DE10104337A1 - Gestängewechseleinrichtung für Horizontalbohrgeräte - Google Patents

Abstract

Für Horizontalbohrgeräte 1 ist eine Gestängewechseleinrichtung vorgesehen, bei der neben dem Zuführungsraum 20 mit den Gestängeklammern 22, 23 auch die gesamte Gestängebox 10 in Richtung auf die Bohrachse bzw. Längsachse 45 verschiebbar ist. Der Zuführungsarm 20 legt immer den gleichen Weg zurück, sodass damit eine exakte Führung immer gewährleistet ist. DOLLAR A Da er nur einen Teil des Gesamtweges 28 zurücklegen muss, während der übrige Teil des Gesamtweges 28 von der Gestängebox 10 zurückgelegt wird, ist ein sehr kompakt bauendes Bohrgerät geschaffen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Wechseln der Bohrrohre, insbeson­ dere für Horizontalbohrgeräte, mit einer neben dem Bohrschlitten angeordneten Gestän­ gebox mit Rohrkammern zur Aufnahme einer vorgegebenen Anzahl von Bohrrohren und einem die Bohrrohre zwischen Rohrschlitten und Gestängebox hin- und herbewe­ gendem Zuführungsarm mit Gestängeklammer.

Für das Bohren im Gestein, im Lockerboden oder auch in Lehm oder ähnlichem Material sind Bohrgeräte bekannt, bei denen ein Bohrmotor auf einem Bohrschlitten oder einer Lafette in vorgegebener Neigung in Richtung auf den Erdboden zugeführt wird, um die von ihm drehend und/oder schlagend beaufschlagte Bohrstange bzw. das Bohrgestänge in das Erdreich hineinzutreiben. Auf diese Weise werden beispielsweise in Baugruben Bohrungen ins Erdreich eingebracht, um durch anschließendes Verfüllen durch Beton oder auch Kunststoff das Erdreich gezielt zu verfestigen. Bekannt ist es aber auch, mit Hilfe eines derartigen Bohrgerätes eine Bohrung horizontal oder annä­ hernd horizontal beispielsweise unter einem Bahndamm, einem Gebäude oder einer Straße hindurchzuführen, um so Versorgungsrohre und Leitungen zu verlegen, ohne dass es erforderlich wird, einen entsprechenden Graben vorher herzustellen. Bei all diesen Bohrgeräten muss aufgrund der zur Verfügung stehenden Länge derartiger La­ fetten bzw. Bohrschlitten das gesamte Bohrgestänge aus einzelnen Bohrrohren zusam­ mengesetzt werden, die miteinander verschraubt werden und zwar umgekehrt zur Dreh­ richtung des Gestängestranges. Die nacheinander miteinander zu verbindenden und dann den Bohrstrang bildenden Bohrrohre werden in einer Gestängebox vorgehalten, die bei der Entnahme der Rohre gedreht oder sonstwie bewegt wird, um auf diese Art und Weise an die in der Gestängebox gelagerten Bohrrohre heranzukommen. Aus der EP 0 565 502 ist es bekannt, neben dem Bohrschlitten bzw. dem Führungsbalken oder der Lafette eine Gestängebox anzuordnen und mittels eines verfahrbaren Greifers die einzelnen Bohrrohre in eine Bohrposition zu bringen, damit sie sowohl mit dem Bohr­ motor wie mit dem bereits im Erdloch befindlichen Bohrrohr verbunden werden kann. Die Gestängebox ist als Kastenmagazin ausgebildet, weist aber mehrere Lagerplätze für verschiedene Rohre auf und erstreckt sich parallel zu der Lafette des Bohrgerätes, mit der die Gestängebox fest verbunden ist. Es handelt sich hierbei um Doppelrohre, also innere und äußere Rohre. Der Greifer besteht aus einem vertikal emporragenden tele­ skopartig ein- und ausfahrbaren Pfosten, an dem kragartig ein Greiferbaum befestigt ist, welcher teleskopartig ausfahren kann und sowohl den Bereich der Gestängebox wie auch den Bereich des Bohrgerätes überfahren kann. Über eine Greifklaue wird das Bohrrohr aus der Gestängebox herausgenommen und festgehalten sowie dann über die Betätigung des teleskopisch ausfahrbaren Pfostens und Greiferbaus in die Bohrposition über dem Bohrgerät gebracht. Aus der DE 41 26 919 A1 ist ein Bohrgerät mit einer Gestängebox bekannt, bei dem die Gestängebox revolverkopfförmig und um eine Mit­ telachse rotierbar ausgebildet ist. Über den Umfang verteilt kann eine derartige Gestän­ gebox Bohrrohre aufnehmen und bei Bedarf natürlich auch abgeben. Um den Transport in die Bohrposition am Bohrgerät zu bewerkstelligen, ist das Magazin aus einer außen liegenden Vorratslage über einen Schwenkantrieb um eine Schwenkachse nach einwärts in die Arbeitsstellung schwenkbar, in der der Bohrmotor des Bohrgerätes den fluchten­ den, zugeordneten Abschnitt des Bohrrohres aufnehmen kann. Nach Übernahme des zugeordneten Bohrrohres schwenkt das Magazin wieder in die Vorratslage nach außen zurück. Diese bekannten Gestängewechseleinrichtungen bauen verhältnismäßig aufwen­ dig und sie führen insbesondere bei über Zahnstangen geführten Bohrmotoren zu Nach­ teilen wegen der höheren Baubreite der Bohrmotoraufnahme bzw. des Bohrschlittens. Nachteilig ist weiter, dass die fest stehende Gestängebox bei anderen bekannten Gestän­ gewechseleinrichtungen von dem Zuführungsarm unterfahren werden muss, um aus den verschiedenen Abteilen der Gestängebox die Bohrrohre zu entnehmen. Der Zuführungs­ arm steht dann weit über die Gestängebox vor und stellt für andere im Einsatz befindli­ chen Geräte eine Gefahr dar, ganz davon abgesehen, dass natürlich auch das Bohrgerät als solches gefährdet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gestängewechseleinrich­ tung zu schaffen, die insgesamt auch bei über Zahnstangen geführten Bohrmotoren schmal baut, bei der insbesondere im Bereich Gestängebox überstehende Bauteile ver­ mieden sind und zugleich eine exakte Zuführung der Bohrrohre immer gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Gestängebox und der Zuführungsarm mit der Gestängeklammer im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Bohrschlittens bewegbar und dabei jeweils einen Teil des Gesamtweges übernehmend ausgebildet sind.

