EP4036367A1

EP4036367A1 - Arrangement of an earth boring device, method for operating an earth boring device and use of an arrangement of an earth boring device

Info

Publication number: EP4036367A1
Application number: EP22154667.4A
Authority: EP
Inventors: Manfred Schauerte
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2022-02-02
Publication date: 2022-08-03
Anticipated expiration: 2042-02-02
Also published as: US20220243533A1; US11834921B2; EP4036367B1; AU2022200150A1; DE102021000497A1

Abstract

Anordnung einer Erdbohrvorrichtung (1) zum schiebenden oder ziehenden Einbringen eines Bohrstrangs (5) in Erdreich, wobei die Anordnung einen Rahmen (8) und einen relativ gegenüber dem Rahmen mit einer translatorischen Bewegung hin und her bewegbaren Schlitten (4) aufweist, wobei mindestens ein Abrollelement (15) vorgesehen ist, welches ausgestaltet ist, bei der translatorischen Bewegung des Schlittens abzurollen und eine Umsetzeinrichtung vorgesehen ist, die mit dem Abrollelement verbunden und ausgestaltet ist, die Rotationsbewegung des Abrollelements in eine Drehbewegung des Bohrstrangs umzuwandeln.Arrangement of an earth drilling device (1) for pushing or pulling a drill string (5) into the ground, the arrangement having a frame (8) and a carriage (4) which can be moved back and forth relative to the frame with a translatory movement, at least one rolling element (15) is provided, which is designed to roll during the translational movement of the carriage and a conversion device is provided, which is connected to the rolling element and designed to convert the rotational movement of the rolling element into a rotational movement of the drill string.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Erdbohrvorrichtung zum schiebenden oder ziehenden Einbringen eines Bohrstrangs in Erdreich, ein Verfahren zum Betrieb einer Erdbohrvorrichtung und eine Verwendung einer Anordnung einer Erdbohrvorrichtung zum schiebenden oder ziehenden Einbringen eines Bohrstrangs in Erdreich.The invention relates to an earth drilling device arrangement for pushing or pulling a drill string into the ground, a method for operating an earth drilling device and using an earth drilling device arrangement for pushing or pulling a drill string into the ground.

Es ist bekannt, eine Anordnung einer Erdbohrvorrichtung zum schiebenden oder ziehenden Einbringen eines Bohrstrangs in Erdreich zu verwenden, bei der beispielsweise ein Schub-Zug-Antrieb über Kupplungsmittel an Vorsprüngen oder in Ausnehmungen eines Bohrstrangs mit einem Werkzeug am Ende angreift. Beispielsweise ist in DE 196 08 980 C2 eine Erdbohrvorrichtung beschrieben, die aus einer Lafette mit einer Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit besteht, die einen Schlitten linear hin und her bewegt. Der Schlitten ist mit einer Klinke verbunden, die beim Vorschub des Schlittens hinter eine Sprosse eines Leitergestänges, welches Teil eines Bohrstrangs ist, greift und so das Leitergestänge mit dem Bohrkopf entsprechend dem Hub der Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit in Bohrrichtung vorwärtsbewegt. Am Ende des Hubs löst sich die Klinke automatisch von der Sprosse und der Schlitten fährt in seine Ausgangsposition zurück.It is known to use an earth drilling device arrangement for pushing or pulling a drill string into the ground, in which, for example, a push-pull drive engages projections or recesses of a drill string with a tool at the end via coupling means. For example, in DE 196 08 980 C2 describes a Erdbohrvorrichtung, which consists of a carriage with a hydraulic piston-cylinder unit, which linearly moves a carriage back and forth. The carriage is connected to a pawl which, when the carriage is advanced, engages behind a rung of a ladder rod which is part of a drill string and thus advances the ladder rod with the drill head in accordance with the stroke of the hydraulic piston-cylinder unit in the drilling direction. At the end of the stroke, the pawl automatically disengages from the rung and the carriage returns to its original position.

Obwohl ein Drehantrieb für den Bohrstrang eine höhere Vortriebsleistung ermöglicht und/oder ermöglicht, in schwierigeren Bodenverhältnissen zu arbeiten, ist die Kombination eines Drehantriebs mit der translatorischen Bewegung des Schlittens schwierig zu koordinieren. Die Integration von Drehantrieb für den Bohrstrang und transtatorischem Antrieb für den Schlitten kann auch einen größeren Aufwand erfordern. Ferner ist das Vorsehen eines Drehantriebs für den Bohrstrang bisher damit verbunden, auf eine hohe Antriebsleistung zurückgreifen zu müssen. Zudem bedingt ein Drehantrieb für den Bohrstrang bisher höhere Herstellungskosten, da beispielsweise ein weiterer Antriebsmotor oder Antriebszylinder vorgesehen werden muss. In der Regel weist eine Erdbohrvorrichtung mit einem Drehantrieb für den Bohrstrang ein wesentlich höheres Gewicht auf als eine Erdbohrvorrichtung ohne Drehantrieb. Dies hat in der Vergangenheit dazu geführt, dass insbesondere bei kleineren Erdbohrvorrichtungen auf einen Drehantrieb verzichtet wurde, obwohl die sich ergebende Vortriebsleistung durch das Fehlen einer Drehung des Bohrstrangs geringer ausfiel.Although a rotary drive for the drill string enables a higher propulsion rate and/or enables it to work in more difficult ground conditions, the combination of a rotary drive with the translational movement of the carriage is difficult to coordinate. The integration of the rotary drive for the drill string and the translational drive for the carriage can also require greater effort. Further the provision of a rotary drive for the drill string has hitherto been associated with having to resort to a high drive power. In addition, a rotary drive for the drill string has hitherto entailed higher production costs, since, for example, an additional drive motor or drive cylinder has to be provided. As a rule, a ground drilling device with a rotary drive for the drill string has a significantly higher weight than a ground drilling device without a rotary drive. In the past, this has led to a rotary drive being dispensed with, particularly in the case of smaller earth drilling devices, although the resulting propulsion power was lower due to the lack of rotation of the drill string.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung für eine Erdbohrvorrichtung zu schaffen, mit der eine höhere Vortriebsleistung möglich ist, wobei insbesondere mindestens ein aus dem Stand der Technik bekannter Nachteil überwunden wird.It is the object of the invention to provide an arrangement for an earth drilling device with which a higher propulsive power is possible, with at least one disadvantage known from the prior art being overcome in particular.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the respective dependent patent claims and/or result from the following description.

Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist es, die Hin- und Herbewegung des Schlittens zu nutzen, um aus der translatorischen Bewegung des Schlittens eine Drehbewegung des Bohrstrangs zu erhalten. Es kann vorgesehen sein, dass die Hin- und Herbewegung des Schlittens, die für den schiebenden oder ziehenden Antrieb des Bohrstrangs sowieso vorhanden ist, umgewandelt wird, wobei die Umwandlung der translatorischen Bewegung des Schlittens zusätzlich zum schiebenden bzw. ziehenden Bewegen des Bohrstrangs erfolgt, um den Bohrstrang zu drehen. Die translatorische Bewegung des Schlittens kann mittels eines Abrollelements, welches bei der translatorischen Bewegung abrollt, zunächst in eine Drehbewegung überführt werden. Eine gegebenenfalls vorhandene, mit dem Abrollelement verbundene Umsetzeinrichtung kann die Rotationsbewegung des Abrollelements in eine Drehbewegung des Bohrstrangs umwandeln. Ein Teil der Vorschubenergie der Erdbohrvorrichtung kann somit zum Erzeugen einer Drehbewegung verwendet werden. Es wird kein zusätzlicher Antrieb, beispielsweise in Form eines Antriebsmotors oder Antriebszylinders, für den Drehantrieb des Bohrstrangs benötigt. Der ohnehin erforderliche bzw. vorhandene Vorschubzylinder für die translatorische Bewegung des Schlittens kann auch für die Rotation des Bohrstrangs verwendet werden. Es werden für die Umsetzung des Kerngedankens der Erfindung einfache und kostengünstige Bauteile benötigt, von denen das Abrollelement als ein Element an einer Achse ausgestaltet sein kann. Die gegebenenfalls vorhandene Umsetzeinrichtung kann die Rotation des Abrollelements in eine Drehbewegung des Bohrstrangs umsetzen, wobei insbesondere eine Über- und/oder Untersetzung eingestellt werden kann. Die Ausgestaltung gemäß dem Kerngedanken der Erfindung kann zu einem zusätzlichen Gewicht führen, welches nur geringfügig erhöht ist. Es ergibt sich ein Mehrwert für den Anwender, der eine einfache aufgebaute Anordnung mit hoher Vortriebsleistung erhalten kann, die insbesondere in einem (Kanal)Schacht oder einer Baugrube mit kleinen Abmessungen angeordnet werden kann.The core idea of the present invention is to use the reciprocating movement of the carriage in order to obtain a rotary movement of the drill string from the translational movement of the carriage. Provision can be made for the reciprocating movement of the carriage, which is present anyway for the pushing or pulling drive of the drill string, to be converted, with the translational movement of the carriage being converted in addition to the pushing or pulling movement of the drill string rotate the drill string. The translatory movement of the carriage can initially be converted into a rotary movement by means of a rolling element, which rolls during the translatory movement. A conversion device that may be present and is connected to the rolling element can convert the rotational movement of the rolling element into a rotational movement of the drill string. A part of the feed energy of the earth boring device can thus be used to generate a rotational movement. No additional drive, for example in the form of a drive motor or drive cylinder, is required for rotating the drill string. The feed cylinder that is required or is present anyway for the translatory movement of the carriage can also be used for the rotation of the drill string. Simple and inexpensive components are required for the implementation of the core idea of the invention, of which the rolling element can be designed as an element on an axle. The conversion device that may be present can convert the rotation of the rolling element into a rotational movement of the drill string, in which case, in particular, a step-up and/or step-down can be set. The design according to the core idea of the invention can lead to an additional weight, which only is slightly increased. There is added value for the user, who can obtain a simple arrangement with a high propulsion capacity, which can be arranged in particular in a (sewer) shaft or an excavation pit with small dimensions.

Die Erfindung schafft eine Anordnung einer Erdbohrvorrichtung zum schiebenden oder ziehenden Einbringen eines Bohrstrangs in Erdreich. Die Anordnung weist einen Rahmen und einen relativ gegenüber dem Rahmen mit einer translatorischen Bewegung hin und her bewegbaren Schlitten auf. Es ist mindestens ein Abrollelement vorgesehen, welches ausgestaltet ist, bei der translatorischen Bewegung des Schlittens abzurollen, wobei die Rotationsbewegung des Abrollelements in eine Drehbewegung des Bohrstrangs umgewandelt werden kann. Beispielsweise kann das Abrollelement direkt mit einer Aufnahme funktional gekoppelt sein, so dass das Abrollen des Abrollelements ein Drehen der Aufnahme bewirkt.The invention provides an arrangement of an earth drilling device for pushing or pulling a drill string into the ground. The arrangement has a frame and a carriage which can be moved back and forth relative to the frame with a translational movement. At least one rolling element is provided, which is designed to roll during the translational movement of the carriage, it being possible for the rotational movement of the rolling element to be converted into a rotational movement of the drill string. For example, the rolling element can be functionally coupled directly to a receptacle, so that the rolling of the rolling element causes the receptacle to rotate.

