DE29917595U1

DE29917595U1 - Drill gripper

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Publication number: DE29917595U1
Application number: DE29917595U
Authority: DE
Original assignee: Hoelscher Wasserbau & Co GmbH
Current assignee: Hoelscher Wasserbau De GmbH
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2009-10-07
Also published as: DE10039870A1

Description

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Description;

Hölscher Wasserbau GmbH & Co. KG, Hinterm Busch 23, D-49733 HärenHölscher Wasserbau GmbH & Co. KG, Hinterm Busch 23, D-49733 Hären

Drilling grab

Die Erfindung betrifft einen Bohrgreifer mit folgenden Merkmalen:The invention relates to a drilling gripper with the following features:

a) der Bohrgreifer hat einen Greiferrahmen;a) the drilling grab has a grab frame;

b) an dem Greiferrahmen sind untenseitig Greiferschaufeln derart gelenkig angebracht, daß sie zwischen einer Offen- und einer Schließstellung verschwenkbar sind; b) gripper blades are attached to the bottom of the gripper frame in such a way that they can be pivoted between an open and a closed position;

c) die Greiferschaufeln sind in Richtung der Offenstellung kraftbeaufschlagt; c) the grab buckets are subjected to force in the direction of the open position;

d) der Bohrgreifer hat eine Betätigungseinrichtung zur Verschwenkung der Greiferschaufeln; d) the drilling grab has an actuating device for pivoting the grab blades;

e) die Betätigungseinrichtung weist einen Betätigungsmechanismus und eine Kraftübertragungseinrichtung auf; (e) the actuating device comprises an actuating mechanism and a force transmission device;

f) der Betätigungsmechanismus ist einerseits mit den Greiferschaufeln und andererseits mit der Kraftübertragungseinrichtung verbunden; (f) the operating mechanism is connected on the one hand to the grab buckets and on the other hand to the power transmission device;

g) die Kraftübertragungseinrichtung ist mit einer Aufhängeeinrichtung zum Anhängen des Bohrgreifers an z.B. einem Seil oder dergleichen versehen; g) the power transmission device is provided with a suspension device for suspending the drilling grab, for example, from a rope or the like;

h) die Aufhängeeinrichtung ist gegenüber dem Greiferrahmen beweglich geführt; h) the suspension device is movable relative to the gripper frame;

i) zwischen Aufhängeeinrichtung und Greiferrahmen ist eine Kupplungseinrichtung vorgesehen; i) a coupling device is provided between the suspension device and the gripper frame;

i) im Kopplungszustand der Kopplungseinrichtung sind Aufhängeeinrichtung und Greiferrahmen unbeweglich gekoppelt; i) in the coupling state of the coupling device, the suspension device and the gripper frame are immovably coupled;

kj_ im Freigabezustand der Kopplungseinrichtung sind Aufhängeeinrichtung und Greiferrahmen relativ zueinander beweglich;kj_ in the release state of the coupling device, the suspension device and the gripper frame are movable relative to each other;

1) das Eigengewicht des Greiferrahmens und der mit ihm verbundenen Teile einerseits und die Kraftbeaufschlagung der Greiferschaufeln andererseits sind so abgestimmt, daß beim Anheben des Bohrgreifers mit den Greiferschaufeln in Offenstellung und der Kopplungseinrichtung in Freigabestellung eine Relativbewegung zwischen Aufhängeeinrichtung und Greiferrahmen entsteht, die über die Betätigungseinrichtung derart auf die Greiferschaufeln übertragen wird, daß diese in Schließstellung verschwenken. 1) the dead weight of the grab frame and the parts connected to it on the one hand and the force applied to the grab blades on the other hand are coordinated in such a way that when the drilling grab is lifted with the grab blades in the open position and the coupling device in the release position, a relative movement occurs between the suspension device and the grab frame, which is transmitted via the actuating device to the grab blades in such a way that they pivot into the closed position.