Bei dieser Gestängewechseleinrichtung kann dementsprechend nicht nur der Zuführungsarm mit der Gestängeklammer als solcher hin- und hergefahren werden, sondern auch die Gestängebox, sodass insbesondere für den Transport aber auch für den Betrieb im Wesentlichen ein schmal bauendes Bohrgerät erreicht ist, bei dem auch während des Betriebes keine fest stehenden oder beweglichen Teile über das Gesamtge­ rät hinausragen, also nicht gefährdet sind bzw. keine Gefährdungs bezüglich anderer Einrichtungen oder Fahrzeuge darstellen. Vorteilhaft ist darüber hinaus, dass durch die beschriebene Ausbildung der Verfahreinrichtungen von Gestängebox und Zuführungs­ arm die Möglichkeit gegeben ist, den Bewegungsablauf für den Führungsarm immer, d. h. unabhängig von der jeweiligen Position der Gestängebox zu halten, sodass der Zu­ führungsarm immer den gleichen Weg macht und damit in der Lage ist, die Bohrrohre immer exakt zu bewegen. Die übrigen notwendigen Bewegungen werden von der Ge­ stängebox ausgeführt, die praktisch den Zuführungsarm bzw. der Gestängeklammer das jeweils zu entnehmende Bohrrohr gezielt so zuführt, dass der Zuführungsarm dann nur noch den vorgeschriebenen relativ kurzen Weg bis zur Längsachse des Bohrschlittens bzw. des gesamten Bohrgerätes zurückzulegen hat. Damit ist eine Gestängewechselein­ richtung geschaffen, die insbesondere bei Horizontalbohrgeräten sich durch günstige Baumaße aber auch eine exakte Führung auszeichnet. Diese Horizontalbohrgeräte ste­ hen ja im Übertagebereich beispielsweise am Rande einer Straße, sodass sie nun auf­ grund ihrer kompakten Bauweise keine Gefährdung für den übrigen Betrieb mehr dar­ stellen, sondern vielmehr ohne besondere Sicherungsmaßnahmen aufgestellt werden können. Die bewegten oder sich bewegenden Teile liegen alle im Bereich dicht neben der Lafette bzw. dem Bohrschlitten, sodass sowohl beim Herstellen der Bohrung wie auch beim Ziehen des Gestänges optimale Gegebenheiten gewährleistet sind.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die von der Gestängebox bzw. dem Zuführungsarm zurückzulegenden Teile des Gesamtweges einander überlappend eingestellt sind. Hierdurch ist sichergestellt, dass mit Hilfe der Gestängeklammer des Zuführungsarms auch wirklich alle in der Gestängebox gela­ gerten Bohrrohre erfasst und transportiert werden können. Vorteilhaft ist dabei, wie schon weiter vorne erwähnt, dass der vom Zuführungsarm zurückzulegende Weg so eingestellt werden kann, dass es immer der gleiche ist, sodass eine exakte Führung immer gewährleistet ist.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung ist vorgesehen, dass der Gestän­ gebox und dem Zuführungsarm rechtwinklig zum Bohrschlitten verlaufende Konsolen mit Hohlschächten für Hydraulikzylinder zugeordnet sind. Diese Konsolen stabilisieren die gesamte Bohreinrichtung vorteilhaft und können sowohl zur Anordnung der Hydrau­ likzylinder verwendet werden, wie auch zur Führung der sich bewegenden Gestängebox und des Zuführungsarms. Die Hydraulikzylinder selbst liegen sicher innerhalb der Hohlschächte bzw. besser gesagt der Konsolen, ohne dass sie durch Fremdkörper oder Ähnliches beeinträchtigt oder beschädigt werden können.