Mit dem Begriff "Anordnung" wird in der Beschreibung der Bereich der Erdbohrvorrichtung beschrieben, der primär oder zunächst das schiebende oder ziehende Einbringen des Bohrstrangs in Erdreich verursacht. Im Sinne der Beschreibung ist der Begriff Anordnung als eine Art Antrieb für den Bohrstrang zu verstehen, bei dem sich der Schlitten hin und her bewegt und ein an dem Schlitten vorgesehenes Eingriffselement mit dem Bohrstrang in einer Richtung verbunden wird, um die entsprechende Bewegung auf den Bohrstrang aufzuprägen.In the description, the term "arrangement" is used to describe the area of the earth drilling device which primarily or initially causes the drilling string to be pushed or pulled into the ground. For the purpose of the description, the term arrangement is to be understood as a type of drive for the drill string, in which the carriage moves back and forth and an engagement element provided on the carriage is connected to the drill string in a direction to cause the corresponding movement on the drill string imprint.

Der Begriff "Erdbohrvorrichtung" umfasst im Sinne der Beschreibung jedwede Vorrichtung, die insbesondere einen Gestängeschüsse aufweisenden Bohrstrang in einem bestehenden oder zu erstellenden Kanal im Erdreich bewegen kann, um eine Bohrung, insbesondere eine Horizontalbohrung, zu erstellen oder aufzuweiten oder um Leitungen oder andere lange Körper in das Erdreich einzuziehen. Eine Erdbohrvorrichtung kann dabei eine Anordnung zum schiebenden oder ziehenden Einbringen eines Bohrstrangs in Erdreich umfassen. Die Erdbohrvorrichtung kann insbesondere in einer Baugrube oder einem Schacht, insbesondere einem Kanalschacht, angeordnet werden.In the context of the description, the term "earth drilling device" includes any device that can move a drill string containing rod sections in an existing channel or one that is to be created in the ground, in order to create or widen a hole, in particular a horizontal hole, or to create lines or other long bodies to sink into the ground. An earth drilling device can include an arrangement for pushing or pulling a drill string into the ground. The earth drilling device can be arranged in particular in an excavation pit or a shaft, in particular a sewer shaft.

Der Begriff "Horizontalbohrung" (horizontal drilling) im Sinne der Beschreibung umfasst insbesondere jede Art von bestehenden oder zu erstellenden, vorzugsweise horizontalen, Kanälen in einem Körper, insbesondere Erdkanäle einschließlich Erdbohrungen, Felsbohrungen oder Erdleitungen sowie unterirdische oder oberirdische Rohrleitungen und Wasserkanäle, die sich durch Einsatz einer entsprechenden Erdbohrvorrichtung herstellen oder einziehen lassen.The term "horizontal drilling" (horizontal drilling) in the sense of the description includes in particular any type of existing or to be created, preferably horizontal, channels in a body, in particular earth channels including earth drilling, rock drilling or earth lines as well as underground or above-ground pipelines and water channels that pass through Make use of an appropriate earth drilling device or have it installed.

Der Begriff "Erdreich" im Sinne der Beschreibung umfasst jedwedes feste Material, insbesondere Sand, Fels, Erde, festes oder lockeres Gestein oder ähnliches.The term "soil" in the sense of the description includes any solid material, in particular sand, rock, earth, solid or loose rock or the like.

Der Begriff "Bohrstrang" umfasst im Sinne der Beschreibung einen einen Bohrkopf und ein Gestänge aufweisenden Strang, der zum Einbringen einer Erdbohrung durch das Erdreich mittels einer Erdbohrvorrichtung bzw. einer Anordnung der Erdbohrvorrichtung bewegt werden kann.The term "drill string" as used in the description includes a string having a drill head and a rod assembly, which can be moved through the ground by means of an earth drilling device or an arrangement of the earth drilling device in order to make an earth bore.

Der Begriff "Gestänge" umfasst im Sinne der Beschreibung nicht nur ausschließlich starre, einzelne miteinander unmittelbar oder mittelbar verbundene Gestängeschüsse aufweisende Gestänge, die bei einer Erdbohrvorrichtung eingesetzt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gestängeschüsse starr ausgestaltet. Zur Verbindung der Gestängeschüsse untereinander und zur Ausbildung des Bohrstrangs ist eine Steckverbindung der einzelnen Bohrstrangglieder bevorzugt vorgesehen. Es kann eine drehfeste Verbindung der Gestängeschüsse bzw. Bohrstrangglieder bevorzugt sein.In the context of the description, the term “rod” does not only include rigid rods that have individual rod sections that are directly or indirectly connected to one another and that can be used in an earth drilling device. In a preferred embodiment, the rod sections are rigid. To connect the rod sections to one another and to form the drill string, a plug-in connection of the individual drill string members is preferably provided. A non-rotatable connection of the rod sections or drill string members may be preferred.

Der Begriff "Gestängeschüsse" im Sinne der Beschreibung umfasst ein sich entlang einer Längsachse erstreckendes Element, welches Teil des Gestänges bzw. des Bohrstrangs zum Erdbohren bzw. zum schiebenden oder ziehenden Einbringen ist. Der Gestängeschuss kann als vorderseitig im Bohrstrang angeordnetes Element mit zugeordneter Funktion (Sendergehäuse oder ähnliches) ausgebildet sein oder als ein lediglich den Bohrstrang als Gestängeschuss körperlich verlängerndes Element ausgebildet sein. Der Gestängeschuss kann ein oder mehrere mechanische Kanäle, beispielsweise für Bohrfluid, eine oder mehrere elektrische Leitungen, ein oder mehrere elektrische Elemente und/oder ein oder mehrere elektronische Elemente umfassen.The term "rod sections" in the sense of the description includes an element extending along a longitudinal axis, which is part of the rod or drill string for earth drilling or for pushing or pulling insertion. The rod section can be designed as an element arranged at the front in the drill string with an associated function (transmitter housing or the like) or as an element that merely physically lengthens the drill string as a rod section. The drill string may include one or more mechanical conduits, such as for drilling fluid, one or more electrical conduits, one or more electrical elements, and/or one or more electronic elements.

Die Gestängeschüsse können mittels endseitiger mechanischer Kupplungs- bzw. Verbindungselementen miteinander verbunden werden, wobei beispielsweise an einem der Gestängeschüsse ein "Verbindungsstecker" und am anderen der Gestängeschüsse eine "Verbindungsbuchse" vorgesehen sein kann. Dabei sind die Begriffe "Verbindungsstecker" und "Verbindungsbuchse" im Sinne der Beschreibung eine Ausgestaltung eines Paares von Verbindungselementen, von denen das eine ("Verbindungsstecker") zumindest teilweise in das andere ("Verbindungsbuchse") eingeführt werden kann, um zumindest teilweise die Verbindung der beiden Gestängeschüsse zueinander auszubilden. Es kann vorgesehen sein, dass durch ein einfaches Stecken die Gestängeschüsse, insbesondere drehfest, verbunden werden können; weitere Elemente, die beispielsweise eines oder beide Gestängeschüsse durchragen können, um insbesondere die Verbindung zu sichern, können vorgesehen sein.The rod sections can be connected to one another by means of end-side mechanical coupling or connecting elements, it being possible, for example, for a “connecting plug” to be provided on one of the rod sections and a “connecting socket” to be provided on the other of the rod sections. The terms “connecting plug” and “connecting socket” in the sense of the description are an embodiment of a pair of connecting elements, one of which (“connecting plug”) can be at least partially inserted into the other (“connecting socket”) in order to at least partially establish the connection of the two rod sections to each other. Provision can be made for the rod sections to be connected, in particular in a torque-proof manner, simply by plugging them in; further elements, which can protrude through one or both rod sections, in particular in order to secure the connection, can be provided.

Die beschriebene Erdbohrvorrichtung kann mittels des sich hin- und herbewegenden Schlittens dazu vorgesehen sein, in einer der beiden Bewegungsrichtungen den Bohrstrang, insbesondere in einem Arbeitshub bevorzugt um die Länge eines Gestängeschusses, aus dem Erdreich zu ziehen bzw. in das Erdreich zu drücken. In einer auf die Bewegung des Bohrstrangs im Erdreich entgegengesetzten Bewegungsrichtung des Schlittens (Leerhub) kann ein vom Bohrstrang gelöstes Antriebselement dazu führen, dass ein weiterer Gestängeschuss hinzugefügt bzw. ein Gestängeschuss entfernt werden kann. In einem weiteren Hub in Bewegungsrichtung des Bohrstrangs (Arbeitshub) kann der Bohrstrang um einen Gestängeschuss verringert (ziehender Antrieb) oder um einen Gestängeschuss verlängert (drückender Antrieb) werden. Die Bewegung des Schlittens im Rahmen kann im Wesentlichen auf die Länge eines Gestängeschusses abgestimmt sein. Ein Hub kann im Wesentlichen einer Länge eines Gestängeschusses entsprechen.The earth drilling device described can be provided by means of the reciprocating carriage to pull the drill string in one of the two directions of movement, in particular in one working stroke preferably by the length of a rod section, out of the ground or to press it into the ground. In a direction of movement of the carriage (idle stroke) which is opposite to the movement of the drill string in the ground, a drive element which has become detached from the drill string can result in a further section of rod being added or a section of rod being removed. In a further stroke in the direction of movement of the drill string (working stroke), the drill string can be reduced by one rod section (pulling drive) or lengthened by one rod section (pushing drive). The movement of the carriage in the frame can essentially be matched to the length of a rod section. A stroke can essentially correspond to a length of a rod section.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Gestängeschuss im Sinne der Beschreibung einen Außendurchmesser von 25mm bis 65mm aufweisen, bevorzugt 30mm bis 60mm, bevorzugt 35mm bis 55mm, bevorzugt 40mm bis 50mm. In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Gestängeschuss im Sinne der Beschreibung eine Gesamtlänge von 450mm bis 650mm aufweisen, bevorzugt 500mm bis 600mm, bevorzugt 520mm bis 580mm. In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Gestängeschuss im Sinne der Beschreibung eine Nutzlänge aufweisen, die insbesondere der Länge von Verbindungsbuchse und Verbindungsstecker Rechnung trägt. Die Nutzlänge kann sich aus der Gesamtlänge verringert um die Länge des bzw. der Verbindungselemente ergeben und 400mm bis 600mm, bevorzugt 450mm bis 550mm, bevorzugt 475mm bis 525mm betragen.In a preferred embodiment, a rod section within the meaning of the description can have an outside diameter of 25 mm to 65 mm, preferably 30 mm to 60 mm, preferably 35 mm to 55 mm, preferably 40 mm to 50 mm. In a preferred embodiment, a rod section within the meaning of the description can have an overall length of 450 mm to 650 mm, preferably 500 mm to 600 mm, preferably 520 mm to 580 mm. In a preferred embodiment, a linkage section within the meaning of the description can have a usable length which, in particular, takes into account the length of the connecting socket and connecting plug. The usable length can result from the total length reduced by the length of the connecting element(s) and can be 400 mm to 600 mm, preferably 450 mm to 550 mm, preferably 475 mm to 525 mm.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Gestängeschuss im Sinne der Beschreibung eine Nut zum Eingreifen eines Eingriffselements der Anordnung zum Bewegen des Bohrstrangs in einer ziehenden oder schiebenden Richtung längs der Längsachse, beispielsweise eine (Sperr-) Klinke, aufweisen, die einen Außendurchmesser von 15mm bis 55mm aufweisen kann, bevorzugt 20mm bis 50mm, bevorzugt 25mm bis 45mm, bevorzugt 30mm bis 40mm.In a preferred embodiment, a rod section within the meaning of the description can have a groove for engaging an engagement element of the arrangement for moving the drill string in a pulling or pushing direction along the longitudinal axis, for example a (locking) pawl, which has an outer diameter of 15 mm to 55 mm may have, preferably 20mm to 50mm, preferably 25mm to 45mm, preferably 30mm to 40mm.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Gesamtlänge des Gestängeschusses 550mm und der Außendurchmesser des Gestängeschusses 45mm betragen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Außendurchmesser eines Gestängeschusses 45mm betragen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Außendurchmesser eine Nut zum Eingreifen eines Eingriffselements der Anordnung, beispielsweise der (Sperr-) Klinke, zum Bewegen des Bohrstrangs in schiebender oder ziehender Richtung entlang der Längsachse des Gestängeschusses einen Außendurchmesser von 35mm aufweisen.In a particularly preferred embodiment, the overall length of the rod section can be 550 mm and the outer diameter of the rod section can be 45 mm. In a particularly preferred embodiment, the outside diameter of a rod section can be 45 mm. In a particularly preferred embodiment, the outer diameter may have a groove for engaging an engagement element of the assembly, for example the (locking) pawl, for moving the drill string in a pushing or pulling direction along the longitudinal axis of the drill section having an outer diameter of 35 mm.

