DE19712641B4 - Rohrübergabegerät und Verfahren zum Transportieren mehrerer Rohrschüsse - Google Patents

Rohrübergabegerät und Verfahren zum Transportieren mehrerer Rohrschüsse Download PDF

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Abstract

Rohrübergabeeinrichtung (400) an einer Bohrmaschine (14) zum Speichern und Transportieren von Rohrschüssen (18), mit einem Magazin (414), das mehrere Schächte (430) zum Speichern mehrerer Rohrschüsse (18) übereinander aufweist, und einer Übergabeeinrichtung (416) zum Transport mindestens eines Rohrschusses (18), wobei die Rohrübergabeeinrichtung (416) einen Rahmen (404) und einen am Rahmen gelagerten Arm (460) aufweist, der seitlich und rechtwinkelig zu einer Spindelachse (24) der Bohrmaschine (14) bewegbar ist und der mindestens einen Rohrschuss (18) von der Unterseite des Magazins (414) empfängt und der Bohrmaschine (14) zuführt oder von der Bohrmaschine (14) empfängt und der Unterseite des Magazins (414) zuführt, um ein Ein- und Ausladen von unterhalb des Magazins (414) sowie in die bzw. aus der Bohrmaschine (14) zu ermöglichen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrübergabegerät an einer Bohrmaschine zum Speichern und Transportieren von Rohrschüssen sowie ein Verfahren zum Transportieren mehrerer Rohrschüsse zu einer Bohrstelle und zum Einsatz bei der Bohrmaschine. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine horizontale Bohrmaschine, der Rohrschüsse in allgemein horizontaler Ausrichtung zugeführt werden.
  • In den vergangenen Jahren sind zahlreiche Versorgungsleitungen mit Hilfe von horizontalen Bohrmaschinen verlegt worden, so dass das Ausbaggern eines Grabens 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 Rohrschüssen, die miteinander verschraubt sind.
  • Beim Vorwärtstreiben der Bohrung müssen zusätzliche Rohrschüsse entsprechend der Länge der Bohrung hinzugefügt werden. Beim Ausräumen der Bohrung müssen die Rohrschüsse dann wieder gelöst und entfernt werden. Diese Arbeiten erfolgen häufig von Hand, auch mit Hilfe von Winden an der Bohrmaschine. Ferner müssen die einzelnen Rohrstrangabschnitte vor und nach dem Gebrauch gespeichert werden.
  • Aus der US 3,411,596 ist ein Rohrübergabegerät für die Übergabe horizontal gelagerter Gegenstände wie Bohrrohre zu einer Maschine offenbart, die ein Rohrmagazin und eine Übergabeeinrichtung für den Transport eines Rohres zwischen dem Magazin und der Bohrmaschine aufweist. Bei diesem Rohrübergabegerät be steht das Magazin aus Tragarmen, die Rohrschüsse speichern und sie zum Ergreifen durch Transportarme ausrichten. Sie sind so konstruiert, dass sie innerhalb einer Führung der Bohrvorrichtung vor- und zurück geschoben werden können, wobei die Tragarme an der Oberseite des Rohrübergabegerätes vorgesehen sind.
  • Aus der DE 27 45 858 A1 ist ein Kastenmagazin für die automatische Zuführung von zylindrischen Werkstücken zu einer Maschine oder sonstigen Vorrichtung bekannt. Dieses Kastenmagazin hat mehrere Schächte zum Speichern der Werkstücke übereinander. Dem Kastenmagazin ist eine Übergabeeinrichtung für den Transport der Werkstücke zu der Maschine bzw. sonstigen Vorrichtungen zugeordnet. Das Kastenmagazin besteht aus nach oben gleitbaren seitlichen Wänden, die jeweils zwischen zwei fest angeordneten Kastenwänden angeordnet sind. Es hat ferner einen Boden, auf dem die Werkstücke ruhen. Wenn die Werkstücke aus dem Kastenmagazin zu der Maschine bzw. sonstigen Vorrichtung transportiert werden sollen, werden die seitlichen Wände zwischen den fest angeordneten Kastenwänden nach oben gefahren. Die Vorschubeinrichtung der Übergabeeinrichtung bewegt sich dann in das Kastenmagazin hinein und verschiebt die Werkstücke, die auf dem Boden ruhen, zu der gegenüberliegenden Seite des Kastenmagazins. Hierbei rollen die Werkstücke auf den Boden, bis sie unter der nach oben gefahrenen seitlichen Wand hindurch treten und dann weiter gefördert werden können.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohrübergabegerät an einer Bohrmaschine zum Speichern und Transportieren von Rohrschüssen sowie ein Verfahren zum Transportieren mehrerer Rohrschüsse zu einer Bohrstelle und zum Einsatz bei der Bohrmaschine anzugeben, deren Betrieb automatisiert werden kann und welche sich durch einfache Konstruktion und Handhabung auszeichnen.
  • Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.
  • Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Rohrübergabegerät werden die Rohrschüsse durch die offene Unterseite des Magazins hindurch bewegt. Die Rohrschüsse können daher unter Schwerkraftwirkung aus dem Magazin entfernt werden. Ein Boden für das Magazin ist daher nicht erforderlich. Das erfindungsgemäß aus gebildete Rohrübergabegerät hat einen vergleichsweise einfachen Aufbau und ist kostengünstig in seiner Herstellung. Es zeichnet sich ferner durch einfache Handhabung, geringes Gewicht und kostengünstige Herstellung aus. Schließlich hat das erfindungsgemäße Rohrübergabegerät eine hohe Betriebssicherheit, und eine Verletzungsgefahr für das Bedienungspersonal ist praktisch nicht vorhanden.
    •
  • Ein Ausführungsbeispiel ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Übergabeeinrichtung gemäß der Erfindung;
  • 2 eine Teilansicht des Magazins und der Übergabeeinrichtung der 1;
  • 3 eine Teilansicht der Übergabeeinrichtung der 1 bei Abgabe eines Rohrschusses aus dem Magazin;
  • 4 eine Teilansicht der Übergabeeinrichtung der 1 für die Übergabe eines Rohrschusses von der Spindelachse einer horizontalen Bohrmaschine;
  • 5 eine Teilansicht der Übergabeeinrichtung der 1 in einer Hilfsladeposition;
  • 6 eine Seitenansicht der Übergabeeinrichtung der 1 mit Darstellung der Rollen, die ein axiales Gleiten der Rohrschüsse beim Transport zwischen der Bohrmaschine und dem Magazin verhindern;
  • 7 eine Seitenansicht der Übergabeeinrichtung der 1 zur Darstellung der Anordnung für die Rückgabe der Rohrschüsse und
  • 8 eine Draufsicht auf die Übergabeeinrichtung zur Darstellung des Betriebes der Rohrrückgabe-Anordnung.
  • Es folgt die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Diese Rohrübergabeeinrichtung 400 kann an einer Schiene 14 einer horizontalen Bohrmaschine befestigt werden, wie dies 2 zeigt. Wiederum werden Rohrschüsse 18 aus einem Magazin zu der Bohrmaschine verbracht sowie zurück, wobei dies allgemein in horizontaler Lage erfolgt.
  • Eine Befestigung 402 in 2 dargestellt erleichtert eine genaue Ausrichtung der Rohrschüsse 18 mit der Bohrmaschine 14 und dient zur Befestigung des Rahmens 404 der Übergabeeinrichtung 400 an einem Flansch 406 mit mehreren Schrauben 408. Der Flansch 406 ist vorzugsweise an der Bohrmaschine 14 angeschweißt. Mit Hilfe der Schrauben 408 ist der Rahmen 404 in gewissem Grade einstellbar, um die Ausrichtung zur Spindelachse 24 zu bewerkstelligen. Zum Transport ist die Übergabeeinrichtung 400 leicht abnehmbar.
  • Die Übergabeeinrichtung 400 besteht aus einem Magazin 414 und einer Übergabe 416. Das Magazin 414 liegt über dem Rahmen 404 und ist an diesem lösbar befestigt. Wie 1 zeigt, besitzt das Magazin 414 dazu Ausnehmungen 420, die mit Ösen 422 im Rahmen 404 fluchten, so dass mit Stiften 424 das Magazin 414 lösbar 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 Rohrschusses 18 aufnehmen.
  • Ferner besitzt gemäß 1 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 schleifenförmiger 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 angeordnet. Diese besitzt Arme 460, die von einem Antrieb 462 auf dem Rahmen 404 verschiebbar sind. Die Arme haben einen Rohrhalter 464 neben der Bohrma schine 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 2 zeigt ein Ritzel 474, das mit einer Zahnstange 476 am Arm 460 kämmt. Das Ritzel 474 sitzt auf einer Welle 478, die von einem Hydraulikmotor 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.
  • 6 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 Spindelachse 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 elastischen Material, das einen gewissen Reibeingriff vermittelt. Die Rollen 482 lassen die Drehung des Rohrschusses 18 zu, wenn dies beim Anschrauben und Abschrauben erforderlich ist.
  • Die Betriebsweise wird anhand der 3 bis 5 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 2 zeigt. Die Klinke 466 hält dabei den Rohrschuss 18, so dass er nicht heraus gleiten 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 Ausrichtung 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 abgelegt, wie jetzt beschrieben wird.
  • Wie die 7 und 8 zeigen, besitzt die Übergabeeinrichtung 400 eine Rückführung 490 unterhalb des offenen Bodens 428 im Magazin 414, die aus den Rückführarmen 492, Schwenkbolzen 494, einem Lenker 496 und einem Hydraulikzylinder 498 besteht. Die Rückführarme 492 sitzen am Rahmen 404 mittels der Schwenkbolzen 494. Der Lenker 496 verbindet den Hydraulikzylinder 498 mit den Rückführarmen 492 über Stifte 500.
