DE3711210A1 - Stangenfuehrungsanordnung fuer eine ausruestung fuer langlochbohrung - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Stangen­ führungsanordnung für eine Ausrüstung für Langloch­ bohrung, welche Führungsanordnung besteht

• - aus einer auf einen Vorschubbalken der Bohr­ ausrüstung in der Längsrichtung beweglich montierbaren Zwischenführung, die eine einseitig offene Bohrungs­ mitteöffnung für eine Bohrstange aufweist, und
• - aus einer auf den Vorschubbalken montierbaren Stangenaustauscheinrichtung, die ein mit einer Halte­ öffnung versehenes Verschiebeorgan aufweist, das in einer zu der Achse der Bohrungsmitteöffnung querlaufenden Ebene von der Seite der Zwischenführung in eine Ver­ schiebestellung verschiebbar ist, in welcher Stellung die Halteöffnung sich koaxial mit der Bohrungsmitte­ öffnung befindet.

Bei mechanisierter Langlochbohrung wird eine besondere Stangenaustauscheinrichtung zusammen mit einer beweglichen Zwischenführung und einer festen Halte­ führung zum Führen separater Bohrstangen aus einer Stangenkassette an die Bohrungsachse des Vorschubbalkens beim Vorwärtsgehen der Bohrung und entsprechend zum Wegführen der Bohrstangen von der Bohrungsachse beim Auseinandernehmen der Bohrstangen verwendet. Ein Schlitten der Bohrmaschine bewegt die Zwischenführung dem Vor­ schubbalken entlang gegen die Halteführung und die Kette einer Vorschubeinrichtung führt die Rückstellung der Zwischenführung durch.

Damit die Zwischenführung eine Bohrstange immer zuverlässig stützt und führt, soll in irgendeiner Weise gesichert werden, dass die Bohrstange nicht unwillkürlich aus der einseitig offenen Bohrungsmitteöffnung der Zwischenführung ausgleiten kann, besonders wenn mit langen Bohrstangen gebohrt wird, und zwar zum Halten der Stangen in der korrekten Richtung.

In der US-Patentschrift 43 11 347 und der swedischen Offenlegungsschrift 72 01 624-2 werden ver­ schiedene Zwischenführungen vom Klemmtyp angeführt, die mit zwei schwenkbaren Backen versehen sind, die in zusammengeschwenkter Lage eine geschlossene Bohrungs­ mitteöffnung bilden. Im ersten Fall setzen die Backen einen relativ komplizierten Verriegelungsmechanismus voraus, um zu hindern, dass sie sich unwillkürlich öffnen, welcher Mechanismus nicht geeignet ist, in Verbindung mit einer für Langlochbohrung notwendigen Stangenaustauscheinrichtung verwendet zu werden, und im letzteren Fall ist zum Öffnen und Schliessen der Backen eine besondere hydraulische Bedienungsvorrichtung er­ forderlich.

In der US-Patentschrift 44 60 303 wird eine Zwischenführung beschrieben, wo die Bohrungsmitteöffnung für die Bohrstange mit einem Umfangsschlitz versehen ist, der schmaler als der Durchmesser der Bohrstange ist und wodurch die Bohrstange in die Bohrungsmitteöffnung geführt wird. Um dies zu ermöglichen, muss die Bohrstange eine Stelle mit einem schmaleren Durchmesser aufweisen, die durch den Umfangsschlitz der Zwischenführung geführt werden kann. Wenn die Zwischenführung und die Bohrstange sich axial hinsichtlich einander bewegen, verschiebt sich der geschmälerte Teil der Bohrstange weg von der Zwischenführung, so das die Bohrstange in der Bohrungs­ mitteöffnung verriegelt wird. Eine solche Konstruk­ tion setzt doch Sonderstangen voraus und eignet sich nicht für konventionelle, gleich starke Bohrungen.

Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stangenführungsanordnung zustandezubringen, die die obenerwähnten Nachteile vermeidet und eine einfache Zusammenarbeit der Zwischenführung und der Stangenaus­ tauscheinrichtung ermöglicht, und zwar zum Halten der Bohrstange zuverlässig im Eingriff mit der Zwischen­ führung. Die erfindungsgemässe Stangenführungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenführung mit einem den Umfang der Bohrungsmitteöffnung absperren­ den Sperrorgan und mit einem dieses Sperrorgan bewegenden Steuerorgan versehen ist, das sich in der Bewegungsbahn des Verschiebeorgans so befindet, dass das Verschiebe­ organ, wenn es sich in die erwähnte Verschiebestellung bewegt, das Sperrorgan von der Sperrstellung wegschiebt, und zwar zum Öffnen der Bohrungsmitteöffnung.

Die Erfindung basiert auf der Idee, dass die Verschiebebewegung der Stangenaustauscheinrichtung, welche Bewegung in jedem Fall zur Übergabe einer Bohrstange der Zwischenführung und entsprechend zur Abnahme einer Bohrstange von der Zwischenführung in die Stangenaustauscheinrichtung notwendig ist, zum Steuern der Öffnungs- und Schliessbewegung des Sperrorgans der Zwischenführung ausgenutzt ist. Somit wird zum Bewegen des Sperrorgans keine separate Bedienungs­ vorrichtung gebraucht, und die Konstruktion der Zwischen­ führung wird einfach.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnungen genauer beschrieben, wobei

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer mit einer erfindungsgemässen Stangenführungsanordnung ver­ sehenen Ausrüstung für Langlochbohrung zeigt,

Fig. 2 und 3 die Zwischenführung in der Richtung der Bohrungsmitteachse und in Seitenansicht zeigen, und

Fig. 4 und 5 die Zwischenführung und die Stangen­ austauscheinrichtung in zwei verschiedenen Stellungen zeigen.

In Fig. 1 der Zeichnungen wird eine Ausrüstung für Langlochbohrung gezeigt, welche Ausrüstung einen langgestreckten Vorschubbalken 1 und eine dem entlang bewegliche Bohrmaschine 2 umfasst. An dem einen Ende des Vorschubbalkens ist eine Halteführung 3 fest montiert und in der Mitte des Vorschubbalkens eine dem Balken entlang bewegliche Zwischenführung 4. An der Seite des Vorschubbalkens ist eine Stangenaustauscheinrichtung 5 schwenkbar gelagert. Die Zwischenführung und die Stangen­ austauscheinrichtung bilden zusammen eine erfindungs­ gemässe Stangenführungsanordnung.

Die Zwischenführung 4 umfasst einen auf Schienen des Vorschubbalkens gestützt gleitend montierten Schlitten 6 mit einem Zapfen 6 a, wodurch der Schlitten an einer nicht-gezeigten Vorschubkette der Vorschub­ einrichtung für die Bohrmaschine befestigt ist. Am Schlitten ist ein kastenartiger Rahmen 7 befestigt, an dessen Seitenplatten eine Bohrungsmitteöffnung 8 ausgeformt ist, deren Durchmesser wesentlich dem Durchmesser der Bohrstange entspricht und an deren Umfangskante ein auf die Stangenaustauscheinrichtung gerichteter Schlitz 9 vorgesehen ist. Die Achse der Bohrungsmitteöffnung vereinigt sich dabei mit einer Bohrungsachse A zwischen der Bohrmaschine und der Halteführung.

Zwischen den Seitenplatten des Rahmens ist mittels eines zu der Bohrungsachse parallelen Achsenzapfens 10 ein Sperrarm 11 drehbar gelagert. Zwischen dem Rahmen und dem Sperrarm ist eine Begrenzungsstange 12 montiert, die an ihrem einen Ende mittels eines Gelenks 13 an dem Sperrarm befestigt ist und die sich mit ihrem anderen Ende durch ein am Rahmen befestigtes Gegenstück 14 erstreckt. Zwischen dem Gelenk und dem Gegenstück ist eine Druckfeder 15 angeordnet.

