EP0527460B1 - Verfahren und Bohrgerät zum Bohren von Löchern im Erdreich oder Fels, insbesondere zur Herstellung von Verpressankern - Google Patents

Verfahren und Bohrgerät zum Bohren von Löchern im Erdreich oder Fels, insbesondere zur Herstellung von Verpressankern Download PDF

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EP0527460B1
EP0527460B1 EP92113583A EP92113583A EP0527460B1 EP 0527460 B1 EP0527460 B1 EP 0527460B1 EP 92113583 A EP92113583 A EP 92113583A EP 92113583 A EP92113583 A EP 92113583A EP 0527460 B1 EP0527460 B1 EP 0527460B1
Authority
EP
European Patent Office
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magazine
drilling device
drill
sections
section
Prior art date
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EP92113583A
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English (en)
French (fr)
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EP0527460A3 (en
EP0527460A2 (de
Inventor
Georg Dipl.-Ing. Tudora
Ralf Dipl.-Ing. Porzig
Nikolaus Hütte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stump Bohr GmbH
Original Assignee
Stump Bohr GmbH
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Publication date
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Publication of EP0527460A3 publication Critical patent/EP0527460A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B1/00—Percussion drilling
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
    • E21B19/146—Carousel systems, i.e. rotating rack systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/20—Combined feeding from rack and connecting, e.g. automatically
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B6/00—Drives for drilling with combined rotary and percussive action

Definitions

  • the invention relates to a method for drilling holes in the ground or rock, in particular for the production of grout anchors, and a drilling device for performing this method with the features of the preamble of claim 1 and 3 respectively.
  • Drilling devices for making holes for grout anchors in the ground or in the rock have a caterpillar vehicle with a carriage which is articulated on articulated arms in all spatial axes.
  • a magazine for several shots of the drill pipe is provided on such a drilling device.
  • the drive for the drill pipe with drill bit, which can be raised and lowered on the carriage, is mechanically shot by shot of the drill pipe from this magazine. After drilling the holes and before inserting the grouting anchors, the shots of the drill pipe are transferred back into the magazine. It is disadvantageous that such a drilling device cannot be used to drill a borehole, which can also move piping to support the borehole wall.
  • a drill which has a single magazine in which the shots of the drill pipe and the borehole casing are arranged concentrically one inside the other, see US-A-3734209.
  • the disadvantage here is that the borehole rod sections and borehole casing sections are unnecessarily long.
  • the concentrically arranged shots of the drill pipe and the borehole piping are taken together from the magazine for drilling the hole, for example by a double-head drive, and transferred into the borehole. After drilling the borehole, the borehole linkage must be transferred shot by shot into the magazine before inserting the grout anchor.
  • the magazine After inserting the grout anchor, the magazine is shot after shot of the drill string removed and transferred back into the magazine in a concentric arrangement with the drawn borehole casing section. Returning the shots of the drill pipe and the well casing to the magazine is cumbersome and time consuming. A special drive for the shots is also required.
  • the invention offers the advantage that the shots of the drill pipe and the borehole piping can be taken separately from one another and in chronological succession from a magazine and can be transferred back into this after drilling the hole for a compression anchor.
  • the supply of the shots of the drill pipe and the casing pipe in the magazine is simplified according to the invention.
  • separate magazines are used for the shots of the drill pipe and the well casing. These are preferably on the drill arranged one above the other.
  • the shots are successively removed from the magazines moved into the aligned working position and then back into the outer position. They are transferred by the drives in a concentric arrangement into the drilling position, where they are connected to the end of the shots for the drill pipe and the borehole casing located in the borehole.
  • the drill pipe is transferred shot by shot into the associated magazine.
  • the grouting anchor is then inserted into the still cased borehole.
  • the borehole piping is then drawn shot by shot and transferred to the associated magazine.
  • the magazines swivel into the working position and then back into the starting position.
  • the drilling device 1 can have a tracked vehicle 2 with hydraulically actuated articulated arms 3.
  • a carriage 4 which can be raised and lowered and can be moved in all spatial axial directions, is articulated thereon.
  • the drive head 7 of this drive 6 is used for rotary and / or impact drive for the drill pipe with drill bit.
  • the drive head 8 of this drive 6 is used for rotary and / or impact drive for the piping, if necessary with a drill bit of the borehole, if e.g. a double head drive is used.
  • With the duplex drive the borehole piping and the borehole rods are rotated and / or struck at the same time.