Die gleichmäßige Führung der Gestängebox wird gemäß der Erfindung dadurch gewährleistet, dass die Gestängebox jeweils kopfseitig eine Tragstütze und Konsole aufweist. Bei den üblichen Längen der vorhandenen Bohrrohre und damit auch der Gestängebox kann so ein gleichmäßiges Verschieben bzw. Verfahren der Gestängebox gewährleistet werden, selbst wenn durch irgendwelche Zufälle die den Konsolen zu­ geordneten Hydraulikzylinder bezüglich ihres Bewegungsablaufes geringfügige Unter­ schiede aufweisen sollten. Die Gestängebox wird an und über die Konsolen sicher ge­ führt, sodass sie die Position sicher einnimmt, die benötigt wird, um mit Hilfe des Zuführungsarms die in der Gestängebox gelagerten Bohrrohre zu entnehmen oder oder sie nach dem Lösen vom Bohrstrang in die Gestängebox einzufüllen.

Eine einfache und sichere Zuführung der Bohrrohre aus der Gestängebox zum Zuführungsarm ist gewährleistet, indem den Tragstützen und Konsolen der Gestängebox jeweils eine auf die in der Gestängebox lagernden Bohrrohre einwirkende Anhebevor­ richtung zugeordnet ist. Mit Hilfe der Anhebevorrichtung werden die innerhalb der Gestängebox lagernden Bohrrohre in eine Position angehoben, wo sie vor Beeinträchtigungen sicher lagern können oder aber eben abgesenkt, um dann von der Gestänge­ klammer des Zuführungsarms ergriffen und in die Bohrposition verbracht zu werden oder eben auch umgekehrt. Nach Entnahme des jeweiligen Bohrrohres oder aber nach Einfüllen eines gebrauchten Bohrrohres wird die Anhebevorrichtung wieder betätigt, sodass die Bohrrohre zurück in die Gestängebox gehoben und dort sicher gelagert wer­ den, bis ein neuer Arbeitsvorgang eingeleitet wird. Über geeignete Sicherungen kann vermieden werden, dass bei Ausfall beispielsweise des der Anhebevorrichtung zugeord­ neten Zylinders sich die Gestängebox quasi selber entleert, indem die Anhebevorrich­ tung absinkt und die Bohrrohre herausrutschen. Die Gestängebox als solche verfährt mit der Anhebevorrichtung zusammen, was bedeutet, dass die Anhebevorrichtung je­ weils endseitig der Gestängebox zusammen mit den Konsolen angeordnet sind, um die vorgesehene Bewegung zu bewirken.

Weiter vorn ist ausgeführt, dass je eine Konsole mit einer Anhebevorrichtung den Kopfseiten der Gestängebox zugeordnet ist. Eine sichere Betätigung der Gestänge­ wechseleinrichtung ist dabei erreicht und eine gute Ausnutzung der vorhandenen Platz­ verhältnisse sichergestellt, wenn der Zuführungsarm mit seiner Konsole etwa mittig zwischen den Konsolen der Gestängebox positioniert ist. Über den Zuführungsarm oder besser gesagt über die Gestängeklammer des Zuführungsarms wird das Bohrrohr dann ergriffen und wie weiter vorne beschrieben in die Bohrposition gebracht oder aber aus dieser herausgehoben, wobei ein Kippen und Verrutschen vorteilhaft dadurch ausge­ schlossen wird, dass der Zuführungsarm über einen rechtwinklig zu seiner Konsole verlaufenden Querbalken verfügt, der endseitig mit je einer Gestängeklammer bestückt ist. Natürlich ist es theoretisch auch möglich, mehrere Gestängeklammern vorzusehen, doch ist dies in aller Regel nicht notwendig, weil die im Abstand von beispielsweise einem Meter angeordneten Gestängeklammern für eine sichere Fixierung des jeweiligen Bohrrohres und seinen Transport sorgen.

