drum for the auxiliary rope.
  • At least one sensor may be provided for detecting the rotational speed of the superstructure.
  • Rotation of the superstructure relative to the carrier about the vertical axis is accompanied by corresponding centrifugal forces, which can also increase the tipping moment.
  • detecting the rotational speed of the superstructure relative to the carrier is advantageous.
  • At least one sensor is provided to detect the end position of a feed rope. This is because the position of the feed rope indicates the position of the actuating device and thus, in turn, the center of gravity, which is relevant for stability against tipping.
  • At least one sensor is provided for detecting the end position of the main rope. By detecting the end position of the main rope, center of gravity coordinates can be determined, which in turn determine the overturning moment.
  • the state data relate to the position of the mast support boom, the rotation angle of the superstructure, the tensile and/or compressive force in the feed system for the carriage, the tensile force in the main rope, the tensile force in the auxiliary rope, the at least one entry angle of the auxiliary rope, the at least one inclination angle of the support unit, the at least one inclination angle of the mast, the rope end position of the auxiliary rope, the wind speed, the rotation speed of the superstructure, the rope end position of the feed rope and/or the rope end position of the main rope.
  • a further preferred embodiment of the invention consists in the provision of a display device with which the adjustment range can be shown together with the current position of the actuating unit, and in the display device being configured to show the adjustment range and the current position in a single positional diagram.
  • the display device can be configured to represent the adjustment range by highlighting it in color.
  • the safe adjustment range and the actual current position of the actuating unit with respect to this adjustment range are visually displayed to the operator. This makes the tipping safety situation intuitively comprehensible to the operator.
  • the invention also relates to a method for operating an earth drilling rig according to the invention, comprising a carrier unit, an actuating unit adjustable relative to the carrier unit, at least one sensor for acquiring status data of the earth drilling rig, and a computer unit. It is provided that the computer unit determines, based on the acquired status data, at least one adjustment range of the actuating unit within which the actuating unit can be adjusted while maintaining a predetermined stability of the earth drilling rig.
  • the exemplary embodiments described in connection with the earth drilling rig according to the invention can also be used in connection with the method according to the invention, thereby achieving the advantages described in connection with the earth drilling rig.
  • the earth drilling rig 1 is designed as a mobile earth drilling rig. It has a carrier unit 10 designed as an undercarriage with a chassis 9 designed as a crawler track system. A superstructure 11 of the earth drilling rig 1 is arranged on this carrier unit 10. The superstructure 11 is pivotable about the vertical axis 3 on the carrier unit 10.
  • Mast support arms 12 are arranged on the superstructure 11, supporting a mast 14 and connecting it to the superstructure 11.
  • the mast support arms 12 are pivotable about horizontal axes. By pivoting the mast support arms 12, the mast 14 can be adjusted radially relative to the superstructure 11 and thus to the support unit 10.
  • a carriage 15 is arranged vertically on the mast 14.
  • An actuating unit 18, which forms a rotary drilling drive, is provided on this carriage 15.
  • the actuating unit 18 has a driven drilling tool 19, 20, which is formed by a drill string 19 with an auger 20 arranged on its underside.
  • the drill string 19 can be designed, in particular, as a Kelly bar.
  • the actuating unit 18 By pivoting the superstructure 11 relative to the support unit 10, the actuating unit 18 can also be pivoted about the vertical axis 3 relative to the support unit 10. By pivoting the mast support arms 12, the actuating unit 18 can be pivoted radially to the support unit 10 with respect to the vertical axis 3.
  • the drill string 19 of the deep drilling tool is suspended from a main cable 41, which runs around the top of the mast 14.
  • a main winch 42 is provided at the rear of the superstructure 11 or on the mast 14 for operating the main cable 41.
  • an auxiliary cable 44 runs around the mast 14 and can be operated by means of an auxiliary winch 45.
  • This auxiliary cable 44 can be used, for example, when the drill string 19 is mounted on the earth drilling rig 1.
  • a feed system is provided with a feed winch 48 and a feed cable 49 running around the mast 14, which is attached to the carriage 15.
  • a further sensor 54 is provided for detecting a tensile force in the main rope 41.
  • This sensor 54 is formed by a force measuring bolt in an upper rope deflection pulley of the main rope 41.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Erdbohrgerät gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Erdbohrgeräts gemäß Anspruch 10.
  • Beim Betrieb von Großbaumaschinen, wie beispielsweise Erdbohrgeräten, können an den Baumaschinen Kippmomente auftreten. Solche Kippmomente können statisch zum Beispiel durch ausladende Lasten, aber auch dynamisch zum Beispiel durch Fliehkräfte verursacht werden.
  • Um das Auftreten übermäßiger Kippmomente zu verhindern, ist es unter anderem bekannt, die Verstellwege ausladender Lasten konstruktiv zu begrenzen. Dies führt jedoch häufig auch zu einer Einschränkung des Betriebsbereichs der Baumaschine und somit zu einer Begrenzung der Einsatzmöglichkeiten der Baumaschine.