  • Zur Rückführung eines Rohrschusses 18 ins Magazin 414 wird ein nicht gefüllter Schacht 430 ausgewählt und der Hydraulikzylinder 498 betätigt, um das Gelenk 496 in Richtung P auszufahren. Damit können die Rückführarme 492 einen Rohrschuss 18 in den ausgewählten Schacht heben. Dann wird der Zylinder 498 eingefahren und damit verschiebt sich der Lenker 496 in Richtung Q und die Rückführarme 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 verfahren werden, um einen weiteren Rohrschuss 18 von der Bohrmaschine 14 abzuholen.
  • Vorzugsweise kann mit der Übergabeeinrichtung 416 auch ein Rohrschuss 18 unmittelbar zur Spindelachse 24 verbracht oder abgeholt werden, ohne dass das Magazin von der Einrichtung 400 abgehoben werden muss. Hierfür werden die Arme 460 in eine Hilfsladestellung zurückgefahren, die in 4 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 (15)

  1. Rohrübergabeeinrichtung (400) an einer Bohrmaschine (14) zum Speichern und Transportieren von Rohrschüssen (18), mit einem Magazin (414), das mehrere Schächte (430) zum Speichern mehrerer Rohrschüsse (18) übereinander aufweist, und einer Übergabeeinrichtung (416) zum Transport mindestens eines Rohrschusses (18), wobei die Rohrübergabeeinrichtung (416) einen Rahmen (404) und einen am Rahmen gelagerten Arm (460) aufweist, der seitlich und rechtwinkelig zu einer Spindelachse (24) der Bohrmaschine (14) bewegbar ist und der mindestens einen Rohrschuss (18) von der Unterseite des Magazins (414) empfängt und der Bohrmaschine (14) zuführt oder von der Bohrmaschine (14) empfängt und der Unterseite des Magazins (414) zuführt, um ein Ein- und Ausladen von unterhalb des Magazins (414) sowie in die bzw. aus der Bohrmaschine (14) zu ermöglichen.
  2. Rohrübergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (460) verschiebbar so angeordnet sind, dass die Rohrschüsse (18) mit den Armen seitlich und rechtwinklig zur Spindelachse (24) der Bohrmaschine hin und her bewegbar sind.
  3. Rohrbergabeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (460) mit Rohrhaltern (464) für die Rohrschüsse (18) versehen sind.
  4. Übergabeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrhalter (464) bogenförmig ausgebildet sind.
  5. Rohrübergabeeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Klinken (466) zum Festhalten des Rohrschusses im Rohrhalter (464) vorgesehen sind.
  6. Rohrübergabeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinken (466) durch Federn (468) vorgespannt sind.
  7. Rohrübergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (460) in eine Position verfahrbar sind, in der Rohrschüsse (18) manuell in die Rohrhalter (464) eingelegt oder aus ihnen entnommen werden können.
  8. Rohrübergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magazin (414) jeweils mit einer Rückgabestelle und einer Aufnahmestelle für die Rohrschüsse (18) versehen ist.
  9. Rohrübergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (460) in Querrichtung zur Rohrlängsachse mittels eines Antriebs verschiebbar sind, der aus einer Zahnstange (476) und einem Ritzel (474) besteht.
  10. Rohrübergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschüsse (18) mittels einer Rückgabeeinrichtung (490) in die Schächte (430) anhebbar sind.
  11. Rohrübergabeeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Magazins (414) mindestens ein Rückführarm (492) vorgesehen ist, der zum Anheben eines Rohrschusses (18) in das Magazin dient, und dass ein Antrieb (498) vorgesehen ist, der über einen Lenker (496) den Rückführarm (492) betätigt.
  12. Rohrübergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschüsse (18) im Magazin (414) beim Entfernen von der Übergabeeinrichtung (400) durch Stifte (454) gegen Herausfallen gesichert sind.
  13. Verfahren zum Transportieren mehrerer Rohrschüsse (18) zu einer Bohrstelle und zum Einsatz bei einer Bohrmaschine (14), die eine Verbindungsstelle zum Verbinden mindestens eines mehrerer Rohrschüsse (18) mit einem Bohrstrang hat, welches Verfahren folgende Schritte aufweist: Speichern mehrerer Rohrschüsse (18) in mehreren Schächten (430) an einer Speicherstelle parallel zu der Bohrmaschine (14), Zuführen mindestens eines Rohrschusses (18) von der Speicherstelle während einer Bohrphase zu einer Empfangsstelle, die seitlich neben der Verbindungsstelle liegt, und Transportieren des zugeführten Rohrschusses (18) seitlich und rechtwinklig zu einer Spindelachse (24) der Bohrmaschine (14) von der Empfangsstelle zur Verbindungsstelle der Bohrmaschine (14), wobei der Transport des zugeführten Rohrschusses (18) durch eine Querbewegung des zugeführten Rohrschusses (18) von unterhalb eines Magazins zwischen der Empfangsstelle und der Verbindungsstelle erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport des zugeführten Rohrschusses (18) zwischen der Empfangsstelle und der Verbindungsstelle durch eine geradlinige Hin- und Herbewegung erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschüsse (18) von der Verbindungsstelle der Bohrmaschine (14) abgezogen werden.
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