Bei den genannten Werten für den Außendurchmesser des Gestängeschusses, der (Gesamt-) Länge des Gestängeschusses, der Nutzlänge des Gestängeschusses und des Außendurchmessers einer Nut am Gestängeschuss handelt es sich um keine einschränkenden Werte, bei denen hervorzuheben ist, dass eine Anpassung an die äußeren Gegebenheiten, insbesondere Größe der Baugrube bzw. des Schachtes für die Anordnung der Erdbohrvorrichtung und/oder die Beschaffenheit des Erdreichs, erfolgen kann, um eine Erdbohrung effizient durchzuführen.The values given for the outer diameter of the rod section, the (total) length of the rod section, the usable length of the rod section and the outer diameter of a groove on the rod section are not restrictive values, and it should be emphasized that an adjustment to the external conditions is required , In particular the size of the excavation or the shaft for the arrangement of the earth drilling device and/or the nature of the soil, can be carried out in order to carry out an earth drilling efficiently.

Der Begriff "Rahmen" umfasst im Sinne der Beschreibung ein Bauelement einer Erdbohrvorrichtung, um eine Führung für ein relatives Hin- und Herbewegen des Schlittens zu schaffen. Mittels des Rahmens kann die Erdbohrvorrichtung in einer Baugrube, einem Schacht oder auf dem Erdreich stehend abgestützt werden. Der Rahmen kann eine Führung bzw. eine Bahn für das Hin- und Herbewegen des Schlittens definieren. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Rahmen eine im Wesentlichen rechteckförmige Grundfläche aufweisen. Die Grundfläche kann in der Regel in einer Ausdehnungsrichtung eine größere Abmessung aufweisen als in der anderen Richtung. In der Regel entspricht die Ausdehnungsrichtung mit der größeren Abmessung einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zur Einbringungsrichtung der Erdbohrung ist. Die Längserstreckung (Längsrichtung) kann der Erstreckungsrichtung mit der größeren Abmessung entsprechen. Der Rahmen kann eine Länge in der Längserstreckung aufweisen, die bevorzugt 550mm bis 1.050mm, weiter bevorzugt 600mm bis 1.000mm, weiter bevorzugt 650mm bis 950mm, weiter bevorzugt 700mm bis 900mm, weiter bevorzugt 750mm bis 900mm, weiter bevorzugt 800mm bis 900mm, beträgt. Der Rahmen kann eine Länge quer zur Längserstreckung aufweisen, die bevorzugt 350mm bis 600mm, weiter bevorzugt 350mm bis 550mm, weiter bevorzugt 350mm bis 500mm, weiter bevorzugt 400mm bis 500mm, weiter bevorzugt 450mm bis 500mm, beträgt. Die genannten Maße können sich auf die Grundfläche des Rahmens beziehen, wobei am Rahmen, insbesondere in Längsrichtung, ein oder mehrere Führungsrohre für eine Abstützung des Rahmens in der Baugrube oder dem Schacht vorgesehen sein kann. Aus einem Führungsrohr kann ein Abstützelement ausgefahren und in Anlage zur Baugrube oder dem Schacht gebracht werden kann.As used herein, the term "frame" includes a structural member of an earth boring apparatus to provide a guide for relative reciprocation of the carriage. By means of the frame, the earth boring device can be supported in an excavation pit, a shaft or standing on the ground. The frame may define a track for reciprocating the carriage. In a preferred embodiment, the frame can have an essentially rectangular base area. As a rule, the base area can have a larger dimension in one direction of expansion than in the other direction. As a rule, the direction of extension with the larger dimension corresponds to a direction which is essentially parallel to the direction of installation of the earth bore. The longitudinal extent (longitudinal direction) can correspond to the direction of extent with the larger dimension. The frame can have a length in the longitudinal extension that is preferably 550 mm to 1,050 mm, more preferably 600 mm to 1,000 mm, more preferably 650 mm to 950 mm, more preferably 700 mm to 900 mm, more preferably 750 mm to 900 mm, more preferably 800 mm to 900 mm. The frame can have a length transverse to the longitudinal extent, which is preferably 350 mm to 600 mm, more preferably 350 mm to 550 mm, more preferably 350 mm to 500 mm, more preferably 400 mm to 500 mm, more preferably 450 mm to 500 mm. The stated dimensions can relate to the base area of the frame, one or more guide tubes for supporting the frame in the excavation pit or the shaft being able to be provided on the frame, in particular in the longitudinal direction. A support element can be extended from a guide tube and brought into contact with the excavation pit or the shaft.

Der Begriff "Schlitten" im Sinne der Beschreibung umfasst ein Element der Erdbohrvorrichtung, welches ein Eingriffselement zum Ineingriffbringen mit dem Bohrstrang aufweist und welches relativ zum Rahmen hin und her bewegbar ist. Das Eingriffselement kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass eine Automatisierung des Einbringens des Bohrstrangs möglich ist. In der gewünschten Wirkrichtung (schiebend oder ziehend) kann das Eingriffselement in Eingriff mit dem Bohrstrang gebracht werden, während in der Bewegung des Schlittens im "Leerhub" (gegen die Wirkrichtung) das Eingriffselement automatisch außer Eingriff mit dem Bohrstrang gelangt. Beispielsweise kann das Eingriffselement als eine aus dem Stand der Technik bekannte (Sperr-) Klinke ausgestaltet sein. Vorzugsweise gelangt das Eingriffselement mittels einer an dem Bohrstrang bzw. einem Gestängeschuss ausgestalteten Nut in Eingriff mit dem Bohrstrang.The term "carriage" as used herein includes a member of the earth boring apparatus which has an engagement member for engaging the drill string and which is reciprocally movable relative to the frame. In particular, the engagement element can be designed in such a way that it is possible to automate the introduction of the drill string. In the desired direction of action (pushing or pulling), the engagement element can be brought into engagement with the drill string, while in the movement of the carriage in the "idle stroke" (against the direction of action), the engagement element automatically disengages from the drill string. For example the engagement element can be designed as a (locking) pawl known from the prior art. The engagement element preferably engages with the drill string by means of a groove formed on the drill string or a rod section.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Hydraulikzylinder vorgesehen, der mit dem Schlitten und dem Rahmen verbunden ist. Die Verbindung des mindestens einen Hydraulikzylinders mit dem Schlitten und dem Rahmen kann mittels Formschluss, Stoffschluss oder auf jede andere Art, die auch eine Kombination der Verbindungsarten sein kann, hergestellt werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der mindestens eine Hydraulikzylinder formschlüssig mit dem Schlitten und/oder dem Rahmen in den beiden unterschiedlichen Richtungen, in denen der Hydraulikzylinder wirken kann, mittels eines Einlegens oder Einsetzens des Hydraulikzylinders in Aufnahmen am Schlitten und/oder am Rahmen verbunden werden. Die Ausrichtung des mindestens einen Hydraulikzylinders kann im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung (Längserstreckung) des Rahmens sein.In a preferred embodiment at least one hydraulic cylinder is provided which is connected to the carriage and the frame. The at least one hydraulic cylinder can be connected to the carriage and the frame by means of a form fit, material connection or any other type, which can also be a combination of the types of connection. In a particularly preferred embodiment, the at least one hydraulic cylinder can be positively connected to the carriage and/or the frame in the two different directions in which the hydraulic cylinder can act by inserting or inserting the hydraulic cylinder into receptacles on the carriage and/or the frame . The orientation of the at least one hydraulic cylinder can be essentially parallel to the longitudinal direction (longitudinal extension) of the frame.