  • the drill drive 6 is driven by a feed drive 9 on the carriage 4 so that it can be raised and lowered.
  • a breaking, clamping and guiding device 11 which is used to hold, unscrew and close the connections, e.g. Threaded connections, the shots of the drill pipe and the downhole tubing is used.
  • connections e.g. Threaded connections
  • Bayonet connections are used.
  • magazines 12 for the shots 13 of the drill pipe are preferably arranged on both sides next to the carriage. These magazines 12 are turret-shaped.
  • the magazines 12 can be rotated about their central axis 14. They take several shots distributed around the circumference, freely removable from the outside.
  • Each magazine can be swiveled inward into a working position (not shown) from the external storage position according to FIG. 3 via a swivel drive about the swivel axis 15.
  • the drive head 7 take the aligned, assigned shot 13 of the drill string. After taking over the assigned shot 13, the magazine swings outwards again into the supply position.
  • magazines 16 for the shots 17 of the piping for the borehole are arranged in the same way on both sides of the mount 4.
  • These magazines 16 are also turret-shaped. They are rotatable about the central axes 18. They take several shots of the piping for the borehole, which can be freely removed from the outside, distributed around their circumference.
  • Each magazine can be transferred from an external supply position into a working position via a swivel drive about a swivel axis 19, in which the assigned section of the piping is aligned with the drive head 8.
  • the drill drive 6 After taking a shot 13 by the drive head 7, the drill drive 6 is moved downwards.
  • the drive head 8 takes over the aligned shot 17 of the borehole piping from the magazine 16 in the working position, which coaxially surrounds the shot 13 of the drill pipe as a tube.
  • the drill drive 6 then moves downward after the magazine 16 returns to its supply position.
  • the shots 13 and 17 are fixedly connected to the drill pipe or casing located in the borehole in a known manner using the breaking, clamping and guiding device 11.
  • the rotary and / or impact drive of the drilling drive 6 is then actuated.
  • the drill pipe is dismantled shot by shot.
  • the shots 13 of the drill pipe are then moved to the height of the magazine 12.
  • the magazines 12 are swung in.
  • the shots 13 are then transferred into the magazines 12 in a suitable position.
  • the magazines are then returned to their external storage position.
  • the grout anchor is then installed in the still cased borehole.
  • the piping is then dismantled shot by shot.
  • the shots 17 of the piping are transferred into the magazines 16 in a similar manner as described above.
  • the magazines do not have to be provided on the drill itself. They can also be placed in secondary positions, e.g. other vehicles.
  • the respective magazine 13 can have a locking device 20 according to FIG. 4, which is able to hold the shot 13 of the drill pipe in the working position so that it cannot rotate, so that the drive head 7 with this shot 13 e.g. is connected by screwing.
  • the weft 13 can have a thread 43 in the upper region, which is screwed to the drive head 7. 4, 6 and 7, the locking device 20 consists of two elements 21 and 22, each having a slide slope 24 and 25, which cooperate with each other.
  • the first element 21 is provided below a guide 27 with a key-shaped locking device 23, the front one Area is able to engage in a corresponding key surface 42 on the outer circumference of the weft 13. Below this key-shaped locking device 23, the first element 21 of the locking device 20 is designed such that it can slide past the outer circumference of the shot 13 on both sides.
  • the second element 22 is attached to a carriage 44, which is arranged in the central area Z of the respective magazine 12 or 16 on its central axis 14 or 18 so as to be vertically displaceable.
  • This carriage 44 is connected to a piston-cylinder unit 26, which is supported in the central area Z of the respective magazine.
  • Fig. 6 shows the locking device 20 in the retracted position.
  • the piston-cylinder unit 26 is actuated, the carriage 44 moves upwards on the axis 14, whereby the first element 21 is displaced to the right in the direction of the arrow in the direction of the arrow via the second element 22 and the sliding surface 24, and until the front of the key-shaped locking device 23 engages in the key surface 42 and thus holds the shot 13 which is in the working position in a rotationally secure manner.
  • the guide 27, which is fixedly connected to the central area Z, serves as a counter surface during the displacement process of the first element 21.
  • the drive head 7 can be shut down from above and connected to the weft 13 in a rotationally secure manner via the thread 43.
  • the piston-cylinder unit 26 is again acted upon, so that the locking device 20 moves back from the position shown in FIG. 7 to the position shown in FIG. 6.