Einerseits um den Bohrbetrieb nicht zu behindern und andererseits um jeweils bei Wiederanforderung eines Bohrrohres in der richtigen Position zu stehen, ist vor­ gesehen, dass die Hydraulikzylinder von Gestängebox und Zuführungsarm nach Über­ gabe des Bohrrohres an den Bohrschlitten in die Ausgangsposition zurückfahrend geschaltet sind. Die restlichen Bohrrohre werden dabei in ihrer ursprünglichen Stellung in den Schächten gehalten, also in der Lagerstellung.

Für den üblichen Betrieb von Horizontalbohrgeräten können die benötigten Roh­ re jeweils in einer einzigen Gestängebox vorgehalten werden, wenn sie wie erfindungs­ gemäß vorgesehen entsprechend groß ausgebildet ist. Die Erfindung sieht dazu vor, dass die Gestängebox mit vier Rohrkammern ausgerüstet ist, die jeweils acht bis zehn Bohrrohre aufnehmend ausgebildet sind. Damit können ca. 100 Meter gebohrt werden, wobei es denkbar ist, derartige Gestängeboxen auswechselbar mit den Konsolen zu verbinden, sodass nach Leerfahren einer Gestängebox diese durch eine volle ersetzt werden kann. Erfindungsgemäß ist es darüber hinaus möglich, auf die bestehende Ge­ stängebox mit den entsprechend vier Rohrkammern eine weitere Rohrkammer aufzuset­ zen, um auf diese Art und Weise 200 Meter Gestänge vorzuhalen. Dabei ist es mög­ lich, über Koppelteile die beiden aufeinanderstehenden Rohrkammern so miteinander zu verbinden, dass die jeweils darin befindlichen Rohre von einer in die andere Gestän­ gebox hindurchrutschen. Auch mehr als zwei Gestängeboxen können verwendet wer­ den.

Die Anhebevorrichtung ist mit den Stützen, die die Gestängebox tragen, den Konsolen zugeordnet, wobei eine Führung auf diesen Konsolen dadurch sichergestellt ist, dass gemäß der Erfindung die Anhebevorrichtung, die zugleich als Auslaufsperre für Gestängebox dienend ausgebildet ist, eine die Konsolenoberplatte umgreifende Füh­ rung aufweist. Auf diese einfache Art und Weise ist eine gleichmäßige und ruhige Füh­ rung beim Ein- und Ausfahren der zugeordneten Hydraulikzylinder sichergestellt, wo­ bei die im Abstand angeordneten Konsolen, die ja den Kopfseiten der Gestängebox zugeordnet sind, wesentlich noch dazu beitragen.

Beim Entnehmen eines Bohrrohres wird wie weiter vorne erwähnt die Gesamt­ zahl der in der Gestängebox lagernden Bohrrohre angehoben bzw. abgesenkt. Um dabei auch ein versehentliches Herausrutschen einzelner Bohrrohre zu verhindern, sieht die Erfindung vor, dass der Zuführungsarm mit den Gestängeklammern mindestens bis Unterkante der Gestängebox anhebbar ausgebildet ist. Die Gestängeklammern können somit kurz vor Erreichen ihrer Endposition bereits das zugeordnete Bohrrohr ergreifen und fixieren, um dann in Richtung auf den Bohrschlitten bzw. den Führungsbalken verfahren zu werden. Denkbar ist es dabei, dass auch dem Zuführungsarm ein senk­ recht anstehender Hydraulikzylinder zugeordnet ist, der dafür sorgt, dass der Zufüh­ rungsarm kleine Korrekturen vornimmt, wobei allerdings grundsätzlich von Vorteil ist, wenn der Zuführungsarm in seiner Position fixiert ist, die ja dafür sorgt, dass zum Verbringen des Bohrrohres in die Bohrachse lediglich ein kurzer horizontaler Weg zurückgelegt werden muss. Werden entsprechende Korrekturen zum Entnehmen der Bohrrohre zugelassen, können sich diese auch beim Verbringen in die Bohrachse be­ merkbar machen, d. h. es muss jeweils beachtet werden, dass die Korrektur wieder zurückgenommen wird, um ein sicheres Verbringen des Bohrrohres sicherzustellen.

Die Gestängewechseleinrichtung ist dem eigentlichen Bohrgerät zugeordnet und wird zu einer Einheit mit ihr, indem der Bohrschlitten über einen bis zu den Löseklam­ mern reichenden Führungsbalken verfügt, dem die Konsolen mit der Gestängebox einen Hilfsrahmen bildend zugeordnet sind. Die Konsolen sorgen für die entsprechende Stabi­ lität, wobei sie durch weitere dem Führungsbalken zugeordnete Stützkonsolen unter­ stützt werden können.