Die Bewegung des Schlittens relativ gegenüber dem Rahmen kann mittels mindestens des einen Hydraulikzylinders, insbesondere mehrerer oder zweier Hydraulikzylinder, verursacht bzw. hervorgerufen werden. Ursächlich für die Kraft, die auf den Bohrstrang ausgeübt wird, um diesen schiebend oder ziehend in das Erdreich einzubringen, kann durch den mindestens einen Hydraulikzylinder, insbesondere zwei oder mehrere Hydraulikzylinder, der mindestens eine Hydraulikzylinder bzw. die zwei oder mehreren Hydraulikzylinder hinsichtlich ihrer Längsachse derart ausgerichtet sein können, dass die Längsachse(n) des mindestens einen Hydraulikzylinders oder der mehreren Hydraulikzylinder im Wesentlichen parallel versetzt zur Längsachse des Bohrstrangs im Bereich des Schlittens angeordnet ist bzw. sind. Mittels des mindestens einen Hydraulikzylinders bzw. der mehreren Hydraulikzylinder kann ermöglicht werden, eine effektiv auf den Bohrstrang wirkende Kraft zu verwenden, wobei der Antrieb mittels eines oder mehrerer Hydraulikzylinder eine sehr gute Ausgangslage im Sinne der Bereitstellung einer großen Kraft für die Erdbohrvorrichtung liefert. Die Kombination des Antriebs für den Zug bzw. Druck, der auf den Bohrstrang ausgeübt wird, mittels Hydraulikzylinder bzw. Hydraulikzylindern und einer Drehung des Abrollelements, durch welchen die Drehung des Bohrstrangs bzw. des Bohrkopfs des Bohrstrang initiiert wird, ermöglicht eine vorteilhafte Ausnutzung einer Antriebs- und einer Umsetzungsart, die sowohl der ziehenden bzw. drückenden Beaufschlagung des Bohrstrangs als auch der Beaufschlagung des Bohrstrangs mit einem Drehmoment gerecht wird. Eine rein translatorische Bewegung des Schlittens, die durch einen sich translatorisch bewegenden Hydraulikzylinder bzw. mehrerer Hydraulikzylinder hervorgerufen wurde, in eine Drehbewegung für den Bohrstrang einzusetzen, war in der Ausgestaltung der Erfindung nicht für möglich erachtet worden. Es kann ein oder mehrere Hydraulikzylinder für den Antrieb zur translatorischen Bewegung des Schlittens verwendet werden.The movement of the carriage relative to the frame can be caused or brought about by means of at least one hydraulic cylinder, in particular several or two hydraulic cylinders. The cause of the force that is exerted on the drill string in order to push or pull it into the ground can be caused by the at least one hydraulic cylinder, in particular two or more hydraulic cylinders, the at least one hydraulic cylinder or the two or more hydraulic cylinders with regard to their longitudinal axis can be aligned such that the longitudinal axis(s) of the at least one hydraulic cylinder or of the plurality of hydraulic cylinders is/are arranged essentially offset parallel to the longitudinal axis of the drill string in the region of the carriage. The at least one hydraulic cylinder or the several hydraulic cylinders can make it possible to use a force that effectively acts on the drill string, with the drive by means of one or more hydraulic cylinders providing a very good starting position in terms of providing a large force for the earth drilling device. The combination of the drive for the tension or pressure exerted on the drill string by means of hydraulic cylinders or hydraulic cylinders and a rotation of the rolling element, through which the rotation of the drill string or the drill head of the drill string is initiated, enables an advantageous use of a drive - and a type of implementation that does justice both to the pulling or pushing action on the drill string and to the action of torque on the drill string. A purely translational movement of the carriage, which was caused by a translationally moving hydraulic cylinder or a plurality of hydraulic cylinders, to be used in a rotary movement for the drill string was not considered possible in the embodiment of the invention. It can be a or several hydraulic cylinders are used to drive the translatory movement of the carriage.

Im Sinne der Beschreibung umfasst ein "Abrollelement" ein Element, das einen um eine Drehachse abrollenden Körper aufweisen kann. Der Begriff "abrollen" ist weit zu fassen und betrifft ein abrollen oder abwälzen um eine Drehachse im Allgemeinen bzw. ein gegebenenfalls vorhandenes Gegenelement. Der Körper kann einen Abschnitt des Abrollelements bilden. Das Abrollelement kann die Drehachse, um die der abrollende Körper abrollt, als Welle, an der der Körper angeordnet und insbesondere fest mit dieser verbunden sein kann, aufweisen. Vorzugsweise ist der abrollende Körper des Abrollelements rotationssymmetrisch um die Drehachse (die als Welle ausgestaltet sein kann) des Abrollelements ausgestaltet. Sofern eine Welle beschrieben wird, so wird hierunter ein Bauelement verstanden, das eine mechanische Kopplung mit einer gegebenenfalls vorhandenen Umsetzeinrichtung bewirken kann. Beispielsweise kann die Welle als Wellenstummel ausgestaltet sein oder die Umsetzeinrichtung ist direkt mit dem Abrollelement verbunden. Eine rotationssymmetrische Ausgestaltung des abrollenden Körpers des Abrollelements kann eine gleichförmige Bewegung und Übertragung ermöglichen. Bei der translatorischen Hin- und Herbewegung des Schlittens kann das Abrollelement zwangsgeführt abrollen und so eine Drehbewegung ausführen. Es kann vorgesehen sein, dass die Drehachse des Abrollelements sich translatorisch, insbesondere in einer Ebene, bewegt. Die Drehachse kann mit dem Schlitten bewegt werden, wobei die Drehachse insbesondere parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens verschoben werden kann.For the purposes of the description, a “rolling element” includes an element that can have a body that rolls about an axis of rotation. The term "rolling off" is to be interpreted broadly and relates to rolling or rolling around an axis of rotation in general or to a counter-element that may be present. The body can form a portion of the rolling element. The rolling element can have the axis of rotation, about which the rolling body rolls, as a shaft on which the body can be arranged and, in particular, firmly connected to it. The rolling body of the rolling element is preferably designed to be rotationally symmetrical about the axis of rotation (which can be designed as a shaft) of the rolling element. If a shaft is described, this is understood to mean a component that can cause a mechanical coupling with a conversion device that may be present. For example, the shaft can be designed as a stub shaft or the conversion device is connected directly to the rolling element. A rotationally symmetrical design of the rolling body of the rolling element can enable a uniform movement and transmission. During the translational to-and-fro movement of the carriage, the rolling element can roll in a forcibly guided manner and thus perform a rotary movement. Provision can be made for the axis of rotation of the rolling element to move in a translatory manner, in particular in one plane. The axis of rotation can be moved with the carriage, in which case the axis of rotation can in particular be displaced parallel to the direction of movement of the carriage.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das "Abrollelement" ein Element ist, das um oder innerhalb eines Gegenelements abrollt. Beispielsweise kann das Abrollelement als ein Element ausgestaltet sein, welches ein Gewinde aufweist; beispielsweise kann das Abrollelement als ein ein Außen- oder Innengewinde aufweisendes Element ausgestaltet sein, welches an einem Gegenelement mit entsprechendem Gewinde, das mit dem Gewinde des Abrollelements in Eingriff ist, abrollt. In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Abrollelement als ein Körper mit einem Innengewinde/Außengewinde ausgestaltet ist, welches an einem Gegenelement mit entsprechendem Außengewinde/Innengewinde abrollen kann. In der Ausführungsform, in der das Abrollelement ein Gewinde aufweist, kann vorgesehen sein, dass auf eine Welle am Abrollelement verzichtet werden kann. Das Abrollelement kann mittels des Gewindes beim Bewegen des Schlittens abrollen, indem eine Rollbewegung um ein insbesondere vorhandenes Gegenelement durchgeführt wird.It can also be provided that the “rolling element” is an element that rolls around or inside a counter-element. For example, the rolling element can be designed as an element which has a thread; For example, the rolling element can be designed as an element having an external or internal thread, which rolls on a counter-element with a corresponding thread that engages with the thread of the rolling element. In one embodiment it can be provided that the rolling element is designed as a body with an internal thread/external thread, which can roll on a counter-element with a corresponding external thread/internal thread. In the embodiment in which the rolling element has a thread, it can be provided that a shaft on the rolling element can be dispensed with. The rolling element can roll by means of the thread when the carriage is moved, in that a rolling movement is carried out around a counter-element that is present in particular.

Sofern beschrieben wird, dass die translatorische Bewegung des Schlittens zu einer zwangsgeführten Drehung des Abrollelements führen kann, so ist darunter zu verstehen, dass die Bewegung des Schlittens zu einem Abrollen des Abrollelements führen kann. Insbesondere ist aber auch die Möglichkeit umfasst, dass ein Abrollen des Abrollelements bei der Hin- und Herbewegung des Schlittens unterbunden werden kann, um beispielsweise zu ermöglichen, dass der Bohrstrang über einen vom Anwender gewünschten zeitlichen Abschnitt oder Längenabschnitt nicht gedreht wird. Wird vom Anwender die Drehung des Bohrstrangs gewünscht, so kann das Abrollelement zwangsgeführt bei der Hin- und Herbewegung des Schlittens abrollen, ohne dass es einer weiteren Berücksichtigung des Anwenders bedarf. Der Anwender erhält quasi die Möglichkeit, die zwangsgeführte Bewegung des Abrollelements, d.h. das Abrollen des Abrollelements, bei der Hin- und Herbewegung des Schlittens ein- und auszuschalten. Ein "Ausschalten" der Drehbewegung für den Bohrstrang kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das Abrollelement am Abrollen gehindert wird oder in eine Art "Freilauf" zur Drehachse gebracht wird, so dass sich zwar das Abrollelement weiter drehen kann, aber nicht mehr drehfest zur Welle ist.If it is described that the translational movement of the carriage can lead to a forced rotation of the rolling element, this is to be understood as meaning that the movement of the carriage leads to a rolling of the rolling element can. In particular, however, the possibility is also included that the rolling element can be prevented from rolling during the back and forth movement of the carriage, in order to make it possible, for example, that the drill string is not rotated over a period of time or length segment desired by the user. If the user wishes to rotate the drill string, the rolling element can be forced to roll during the back and forth movement of the carriage without the user having to take any further action. The user is given the possibility, as it were, of switching the positively guided movement of the rolling element, ie the rolling of the rolling element, on and off during the back and forth movement of the carriage. The rotational movement of the drill string can be “switched off”, for example, by preventing the rolling element from rolling or by allowing it to “freewheel” in relation to the axis of rotation, so that the rolling element can continue to rotate, but is no longer rotationally fixed to the shaft is.

Die bevorzugte Ausgestaltung, dass der Schlitten gegenüber dem Rahmen mittels mindestens eines Hydraulikzylinders, insbesondere mehrerer Hydraulikzylinder, bevorzugt zweier Hydraulikzylinder, translatorisch bewegt wird, schafft die vereinfachte Möglichkeit eines "Ausrückens" des Abrollelements, um die Drehbeaufschlagung des Bohrstrangs zu beenden. Gerade die Kombination aus ursächlich translatorisch wirkender Kraft, die nicht aus einer Drehbewegung entstanden bzw. aus dieser umgewandelt wird, kann zu einer einfachen Entkopplung von translatorischer Bewegung und einem die Drehbewegung des Bohrstrangs initiierenden umzusetzenden Drehbewegung des Abrollelements führen.The preferred embodiment that the carriage is moved translationally relative to the frame by means of at least one hydraulic cylinder, in particular several hydraulic cylinders, preferably two hydraulic cylinders, creates the simplified possibility of "disengaging" the rolling element in order to end the rotary loading of the drill string. Precisely the combination of a causally translational force that does not arise from a rotary movement or is not converted from this can lead to a simple decoupling of translatory movement and a rotary movement of the rolling element that initiates the rotary movement of the drill string and is to be converted.