  • Ein gattungsgemäßes Erdbohrgerät ist aus der DE 89 12 027 U1 bekannt. Zum Bestimmen eines Verstellbereichs bei einer gewünschten Kippsicherheit sind zahlreiche Messelemente vorgesehen, welche die Lage von Teilen, etwa des Mastes, erfassen. Zur Erfassung von Lastwerten werden Druckmesselemente an Stützzylindern des Mastes und den Stützfüßen des Gerätes vorgesehen.
  • Ein weiteres Erdbohrgerät ist aus der DE 200 11 371 U1 bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Erdbohrgerät anzugeben, das bei besonders hoher Betriebszuverlässigkeit, insbesondere im Hinblick auf die Kippsicherheit, einen besonders hohen Arbeitsradius, eine besonders große Einsatzvielfalt und eine besonders hohe Leistungsfähigkeit aufweist.
  • Die Aufgabe wird durch ein Erdbohrgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
  • Nach der Erfindung ist ein Erdbohrgerät vorgesehen, mit einer Trägereinheit, einer Betätigungseinheit, welche gegenüber der Trägereinheit verstellbar ist, mindestens einem Aufnehmer zum Erfassen von Zustandsdaten des Erdbohrgeräts, und einer Rechnereinheit, durch welche auf Grundlage der erfassten Zustandsdaten zumindest ein Verstellbereich der Betätigungseinheit ermittelbar ist, in welchem die Betätigungseinheit bei einer vorgegebenen Kippsicherheit des Erdbohrgeräts verstellbar ist.
  • Die Erfindung setzt an der Erkenntnis an, dass beim Verstellen einer schweren Betätigungseinheit relativ zur Trägereinheit, welche die Betätigungseinheit trägt, Schwerpunktverschiebungen auftreten können, die mit entsprechenden variablen Kippmomenten einhergehen. Um trotz dieser variablen Kippmomente einen kippsicheren Betrieb zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß eine Rechnereinheit vorgesehen. Diese Rechnereinheit ermittelt einen Verstellbereich, in welchem die Betätigungseinheit gegenüber ihrer Trägereinheit sicher bewegt werden kann. Der sichere Stellbereich kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass in seinem Inneren ein vorgegebener Kippsicherheitsfaktor eingehalten wird. Zur Ermittlung des Verstellbereichs können in der Auswerteeinheit zum Beispiel entsprechende Kennlinienfelder oder Tabellen hinterlegt sein.
  • Die Bestimmung des Verstellbereichs erfolgt dabei abhängig von Zustandsdaten des Erdbohrgeräts, das heißt die Rechnereinheit kann im Sinne einer Gesamtbetrachtung berücksichtigen, dass die Kippneigung nicht nur durch die Ausladung der Betätigungseinheit bestimmt wird, sondern auch durch weitere Faktoren beeinflusst wird, wie beispielsweise die Last an der Betätigungseinheit oder den dynamischen Zustand des Erdbohrgeräts. Daher kann es sich bei den Zustandsdaten beispielsweise um Daten betreffend den Durchmesser eines von der Betätigungseinheit gehaltenen Bohrrohres handeln, der über die damit einhergehende Masse des Bohrrohres wiederum das Kippmoment beeinflusst.
  • Die Erfindung betrifft ein Erdbohrgerät. In diesem Falle ist die Betätigungseinheit der Bohrantrieb für ein Erdbohrwerkzeug. Die Trägereinheit kann ein Unterwagen des Bohrgeräts sein.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass durch die Rechnereinheit die Lage der Betätigungseinheit innerhalb des Verstellbereichs ermittelbar ist, und bei Erreichen einer Grenze des Verstellbereichs ein Signal abgebbar ist. Gemäß dieser Ausführungsform wird von der Rechnereinheit die tatsächliche Lage der Betätigungseinheit mit dem errechneten Verstellbereich in Bezug gesetzt, so dass unmittelbar beurteilt wer-den kann, ob ein kippsicherer Betrieb gegeben ist oder ob Kippgefahr besteht. Bei dem Signal, welches bei Erreichen der Grenze des Verstellbereichs abgegeben wird, kann es sich beispielsweise um ein Bedienersignal handeln, also beispielsweise um ein akustisches oder optisches Signal, das durch einen Bediener des Erdbohrgeräts wahrgenommen werden kann. Insbesondere kann als optisches Signal eine entsprechende Anzeige auf einem Bedienerdisplay vorgesehen sein. Der Bediener wird hierdurch in die Lage versetzt, die Annäherung an einen kippgefährlichen Bereich zu erfassen, so dass vom Bediener entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden können. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass als Signal ein Steuersignal für die Betätigungseinheit abgebbar ist. Durch Verwendung derartiger Steuersignale kann die Rechnereinheit die Betätigungseinheit automatisch im sicheren Verstellbereich halten, so dass ein besonders zuverlässiger Betrieb gegeben ist.
  • Die Erfindung kann insbesondere bei mobilen Erdbohrgeräten zum Einsatz kommen, da hier oftmals der Kippsicherheit besondere Beachtung geschenkt werden muss. Demgemäß ist zweckmäßig, dass die Trägereinheit ein Fahrwerk aufweist. Insbesondere kann es sich bei der Trägereinheit um einen Unterwagen des Erdbohrgeräts handeln.
  • Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Betätigungseinheit zumindest ein Tiefbauwerkzeug, nämlich ein Bohrwerkzeug, aufweist. Die Betätigungseinheit kann beispielsweise als Drehbohrantrieb und/oder Rüttelbohrantrieb ausgebildet sein.
  • Für einen besonders großen Arbeitsbereich ist es vorteilhaft, dass die Betätigungseinheit gegenüber der Trägereinheit um eine Hochachse verschwenkbar und/oder radial zur Hochachse verstellbar ist. Unter der Hochachse kann insbesondere eine zumindest annähernd vertikal verlaufende Achse verstanden werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die als Bohrantrieb ausgebildete Betätigungseinheit an einem Mast angeordnet ist, welcher radial bezüglich einem Oberwagen verstellbar ist, der wiederum gegenüber der als Unterwagen ausgebildeten Trägereinheit verschwenkbar ist.
  • Der erfindungsgemäße Aufnehmer kann die Zustandsdaten durch physikalische Messung erfassen. Es kann auch vorteilhaft sein, dass mindestens ein Aufnehmer vorgesehen ist, der Zustandsdaten erfasst, die vom Bediener manuell eingegeben werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Bediener ein Auswahlmenü von möglichen Bohrrohrdurchmessern erhält, beispielsweise 880 mm oder 1300 mm, oder der Bohrrohrdurchmesser automatisch erfasst wird. Entsprechend der Eingabe ermittelt die Rechnereinheit dann unterschiedlich große Verstellbereiche, wobei der Verstellbereich bei größerem Bohrrohrdurchmesser und somit schwererem Bohrrohr regelmäßig kleiner sein wird als bei kleinerem Durchmesser. Sofern ein Aufnehmer zum Erfassen von manuell eingegebenen Zustandsdaten vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, dass die Rechnereinheit eine Speichereinrichtung zum Speichern der manuell eingegebenen Daten aufweist. Hierdurch wird eine Dokumentation zur Verfügung gestellt, um im Falle möglicher Störungen feststellen zu können, ob die eingegebenen Daten zutreffend waren.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass eine von einem Bediener betätigbare Handlingsassistenzschalteinrichtung vorgesehen ist, die mit der Rechnereinheit in Signalverbindung steht, wobei die Rechnereinheit dafür eingerichtet ist, den Verstellbereich in Abhängigkeit eines Schaltzustandes der Handlingsassistenzschalteinrichtung zu modifizieren. Diese Ausführungsform berücksichtigt, dass an dem Erdbaugerät häufig unterschiedliche Betriebsmodi auftreten, die unterschiedliche Kippsicherheitsbetrachtungen erfordern. So treten beispielsweise bei einem Bohrbetrieb eines Bohrgeräts häufig zusätzliche Kräfte am Bohrwerkzeug auf, welche die Kippneigung vergrößern können, oder es wird mit schrägem Mast gearbeitet, was ebenfalls die Kippneigung vergrößern kann. Daher kann im Bohrbetrieb von der Rechnereinheit ein eingeschränkter Verstellbereich ermittelt werden. Bei einem Handlingsbetrieb hingegen, bei dem das Werkzeug lediglich versetzt wird, beispielsweise um einen Bohreimer entfernt vom Bohrloch zu entleeren, ist zumindest ein Teil dieser zusätzlichen Belastungen häufig nicht mehr vorhanden, so dass ein erweiterter Verstellbereich vorgesehen werden kann. Die Handlingsassistenzschalteinrichtung kann beispielsweise über einen Schalter oder über einen Touchscreen realisiert werden, an denen der Bediener vorgibt, ob ein Arbeitsbetrieb, insbesondere Bohrbetrieb, oder ob ein Handlingsbetrieb vorgesehen ist. Zur Dokumentation weist die Handlingsassistenzschalteinrichtung zweckmäßigerweise eine Speichereinrichtung auf, die dafür eingerichtet ist, die Wahl des Bedieners an der Handlingsassistenzschalteinrichtung zu speichern.
  • Die Erweiterung des Verstellbereichs im Handlingsmodus setzt voraus, dass andere Betriebsparameter des Erdbaugeräts und die damit einhergehenden Kippmomente begrenzt werden. Beispielsweise kann der erweiterte Verstellbereich im Handlingsmodus nur dann gerechtfertigt sein, wenn die Windenzugkräfte einer Hauptwinde, einer Hilfswinde oder einer Vorschubwinde unterhalb einer zulässigen Grenze liegen. Um dem Bediener die Einhaltung dieser Grenzen zu erleichtern, kann es vorteilhaft sein, wenn die Handlingsassistenzschalteinrichtung eine Anzeige aufweist, welche dem Bediener die Grenzen dieser Betriebsparameter anzeigt, wenn an der Handlingsassistenzschalteinrichtung der Handlingsmodus gewählt ist. Beispielsweise können an einem Display die zulässigen Windenzugkräfte angezeigt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es jedoch, dass eine Begrenzereinheit vorgesehen ist, die dafür eingerichtet ist, zumindest einen Betriebsparameter des Erdbohrgeräts in Abhängigkeit des Schaltzustandes der Handlingsassistenzschalteinrichtung zu begrenzen. Gemäß dieser Ausführungsform können die kritischen Betriebsparameter automatisch begrenzt werden, wenn an der Handlingsassistenzschalteinrichtung der Handlingsmodus gewählt wird. Bei dem zumindest einen Betriebsparameter, der begrenzt und/oder dem Bediener angezeigt wird, kann es sich insbesondere um Windenzugkräfte handeln. Demgemäß kann vorgesehen sein, dass die Begrenzereinheit das Drehmoment einer Vorschubwinde reduziert und eine Hilfswinde abschaltet, wenn Handlingsbetrieb gewählt wird.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Handlingsassistenzschalteinrichtung eine Schutzeinrichtung umfasst, welche die Auswirkung einer Betätigung der Handlingsassistenzschalteinrichtung unterbindet, wenn zumindest ein Betriebparameter des Erdbohrgeräts außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Wirkung der Betätigung der Handlingsassistenzschalteinrichtung unterbunden werden, wenn zumindest ein Betriebsparameter untypisch für den Handlingsbetrieb ist, und somit eine Erweiterung des Verstellbereichs nicht gerechtfertigt ist.