Weiter vorne ist bereits darauf hingewiesen worden, dass ein derartiges Hori­ zontalbohrgerät häufig am Rande von Straßen oder ähnlichen, nicht ausgebauten Flä­ chen abgestellt ist, dennoch aber einwandfrei funktionieren muss. Um dies zu optimie­ ren, ist vorgesehen, dass eine im Bereich der Löseklammern angeordnete Stützkonsole als Stützrahmen ausgebildet ist, der den Kopfbereich des Bohrgerätes mit Gestängebox abstützend ausgebildet ist. Durch diese flächige Abstützung im Kopfbereich des Bohr­ gerätes ist sichergestellt, dass auch durch das Gewicht der Gestängebox sich die vor­ gegebene Position oder Lage des Bohrgerätes während des Bohrbetriebes nicht ver­ ändert.

Gleichzeitig kann dieser Stützrahmen aber auch eingesetzt werden, um einen gewissen Neigungsausgleich herbeizuführen oder gar das Bohrgerät entsprechend in der Neigung zu unterstützen. Hierzu ist vorgesehen, dass der Stützrahmen über eine Stelleinrichtung mit dem Führungsbalken verbunden ist.

Beim Vorziehen des gesamten Horizontalbohrgerätes wird der Boden in gewis­ sem Rahmen vergleichmäßigt, weil dem Stützrahmen eine Schubschiene vorgeordnet und er mit für Erdanker vorgesehene Bohrungen versehen ist, die eine eventuell das Erdreich ausgleichende Neigung aufweist. Dadurch ist die Möglichkeit weitergegeben, die Anlage zusätzlich abzusichern, da durch die Bohrungen hindurch Anker ins Erd­ reich eingebracht werden können.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Einrichtung zum Bohren insbesondere von Horizontalbohrungen geschaffen ist, die vorteilhaft kom­ pakt baut, bei der seitlich über die Gestängebox vorstehende oder herausreichende Bau­ teile vermieden sind und die über eine Gestängebox verfügt, in der eine große Zahl von Bohrrohren gelagert werden kann. Dadurch, dass Hydraulikzylinder zum Einsatz kom­ men, kann auf aufwendige Antriebsaggregate für das Bewegen der Gestängebox bzw. des Zuführungsarms verzichtet werden. Vielmehr kann mit Hydraulikzylindern gearbei­ tet werden, die dazu auch noch so angeordnet sind, dass sie nicht gefährdet werden. Vorteilhaft ist insbesondere, dass der Zuführungsarm mit den Gestängeklammern je­ weils immer den gleichen Weg benötigt, sodass eine exakte Führung gegeben ist und zwar ohne besonderen Aufwand. Die Gestängebox als solche wird bewegt, wobei durch die Gewichtsverlagerung die Lage des gesamten Bohrgerätes nicht beeinträchtigt wird, weil dieses vorteilhaft zu einem einen entsprechenden Hilfsrahmen aufweisenden Kom­ paktgerüst optimiert ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Horizontalbohrgerätes,

Fig. 2 Vorkopfansicht des Bohrgerätes,

Fig. 3 eine Vorkopfansicht bzw. einen Schnitt durch die Gestängebox im Bereich des Zuführungsarms während der Entnahme eines Bohr­ rohres aus der Gestängebox,

Fig. 4 die gleiche Position wie Fig. 3, nur mit in die Bohrachse verfah­ renem Bohrrohr und

Fig. 5 eine Vorkopfansicht eines Bohrgerätes mit Gestängebox in Ruhe­ stellung.

Fig. 1 zeigt ein Horizontalbohrgerät 1 mit dem oder den Bohrmotoren 2 und dem auf dem Führungsbalken 4 verfahrbaren Bohrschlitten 3. Der Bohrschlitten 3 ist auf dem Führungsbalken 4 bis zu den Löseklammern 5 zu verfahren, wobei im dar­ gestellten Beispiel zum Verfahren eine Zahnstange 6 dient.