Im Sinne der Beschreibung umfasst der Begriff "Umsetzeinrichtung" eine gegebenenfalls vorhandene, mit dem Abrollelement mechanisch verbundene bzw. in der Bewegung gekoppelte Einrichtung, die ausgestaltet ist, die Rotationsbewegung des Abrollelements in eine Drehbewegung des Bohrstrangs umzuwandeln, so dass insbesondere die Ausrichtung der Achse, um die die Rotationsbewegung des Abrollelements erfolgt, geändert werden kann. Die Umsetzeinrichtung kann neben einem Antriebselement und/oder einem Abtriebselement ein Umlenkelement aufweisen, welches gegebenenfalls vorhanden ist, um zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement die Drehung des Abrollelements um die Drehachse in die Drehachse der Drehbewegung des Bohrstrangs umzulenken.For the purpose of the description, the term "converting device" includes a device that may be present and is mechanically connected to the rolling element or coupled in terms of movement, which is designed to convert the rotational movement of the rolling element into a rotational movement of the drill string, so that in particular the alignment of the axis, by which the rotational movement of the rolling element takes place can be changed. In addition to a drive element and/or a driven element, the conversion device can have a deflection element, which is optionally present in order to deflect the rotation of the rolling element about the axis of rotation into the axis of rotation of the rotary movement of the drill string between the drive element and the driven element.

Die Umsetzeinrichtung kann als ein Getriebe verstanden werden, mit dem eine Umwandlung der Drehbewegung des Abrollelements in eine Drehbewegung des Bohrstrangs erfolgt, wobei die Umwandlung hinsichtlich der entsprechenden Drehachsen geschehen kann, um eine Drehung um die Längsachse des Bohrstrangs aus der Rotation des Abrollelements effektiv zu nutzen. Es kann eine Über- und/oder Untersetzung mittels der Umsetzeinrichtung eingestellt werden.The conversion device can be understood as a gear with which the rotary movement of the rolling element is converted into a rotary movement of the drill string, wherein the conversion can take place with regard to the corresponding axes of rotation in order to effectively use a rotation about the longitudinal axis of the drill string from the rotation of the rolling element . An increase and/or reduction can be set by means of the conversion device.

Die Umsetzeinrichtung kann ein mit dem Abrollelement sich bewegendes Element aufweisen, welches insbesondere drehfest mit dem Abrollelement verbunden sein kann. Ein derartiges Element (Antriebselement) kann dadurch realisiert sein, dass das Element (Antriebselement) auf der Welle, mit der das Abrollelement verbunden werden kann, verbunden ist. Insbesondere kann die Umsetzeinrichtung ein mit dem Bohrstrang mittelbar oder unmittelbar in Eingriff bringbares bzw. in Eingriff stehendes Element (Antriebselement), welches dem Bohrstrang die Drehbewegung aufprägen kann, aufweisen.The conversion device can have an element that moves with the rolling element, which element can be connected to the rolling element in a rotationally fixed manner. Such an element (drive element) can be realized in that the element (drive element) is connected to the shaft to which the rolling element can be connected. In particular, the relocating device can have an element (drive element) which can be engaged or is in engagement with the drill string directly or indirectly and which can impart the rotary motion to the drill string.

Sofern in der Beschreibung beschrieben wird, dass die Drehbewegung des Bohrstrangs verhindert bzw. unterbunden bzw. ausgeschaltet werden kann, so kann dies auch im Bereich der Umsetzeinrichtung geschehen, beispielsweise mittels einer mechanischen Trennung des Antriebselements vom Abrollelement, einer mechanischen Trennung des Antriebselements vom Abtriebselement und/oder einer mechanischen Trennung des Abtriebselements von dem Element, welches unmittelbar mit dem Bohrstrang in Eingriff gebracht werden kann, um den Bohrstrang in eine Drehbewegung zu versetzen.If it is described in the description that the rotary movement of the drill string can be prevented or suppressed or switched off, this can also be done in the area of the relocating device, for example by mechanically separating the drive element from the rolling element, mechanically separating the drive element from the driven element and /or mechanical separation of the output member from the member directly engageable with the drill string to impart rotary motion to the drill string.

Die Drehbewegung kann dem Bohrstrang mittels einer "Aufnahme" aufgeprägt werden. Die Aufnahme kann mit der Umsetzeinrichtung in Eingriff stehen. Die Aufnahme kann derart ausgestaltet sein, dass die Aufnahme den Bohrstrang bzw. einen Gestängeschuss des Bohrstrangs zumindest teilweise umfangsseitig umgibt und/oder ein Element an der Aufnahme ausgebildet ist, welches drehfest in Eingriff mit dem Bohrstrang bzw. einem Gestängeschuss des Bohrstrangs zum Aufprägen der Drehbewegung verbunden ist. Die Aufnahme kann insbesondere dem Bohrstrang zugewandt ein Element aufweisen, das zumindest teilweise als Verbindungsstecker oder Verbindungsbuchse des Gestänges ausgebildet sein kann. Mittels des Verbindungselements an der Aufnahme bzw. einer als Verbindungselement ausgestalteten Aufnahme kann die Aufnahme schub-, zug- und drehfest mit dem Bohrstrang verbunden werden. Die Aufnahme kann schub- und zugfest mit dem Schlitten verbunden sein. Die Aufnahme kann drehbar gelagert an dem Schlitten angeordnet sein. Zur Übertragung der Drehbewegung kann die Aufnahme funktional mit dem Abrollelement verbunden sein. Insbesondere kann die gegebenenfalls vorhandene Umsetzeinrichtung, die ihrerseits mit dem Abrollelement verbunden sein kann, mit der Aufnahme drehfest verbunden sein.The rotary movement can be imparted to the drill string by means of a "receptacle". The receptacle can be in engagement with the conversion device. The receptacle can be designed in such a way that the receptacle surrounds the drill string or a rod section of the drill string at least partially on the circumferential side and/or an element is formed on the receptacle which engages in a rotationally fixed manner with the drill string or a rod section of the drill string to impart the rotational movement connected is. The receptacle can in particular have an element facing the drill string, which can be at least partially designed as a connector plug or connector socket of the rod assembly. By means of the connecting element on the receptacle or a receptacle configured as a connecting element, the receptacle can be connected to the drill string in a shear-, tension- and torsion-proof manner. The receptacle can be connected to the carriage in a shear and pull-resistant manner. The receptacle can be mounted rotatably on the carriage. In order to transmit the rotational movement, the receptacle can be functionally connected to the rolling element. In particular, the optionally present conversion device, which in turn can be connected to the rolling element, can be connected to the receptacle in a rotationally fixed manner.

Mit der Erfindung kann der zunächst widersinnig anmutende Ansatz verfolgt werden, eine Abrollbewegung für die Drehbewegung des Bohrstrangs zu nutzen, deren Drehachse quer zur Längsachse des Bohrstrangs verlaufen kann. Obwohl die Drehachse eines Abrollelements zunächst nicht in einer Richtung vorliegt, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Bohrstrangs, um den dieser gedreht werden soll, vorliegt, kann diese einfache Ausprägung einer Abrollbewegung für eine Drehbewegung des Bohrstrangs verwendet werden. Es ist keine komplizierte Umwandlung bzw. Beaufschlagung notwendig und das Abrollelement kann längs des Weges, insbesondere entlang des kompletten Weges, den der Schlitten translatorisch vollführt, abgerollt werden. Insbesondere kann die Bewegung des Abrollelements eine lineare Abrollbewegung sein, die eine hohe Effizienz hinsichtlich der Bewegungsumwandlung von translatorischer Bewegung in Drehbewegung bzw. Rotation des Abrollelements aufweisen kann. Es kann der einfache Ansatz verwendet werden, ein linear geführtes Abrollelement, das keine komplizierte Bewegung ausführen muss, als Antrieb für die Drehbewegung des Bohrstrangs zu verwenden. Das Abrollelement kann mit einer Welle am Schlitten in einem endseitigen Bereich (vorne oder hinten) oder insbesondere in einem mittigen Bereich gelagert sein.The invention makes it possible to pursue the approach, which at first seems counterintuitive, of using a rolling movement for the rotational movement of the drill string, the axis of rotation of which can run transversely to the longitudinal axis of the drill string. Although the axis of rotation of a rolling element is not initially in a direction substantially parallel to the longitudinal axis of the drill string about which it is to be rotated, this simple form of a rolling movement can be used for a rotary movement of the drill string. No complicated conversion or loading is necessary and the rolling element can be rolled along the path, in particular along the entire path that the carriage translates. In particular, the movement of the rolling element can be a linear rolling movement, which can have a high efficiency with regard to the conversion of movement from a translatory movement into a rotational movement or rotation of the rolling element. The simple approach can be used of using a linearly guided rolling element, which does not have to perform any complicated movement, as the drive for the rotary movement of the drill string. The rolling element can be mounted with a shaft on the carriage in an end area (front or rear) or in particular in a central area.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Gegenelement vorgesehen, das in Kontakt mit dem Abrollelement ist, und an welchem das Abrollelement abrollt. Mittels des Gegenelements können definierte Bedingungen für das Abrollen des Abrollelements geschaffen werden. Das Abrollen des Abrollelements kann verbessert werden. Insbesondere kann die Effizienz des Abrollens bzw. die Drehung des Abrollelements gesteigert werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Gegenelement derart ausgestaltet, dass das Abrollelement linear an dem Gegenelement abrollen kann. Das Abrollen des Abrollelements am Gegenelement kann im Wesentlichen linear erfolgen, ohne dass Kurven, insbesondere Schraubenlinien, von dem Abrollelement vollführt werden müssen.According to a preferred embodiment, a counter element is provided which is in contact with the rolling element and on which the rolling element rolls. Defined conditions for the rolling of the rolling element can be created by means of the counter-element. The rolling of the rolling element can be improved. In particular, the efficiency of the rolling or the rotation of the rolling element can be increased. In a particularly preferred embodiment, the counter-element is designed in such a way that the rolling element can roll linearly on the counter-element. The rolling of the rolling element on the counter-element can take place essentially linearly, without curves, in particular helical lines, having to be completed by the rolling element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abrollelement am Schlitten gelagert und das Gegenelement ist außerhalb des Schlittens ortsfest angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Gegenelement ortsfest am Rahmen angeordnet sein, wodurch die Handhabung verbessert werden kann. Definierte Bedingungen können geschaffen werden, die unabhängig von der Platzierung oder Aufstellung der Anordnung bzw. der Erdbohrvorrichtung sein können, da das Gegenelement an der Erdbohrvorrichtung selbst angeordnet sein kann.According to a preferred embodiment, the rolling element is mounted on the carriage and the counter-element is arranged in a stationary manner outside of the carriage. In a preferred embodiment, the counter-element can be arranged in a stationary manner on the frame, as a result of which handling can be improved. Defined conditions can be created which can be independent of the placement or installation of the arrangement or the earth drilling device, since the counter-element can be arranged on the earth drilling device itself.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abrollelement ein Rad und/oder das Gegenelement ein Element, das in Reibschluss oder Kraftschluss und/oder teilweisem Formschluss mit dem Abrollelement ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Gegenelement ein lineares Antriebselement, d.h. ein Antriebselement, welches linear ausgerichtet ist. Das Abrollelement kann insbesondere ein Kettenrad, Zahnrad oder jedes andere Rad sein. Bei dem linearen Antriebselement kann es sich insbesondere um ein mit dem entsprechend ausgestalteten Rad kämmendes lineares Antriebselement handeln. Beispielsweise kann das Gegenelement als eine Gliederkette, eine Zahnstange oder ähnliches ausgestaltet sein. Es ist auch möglich, dass das Abrollelement ein ein Innen- und/oder Außengewinde aufweisendes Abrollelement ist, das an einem feststehenden bzw. am Rahmen angeordneten Gegenelement abrollt, welches ein entsprechendes Gegengewinde aufweisen kann. Das Gewinde kann insbesondere als steiles, nicht selbst hemmendes Gewinde ausgestaltet sein. Mit einer derartigen Ausgestaltung eines Abrollelements ist es möglich, die Linearbewegung des Schlittens unmittelbar in eine Drehbewegung des Abrollelements umzuwandeln. Im letztgenannten Falle kann das Abrollelement beispielsweise als ein vom Schlitten mitgeführtes bzw. an diesem angeordnetes Element, insbesondere in Form einer Mutter, ausgestaltet sein. Das Abrollelement in Form einer Mutter kann an einer fest montierten Gewindestange drehen bzw. abrollen, wodurch eine Umsetzeinrichtung entfallen kann.In a preferred embodiment, the rolling element is a wheel and/or the counter-element is an element that is in frictional connection or a non-positive connection and/or a partial positive connection with the rolling element. In a particularly preferred embodiment, the counter element is a linear drive element, ie a drive element which is linearly aligned. In particular, the rolling element can be a chain wheel, gear wheel or any other wheel. The linear drive element can in particular be a linear drive element meshing with the correspondingly designed wheel. For example, the counter-element can be designed as a link chain, a toothed rack or the like. It's also possible that that Rolling element is a rolling element having an internal and/or external thread, which rolls on a stationary counter-element or one arranged on the frame, which can have a corresponding counter-thread. The thread can in particular be designed as a steep, non-self-locking thread. With such a configuration of a rolling element, it is possible to convert the linear movement of the carriage directly into a rotary movement of the rolling element. In the latter case, the rolling element can be designed, for example, as an element carried along by the carriage or arranged on it, in particular in the form of a nut. The rolling element in the form of a nut can rotate or roll on a permanently mounted threaded rod, which means that there is no need for a conversion device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Abrollelement eine Drehachse auf, die quer zur translatorischen Bewegung des Schlittens verläuft. Hierdurch können definierte Bedingungen für das Abrollen und das Aufprägen der Bewegung geschaffen werden, wobei der Begriff "definiert" im Sinne der Beschreibung derart verstanden werden soll, dass der Begriff "quer" nicht nur eine rechtwinklige Anordnung der beiden genannten Richtungen umfasst, sondern auch Abweichungen hiervon, die insbesondere herstellungsbedingt sein können. Bei einem Abrollelement mit einer Drehachse, die quer zur translatorischen Bewegung des Schlittens bzw. der Schlittenbahn verläuft, kann eine Drehzahl für das Abrollelement gewählt werden, die primär unabhängig vom Hub ist, sondern primär abhängig vom Abrollelement ist.According to a preferred embodiment, the rolling element has an axis of rotation which runs transversely to the translational movement of the carriage. As a result, defined conditions for the rolling and imparting of the movement can be created, with the term “defined” in the sense of the description being understood in such a way that the term “transverse” not only includes a right-angled arrangement of the two directions mentioned, but also deviations thereof, which can in particular be production-related. In the case of a rolling element with an axis of rotation which runs transversely to the translational movement of the carriage or the carriage track, a rotational speed for the rolling element can be selected which is primarily independent of the stroke but primarily dependent on the rolling element.

