Hydraulisches Gerät zum Niederbohren der Verrohrung in Bohrlöchern Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Ge rät zum Niederbohren der Verrohrung in Bohrlöchern, wobei der Verrohrung eine zyklisch wechselnde Dreh bewegung gleichzeitig mit der Axialbewegung der Ver- rohrung erteilt wird.
Zur Durchführung dieses Arbeitsverfahrens ist es bekannt, auf der Verrohrung eine lösbare Schelle zu be festigen, die mit einem oder mit zwei Armen versehen ist, welche die Kolbenstangen hydraulischer Zylinder- und Kolbeneinrichtungen darstellen, so dass durch Zu fuhr von Druckmittel zu den Zylindern die Verrohrung nach Massgabe des Hubes der hydraulischen Zylinder- und Kolbeneinrichtungen zyklisch hin und her ge schwenkt wird,
während die Axialbewegung der Ver- rohrung ebenfalls meistens durch hydraulische Zylinder und Kolbeneinrichtungen vorgenommen wird, die das Rohr nach unten ziehen, meistens aber nur nach oben drücken, um es dann wieder unter dem Einfluss der eigenen Schwerkraft absinken zu lassen, wobei das Rohr dann zusätzlich durch Gewichte belastet werden kann.
Der Nachteil dieser bekannten Einrichtungen ist der, dass für die Durchführung der beiden sich überlagernden Bewegungen, nämlich der Schwenkbewegung oder Dreh bewegung um die Längsachse des Rohres und die axiale Auf- und Abbewegung durch die Presszylinder zwei Rohrschellen auf dem Rohr angeordnet sein müssen, weil die Abstützung der Presszylinder, die die Verroh- rung in axialer Richtung bewegen, sich nicht an der ver- schwenkenden Rohrschelle abstützen können.
Folglich wird eine Rohrschelle vorgesehen, die das Rohr lose umgibt und sich gegen die untere Seite der sich bewe genden Rohrschelle legt, wobei zwischen beiden Schel len eine gute Gleitberührung vorhanden sein muss.
Diese Ausgestaltung ist nicht nur aufwendig, son dern auch anfällig gegen Störungen, weil es leicht vor kommen kann, dass die stationär zu haltende Rohr schelle von der sich hin und her bewegenden Rohr schelle mitgenommen wird, sei es auch nur sein ganz kurzes Stück, so dass die senkrecht und stationär zu haltenden Presszylinder, die parallel zur Achse der Ver- rohrung angeordnet sind, verbogen werden, so dass es zu übermässigen Abnutzungen an den Kolbenstangen oder Kolbenstangendichtungen oder gar zu einer völli gen Unbrauchbarmachung dieser Presszylinder kommt.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist der, dass die Presszylinder nur dann für ein Nieder drücken der Verrohrung ausgenutzt werden können, wenn sie an einer die Verrohrung umgebenen, ver hältnismässig tief in das Erdreich hinabreichenden Fun- damenbierung befestigt sind.
Diese Ausgestaltung ist in vielen Fällen aufgrund der Bodenbeschaffenheit gar nicht möglich, so dass also die Verrohrung nach wie vor in altbekannter Weise durch Belastung mit Gewichten niedergedrückt werden muss oder, wenn die Herstellung eines Fundamentes möglich ist, stehen diese Kosten oft in keinem Verhältnis zur herzustellenden Verrohrung.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Gerätes der oben geschilderten Art, welches die erwähnten Nachteile der bekannten Geräte nicht besitzt, wesentlich einfacher in der Herstellung ist und folglich auch wesentlich leichter im Transport ist, was für Geräte der in Rede stehenden Art oft von ganz besonderer Bedeutung ist.
