DE19712641A1 - Übergabeeinrichtung für Rohrschüsse - Google Patents
Übergabeeinrichtung für RohrschüsseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Übergabevorrichtung für Rohrschüsse an bzw. von
einer Maschine, insbesondere einer horizontalen Bohrmaschine, der Rohrschüsse in
allgemein horizontaler Ausrichtung zugeführt werden.
In der Übergabeeinrichtung werden Rohrschüsse gespeichert und an bzw. eine
horizontale Bohrmaschine übergeben. Solche Bohrmaschinen besitzen eine Bohr
spindel zum Anschluß eines Bohrstranges. Die Übergabeeinrichtung besteht aus
einem Magazin und einer Anordnung zur Übergabe von Rohrschüssen und ist nahe
der Bohrmaschine aufgestellt. Erfindungsgemäß ist das Magazin so ausgebildet, daß
es mehrere Rohrschüsse in passiver Weise in Wartestellung lagern kann, bis die
Übergabe an die Bohrmaschine erfolgt.
Die Erfindung soll nicht auf die Kombination der Übergabeeinrichtung mit
einer horizontalen Bohrmaschine beschränkt sein. Vielmehr kann es sich um jede
Maschine handeln, der lange Gegenstände in allgemein horizontaler Ausrichtung
zugeführt werden sollen bzw. die von der Maschine übergeben werden.
In den vergangenen Jahren sind zahlreiche Versorgungsleitungen mit Hilfe
von horizontalen Bohrmaschinen verlegt worden, so daß das Ausbaggern eines Gra
bens von der Oberfläche her für das Verlegen oder Erneuern der Leitung entfiel.
Diese Technik wird auch oft als grabenlose Verlegung bezeichnet.
Bei einer derartigen Bohrmaschine wird das Bohrloch mit einem steuerbaren
Bohrkopf hergestellt, wobei die Bohrmaschine auf der Bodenoberfläche steht. Ein
hydraulischer Motor an der Bohrmaschine sorgt für den Drehantrieb des Bohrkopfes
und Bohrstranges, und ein anderer schiebt den Bohrkopf und den Bohrstrang nach
vorne. Es ist auch bekannt, die Bohrung mit der Maschine auszuräumen, indem ein
Räumwerkzeug beim Zurückziehen des Bohrstranges zur Bohrmaschine hin rotiert.
Der Bohrstrang besteht aus mehreren einzelnen Bohrstrangschüssen, die mit
einander verschraubt sind.
Beim Vorwärtstreiben der Bohrung müssen zusätzliche Schüsse entsprechend
der Länge der Bohrung hinzugefügt werden. Beim Ausräumen der Bohrung müssen
die Schüsse dann wieder gelöst und entfernt werden. Diese Arbeiten erfolgen bisher
von Hand, auch mit Hilfe von Winden an der Bohrmaschine. Ferner müssen die ein
zelnen Rohrstrangabschnitte vor und nach dem Gebrauch gespeichert werden.
Eine derartige Anordnung erfordert eine Dreiermannschaft. So liegt die der
Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, das System zum Zusammensetzen und
Auseinandernehmen des Rohrstranges im Betrieb zu automatisieren, um die Kosten
zu verringern und die Leistungsfähigkeit zu steigern. Damit ist ein dritter Mann
nicht mehr erforderlich und kann die Bohrmaschine mit einer Zweiermannschaft
bedient werden. Ferner wird als wesentlich angesehen, die erfindungsgemäße An
ordnung so auszubilden, daß Verletzungsgefahren für die Mannschaft verringert
sind.
Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentan
spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen hinsichtlich auch mehrerer Ausfüh
rungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Eine Reihe von Ausführungsbeispielen ist nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Übergabeeinrichtung in einer ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Teilansicht in Pfeilrichtung A der Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines ab geänderten Rohrgerüstes;
Fig. 4 eine Seitenansicht des Rohrgerüstes der Fig. 3;
Fig. 5 eine Teilansicht des Rohrgerüstes der Fig. 4 zur Darstellung der Gum
mistreifen zur Dämpfung der Bewegung der Rohrschüsse;
Fig. 6 einen Teilschnitt des Rohrgerüstes der Fig. 3;
Fig. 7 einen Teilschnitt eines abgeänderten Rohrgerüstes der Fig. 3;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der
automatischen Übergabeeinrichtung;
Fig. 9 eine Stirnansicht der Übergabeeinrichtung der Fig. 8;
Fig. 10 eine auseinandergezogene Darstellung von Teilen der Übergabeein
richtung der Fig. 8;
Fig. 11 eine auseinandergezogene Ansicht eines Rohrgerüstes in einer abgeän
derten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 12 eine Seitenansicht des Verlängerungsgerüstes der Ladeeinrichtung;
Fig. 13 eine Stirnansicht des Verlängerungsgerüstes;
Fig. 14 eine schematische Darstellung der Hydraulikanordnung;
Fig. 15 eine Draufsicht auf den Rohrkasten;
Fig. 16 eine Seitenansicht des Rohrkastens;
Fig. 17 eine Stirnansicht des Rohrkastens;
Fig. 18 eine auseinandergezogene Darstellung eines Drehantriebes mit Zylin
der;
Fig. 19 eine Ansicht eines Anschlages zur Einstellung der Drehbewegung;
Fig. 20 eine Seitenansicht des Dreharms;
Fig. 21 eine Stirnansicht des Dreharms;
Fig. 22 eine perspektivische Ansicht der Endwandung am Rohrkasten;
Fig. 23 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer weiteren be
vorzugten Ausführungsform der Übergabeeinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 24 eine Teilansicht des Magazins und der Übergabeeinrichtung der Fig.
23;
Fig. 25 eine Teilansicht der Übergabeeinrichtung der Fig. 23 bei Abgabe eines
Rohrschusses aus dem Magazin;
Fig. 26 eine Teilansicht der Übergabeeinrichtung der Fig. 23 für die Übergabe
eines Rohrschusses von der Spindelachse einer horizontalen Bohrmaschine;
Fig. 27 eine Teilansicht der Übergabeeinrichtung der Fig. 23 in einer Hilfsla
deposition;
Fig. 28 eine Seitenansicht der Übergabeeinrichtung der Fig. 23 mit Darstellung
der Rollen, die ein axiales Gleiten der Rohrschüsse beim Transport zwischen der
Bohrmaschine und dem Magazin verhindern;
Fig. 29 eine Seitenansicht der Übergabeeinrichtung der Fig. 23 zur Darstellung
der Anordnung für die Rückgabe der Rohrschüsse und
Fig. 30 eine Draufsicht auf die Übergabeeinrichtung zur Darstellung des Be
triebes der Rohrrückgabe-Anordnung.
In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung einer auto
matischen Rohrübergabeeinrichtung 10 dargestellt. Diese besteht aus einem
Tragrahmen 12, der ständig an einem Bohrig 14 befestigt ist, das nicht dargestellt
und für sich bekannt ist. Ein Rohrgerüst 16 ist am Tragrahmen 12 lösbar befestigt
und lagert Rohrschüsse 18 (s. auch Fig. 4, 5 und 6), wenn sie nicht gebraucht wer
den.
Der Tragrahmen 12 trägt eine Längswelle 20, die um eine Achse 22 parallel
zur Spindelachse 24 des Bohrigs 14 drehbar angeordnet ist. Der Bohrstrang verläuft
in Richtung der Spindelachse 24 und bildet auch die Drehachse des Bohrstrangs.
Um einen Rohrschuß 18 in den Bohrstrang einzufügen oder zu entfernen, muß der
Rohrschuß längs der Spindelachse 24 abgelegt oder aufgenommen werden.
Die Längswelle 22 wird von einem hydraulischen Motor 26 angetrieben. Zwei
hydraulische Zylinder 28 und 33 sind längs der Welle 20 angeordnet und zwar
rechtwinklig zur Achse 22. Am Ende des Kolbens jedes Zylinders 28, 30 ist ein fe
derbelasteter Rohrgreifer 32 vorgesehen. Greifer 32 besitzen feste Finger 33 und
federbelastete Finger 35, die von Federn 37 in Eingriff mit einem Rohrschuß ge
drückt werden. Greifer 32 besitzen Führungswellen 34, die in Bügeln 36 gleiten, die
an den Zylindern 28 und 30 befestigt sind, so daß die Bewegung der Rohrgreifer
rechtwinklig zur Achse 22 längs einer Achse 31 erfolgt.