Im Sinne der Beschreibung kann der Begriff "quer" eine Anordnung umfassen, bei dem die genannten Elemente mit den jeweiligen Achsen einen Winkel miteinander einschließen, der größer als 0 Grad ist. Bevorzugt ist unter der Angabe "quer" zueinander ein Winkel von größer als 45 Grad zueinander zu verstehen, bevorzugt kann der Winkel größer als 50 Grad, weiter bevorzugt größer als 60 Grad, weiter bevorzugt größer als 70 Grad, weiter bevorzugt größer als 80 Grad, insbesondere 90 Grad, sein.As used in the specification, the term "transverse" may include an arrangement in which the named elements form an angle with the respective axes which is greater than 0 degrees. The term "transverse" to one another is preferably to be understood as an angle of greater than 45 degrees to one another, preferably the angle can be greater than 50 degrees, more preferably greater than 60 degrees, more preferably greater than 70 degrees, more preferably greater than 80 degrees, especially 90 degrees.

Das Abrollelement kann auch eine Drehachse aufweisen, die längs der translatorischen Bewegung des Schlittens verläuft. Hierdurch können definierte Bedingungen für das Abrollen und das Aufprägen der Bewegung geschaffen werden, wobei insbesondere auf eine Umsetzeinrichtung verzichtet werden kann. Hierdurch kann die Anzahl der für die Aufprägung der Drehbewegung auf den Bohrstrang beteiligten Elemente gering gehalten werden. Insbesondere kann das Abrollelement entlang der Drehachse verfahren bzw. sich bewegen, wenn die Drehachse längs der translatorischen Bewegung des Schlittens verläuft. Beispielsweise kann ein ein Innen- und/oder Außengewinde aufweisendes Abrollelement an einem Gegenelement, welches ein entsprechendes Gewinde aufweist, abrollen. Das Gegenelement kann stationär bzw. in Ruhe, beispielsweise fest montiert vorliegen.The rolling element can also have an axis of rotation which runs along the translational movement of the carriage. In this way, defined conditions can be created for the unrolling and the imparting of the movement, it being possible in particular to dispense with a conversion device. As a result, the number of elements involved in impressing the rotational movement on the drill string can be kept small. In particular, the rolling element can be displaced or moved along the axis of rotation if the axis of rotation runs along the translational movement of the carriage. For example, a rolling element having an internal and/or external thread can roll on a counter-element which has a corresponding thread. The counter-element can be stationary or at rest, for example permanently mounted.

Im Sinne der Beschreibung kann der Begriff "längs" eine Anordnung umfassen, bei dem die genannten Richtungen einen Winkel miteinander einschließen, der zwischen 0 Grad und 50 Grad, bevorzugt 0 Grad bis 40 Grad, bevorzugt 0 Grad bis 30 Grad, weiter bevorzugt 0 Grad bis 20 Grad, weiter bevorzugt 0 Grad bis 10 Grad, beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel im Bereich von +/- 5 Grad, +/- 4 Grad, +/- 3 Grad, +/- 2 Grad, +/- 1 Grad. Aufgrund der Anordnung kann die Drehbewegung unmittelbar auf die Aufnahme übertragen werden, wobei gegebenenfalls eine Zwischenschaltung einer Getriebestufe vorgesehen sein kann, die eine Erhöhung der Drehzahl bewirken kann.For the purposes of the description, the term "longitudinal" can include an arrangement in which the directions mentioned enclose an angle between 0 degrees and 50 degrees, preferably 0 degrees to 40 degrees, preferably 0 degrees to 30 degrees, more preferably 0 degrees to 20 degrees, more preferably 0 degrees to 10 degrees. In a particularly preferred embodiment, the angle is in the range of +/- 5 degrees, +/- 4 degrees, +/- 3 degrees, +/- 2 degrees, +/- 1 degree. Due to the arrangement, the rotational movement can be transmitted directly to the receptacle, with an interposition of a gear stage being able to be provided if necessary, which can bring about an increase in the rotational speed.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Umsetzeinrichtung ein Antriebselement, das mit dem Abrollelement in zumindest mittelbaren Eingriff, insbesondere unmittelbar in Eingriff, ist, und ein Abtriebselement, das mit dem Bohrstrang in zumindest mittelbaren oder unmittelbaren Eingriff ist, auf. Hierdurch kann eine Drehmomentübertragung geschaffen werden, die die Abrollbewegung des Abrollelements in eine Drehbewegung des Bohrstrangs umwandelt. Eine geringe Anzahl von Elementen kann dabei bevorzugt sein, um das Gewicht der Anordnung gering zu halten. Ferner kann eine geringe Anzahl von Elementen zu geringen Herstellungskosten führen.In a preferred embodiment, the conversion device has a drive element which is at least indirectly engaged, in particular directly engaged, with the rolling element, and a driven element which is at least indirectly or directly engaged with the drill string. In this way, a torque transmission can be created, which converts the rolling movement of the rolling element into a rotary movement of the drill string. A small number of elements can be preferred in order to keep the weight of the arrangement low. Furthermore, a small number of elements can lead to low manufacturing costs.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebselement eine Zahnriemenscheibe oder ein Kegelrad und/oder das Abtriebselement eine Zahnriemenscheibe oder ein Kegelrad. Zahnriemenscheibe und Kegelrad ermöglichen mittels einer entsprechenden Teilung eine effiziente Übertragung der Drehbewegung und mittels der Teilung kann die dem Bohrstrang aufgeprägte Drehbewegung beeinflusst werden. Gegebenenfalls kann die Umsetzeinrichtung ein Umlenkelement enthalten, das beispielsweise im Falle von Zahnriemenscheiben ein Zahnriemen sein kann, der zwischen beiden Zahnriemenscheiben über eine Umlenkrolle geführt werden kann. Mittels eines oder mehrerer Zahnriemen, Zahnriemenscheiben, Kegelrädern und ähnlichem kann ein gewünschtes Über- und/oder Untersetzungsverhältnis bzw. eine Über- und/oder Untersetzung gewählt bzw. eingestellt werden.In a preferred embodiment, the drive element is a toothed belt pulley or a bevel gear and/or the driven element is a toothed belt pulley or a bevel gear. Toothed belt pulley and bevel gear enable efficient transmission of the rotary movement by means of a corresponding division, and the rotary movement imposed on the drill string can be influenced by means of the division. If necessary, the conversion device can contain a deflection element, which can be a toothed belt, for example in the case of toothed belt pulleys, which can be guided between the two toothed belt pulleys via a deflection roller. A desired increase and/or reduction ratio or an increase and/or reduction can be selected or set by means of one or more toothed belts, toothed belt pulleys, bevel gears and the like.