Solche Bohrgreifer werden eingesetzt, um Bohrlöcher in geeigneten Böden herzustellen. Die Bohrgreifer werden dabei an Ketten oder Seilen in das Bohrloch abgesenkt und führen dann beim Aufsetzen auf den Bohrlochgrund Bohrarbeiten aus. Das dabei anfallende lose Bodenmaterial wird mittels Greifschaufeln an dem unteren Ende des Bohrgreifers aufgenommen und nach Aufholen des Bohrgreifers aus dem Bohrloch abgesetzt.Such drilling grabs are used to create boreholes in suitable soils. The drilling grabs are lowered into the borehole using chains or ropes and then carry out drilling work when they are placed on the bottom of the borehole. The loose soil material that is created is picked up using grab buckets at the lower end of the drilling grab and is then removed from the borehole after the drilling grab is raised.

Bohrgreifer dieses Typs arbeiten ohne eigene Energieversorgung, so daß eine besondere Ausbildung erforderlichDrilling grabs of this type work without their own power supply, so special training is required

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ist, um die Greiferschaufeln zwischen ihrer Offenstellung und Schließstellung zu bewegen. Der Bohrgreifer hat einen Greiferrahmen, an dem untenseitig Greiferschaufeln verschwenkbar angebracht sind. Der Bohrgreifer ist nicht an dem Greiferrahmen aufgehängt. Vielmehr ist hierfür eine besondere Aufhängeeinrichtung vorgesehen, die in Längsrichtung relativ zu dem Greiferrahmen beweglich geführt ist. Die Aufhängeeinrichtung ist über eine Betätigungseinrichtung mit den Greiferschaufein verbunden, wobei die Betätigungseinrichtung aufhängeeinrichtungsseitig eine Kraftübertragungseinrichtung und greiferschaufelnseitig einen Betätigungsmechanismus aufweist.is to move the gripper blades between their open position and closed position. The drilling gripper has a gripper frame to which gripper blades are pivotably attached at the bottom. The drilling gripper is not suspended from the gripper frame. Instead, a special suspension device is provided for this purpose, which is guided so as to be movable in the longitudinal direction relative to the gripper frame. The suspension device is connected to the gripper blades via an actuating device, whereby the actuating device has a force transmission device on the suspension device side and an actuating mechanism on the gripper blade side.

Zwischen Aufhängeeinrichtung und Greiferrahmen ist eine Kopplungseinrichtung vorgesehen, die Kopplungsklinken aufweist, welche zwischen einem Kopplungszustand, bei dem Aufhängeeinrichtung und Greiferarm miteinander verbunden sind, und einem Freigabezustand beweglich sind, bei dem Aufhängeeinrichtung und Greiferrahmen keine Verbindung haben, also relativ zueinander beweglich sind.A coupling device is provided between the suspension device and the gripper frame, which coupling device has coupling pawls which are movable between a coupling state in which the suspension device and the gripper arm are connected to one another, and a release state in which the suspension device and the gripper frame have no connection, i.e. are movable relative to one another.

Bei Aufnahme des Bodengreifers und Absenken in das Bohrloch befindet sich die Kopplungseinrichtung im Kopplungszustand, d. h. Aufhängeeinrichtung und Greiferrahmen sind miteinander gekoppelt. Die Betätigungseinrichtung für die Greiferschaufeln steht unter einer Federvorspannung, welche die Greiferschaufeln in Offenstellung hält. Beim Absetzen des Bohrlochgreifers auf dem Bohrlochgrund verschwenken die Kopplungslaschen der Kopplungseinrichtung aufgrund des hierdurch entstehenden Stoßes und unter-When the soil grab is picked up and lowered into the borehole, the coupling device is in the coupling state, i.e. the suspension device and the grab frame are coupled together. The actuating device for the grab buckets is under a spring preload, which keeps the grab buckets in the open position. When the borehole grab is set down on the bottom of the borehole, the coupling tabs of the coupling device pivot due to the resulting impact and under-