  • the shot 13 is moved via the drive 6 or the drive head 7 down into the area of the magazine 16 in which the shots 17 of the piping are arranged.
  • These magazines also have a lock 20, as in the aforementioned embodiment, whereby in the same way the shot 17 of the piping in the working position is connected to the drive head 8 in a rotationally secure manner.
  • the drive heads 7 and 8 are released from the respective shots 13 and 17 via the device 11 and sweep back to their starting position.
  • the corresponding shots are moved back into the area of the magazines assigned to them after they have been loosened beforehand by the device 11 or by means of a screw connection.
  • the corresponding locking device 20 again comes into operation and holds the respective shots 13 and 17 in the working position in the respective magazine area until the connection between these shots and the drive heads 7 and 8 assigned to them are broken again. The shots are thus moved back from the working position into the storage position within the magazine 12 or 16 assigned to them.
  • the respective central axis 14 can be provided with a roller guide 28.
  • this roller guide 28 has two coaxially arranged rollers 30 and 29, which surround a guide slot 31 on both sides.
  • the respective shot 13 or 17 can thus be guided well between the rollers 29 and 30 assigned to them within the guide slot 31, so that there is an improvement in the mounting.
  • the tracked vehicle 2 is provided in the area of the carriage 4 with articulated arms 33 and 34 with a lifting and lowering working platform 32.
  • These articulated arms 33 and 34 are part of a four-bar linkage with a coupling 39 and a bearing 45, which is arranged on the tracked vehicle 2 next to the articulated arms 3.
  • the work platform 42 is attached to the rocker 39.
  • a piston-cylinder unit 41 one arm of which is arranged on the housing, while the other arm is connected to the articulated arm 33. If this piston-cylinder unit 41 is actuated, the two articulated arms 33 and 34 pivot upward, so that the work platform 32 moves in the direction of the arrow via the coupling 39.
  • the coupling 39 is always held in a position which ensures that the working platform 32 is always in a horizontal plane.
  • the two articulated arms 33 and 34 are designed telescopically.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bohren von Löchern im Erdreich oder Fels, insbesondere zur Herstellung von Verpreßankern, sowie ein Bohrgerät zur Ausführung dieses Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 bzw. 3.
  • Es sind z.B. Bohrgeräte zum Herstellen von Löchern für Verpreßanker im Erdreich oder im Fels bekannt. Diese besitzen ein Raupenfahrzeug mit einer Lafette, die an Gelenkarmen in allen Raumachsen bewegbar angelenkt ist. An einem solchen Bohrgerät ist ein Magazin für mehrere Schüsse des Bohrgestänges vorgesehen. Der an der Lafette heb- und senkbar angebrachte Antrieb für das Bohrgestänge mit Bohrkrone übernimmt maschinell Schuß für Schuß des Bohrgestänges aus diesem Magazin. Nach dem Bohren der Löcher und vor Einbringen der Verpreßanker werden die Schüsse des Bohrgestänges wieder in das Magazin überführt. Nachteilig ist, daß mit einem solchen Bohrgerät kein Bohrloch gebohrt werden kann, welches zur Abstützung der Bohrlochwandung auch eine Verrohrung versetzen kann.
  • Es ist auch schon ein Bohrgerät bekannt, welches ein einziges Magazin besitzt, in dem die Schüsse des Bohrgestänges und der Bohrlochverrohrung konzentrisch ineinander angeordnet sind siehe US-A-3734209. Nachteilig ist hierbei, daß die Bohrlochgestängeschüsse und Bohrlochverrohrungsschüsse unnötig lang sind. Hierdurch wird der Aufbau des Bohrgerätes konstruktiv aufwendig und daher unnötig verteuert. Die konzentrisch ineinander angeordneten Schüsse des Bohrlochgestänges und der Bohrlochverrohrung werden zum Bohren des Loches z.B. durch einen Doppelkopfantrieb gemeinsam aus dem Magazin entnommen und in das Bohrloch überführt. Nach dem Bohren des Bohrloches muß vor dem Einbringen des Verpreßankers das Bohrlochgestänge Schuß für Schuß in das Magazin überführt werden. Nach dem Einbringen des Verpreßankers wird Schuß für Schuß des Bohrlochgestänges aus dem Magazin entnommen und mit dem gezogenen Bohrlochverrohrungsschuß in konzentrischer Anordnung in das Magazin zurücküberführt. Das Zurückführen der Schüsse des Bohrlochgestänges und der Bohrlochverrohrung in das Magazin ist umständlich und zeitraubend. Auch ist ein spezieller Antrieb für die Schüsse erforderlich.