Die Erfindung schafft auch eine Erdbohrvorrichtung mit einer in der Beschreibung beschriebenen Anordnung. Bei der Erdbohrvorrichtung kann es sich um jedwede Erdbohrvorrichtung handeln, wobei gerade für kleine Erdbohrvorrichtungen, die eine geringe Grundfläche des Rahmens und/oder einen kleinen Durchmesser der Gestängeschüsse aufweisen, die Vorteile der Erfindung stärker gewichtet sind als für große Erdbohrvorrichtungen. Insofern kann die Anordnung für Erdbohrvorrichtungen mit den beschriebenen Abmessungen des Rahmens auf die Anordnung gerade in diese Erdbohrvorrichtungen integriert werden bzw. die Erdbohrvorrichtung mit dieser Anordnung ausgestaltet sein, um auch für kostengünstige Erdbohrvorrichtungen die Möglichkeit einer Drehbewegung des Bohrstrangs zu schaffen, um gerade auch bei diesen hinsichtlich der Abmessungen kleineren Erdbohrvorrichtungen eine hohe Vortriebsleistung zu ermöglichen und/oder in schwierigeren Bodenverhältnissen arbeiten zu können. Durch die Anordnung wird gerade für diese mit kleineren Abmessungen versehenen Erdbohrvorrichtungen ein Mehrwert für den Anwender geschaffen.The invention also provides an earth boring device having an arrangement as described in the specification. The earth drilling device can be any earth drilling device, with the advantages of the invention being more important for small earth drilling devices that have a small base area of the frame and/or a small diameter of the rod sections than for large earth drilling devices. In this respect, the arrangement for earth drilling devices with the described dimensions of the frame can be integrated into the arrangement specifically in these earth drilling devices or the earth drilling device can be designed with this arrangement in order to also make it possible for inexpensive earth drilling devices to create a rotary movement of the drill string, in order to enable a high propulsion power and/or to be able to work in more difficult ground conditions, especially with these earth drilling devices, which are smaller in terms of dimensions. The arrangement creates added value for the user, especially for these earth drilling devices, which are provided with smaller dimensions.

Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Betrieb einer Erdbohrvorrichtung, bei dem ein Schlitten der Erdbohrvorrichtung zum Eintreiben eines Bohrstrangs in schiebender oder ziehender Arbeitsrichtung in das Erdreich relativ gegenüber einem Rahmen mit einer translatorischen Bewegung hin und her bewegt wird, wobei ein Abrollelement bei der translatorischen Bewegung abrollt und die Rotationsbewegung des Abrollelements in eine Drehbewegung des Bohrstrangs umgewandelt wird.The invention also provides a method for operating an earth drilling device, in which a carriage of the earth drilling device is moved back and forth relative to a frame with a translatory movement to drive a drill string in the pushing or pulling working direction into the ground, with a rolling element being used in the translatory movement rolls and the rotational movement of the rolling element is converted into a rotational movement of the drill string.

Die Erfindung schafft auch eine Verwendung einer Anordnung einer Erdbohrvorrichtung zum schiebenden oder ziehenden Einbringen eines Bohrstrangs in Erdreich, wobei die Anordnung einen Rahmen und einen relativ gegenüber dem Rahmen mit einer translatorischen Bewegung hin und her bewegbaren Schlitten aufweist, wobei mindestens ein Abrollelement verwendet wird, welches bei der translatorischen Bewegung abrollt und die Abrollbewegung dazu verwendet wird, dem Bohrstrang eine Drehbewegung mittels der Rotationsbewegung des Abrollelements aufzuprägen.The invention also provides a use of an arrangement of an earth drilling device for pushing or pulling insertion of a drill string into the ground, the arrangement having a frame and a carriage which can be moved back and forth relative to the frame with a translatory movement, with at least one rolling element being used which rolls during the translational movement and the rolling movement is used to impart a rotary movement to the drill string by means of the rotational movement of the rolling element.

Zahlenangaben im Sinne der Beschreibung sind Angaben, die mit einer Toleranz von +/- 10%, insbesondere +/- 5%, behaftet sein können, so dass die Zahlenangabe nicht nur den einen Wert, sondern einen Wertebereich beschreibt, um insbesondere Toleranzbereiche, die herstellungsbedingt sein können, Rechnung zu tragen.Numerical information within the meaning of the description is information that may have a tolerance of +/- 10%, in particular +/- 5%, so that the numerical information not only describes one value, but a range of values, in particular tolerance ranges that may be production-related, to be taken into account.

Vorstehend wurde die Erfindung in Bezug auf drei Aspekte beschrieben, die die Anordnung, das Verfahren und die Verwendung betreffen. Die Beschreibung der einzelnen Aspekte mit Merkmalen, wozu auch die Ausgestaltung der Erdbohrvorrichtung mit der Anordnung gehört, ergänzen sich hinsichtlich ihrer Beschreibung einander, so dass insbesondere Ausführungen zum Aspekt der Anordnung, d.h. insbesondere Merkmale einer Vorrichtung, auch für die Beschreibung der anderen Aspekte mittels Merkmalen eines Verfahrens oder Verwendung gelten. Wird ein Merkmal hinsichtlich eines Aspekts, insbesondere der Anordnung beschrieben, so ist diese Beschreibung auch als Beschreibung für ein Merkmal des Verfahrens bzw. der Verwendung und auch der Erdbohrvorrichtung zu verstehen.The invention has been described in relation to three aspects relating to the arrangement, the method and the use. The description of the individual aspects with features, which also includes the design of the earth drilling device with the arrangement, complement each other in terms of their description, so that in particular statements on the aspect of the arrangement, i.e. in particular features of a device, also for the description of the other aspects by means of features of a process or use apply. If a feature is described with regard to one aspect, in particular the arrangement, then this description is also to be understood as a description for a feature of the method or use and also of the earth drilling device.

Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.The above statements, like the following description of exemplary embodiments, do not represent a waiver of certain embodiments or features.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings.

In den Zeichnungen zeigt.

Fig. 1: eine Draufsicht auf eine Anordnung einer Erdbohrvorrichtung und einen Bohrstrang;
Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung der Fig. 1 des in Fig. 1 mit einem strichpunktierten Kreis markierten Bereichs;
Fig. 3: eine weitere Ausführungsform einer Anordnung einer Erdbohrvorrichtung mit einem Bohrstrang in Draufsicht.

In the drawings shows.

1: a plan view of an arrangement of an earth drilling device and a drill string;
2: an enlarged view of the 1 of the in 1 area marked with a dot-dash circle;
3: a further embodiment of an arrangement of an earth drilling device with a drill string in plan view.

Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht eine Anordnung einer Erdbohrvorrichtung 1. Zur Verankerung bzw. Stabilisierung der Erdbohrvorrichtung 1 in einer Startbaugrube oder einem Kanalschacht weist die Erdbohrvorrichtung 1 ausziehbare bzw. ausfahrbare Abstützelemente 2 auf, die in den Eckbereichen eines Rahmens 8 der Erdbohrvorrichtung 1 angeordnet sind. 1 shows a plan view of an arrangement of an earth drilling device 1. For anchoring or stabilizing the earth drilling device 1 in a starting pit or a sewer shaft, the earth drilling device 1 has extendable or extendable support elements 2, which are arranged in the corner areas of a frame 8 of the earth drilling device 1.

Mittels der Erdbohrvorrichtung 1 kann ein Gestängeschüsse aufweisender Bohrstrang 5 in das Erdreich eingebracht werden. Der Bohrstrang 5 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein vorderseitig angeordnetes Erdbohrwerkzeug in Form eines Bohrkopfs 6 auf. Im Bohrstrang 5 ist hinter dem Bohrkopf 6 eine Senderaufnahme 7 angeordnet.A drill string 5 having rod sections can be introduced into the ground by means of the earth drilling device 1 . In the exemplary embodiment shown, the drill string 5 has an earth drilling tool in the form of a drill head 6 arranged at the front. A transmitter mount 7 is arranged in the drill string 5 behind the drill head 6 .

Zum schiebenden bzw. ziehenden Einbringen des Bohrstrangs 5 sind zwei Hydraulikzylinder 3 vorgesehen, die ein als Sperrklinke ausgestaltetes Eingriffselement 10, das mit dem Bohrstrang 5 verbunden werden kann, hin und her bewegen. Das Eingriffselement 10 ist an einem Schlitten 4 befestigt. Das Eingriffselement 10 ist am Schlitten 4 derart befestigt, dass eine Änderung der Arbeitsrichtung möglich ist. Hierzu kann das Eingriffselement 10 gedreht werden. Der Schlitten 4 kann sich relativ zu dem Rahmen 8 mittels einer Betätigung der Hydraulikzylinder 3 bewegen. Hierdurch kann eine translatorische Bewegung des Schlittens 4 relativ zum Rahmen 8 in einer Hin- und Herbewegung erfolgen. In der dargestellten Ausführungsform ist jeweils an einer vorderen Rahmenplatte 9 und an einer hinteren Rahmenplatte 11 ein Fixpunkt für eine lösbare Befestigung des Hydraulikzylinders 3 vorgesehen.For the pushing or pulling insertion of the drill string 5, two hydraulic cylinders 3 are provided, which move an engaging element 10 designed as a pawl, which can be connected to the drill string 5, back and forth. The engaging element 10 is fixed to a carriage 4 . The engagement element 10 is attached to the carriage 4 in such a way that a change in the working direction is possible. For this purpose, the engagement element 10 can be rotated. The carriage 4 can move relative to the frame 8 by means of an operation of the hydraulic cylinders 3. This allows a translational movement of the carriage 4 relative to the frame 8 in a reciprocating movement. In the embodiment shown, a fixed point for a detachable attachment of the hydraulic cylinder 3 is provided on a front frame plate 9 and on a rear frame plate 11 .

Zum Bewegen des Bohrstrangs 5 schiebt sich das Eingriffselement 10 während eines Zurückfahrens (Leerhub) aus einer Nut 12 eines Gestängeschusses des Bohrstrangs 5 heraus und fällt beim Erreichen einer weiteren Nut 12 eines Gestängeschusses in diese hinein, so dass die Hydraulikzylinder 3 den Bohrstrang 5 in einem Arbeitshub weiter vorschieben können. Für eine nicht dargestellte, ziehende Arbeitsrichtung der Hydraulikzylinder 3, wie sie beispielsweise zum Einziehen von Leitungen erforderlich sein kann, werden die Hydraulikzylinder 3 quer zu ihrer Längsrichtung gedreht. Dabei ist es möglich, dass die Zylinder- bzw. Kolbenseite des Hydraulikzylinders 3 mit der größeren Kraft für den Arbeitshub zur Verfügung steht und die Kolbenstangenseite für einen schnellen Rückhub, d.h. dem Leerhub, dienen kann.In order to move the drill string 5, the engagement element 10 pushes itself out of a groove 12 of a rod section of the drill string 5 during retraction (idle stroke) and falls into a further groove 12 of a rod section when it reaches it these into it, so that the hydraulic cylinders 3 can further advance the drill string 5 in a working stroke. For a non-illustrated, pulling working direction of the hydraulic cylinders 3, such as may be required for pulling in lines, the hydraulic cylinders 3 are rotated transversely to their longitudinal direction. It is possible that the cylinder or piston side of the hydraulic cylinder 3 with the greater force is available for the working stroke and the piston rod side can be used for a quick return stroke, ie the idle stroke.

Der in Fig. 1 mit einem strichpunktierten Kreis 13 markierte Bereich ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt.the inside 1 The area marked with a dot-dash circle 13 is in 2 shown enlarged.