  • Bei dem zumindest einen Betriebsparameter des Erdbohrgeräts, dessen Grenzen dem Bediener angezeigt werden, der mittels der Begrenzereinheit begrenzt wird und/oder der von der Schutzeinrichtung berücksichtigt wird, kann es sich insbesondere um eine Oberwagendrehzahl und/oder um eine Mastneigung handeln. Erdbohrgeräte weisen häufig einen Oberwagen auf, der um eine Hochachse drehbar an der Trägereinheit angeordnet ist, und an dem ein Mast angeordnet ist, der die Betätigungseinheit trägt. Wird der Oberwagen mitsamt der Betätigungseinheit relativ zur Trägereinheit um die Hochachse gedreht, so können Fliehkräfte auftreten, welche die Kipptendenz dynamisch vergrößern. Daher kann eine manuelle oder automatische Begrenzung der Oberwagendrehzahl vorteilhaft sein. Weiterhin kann auch die Mastneigung des Masts relativ zum Oberwagen die Kipptendenz beeinflussen, so dass auch eine Begrenzung der Mastneigung im Hinblick auf die Kippsicherheit vorteilhaft sein kann.
  • Bei dem zumindest einen Betriebsparameter, dessen Grenzen angezeigt werden, der mittels der Begrenzereinheit begrenzt wird und/oder der von der Schutzeinrichtung berücksichtigt wird, kann es sich auch um einen Drehwinkel des Oberwagens relativ zum Unterwagen handeln, da ein fahrbarer Unterwagen häufig nicht in allen Raumrichtungen gleich kippsicher ist.
  • Bei den Zustandsdaten, auf dessen Grundlage der Verstellbereich von der Rechnereinheit ermittelt wird, kann es sich insbesondere um eine Gewichtskraft an der Betätigungseinheit handeln. So kann beispielsweise die Rohrlänge an der Betätigungseinheit berücksichtigt werden, denn je länger das an der Betätigungseinheit hängende Bohrrohr ist, desto größer ist häufig die Kippneigung.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen einer Stellung eines Maststützauslegers vorgesehen ist. Denn die Stellung des Maststützauslegers, der den Mast mit dem Oberwagen verbindet, ist häufig ein Maß für die Radialposition des Masts und somit die Position der Betätigungseinheit relativ zum Oberwagen, und bestimmt somit das Kippmoment mit.
  • Ferner ist es bevorzugt, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen eines Drehwinkels des Oberwagens vorgesehen ist. Denn die Trägereinheit ist häufig nicht in alle Raumrichtungen gleich kippstabil. Somit gibt der Oberwagendrehwinkel des Oberwagens relativ zur Trägereinheit, insbesondere um eine Hochachse, ebenfalls Anhaltspunkte zur Kippsicherheit.
  • Weiterhin ist es zweckmäßig, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen einer Zug- und/oder Druckkraft in einem Vorschubsystem für einen Schlitten vorgesehen ist. Unter einem Schlittenvorschubsystem kann insbesondere ein System verstanden werden, welches die Betätigungseinheit relativ zum Mast in vertikaler Richtung verschiebt. Die dort wirkende Zug- und/oder Druckkraft kann ebenfalls das Kippmoment beeinflussen.
  • Es ist erfindungsgemäß, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen einer Zugkraft in einem Hauptseil vorgesehen ist. Ein entsprechendes Hauptseil trägt ein Bohrgestänge, das an der Betätigungseinheit verläuft. Somit kann die Hauptseilzugkraft ebenfalls das Kippmoment mitbestimmen.
  • Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen einer Zugkraft in einem Hilfsseil vorgesehen ist. Denn ein solches Hilfsseil, das beispielsweise bei der Montage eines Bohrgestänges zum Einsatz kommen kann, kann ebenfalls Kippmomente verursachen.
  • Eine weitere Ausgestaltung liegt darin, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen zumindest eines Einlaufwinkels des Hilfsseils vorgesehen ist, denn der Einlaufwinkel kann ebenfalls das vom Hilfsseil verursachte Kippmoment beeinflussen. Zweckmäßigerweise wird der Einlaufwinkel in zwei Raumebenen bestimmt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen zumindest eines Neigungswinkels der Trägereinheit vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise wird der Neigungswinkel in zwei Raumebenen bestimmt. Auch der Neigungswinkel des Unterwagens kann die Kippmomente beeinflussen.