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stützt durch Federn in die Freigabestellung. Wird der Bohrlochgreifer dann wieder angehoben, verschiebt sich die Aufhängeeinrichtung relativ zu dem Greiferrahmen nach oben. Diese Bewegung wird über die Kraftübertragungseinrichtung auf den Betätigungsmechanismus übertragen, der die Greiferschaufeln in Schließstellung verschwenkt. Anschließend wird der Bohrgreifer aus dem Bohrloch herausgehoben und mit dem Greiferrahmen in eine spezielle Vorrichtung so eingeklinkt, daß auf die Aufhängeeinrichtung kein Zug mehr wirkt. Aufgrund der Federvorspannung der Betätigungseinrichtung werden die Greiferschaufeln wieder in die Offenstellung verschwenkt, und das mitgenommene Bodenmaterial fällt heraus.supported by springs in the release position. If the borehole grab is then raised again, the suspension device moves upwards relative to the grab frame. This movement is transferred via the power transmission device to the actuating mechanism, which pivots the grab blades into the closed position. The drilling grab is then lifted out of the borehole and latched with the grab frame into a special device so that there is no longer any tension on the suspension device. Due to the spring preload of the actuating device, the grab blades are pivoted back into the open position and the soil material that has been taken along falls out.

Bei dem bekannten Bohrgreifer ist die Kraftübertragungseinrichtung nach Art eines Flaschenzuges mit zwei Seilrollen ausgebildet, wobei die eine Seilrolle am Greiferrahmen und die andere Seilrolle am Betätigungsmechanismus gelagert und das zugehörige Seil mit der Aufhängeeinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise wirkt die Kraftübertragungseinrichtung auch derart kraftverstärkend, daß die in entgegengesetzter Richtung auf den Betätigungsmechanismus wirkende Federvorspannung überwunden wird.In the known drilling gripper, the power transmission device is designed in the manner of a pulley with two rope pulleys, with one rope pulley mounted on the gripper frame and the other rope pulley on the actuating mechanism and the associated rope connected to the suspension device. In this way, the power transmission device also has a force-amplifying effect in such a way that the spring preload acting in the opposite direction on the actuating mechanism is overcome.

Die bekannte Kraftübertragungseinrichtung ist unter den schwierigen Bedingungen im Bohrloch störanfällig. Aufgrund von Verschmutzung kommt es nicht selten zu Blockierungen, die eine aufwendige Reinigung notwendig machen. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Bohrgreifer der eingangs genannten Art so zu gestalten,The known power transmission device is susceptible to failure under the difficult conditions in the borehole. Due to contamination, blockages often occur, which make complex cleaning necessary. The invention is therefore based on the object of designing a drilling gripper of the type mentioned at the beginning in such a way that

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daß seine Kraftübertragungseinrichtung zuverlässiger arbeitet. that its power transmission system works more reliably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Übertragungseinrichtung als Hydraulikeinrichtung ausgebildet ist. Solche Hydraulikeinrichtungen arbeiten zuverlässig und sind gegenüber Verschmutzung relativ unempfindlich. Sie können auch gut gekapselt werden. Außerdem können solche Hydraulikeinrichtungen durch entsprechende Dimensionierungen auf einfache Weise so ausgebildet werden, daß ähnlich wie bei einem Flaschenzug eine Kraftverstärkung bewirkt wird.This object is achieved according to the invention in that the transmission device is designed as a hydraulic device. Such hydraulic devices work reliably and are relatively insensitive to contamination. They can also be easily encapsulated. In addition, such hydraulic devices can be designed in a simple manner by appropriate dimensioning so that a force amplification is achieved in a manner similar to that of a pulley block.

Die Hydraulikeinrichtung kann konkret vielfältig ausgebildet sein. Prinzipiell sollte ein Hydraulikdruckerzeuger vorhanden sein, der mit der Aufhängeeinrichtung verbunden ist, sowie ein mit dem Hydraulikdruckerzeuger hydraulisch verbundener Hydraulikdruckaufnehmer, der mit dem Betätigungsmechanismus mechanisch derart gekoppelt ist, daß bei dessen Druckbeaufschlagung der Betätigungsmechanismus bewegt wird. Der Hydraulikdruckerzeuger dient als Hydraulikquelle, die die Bewegung der Aufhängeeinrichtung relativ zu dem Greiferrahmen in einen druckvorgespannten Volumenstrom umsetzt, der dann in dem Hydraulikaufnehmer wieder in eine mechanische Kraft umgewandelt wird, welche den Betätigungsmechanismus in Schließrichtung der Greiferschaufeln beaufschlagt. Als Hydraulikdruckerzeuger und Hydraulikdruckaufnehmer kommen grundsätzlich alle Arten von Hydraulikaggregaten in Frage. Für den vorliegenden Zweck eignen sich insbesondere Kolben-The hydraulic device can be designed in a variety of ways. In principle, there should be a hydraulic pressure generator that is connected to the suspension device, as well as a hydraulic pressure sensor that is hydraulically connected to the hydraulic pressure generator and is mechanically coupled to the actuating mechanism in such a way that the actuating mechanism is moved when pressure is applied to it. The hydraulic pressure generator serves as a hydraulic source that converts the movement of the suspension device relative to the gripper frame into a pressure-preloaded volume flow, which is then converted back into a mechanical force in the hydraulic sensor that acts on the actuating mechanism in the closing direction of the gripper blades. In principle, all types of hydraulic units can be used as hydraulic pressure generators and hydraulic pressure sensors. Piston and piston pumps are particularly suitable for this purpose.