Seitlich neben dem eigentlichen Bohrgerät sind in einer Gestängebox 10 eine Vielzahl von Bohrrohren 8, 9 vorgehalten. Diese Gestängebox 10 stützt sich, einen Hilfsrahmen 11 bildend, über die Tragstützen 12, 14 auf Konsolen 13, 15 ab, die kopf­ seitig der Gestängebox 10 rechtwinklig zum Bohrschlitten 3 bzw. der entsprechenden Lafette verlaufen. Diese Konsolen 13, 15 sind wie dargestellt als Hohlschächte oder mit einem Hohlschacht 16 ausgerüstet, sodass hier nicht dargestellte Hydraulikzylinder darin sicher untergebracht werden können. Über die hier nicht dargestellten Hydraulik­ zylinder 29 kann die gesamte Gestängebox 10 rechtwinklig zur Längsachse des Hori­ zontalbohrgerätes 1 verfahren werden. Mit dieser Gestängebox 10 gleichzeitig verfah­ ren wird dabei eine Anhebevorrichtung 17, 17', die ebenfalls kopfseitig der Gestän­ gebox 10 angeordnet ist und der Konsole 13, 15 zugeordnet ist oder auch über eigene Konsolen verfügt. Mit Hilfe der Anhebevorrichtung 17 werden die Bohrrohre 8, 9 wie weiter hinten noch erläutert innerhalb der Gestängebox 10 auf- und abwärts bewegt.

Mittig zwischen den Konsolen 13, 15 ist eine Konsole 19 für einen Zuführungs­ arm 20 angeordnet, wobei bei der hier wiedergegebenen Ausführung zwei Konsolen 19, 19' vorhanden sind.

Der Zuführungsarm 20 verfügt auf der der Gestängebox 10 zugewandten Seite über einen Querbalken 21, der jeweils endseitig eine Gestängeklammer 22, 23 trägt.

Über diese Gestängeklammer 22, 23 werden die innerhalb der Gestängebox 10 gelager­ ten Bohrrohre 8, 9 aufgenommen, fixiert und dann in Richtung Bohrschlitten verfahren, bis sie genau in der Längsachse 45 verlaufend angeordnet sind. Dann können sie mit dem Bohrmotor 2 einerseits und dem im Bohrloch befindlichen Bohrrohr andererseits sicher verbunden werden, um dann ebenfalls über den Bohrmotor 2 in das Erdreich hinein gebohrt bzw. gedrückt zu werden.

Zur Abstützung des Führungsbalkens 4, der ja auch die Bohreinrichtung mit Bohrmotor 2 und Bohrschlitten 3 trägt, sind Stützkonsolen 25 vorgesehen. Eine weitere Stützkonsole 26 ist dem Kopfbereich 46 des Bohrgerätes 1 zugeordnet, wobei diese Stützkonsole 26 einen Stützrahmen 27 bildet.

Der Stützrahmen 27 ist wie erkennbar über eine Stelleinrichtung 47 mit dem vorderen Ende des Führungsbalkens 4 verbunden und zwar so, dass er auch dazu be­ nutzt werden kann, bewusste Schrägstellungen des gesamten Horizontalbohrgerätes 1 vorzugeben, wenn dies benötigt wird. Die Spitze dieses Stützrahmens 27 bildet eine Schubschiene 48, die vor allem dazu dient, beim Vorschieben des gesamten Horizontal­ bohrgerätes 1 dafür zu sorgen, dass der Boden ausgeglichen wird, sodass ein leichteres Verschieben des Horizontalbohrgerätes 1 möglich ist.

Fig. 2 zeigt eine Vorkopfansicht des Horizontalbohrgerätes 1, wobei verdeut­ licht ist, dass hier zum Vortrieb des Bohrschlittens 3 eine Zahnstange 6 dient. Mit dem Führungsbalken 4 verbunden, hier verschraubt, ist eine der Konsolen 13, 15, in der der Hydraulizylinder 29 angeordnet ist, der für das Verschieben der Gestängebox 10 und damit auch der Anhebevorrichtung 17 sorgt. Die Anhebevorrichtung 17 selbst ist mit einem Anhebezylinder 33 ausgerüstet, der dafür sorgt, dass der obere Balken der Anhe­ bevorrichtung 17 mit den Aufnahmen 31 in die Gestängebox 10 hineingefahren werden kann, um die einzelnen Bohrrohre 8, 9 abzustützen bzw. beim Absenken in eine Lage zu bringen, aus der sie oder in der sie durch die Gestängeklammern 22, 23 des Zufüh­ rungsarms 20 ergriffen und dann weiter bewegt werden können. Erkennbar ist, dass der Anhebezylinder 33 über ein oberes Gelenk 32 und ein unteres Gelenk 32' so angeordnet ist, dass er selbst durch andere Kräfte nicht beeinträchtigt werden kann.

Die hier erkennbare Anhebevorrichtung 17 wird wie schon erwähnt über den Hydraulikzylinder 29 in Richtung auf das Horizontalbohrgerät 1 bewegt, wobei sich auch die Gestängebox 10 entsprechend verschiebt. Eine gleichmäßige Führung wird dabei dadurch erreicht, dass eine Konsolenoberplatte 37 so ausgebildet ist, dass sie von einer der Anhebevorrichtung 17 zugeordneten Führung 38 sicher umfasst werden kann.

