EP3358123B1 - Vorrichtung zum halten und führen eines rotierenden stabes - Google Patents

Vorrichtung zum halten und führen eines rotierenden stabes Download PDF

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Publication number
EP3358123B1
EP3358123B1 EP18154653.2A EP18154653A EP3358123B1 EP 3358123 B1 EP3358123 B1 EP 3358123B1 EP 18154653 A EP18154653 A EP 18154653A EP 3358123 B1 EP3358123 B1 EP 3358123B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
profile
rod
holding
rotation
axis
Prior art date
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Active
Application number
EP18154653.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3358123A1 (de
Inventor
Rico Knorr
Uwe Müller
Heiko Höbelt
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.)
LTB Leitungsbau GmbH
Original Assignee
LTB Leitungsbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by LTB Leitungsbau GmbH filed Critical LTB Leitungsbau GmbH
Publication of EP3358123A1 publication Critical patent/EP3358123A1/de
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Publication of EP3358123B1 publication Critical patent/EP3358123B1/de
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    • 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
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/24—Guiding or centralising devices for drilling rods or pipes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/22—Placing by screwing down
    • 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
    • E21B15/006—Means for anchoring the drilling machine to the ground

Definitions

  • the invention relates to a device for holding and guiding a rotating rod, in particular a drill or a drill anchor, which is releasably attached to a drive shaft of a drive motor via a fastening means.
  • a rotating rod in particular a drill or a drill anchor
  • the axes of rotation of the drive shaft and the rod are arranged congruently.
  • Devices oriented vertically to the ground such as piles, pillars, masts or towers, are conventionally permanently or temporarily braced to the ground with ropes and held by the ropes arranged at different heights and anchored to the ground.
  • masts for carrying overhead lines are almost exclusively designed as free-standing structures and are only braced using diagonally aligned ropes when installing or removing the power transmission overhead lines.
  • the ropes are arranged between certain areas on the mast and ground anchors, so-called drill anchors.
  • the drill anchors are fixed in the ground for use as fixed anchor points for breakdown rods, winches or ropes.
  • the drill anchors are inserted into the ground using drilling tools.
  • the drill anchor is rotated around its own axis and moved into the ground along this axis of rotation.
  • the force is introduced into the ground at the angle associated with the oblique arrangement.
  • the drill anchors In order to clamp the masts safely and stably, the drill anchors must also be driven into the ground at the angle associated with the inclined arrangement of the cables, so that the tensile forces are safe be included.
  • the drill anchor and the rope clamped between the drill anchor and the mast should form a common line, if possible, and should therefore be arranged at the same angle to the ground.
  • the loading arm is, for example, part of a motor vehicle, in particular a truck, which also transports the drilling anchors to the destination.
  • the drill anchor can be detachably connected to a drive shaft of the drill motor via a fastening means, that is to say a coupling element, and is connected such that the rotational movement of the drive shaft is transmitted to the drill anchor.
  • a rock drilling apparatus having a carrier for guiding a drill steel, a drill steel guide which is arranged at the front end of the carrier, and a guide arm which can be brought into engagement with the drill steel to be guided.
  • the device also has a swivel device and a guide device arranged on the carrier.
  • US 1,789,859 A and US 2 308 203 A is a centering device for a rock drill, which is used in connection with rock drilling machines.
  • the centering device serves to guide and support a free end section of a drill steel, so that a lateral displacement of the drill steel at the start of a bore is prevented.
  • the object of the invention is to provide a device for holding and guiding a rotating rod, in particular a drill anchor to be inserted into the ground, so that the rod is fixed without human guidance and therefore no one has to be in the danger zone, which minimizes the possible risk of an accident.
  • the device is intended to guide and stabilize regardless of the pressure exerted on the rod.
  • the device should be easy to assemble and disassemble by a minimal number of people in a short time.
  • the device should be operated very efficiently and should be simple to construct in order to minimize production and maintenance costs.
  • a device for holding, guiding and stabilizing a rotating rod, in particular a drill or a drill anchor for introduction into the ground, which is detachably fastened to a drive shaft of a drive motor via a fastening means.
  • the axes of rotation of the drive shaft and the rod are arranged congruently.
  • the device has at least two support elements and at least two holding elements.
  • Two carrier elements are aligned in a common plane, in which the axis of rotation of the rod or the drive shaft is arranged.
  • a first carrier element is connected to a first holding element and a second carrier element is connected to a second holding element.
  • the two carrier elements are each arranged with a first end held on a housing of the drive motor.
  • the support elements each have a joint at a second end which is distal to the first end.
  • the holding elements are each formed with a longitudinal beam, which is movably connected to the carrier element by a first end via the joint.
  • the holding elements At a second end distal to the first end, the holding elements have a profile which, when the device is closed, surrounds the rotating rod in such a way that the rod can only be moved about the axis of rotation and the arrangement of the axes of rotation of the rod and the drive shaft relative to one another is fixed. This prevents movement of the rod in relation to the drive shaft that deviates from the rotational movement.
  • the drive motor is preferably a hydraulic motor.
  • the at least one carrier element is perpendicular to the axis of rotation of the rod and the drive shaft is aligned.
  • the carrier element is advantageously screwed onto the housing of the drive motor and is therefore easily detachable.
  • the carrier element can be clamped to the housing of the drive motor.
  • the joint is designed as a swivel joint.
  • the longitudinal member of the holding element is connected to the carrier element via a bolt, so that the holding element can be pivoted about an axis of the bolt.
  • the axis of the bolt is preferably oriented perpendicular to the axis of rotation of the rod or the drive shaft and perpendicular to a longitudinal direction of the carrier element.
  • the profile of the holding element is designed as a U-profile with two side surfaces and a top surface aligned in a longitudinal direction.
  • the profile of the holding element can be designed, for example, as an angle profile or have a semicircular cylindrical shape.
  • the profile advantageously has an extension which is formed from two sheets arranged opposite one another.
  • the plates of the extension are each arranged on a side surface of the profile and have through holes corresponding to one another in free areas for receiving a closure element.
  • the free areas of the sheets of the extension are areas which are not covered.
  • the areas covered are therefore to be understood as the zones in which the metal sheets lie against the side faces of the profile.
  • the closure element is preferably designed as a bolt which is on easy to assemble and disassemble.
  • a further advantageous embodiment of the invention consists in that the profile is arranged on a longitudinal beam of the first holding element and a support element is formed on a second end of a longitudinal beam of the second holding element which is distal to the first end.
  • the support element is designed as a flat sheet which, in the closed state of the device, is aligned with an inner surface toward the rod and towards the profile of the first holding element and with a longitudinal extent in the direction of the axis of rotation of the rod.
  • the support element of the second holding element and the profile of the first holding element designed as a U-profile are arranged so that they correspond to one another in such a way that the inner surface of the support element and the end faces of the side surfaces of the profile abut one another, so that the rod between the side surfaces and the top surface of the profile of the first holding element and the inner surface of the support element is arranged.
  • the inner surface of the support element designed as a flat sheet metal is to be understood as the surface oriented in the closed state of the device in the direction of the rod and the profile of the first holding element.
  • an outer surface or outer side of the sheet in the closed state of the device faces away from the rod and the profile of the first holding element.
  • the support element of the second holding element is designed as a U-profile with a top surface and two side surfaces aligned in a longitudinal direction.
  • the U-profile is aligned with the longitudinal direction in the direction of the axis of rotation of the rod.
  • the U-profile of the support element of the second holding element and the U-profile of the first holding elements are arranged in such a way that the side surfaces of the U-profile of the support element are each arranged on an inside of the side surfaces of the U-profile of the first holding element in the closed state of the device, and the end faces of the side surfaces on the top surface of the U-profile of the first support element.
  • the rod is thus arranged between the side surfaces and the top surface of the support element of the second holding element and the top surface of the U-profile of the first holding element.
  • the sheets of the expansion of the profile of the first holding element with the corresponding through-bores for receiving the closure element are, in the closed state of the device, advantageously designed so that the support element protrudes such that the closure element rests on an outer surface of the support element of the second holding element and the support element on the profile of the first Holding element fixed.