Das freie Ende des Sperrarms bildet einem am Rahmen vorspringenden Führungsansatz 16, an dem eine Führungsrolle 17 gelagert ist und ein Haltenocken 18 ausgeformt ist. Durch Regelung der Länge der Begrenzungs­ stange können die äussersten Lagen des Sperrarms so gewählt werden, dass der Haltenocken sich in der Halte­ stellung des Sperrarms hoch genug in den Schlitz 9 der Bohrungsmitteöffnung 8 eingedrungen befindet, um diese Öffnung zu sperren, aber in der abwärtsgedrehten Aus­ rückstellung des Sperrarms unter diesem Schlitz befind­ lich ist, so dass der Schlitz der Bohrungsmitteöffnung befreit wird,wie später genauer beschrieben wird.

Zu der Stangenaustauscheinrichtung 5 gehört eine zu dem Vorschubbalken parallele Tragschiene 19, die mittels Schwenkarme 20 drehbar am Vorschubbalken gelagert ist. Die Tragschiene trägt einen Schlitten 21, der mit Backen 22 versehen ist, von denen die eine fest und die andere mit einem hydraulischen Zylinder 23 beweglich ist, und die eine Halteöffnung 24 für eine Bohrstange zwischen sich bilden. Zum Schwenken der Tragschiene sind hydraulische Zylinder 25 montiert, wodurch die Backen 22 an die Bohrungsachse A und ent­ sprechend an die Seite des Vorschubbalkens zu schwenken sind. Die Bewegungsbahn der Tragschiene ist mit der Referenz B bezeichnet. Die Stangenaustauscheinrichtung kann z.B. von einer in der finnischen Patentanmeldung 8 54 120 angeführten Konstruktion sein, weshalb dies­ bezügliche Details hier nicht genauer beschrieben werden.

Die Stangenführungsanordnung fungiert in der folgenden Weise: Zum Anschluss einer von der Stangen­ austauscheinrichtung getragenen Bohrstange 26 an eine schon gebohrte Bohrstange wird die Tragschiene 19 mittels Zylinder von der Sperrstellung der Fig. 4 in die Verschiebestellung C der Fig. 5 geschwenkt. Beim Schwenken entlang ihrer Bewegungsbahn B liegt die Tragschiene an der Führungsrolle 17 des Sperrarms 1 der Zwischenführung an und drückt den Sperrarm abwärts, so dass der Haltenocken 18 des Sperrarms sich abwärts be­ wegt und den Schlitz 9 der Bohrungsmitteöffnung befreit. In der Verschiebestellung C haben die Backen 22 die Zwischenführung der Bohrstange in die Bohrungsmitte­ öffnung eingeführt.

Nachdem die Bohrstange in Eingriff mit dem Bohreinsteckende der Bohrmaschine und der vorhergehenden Bohrstange gebracht ist, werden die Backen 22 geöffnet und die Tragschiene zurück an die Seite des Vorschub­ balkens geschwenkt. Dabei wird der Sperrarm der Zwischenführung von der Tragschiene befreit, wobei die Feder 15 den Sperrarm aufwärts schwenkt und den Halte­ nocken 18 zurück in die Stellung verschiebt, die die Bohrungsmitteöffnung absperrt. Somit wird die Bohrstange zuverlässig in der Bohrungsmitteöffnung verriegelt.

Wenn man die Bohrstange mittels der Stangenaus­ tauscheinrichtung von der Zwischenführung entfernen will, wird die Tragschiene wieder in die Verschiebestellung geschwenkt, wobei die Tragschiene den Sperrnocken in der obenbeschriebenen Weise durch Drücken öffnet. Die Backen 22 fassen die Bohrstange und die Tragschiene wird von der Verschiebestellung abgeschwenkt, wobei die Bohrstange durch den aus der Bohrungsmitteöffnung geöffneten Schlitz 9 herauskommen kann.