Erreicht wird der Vorteil erfindungsgemäss dadurch, dass wenigstens zwei hydraulische Zylinder- und Kol beneinrichtungen vorgesehen sind, deren Kolbenstangen- :enden an einem Kardangelenk zwischen den seitlichen Verlängerungen einer zweiteiligen Rohrschelle befestigt sind, während das untere, sich abstützende Ende des Zylinders über ein Universalgelenk in einem die Ver- rohrung umgebenden, verstellbaren Rahmen gelagert ist.
Das das untere Ende des Presszylinders tragende Universalgelenk ist zweckmässigerweise ein Kugelgelenk, welches in einer im Rahmen auf Profilen verstellbaren Bodenplatte angeordnet ist. Diese Bodenplatte kann durch Schraub- oder Steckbolzen lösbar mit dem Rah men verbunden werden.
Die an sich bekannte zweiteilige Rohrschelle wird vorzugsweise nicht durch mechanische Einrichtungen geschlossen, sondern durch hydraulische Zylinder- und Kolbeneinrichtungen gegen das Rohr gepresst und mit tels Federn geöffnet, wenn das hydraulische Druckmittel von den die Schelle schliessenden Zylinder- und Kolben einrichtungen abgelassen wird.
Der die Verrohrung um gebende Rahmen besteht zweckmässigerweise aus längs- und querverlaufenden Stahlprofilen, die miteinander lös bar verspannt und verschraubt sind und gleichzeitig das Fundament für den mehrbeinigen Bohrmast bilden.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausfüh- rungsbeispiel, welches in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
In dieser Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des Gerätes und Fig.2 eine Draufsicht auf das Gerät nach Fig. 1. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfasst das erfindungs gemässe Gerät einen kräftigen, aus Stahlprofilen zu sammengesetzten und ganz in seine Einzelteile oder in einige Hauptteile zerlegbaren Rahmen 1, der das Bohr loch mit der darin niederzubringenden Verrohrung um gibt und wie weiter unten noch ausführlich beschrieben werden wird, das Fundament für den Bohrmast,
der vorzugsweise mehrbeinig, d. h. drei- oder vierbeinig ist, bildet. .Zwischen parallel zueinander verlaufenden Pro filen 2 und 3 bzw. 2' und 3' des Rahmens 1 sind verstell- und arretierbare Bodenplatten 4 angeordnet, die auf Profilen 5 und 6 verschiebbar sind und an diesen bei spielsweise durch Steckbalzen oder Schraubbolzen be festigt werden,
welche durch Löcher 7 und 8 in den Profilen 5 und 6 und Löcher entsprechender Grösse und entsprechenden Abstandes in den Bodenplatten 4 gesteckt werden.
Diese Bodenplatten tragen das untere Universal gelenk 9 der seitlich der Verrohrung angeordneten Presszylinder 11', die hydraulisch betätigte Zylinder- und Kolbeneinrichtungen sind.
Diese Presszylinder tra gen am unteren Ende ihrer Zylinder im dargestellten Ausführungsbeispiel kugelförmig ausgestaltete Ansätze 10, die in einer auf der Bodenplatte 4 angeordneten Kugelpfanne gelagert sind. Die Kolbenstange 11 des Presszylinders, die nach oben aus dem Zylinder heraus ragt, ist bei 12 in einem Kardangelenk befestigt, das zwischen den Armen 13 und 14 einer aus den Teilen 15 und 16 bestehenden Rohrschelle angeordnet ist.
Wie Fig.2 erkennen lässt, sind zwei Presszylinder angeordnet, die auf beiden Seiten des Rohres an der zweiteiligen Rohrschelle angreifen. Beide Presszylinder sind sowohl in ihrer Ausgestaltung als auch in ihrer An ordnung identisch.