  • Weiterer bekannter Stand der Technik geht stets von Konstruktionen aus, bei welchen stets ein einziges Magazin Anwendung findet (DE 24 35 535 C2, DE-GM 18 88 205, DE-GM 87 14 952 U1, US 4 897 009; US 3 493 061, SU 785 460). Dieses einzige Magazin dient für Bohrgestängeschüsse, so daß die Effektivität dieser bekannten Vorrichtungen gering ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Bohrgerät zur Herstellung von Bohrlöchern im Erdreich oder Fels anzugeben, welches eine einfachere Handhabung der Schüsse für das Bohrgestänge und für die Bohrlochverrohrung erlaubt und zudem ermöglicht, daß das Bohrgerät einfacher, daher preiswerter aufgebaut ist. Dabei soll eine unnötige Bauhöhe des Bohrgerätes vermieden werden.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 3.
  • Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Schüsse des Bohrgestänges und der Bohrlochverrohrung getrennt voneinander und zeitlich nacheinander aus einem Magazin entnommen und in dieses nach dem Bohren des Loches für einen Verpreßanker zurücküberführt werden können. Insbesondere das Versorgen der Schüsse des Bohrlochgestänges und des Verrohrungsrohres in das Magazin wird nach der Erfindung vereinfacht.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden für die Schüsse des Bohrgestänges und der Bohrlochverrohrung getrennte Magazine verwendet. Diese sind vorzugsweise am Bohrgerät übereinander angeordnet. Die Schüsse werden nacheinander den in die fluchtende Arbeitsstellung und anschließend in die Außenlage zurückbewegten Magazinen nacheinander entnommen. Sie werden durch die Antriebe in konzentrischer Anordnung in die Bohrlage überführt, dort mit dem im Bohrloch befindlichen Ende der Schüsse für das Bohrgestänge und der Bohrlochverrohrung verbunden. Nach dem Bohren und Verrohren des Bohrloches von vorbestimmter Länge wird das Bohrgestänge Schuß für Schuß in das zugehörige Magazin überführt. Hierauf wird der Verpreßanker in das noch verrohrte Bohrloch eingebracht. Anschließend wird die Bohrlochverrohrung Schuß für Schuß gezogen und in das zugehörige Magazin überführt. Die Magazine schwenken hierzu in die Arbeitsstellung und anschließend in die Ausgangsstellung zurück.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht des Bohrgerätes nach der Erfindung;
    Fig. 2
    eine Teil-Frontansicht von Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Draufsicht nach der Linie III-III in Fig. 2;
    Fig. 4
    eine schematische Seitenansicht eines Magazins mit Arretiervorrichtung;
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf eine Rollenführung;
    Fig. 6
    eine vergrößerte schematische Darstellung der Arretiervorrichtung in zurückgeschobener Position;
    Fig. 7
    die Ausführungsform nach Fig. 6 in vorgeschobener Arretierposition;
    Fig. 8
    eine schematische Seitenansicht einer Arbeitsbühne.
  • Das Bohrgerät 1 kann wie üblich ein Kettenfahrzeug 2 mit hydraulisch betätigten Gelenkarmen 3 aufweisen. An diesen ist eine heb- und senkbare und nach allen räumlichen Achsrichtungen bewegbare Lafette 4 angelenkt. An dieser ist geführt ein Antrieb 6 angeordnet, der ein Duplex- oder Doppelkopfantrieb sein kann. Der Antriebskopf 7 dieses Antriebs 6 dient zum Dreh- und/oder Schlagantrieb für das Bohrgestänge mit Bohrkrone. Der Antriebskopf 8 dieses Antriebs 6 dient zum Dreh- und/oder Schlagantrieb für die Verrohrung ggf. mit Bohrkrone des Bohrloches, wenn z.B. ein Doppelkopf-Antrieb verwendet ist. Beim Duplex-Antrieb werden Bohrlochverrohrung und Bohrlochgestänge gleichzeitig gedreht und/oder geschlagen.
  • Der Bohrantrieb 6 ist über einen Vorschubantrieb 9 an der Lafette 4 heb- und senkbar angetrieben.