  • the support element is preferably formed on an outer surface with a guide element for receiving a round rod-shaped closure element.
  • the closure element In the closed state of the device, the closure element is fixed through the guide element arranged between the metal sheets of the extension of the profile of the first holding element.
  • the device is advantageously formed from a steel.
  • Fig. 1 and 2 are each a device 1 held on the housing 5 of a drive motor for holding and guiding a rotating rod 2, specifically a drill or drill anchor 2, and the drill anchor 2 attached to a drive shaft 4 of the drive motor.
  • Fig. 1 shows the device 1 in the assembled and open state, while in Fig. 2 the device 1 is shown in the assembled and closed state.
  • the drill anchor 2 can be detached from the drive shaft 4 of the drive motor via a fastening means 3, also referred to as a coupling element, and is connected such that the rotational movement of the drive shaft 4 is transmitted to the drill anchor 2. Due to a translational movement of the drive motor in the direction of the axis of rotation of the drive motor and the drill anchor 2, a predetermined pressure is exerted on the drill anchor 2, which is driven into the ground as a result of the rotational movement and the pressure exerted in the longitudinal direction by the drive motor.
  • the device 1 has two carrier elements 6a, 6b, which are each aligned essentially perpendicular to the axis of rotation of the drill anchor 2.
  • the carrier elements 6a, 6b are arranged on the one hand in a plane arranged perpendicular to the axis of rotation and on the other hand in a plane in which the axis of rotation of the drill anchor 2 or the drive shaft 4 runs.
  • the carrier elements 6a, 6b are consequently preferably aligned at an angle of 180 ° to one another and are each held at a first end on the housing 5 of the drive motor, the first ends being arranged aligned with one another.
  • the carrier elements 6a, 6b are advantageously screwed to the housing 5 in the region of the first ends, so that the device 1 can be easily assembled and disassembled on the housing 5.
  • the axes of the screws of the screw connections for fastening the carrier elements 6a, 6b to the housing 5 are aligned in the direction of the axis of rotation of the drive shaft 4.
  • the support elements 6a, 6b each have a swivel joint 8.
  • the support elements 6a, 6b are on the swivel joints 8 each connected to a holding element 7a, 7b via a bolt 9.
  • the holding elements 7a, 7b, each having a longitudinal support 10a, 10b, are coupled to the support elements 6a, 6b so as to be pivotable on the rotary joints 8 about an axis of rotation, which corresponds to the axis of the bolt 9.
  • the holding elements 7a, 7b are each fastened to a carrier element 6a, 6b with the swivel joint 8 formed at the first end of the longitudinal beam 10a, 10b.
  • the first longitudinal beam 10a has a profile 11, in particular a U-profile with a top surface and two side surfaces, at the second end which is distal to the first end.
  • the profile 11 is arranged in the region of the top surface on the end face of the first longitudinal beam 10a at a predetermined angle ⁇ such that the profile 11 in the closed state of the device 1 according to FIG Fig. 2 , is aligned with the longitudinal direction in the direction of the axis of rotation of the drill anchor 2.
  • the angle ⁇ has a value of approximately 22 °, for example.
  • an extension 12 in the form of two sheets arranged opposite one another, which are aligned perpendicular to the longitudinal axis of the profile 11.
  • the plates of the extension 12 are each arranged on an outer side of a side surface of the profile 11 and have through bores 13 which correspond to one another in the free areas and for receiving a bolt 16.
  • the bolt 16 is arranged such that it is guided through the through bores 11 in such a way that the bolt 16 and the metal sheets are aligned perpendicular to one another.
  • the bolt 16 is fastened to the first holding element 7a, in particular to the profile 11 of the first holding element 7a, via a flexible fastening element, in particular a chain, in order to prevent loss during transport, assembly or disassembly of the device 1.
  • a flexible fastening element in particular a chain
  • the second longitudinal beam 10b has a support element 14 at the second end which is distal to the first end.
  • the support element 14 is preferably designed as a flat sheet.
  • the support element 14 is arranged in the region of a first surface on the end face of the second longitudinal beam 10b at a predetermined angle ⁇ such that the support element 14 in the closed state of the device 1 according to FIG Fig. 2 , is aligned with a second surface towards the drill anchor 2 and with a longitudinal extension in the direction of the axis of rotation of the drill anchor 2.
  • the longitudinal extent of the support element 14 and the axis of rotation of the drill anchor 2 are aligned parallel to one another.
  • the axis of rotation of the drill anchor 2 and the longitudinal direction of the profile 11 and the longitudinal extent of the support element 14 thus run parallel to one another.
  • the angle ⁇ has a value of approximately 22 °, for example.
  • the sheet-shaped support element 14 of the second holding element 7b and the profile 11 of the first holding element 7a designed as a U-profile correspond to one another in such a way that the second surface of the support element 14 and the end faces of the side faces of the profile 11 abut one another in the closed state of the device 1.
  • the drill anchor 2 is arranged between the side surfaces and the top surface of the profile 11 and the second surface of the support element 14. The drill anchor 2 is thus completely surrounded by the profile 11 and the support element 14, the drill anchor 2 being fitted with a clearance fit, so that rotation of the drill anchor 2 is ensured.
  • the support element is designed as a U-profile with a top surface and two side surfaces.
  • the support element is arranged in the region of the top surface on the end face of the second longitudinal beam 10b at a predetermined angle ⁇ such that the profile in the closed state of the device 1 is aligned with the longitudinal direction in the direction of the axis of rotation of the drill anchor 2.
  • the longitudinal direction of the profile and the axis of rotation of the drill anchor 2 are aligned parallel to one another.
  • the U-profile of the support element of the second holding element 7b and the profile 11 of the first holding element 7a designed as a U-profile correspond to one another in such a way that the side surfaces of the U-profile of the support element in the closed state of the device 1 each on the inside of the side surfaces of the profile 11 are arranged.
  • the drill anchor 2 is arranged between the side surfaces and the top surface of the support element of the second holding element 7b and the top surface of the profile 11. The drill anchor 2 is thus completely surrounded by the support element of the second holding element 7b and by the profile 11, the drill anchor 2 being fitted with a clearance fit, so that rotation of the drill anchor 2 is ensured.
  • the support element 14 also has a guide element 15 on the first surface for receiving the bolt 16.
  • the bolt 16 is arranged to be guided through the guide element 15, which is arranged between the metal sheets of the extension 12 of the profile 11 of the first holding element 7a.
  • the bolt 16 is guided through a through hole 13 of a first plate of the extension 12, the guide element 15 and through a through hole 13 of a second plate of the extension 12, the first holding element 7a being connected to the second holding element 7b and the drilling anchor 2 being by the Holding elements 7a, 7b is fixed.
  • the support elements 6a, 6b are each formed in the region of the swivel joints 8 with a first extension 17 in the form of two sheets arranged opposite one another, which are aligned perpendicular to the longitudinal axis of the support element 6a, 6b and in the direction of the housing 5 of the drive motor.
  • the plates of the extension 12 are each on the outside of the Carrier elements 6a, 6b are arranged and have mutually corresponding through bores 18 for receiving a bolt 19 in the free areas.
  • the free area of the plates of the extension 17 is again to be understood as the area which protrudes from the carrier element 6a, 6b.
  • the holding elements 7a, 7b in particular the longitudinal beams 10a, 10b of the holding elements 7a, 7b, are perpendicular to the longitudinal axis of the carrier element 6a, 6b and locked in the direction of the housing 5 of the drive motor.
  • a bolt 19 is arranged in each case through the through bores 18 such that the bolt 19 and the plates of the extension 17 are aligned perpendicular to one another.
  • the bolts 19 are each inserted through a first receiving element 20a, 20b of a holding element 7a, 7b.
  • the first receiving element 20a, 20b is arranged between the plates of the extension 17.
  • the bolts 19 are each fastened to the carrier element 6a, 6b via a flexible fastening element, in particular a chain, in order to prevent loss during transport or the assembly or disassembly of the device 1.