Das Rohrgerüst 16 besteht aus einem geschweißten Rahmen 38 mit einer obe
ren Strebe 40, einer unteren Strebe 42 und Seitenplatten 44, 46. Stangen 60 und 62
verlaufen zwischen den Seitenplatten. Jede Seitenplatte hat eine Kranöse 48 und ein
Loch 50 zur Befestigung des Rohrgerüstes 16 am Tragrahmen 12. Ein Langloch 57
an einem Flansch 56 des Tragrahmens 12 erfaßt eine Lasche 59 am unteren Teil des
Rohrgerüstes 16, wenn dieses am Tragrahmen 12 befestigt wird. Stifte 52 werden
durch die Löcher 54 in dem Flansch 56 und durch die Löcher 50 in den Seitenplat
ten 44 und 46 gesteckt. Die Stifte 52 sind durchbohrt und sind mit einer Feder
spange 58 gesichert, so daß das Rohrgerüst am Tragrahmen sicher befestigt ist. Das
Rohrgerüst 16 kann aber leicht abgenommen werden, indem die Stifte gelöst und
das Rohrgerüst abgehoben wird.
Neben den Stirnwänden des Rohrgerüstes ist eine labyrinthförmige Führungs
bahn 64 befestigt, die mit einer Führung an den Innenseiten der Stirnwände 44 und
46 zusammenwirkt, um eine S-förmige Bahn 72 zu bilden, längs der ein Rohrschuß
aus einer Rückgabestelle 68 im oberen Teil des Rohrgerüstes zu einer Aufnahme
stelle 70 am Boden des Rohrgerüstes wandern kann. An jeder Stirnplatte ist ein Füh
rungsstreifen aus reibungsarmem Kunststoff befestigt, der ein ultrahohes Moleku
largewicht hat, so daß auch schulterfreie Rohrschüsse in dem Rohrgerüst verwendet
werden können.
Sollen Rohrschüsse an den Bohrstrang angesetzt werden, die im Rohrgerüst 16
abgelegt sind, so muß dieses zuerst am Tragrahmen angebracht werden. Dann wird
der Motor 26 betätigt und dreht die Längswelle 20, so daß die Rohrgreifer 32 in
Richtung der Aufnahmestelle 70 zuweisen. Die hydraulischen Zylinder 28 und 30
werden dann betätigt und deren Zylinder fahren aus, so daß die Rohrgreifer 32 an
und über dem Rohrschuß in der Aufnahmestelle greifen. Dann werden die Zylinder
28 und 30 zurückgefahren und ziehen den Rohrschuß von der Aufnahmestelle ab
und aus dem Rohrgerüst heraus. Dann wird wieder der Motor 26 betätigt und dreht
die Längswelle 20, bis die Rohrgreifer 32 auf die Spindelachse 24 weisen. Die Zy
linder 28 und 30 werden betätigt und fahren die Greifer aus, um den Rohrschuß auf
die Spindelachse 24 abzulegen. Dann schraubt die nicht dargestellte horizontale
Bohrmaschine den Rohrschuß an den Rohrstrang an. Nach dem Anschrauben wer
den die Zylinder 28, 30 zurückgefahren und ziehen die Rohrgreifer 32 von dem
Rohrschuß ab, der gerade an den Bohrstrang angesetzt wurde.
Sind mehrere Rohrschüsse im Rohrgerüst 16 gespeichert und wird von den
Rohrgreifern ein Rohrschuß in der Aufnahmestelle 70 entfernt, so gelangen die im
Rohrgerüst verbleibenden Rohrschüsse 18 unter Führung der Bahn 72 zwischen der
Labyrinthführung 64 und den Führungen 66 am Ende des Rohrgerüstes mit Hilfe
der Schwerkraft nach unten und schieben den nächsten Rohrschuß in die Aufnah
mestelle 70. Auf diese Weise können die einzelnen Rohrschüsse jeweils für sich aus
dem Rohrgerüst entnommen und auf der Spindelachse 24 abgelegt werden, um den
Bohrstrang zu verlängern. Anschlagsplatten 74 an jeder Seitenplatte verhindern, daß
ein Rohrschuß in der Aufnahmestelle 70 einfach aus dem Rohrgerüst herausfällt.
Nach Abschluß der Bohrarbeiten arbeitet die Einrichtung zum Entfernen der Rohr
schüsse vom Bohrstrang in umgekehrter Weise. Die Längswelle 22 wird vom Motor
26 verdreht und erfaßt einen Rohrschuß 18 an der Spindelachse 24. Dann wird die
Längswelle 20 vom Motor 26 verdreht, bis die Rohrgreifer 32 zur Rückgabestelle
68 hinweisen. Die Zylinder 28 und 30 werden dann ausgefahren und schieben den
Rohrschuß 18 in die Rückgabestelle 68. Dann wird die Welle 20 leicht gedreht, so
daß der Rohrschuß in die Bahn 64 eintritt, so daß beim Zurückfahren der Zylinder
28 und 30 der Rohrschuß von der Bahn sowie den Endführungen 64 an Ort und
Stelle gehalten wird, bis die Rohrgreifer 32 sich vom Rohrschuß lösen.
Alternativ kann ein Umkehranschlag 65 (Fig. 4) am Rohrgerüst befestigt sein,
der ausschwenkt, damit der Rohrschuß in der Rückgabestelle einsetzbar ist, dann
aber zurückschwenkt, um den Rohrschuß zu sperren, so daß er nicht aus dem Rohr
gerüst herausfällt. Nach Freigabe fällt der Rohrschuß unter Schwerkraft längs der
Bahn 72 nach unten, bis er auf den vorher aufgenommenen Rohrschuß auftrifft.
Diese Schritte werden wiederholt, bis das Rohrgerüst voll ist und wieder verwendet
werden kann. Müssen mehr Rohrschüsse gespeichert werden, so wird das volle Ge
rüst entfernt und durch ein leeres Gerüst ersetzt.
Sind die Rohrschüsse schwerer, so können die federbelasteten Rohrgreifer 32
durch mit hydraulischen Zylindern versehene Rohrgreifer ersetzt werden.
Eine Rasteneinrichtung 73 an einem Ende der Welle 20 kann zur Anzeige der
vorbeschriebenen Winkelstellungen der Welle dienen.
Die dargestellte labyrinthförmige Führungsbahn mit den Endplatten ermög
licht die Verwendung von geraden, mit Schultern versehenen, eingeschnürten,
schulterfreien oder anderen Bauweisen von Rohrschüssen in gleicher Weise. Meh
rere Gummistreifen 126 können im Rohrgerüst 16 befestigt sein, um das Fallen der
Rohrschüsse im Gerüst zu dämpfen, wie dies Fig. 5 zeigt. Jedenfalls fallen die
Rohrschüsse unter Schwerkraft bis in die Aufnahmestelle.
In den Fig. 3 und 4 ist ein abgeändertes Rohrgerüst 80 dargestellt, das eine
Reihe von Bauteilen enthält, die mit der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 identisch
ist. Andererseits hat das Rohrgerüst 80 eine äußere Schiene 82, eine mittlere
Schiene 84 und eine innere Schiene 86, jeweils an der Innenseite der Seitenplatten
44 und 46, zwischen denen jeweils eine erste senkrechte Bahn 88 bzw. eine zweite
senkrechte Bahn 90 gebildet ist, während eine dritte senkrechte Bahn 92 zwischen
der inneren Schiene 86 und einer Führung 94 liegt, die von der oberen Strebe 40
nach unten zur unteren Strebe 42 und dann nach vorne zur Aufnahmestelle 96 an der
vorderen Stirnseite des Rohrgerüstes verläuft. Die Rückgabestelle 104 ist vorne
oben. Platten 98 sind unten befestigt, so daß die Rohrschüsse nicht unter Schwer
kraft aus dem Rohrgerüst herausfallen können.