  • Am unteren Ende 10 der Lafette 4 ist eine Brech-, Klemm- und Führungsvorrichtung 11 vorgesehen, die zum Festhalten, Aufdrehen und Zudrehen der Verbindungen, z.B. Gewindeverbindungen, der Schüsse des Bohrgestänges und der Bohrlochverrohrung dient. Es können auch z.B. Bajonettverbindungen verwendet werden.
  • Nach der Erfindung sind vorzugsweise beidseitig neben der Lafette Magazine 12 für die Schüsse 13 des Bohrgestänges angeordnet. Diese Magazine 12 sind revolverkopfförmig ausgebildet. Die Magazine 12 sind um ihre Mittelachse 14 rotierbar. Sie nehmen um den Umfang verteilt mehrere Schüsse, nach außen frei entnehmbar auf. Jedes Magazin ist aus der außenliegenden Vorratslage nach Fig. 3 über einen Schwenkantrieb um die Schwenkachse 15 nach einwärts in eine Arbeitsstellung (nicht dargestellt) schwenkbar. In dieser Arbeitsstellung kann der Antriebskopf 7 den fluchtenden, zugeordneten Schuß 13 des Bohrgestänges aufnehmen. Nach Übernahme des zugeordneten Schusses 13 schwenkt das Magazin wieder in die Vorratslage nach außen.
  • Unterhalb der Magazine 12 für die Schüsse des Bohrgestänges sind beidseitig der Lafette 4 in gleicher Weise Magazine 16 für die Schüsse 17 der Verrohrung für das Bohrloch angeordnet. Diese Magazine 16 sind gleichfalls revolverkopfförmig ausgebildet. Sie sind um die Mittelachsen 18 rotierbar. Sie nehmen um ihren Umfang verteilt mehrere Schüsse der Verrohrung für das Bohrloch nach außen frei entnehmbar auf. Jedes Magazin ist über einen Schwenkantrieb um eine Schwenkachse 19 aus einer außenliegenden Vorratsstellung in eine Arbeitsstellung überführbar, in der der zugeordnete Schuß der Verrohrung mit dem Antriebskopf 8 fluchtet.
  • Nach Aufnahme eines Schusses 13 durch den Antriebskopf 7 wird der Bohrantrieb 6 nach abwärts bewegt. Der Antriebskopf 8 übernimmt aus dem in Arbeitslage befindlichen Magazin 16 den fluchtenden Schuß 17 der Bohrlochverrohrung, der als Rohr den Schuß 13 des Bohrgestänges koaxial umgibt.
  • Hierauf bewegt sich der Bohrantrieb 6 nach Rückkehr des Magazins 16 in seine Vorratslage nach abwärts. Die Schüsse 13 und 17 werden unter Verwendung der Brech-, Klemm- und Führungsvorrichtung 11 in bekannter Weise mit dem im Bohrloch befindlichen Bohrgestänge bzw. Verrohrung fest verbunden. Hierauf wird der Dreh- und/oder Schlagantrieb des Bohrantriebes 6 betätigt.
  • Nach Fertigstellung des Bohrloches wird zunächst Schuß für Schuß das Bohrgestänge abgebaut. Die Schüsse 13 des Bohrgestänges werden dann in die Höhe der Magazine 12 bewegt. Die Magazine 12 werden eingeschwenkt. Die Schüsse 13 werden darauf in passender Stellung in die Magazine 12 überführt. Hierauf werden die Magazine wieder in ihre außenliegende Vorratsstellung zurückgeführt.
  • Anschließend wird der Verpreßanker in das noch verrohrte Bohrloch eingebaut.
  • Hierauf wird Schuß für Schuß die Verrohrung abgebaut. Die Schüsse 17 der Verrohrung werden in ähnlicher vorbeschriebener Weise in die Magazine 16 überführt.
  • Damit die Länge der Lafette nicht zu groß und das Bohrgerät nicht zu schwer wird, empfiehlt es sich, für die Schüsse 13, 17 eine Länge von etwa 2 m zu wählen.
  • Es ist grundsätzlich auch möglich, die Schüsse 13 für das Bohrgestänge und die Schüsse 17 für die Bohrlochverrohrung nebeneinander in einem einzigen Magazin unterzubringen. Grundsätzlich müssen die Magazine auch nicht am Bohrgerät selbst vorgesehen sein. Sie können auch an nebengeordneten Stellen, z.B. anderen Fahrzeugen vorgesehen sein.