Stangenzylinder wegen ihres einfachen Aufbaus und deshalb ihrer geringen Kosten und auch wegen ihrer Robustheit.Rod cylinders because of their simple construction and therefore their low cost and also because of their robustness.

Die Kolbenstangenzylinder können eigentlich in beliebiger Weise angeordnet sein. Besonders günstig ist jedoch eine Anordnung untereinander mit einer gemeinsamen Längsachse, da sich dann die Möglichkeit ergibt, die Kolben der Kolbenstangenzylinder über eine gemeinsame Kolbenstange zu verbinden, wodurch der Aufbau sehr einfach wird. In die äL· Kolbenstange können auch Hydraulikkanäle für die Verbindung der Druckräume in den Druckzylindern vorgesehen sein. Dabei kann die Kolbenstange mit dem Betätigungsmechanismus, der Druckzylinder des ersten Kolbenstangenzylinders mit der Aufhängeeinrichtung und der Druckzylinder des zweiten Kolbenstangenzylinders mit dem Greiferrahmen verbunden sein.The piston rod cylinders can actually be arranged in any way. However, an arrangement with a common longitudinal axis is particularly advantageous, as this makes it possible to connect the pistons of the piston rod cylinders via a common piston rod, which makes the structure very simple. Hydraulic channels can also be provided in the piston rod for connecting the pressure chambers in the pressure cylinders. The piston rod can be connected to the actuating mechanism, the pressure cylinder of the first piston rod cylinder to the suspension device and the pressure cylinder of the second piston rod cylinder to the gripper frame.

Grundsätzlich reicht es aus, wenn in jedem Kolbenstangenzylinder nur ein Druckraum vorhanden ist und diese Druckräume dann hydraulisch miteinander verbunden sind, da die w Betätigungseinrichtung nur in Schließrichtung der Greiferschaufeln aktiv tätig ist, während die Greiferschaufeln durch die Kraftbeaufschlagung in Offenstellung verschwenkt werden. Es kann jedoch zweckmäßig sein, in den Kolbenstangenzylindern jeweils auf beiden Seiten der Kolben Druckräume vorzusehen und diese in logischer Weise hydraulisch miteinander zu verbinden.In principle, it is sufficient if there is only one pressure chamber in each piston rod cylinder and these pressure chambers are then hydraulically connected to one another, since the actuating device is only active in the closing direction of the grab buckets, while the grab buckets are pivoted into the open position by the application of force. However, it can be useful to provide pressure chambers on both sides of the pistons in the piston rod cylinders and to connect these hydraulically to one another in a logical manner.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Betätigungsmechanismus eine Brücke aufweist, dieAccording to a further feature of the invention, the actuating mechanism comprises a bridge which

an der Kolbenstange zwischen den beiden Kolbenstangenzylindern angreift. In an sich bekannter Weise kann der Betätigungsmechanismus über eine Federeinrichtung kraftbeaufschlagt sein.on the piston rod between the two piston rod cylinders. In a manner known per se, the actuating mechanism can be subjected to force via a spring device.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen:The invention is illustrated in more detail using an embodiment in the drawing. They show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Bohrgreifer mit Greiferschaufeln in Offenstellung undFig. 1 shows a longitudinal section through a drilling grab according to the invention with grab blades in the open position and

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Bohrgreifer gemäß Fig. 1 mit Greiferschaufeln in Schließstellung.Fig. 2 shows a longitudinal section through the drilling grab according to Fig. 1 with grab blades in the closed position.