  • the bolt 16 for locking the drill anchor 2 between the holding elements 7a, 7b and the bolts 19 of the support elements 6a, 6b for locking the holding elements 7a, 7b in a rest position cylindrical cylinders which are easy to assemble and disassemble are in particular to understand round rod-shaped connecting elements which are inserted into through holes with a clearance fit.
  • the bolts 9, 16, 19 are formed with an additional shaped element, such as a head, a transverse hole, for example for a split pin, a short thread, for example for a nut, or a transverse groove in order to lose a fit between the parts to be connected avoid.
  • the carrier element 6a, 6b has a length of approximately 490 mm, for example.
  • the carrier element 6a, 6b is formed with a profile 21, in particular a U-profile with two side surfaces 21A and a top surface 21B.
  • the profile 21 is coupled in the region of the top surface 21B to a connecting element 24 which lies flat on the top surface 21B.
  • the connecting element 24 thus forms an extension or widening of the top surface 21B of the profile 21, which also expands continuously.
  • the cover surface 21B and the connecting element 24 are designed as surfaces which are symmetrical about an axis of symmetry.
  • the connecting element 24 has a semicircular recess 26.
  • the connecting element 24 is provided with through bores 25 which are formed in at least two different radii or distances from the recess 26.
  • the through bores 25 are preferably arranged in two rows, evenly spaced from one another, around the recess 26.
  • the connecting element 24 has reinforcing elements 27 arranged laterally for stabilization.
  • the reinforcement elements 27, which are designed as rectangular sheets with two short and two long end faces, are each connected with a short end face to a side face 21A of the profile 21.
  • the reinforcing elements 27 are each connected to the connecting element 24, in particular on an underside, on a long end face.
  • the connecting element 24 has a support element 28, which in the assembled state of the device 1 is oriented in the direction of the housing 5.
  • the support element 28 is formed from a preferably rectangular or triangular sheet with a right angle and a rectangular sheet bent in a certain radius.
  • the triangular Sheet metal is aligned perpendicular to the upper side of the connecting element 24 and connected to the upper side of the connecting element 24 with a first end face.
  • the triangular sheet is connected to an outer surface of the curved rectangular sheet on a second end face.
  • the curved rectangular sheet of the carrier element 6a, 6b lies with the inner surface on the circular-cylindrical outer surface of the housing 5, the bending radius of the plate corresponding to the radius of the outer surface of the housing 5.
  • the upper side of the connecting element 24 lies against a flat end face of the circular-cylindrical housing 5 and is screwed to the housing 5, in particular on the end face, with screws passed through the through bores 25.
  • the recess 26 of the connecting element 24 leaves an area free to move the drive shaft 4, which projects out of the housing 5 through the flat end face.
  • the profile 21 has a second extension 22 in the form of two sheets arranged opposite one another, which are aligned in the direction of the longitudinal axis of the profile 21.
  • the sheets of the second extension 22 are each arranged on an outer side of a side surface 21A of the profile 21 and have mutually corresponding through bores 23 for receiving the bolt 9 of the swivel joint 8 in the free areas.
  • the plates of the first extension 17 of the carrier element 6a, 6b are also arranged on the plates of the second extension 22, which plates are perpendicular to the longitudinal axis of the profile 21 or to the longitudinal extension of the plates the second extension 22 are aligned.
  • the sheets of the first extension 17 are each arranged on an outside of the sheets of the second extension 22 and have the mutually corresponding through bores 18 for receiving the bolt 19 in the free areas.
  • the bolt 19 is arranged such that it is guided through the through bores 18 in such a way that the bolt 19 and the metal sheets are aligned perpendicular to one another.
  • All individual elements of the carrier element 6a, 6b, such as the profile 21, the connecting element 24 with the reinforcing elements 27 and the support element 28, and the sheets of the first extension 17 and the second extension 22 are advantageously welded to one another.
  • FIG. 4a the first holding element 7a of the device 1 is shown in a side view.
  • Fig. 4b shows the second holding element 7b of the device 1 in a side view and in a view A - A from above.
  • FIGS Fig. 1 and 2 To explain the individual elements of the holding elements 7a, 7b, reference is also made to the explanations relating to FIGS Fig. 1 and 2 directed.
  • the longitudinal member 10a of the first holding element 7a has the profile 11, which is designed as a U-profile with a top surface 11B and two side surfaces 11A, at the second end which is distal to the first end.
  • the profile 11 is arranged in the area of the top surface 11B on the end face of the longitudinal beam 10a at an angle ⁇ .
  • the extension 12, which is formed from two sheets arranged opposite one another, is arranged on the profile 11.
  • the sheets of the extension 12 are each arranged on an outer side of a side surface of the profile 11 perpendicular to the longitudinal direction of the profile 11 and provided in the free areas with mutually corresponding through holes 13 for receiving the bolt 16 as a closure element.
  • the longitudinal beams 10a, 10b which for example have a length of approximately 1,300 mm, are formed at the first ends with second receiving elements 29a, 29b of the rotary joints 8 for receiving the bolts 9 for connecting the holding elements 7a, 7b to the carrier elements 6a, 6b.
  • the second receiving elements 29a, 29b have the shape of hollow cylindrical sleeves. All individual elements of the holding elements 7a, 7b, such as the longitudinal beams 10a, 10b, the first receiving elements 20a, 20b and the second receiving elements 29a, 29b and the profile 11 with the plates of the extension 12 or the support element 14 with the guide element 15 are advantageously welded together ,
  • the dimensions, especially the lengths of the longitudinal beams 10a, 10b and the support elements 6a, 6b and the resulting angle ⁇ , of the device 1 also depend on the geometry of the drive, in particular the length of the drive shaft 4 of the drive motor, and can be based on the geometry of the drive.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten und Führen eines rotierenden Stabes, insbesondere eines Bohrers beziehungsweise eines Bohrankers, welcher über ein Befestigungsmittel an einer Antriebswelle eines Antriebsmotors lösbar befestigt ist. Die Rotationsachsen der Antriebswelle und des Stabes sind deckungsgleich angeordnet.
  • In vertikaler Richtung zum Erdboden ausgerichtete Vorrichtungen, wie Pfahle, Pfeiler, Masten oder Türme, werden herkömmlich dauerhaft oder temporär mit Seilen zum Erdboden hin verspannt und durch die in verschiedenen Höhen an der Vorrichtung angeordneten sowie am Erdboden verankerten Seile gehalten.
  • In Mitteleuropa sind Maste zum Tragen von Freileitungen fast ausschließlich als freistehende Konstruktionen ausgebildet und werden lediglich bei der Montage oder Demontage der energieübertragenden Freileitungen mittels schräg ausgerichteter Seile verspannt. Die Seile sind dabei zwischen bestimmten Bereichen am Mast und im Erdboden befestigten Ankern, sogenannten Bohrankern, angeordnet. Die Bohranker werden zur Verwendung als feststehende Ankerpunkte für Havariegestänge, Winden oder die Seile im Erdboden fixiert.
  • Die Bohranker werden mit Hilfe von Bohrwerkzeugen in den Boden eingebracht. Dabei wird der Bohranker um die eigene Achse gedreht und entlang dieser Rotationsachse in den Erdboden hinein bewegt. Bei der schrägen Anordnung der beispielsweise die Maste verspannenden Seile wird die Kraft in dem zu der schrägen Anordnung zugehörigen Winkel in den Erdboden eingeleitet. Um die Masten sicher und stabil zu verspannen, sind auch die Bohranker in dem zur schrägen Anordnung der Seile zugehörigen Winkel in den Erdboden einzutreiben, sodass die Zugkräfte sicher aufgenommen werden. Der Bohranker und das zwischen dem Bohranker und dem Mast eingespannte Seil sind möglichst eine gemeinsame Linie bildend und damit in einem gleichen Winkel zum Erdboden anzuordnen.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Bohranker mit einem an einem Ladearm angeordneten Bohrmotor, zum Beispiel mit einem hydraulischen Antrieb, anzutreiben. Der Ladearm ist dabei beispielsweise Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, welcher die Bohranker auch zum Bestimmungsort transportiert. Der Bohranker ist über ein Befestigungsmittel, das heißt ein Kupplungselement, mit einer Antriebswelle des Bohrmotors lösbar und derart verbunden, dass die Rotationsbewegung der Antriebswelle auf den Bohranker übertragen wird. Mit Hilfe einer Bewegung des Bohrmotors in Richtung der Rotationsachse des Bohrmotors und damit des Bohrankers wird ein vorbestimmter Druck auf den Bohranker ausgeübt, welcher infolge der Rotationsbewegung und des vom Bohrmotor in Längsrichtung ausgeübten Druckes in den Erdboden eingetrieben wird.