Obere Bahnanwähler 100 und 102 (Fig. 4) können von Hand so eingestellt
werden, daß der Rohrschuß nach Aufgabe in der Rückkehrstelle 104 in eine be
stimmte Bahn eintreten kann. Die Anwähler 100 und 102 liegen jeweils am Ende
des Rohrgerüstes 80 an einem Schwenkpunkt 100c. Der Anwähler 100 wählt die
dritte senkrechte Bahn 92 an und ruht am Anschlag 100d, wenn er in Empfangsstel
lung ist (Fig. 4). Der Anwähler 102 wählt die zweite Bahn 90 an und ruht auf dem
Anschlag 100e. Die erste senkrechte Bahn 88 wird durch Drehen der beiden oberen
Anwähler 100 und 102 um die Schwenkpunkte 100c in eine Stellung bei 100f an
gewählt, in der der Anwähler 102 in Fig. 4 dargestellt ist. Die Oberseite des Rohrge
rüstes ist in der Position der Anwähler 100 und 102 offen, so daß beispielsweise der
Anwähler 100, der in Fig. 4 in Empfangsstellung ist, im Uhrzeigersinn um den
Schwenkpunkt 100c in die Lage 100f neben der Position des oberen Anwählers 102
in Fig. 4 verschwenkt werden kann. Beide Anwähler 100 bzw. 102 an jedem Ende
des Rohrgerüstes müssen ausgewählt werden, damit der Rohrschuß in die ge
wünschte senkrechte Bahn eintreten kann. Wird der Anwähler 100 an dem einen
Ende des Rohrgerüstes und der Anwähler 102 am entgegengesetzten Ende ausge
wählt, so wird die Rohrschuß in die zweite Reihe 90 und die dritte Reihe 92 gleich
zeitig einzutreten versuchen und verklemmt. Zur Eingabe der Rohrschüsse wird
vorzugsweise die dritte Reihe 92 zuerst gefüllt, dann die zweite Reihe 90 und zuletzt
die erste Reihe 88.
Nahe am Boden des Rohrgerüstes 80 sind Sperrstangen 106 und 108 befestigt,
die sich längs des Rohrgerüstes erstrecken und an den Seitenplatten schwenkbar
gelagert sind. Handgriffe 110 und 112 (Fig. 3) sind an den Sperrstangen 106 und
108 befestigt, um diese zu verschwenken. An der Sperrstange 106 sind zwei
Sperrhebel 114 befestigt. In Fig. 4 hindern die Sperrhebel 114 die Rohrschüsse am
Austreten aus der dritten Bahn 92 in die Aufnahmestellung 96. Die Sperrhebel 114
haben ein bogenförmiges Ende 116 zum Erfassen des untersten Rohrschusses der
dritten Reihe. Sollen diese verwendet werden, so wird der Handgriff 110 ver
schwenkt, so daß über die Schwenkstange 106 die Sperrhebel 114 von den Platten
98 weg bewegt werden (im Gegenuhrzeigersinn der Fig. 4) und damit die Rohr
schüsse in der dritten Reihe auf die Führung 94 fallen können und damit unter
Schwerkraft in die Aufnahmestelle 96. Die Sperrhebel 114 können auch eine bogen
förmige Seite 118 aufweisen, welche die Bewegung der Rohrschüsse zur Aufnah
mestelle hin unterstützt.
In ähnlicher Weise besitzt die Sperrstange 108 zwei Sperrhebel 120, die dazu
benutzt werden, daß keine Rohrschüsse aus der zweiten Reihe in die Übernahme
stelle 96 fallen. Die Sperrhebel 120 haben eine konvexe Fläche 122 für die Rohr
schüsse in der zweiten Reihe oder jene Rohrschüsse, die aus der dritten Reihe an
den Sperrhebeln 114 vorbeikommen, so daß diese nicht an die Aufnahmestelle ge
langen. Sollen aber Rohrschüsse aus der zweiten oder dritten Reihe an die Aufnah
mestelle gelangen, so wird der Handgriff 112 und damit die Stange 108 von den
Platten 98 weggeschwenkt (im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 4) und damit die konve
xen Seiten 122 außer Eingriff mit den Rohrschüssen. Die Sperrhebel 120 besitzen
bogenförmige Seiten 124, um die Bewegung der Rohrschüsse unter Schwerkraft an
die Übergabestelle zu erleichtern.
Jeder der beiden Handgriffe 110 oder 112 kann betätigt werden, um die Anlie
ferung von Rohrschüssen aus der zweiten und dritten Reihe anzuhalten, auch bevor
die Reihen leer geworden sind, indem man den jeweiligen Sperrhebel mindestens
teilweise zurück in die Sperrstellung bewegt, bis die Rohrschüsse zwischen den
Sperrhebeln und der Übergabestelle aus dem Rohrgerüst ausgetreten sind, worauf
dann die Sperrhebel in die in Fig. 4 dargestellte Sperrstellung geschwenkt werden.
Auch hier können die aus Fig. 4 und 5 ersichtlichen Gummistreifen 126 im
Rohrgerüst 80 angebracht werden, um das Heruntergleiten der Rohrschüsse in den
Reihen zu bremsen. Das Rohrgerüst 80 hat das gleiche Bauvolumen wie das Rohr
gerüst 18, doch nimmt es eine größere Zahl Rohrschüsse auf. Aus der Rückgabe
stelle 104 gelangen die Rohrschüsse entsprechend der von Hand eingestellten An
wähler 100, 102 zu jeweils einer Reihe 88, 90 oder 92. Unter Schwerkraft gelangen
sie dann zum Boden der Reihe. Für den Austritt aus dem Rohrgerüst erfolgt die
Auswahl über die Drehung der Griffe 110 und 112. Außer der ersten Reihe 88 treten
die Rohrschüsse direkt an die Übergabestelle 96 aus. Nachdem die Reihe 88 leer ist,
wird vorzugsweise der Griff 112 verschwenkt und damit kommen die Rohrschüsse
in der zweiten Reihe 90 an die Reihe und letztlich, durch Betätigung des Griffes
110, die Rohrschüsse in der dritten Reihe 92. Ist das Rohrgerüst 80 leer, so wird es
durch ein volles Gerüst ersetzt. Der Ablauf ist umgekehrt, wenn beim Ausräumen
des Bohrloches der Bohrstrang abgebaut wird.
Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Rohrgerüstes 30, das mit
dem Rohrgerüst 80 identisch ist, mit Ausnahme der Sperrhebel 132 und 134, die
jeweils konvexe Enden 136 haben und damit die Rohrschüsse in der zweiten und
driften Reihe erfassen, so daß diese nicht an die Übergabestelle austreten können.
Fig. 7 zeigt ein abgeändertes Rohrgerüst 140 mit nur zwei Reihen 142 und
144. Damit ist nur ein Paar Sperrhebel 146 mit konvexen Enden 148 erforderlich.
Mit diesen Ausführungsformen ist es möglich, daß die Lage für die Anordnung zum
Positionieren und Greifen an mehrere unterschiedliche Orte 150, 152, 154 in Fig. 6
bzw. 156 oder 158 in Fig. 7 verschoben werden kann, um so eine noch größere An
zahl von Rohrschüssen aufnehmen zu können.
Die Übergabe von Rohrschüssen aus dem Gerüst an den Bohrstrang soll
nochmals wie folgt zusammengefaßt werden:
- 1) Greifer an die Übernahmestelle im Gerüst ausfahren;
- 2) Rohrschuß an der Übergabesteile aufnehmen;
- 3) Greifer mit Rohrschuß einfahren;
- 4) Greifer mit Rohrschuß in die Spindellängsachse drehen;
- 5) Greifer nach Verschrauben des Rohrschusses mit dem Bohrstrang zu rückfahren und
- 6) Greifer zur Übergabestelle rotieren und nächsten Rohrschuß aufnehmen.