Der insgesamt mit 1 bezeichnete Bohrgreifer weist einen Greiferrahmen 2 auf, der nahezu über die gesamte Höhe des Bohrgreifers 1 geht. An der Unterseite des Greiferrahmens 2 sind zwei Greiferschaufeln 3, 4 über Schwenkgelenke 5, 6 angelenkt. In Fig. 1 befinden sich die Greiferschaufeln 3, 4 in Offenstellung und in Fig. 2 in Schließstellung.The drilling grab, designated as a whole with 1, has a grab frame 2 that extends almost over the entire height of the drilling grab 1. Two grab blades 3, 4 are hinged to the underside of the grab frame 2 via swivel joints 5, 6. In Fig. 1, the grab blades 3, 4 are in the open position and in Fig. 2 they are in the closed position.

Im Inneren des Greiferrahmens 2 befindet sich eine Betätigungseinrichtung für die Verschwenkung der Greiferschaufeln 3, 4. Die Betätigungseinrichtung weist einen Betätigungsmechanismus 7 auf. Dieser hat eine sich horizontal erstreckende Brücke 8, an dessen Unterseite über Schwenkgelenke 9, 10 Betätigungsstangen 11, 12 angelenkt sind, die gelenkig mit den Greiferschaufeln 3, 4 verbunden sind. Obenseitig weist die Brücke 8 einen Zylinder 13Inside the gripper frame 2 there is an actuating device for pivoting the gripper blades 3, 4. The actuating device has an actuating mechanism 7. This has a horizontally extending bridge 8, on the underside of which actuating rods 11, 12 are articulated via pivot joints 9, 10, which are articulated to the gripper blades 3, 4. On the top side, the bridge 8 has a cylinder 13

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auf, der innen- und außenseitig jeweils eine Schraubenfeder 14, 15 führt, die koaxial ineinandergelegt sind. Die Schraubenfedern 14, 15 stützen sich untenseitig an der Oberseite der Brücke 8 und obenseitig an einem Absatz 16 des Greiferrahmens 2 ab, wobei auch der Absatz 16 mit einem kleinen Zylinder 17 zwecks Führung der Schraubenfedern 14, 15 versehen ist. Die Schraubenfedern 14, 15 sind als Druckfedern ausgebildet und deshalb bestrebt, die Brücke 8 und damit die Betätigungsstangen 11, 12 nach unten zu drücken und hierdurch die Greiferschaufeln 3, 4 in der in Fig. 1 gezeigten Offenstellung zu halten.which guides a coil spring 14, 15 on the inside and outside, which are placed coaxially one inside the other. The coil springs 14, 15 are supported on the bottom side on the top side of the bridge 8 and on the top side on a shoulder 16 of the gripper frame 2, whereby the shoulder 16 is also provided with a small cylinder 17 for the purpose of guiding the coil springs 14, 15. The coil springs 14, 15 are designed as compression springs and therefore strive to press the bridge 8 and thus the actuating rods 11, 12 downwards and thereby hold the gripper blades 3, 4 in the open position shown in Fig. 1.

Zu der Betätigungseinrichtung gehören ein oberer, erster Kolbenstangenzylinder 18 und ein unterer, zweiter Kolbenstangenzylinder 19, die in Längsrichtung übereinander mit gleicher Längsachse angeordnet sind. Zwischen ihnen und in sie hinein erstreckt sich eine gemeinsame Kolbenstange 20, die oberhalb des zweiten Kolbenstangenzylinders 19 einen nach außen vorstehenden Ringsteg 21 aufweist, auf dessen Oberseite sich die Brücke 8 unter Beaufschlagung durch die Schraubenfedern 14, 15 abstützt.The actuating device includes an upper, first piston rod cylinder 18 and a lower, second piston rod cylinder 19, which are arranged one above the other in the longitudinal direction with the same longitudinal axis. A common piston rod 20 extends between them and into them, which has an outwardly projecting annular web 21 above the second piston rod cylinder 19, on the upper side of which the bridge 8 is supported under the action of the coil springs 14, 15.