  • Zum Einbringen der Bohranker in den Erdboden ist es herkömmlich notwendig, dass sich eine menschliche Arbeitskraft im Bereich des bewegten Bohrankers aufhält, um den Bohranker zu halten und ihn dabei in einer vorbestimmten Richtung zum Einbringen in den Erdboden zu führen. Die Arbeitskraft hat den Bohranker zu fixieren, bis dieser etwa 30 % der Einbohrlänge im Erdreich eingebracht ist. Zum Führen des Bohrankers hält sich die Arbeitskraft in einem um dem Bohranker definierten Gefahrenbereich auf und ist einem sehr hohen Verletzungsrisiko ausgesetzt.
    Das Führen des Bohrankers ist insbesondere bei inhomogenen, harten und steinigen Bodenverhältnissen mit großen Risiken für die Arbeitskraft verbunden, da der über den Bohrmotor und das Kupplungselement im Wesentlichen von oben auf den Bohranker aufgebrachte Druck sehr groß ist. Aufgrund des großen Drucks kann der Bohranker unvorhersehbar und plötzlich in eine beliebige Richtung ausschlagen und die Arbeitskraft verletzten. Zudem kann sich der Ladearm, an welchem der Bohrmotor gehaltert ist, ruckartig um bis zu 1 m absenken, was nicht nur für die sich im Gefahrenbereich aufhaltende Arbeitskraft sehr gefährlich ist, sondern auch zu einer Beschädigung der Bohrtechnik führen kann.
  • In der US 2 648 523 A wird eine Gesteinsbohrvorrichtung mit einem Träger zum Führen eines Bohrstahls, einer Bohrstahlführung, welche am vorderen Ende des Trägers angeordnet ist, und einem Führungsarm, welcher mit dem zu führenden Bohrstahl in Eingriff gebracht werden kann, offenbart. Die Vorrichtung weist zudem eine Schwenkvorrichtung und eine auf dem Träger angeordnete Führungseinrichtung auf.
  • Aus den Dokumenten US 1 967 501 A , US 1 789 859 A und US 2 308 203 A geht jeweils eine Zentriervorrichtung für einen Gesteinsbohrer, welcher in Verbindung mit Gesteinsbohrmaschinen eingesetzt wird, hervor. Die Zentriervorrichtung dient dem Führen und Stützen eines freien Endabschnitts eines Bohrstahls, sodass eine seitliche Verschiebung des Bohrstahls beim Start einer Bohrung verhindert wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Halten und Führen eines rotierenden Stabes, insbesondere eines in den Erdboden einzubringenden Bohrankers, sodass der Stab ohne menschliche Führung fixiert ist und sich damit keine Person im Gefahrenbereich aufhalten muss, was eine mögliche Unfallgefahr minimiert. Die Vorrichtung soll unabhängig von auf den Stab ausgeübtem Druck führen und stabilisieren. Die Vorrichtung soll in kurzer Zeit einfach und von einer minimalen Anzahl an Menschen zu montieren und zu demontieren sein. Die Vorrichtung soll sehr effizient zu betreiben sowie konstruktiv einfach realisierbar sein, um die Kosten bei der Herstellung und der Wartung zu minimieren.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen des selbstständigen Patentanspruchs gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Halten, Führen und Stabilisieren eines rotierenden Stabes, insbesondere eines Bohrers beziehungsweise eines Bohrankers zum Einbringen in Erdreich, welcher über ein Befestigungsmittel an einer Antriebswelle eines Antriebsmotors lösbar befestigt ist, gelöst. Die Rotationsachsen der Antriebswelle und des Stabes sind dabei deckungsgleich angeordnet.
  • Nach der Konzeption der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens zwei Trägerelemente und mindestens zwei Halteelemente auf. Dabei sind zwei Trägerelemente in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet, in welcher die Rotationsachse des Stabes beziehungsweise der Antriebswelle angeordnet ist. Ein erstes Trägerelement ist mit einem ersten Halteelement und ein zweites Trägerelement ist mit einem zweiten Halteelement verbunden.
    Die zwei Trägerelemente sind jeweils mit einem ersten Ende an einem Gehäuse des Antriebsmotors gehaltert angeordnet. An einem zweiten, zum ersten Ende distal ausgebildeten Ende weisen die Trägerelemente jeweils ein Gelenk auf.
    Die Halteelemente sind erfindungsgemäß jeweils mit einem Längsträger ausgebildet, welche mit einem ersten Ende über das Gelenk mit dem Trägerelement beweglich verbunden sind. An einem zweiten, zum ersten Ende distal ausgebildeten Ende, weisen die Halteelemente ein Profil auf, welches im geschlossenen Zustand der Vorrichtung den rotierenden Stab derart umschließt, dass der Stab lediglich um die Rotationsachse beweglich ist und die Anordnung der Rotationsachsen des Stabes sowie der Antriebswelle zueinander fixiert ist. Dabei wird eine von der Rotationsbewegung abweichende Bewegung des Stabes in Bezug auf die Antriebswelle verhindert.
    Bei dem Antriebsmotor handelt es sich bevorzugt um einen hydraulischen Motor.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das mindestens eine Trägerelement senkrecht zur Rotationsachse des Stabes und der Antriebswelle ausgerichtet ist.
    Das Trägerelement ist vorteilhaft am Gehäuse des Antriebsmotors angeschraubt und damit einfach lösbar. Alternativ kann das Trägerelement an das Gehäuse des Antriebsmotors angeklemmt sein.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gelenk als ein Drehgelenk ausgebildet. Dabei ist der Längsträger des Halteelements über einen Bolzen mit dem Trägerelement verbunden, sodass das Halteelement um eine Achse des Bolzens verschwenkbar ist.
    Die Achse des Bolzens ist bevorzugt senkrecht zur Rotationsachse des Stabes beziehungsweise der Antriebswelle sowie senkrecht zu einer Längsrichtung des Trägerelements ausgerichtet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Profil des Halteelements als ein U-Profil mit zwei Seitenflächen und einer Deckfläche in einer Längsrichtung ausgerichtet ausgebildet. Das Profil ist im geschlossenen Zustand der Vorrichtung mit der Längsrichtung in Richtung der Rotationsachse des Stabes ausgerichtet und umschließt in Kombination mit einem Verschlusselement den Stab. Alternativ kann das Profil des Halteelements beispielsweise als ein Winkelprofil ausgebildet sein oder eine halbkreiszylindrische Form aufweisen.
  • Das Profil weist vorteilhaft eine Erweiterung auf, welche aus zwei gegenüberliegend angeordneten Blechen ausgebildet ist. Die Bleche der Erweiterung sind dabei jeweils an einer Seitenfläche des Profils angeordnet und weisen in freien Bereichen miteinander korrespondierende Durchgangsbohrungen zur Aufnahme eines Verschlusselements auf. Die freien Bereiche der Bleche der Erweiterung sind im Gegensatz zu den bedeckten Bereichen, Bereiche, welche nicht verdeckt sind. Unter den bedeckten Bereichen sind folglich die Zonen zu verstehen, in welchen die Bleche an den Seitenflächen des Profils anliegen.
    Das Verschlusselement ist bevorzugt als ein Bolzen ausgebildet, welcher auf einfache Weise zu montieren und zu demontieren ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Profil an einem Längsträger des ersten Halteelements angeordnet ist und an einem zweiten, zum ersten Ende distal ausgebildeten Ende eines Längsträgers des zweiten Halteelements ein Auflageelement ausgebildet ist.
  • Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Auflageelement als ein ebenes Blech ausgebildet, welches im geschlossenen Zustand der Vorrichtung mit einer inneren Oberfläche zum Stab sowie zum Profil des ersten Halteelements hin und mit einer Längsausdehnung in Richtung der Rotationsachse des Stabes ausgerichtet ist.
    Dabei sind das Auflageelement des zweiten Halteelements und das als U-Profil ausgebildete Profil des ersten Halteelements derart miteinander korrespondierend angeordnet, dass die innere Oberfläche des Auflageelements und die Stirnseiten der Seitenflächen des Profils aneinander anliegen, sodass der Stab zwischen den Seitenflächen und der Deckfläche des Profils des ersten Halteelements sowie der inneren Oberfläche des Auflageelements angeordnet ist.
    Unter der inneren Oberfläche des als ebenes Blech ausgebildeten Auflageelements ist die im geschlossenen Zustand der Vorrichtung in Richtung des Stabes und des Profils des ersten Halteelements ausgerichtete Fläche zu verstehen. Im Gegensatz dazu weist eine äußere Oberfläche oder äußere Seite des Bleches im geschlossenen Zustand der Vorrichtung von dem Stab und dem Profil des ersten Halteelements weg.
  • Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Auflageelement des zweiten Halteelements als ein U-Profil mit einer Deckfläche und zwei Seitenflächen in einer Längsrichtung ausgerichtet ausgebildet. Dabei ist das U-Profil im geschlossenen Zustand der Vorrichtung mit der Längsrichtung in Richtung der Rotationsachse des Stabes ausgerichtet. Das U-Profil des Auflageelements des zweiten Halteelements und das U-Profil des ersten Halteelements sind derart miteinander korrespondierend angeordnet, dass die Seitenflächen des U-Profils des Auflageelements im geschlossenen Zustand der Vorrichtung jeweils auf einer Innenseite der Seitenflächen des U-Profils des ersten Halteelements angeordnet sind und die Stirnseiten der Seitenflächen an der Deckfläche des U-Profils des ersten Halteelements anliegen. Damit ist der Stab zwischen den Seitenflächen und der Deckfläche des Auflageelements des zweiten Halteelements sowie der Deckfläche des U-Profils des ersten Halteelements angeordnet.
  • Die Bleche der Erweiterung des Profils des ersten Halteelements mit den korrespondierenden Durchgangsbohrungen zur Aufnahme des Verschlusselements sind im geschlossenen Zustand der Vorrichtung vorteilhaft das Auflageelement derart überragend ausgebildet, dass das Verschlusselement an einer äußeren Oberfläche des Auflageelements des zweiten Halteelements anliegt und das Auflageelement am Profil des ersten Halteelements fixiert.
  • Das Auflageelement ist an einer äußeren Oberfläche bevorzugt mit einem Führungselement zur Aufnahme eines rundstabförmigen Verschlusselements ausgebildet. Dabei ist das Verschlusselement im geschlossenen Zustand der Vorrichtung durch das zwischen den Blechen der Erweiterung des Profils des ersten Halteelements angeordnete Führungselement hindurchgeführt fixiert.
  • Die Vorrichtung ist vorteilhaft aus einem Stahl ausgebildet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Halten und Führen eines rotierenden Stabes, insbesondere eines in den Erdboden einzubringenden Bohrankers, weist zusammenfassend diverse Vorteile auf:
    • optimales Ausrichten, Führen und Stabilisieren des Stabes, insbesondere des Bohrers beziehungsweise des Bohrankers, sowie Verhindern eines seitlichen Ausbrechens durch Anbringen der Vorrichtung am Antriebsmotor unabhängig vom in Längsrichtung auf den Stab ausgeübten Druck,
    • Ein-Mann-Bedienung des Antriebsmotors und der dazugehörigen Peripherie, wie einem Ladearm eines Lastkraftwagens, ohne Aufenthalt in unmittelbarer Umgebung des rotierenden Stabes, dadurch
    • kein Aufenthalt einer weiteren Person innerhalb des Gefahrenbereiches um den rotierenden Stab und
    • minimieren des Unfallrisikos bei der Bedienung,
    • einfache und schnelle Montage und Demontage der Vorrichtung, auch durch lediglich einen Bediener sowie
    • sehr effizient beim Einbringen von mehreren Bohrankern.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    eine am Gehäuse eines Antriebsmotors gehalterte Vorrichtung zum Halten und Führen eines rotierenden Bohrankers im montierten sowie geöffneten Zustand und den an der Antriebswelle des Antriebsmotors befestigten Bohranker,
    Fig. 2:
    die am Gehäuse des Antriebsmotors gehalterte Vorrichtung zum Halten und Führen des rotierenden Bohrankers im montierten sowie geschlossenen Zustand und den an der Antriebswelle des Antriebsmotors befestigten Bohranker,
    Fig. 3a:
    Trägerelement als Einzelelement der Vorrichtung in Seitenansicht,
    Fig. 3b:
    Trägerelement als Einzelelement der Vorrichtung in Draufsicht,
    Fig. 4a:
    erstes Halteelement als Einzelelement der Vorrichtung in Seitenansicht sowie
    Fig. 4b:
    zweites Halteelement als Einzelelement der Vorrichtung in Seitenansicht und in Ansicht von oben.
  • In den Fig. 1 und 2 sind jeweils eine am Gehäuse 5 eines Antriebsmotors gehalterte Vorrichtung 1 zum Halten und Führen eines rotierenden Stabes 2, speziell eines Bohrers oder Bohrankers 2, und der an einer Antriebswelle 4 des Antriebsmotors befestigte Bohranker 2 gezeigt. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung 1 im montierten sowie geöffneten Zustand, während in Fig. 2 die Vorrichtung 1 im montierten sowie geschlossenen Zustand dargestellt ist.
  • Der Bohranker 2 ist über ein Befestigungsmittel 3, auch als Kupplungselement bezeichnet, mit der Antriebswelle 4 des Antriebsmotors lösbar und derart verbunden, dass die Rotationsbewegung der Antriebswelle 4 auf den Bohranker 2 übertragen wird. Aufgrund einer translatorischen Bewegung des Antriebsmotors in Richtung der Rotationsachse des Antriebsmotors sowie des Bohrankers 2 wird ein vorbestimmter Druck auf den Bohranker 2 ausgeübt, welcher infolge der Rotationsbewegung und des vom Antriebsmotor in Längsrichtung ausgeübten Druckes in den Erdboden eingetrieben wird.
  • Die Vorrichtung 1 weist zwei Trägerelemente 6a, 6b auf, welche jeweils im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse des Bohrankers 2 ausgerichtet sind. Die Trägerelemente 6a, 6b sind zum einen in einer senkrecht zur Rotationsachse angeordneten Ebene und zum anderen in einer Ebene angeordnet, in welcher die Rotationsachse des Bohrankers 2 beziehungsweise der Antriebswelle 4 verläuft. Die Trägerelemente 6a, 6b sind folglich bevorzugt in einem Winkel von 180° zueinander ausgerichtet und jeweils an einem ersten Ende am Gehäuse 5 des Antriebsmotors gehaltert, wobei die ersten Enden zueinander ausgerichtet angeordnet sind. Die Trägerelemente 6a, 6b sind im Bereich der ersten Enden vorteilhaft mit dem Gehäuse 5 verschraubt, sodass die Vorrichtung 1 einfach am Gehäuse 5 montierbar und demontierbar ist. Die Achsen der Schrauben der Schraubverbindungen zum Befestigen der Trägerelemente 6a, 6b am Gehäuse 5 sind in Richtung der Rotationsachse der Antriebswelle 4 ausgerichtet.
  • An den zweiten, zu den ersten Enden distal ausgebildeten Enden der Trägerelemente 6a, 6b weisen die Trägerelemente 6a, 6b jeweils ein Drehgelenk 8 auf. An den Drehgelenken 8 sind die Trägerelemente 6a, 6b jeweils über einen Bolzen 9 mit einem Halteelement 7a, 7b verbunden. Die jeweils einen Längsträger 10a, 10b aufweisenden Halteelemente 7a, 7b sind an den Drehgelenken 8 um eine Rotationsachse, welche der Achse des Bolzens 9 entspricht, verschwenkbar mit den Trägerelementen 6a, 6b gekoppelt. Die Halteelemente 7a, 7b sind jeweils mit dem am ersten Enden des Längsträgers 10a, 10b ausgebildeten Drehgelenk 8 an einem Trägerelement 6a, 6b befestigt.