Umgekehrt bei der Übergabe eines Rohrschusses aus dem Bohrstrang zurück
in das Rohrgerüst werden folgende Schritte nötig:
- 1) Greifer in die Spindellängsachse drehen;
- 2) Greifer ausfahren;
- 3) Greifer mit Rohrschuß zur Rückgabestelle im Rohrgerüst drehen und
- 4) Greifer vom Rohrschuß lösen und zurückfahren.
In den Fig. 8 und 9 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung für eine
automatische Übergabeeinrichtung 160 für Rohre dargestellt. Die Übergabeeinrich
tung ist an einem Bohrig 14 mit Hilfe zweier Flansche 162 befestigt. Die Flansche
162 tragen Bügel 166, die das Rohrgerüst bilden. Ein Hydraulikmotor 168, der am
Bohrig befestigt ist, dreht eine Längswelle 170 um eine Achse 172 parallel zur
Spindelachse 24. An der Längswelle 170 sind zwei Hydraulikzylinder 28 und 30
befestigt, die wie in der Übergabeeinrichtung 10 mit federbelasteten Rohrgreifern
mit festen Fingern 33 und federbelasteten Fingern 35 versehen sind.
Jeder Bügel 166 bildet eine bogenförmige Bahn 172 mit einem geschlossenen
unteren Ende 174 und einem offenen oberen Ende 176. Die Bahn 172 mit den Bü
geln 166 bildet eine gekrümmte Bahn zum Aufnehmen und Speichern von Rohr
schüssen 18. In der Ausführungsform der Fig. 8, 9 und 10 kann das Rohrgerüst 10
Rohrschüsse speichern.
Aus Fig. 8 geht hervor, daß der Hydraulikmotor 168 die Längswelle so verdre
hen kann, daß die Rohrgreifer bogenförmig aus einer ersten Stellung 178 zur Auf
nahme bzw. Abgabe von Rohrschüssen in eine untere Stellung 180 verschwenkbar
ist, in der die Rohrgreifer den letzten Rohrschuß im Rohrgerüst aufnehmen können.
Beginnt in Fig. 8 die Übergabe von Rohrschüssen aus dem Rohrgerüst, so fah
ren die Zylinder 28 und 30 mit den Rohrgreifern zurück und der Hydraulikmotor
168 dreht die Längswelle und bringt damit die Rohrgreifer zur Übergabestelle 182
an den ersten Rohrschuß im Rohrgerüst. Dann fahren die Zylinder 28 und 30 die
Rohrgreifer aus und der erste Rohrschuß wird erfaßt. Dann wird vom Motor 68 die
Längswelle 170 gedreht und die Greifer in die erste Stellung 178 verbracht, in der
der Rohrschuß in der Spindelachse 24 zum Verschrauben mit dem Bohrstrang zen
triert ist. Nach dem Verschrauben fahren die Zylinder 28 und 30 die Rohrgreifer
vom Rohrschuß weg und dann wird vom Motor die Längswelle 71 gedreht und
damit gelangen die Rohrgreifer zum nächsten Rohrschuß im Rohrgerüst, worauf die
Rohrgreifer ausgefahren werden, um diesen Rohrschuß zu erfassen, worauf dann
vom Motor 168 der Rohrschuß in die Spindelachse 24 eingeschwenkt wird.
Beim Entfernen der Rohrschüsse aus dem Rohrstrang erfolgt die Bedienung in
umgekehrter Weise. In dieser Ausführungsform fallen die Rohrschüsse nicht unter
der Wirkung der Schwerkraft abwärts, sind werden jeweils am jeweils nächsten
freien Platz in der Bahn 172 in Kontakt mit dem vorher abgelagerten Rohrschuß
abgesetzt. Der erste Rohrschuß wird am Boden der Bahn 172 abgelegt.
Einstellplatten 164 sind mit Längslöchern 184 versehen, so daß eine Einstell
möglichkeit für die Rohrgerüstbügel 166 zum Bohrig 14 und zur Spindelachse 24
gegeben ist. Aus den Fig. 9 und 10 geht hervor, daß eine Sperre 187 schwenkbar an
jedem Bügel angeordnet ist und so das offene obere Ende 176 verschließen kann
und in dieser Lage von Bolzen 188 gesichert ist. So wird ein unerwünschtes Heraus
fallen der Rohrschüsse beim Verfahren der Anlage verhindert.
Der Hydraulikmotor 168 führt die Rohrgreifer nicht zu irgendeiner Übergabe-
oder Rückgabestelle. Die Rohrschüsse werden aber nahe dem oberen offenen Ende
176 bis zum Boden der Bügel nahe den geschlossenen unteren Enden 174 der Rei
henfolge nach an der Oberseite herausgenommen und in umgekehrter Reihenfolge
zurückgelegt. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann im Ein-Mann-Betrieb mit
nur zwei Steuerungen bedient werden. Die erste Steuerung ist für den Motor 26 oder
168 und die zweite Steuerung für die Hydraulikzylinder 28 und 30 vorgesehen. Ins
gesamt sind deshalb für die Bohrmaschine nur Zwei-Mann-Bedienung und nicht
Drei-Mann-Bedienung erforderlich.
Unter Bedienung zweier Ventilhebel erfolgt die komplette Steuerung beim
Laden und Entladen von Rohrschüssen. Der Ablauf ist funktionell, produktiv und
sicher. Die Bedienung ist leicht verständlich und leicht zu handhaben. Die Bedie
nung erfolgt von einer Konsole aus. Das Verlängern und Verkürzen des Bohrstran
ges erfordert weniger Zeit.
In den Fig. 11 bis 22 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung für eine
Rohrübergabeeinrichtung 200 dargestellt. Die Fig. 15 bis 17 zeigen einen Rohrka
sten 202 zum Speichern von Rohrschüssen 18. Der Rohrkasten 202 wird am Bohrig
14 an den Punkten 204 und 206 so befestigt, daß die Längsachse 208 des Rohrka
stens parallel zur Spindelachse 24 liegt. Der Rohrkasten besitzt eine rechtwinklige
Stange 210, an deren Enden jeweils eine Bodenplatte 212 befestigt ist.
Seitenplatten 214 und 216 reichen von jeder Seite der Bodenplatte nach oben
und eine Endplatte 218 verbindet die oberen Enden der Seitenplatten. Vorzugsweise
sind Eckplatten 220 (Fig. 17) zwischen der Bodenplatte und jeder Seitenplatte ange
ordnet. Der Abstand X zwischen den Seitenplatten reicht aus, um mehrere Rohr
schüsse 18 seitlich, beispielsweise drei oder vier Rohrschüsse aufzunehmen. Die
Rohrschüsse werden vorzugsweise in einem Stapel abgelegt. Beispielsweise liegen
in der untersten Reihe drei Rohrschüsse Seite an Seite. Die nächste oder zweite
Reihe darüber ist für vier Rohrschüsse vorgesehen, wobei die äußeren Rohrschüsse
der zweiten Reihe zwischen die Seitenwände und die äußeren Rohrschüsse gerade
unmittelbar in der untersten Reihe passen. Die inneren Rohrschüsse der zweiten
Reihe legen sich zwischen benachbarte Rohrschüsse der untersten Reihe. Die dritte
Reihe hat dann wieder drei Rohrschüsse, die zwischen benachbarte Rohrschüsse der
zweiten Reihe passen.
Dies ist in Fig. 17 dargestellt. Wenn also ein Rohrschuß im Kasten abgelegt
wird, wo bereits Rohrschüsse vorhanden sind, so nimmt der Rohrschuß eine stabile
Lage entweder zwischen benachbarten Rohrschüssen der nächstunteren Reihe ein
oder zwischen einer Seitenwand und dem der Seitenwand in der unteren Reihe be
nachbarten Rohrschuß. Die Höhe Y des Kastens reicht aus, um mehrere Reihen von
Rohrschüssen übereinander, beispielsweise acht Reihen zu bilden.
In einer Ausführungsform wechseln sich jeweils drei und vier Rohrschüsse in
der Y-Richtung vom Boden zur Oberseite des Kastens hin ab. Die Rohrschüsse ge
langen über die Oberseite zwischen den Seitenplatten und Endplatten in den Kasten
hinein und aus ihm heraus. Die Seitenplatten verhindern, daß die Rohrschüsse aus
dem Kasten herausrollen. Die Bodenplatten stützen die unterste Reihe Rohrschüsse.