Der erste Kolbenstangenzylinder 18 weist einen Druckzylinder 22 auf, der nach oben in einen Aufhängekegel 23 mit Aufhängelaschen 24 ausläuft, welche eine Querbohrung 25 für die Aufnahme eines Tragbolzens aufweisen, über den Tragbolzen kann der Bohrgreifer 1 an einer Kette oder einem Seil aufgehängt werden. Innerhalb des Druckzylinders 22 befindet sich am Ende der Kolbenstange 20 ein Kolben 26, der den Innenraum des Druckzylinders 22 in einen un-The first piston rod cylinder 18 has a pressure cylinder 22, which runs upwards into a suspension cone 23 with suspension lugs 24, which have a cross hole 25 for receiving a support bolt, via which the drilling gripper 1 can be suspended from a chain or a rope. Inside the pressure cylinder 22, at the end of the piston rod 20, there is a piston 26, which turns the interior of the pressure cylinder 22 into an un-

teren Druckraum 27 und einen oberen Ausgleichsraum 2 8 aufteilt. Der Ausgleichsraum 28 hat Verbindung zu einem Öleinfüllstutzen 29.lower pressure chamber 27 and an upper compensation chamber 28. The compensation chamber 28 is connected to an oil filler neck 29.

Der zweite Kolbenstangenzylinder 19 hat einen Druckzylinder 30, der mit seiner unteren Stirnseite auf einer Quertraverse 31 des Greiferrahmens 2 aufsitzt und über einen die Quertraverse 31 nach unten durchsetzenden Schraubenbolzen 32 und eine auf diesen aufgeschraubte Spannmutter 33 an der Quertraverse 31 befestigt ist. In dem Druckzylinder 30 befindet sich ebenfalls ein Kolben 34, der das untenseitige Ende der Kolbenstange 20 bildet und den vom Druckzylinder 30 umschlossenen Innenraum in einen unteren Druckraum 35 und einen oberen Ausgleichsraum 36 aufteilt. Der Ausgleichsraum 36 hat Verbindung zu einem Ausgleichsbehälter 37. ··. .The second piston rod cylinder 19 has a pressure cylinder 30, which rests with its lower end on a cross-member 31 of the gripper frame 2 and is fastened to the cross-member 31 via a screw bolt 32 passing downwards through the cross-member 31 and a clamping nut 33 screwed onto the bolt. The pressure cylinder 30 also contains a piston 34, which forms the lower end of the piston rod 20 and divides the interior enclosed by the pressure cylinder 30 into a lower pressure chamber 35 and an upper compensation chamber 36. The compensation chamber 36 is connected to an equalization tank 37. ··. .

Die Kolbenstange 2 0 wird in Längsachsenrichtung von zwei Kanälen durchsetzt, nämlich einem Druckkanal 38 und einem Ausgleichskanal 39. Der Druckkanal 38 verbindet die beiden Druckräume 27, 35 und der Ausgleichskanal 39 die Ausgleichsräume 28, 36 in den Kolbenstangenzylindern 18, 19. Der Druckkanal 38 setzt sich zum oberen Ende der Kolbenstange 20 in Richtung auf den oberen Ausgleichsraum 28 fort. In diesem Bereich ist ein Ventil 40 angeordnet. Bei geöffnetem Ventil 40 können sowohl die Druckräume 27, 35 als auch die Ausgleichsräume 28, 36 über den Öleinfüllstutzen 29 befüllt werden. Außerdem kann über das Ventil 4 0 eine Entlüftung der Druckräume 27, 35 vorgenommen werden. The piston rod 2 0 is penetrated in the longitudinal axis direction by two channels, namely a pressure channel 38 and a compensation channel 39. The pressure channel 38 connects the two pressure chambers 27, 35 and the compensation channel 39 connects the compensation chambers 28, 36 in the piston rod cylinders 18, 19. The pressure channel 38 continues to the upper end of the piston rod 20 in the direction of the upper compensation chamber 28. A valve 40 is arranged in this area. When the valve 40 is open, both the pressure chambers 27, 35 and the compensation chambers 28, 36 can be filled via the oil filler neck 29. In addition, the pressure chambers 27, 35 can be vented via the valve 4 0.