  • Der erste Längsträger 10a weist am zweiten, zum ersten Ende distal ausgebildeten Ende ein Profil 11, insbesondere ein U-Profil mit einer Deckfläche und zwei Seitenflächen, auf. Das Profil 11 ist im Bereich der Deckfläche an der Stirnseite des ersten Längsträgers 10a in einem vorbestimmten Winkel α derart angeordnet, dass das Profil 11 im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1, gemäß Fig. 2, mit der Längsrichtung in Richtung der Rotationsachse des Bohrankers 2 ausgerichtet ist. Im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 sind die Längsrichtung des Profils 11 und die Rotationsachse des Bohrankers 2 parallel zueinander ausgerichtet. Der Winkel α weist beispielsweise einen Wert von etwa 22° auf.
  • Am Profil 11 des ersten Halteelements 7a ist zudem eine Erweiterung 12 in Form zweier gegenüberliegend angeordneter Bleche ausgebildet, welche senkrecht zur Längsachse des Profils 11 ausgerichtet sind. Die Bleche der Erweiterung 12 sind jeweils auf einer Außenseite einer Seitenfläche des Profils 11 angeordnet und weisen in den freien Bereichen miteinander korrespondierende Durchgangsbohrungen 13 zur Aufnahme eines Bolzens 16 auf. Im montierten Zustand der Vorrichtung 1 ist der Bolzen 16 derart durch die Durchgangsbohrungen 11 hindurchgeführt angeordnet, dass der Bolzen 16 und die Bleche senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Der Bolzen 16 ist über ein flexibles Befestigungselement, insbesondere eine Kette, am ersten Halteelement 7a, speziell am Profil 11 des ersten Halteelements 7a, befestigt, um einen Verlust beim Transport oder der Montage beziehungsweise Demontage der Vorrichtung 1 zu verhindern.
    Unter dem freien Bereich der Bleche der Erweiterung 12 ist dabei jeweils der Bereich zu verstehen, welcher vom Profil 11 hervorragt.
  • Der zweite Längsträger 10b weist am zweiten, zum ersten Ende distal ausgebildeten Ende ein Auflageelement 14 auf. Das Auflageelement 14 ist dabei bevorzugt als ebenes Blech ausgebildet. Das Auflageelement 14 ist im Bereich einer ersten Oberfläche an der Stirnseite des zweiten Längsträgers 10b in einem vorbestimmten Winkel α derart angeordnet, dass das Auflageelement 14 im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1, gemäß Fig. 2, mit einer zweiten Oberfläche zum Bohranker 2 hin und mit einer Längsausdehnung in Richtung der Rotationsachse des Bohrankers 2 ausgerichtet ist. Im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 sind die Längsausdehnung des Auflageelements 14 und die Rotationsachse des Bohrankers 2 parallel zueinander ausgerichtet. Damit verlaufen die Rotationsachse des Bohrankers 2 sowie die Längsrichtung des Profils 11 und die Längsausdehnung des Auflageelements 14 parallel zueinander. Der Winkel α weist beispielsweise einen Wert von etwa 22° auf.
    Das blechförmige Auflageelement 14 des zweiten Halteelements 7b und das als U-Profil ausgebildete Profil 11 des ersten Halteelements 7a korrespondieren derart miteinander, dass die zweite Oberfläche des Auflageelements 14 und die Stirnseiten der Seitenflächen des Profils 11 im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 aneinander anliegen. Der Bohranker 2 ist dabei zwischen den Seitenflächen und der Deckfläche des Profils 11 sowie der zweiten Oberfläche des Auflageelements 14 angeordnet. Der Bohranker 2 ist damit vollständig vom Profil 11 und dem Auflageelement 14 umgeben, wobei der Bohranker 2 mit einer Spielpassung eingepasst ist, sodass eine Rotation des Bohrankers 2 gewährleistet ist.
  • Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform ist das Auflageelement als ein U-Profil mit einer Deckfläche und zwei Seitenflächen ausgebildet. Das Auflageelement ist dabei im Bereich der Deckfläche an der Stirnseite des zweiten Längsträgers 10b in einem vorbestimmten Winkel α derart angeordnet, dass das Profil im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 mit der Längsrichtung in Richtung der Rotationsachse des Bohrankers 2 ausgerichtet ist. Im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 sind die Längsrichtung des Profils und die Rotationsachse des Bohrankers 2 parallel zueinander ausgerichtet.
    Das U-Profil des Auflageelements des zweiten Halteelements 7b und das als U-Profil ausgebildete Profil 11 des ersten Halteelements 7a korrespondieren derart miteinander, dass die Seitenflächen des U-Profils des Auflageelements im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 jeweils auf der Innenseite der Seitenflächen des Profils 11 angeordnet sind. Der Bohranker 2 ist dabei zwischen den Seitenflächen und der Deckfläche des Auflageelements des zweiten Halteelements 7b und der Deckfläche des Profils 11 angeordnet. Der Bohranker 2 ist damit vollständig vom Auflageelements des zweiten Halteelements 7b und vom Profil 11 umgeben, wobei der Bohranker 2 mit einer Spielpassung eingepasst ist, sodass eine Rotation des Bohrankers 2 gewährleistet ist.
  • Das Auflageelement 14 weist an der ersten Oberfläche zudem ein Führungselement 15 zur Aufnahme des Bolzens 16 auf. Im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 ist der Bolzen 16 durch das Führungselement 15 hindurchgeführt angeordnet, welches zwischen den Blechen der Erweiterung 12 des Profils 11 des ersten Halteelements 7a angeordnet ist. Der Bolzen 16 ist dabei durch eine Durchgangsbohrung 13 eines ersten Blechs der Erweiterung 12, das Führungselement 15 sowie durch eine Durchgangsbohrung 13 eines zweiten Blechs der Erweiterung 12 hindurchgeführt, wobei das erste Halteelement 7a mit dem zweiten Halteelement 7b verbunden ist und der Bohranker 2 von den Halteelementen 7a, 7b fixiert wird.
  • Die Trägerelemente 6a, 6b sind im Bereich der Drehgelenke 8 jeweils mit einer ersten Erweiterung 17 in Form zweier gegenüberliegend angeordneter Bleche ausgebildet, welche senkrecht zur Längsachse des Trägerelements 6a, 6b sowie in Richtung des Gehäuses 5 des Antriebsmotors ausgerichtet sind. Die Bleche der Erweiterung 12 sind jeweils auf einer Außenseite der Trägerelemente 6a, 6b angeordnet und weisen in den freien Bereichen miteinander korrespondierende Durchgangsbohrungen 18 zur Aufnahme eines Bolzens 19 auf. Unter dem freien Bereich der Bleche der Erweiterung 17 ist wiederum jeweils der Bereich zu verstehen, welcher vom Trägerelement 6a, 6b hervorragt.
    In einer nicht dargestellten Ruhestellung der Vorrichtung 1, beispielsweise zur Montage des Bohrankers 2 an der Antriebswelle 4 beziehungsweise am Befestigungsmittel 3, sind die Halteelemente 7a, 7b, insbesondere die Längsträger 10a, 10b der Halteelemente 7a, 7b, senkrecht zur Längsachse des Trägerelements 6a, 6b sowie in Richtung des Gehäuses 5 des Antriebsmotors ausgerichtet arretiert. Dabei ist jeweils ein Bolzen 19 derart durch die Durchgangsbohrungen 18 hindurchgeführt angeordnet, dass der Bolzen 19 und die Bleche der Erweiterung 17 senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Die Bolzen 19 sind jeweils durch ein erstes Aufnahmeelement 20a, 20b eines Halteelements 7a, 7b hindurchgesteckt. Das erste Aufnahmeelement 20a, 20b ist dabei zwischen den Blechen der Erweiterung 17 angeordnet.