  • Beim Einschwenken des Magazins 13 aus seiner Vorratslage gemäß Fig. 3 in die Arbeitslage durch Drehen um die Schwenkachse 15 liegt ein Schuß 13 koaxial unter dem Antriebskopf 7. Dieser Antriebskopf 7 muß nun mit dem entsprechenden Schuß 13 funktionssicher verbunden werden. Zu diesem Zweck kann das jeweilige Magazin 13 eine Arretiervorrichtung 20 gemäß Fig. 4 aufweisen, welche in der Lage ist, den sich in Arbeitsstellung befindenden Schuß 13 des Bohrgestänges verdrehsicher zu haltern, so daß der Antriebskopf 7 mit diesem Schuß 13 z.B. durch Verschraubung verbunden wird. Hierbei kann der Schuß 13 im oberen Bereich ein Gewinde 43 aufweisen, welches mit dem Antriebskopf 7 verschraubt wird. Nach Fig. 4, 6 und 7 besteht die Arretiervorrichtung 20 aus zwei Elementen 21 und 22, welche jeweils eine Gleitschräge 24 und 25 aufweisen, die miteinander zusammenwirken.
  • Das erste Element 21 ist unterhalb einer Führung 27 fest mit einer schlüsselförmigen Arretierung 23 versehen, deren vorderer Bereich in der Lage ist, in eine entsprechende Schlüsselfläche 42 am Außenumfang des Schusses 13 einzugreifen. Unterhalb dieser schlüsselförmigen Arretierung 23 ist das erste Element 21 der Arretiervorrichtung 20 so gestaltet, daß es beidseitig am Außenumfang des Schusses 13 vorbeigleiten kann.
  • Das zweite Element 22 ist an einem Schlitten 44 befestigt, welcher im Zentralbereich Z des jeweiligen Magazins 12 bzw. 16 auf dessen Mittelachse 14 bzw. 18 höhenverschiebbar angeordnet ist. Dieser Schlitten 44 ist mit einer Kolbenzylindereinheit 26 verbunden, welche sich im Zentralbereich Z des jeweiligen Magazins abstützt.
  • Fig. 6 zeigt die Arretiervorrichtung 20 in zurückgezogener Position. Wird nun gemäß Fig. 7 die Kolbenzylindereinheit 26 betättgt, so schiebt sich der Schlitten 44 auf der Achse 14 nach oben, wodurch über das zweite Element 22 und die Gleitfläche 24 über die Gleitfläche 25 das erste Element 21 in Pfeilrichtung nach rechts verschoben wird, und zwar solange, bis die Vorderseite der schlüsselförmigen Arretierung 23 in die Schlüsselfläche 42 eingreift und damit den sich in Arbeitslage befindlichen Schuß 13 verdrehsicher haltert. Die fest mit dem Zentralbereich Z verbundene Führung 27 dient hierbei als Gegenfläche während des Verschiebevorgangs des ersten Elements 21.
  • Nunmehr kann von oben der Antriebskopf 7 heruntergefahren und über das Gewinde 43 verdrehsicher mit dem Schuß 13 verbunden werden. Nach dieser Verbindung wird die Kolbenzylindereinheit 26 wiederum beaufschlagt, so daß die Arretiervorrichtung 20 aus der in Fig. 7 dargestellten Position in die in Fig. 6 dargestellte Position zurückfährt. Der Schuß 13 wird über den Antrieb 6 bzw. den Antriebskopf 7 nach unten in den Bereich des Magazins 16 bewegt, in welchem die Schüsse 17 der Verrohrung angeordnet sind. Auch diese Magazine weisen - analog der vorgenannten Ausführung - jeweils eine Arretierung 20 auf, wodurch in gleicher Weise der sich in Arbeitsposition befindliche Schuß 17 der Verrohrung mit dem Antriebskopf 8 verdrehsicher verbunden wird.
  • Nach der Verbindung des Schusses 13 mit dem aus dem Erdreich ragenden zugeordneten Schuß und der analogen Verbindung des Schusses 17 mit dem aus dem Erdreich ragenden Teil des Bohrgestänges werden die Antriebsköpfe 7 und 8 von den jeweiligen Schüssen 13 und 17 über die Vorrichtung 11 gelöst und kehren in ihre Ausgangsposition zurück.