Der Ausgleichsbehälter 37 hält die Ausgleichsräume 28, 36 unter leichtem Druck und verhindert so das Eindringen von Gasen. Außerdem dient er als Volumenausgleich, denn bei Bewegung der Kolbenstange 20 und der Kolben 26, 34 ist die Volumenänderung im oberen Ausgleichsraum 28 größer als im unteren Ausgleichsraum 36. Dies wird hervorgerufen durch die Differenz der ausgleichsraumseitigen Flächen der Kolben 26, 34. Die Fläche ist bei dem Kolben 34 aufgrund der den Druckraum 35 durchsetztenden Kolbenstange 20 geringer als diejenige am Kolben 26.The compensation tank 37 keeps the compensation chambers 28, 36 under slight pressure and thus prevents the ingress of gases. It also serves as a volume compensation, because when the piston rod 20 and the pistons 26, 34 move, the volume change in the upper compensation chamber 28 is greater than in the lower compensation chamber 36. This is caused by the difference in the areas of the pistons 26, 34 on the compensation chamber side. The area of the piston 34 is smaller than that of the piston 26 due to the piston rod 20 passing through the pressure chamber 35.

Der Aufhängekegel 23 ist von einer Kopplungseinrichtung 41 umgeben. Diese Kopplungseinrichtung 41 weist eine Hülse 42 auf, die obenseitig mit einem Kragen 43 versehen ist. Untenseitig endet die Hülse 42 in einem Ringsteg 44 und ist in diesem Bereich von einer auf Druck beanspruchten Schraubenfeder 45 umgeben. Diese stützt sich untenseitig an dem Ringsteg 44 und obenseitig an dem Absatz 16 des Greiferrahmens 2 ab.The suspension cone 23 is surrounded by a coupling device 41. This coupling device 41 has a sleeve 42 which is provided with a collar 43 on the top. The sleeve 42 ends at the bottom in an annular web 44 and is surrounded in this area by a helical spring 45 which is subjected to compression. This is supported on the bottom side on the annular web 44 and on the top side on the shoulder 16 of the gripper frame 2.

An dem Greiferrahmen 2 sind in Schwenklagern 46, 46' Kopplungsklinken 47, 48 gelagert. Sie durchsetzen Schlitze 49, 50 in der Hülse 42. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung erstrecken sich die Kopplungsklinken 47, 48 waagerecht durch die Schlitze 49, 50 bis in einen Kehle 51 zwischen Druckzylinder 22 und Aufhängekegel 23. In der Stellung gemäß Fig. 2 ist die Hülse 42 nach unten bewegt und hat über die Schlitze 49, 50 die Kopplungsklinken 47, 48 mitgenommen, so daß sie jetzt schräg nach unten ge-Coupling pawls 47, 48 are mounted on the gripper frame 2 in pivot bearings 46, 46'. They pass through slots 49, 50 in the sleeve 42. In the position shown in Fig. 1, the coupling pawls 47, 48 extend horizontally through the slots 49, 50 into a groove 51 between the pressure cylinder 22 and the suspension cone 23. In the position shown in Fig. 2, the sleeve 42 has moved downwards and has taken the coupling pawls 47, 48 with it via the slots 49, 50, so that they now slope downwards.

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richtet sind und nicht mehr über die Innenwand der Hülse 42 vorstehen.and no longer protrude beyond the inner wall of the sleeve 42.

Der vorbeschriebene Bohrgreifer 1 funktioniert wie folgt.The drilling gripper 1 described above functions as follows.

Fig. 1 zeigt den Bohrgreifer 1 in einer Ausgangssituation, bei der er in einer entsprechenden Vorrichtung außerhalb des Bohrlochs nur an dem Kragen 43 der Hülse 42 gehalten ist. Über die Hülse 42 und die zusanunengedrückte Schraubenfeder 45 wird auf diese Weise der Greiferrahmen 2 gehalten. Durch Einwirkung der Schraubenfedern 14, 15 wird der Betätigungsmechanismus 7 nach unten gedrückt mit der Folge, daß die Greiferschaufeln 3, 4 in der gezeigten Offenstellung gehalten werden, die durch hier nicht näher dargestellte Anschläge begrenzt wird. Über den Ringsteg 21 ist dabei auch die Kolbenstange 20 mitgenommen worden, so daß der obere Kolben 26 weit oben und der untere Kolben 34 weit unten in den jeweiligen Druckräumen 27 bzw. 35 stehen.Fig. 1 shows the drilling gripper 1 in an initial situation in which it is held in a corresponding device outside the borehole only by the collar 43 of the sleeve 42. The gripper frame 2 is held in this way by the sleeve 42 and the compressed coil spring 45. The effect of the coil springs 14, 15 presses the actuating mechanism 7 downwards, with the result that the gripper blades 3, 4 are held in the open position shown, which is limited by stops not shown in detail here. The piston rod 20 is also carried along by the ring web 21, so that the upper piston 26 is high up and the lower piston 34 is low down in the respective pressure chambers 27 and 35.