Die Teile 15 und 16 der Rohrschelle mit den Armen 13 und 14 werden durch hydraulische Einrichtungen 17 und IS zusammengehalten. Dafür ist jeweils der Zylinder 19 und 20 an einem Teil, beispielsweise 15, befestigt, während die verlängerte Kolbenstange 21 das andere Teil der zweiteiligen Rohrschelle erfasst. Zwischen den beiden Teilen 15 und 16 der Rohrschelle sind Federn 22 auf den verlängerten Kolbenstangen 21 angeordnet, die bei Druckentlastung der hydraulischen Einrichtungen 17 und 18 die Rohrschellenteile .so weit auseinanderdrück- ken, dass die Rohrschelle auf dem Futterrohr verschoben werden kann.
Die Verschiebung erfolgt durch die seit lichen Presszylinder. Die Druckmittelzuführung zu den hydraulischen Einrichtungen zum Schliessen der Rohr schelle erfolgt über die Leitungen 23, 24, die von der Steuervorrichtung 25 ausgehen.
Die seitlichen Arme 14 des Rohrschellenteiles 16 sind etwas länger als die Arme 13 des Teiles 15, weil an diesen Armen die an sich bekannten hydraulischen Einrichtungen 26, 27 angelenkt sind, die der Verroh- rung die zyklische Schwenkbewegung um ihre Längs achse erteilen.
Die hydraulischen Einrichtungen 26 und 27 sind mit ihren anderen Enden 28, 29, welche Ver- längerungen des Zylinders darstellen, kardanisch an entsprechenden Stützen 30 angelenkt, die auch den Wagen 31 auf den Rahmen 1 abstützen. Der Wagen 31 enthält die Aggregate und Einrichtungen, die zum Boh ren und zur Erzeugung und Steuerung des hydraulischen Druckmittels erforderlich sind. Da die den hydraulischen Druck erzeugenden und steuernden Einrichtungen in ihrer Art wohlbekannt sind, sind sie in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Die Zuführung des Druckmittels für die seitlichen, an die Rohrschelle angreifenden Presszylinder erfolgt über die Leitungen 32, 33 und die Zuführung des Druckmittels für die die Verrohrung vierschwenken den hydraulischen Einrichtungen 26, 27 über die Lei tungen 34 und 35.
Auf den Querträgern 36 des Rahmens 1 ist der vor zugsweise vierbeinige Bohrmast angeordnet. Die einzel nen Beine des Bohrmastes sind bei 37, 38, 39 und 40 schematisch angedeutet. Dadurch wird der Rahmen 1 nicht nur mit dem Gewicht des Bohrmastes belastet, sondern auch mit allen im Bohrmast hängenden Ein richtungen, die zum Niederbringen der Bohrung und Verrohrung erforderlich sind, so dass der Rahmen 1 ins gesamt mit einem Gewicht von vielen Tonnen gegen die Erdoberflächv gedrückt wird.
Das bedeutet, dass die Presszylinder auf beiden Seiten des in Fig. 1 bei 41 an gedeuteten Futterrohres dieses auch nach unten in die Erde drücken können, ohne dass wie bei den bekannten Einrichtungen, ein tiefer Aushub um das Bohrloch herum vorgenommen werden muss, um darin ein in Form eines Rostes gebildetes Fundament anordnen zu können. Die Verstellung der Fussplatten 4 auf den Pro filen 5 und 6 dient zur Ausrichtung des unteren Stütz lagers der Presszylinder zum oberen Kardanlager der Kolbenstange des Presszylinders an der Rohrschelle 15, 16.
Im Betrieb des Gerätes würde zunächst die Rohr schelle an den Kardangelenken 12 zwischen den seit lichen Armen 13, 14 an den Kolbenstangen 11 der seit lichen Presszylinder aufgehängt, worauf die Presszylin- der mit Druckmittel derart versorgt würden, dass die Kolbenstangen und damit die Rohrschelle nach oben ge fahren würde.
In der oberen Stellung wird Druckmittel den hydrau lischen Einrichtungen 17 und 18 zum Schliessen der Rohrschelle zugeführt. Jetzt wird Druckmittel über die Leitungen 34 und 35 den hydraulischen Einrichtungen 26 und 27 zyklisch wechselnd so zugeführt, dass der Druck einmal von links und einmal von rechts auf den Kolben 42 dieser Einrichtungen trifft, so dass die Rohr schelle und damit das Futterrohr 41 zyklische Schwenk bewegungen um ihre Achse 43 ausführt.