Die Zeichnungen und die sich daran anschliessende Beschreibung sind nur beabsichtigt, die Idee der Erfindung zu veranschaulichen. Was Einzelheiten betrifft, kann die erfindungsgemässe Stangenführungsanordnung im Rahmen der Patentansprüche variieren. So ist es möglich, anstatt der Tragschiene 19 irgendein anderes Verschiebeorgan der Stangenaustauscheinrichtung 5 zum Öffnen des Sperrnockens der Zwischenführung auszunutzen. Ebenfalls ist es möglich anzuordnen, dass der Haltenocken 18 sich anstatt auf den Sperrarm 11, auf irgendeinen anderen Mechanismus stützt, der den Sperrnocken zwischen einer Haltestel­ lung und einer Ausrückstellung unter der Einwirkung einer von der Stangenaustauscheinrichtung verursachten Kraft verschiebt.

Claims (5)

1. Stangenführungsanordnung für eine Ausrüstung für Langlochbohrung, welche Führungsanordnung besteht

• - aus einer auf einen Vorschubbalken (1) der Bohrausrüstung in der Längsrichtung beweglich montier­ baren Zwischenführung (4), die eine einseitig offene Bohrungsmitteöffnung (8) für eine Bohrstange aufweist, und
• - aus einer auf den Vorschubbalken montierbaren Stangenaustauscheinrichtung (5), die ein mit einer Halteöffnung (24) versehenes Verschiebeorgan (19) auf­ weist, das in einer zu der Achse (A) der Bohrungsmitte­ öffnung querlaufenden Ebene von der Seite der Zwischen­ führung in eine Verschiebestellung (C) verschiebbar ist, in welcher Stellung die Halteöffnung sich koaxial mit der Bohrungsmitteöffnung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenführung (4) mit einem den Umfang der Bohrungsmitteöffnung (8) absperrenden Sperrorgan (18) und mit einem dieses Sperrorgan bewegenden Steuerorgan (17) versehen ist, das sich in der Bewegungsbahn (B) des Verschiebeorgans (19) so befindet, dass das Verschiebeorgan, wenn es sich in die erwähnte Verschiebestellung (C) bewegt, dass Sperr­ organ von der Sperrstellung wegschiebt, und zwar zum Öffnen der Bohrungsmitteöffnung.

2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mit der Bohrungs­ mitteöffnung (8) versehenen Rahmen (7) der Zwischenführung (4) ein Sperrarm (11) drehbar gelagert ist, der einen sich bis zu einem Schlitz (9) an der Kante der Bohrungs­ mitteöffnung erstreckenden Haltenocken (18) und einen sich bis zu der Bewegungsbahn (B) des Verschiebeorgans (19) erstreckenden Führungsansatz (16) aufweist.

3. Anordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsansatz (16) mit einer Führungsrolle (17) versehen ist, an der das Verschiebeorgan (19) anliegt, wenn die Halteöffnung (24) sich der Bohrungsmitteöffnung (8) nähert und den Sperrarm (11) so schwenkt, dass der Haltenocken (18) sich von dem Schlitz (9) der Bohrungsmitteöffnung entfernt.

4. Anordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rahmen (7) der Zwischenführung (4) und dem Sperrarm (11) eine Rückstellfeder (15) vorgesehen ist, und zwar zum Schwenken des Haltenockens (18) in den Schlitz (9) der Bohrungs­ mitteöffnung (8).

5. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebeorgan (19) eine Tragschiene der Stangenaus­ tauscheinrichtung (5) ist, welche Schiene Backen (22) trägt, die eine Halteöffnung (24) zwischen sich bilden, und auf den Vorschubbalken (1) schwenkbar gelagert ist.