Typischerweise sind mit endseitigen Schultern versehen, d. h. die Enden haben einen
größeren Durchmesser als die Länge der Rohrschüsse, so daß genug Platz zwischen
jedem Rohrschuß vorhanden ist, so daß er ergriffen werden kann.
Fig. 22 zeigt entfernbare Deckel 219 an beiden Enden des Rohrkastens 202, so
daß die Rohrschüsse nicht herausfallen, wobei jedoch die Deckel durch Herauszie
hen von Stiften 221 entfernbar sind, so daß die Schutzkappen an den Enden jedes
Rohrschusses 18 entfernbar sind. Der untere Deckel 219, nämlich für das untere
Ende des Rohrkastens 202 bei schräger Befestigung an der Bohreinheit 14 ist ver
setzt und umkehrbar. Umgedreht verhindert der Versatz ein Abgleiten der
Rohrschüsse 18 zum unteren Ende des Kastens 202, nachdem die Schutzkappen abgezo
gen sind. Ist die Bohrung fertig und soll der Rohrkasten 202 abtransportiert werden,
so können die Deckel zum Aufsetzen der Schutzkappen wieder aufgesetzt werden.
Dann wird der Deckel 219 wieder in die ursprüngliche Lage umgedreht, so daß die
Schutzkappen Platz haben.
In den Fig. 11 bis 14 ist eine Übergabe 222 als Bestandteil der Einrichtung 200
dargestellt, die über dem Rohrkasten 202 angeordnet und daran befestigt ist. Die
Übergabe besitzt ein hinteres Schwenklager 224 und ein vorderes Schwenklager
226. Gemäß den Fig. 15 und 18 weist das Schwenklager 224 senkrechte Stangen
228 an jeder Seite auf, die sich nach unten erstrecken und in Hülsen 234 der Sei
tenplatten 214 und 216 an der Rückseite des Rohrkastens einsitzen. Auch das vor
dere Schwenklager ist mit Stangen 232 versehen, die in Hülsen 230 der Seitenplat
ten 214 und 216 an der Vorderseite des Rohrkastens einsitzen.
Ein Welle 236 liegt zwischen den Schwenklagern 224 und 226 und schwenkt
um eine Achse 238, die im zusammengebauten Zustand des Rohrkastens 202 und
der Übergabe 222 am Bohrig parallel zur Spindelachse 24 liegt. Mit zwei an der
Welle 236 befestigten Ösen 240 kann die Übergabeeinrichtung 222 vom Rohrkasten
abgehoben werden. Vorzugsweise erfolgt dies, bevor der Rohrkasten vom Rig ent
fernt wird.
Ferner sind an der Welle 236 zwei Rohre 242 für je einen doppelt wirkenden
Linearzylinder 244 befestigt. Zwei Führungsrohe 246 sind ebenfalls an der Welle
befestigt und nehmen die Führungsstangen 248 eines Verlängerungsgerüstes 250
auf. Die Enden der Kolben der Linearzylinder 244 sind bei 251 an dem Verlänge
rungsrahmen befestigt.
An jedem Ende des Verlängerungsrahmens ist ein Rohrgreifer 256 befestigt,
der einen festen Finger 258 und einen Schwenkfinger 260 aufweist. Der Finger 260
wird über den Kolben eines doppelt wirkenden Greiferzylinders 262 geschwenkt.
Der Zylinder 262 ist über Träger 252 und 254 am Rahmen 250 abgestützt.
Fig. 18 zeigt zwei Anschlagstifte 264 am hinteren Ende der Welle 236. Ein
Einstell-Schwenkanschlag 266 ist mit Schrauben am hinteren Schwenklager 224
befestigt. Die Schraubenlöcher 267 im Anschlag lassen eine begrenzte Schwenkbe
wegung um die Achse 238 zu, bevor die Schrauben angezogen werden. Der An
schlag hat Anschlagflächen 268 und 269 (Fig. 19) zur Anlage an die Anschlagstifte
264, um die Drehbewegung der Welle auf einen bestimmten Winkel, beispielsweise
65°, festzulegen.
Die Fig. 11, 18 und 20 zeigen einen doppelt wirkenden Schwenkzylinder 270,
der schwenkbar um einen Bolzen 272 am hinteren Schwenklager 224 angeordnet ist.
Der Kolben 276 des Zylinders 270 ist schwenkbar mit einem Ende 277 eines
Dreharms 278 verbunden. Das andere Ende des Dreharms 278 besitzt einen Stift
279, der in das Ende der Welle 236 greift und dort drehfest verbunden ist. Damit
läßt sich durch Ein- und Ausfahren des Kolbens 276 im Zylinder 270 die Welle 236
verschwenken, begrenzt durch die Anschläge am Einstellschwenkanschlag 266.
Fig. 14 zeigt das hydraulische System der Übergabeeinrichtung 200. Das
Druckmittel wird von einer Pumpe eines Hilfsantriebes o. ä. geliefert. Auch Druck
luft kann Verwendung finden.
Eine Ventilanordnung 280 besteht aus mindestens drei Ventilen 282, 284 und
286 mit Handbetätigung 288, 290 und 292. Das Ventil 282 ist über 294 und 296 mit
dem doppelt wirkenden Schwenkzylinder 270 verbunden, wobei ein Rückschlag
ventil 298 zwischengeschaltet ist, so daß nach Betätigung des Schwenkzylinders
270 beim Loslassen des Handhebels mit Hilfe des Rückschlagventils 298 die Welle
in ihrer Lage gehalten wird.
Das Ventil 284 ist mit den doppelt wirkenden Linearzylindern 244 über Lei
tungen 300 und 302 verbunden, um den Verlängerungsrahmen 250 gegenüber der
Welle 236 aus- oder einzufahren. Mit einem Rückschlagventil 304 wird die Lage
des Rahmens 260 nach Lösen des Hebels 290 beibehalten. Ein Strömungsteiler 306
ist vorzugsweise vorgesehen, so daß sich die Kolben in den Zylindern 244 synchron
verschieben und damit der Rahmen 250 nicht verklemmt.
Die Leitungen 308 und 310 verbinden das Ventil 286 mit den Greiferzylindern
262. Damit können die Greifer geöffnet oder geschlossen werden. Ein Rückschlag
ventil 312 sichert die Lage der Greifer, wenn der Handhebel losgelassen wird. Mit
der Übergabeeinrichtung 200 ist die Bedienungsperson in der Lage, die Rohrschüsse
aus dem Rohrkasten 202 zur Bohreinheit zu transportieren, um an den Bohrstrang
Rohrschüsse anzusetzen. Ist die anfängliche Bohrung oder Pilotbohrung beendet, so
werden die Rohrabschnitte vom Rohrstrang abgenommen und in den Rohrkasten
202 zurückgelegt.
Bringt man eine Pilotbohrung ein, so müssen an den Bohrstrang weitere Rohr
segmente angesetzt werden. Wie bekannt, muß nach dem Vorwärtsbohren die Ver
bindung mit dem Bohrstrang gelöst, der Bohrwagen zurückgezogen, ein weiteres
Rohrsegment an den Bohrstrang angesetzt und die Bohrung fortgesetzt werden. Die
Rohrübergabeeinrichtung 200 dient zum Vorhalten und Positionieren der zusätzli
chen Rohrsegmente, so daß an den Bohrstrang angeschraubt werden können. Nach
Beendigung der Bohrung dient die Einrichtung 200 zum Lagern der Rohrsegmente
im Rohrkasten.
Mit dem Schwenkzylinder 270 wird die Welle 236 verdreht, so daß die Rohr
greifer 260 auf den gewünschten Rohrschuß im Rohrkasten hinweisen. Dann tele
skopieren die Zylinder 244 den Verlängerungsrahmen 250 mit den Rohrgreifern, bis
sich die Greiffinger 258 und 260 um den ausgewählten Rohrschuß schließen. Übli
cherweise wird dies der Bohreinheit am nächsten liegende Rohrschuß sein.