Zur Erzeugung einer Drehbewegung des Bohrstrangs 5 weist die Anordnung der Erdbohrvorrichtung 1 ein Abrollelement 15 auf, welches in der Ausführungsform der Fig. 1 als Kettenrad ausgestaltet ist. Das Abrollelement 15 ist an dem Schlitten 4 mit einer drehfest mit dem Abrollelement 15 verbundene Welle gelagert und rollt bei der translatorischen Bewegung des Schlittens 4 ab. Das Abrollen geschieht auf einem als Rollenkette ausgestalteten Gegenelement 14. Das Abrollelement 15 greift in das Gegenelement 14 ein. Mit der Bewegung des Schlittens 4 hin und her wird das Abrollelement 15 in Drehung versetzt.To generate a rotational movement of the drill string 5, the arrangement of the Erdbohrvorrichtung 1 has a rolling element 15, which in the embodiment of 1 is designed as a sprocket. The rolling element 15 is mounted on the carriage 4 with a shaft which is non-rotatably connected to the rolling element 15 and rolls off during the translatory movement of the carriage 4 . The rolling takes place on a counter element 14 designed as a roller chain. The rolling element 15 engages in the counter element 14 . With the movement of the carriage 4 back and forth, the rolling element 15 is rotated.

Es ist eine Umsetzeinrichtung 24 vorgesehen, die eine mit dem Abrollelement 15 drehfest verbundene Zahnriemenscheibe 16 (Antriebselement) aufweist und einen Zahnriemen 17 antreibt. Der Zahnriemen 17 wird mittels einer Umlenkrolle 18 zum einen in seiner Längsrichtung um 90 Grad gedreht und zum anderen um 90 Grad abgewinkelt weitergeführt, wo er eine weitere Zahnriemenscheibe 19 (Abtriebselement) antreibt. Die Zahnriemenscheibe 19 ist drehfest mit einer Aufnahme 20 für den Bohrstrang 5 verbunden. Die mit der Zahnriemenscheibe 19 gekoppelte Aufnahme 20 dreht den Bohrstrang 5 bei einer Beaufschlagung durch die Umsetzeinrichtung 24.A conversion device 24 is provided, which has a toothed belt pulley 16 (drive element) which is connected in a torque-proof manner to the rolling element 15 and which drives a toothed belt 17 . The toothed belt 17 is rotated by means of a deflection roller 18 on the one hand in its longitudinal direction by 90 degrees and on the other hand angled by 90 degrees, where it drives another toothed belt pulley 19 (driven element). The toothed belt pulley 19 is non-rotatably connected to a receptacle 20 for the drill string 5 . The receptacle 20, which is coupled to the toothed belt pulley 19, rotates the drill string 5 when it is acted upon by the conversion device 24.

Mittels des Abrollelements 15 und der Umsetzeinrichtung 24, die das Abtriebselement (Zahnriemenscheibe 19) und das Antriebselement (Zahnriemenscheiben 16) aufweist, kann eine durch die Hydraulikzylinder 3 ausgelöste translatorische Bewegung des Schlittens 4 in eine Drehbewegung des Bohrstrangs 5 überführt werden. Der Bohrstrang 5 mit dem Bohrkopf 6 an seinem vorderen Ende kann bei dem schiebenden oder ziehenden Einbringen gedreht werden.By means of the rolling element 15 and the conversion device 24, which has the driven element (toothed belt pulley 19) and the drive element (toothed belt pulleys 16), a translational movement of the carriage 4 triggered by the hydraulic cylinder 3 can be converted into a rotary movement of the drill string 5. The drill string 5 with the drill head 6 at its front end can be rotated during the pushing or pulling insertion.

Mittels der Drehbewegung des Bohrstrangs 5 kann ein Richtungsbohren derart erreicht werden, dass der Bohrkopf 6 in eine bestimmte, der gewünschten Richtungsänderung zugeordneten, radialen Position (Uhrzeit) gebracht wird. Dies kann beispielsweise dadurch entstehen, dass der Schlitten 4 in eine Position gebracht wird, in der der Bohrkopf die gewünschte radiale Position hinsichtlich seiner Uhrzeit einnimmt. Damit sich der Bohrkopf 6 während des weiteren Vortriebs nicht mehr mitdreht, um die Richtungsänderung durchzuführen, also der Bohrstrang 5 in der Steuerrichtung verbleibt, kann eine Schaltkupplung die drehfeste Verbindung zwischen angetriebener Zahnriemenscheibe 19 (Abtriebselement) und Aufnahme 20 (Eingriffselement für die Drehbewegung) trennen.By means of the rotary movement of the drill string 5, directional drilling can be achieved in such a way that the drill head 6 is brought into a specific radial position (clock time) associated with the desired change in direction. This can arise, for example, by the fact that the carriage 4 is brought into a position in which the drill head assumes the desired radial position with regard to its time. In order to If the drill head 6 no longer rotates during further advance in order to carry out the change of direction, i.e. the drill string 5 remains in the steering direction, a clutch can separate the non-rotatable connection between the driven toothed belt pulley 19 (driven element) and the receptacle 20 (engagement element for the rotary movement).

In einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform kann der Eingriff des Abrollelements 15 mit dem Gegenelement 14 getrennt werden, indem beispielsweise das Abrollelement 15 aus dem Eingriff mit dem Gegenelement 14 herausgefahren bzw. herausgeschwenkt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Eingriff des Abrollelements 15 mit dem Gegenelement 14 durch ein Absenken oder Hochfahren oder Wegschwenken des Gegenelements 14 erreicht werden kann. Nach Beendigung der Richtungsänderung des Bohrverlaufs kann der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt werden, so dass sich Bohrstrang 5 mit Bohrkopf 6 bei der Linearbewegung des Schlittens 4 wieder dreht.In a further embodiment that is not shown, the engagement of the rolling element 15 with the counter-element 14 can be separated, for example by the rolling element 15 being moved or pivoted out of engagement with the counter-element 14 . It can also be provided that the engagement of the rolling element 15 with the counter element 14 can be achieved by lowering or raising or pivoting the counter element 14 away. After the end of the change in direction of the drilling process, the original state can be restored, so that the drill string 5 with the drill head 6 rotates again during the linear movement of the carriage 4 .

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Anordnung einer Erdbohrvorrichtung 1 mit der Erdbohrvorrichtung 1 und einem Bohrstrang 5 in Draufsicht. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und im Wesentlichen wurde der Zahnriemenantrieb der Umsetzeinrichtung 24 aus Fig. 1 durch einen Kegelradantrieb ersetzt. Das Gegenelement 14 ist als Rollenkette ausgestaltet und versetzt während der Linearbewegung des Schlittens 4 das Abrollelement 15, welches als Kettenrad ausgestaltet ist, in Drehung. Das als Kettenrad ausgestaltete Abrollelement 15 ist über eine Welle 21 drehfest mit einem als Ritzel ausgestalteten Kegelrads 22 einer als Kegelradgetriebe ausgestalteten Umsetzeinrichtung 24 verbunden und treibt das wiederum drehfest mit der Aufnahme 20 für den Bohrstrang 5 verbundene Kegelrad 23 der Umsetzeinrichtung 24 und damit den Bohrstrang 5 mit dem Bohrkopf 6 an. Eine Unterbrechung der Drehbewegung erfolgt in analoger Weise, wie dies schon für die Ausführungsform in den Fig. 1 und 2 beschrieben ist, mittels einer Schaltkupplung an der Umsetzeinrichtung 24 oder alternativ durch räumliche Trennung von Abrollelement 15 und Gegenelement 14. 3 shows an alternative embodiment of an arrangement of an earth drilling device 1 with the earth drilling device 1 and a drill string 5 in plan view. The same elements are provided with the same reference numbers and essentially the toothed belt drive of the conversion device 24 has been switched off 1 replaced by a bevel gear drive. The counter-element 14 is designed as a roller chain and, during the linear movement of the carriage 4, causes the rolling element 15, which is designed as a chain wheel, to rotate. The rolling element 15 designed as a chain wheel is connected via a shaft 21 in a rotationally fixed manner to a bevel gear 22 designed as a pinion of a conversion device 24 designed as a bevel gear and drives the bevel gear 23 of the conversion device 24, which in turn is connected in a rotationally fixed manner to the receptacle 20 for the drill string 5, and thus the drill string 5 with the drill head 6. The rotational movement is interrupted in a manner analogous to that for the embodiment in FIGS Figures 1 and 2 is described, by means of a clutch on the conversion device 24 or alternatively by physical separation of the rolling element 15 and the counter-element 14.

Claims

Arrangement of an earth drilling device (1) for pushing or pulling a drill string (5) into the ground, the arrangement having a frame (8) and a carriage (4) which can be moved back and forth relative to the frame (8) with a translatory movement, at least one rolling element (15) being provided, which is designed to roll during the translational movement of the carriage (4), the rotational movement of the rolling element (15) being converted into a rotational movement of the drill string (5).

Arrangement according to Claim 1, in which a counter-element (14) is provided which is in contact with the rolling element (15) and on which the rolling element (15) rolls.

Arrangement according to Claim 2, in which the rolling element (15) is mounted on the carriage (4) and the counter-element (14) is arranged in a stationary manner outside of the carriage (4).

Arrangement according to Claim 2 or 3, in which the rolling element (15) is a wheel and/or the counter-element (14) is a linear drive element.

Arrangement according to one of Claims 1 to 4, in which the rolling element (15) has an axis of rotation which runs transversely to the translational movement of the carriage (4).

Arrangement according to one of Claims 1 to 5, in which the rolling element (15) is arranged in such a way a) to be moved transversely to the axis of rotation when rolling or

b) to be moved along the axis of rotation when rolling.

Arrangement according to one of claims 1 to 6, wherein a conversion device (24) is provided which is connected to the rolling element (15) and designed to convert the rotational movement of the rolling element (15) into a rotational movement of the drill string (5).

Arrangement according to Claim 7, in which the conversion device (24) has a drive element which is at least indirectly engaged with the rolling element (15) and a driven element which is at least indirectly engaged with the drill string (5).

Arrangement according to claim 8, wherein the driven element is a toothed belt pulley (16, 19) or a bevel gear (22, 23) and/or the drive element is a toothed belt pulley (16, 19) or a bevel gear (22, 23).

Earth drilling device (1) with an arrangement according to one of Claims 1 to 9.

Method for operating an earth drilling device (1), in which a carriage (4) of the earth drilling device (1) for driving a drill string (5) in the pushing or pulling working direction into the ground relative to a frame (8) with a translatory movement back and forth is moved, with a rolling element (15) rolling during the translational movement and the rotational movement of the rolling element (15) being converted into a rotational movement of the drill string (5).

Use of an arrangement of an earth drilling device (1) for pushing or pulling a drill string (5) into the ground, the arrangement having a frame (8) and a carriage (4) which can be moved back and forth relative to the frame (8) with a translatory movement. wherein at least one rolling element (15) is used, which rolls during the translational movement and the rolling movement is used to impart a rotary movement to the drill string (5) by means of the rotational movement of the rolling element (15).