  • Überdies ist es bevorzugt, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen zumindest eines Neigwinkels des Masts vorgesehen ist. Unter dem Neigwinkels des Masts kann insbesondere der Neigungswinkel des Masts relativ zum Oberwagen verstanden werden. Auch dieser Winkel kann die Kippmomente beeinflussen. Zweckmäßigerweise wird der Neigungswinkel in zwei Raumebenen bestimmt.
  • Ferner ist es vorteilhaft, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen einer Seilendposition des Hilfsseils vorgesehen ist. Hierdurch kann berücksichtigt werden, dass die am Hilfsseil angeschlagene Last unter Umständen Pendelbewegungen unterliegen kann, die ebenfalls zum Kippmoment beitragen. Der Aufnehmer zum Erfassen einer Seilendposition des Hilfsseils kann insbesondere als Aufnehmer zum Erfassen des Abspulwinkels einer Trommel für das Hilfsseil ausgebildet sein.
  • Überdies ist es zweckmäßig, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen einer Windgeschwindigkeit vorgesehen ist. Hierdurch wird berücksichtigt, dass Windlasten ebenfalls kippmomentsteigernd wirken können.
  • Ferner kann es erfindungsgemäß sein, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit des Oberwagens vorgesehen ist. Mit einer Drehung des Oberwagens relativ zum Trägergerät um die Hochachse gehen entsprechende Zentrifugalkräfte einher, die ebenfalls kippmomenterhöhend wirken können. Vor diesem Hintergrund ist die Drehgeschwindigkeitserfassung des Oberwagens relativ zum Trägergerät zweckmäßig.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen einer Seilendposition eines Vorschubseils vorgesehen ist. Denn die Position des Vorschubseils weist auf die Position der Betätigungseinrichtung und somit wiederum auf die für die Kippsicherheit relevante Schwerpunktlage hin.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass mindestens ein Aufnehmer zum Erfassen einer Seilendposition des Hauptseils vorgesehen ist. Durch Erfassung der Endposition des Hauptseils können Schwerpunktkoordinaten bestimmt werden, welche das Kippmoment bestimmen.
  • Demgemäß ist es also vorteilhaft, dass die Zustandsdaten die Stellung des Maststützauslegers, der Drehwinkel des Oberwagens, die Zug- und/oder Druckkraft im Vorschubsystem für den Schlitten, die Zugkraft im Hauptseil, die Zugkraft im Hilfsseil, der zumindest eine Einlaufwinkel des Hilfsseils, der zumindest eine Neigungswinkel der Trägereinheit, der zumindest eine Neigungswinkel des Masts, die Seilendposition des Hilfsseils, die Windgeschwindigkeit, die Drehgeschwindigkeit des Oberwagens, die Seilendposition des Vorschubseils und/oder die Seilendposition des Hauptseils betreffen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Verstellbereich gemeinsam mit der momentanen Lage der Betätigungseinheit anzeigbar ist, und dass die Anzeigeeinrichtung dafür eingerichtet ist, den Verstellbereich sowie die momentane Lage in einer gemeinsamen Lageskizze darzustellen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Anzeigeeinrichtung dafür eingerichtet ist, den Verstellbereich durch eine farbliche Hervorhebung darzustellen. Gemäß dieser Ausführungsform werden dem Bediener der sichere Verstellbereich sowie die tatsächliche momentane Lage der Betätigungseinheit in Bezug auf diesen Verstellbereich visuell angezeigt. Hierdurch wird dem Bediener die Kippsicherheitssituation intuitiv erfassbar dargestellt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Erdbohrgeräts, mit einer Trägereinheit, einer Betätigungseinheit, welche gegenüber der Trägereinheit verstellbar ist, mindestens einem Aufnehmer zum Erfassen von Zustandsdaten des Erdbohrgeräts, und einer Rechnereinheit, wobei vorgesehen ist, dass durch die Rechnereinheit auf Grundlage der erfassten Zustandsdaten zumindest ein Verstellbereich der Betätigungseinheit ermittelt wird, in welchem die Betätigungseinheit bei einer vorgegebenen Kippsicherheit des Erdbohrgeräts verstellt werden kann. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Erdbohrgerät erläuterten Ausführungsbeispiele können auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommen, wodurch die im Zusammenhang mit dem Erdbohrgerät erläuterten Vorteile erzielt werden können.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, welche schematisch in der beigefügten Figur dargestellt sind. In der beigefügten Figur zeigt:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Erdbohrgeräts.
  • Ein erfindungsgemäßes Erdbohrgerät ist in Fig. 1 dargestellt. Das Erdbohrgerät 1 ist als mobiles Erdbohrgerät ausgebildet. Sie weist eine als Unterwagen ausgebildete Trägereinheit 10 mit einem als Raupenkettenfahrwerk ausgebildetem Fahrwerk 9 auf. Auf dieser Trägereinheit 10 ist ein Oberwagen 11 des Erdbohrgeräts 1 angeordnet. Der Oberwagen 11 ist um die Hochachse 3 schwenkbar an der Trägereinheit 10 vorgesehen.