  • Nach Fertigstellung des Bohrloches werden die entsprechenden Schüsse in den Bereich der ihnen zugeordneten Magazine zurückbewegt, nachdem sie vorher durch die Vorrichtung 11 bzw. über Schraubverbindung vorgelockert wurden. Zur endgültigen Lösung der Verbindung zwischen dem jeweiligen Antriebskopf 7 und 8 und den ihnen zugeordneten Schüssen 13 bzw. 17 tritt wiederum die entsprechende Arretiervorrichtung 20 in Tätigkeit und hält die jeweilige, sich in Arbeitsposition befindenden Schüsse 13 bzw. 17 im jeweiligen Magazinbereich solange fest, bis die Verbindung zwischen diesen Schüssen und den ihnen zugeordneten Antriebsköpfen 7 und 8 wieder aufgehoben sind. Die Schüsse werden damit aus der Arbeitslage in die Vorratslage innerhalb des ihnen zugeordneten Magazins 12 bzw. 16 zurückbewegt.
  • Um die in den jeweiligen Magazinen 12 bzw 16 angeordneten Schüsse 13 bzw. 17 einwandfrei zu haltern und zu führen, kann gemäß Fig. 4 die jeweilige Mittelachse 14 mit einer Rollenführung 28 versehen sein. Diese Rollenführung 28 weist nach Fig. 5 jeweils zwei koaxial angeordnete Rollen 30 und 29 auf, welche einen Führungsschlitz 31 beidseitig umgeben. Damit kann der jeweilige Schuß 13 bzw. 17 gut zwischen den ihnen zugeordneten Rollen 29 und 30 innerhalb des Führungsschlitzes 31 geführt werden, so daß sich eine Verbesserung in der Lagerung ergibt. Nach Fig. 8 besteht die Möglichkeit, daß das Kettenfahrzeug 2 im Bereich der Lafette 4 über Gelenkarme 33 und 34 mit einer heb- und senkbaren Arbeitsbühne 32 versehen ist. Diese Gelenkarme 33 und 34 sind hierbei Teil eines Viergelenks mit einer Koppel 39 und einer Lagerung 45, welche am Kettenfahrzeug 2 neben den Gelenkarmen 3 angeordnet ist.
  • Es handelt sich hierbei um eine Doppelschwinge mit den beiden Gelenkarmen 33 und 34, sowie der Koppel 39, wobei insgesamt vier Gelenke 35, 36, 37 und 38 vorgesehen sind. An der Schwinge 39 ist die Arbeitsbühne 42 befestigt.
  • Zwischen den beiden Gelenkarmen 33 und 34 befindet sich eine Kolbenzylindereinheit 41, deren einer Arm am Gehäuse angeordnet ist, während der andere Arm mit dem Gelenkarm 33 in Verbindung steht. Wird diese Kolbenzylindereinheit 41 betätigt, so schwenken die beiden Gelenkarme 33 und 34 nach oben, so daß sich über die Koppel 39 die Arbeitsbühne 32 in Pfeilrichtung bewegt.
  • Über eine Kolbenzylindereinheit 40, welche am Gelenkarm 33 angeordnet ist, wird die Koppel 39 stets in einer Position gehalten, welche gewährleistet, daß sich die Arbeitsbühne 32 immer in einer hhorizontalen Ebene befindet. Zu diesem Zweck sind die beiden Gelenkarme 33 und 34 teleskopartig ausgebildet. Durch diese Arbeitsbühne 32 läßt sich der Arbeitsablauf des erfindungsgemäßen Bohrgerätes auf einfache Weise kontrollieren und funktionssicher steuern.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Bohren von Löchern im Erdreich oder Fels, insbesondere zur Herstellung von Verpreßankern,
    bei dem das Loch durch ein aus Schüssen zusammengesetztes, durch einen Rotations- und/oder Schlagantrieb eines Bohrgerätes angetriebenes Bohrgestänge mit Bohrkrone gebohrt,
    und die Bohrlochwandung durch ein aus Schüssen zusammengesetztes, durch einen Rotations- und/oder Schlagantrieb des Bohrgerätes angetriebenes Verrohrungsrohr abgestützt wird,
    wobei die Schüsse von Bohrgestänge und Verrohrungsrohr aus einem Magazin maschinell entnommen und nach dem Bohren des Loches in dieses zurücküberführt werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jeder Schuß (13) für das Bohrgestänge vom Antrieb (6, 7) des Bohrgerätes (1) für das Bohrgestänge, sowie jeder Schuß (17) für das Verrohrungsrohr vom Antrieb (6, 8) des Bohrgerätes (1) für das Verrohrungsrohr aus dem Magazin (12, 16) nacheinander übernommen wird und
    daß jeder Schuß für das Bohrgestänge und jeder Schuß für das Verrohrungsrohr nacheinander in das Magazin überführt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jeder Schuß (13) für das Bohrgestänge aus einem Magazin (12) und jeder Schuß (17) für das Verrohrungsrohr aus einem anderen Magazin (16) entnommen und in diese zurücküberführt werden.