Dann wird die Welle 236 vom Zylinder 270 gedreht und werden die Zylinder
244 eingefahren, so daß der Rohrschuß von der Oberseite der Seitenplatten frei
kommt. Sobald der Rohrschuß über dem Rohrkasten steht, wird die Welle 236 in
Richtung auf die Spindelachse 24 verdreht, dies kann vom Einstellanschlag 266
bestimmt sein.
Ist es soweit, so fahren die Zylinder 244 aus und bringen den erfaßten Rohr
schuß zur Spindelachse 24. Der Bohrwagen wird nach vorne geschoben, so daß die
Spindel das obere Ende des Rohrschusses erfaßt und durch Drehen der Spindel er
folgt die Schraubverbindung. Dann wird die Spindel vorgeschoben und der Rohr
schuß gleitet durch die Greifer hindurch, um das andere Ende des Rohrschusses mit
dem Bohrstrang zu verbinden, worauf diese Verbindung erfolgt.
Die Greiferzylinder 262 werden dann betätigt und geben den Rohrschuß frei
und die Zylinder 244 fahren den Verlängerungsrahmen 250 von dem installierten
Rohrschuß weg. Der Schwenkzylinder 270 verdreht dann die Welle 236, so daß der
nächste Rohrschuß im Rohrkasten aufgenommen werden kann. Ist die Bohrung län
ger als die Anzahl der Rohre im Kasten, so wird das leere Gerüst 222 entfernt und
durch ein volles ersetzt.
Zum Abbau der Rohrschüsse wird der Wagen der Bohreinheit zurückgefahren,
um den Bohrstrang aus der Bohrung herauszuholen und der erste Rohrschuß im
Bohrstrang wird gelöst. Die Rohrgreifer 256 erfassen den Rohrschuß vor oder nach
dem Lösen der Verschraubung.
Der Wagen wird soweit zurückgeschoben, daß die Gewinde freikommen, dann
rotiert die Spindel und wird zurückgefahren, um sich vom oberen Ende des Rohr
schusses zu lösen. Dann wird der Rohrschuß zurück in den Rohrkasten verbracht,
indem zuerst die Zylinder 244 zurückgefahren werden und dann der Schwenkzylin
der 270 verdreht wird, so daß der Rohrschuß über dem Rohrkasten steht. Dann wer
den die Zylinder 244 ausgefahren und senken den Rohrschuß in den Kasten ab. Die
Greiferzylinder 262 werden betätigt und geben den Rohrschuß frei, der dann in den
Kasten fällt. Dabei soll sich der Rohrschuß nicht seitlich verkanten. In der darge
stellten Ausführungsform besitzt der Bedienende eine gewisse Freiheit dahinge
hend, welchen Rohrschuß er aufnimmt und wohin der Rohrschuß zurückgelegt wird.
Außerdem ist es Sache des Bedienenden, die Zylinder 244 soweit zu fahren, bis sie
mit der Spindelachse übereinstimmen, auch wenn die Schwenkbewegung des Zylin
ders vom Einstellanschlag 266 kontrolliert ist. Damit ist diese Übergabeeinrichtung
weniger automatisiert und dient hauptsächlich zur Erleichterung der menschlichen
Arbeit. So könnte die Übergabeeinrichtung auch getrennt von der Bohreinheit auf
gestellt werden. Dies gilt auch für die Aufstellung der Ladeeinrichtung 222 getrennt
vom Rohrkasten 202. Beispielsweise könnte man die Übergabeeinrichtung 200 auf
einem Anhänger aufstellen, der neben der Bohreinheit steht. Beispielsweise könnten
die beiden Linearzylinder 244 einen Strömungsteiler 306 erhalten, so daß sie syn
chron fahren. Freilich könnten auch zwei Kugelumlaufantriebe, Zahnstängen o. ä. als
Antrieb verwendet werden.
Außerdem könnte auch die Bohreinheit selbst mit Mitteln versehen werden,
die Rohrschüsse aufzunehmen. Diese könnten in der Spindelachse liegen, um so den
Rohrschuß unmittelbar auszurichten. Sie könnten weggeschwenkt oder zurückge
fahren werden, wenn der Bohrwagen während des Bohrvorgangs vorgeschoben
wird. Damit ist die Ausrichtung der Achsen 24 und 238 weniger kritisch und dies
erleichtert das Aufstellen der Einrichtung 200 oder der Ladeeinrichtung 222 ge
trennt von der Bohreinheit.
Ferner ist die bauliche Trennung der Ladeeinrichtung 222 vorteilhaft, da sie
jederzeit an einen anderen Rohrkasten ansetzbar ist, was besonders bei langen
Bohrlöchern vorteilhaft ist. Mit der Übergabeeinrichtung 200 lassen sich auch ältere
Bohrmaschinen nachrüsten. Der Schwenkeinstellanschlag 266 macht es ferner
möglich, daß die Bedienperson nur die Zylinder 244 betätigen muß, also nur die
Bewegungen in einer einzigen Ebene zu beachten hat. Damit wird der Vorgang er
leichtert. Typischerweise sind die Verlängerungszylinder ohnehin in der Lage, wei
ter als bis zur Spindelachse auszufahren, da ein solcher Hub erforderlich ist, Rohr
schüsse in der unteren Reihe des Rohrkastens zu erreichen.
Es folgt die Beschreibung eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Diese Rohrübergabeeinrichtung 400 kann an einer Schiene 14 einer horizontalen
Bohrmaschine befestigt werden, wie dies Fig. 24 zeigt. Wiederum werden Rohr
schüsse 18 aus einem Magazin zu der Bohrmaschine verbracht sowie zurück, wobei
dies allgemein in horizontaler Lage erfolgt.
Eine Befestigung 402 in Fig. 24 dargestellt erleichtert eine genaue Ausrichtung
der Rohrschüsse 18 mit der Bohrmaschine 14 und dient zur Befestigung des Rah
mens 404 der Übergabeeinrichtung 400 an einem Flansch 406 mit mehreren
Schrauben 408. Der Flansch 406 ist vorzugsweise an der Bohrmaschine 14 ange
schweißt. Mit Hilfe der Schrauben 408 ist der Rahmen 404 in gewissem Grade ein
stellbar, um die Ausrichtung zur Spindelachse 24 zu bewerkstelligen. Zum Trans
port ist die Übergabeeinrichtung 400 leicht abnehmbar.
Die Übergabeeinrichtung 400 besteht aus einem Magazin 414 und einer Über
gabe 416. Das Magazin 414 liegt über dem Rahmen 404 und ist an diesem lösbar
befestigt. Wie Fig. 23 zeigt, besitzt das Magazin 414 dazu Ausnehmungen 420, die
mit Ösen 422 im Rahmen 404 fluchten, so daß mit Stiften 424 das Magazin 414 lös
bar befestigt werden kann.
Das Magazin 414 hat einen offenen Boden 428 und mehrere Schächte 430 zum
Aufnehmen der Rohrschüsse. Damit können viele Rohrschüsse 18 in dem Magazin
414 gestapelt werden. Die Schächte 430 sind von zwei Endteilen 434 und 435 und
vertikalen Teilungswänden 436 gebildet, die die Enden 438 und 440 jedes Rohr
schusses 18 aufnehmen.
Ferner besitzt gemäß Fig. 23 das Magazin zwei obere Streben 444 und zwei
untere Streben 446, welche dazu dienen, die Schächte 430 zu versteifen sowie auch
das Magazin 414.
Ein in Ausnehmungen 452 der Endteile 434 und 435 greifender schleifenför
miger Bügel 450 dient zum Anheben und Transportieren des Magazins. So kann das
Magazin vom Rahmen 404 im leeren oder vollen Zustand entfernt werden. Vor dem
Abheben werden Haltestifte 454 in Öffnungen 456 und 457 der Endteile 434 und
435 eingeschoben, um das Herausfallen der Rohrschüsse zu verhindern.
So ist also verständlich, daß die Rohrschüsse 18 vom offenen Boden 428 des
Magazins her zugänglich sind.