  • Am Oberwagen 11 sind Maststützausleger 12 angeordnet, welche einen Mast 14 tragen und mit dem Oberwagen 11 verbinden. Die Maststützausleger 12 sind dabei um horizontal verlaufende Achsen schwenkbar vorgesehen. Durch Verschwenken der Maststützausleger 12 kann der Mast 14 radial bezüglich des Oberwagens 11 und somit der Trägereinheit 10 verstellt werden. Am Mast 14 wiederum ist ein Schlitten 15 vertikal verschiebbar angeordnet. An diesem Schlitten 15 ist eine Betätigungseinheit 18 vorgesehen, welche einen Drehbohrantrieb bildet. Die Betätigungseinheit 18 weist ein angetriebenes Tiefbauwerkzeug 19, 20 auf, welches durch ein Bohrgestänge 19 mit unterseitig angeordnetem Schneckenbohrer 20 gebildet wird. Das Bohrgestänge 19 kann insbesondere als Kellystange ausgebildet sein.
  • Durch Verschwenken des Oberwagens 11 relativ zur Trägereinheit 10 kann auch die Betätigungseinheit 18 gegenüber der Trägereinheit 10 um die Hochachse 3 verschwenkt werden. Durch Verschwenken der Maststützausleger 12 kann die Betätigungseinheit 18 bezogen auf die Hochachse 3 radial zur Trägereinheit 10 verschwenkt werden.
  • Das Bohrgestänge 19 des Tiefbauwerkzeugs ist an einem Hauptseil 41 aufgehängt, welches um den Kopf des Masts 14 herum verläuft. Zum Betätigen des Hauptseils 41 ist im Heckbereich des Oberwagens 11 oder am Mast 14 eine Hauptseilwinde 42 vorgesehen. Ferner ist um den Mast 14 ein Hilfsseil 44 herumgeführt, welches mittels einer Hilfsseilwinde 45 betätigbar ist. Dieses Hilfsseil 44 kann beispielsweise dann zum Einsatz kommen, wenn das Bohrgestänge 19 an dem Erdbohrgerät 1 montiert wird. Zum vertikalen Verfahren des Schlittens 15 am Mast 14 ist ein Vorschubsystem mit einer Vorschubwinde 48 und einem um den Mast 14 herumlaufenden Vorschubseil 49 vorgesehen, welches am Schlitten 15 befestigt ist.
  • An dem Erdbohrgerät 1 ist eine Rechnereinheit 23 vorgesehen, welche mit einer Reihe von weiter unten näher beschriebenen Aufnehmern 51 bis 64 in Signalverbindung steht. Mit dieser Rechnereinheit 23 kann auf Grundlage der von den Aufnehmern 51 bis 64 erfassten Zustandsdaten ein Verstellbereich der Betätigungseinheit 18 ermittelt werden, in welchem die Betätigungseinheit 18 kippsicher verstellbar, insbesondere radial zur Hochachse 3 verfahrbar und/oder um die Hochachse 3 verschwenkbar ist. Dabei ist in der Bedienerkabine des Oberwagens 11 eine Anzeigeeinrichtung 24 vorgesehen, welche mit der Rechnereinheit 23 in Signalverbindung steht, und mit der Verstellbereich gemeinsam mit der tatsächlichen momentanen Lage der Betätigungseinheit 18 anzeigbar ist. Hierzu kann die Anzeigeeinrichtung 24 beispielsweise ein Display aufweisen.
  • An der Anzeigeeinrichtung 24 ist auch eine Handlingsassistenzschalteinrichtung 30 angeordnet, die beispielsweise durch einen Touchscreen realisiert werden kann. Mittels dieser Handlingsassistenzschalteinrichtung 30 kann der Bediener eingeben, ob ein Bohrbetrieb oder ein Handlingsbetrieb vorgesehen ist. Die Handlingsassistenzschalteinrichtung 30 steht mit der Rechnereinheit 23 in Signalverbindung, so dass die Rechnereinheit 23 den kippsicheren Verstellbereich je nach Betriebsmodus variieren kann.
  • An dem Erdbohrgerät 1 ist ferner eine Begrenzereinheit 32 vorgesehen, welche mit der Rechnereinheit 23 in Signalverbindung steht, und welche zumindest einen Betriebsparameter des Erdbohrgeräts 1 in Abhängigkeit des Schaltzustandes der Handlingsassistenzschalteinrichtung 30 begrenzt. Beispielsweise kann die Begrenzereinheit 32 die Schwenkgeschwindigkeit des Oberwagens 11 um die Hochachse 3 relativ zur Trägereinheit 10, das heißt zum Unterwagen, begrenzen, wenn der Handlingsmodus gewählt wird, und im Bohrmodus diese Begrenzung aufheben. Alternativ oder zusätzlich kann die Begrenzereinheit 32 auch die Radialposition der Betätigungseinheit 18 durch Begrenzen der Auslenkung der Maststützausleger 12 begrenzen.
  • Ferner ist an dem Erdbohrgerät 1 eine Schutzeinrichtung 33 vorgesehen, die mit der Handlingsassistenzschalteinrichtung 30 und/oder mit der Anzeigeeinrichtung 24 in Signalverbindung steht, und die eine Auswahl des Handlingsmodus unterbindet, wenn beispielsweise die Mastneigung hierfür zu groß ist.