    Die Bolzen 19 sind jeweils über ein flexibles Befestigungselement, insbesondere eine Kette, am Trägerelement 6a, 6b befestigt, um einen Verlust beim Transport oder der Montage beziehungsweise Demontage der Vorrichtung 1 zu verhindern.
  • Unter den Bolzen 9 der Drehgelenke 8, dem Bolzen 16 zum Arretieren des Bohrankers 2 zwischen den Halteelementen 7a, 7b und den Bolzen 19 der Trägerelemente 6a, 6b zum Arretieren der Halteelemente 7a, 7b in einer Ruhestellung sind einfach zu montierende und zu demontierende zylindrische, insbesondere rundstabförmige Verbindungselemente zu verstehen, welche mit einer Spielpassung in Durchgangsbohrungen eingeführt sind. Die Bolzen 9, 16, 19 sind mit einem zusätzlichen Formelement, wie einem Kopf, einem Querloch, beispielsweise für einen Splint, einem kurzen Gewinde, beispielsweise für eine Mutter, oder einer Quernut ausgebildet, um durch Formschluss zwischen den zu verbindenden Teilen ein Verlieren zu vermeiden.
  • Aus den Fig. 3a und 3b geht ein Trägerelement 6a, 6b als Einzelelement der Vorrichtung 1 in einer Seitenansicht sowie in einer Draufsicht hervor. Das Trägerelement 6a, 6b weist beispielsweise eine Länge von etwa 490 mm auf.
  • Das Trägerelement 6a, 6b ist mit einem Profil 21, insbesondere einem U-Profil mit zwei Seitenflächen 21A und einer Deckfläche 21B, ausgebildet. Im Bereich eines ersten Endes ist das Profil 21 im Bereich der Deckfläche 21B mit einem Verbindungselement 24 gekoppelt, welches flächig auf der Deckfläche 21B aufliegt. Das Verbindungselement 24 bildet damit eine Verlängerung beziehungsweise Ausweitung der Deckfläche 21B des Profils 21, welche sich zudem stetig erweitert. Die Deckfläche 21B und das Verbindungselement 24 sind als um eine Symmetrieachse symmetrische Flächen ausgebildet.
    An einem freien Ende, welches distal zum mit dem Profil 21 verbundenen Ende ausgebildet ist, weist das Verbindungselement 24 eine halbrunde Ausnehmung 26 auf. Zudem ist das Verbindungselement 24 mit Durchgangsbohrungen 25 versehen, welche in mindestens zwei unterschiedlichen Radien beziehungsweise Abständen zur Ausnehmung 26 ausgebildet sind. Die Durchgangsbohrungen 25 sind bevorzugt in zwei Reihen, gleichmäßig beabstandet zueinander um die Ausnehmung 26 herum angeordnet.
  • Das Verbindungselement 24 weist zum Stabilisieren seitlich angeordnete Verstärkungselemente 27 auf. Die als rechteckige Bleche mit zwei kurzen und zwei langen Stirnseiten ausgebildeten Verstärkungselemente 27 sind jeweils mit einer kurzen Stirnseite mit einer Seitenfläche 21A des Profils 21 verbunden. An einer langen Stirnseite sind die Verstärkungselemente 27 jeweils mit dem Verbindungselement 24, insbesondere an einer Unterseite, verbunden.
  • Auf einer Oberseite weist das Verbindungselement 24 ein Stützelement 28 auf, welches im montierten Zustand der Vorrichtung 1 in Richtung des Gehäuses 5 ausgerichtet ist. Das Stützelement 28 ist aus einem bevorzugt rechteckigen oder dreieckigen Blech mit einem rechten Winkel und einem in einem bestimmten Radius gebogenen rechteckigen Blech ausgebildet. Das dreieckige Blech ist dabei senkrecht zur Oberseite des Verbindungselements 24 ausgerichtet und mit einer ersten Stirnseite mit der Oberseite des Verbindungselements 24 verbunden. An einer zweiten Stirnseite ist das dreieckige Blech mit einer äußeren Oberfläche des gebogenen rechteckigen Blechs verbunden. Das gebogene Blech weist im am Gehäuse 5 montierten Zustand der Vorrichtung 1 mit der inneren Oberfläche zum Gehäuse 5 hin.
  • Im montierten Zustand der Vorrichtung 1 am Gehäuse 5 liegt das gebogene rechteckige Blech des Trägerelements 6a, 6b mit der inneren Oberfläche an der kreiszylindrisch geformten Außenfläche des Gehäuses 5 an, wobei der Biegeradius des Bleches mit dem Radius der Außenfläche des Gehäuses 5 korrespondiert.
    Das Verbindungselement 24 liegt mit der Oberseite an einer flachen Stirnfläche des kreiszylindrisch geformten Gehäuses 5 an und ist mit durch die Durchgangsbohrungen 25 hindurchgeführten Schrauben am Gehäuse 5, insbesondere an der Stirnfläche, verschraubt.
    Die Ausnehmung 26 des Verbindungselements 24 lässt einen Bereich zum freien Bewegen der Antriebswelle 4 frei, welche durch die flache Stirnfläche aus dem Gehäuse 5 herausragt.
  • Im Bereich eines zweiten Endes, welches distal zum ersten Ende und dem Bereich der Verbindung mit dem Verbindungselement 24 angeordnet ist, weist das Profil 21 eine zweite Erweiterung 22 in Form zweier gegenüberliegend angeordneter Bleche auf, welche in Richtung der Längsachse des Profils 21 ausgerichtet sind. Die Bleche der zweiten Erweiterung 22 sind jeweils auf einer Außenseite einer Seitenfläche 21A des Profils 21 angeordnet und weisen in den freien Bereichen miteinander korrespondierende Durchgangsbohrungen 23 zur Aufnahme des Bolzens 9 des Drehgelenks 8 auf.
  • An den Blechen der zweiten Erweiterung 22 sind zudem die Bleche der ersten Erweiterung 17 des Trägerelements 6a, 6b angeordnet, welche senkrecht zur Längsachse des Profils 21 beziehungsweise zur Längsausdehnung der Bleche der zweiten Erweiterung 22 ausgerichtet sind. Die Bleche der ersten Erweiterung 17 sind dabei jeweils auf einer Außenseite der Bleche der zweiten Erweiterung 22 angeordnet und weisen in den freien Bereichen die miteinander korrespondierenden Durchgangsbohrungen 18 zur Aufnahme des Bolzens 19 auf. Im montierten Zustand der Vorrichtung 1 ist der Bolzen 19 derart durch die Durchgangsbohrungen 18 hindurchgeführt angeordnet, dass der Bolzen 19 und die Bleche senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
  • Sämtliche Einzelelemente des Trägerelements 6a, 6b, wie das Profil 21, das Verbindungselement 24 mit den Verstärkungselementen 27 und dem Stützelement 28 sowie die Bleche der ersten Erweiterung 17 und der zweiten Erweiterung 22 sind vorteilhaft miteinander verschweißt.
  • In Fig. 4a ist das erste Halteelement 7a der Vorrichtung 1 in einer Seitenansicht gezeigt. Fig. 4b zeigt das zweite Halteelement 7b der Vorrichtung 1 in einer Seitenansicht und in einer Ansicht A - A von oben. Zur Erklärung der einzelnen Elemente der Halteelemente 7a, 7b wird auch auf die Ausführungen zu den Fig. 1 und 2 verwiesen.
  • Der Längsträger 10a des ersten Halteelements 7a weist am zweiten, zum ersten Ende distal ausgebildeten Ende das als U-Profil mit einer Deckfläche 11B und zwei Seitenflächen 11A ausgebildete Profil 11 auf. Das Profil 11 ist im Bereich der Deckfläche 11B an der Stirnseite des Längsträgers 10a im Winkel α angeordnet.
    Am Profil 11 ist die aus zwei gegenüberliegend angeordneten Blechen ausgebildete Erweiterung 12 angeordnet. Die Bleche der Erweiterung 12 sind dabei jeweils auf einer Außenseite einer Seitenfläche des Profils 11 senkrecht zur Längsrichtung des Profils 11 angeordnet und in den freien Bereichen mit miteinander korrespondierende Durchgangsbohrungen 13 zur Aufnahme des Bolzens 16 als Verschlusselement versehen.