Unmittelbar unter dem Magazin 414 ist die Übergabeeinrichtung 416 angeord
net. Diese besitzt Arme 460, der von einem Antrieb 462 auf dem Rahmen 404 ver
schiebbar ist. Die Arme haben einen Rohrhalter 464 neben der Bohrmaschine 14
zum Abstützen eines Rohrschusses 18. Ferner ist am Rohrhalter 464 eine Klinke
466 vorgesehen, die einen Rohrschuß 18 hält. Vorzugsweise ist die Klinke 466 von
einer Feder 468 vorgespannt und hält den Rohrschuß 18 im Rohrhalter 464 fest, bis
die Ausrichtung mit der Spindelachse 24 erfolgt.
Quer zur Spindelachse 24 sind die Arme 460 hin und her verschiebbar, um
einen Rohrschuß zwischen der Bohrmaschine und dem Magazin 414 hin und her zu
fahren.
Der hierzu erforderliche Antrieb 462 besteht aus einer Zahnstange mit Ritzel
am Rahmen 404. Die Fig. 24 zeigt ein Ritzel 474, das mit einer Zahnstange 476 am
Arm 460 kämmt. Das Ritzel 474 sitzt auf einer Welle 478, die von einem Hydrau
likmotor 480 drehbar angetrieben ist.
Auf diese Weise lassen sich die Arme 460 in Querrichtung zur Bohrmaschine
14 in der Richtung X bzw. Y hin und her fahren.
Fig. 28 zeigt Rollen 482, damit sich der Rohrschuß 18 im Rohrhalter 464 nicht
axial verschieben kann. In normaler Betriebslage liegt die Spindelachse 24 in einem
Winkel von etwa 10 bis 20° zur Bodenoberfläche. Die Übergabeeinrichtung 400
fluchtet mit der Spindelachse der Bohrmaschine 14. Somit liegen die zur Spindel
achse 24 verbrachten bzw. abgenommenen Rohrschüsse 18 schräg. Bei diesem
Winkel können sich die Rohrschüsse 18 axial im Halter 464 verschieben. So liegen
die Rollen 482 neben den Haltern 464 und bestehen vorzugsweise aus einem elasti
schen Material, das einen gewissen Reibeingriff vermittelt. Die Rollen 482 lassen
die Drehung des Rohrschusses 18 zu, wenn dies beim Anschrauben und Abschrau
ben erforderlich ist.
Die Betriebsweise wird anhand der Fig. 25 bis 27 erläutert. Zur Herausnahme
eines Rohrschusses 18 aus dem Magazin 414 werden die Arme 460 zurückgefahren,
bis der Rohrhalter 464 unterhalb des ausgewählten Schachtes 430 steht.
Liegen die Rohrhalter 464 unterhalb des ausgewählten Schachtes, so geben sie
den Schacht 430 frei und der nächstliegende Rohrschuß 18 am offenen Boden 428
des Schachtes 430 fällt in die Rohrhalter 464, wie dies Fig. 24 zeigt. Die Klinke 466
hält dabei den Rohrschuß 18, so daß er nicht herausgleiten kann.
Dann werden die Arme 460 in Richtung X vorgeschoben, bis der Rohrschuß
18 mit der Spindelachse 24 fluchtet, worauf die Verschraubung mit dem Bohrstrang
erfolgt.
Zur Rückgabe eines Rohrschusses 18 aus der Bohrmaschine 24 werden die
Arme 460 zur Spindelachse 24 in Richtung X vorgeschoben. Die Klinke 466 wird
beim Anstoßen an den Rohrschuß 18 nach unten verschwenkt. Sobald die Ausrich
tung erfolgt ist, zieht die Feder 468 die Klinke 466 nach oben, so daß der Rohrschuß
18 gehalten ist. Dieser wird dann abgeschraubt und liegt auf dem Rohrhalter 464.
Dann werden die Arme 460 zurückgefahren in Richtung Y und in das Magazin ab
gelegt, wie jetzt beschrieben wird.
Wie die Fig. 29 und 30 zeigen, besitzt die Übergabeeinrichtung 400 eine Rück
führung 490 unterhalb des offenen Bodens 428 im Magazin 414, die aus den Rück
führarmen 492, Schwenkbolzen 494, einem Gelenk 496 und einem Hydraulikzylin
der 498 besteht. Die Rückführarme 492 sitzen am Rahmen 404 mittels der
Schwenkbolzen 494. Das Gelenk 496 verbindet den Hydraulikzylinder 498 mit den
Rückführarmen 492 über Stifte 500.
Zur Rückführung eines Rohrschusses 18 ins Magazin 414 wird ein nicht ge
füllter Schacht 430 ausgewählt und der Hydraulikzylinder 498 betätigt, um das Ge
lenk 496 in Richtung P auszufahren. Damit können die Rückführarme 492 einen
Rohrschuß 18 in den ausgewählten Schacht heben. Dann wird der Zylinder 498 ein
gefahren und damit verschiebt sich das Gelenk 496 in Richtung Q und die Rück
führarme 492 senken sich ab, bis der Rohrschuß 18 im Magazin 414 unmittelbar auf
den Armen 460 aufsetzt. Die Arme 460 können dann zur Spindelachse 24 hin ver
fahren werden, um einen weiteren Rohrschuß 18 von der Bohrmaschine 14 abzuho
len.
Vorzugsweise kann mit der Übergabeeinrichtung 416 auch ein Rohrschuß 18
unmittelbar zur Spindelachse 24 verbracht oder abgeholt werden, ohne daß das Ma
gazin von der Einrichtung 400 abgehoben werden muß. Hierfür werden die Arme
460 in eine Hilfsladestellung zurückgefahren, die in Fig. 26 dargestellt ist. Die
Arme 460 werden in Y-Richtung zurückgefahren und geben ausreichend Raum frei,
um Rohrschüsse 18 in die Bohrmaschine 14 zu laden oder von der Bohrmaschine
abzunehmen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Magazin 414 geleert
ist und nur noch wenige Rohrschüsse 18 bis zur Beendigung der Bohrung gebraucht
werden, die dann manuell zugeführt und rückgeführt werden, ohne daß man das
Magazin 414 von der Übergabeeinrichtung 400 entfernen muß.
Claims (48)
1. Übergabeeinrichtung für lange Gegenstände, insbesondere Rohrschüsse,
die horizontal oder annähernd horizontal gehalten sind, und die einer Maschine,
insbesondere einer horizontalen Bohrmaschine zugeführt und von dieser abgeführt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (Rohrschüsse 18) nahe der
Maschine (14) in einem Magazin (16; 80; 130; 140; 202; 414) abgelegt sind, wobei die
Gegenstände (Rohrschüsse 18) im Magazin für den Transport zu der Maschine in
passiver Weise ausgerichtet sind, und daß eine Übergabeeinrichtung (10; 160; 200;
400) für den Transport mindestens eines Gegenstandes zwischen dem Magazin und
der Maschine vorgesehen ist.
2. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an
einem Rahmen (12) eine Welle (20) drehbar angetrieben ist, an der mindestens ein
Haltebauteil (32, 33, 35) für einen Rohrschuß (18) befestigt ist, und daß durch Ver
drehen der Welle (20) die Greiferbauteile zwischen einem Magazin (16; 80; 130;
140; 202) der Maschine hin und her schwenkbar sind, und die Haltebauteile an der
Welle quer zu deren Längsachse zwischen einer ersten und einer zweiten Position
hin und her verschiebbar sind, wobei in der ersten Position ein Rohrschuß vom
Haltebauteil aufgenommen und in der zweiten Position vom Haltebauteil gelöst
wird.
3. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Magazin eine Rückgabestelle aufweist und die Greiferbauteile (32, 33, 35)
den Rohrschuß zu der Rückgabestelle verbringen.
4. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß für den Drehantrieb der Welle (20) sowie für den Linearantrieb
der Haltebauteile (32, 33, 35) jeweils ein Antrieb (26; 28, 30) vorgesehen ist.
5. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß für den Drehantrieb der Welle ein Hydraulikmotor vorgesehen
ist.
6. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Antrieb ein hydraulischer Zylinder (270, 276) ist, dessen Kolben über ein Drehge
lenk (278) die Schwenkwelle (236) verdreht.
7. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Drehwinkel der Schwenkwelle (236) von einem Einstellanschlag (266) einstellbar
ist.
8. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Anschlag (266) an einer Platte ausgebildet ist, die einstellbar am Rahmen (224) be
festigt ist.
9. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Greiferbauteil jeweils aus einem festen Finger (33) und einem
beweglichen Finger (35) besteht.
10. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
bewegliche Finger (35) von einer Feder (37) vorgespannt ist.
11. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
bewegliche Finger (260) mittels eines Zylinders (262) verschwenkbar ist.
12. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Greifbauteil ferner ein Führungsbauteil (246) aufweist, mit
dem das Greifbauteil rechtwinklig zur Schwenkwelle verschiebbar ist (Fig. 11).
13. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
Führungsbauteile (246) an der Schwenkwelle (236) befestigt sind und in den Füh
rungsbauteilen Führungsstangen (248) laufen (Fig. 11).
14. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Winkelstellung der Drehwelle (20, 236) angezeigt wird
(Einrichtung 73 in Fig. 1).
15. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Magazin mit der Übergabeeinrichtung lösbar verbunden ist.
16. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch ge
kennzeichnet, daß das Magazin und/oder die Übergabeeinrichtung mit Kranösen,
Öffnungen zum Anheben und/oder einer bügelartigen Einrichtung (48, 450) verse
hen ist.
17. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Magazin mit einem lösbaren Stirndeckel versehen ist und
damit die Rohrschüsse (18) stirnseitig zugänglich sind.
18. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
der Deckel (219) vom Rahmen des Magazins (202) entfernbar und in umgedrehter
Lage wieder ansetzbar ist, wobei dadurch die Länge des Magazins vergrößert wird
(Fig. 22).
19. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Schwenkwelle (236) und einem die Greiferbau
teile tragenden Rahmen (251) ein Linearzylinder (244) angeordnet ist, der zum Ein-
und Ausfahren des Rahmens vorgesehen ist, der mittels Führungsstangen (248) in
Führungshülsen (246) an der Schwenkwelle (236) geführt ist (Fig. 11).
20. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die ein Verschieben der Rohrschüsse
verhindern.
21. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Arme (an einem Rahmen 404) verschiebbar angeordnet sind und mit den Armen
Rohrschüsse (18) seitlich und rechtwinklig zur Spindelachse (24) der Bohrmaschine
hin und her bewegbar sind (Fig. 23 bis 30).
22. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Arme mit Haltern (464) für die Rohrschüsse versehen sind.
23. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohrhalter bogenförmig ausgebildet sind.
24. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeich
net, daß Klinken (466) zum Festhalten des Rohrschusses im Rohrhalter vorgesehen
sind.
25. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
die Klinken (466) und Federn (468) gespannt sind.
26. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Rahmenbauteile (402, 404) so ausgebildet sind, daß die Arme
(460) in eine Position verfahrbar sind, in der Rohrschüsse manuell eingelegt oder
entnommen werden können.
27. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Magazin (16; 80; 130; 140) jeweils mit einer Rückgabestelle (68; 104) und einer Auf
nahmestelle (70; 96) für die Rohrschüsse versehen ist.
28. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß
das Magazin (16; 80; 130; 140) eine Bahn (64; 72; 82) aufweist, längs der die Rohr
schüsse von der Rückgabestelle zur Aufnahmestelle gelangen.
29. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bahn S-förmig ist.
30. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bahn schachtförmig ist.
31. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Magazin Anschläge (74) nahe der Entnahmestelle aufweist,
welche die Rohrschüsse in der Magazinbahn am Austreten hindern, bis sie aus dem
Magazin entnommen werden.
32. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß
das Magazin mehrere senkrecht verlaufende Reihen (88; 90; 92) aufweist, wobei die
unteren offenen Enden der Reihen sich zur Übergabestelle öffnen und die offenen
oberen Enden zu der Rückgabestelle münden, und daß Anwähler (100, 102) den obe
ren offenen Enden der Bahnen zugehörig sind und damit die Rohrschüsse unter
Schwerkraft von der Rückgabestelle zur Entnahmestelle in einer ausgewählten Bahn
fallen.
33. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anwähler (100, 102) handbetätigt sind.
34. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeich
net, daß das Magazin (80) Sperrhebel (114, 120) am offenen unteren Ende bestimm
ter Bahnen (90, 92) aufweist, mit denen das Herausfallen von Rohrschüssen aus die
sen Bahnen gesperrt und freigegeben wird (Fig. 4).
35. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sperrhebel (114, 120) handbetätigt sind.
36. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeich
net, daß die Sperrhebel (114, 120) konkave bzw. konvexe Stirnflächen (118,122)
aufweisen, mit denen die Rohrschüsse positioniert werden.
37. Übergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch ge
kennzeichnet, daß in den senkrechten Bahnen des Magazins (80) Bremsmittel
(Gummistreifen 126) zum Abbremsen der Rohrschüsse vorgesehen sind.
38. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Magazin (160) eine teilkreisförmige Bahn (172) zum Ablegen von Rohrschüssen
(18) aufweist, die Bahn am unteren Ende geschlossen und am oberen Ende geöffnet
ist (Fig. 9).
39. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Einlegen und Entnehmen von Rohrschüssen in/aus der teilkreisförmigen Bahn
(172) ein Schwenkarm mit Greifern (33, 35) vorgesehen ist, und die den Schwenk
arm tragende Welle den Mittelpunkt der teilkreisförmigen Bahn bildet, wobei die
Rohrschüsse vom Schwenkarm zu jedem Punkt der teilkreisförmigen Bahn fahrbar
sind.
40. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Magazin (202) Kastenteile (214, 216) zum Stapeln von Rohrschüssen aufweist (Fig.
15 bis 17).
41. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß in
den Kastenteilen jeweils mehrere Rohrschüsse nebeneinander und in Reihen über
einander stapelbar sind.
42. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeich
net, daß die seitlichen Kästen (des Magazins) aus einem Boden (210) und zwei Sei
tenteilen (214, 216) bestehen und die Übergabeeinrichtung oberhalb der offenen
Seite des Magazins über diesem angeordnet ist.
43. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Magazin (400) aus senkrechten Schächten (430) besteht und der Zugang zu den
Schächten durch den offenen Boden hindurch erfolgt.
44. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohrschüsse (18) aus den Schächten mittels Arme (460) entnehmbar und zu
führbar sind.
45. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Arme in Querrichtung zur Rohrlängsachse mittels eines Antriebs verschiebbar sind,
der aus einer Zahnstange (476) und einem Ritzel (474) besteht.
46. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeich
net, daß die Rohrschüsse mittels einer Rückgabeeinrichtung in die Schächte (430)
anhebbar sind.
47. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß
unterhalb des Magazins (400) mindestens ein Rückführarm (492) vorgesehen ist,
der zum Anheben eines Rohrschusses in das Magazin dient, und daß ein Antrieb
(498) vorgesehen ist, der über ein Gelenk (496) die Rückführarme betätigt.
48. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohrschüsse im Magazin (400) beim Entfernen von der Übergabeeinrichtung
gegen Herausfallen gesichert sind (Stifte 454 in Fig. 23).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: SPARKS, DARREL W., PERRY, OKLA., US MCEWEN, RICHARD W., COYLE, OKLA., US DEKEN, ARTHUR D., PERRY, OKLA., US SEWELL, CODY L., PERRY, OKLA., US FRAZIER, RONALD A., PERRY, OKLA., US FRANKLIN, JAMES E., PERRY, OKLA., US SMITH, KEVIN L., PERRY, OKLA., US PAYNE, DAVID R., PERRY, OKLA., US |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Representative=s name: HEYER, V., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 806 |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: UEXKUELL & STOLBERG, DE Representative=s name: UEXKUELL & STOLBERG PARTNERSCHAFT VON PATENT- , DE |
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R071 | Expiry of right |