  • Wie bereits zuvor angedeutet weist die Baumaschine 1 eine Reihe von Aufnehmern 51 bis 64 auf, welche mit der Rechnereinheit 23 in Signalverbindung stehen, und deren Daten von der Rechnereinheit 23 zum Bestimmen des Verstellbereichs herangezogen werden. So ist insbesondere ein erster Aufnehmer 51 zum Erfassen einer Stellung eines der Maststützausleger 12 vorgesehen. Der Aufnehmer 51 kann beispielsweise als Drehgeber zwischen Maststützausleger 12 und Oberwagen 11 ausgebildet sein, der an der vertikalen Schwenkachse des hinteren Maststützauslegers 12 angeordnet ist.
  • Ein weiterer Aufnehmer 52 ist zum Erfassen eines Drehwinkels des Oberwagens 11 relativ zur Trägereinheit 10 vorgesehen. Mittels dieses Aufnehmers 52 wird der Drehwinkel um die Hochachse 3 bestimmt, um welche der Oberwagen 11 relativ zur Trägereinheit 10 gedreht ist.
  • Zwei weitere Aufnehmer 53 sind zum Erfassen einer Zug- und/oder Druckkraft im Vorschubsystem für den Schlitten 15 vorgesehen. Diese Aufnehmer 53 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel durch zwei Kraftmessbolzen in den Umlenkrollen des Vorschubseils 49 gebildet. Bei Zylindervorschubgeräten können diese Aufnehmer durch Druckaufnehmer gebildet sein, welche die Zug- und/oder Druckkraft des Vorschubzylinders messen.
  • Ein weiterer Aufnehmer 54 ist zum Erfassen einer Zugkraft im Hauptseil 41 vorgesehen. Dieser Aufnehmer 54 ist durch einen Kraftmessbolzen in einer oberen Seilumlenkrolle des Hauptseils 41 gebildet.
  • Ein weiterer Aufnehmer 55 ist zum Erfassen einer Zugkraft im Hilfsseil 44 vorgesehen. Dieser Aufnehmer 55 ist durch einen Kraftmessbolzen in einer oberen Seilumlenkrolle des Hilfsseils 44 gebildet.
  • Ferner sind zwei Aufnehmer 56 und 57 zum Erfassen von Einlaufwinkeln des Hilfsseils 44 am Mast 14 vorgesehen. Der erste Aufnehmer 56 bestimmt dabei den Seilschrägzugwinkel des Hilfsseils 44 längs zum Oberwagen 11 und der zweite Aufnehmer 57 den Schrägzugwinkel des Hilfsseils 44 quer zum Oberwagen 11. Beide Aufnehmer 56, 57 sind jeweils durch einen Winkelaufnehmer am Seileinlauf in die obere Seilführung des Hilfsseils 44 ausgebildet.
  • An der als Unterwagen ausgebildeten Trägereinheit 10 des Erdbohrgeräts 1 ist überdies ein weiterer Aufnehmer 58 zum Erfassen zumindest eines Neigungswinkels der Trägereinheit 10 vorgesehen. Dieser Aufnehmer 58 kann zwei Neigungssensoren zur Neigungsmessung längs beziehungsweise quer zur Trägereinheit 10 aufweisen.
  • Ein weiterer Aufnehmer 59 ist zum Erfassen der Mastneigung des Masts 14 vorgesehen. Dieser Aufnehmer 59 weist zwei Sensoren für einen Neigungswinkel längs beziehungsweise quer zum Oberwagen 11 auf.
  • Ein weiterer Aufnehmer 60 ist zum Erfassen einer Seilendposition des Hilfsseils 44 vorgesehen. Dieser Aufnehmer 60 ist als Drehgeber ausgebildet, der an der Trommel der Hilfsseilwinde 45 angeordnet ist. Der Aufnehmer 60 stellt die abgespulte Seillänge fest. Hierdurch kann die Lage der am Hilfsseil 44 angeschlagenen Last bestimmt werden, was insbesondere dann berücksichtigt werden kann, wenn die Last nach einer Drehung des Oberwagens 11 auspendelt, was Kippmomente verursachen kann.
  • Ein weiterer Aufnehmer 61 ist zum Erfassen einer Windgeschwindigkeit vorgesehen. Dieser Aufnehmer 61 ist durch einen Windmesser an der Spitze des Masts 14 gebildet.
  • Ein weiter Aufnehmer 62 ist zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit des Oberwagens 11 relativ zur Trägereinheit 10 um die Hochachse 3 vorgesehen. Dieser Aufnehmer 62 kann insbesondere am Oberwagen 11 angeordnet sein.
  • Weiterhin ist ein Aufnehmer 63 zum Erfassen einer Seilendposition des Vorschubseils 49 des Vorschubsystems vorgesehen. Insbesondere kann dieser Aufnehmer 63 zum Messen der Stellung der als Drehantrieb ausgebildeten Betätigungseinheit 18 ausgebildet sein. Aus den Daten des Aufnehmers 63 können Schwerpunktkoordinaten der Ausrüstungsteile bestimmt werden.