Fig. 3 zeigt zunächst einmal, dass hier vier Rohrkammern 35, 36, 36', 36" vorgesehen sind, um insgesamt 32 Bohrrohre 8, 9 sicher zu lagern. Diese Bohrrohre 8, 9 werden über die schon erwähnte und an Hand der Fig. 2 erläuterte Anhebevorrich­ tung 17 so weit abgesenkt, dass jeweils ein vorgegebenes Bohrrohr 8 von den Gestän­ geklammern 22, 23 des Zuführungsarms 20 ergriffen werden kann. Ist dies gegeben, wird mit Hilfe des Hydraulikzylinders 41 und gesichert durch die Führung 42 der Zu­ führungsarm 20 in Richtung auf die Längsachse 45 bzw. die Bohrachse verschoben, bis das Bohrrohr 8 genau in der Bohrachse liegt. Über die Anhebevorrichtung 17 sind die Bohrrohre 8, 9 dabei bis etwas unterhalb der Unterkante 39 der Gestängebox 10 abge­ senkt, sodass ein sicheres Ergreifen durch die Gestängeklammern 22, 23 möglich ist.

Angedeutet ist in Fig. 3, dass die Stütze des Zuführungsarms 20 längenver­ änderlich und mit einem Anhebezylinder 43 ausgerüstet ist. Dies wird in Regel aller­ dings nicht erforderlich sein, weil der Vorteil der vorliegenden Einrichtung die exakte Führung ist, weil der Zuführungsarm 20 immer den gleichen Weg zurücklegt, nachdem er das Bohrrohr 8 aufgenommen hat.

Fig. 4 verdeutlicht die Position, in der das jeweilige Bohrrohr 8 gerade die Bohrachse 45 bzw. die Längsachse erreicht hat und an die Klemmeinrichtung des Bohr­ motors 2 übergeben worden ist. Der Zuführungsarm 20 befindet sich in dieser Endposi­ tion, die immer die gleiche ist, genau wie in der Ausgangsposition nach Fig. 3. Nach Lösen der Gestängeklammern 22, 23 wird der Zuführungsarm 20 dann in die Aus­ gangslage zurück verschoben und zwar mit Hilfe des gleichen Hydraulikzylinders 41.

In Fig. 4 ist weiter der Gesamtweg 28 wiedergegeben, den ein Bohrrohr 8, 9 maximal zurücklegen muss, wobei wie schon erwähnt der vom Zuführungsarm 20 zurückzulegende Teil des Gesamtweges 28 immer gleich ist, das bedeutet, dass der Rest­ weg dadurch überbrückt wird, dass die Gestängebox 10 in Richtung auf den Bohrschlit­ ten 3 bzw. das gesamte Horizontalbohrgerät 1 verschoben wird. Dies wird wie erwähnt durch Betätigen des Hydraulikzylinders 29 bzw. der Hydraulikzylinder 29, 30 bewirkt.

Fig. 5 schließlich zeigt eine Vorkopfansicht, wobei die Gestängebox 10 eine Ruheposition eingenommen hat, beispielsweise zum Verfahren oder Verschieben des gesamten Horizontalbohrgerätes 1. Die einzelnen Bohrrohre 8, 9 sind innerhalb der Gestängebox 10 gesichert durch die Anhebevorrichtung 17 angeordnet, wobei die ein­ zelnen Säulen von Bohrrohren 51, 52, 53 über die entsprechend positionierte Anhebe­ vorrichtung 17 gesichert sind.