  3. Bohrgerät zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2,
    mit einer Lafette,
    einem an der Lafette angebrachten heb- und senkbaren Rotations- und/oder Schlagantrieb für ein aus Schüssen zusammengesetztes Bohrgestänge mit Bohrkrone,
    einem an der Lafette angebrachten heb- und senkbaren Rotations- und/oder Schlagantrieb für eine aus Schüssen zusammengesetzte Bohrlochverrohrung,
    wobei
    wenigstens ein Magazin (12) für mehrere Schüsse (13) des Bohrgestänges vorgesehen ist, das aus einer außengelegenen Vorratslage in eine Arbeitslage überführbar ist, in der ein Schuß (13) mit dem zugehörigen Antrieb fluchtet und
    wenigstens ein Magazin (16) für mehrere Schüsse (17) der Bohrlochverrohrung vorhanden ist, das aus einer außenliegenden Vorratslage in eine Arbeitslage überführbar ist, in der ein Schuß (17) mit dem Antrieb für die Verrohrung des Bohrloches fluchtet.
  4. Bohrgerät nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Magazine (12, 16) für die Bohrgestängeschüsse (13) und die Bohrlochrohrschüsse (17) am Bohrgerät beidseitig an der Lafette (4) angeordnet sind.
  5. Bohrgerät nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Magazine (12, 16) für die Bohrgestängeschüsse (13) und die Bohrlochrohrschüsse (17) übereinander angeordnet sind.
  6. Bohrgerät nach den Ansprüchen 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jedes Magazin (12) für die Bohrgestängeschüsse (13) über jedem Magazin (16) für die Bohrlochrohrschüsse (17) angeordnet ist.
  7. Bohrgerät nach den Ansprüchen 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jedes Magazin (12, 16) revolverkopfartig ausgebildet und um eine zur Längsachse der Lafette (4) parallele Schwenkachse (15, 19) schwenkbar und um eine Mittelachse (14, 18) rotierbar ist.
  8. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Magazinbereich (12, 16) mindestens eine Arretiervorrichtung (20) zur Halterung eines Schusses (13, 17) angeordnet ist.
  9. Bohrgerät nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Arretiervorrichtung (20) mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar ist.
  10. Bohrgerät nach Anspruch 8 und 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jedes Magazin (12, 16) eine von der Vorratslage in die Arbeitslage und umgekehrt einschwenkbare Arretiervorrichtung (20) aufweist.
  11. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Arretiervorrichtung (20) jeweils aus zwei Elementen (21, 22) mit zusammenwirkenden Gleitkurven (24, 25) besteht, wobei das erste, mit einer schlüsselförmigen Arretierung (23) versehene Element (21) durch vertikale Beaufschlagung des zweiten Elements (22) horizontal bewegbar ist.
  12. Bohrgerät nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Elemente (21, 22) als Gleitkurven jeweils eine Gleitschräge (24, 25) aufweisen.
  13. Bohrgerät nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das zweite Element (22) im Zentralbereich (Z) des jeweiligen Magazins (12, 16) gelagert und über eine Kolbenzylindereinheit (26) und einen Schlitten (44) vertikal bewegbar ist.
  14. Bohrgerät nach Anspruch 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß oberhalb der schlüsselförmigen Arretierung (23) des ersten Elements (21) im Zentralbereich (Z) des jeweiligen Magazins (12, 16) jeweils mindestens eine Führung (27) angeordnet ist.
  15. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zentralbereich (Z) jedes Magazins (12, 16) jeweils mindestens eine Rollenführung (28) für die Schüsse (13, 17) aufweist.
  16. Bohrgerät nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jeder Schuß (13, 17) zwischen zwei koaxial angeordneten Rollen (29, 30) innerhalb eines Führungsschlitzes (31) liegt.
  17. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Kettenfahrzeug (2) im Bereich der Lafette (4) über Gelenkarme (33, 34) mit einer heb- und senkbaren Arbeitsbühne (32) versehen ist.
  18. Bohrgerät nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die teleskopartig ausgebildeten Gelenkarme (33, 34) Teil eines Viergelenks sind.
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