  • Überdies ist ein weiterer Aufnehmer 64 zum Erfassen einer Seilendposition des Hauptseils 41 vorgesehen. Insbesondere kann dieser Aufnehmer 64 zum Messen der Stellung eines Wirbels des Hauptseils 41 ausgebildet sein. Aus der Seilendposition des Hauptseils 41 können unter Berücksichtigung der Seilendposition des Vorschubseils 49 die Schwerpunktkoordinaten des Tiefbauwerkzeugs 19, 20 festgestellt werden.

Claims (10)

  1. Erdbohrgerät (1) mit
    - einer Trägereinheit (10),
    - einer Betätigungseinheit (18), welche gegenüber der Trägereinheit (10) verstellbar ist, wobei die Betätigungseinheit (18) einen Bohrantrieb für ein Erdbohrwerkzeug (20) aufweist,
    - einem Hauptseil (41), welches ein Bohrgestänge (19) trägt, das an der Betätigungseinheit (18) verläuft,
    - einem Hilfsseil (44) zum Einsatz bei der Montage des Bohrgestänges (19),
    - mindestens einem Aufnehmer (51 bis 64) zum Erfassen von Zustandsdaten des Erdbohrgeräts (1), und
    - einer Rechnereinheit (23),
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (54) zum Erfassen einer Zugkraft in dem Hauptseil (41) vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (55) zum Erfassen einer Zugkraft in dem Hilfsseil (44) vorgesehen ist, und
    - dass die Rechnereinheit (23) ausgebildet ist, auf Grundlage der erfassten Zustandsdaten von den Aufnehmern (54, 55) zumindest einen Verstellbereich der Betätigungseinheit (18) bei einer vorgegebenen Kippsicherheit des Erdbohrgeräts (1) einzustellen.
  2. Erdbohrgerät (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Rechnereinheit (23) die Lage der Betätigungseinheit (18) innerhalb des Verstellbereichs ermittelbar ist und bei Erreichen einer Grenze des Verstellbereichs ein Signal, insbesondere ein Steuersignal für die Betätigungseinheit (18), abgebbar ist.
  3. Erdbohrgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Trägereinheit (10) ein Fahrwerk (9) aufweist, und
    dass die Betätigungseinheit (18) gegenüber der Trägereinheit (10) um eine Hochachse (3) verschwenkbar und radial zur Hochachse (3) verstellbar ist.
  4. Erdbohrgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens ein Aufnehmer vorgesehen ist, der Zustandsdaten erfasst, die von einem Bediener manuell eingegeben werden.
  5. Erdbohrgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass eine von einem Bediener betätigbare Handlingsassistenzschalteinrichtung (30) vorgesehen ist, die mit der Rechnereinheit (23) in Signalverbindung steht, wobei
    - die Rechnereinheit (23) dafür eingerichtet ist, den Verstellbereich in Abhängigkeit eines Schaltzustands der Handlingsassistenzschalteinrichtung (30) zu modifizieren.
  6. Erdbohrgerät (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Begrenzereinheit (32) vorgesehen ist, die dafür eingerichtet ist, zumindest einen Betriebsparameter des Erdbohrgeräts (1) in Abhängigkeit des Schaltzustandes der Handlingsassistenzschalteinrichtung (30) zu begrenzen.
  7. Erdbohrgerät (1) nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Handlingsassistenzschalteinrichtung (30) eine Schutzeinrichtung (33) umfasst, welche die Auswirkungen einer Betätigung der Handlingsassistenzschalteinrichtung (30) unterbindet, wenn zumindest ein Betriebsparameter des Erdbohrgeräts (1) außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
  8. Erdbohrgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (51) zum Erfassen einer Stellung eines Maststützauslegers (12) vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (52) zum Erfassen eines Drehwinkels eines Oberwagens (11) vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (53) zum Erfassen einer Zug- und/oder Drucckraft in einem Vorschubsystem für einen Schlitten (15) vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (56, 57) zum Erfassen zumindest eines Einlaufwinkels des Hilfsseils (44) vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (58) zum Erfassen zumindest eines Neigungswinkels der Trägereinheit (10) vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (59) zum Erfassen zumindest eines Neigwinkels eines Masts (14) vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (60) zum Erfassen einer Seilendposition des Hilfsseils (44) vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (61) zum Erfassen einer Windgeschwindigkeit vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (62) zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit des Oberwagens (11) vorgesehen ist,
    - dass mindestens ein Aufnehmer (63) zum Erfassen einer Seilendposition eines Vorschubseils (49) vorgesehen ist, und/oder
    - dass mindestens ein Aufnehmer (64) zum Erfassen einer Seilendposition des Hauptseils (41) vorgesehen ist.
  9. Erdbohrgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass eine Anzeigeeinrichtung (24) vorgesehen ist, mit welcher der Verstellbereich gemeinsam mit der momentanen Lage der Betätigungseinheit (18) anzeigbar ist, und
    - dass die Anzeigeeinrichtung (24) dafür eingerichtet ist, den Verstellbereich sowie die momentane Lage in einer gemeinsamen Lageskizze darzustellen.
  10. Verfahren zum Betrieb des Erdbohrgeräts (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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