Beim Einlegen eines Bohrrohres 8, 9 wird der Bohrmotor 2 in die hintere Stel­ lung auf der Bohrlafette bzw. dem Führungsbalken 4 gefahren. Die auf dem Hilfsrah­ men 11 angebrachte Gestängebox 10 wird mittels der unten an der Lafette bzw. dem Führungsbalken 4 befestigten Kosole 13, 15 über den Hydraulikzylinder 29, 30 in die angeforderte Schachtposition gefahren. Durch das Absenken der Anhebevorrichtung 17 kann nun eine Bohrstange 8 in die am Zuführungsarm 20 befindliche Gestängekammer 22, 23 fallen. Der Verfahrweg der Gestängebox 10 beträgt hierbei ca. 270 mm. In dieser Position wird nun durch einen Hydraulikzylinder 41 der Zuführungsarm 20 mit dem Bohrrohr 8 in die Bohrachse bzw. in die Längsachse 45 des Bohrmotors 2 ge­ bracht. Gleichzeitig hebt die Anhebevorrichtung 17 die restlichen in der Gestängebox 10 lagernden Bohrrohre 8, 9 wieder an. Der Verfahrweg des Zuführungsarmes 20 beträgt ca. 468 mm. Nun kann der Führer des Horizontalbohrgerätes 1 das in der Ge­ stängeklammer 22, 23 liegende Bohrrohr 8 mit dem Bohrmotor 2 verschrauben. Wird nun der Vortrieb fortgesetzt, fährt sowohl der Zuführungsarm 20 wie auch die Gestän­ gebox 10 in ihre Ausgangsstellung zurück. Die restlichen Bohrstangen 9 werden über die Anhebevorrichtung 17 in ihrer ursprünglichen Stellung in den Rohrkammern 35, 36 gehalten. Dieser Ablauf wiederholt sich in umgekehrter Reihenfolge beim Rückbau des Bohrgestänges. Hierbei wird nun noch zusätzlich der Bohrschlitten so angesteuert, dass ein Lösen der Bohrrohre 8, 9 vom Bohrhammer ermöglicht wird, bevor dann das Bohr­ rohr 8, 9 aus der Brecheinrichtung bzw. den Löseklammern 5 herausgezogen und in die Aufnahmestellung des Zuführarms 20 gebracht wird.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (15)

1. Einrichtung zum Wechseln der Bohrrohre (8, 9), insbesondere für Horizontalbohrgeräte (1), mit einer neben dem Bohrschlitten (3) angeordneten Gestän­ gebox (10) mit Rohrkammern (35, 36) zur Aufnahme einer vorgegebenen Anzahl von Bohrrohren (8, 9) und einem die Bohrrohre (8, 9) zwischen Rohrschlitten (3) und Ge­ stängebox (10) hin- und herbewegendem Zuführungsarm (20) mit Gestängeklammer (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Gestängebox (10) und der Zuführungsarm (20) mit der Gestängeklammer (22) im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse (45) des Bohrschlittens (3) bewegbar und dabei jeweils einen Teil des Gesamtweges (28) übernehmend ausgebildet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Gestängebox (10) bzw. dem Zuführungsarm (20) zurückzulegenden Teile des Gesamtweges (28) einander überlappend eingestellt sind.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gestängebox (10) und dem Zuführungsarm (20) rechtwinklig zum Bohrschlit­ ten (3) verlaufende Konsolen (13, 15, 19) mit Hohlschächten (16) für Hydraulikzylin­ der (29, 41) zugeordnet sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestängebox (10) jeweils kopfseitig eine Tragstütze und Konsole (12, 13, 14, 15) aufweist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Tragstützen und Konsolen (12, 13, 14, 15) der Gestängebox (10) jeweils eine auf die in der Gestängebox (10) lagernden Bohrrohre (8, 9) einwirkende Anhebevor­ richtung (17, 17') zugeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführungsarm (20) mit seiner Konsole (19) etwa mittig zwischen den Konso­ len (13, 15) der Gestängebox (10) positioniert ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführungsarm (20) über einen rechtwinklig zu seiner Konsole (19) verlaufen­ den Querbalken (21) verfügt, der endseitig mit je einer Gestängeklammer (22, 23) bestückt ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (29, 41) von Gestängebox (10) und Zuführungsarm (20) nach Übergabe des Bohrrohres (8; 9) an den Bohrschlitten (3) in die Ausgangsposition zurückfahrend geschaltet sind.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestängebox (10) mit vier Rohrkammern (35, 36) ausgerüstet ist, die jeweils acht bis zehn Bohrrohre (8, 9) aufnehmend ausgebildet sind.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhebevorrichtung (17), die zugleich als Auslaufsperre für die Gestängebox (10) dienend ausgebildet ist, eine die Konsolenoberplatte (37) umgreifende Führung (38) aufweist.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführungsarm (20) mit den Gestängeklammern (22, 23) mindestens bis Un­ terkante (39) der Gestängebox (10) anhebbar ausgebildet ist.

12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrschlitten (3) über einen bis zu den Löseklammern (5, 5') reichenden Füh­ rungsbalken (4) verfügt, dem die Konsolen (13, 15) mit der Gestängebox (10) einen Hilfsrahmen (11) bildend zugeordnet sind.

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Bereich der Löseklammern (5, 5') angeordnete Stützkonsole (26) als Stütz­ rahmen (27) ausgebildet ist, der den Kopfbereich (46) des Bohrgerätes (1) mit Gestän­ gebox (10) abstützend ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen (27) über eine Stelleinrichtung (47) mit dem Führungsbalken (4) verbunden ist.

15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stützrahmen (27) eine Schutzschiene (48) vorgeordnet und dass er mit für Erdanker vorgesehene Bohrungen versehen ist.