  • Die Längsträger 10a, 10b, welche beispielsweise eine Länge von etwa 1.300 mm aufweisen, sind an den ersten Enden mit zweiten Aufnahmeelementen 29a, 29b der Drehgelenke 8 zur Aufnahme der Bolzen 9 zum Verbinden der Halteelemente 7a, 7b mit den Trägerelementen 6a, 6b ausgebildet. Die zweiten Aufnahmeelemente 29a, 29b weisen dabei die Form von hohlzylindrischen Hülsen auf.
    Sämtliche Einzelelemente der Halteelemente 7a, 7b, wie die Längsträger 10a, 10b, die ersten Aufnahmeelemente 20a, 20b sowie die zweiten Aufnahmeelemente 29a, 29b und das Profil 11 mit den Blechen der Erweiterung 12 beziehungsweise das Auflageelement 14 mit dem Führungselement 15 sind vorteilhaft miteinander verschweißt.
  • Die Abmessungen, speziell die Längen der Längsträger 10a, 10b und der Trägerelemente 6a, 6b sowie der daraus resultierende Winkel α, der Vorrichtung 1 hängen auch von der Geometrie des Antriebs, insbesondere der Länge der Antriebswelle 4 des Antriebsmotors, ab und können an die Geometrie des Antriebs angepasst sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Stab, Bohranker
    3
    Befestigungsmittel
    4
    Antriebswelle
    5
    Gehäuse
    6a, 6b
    Trägerelement
    7a
    erstes Halteelement
    7b
    zweites Halteelement
    8
    Drehgelenk
    9
    Bolzen
    10a
    Längsträger erstes Halteelement 7a
    10b
    Längsträger zweites Halteelement 7b
    11
    Profil
    11A
    Seitenfläche
    11B
    Deckfläche
    12
    Erweiterung Profil 11
    13
    Durchgangsbohrung Erweiterung 12
    14
    Auflageelement
    15
    Führungselement
    16
    Bolzen
    17
    erste Erweiterung Trägerelement 6a, 6b
    18
    Durchgangsbohrung erste Erweiterung 17
    19
    Bolzen
    20a, 20b
    erstes Aufnahmeelement Halteelemente 7a, 7b für Bolzen 19
    21
    Profil
    21A
    Seitenfläche
    21B
    Deckfläche
    22
    zweite Erweiterung Trägerelement 6a, 6b
    23
    Durchgangsbohrung zweite Erweiterung 22
    24
    Verbindungselement
    25
    Durchgangsbohrung Verbindungselement 24
    26
    Ausnehmung Verbindungselement 24
    27
    Verstärkungselement
    28
    Stützelement
    29a, 29b
    zweites Aufnahmeelement
    α
    Winkel

Claims (11)

  1. Vorrichtung (1) zum Halten und Führen eines rotierenden Stabes (2), welcher über ein Befestigungsmittel (3) an einer Antriebswelle (4) eines Antriebsmotors lösbar befestigt ist, wobei die Rotationsachsen der Antriebswelle (4) und des Stabes (2) deckungsgleich angeordnet sind, aufweisend mindestens zwei Trägerelemente (6a, 6b) und mindestens zwei Halteelemente (7a, 7b), wobei
    - die zwei Trägerelemente (6a, 6b) in einer Ebene ausgerichtet sind, in welcher die Rotationsachse des Stabes (2) und der Antriebswelle (4) angeordnet ist, wobei ein erstes Trägerelement (6a) mit einem ersten Halteelement (7a) und ein zweites Trägerelement (6b) mit einem zweiten Halteelement (7b) verbunden sind, wobei die zwei Trägerelemente (6a, 6b) jeweils mit einem ersten Ende an einem Gehäuse (5) des Antriebsmotors gehaltert angeordnet sind und an einem zweiten, zum ersten Ende distal ausgebildeten Ende ein Gelenk aufweisen,
    - die Halteelemente (7a, 7b) jeweils einen Längsträger (10a, 10b) aufweisen, welche
    - mit einem jeweiligen ersten Ende über das jeweilige Gelenk mit dem jeweiligen Trägerelement (6a, 6b) beweglich verbunden sind sowie
    - an einem jeweiligen zweiten, zum jeweiligen ersten Ende distal ausgebildeten Ende, ein Profil (11) beziehungsweise ein Auflageelement (14) aufweisen, welche im geschlossenen Zustand der Vorrichtung (1) den rotierenden Stab (2) derart umschließen, dass der Stab (2) lediglich um die Rotationsachse beweglich ist und die Anordnung der Rotationsachsen des Stabes (2) sowie der Antriebswelle (4) zueinander fixiert ist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (6a, 6b) senkrecht zur Rotationsachse des Stabes (2) und der Antriebswelle (4) ausgerichtet sind.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (6a, 6b) am Gehäuse (5) des Antriebsmotors angeschraubt sind.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke als Drehgelenke (8) ausgebildet sind, wobei die Längsträger (10a, 10b) der Halteelemente (7a, 7b) jeweils über einen Bolzen (9) mit dem jeweiligen Trägerelement (6a, 6b) verbunden sind und die Halteelemente (7a, 7b) um eine Achse des jeweiligen Bolzens (9) verschwenkbar sind.
  5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Bolzen (9) senkrecht zur Rotationsachse des Stabes (2) sowie senkrecht zu einer Längsrichtung des jeweiligen Trägerelements (6a, 6b) ausgerichtet sind.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (11) als ein U-Profil mit zwei Seitenflächen (11A) und einer Deckfläche (11B) in einer Längsrichtung ausgerichtet ausgebildet ist, wobei das Profil (11) im geschlossenen Zustand der Vorrichtung (1) mit der Längsrichtung in Richtung der Rotationsachse des Stabes (2) ausgerichtet ist und in Kombination mit einem Verschlusselement den Stab (2) umschließt.
  7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (11) eine Erweiterung (12) aufweist, welche aus zwei gegenüberliegend angeordneten Blechen ausgebildet ist, welche jeweils an einer Seitenfläche (11A) des Profils (11) angeordnet sind und in freien Bereichen miteinander korrespondierende Durchgangsbohrungen (13) zur Aufnahme eines Verschlusselements aufweisen.
  8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (11) an einem Längsträger (10a) des ersten Halteelements (7a) angeordnet ist und an einem zweiten, zum ersten Ende distal ausgebildeten Ende eines Längsträgers (10b) des zweiten Halteelements (7b) ein Auflageelement (14) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (14) als ein ebenes Blech ausgebildet ist, welches im geschlossenen Zustand der Vorrichtung (1) mit einer inneren Oberfläche zum Stab (2) sowie zum Profil (11) des ersten Halteelements (7a) hin und mit einer Längsausdehnung in Richtung der Rotationsachse des Stabes (2) ausgerichtet ist, wobei das Auflageelement (14) und das als U-Profil ausgebildete Profil (11) derart miteinander korrespondierend angeordnet sind, dass die Oberfläche des Auflageelements (14) und die Stirnseiten der Seitenflächen (11A) des Profils (11) aneinander anliegen, sodass der Stab (2) zwischen den Seitenflächen (11A) und der Deckfläche (11B) des Profils (11) sowie der Oberfläche des Auflageelements (14) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche der Erweiterung (12) des Profils (11) mit den korrespondierenden Durchgangsbohrungen (13) zur Aufnahme des Verschlusselements im geschlossenen Zustand der Vorrichtung (1) das Auflageelement (14) derart überragend ausgebildet sind, dass das Verschlusselement an einer äußeren Oberfläche des Auflageelements (14) anliegt und das Auflageelement (14) am Profil (11) fixiert.
  11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (14) an einer äußeren Oberfläche mit einem Führungselement (15) zur Aufnahme eines rundstabförmigen Verschlusselements ausgebildet ist, wobei das Verschlusselement im geschlossenen Zustand der Vorrichtung (1) durch das zwischen den Blechen der Erweiterung (12) angeordnete Führungselement (15) hindurchgeführt fixiert ist.
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