Da die seitli chen Presszylinder mit ihren beiden Enden, d. h. im Rahmen 1 über sein Kugelgelenk und an der Rohrschelle über ein Kardangelenk, gelagert sind, führen die obe ren Enden der Kolbenstangen der Presszylinder, bei spielsweise an den Punkten 44, Schwingbewegungen aus, die auf einem Kreisbogen liegen, dessen Radius dem ausgefahrenen Press-Zylinder entspricht.
Dadurch wird das Futterrohr bei der zyklisch wechselnden Schwenkbewegung um seine Achse 43 durch die Ein richtungen 26, 27 auf und ab bewegt, ohne dass ein Wechsel im Druck oder in der Richtung der Zuführung des Druckmittels stattfinden muss. Diese Auf- und Ab bewegung kann in ihrem gesamten Bereich unter Be lastung bzw. Entlastung des Futterrohres erfolgen.
Die vorstehend beschriebene Erfindung lässt erken nen, dass also nur eine Rohrschelle vorhanden ist, an der sowohl die hydraulischen Einrichtungen zur Erzeu- gung der zyklischen Schwenkbewegung für die Verroh- rung angreifen als auch die hydraulischen Einrichtun gen,
die der Verrohrung die axiale Bewegung nach oben oder nach unten erteilen. Durch die Anordnung von Kardangelenken für das Ende der Kolbenstange und des Kugelgelenks für das freie Ende des Zylinders an den seitlich der Verrohrung angeordneten hydraulischen Zy linder- und Kolbeneinrichtungen ist eine zweite Schelle nicht mehr erforderlich und die hydraulischen Zylinder- und Kolbeneinrichtungen können die Schwenkbewegung der Verrohrunig ohne weiteres mitmachen.
Dabei be schreibt der Anlenkpunkt des Kolbenstangen@endes in dem Kardangelenk an der Rohrschelle je. nach Ausmass der zyklischen Schwenkbewegung der Verrohrung um die Längsachse einen Kreisbogen, dessen Radius der Länge der hydraulischen Zylinder- und Kolbeneinrich tungen entspricht.
Es ist zu erkennen, dass das erfindungsgemässe Ge rät den bekannten Geräten nicht nur @in der Arbeits weise, wie sie eben oben geschildert worden ist, über legen ist, sondern auch in der Ausgestaltung, weil der zu Störungen führende, die Presszylinder aufnehmende zweite, das Futterrohr umgebende Ring, der sich seiner seits auf die Rohrschelle abstützt, wegfällt.
Da ferner sowohl die hydraulischen Bewegungsein richtungen für die Schwenkbewegung um die Achse der Verrohrung als auch für die; Axialbewegung der Ver- rohrung sowie auch die Betätigung der Rohrschelle hy draulisch erfolgt, kann das gesamte Gerät automatisch ferngesteuert werden, ohne dass überhaupt eine mecha nische Betätigung an irgendeinem Teil durch einen Arbeiter notwendig ist.
Da weiterhin auf dem, erwähnten Rahmen der über der Verrohrung stehende, viele Tonnen schwere, mehr- beinige Bohrmast angeordnet ist, können die hydrauli schen Zylinder- und Kolbeneinrichtungen, die seitlich und achsparallel zur Verrohrung angeordnet sind, auch zum Niederdrücken der Verrohrung verwendet werden, ohne dass ein die Verrohrung bzw. das mit der Verroh rung zu versehene Bohrloch umgebendes Fundament zu errichten ist.
Da der die Verrohrung umgebende Rah men, der auch den Bohrmast trägt, viele Tonnen schwer ist, kommt das einer Belastung der Verrohrung mit die sem Gewicht gleich.