Für das Einfahren in ein Bohrloch wird ein Querbolzen durch die Querbohrungen 25 geschoben und daran eine Kette befestigt, die an einem entsprechenden Kran aufgerollt ist. Durch Anziehen der Kette wird auf den Aufhängekegel 2 3 ein Zug nach oben gegeben mit der Folge, daß sich der durch die Kehle 51 gebildete Absatz am Druckzylinder 22 an den Unterseiten der Kopplungsklinken 47, 48 angelegt kommen und diese dann leicht nach oben schwenken, bis sie an den oberen Enden der Schlitze 49, 50 anschlagen. Auf diese Weise ist über die Hülse 42 und die auf AnschlagTo drive into a borehole, a cross bolt is pushed through the cross holes 25 and a chain is attached to it, which is wound on a suitable crane. By pulling the chain, the suspension cone 2 3 is pulled upwards, with the result that the shoulder formed by the groove 51 on the pressure cylinder 22 comes to rest on the undersides of the coupling pawls 47, 48 and these then swing slightly upwards until they hit the upper ends of the slots 49, 50. In this way, the sleeve 42 and the

sitzende Schraubenfeder 45 eine Verbindung zum Greiferrahmen 2 hergestellt, d. h. die Kopplungseinrichtung 41 befindet sich in Kopplungsstellung. Der Bohrgreifer 1 wird dann mit Hilfe des Krans bis oberhalb des Bohrlochs gebracht und dann über die Kette in das Bohrloch abgesenkt. A connection to the gripper frame 2 is established by means of a helical spring 45, i.e. the coupling device 41 is in the coupling position. The drilling gripper 1 is then brought above the borehole with the aid of the crane and then lowered into the borehole via the chain.

Beim Auftreffen der unteren Spitzen der Greiferschaufeln 3, 4 auf den Bohrlochgrund entsteht eine schlagartige Verzögerung und gleichzeitig eine Lose in der Kette. Die dadurch entstehenden Trägheitskräfte verschieben die Hülse 42 - unterstützt durch die Schraubenfeder 45 - nach unten und nehmen dabei über die Schlitze 49, 50 die Kopplungsklinken 47, 48 mit. Hierdurch werden die Kopplungsklingen 47, 48 aus der Kehle 51 - unter leichter Verschiebung des Druckzylinders 22 nach unten - herausbewegt und in die in Fig. 2 gezeigte Stellung verschwenkt. Die Kopplungseinrichtung 41 befindet sich dann in der Freigabestellung, d. h. es besteht jetzt keine Verbindung mehr zwischen Aufhängekegel 23 und Greiferrahmen 2.When the lower tips of the gripper blades 3, 4 hit the bottom of the borehole, a sudden deceleration occurs and at the same time there is slack in the chain. The resulting inertia forces move the sleeve 42 downwards - supported by the coil spring 45 - and take the coupling pawls 47, 48 with them via the slots 49, 50. As a result, the coupling blades 47, 48 are moved out of the groove 51 - with the pressure cylinder 22 being slightly moved downwards - and pivoted into the position shown in Fig. 2. The coupling device 41 is then in the release position, i.e. there is no longer any connection between the suspension cone 23 and the gripper frame 2.

Soll der Bohrgreifer 1 wieder aus dem Bohrloch herausgehoben werden, wird mit Hilfe des Krans Zug auf die Kette gegeben. Hierdurch wird zunächst nur der Aufhängekegel 23 mit dem Druckzylinder 22 angehoben, d. h. der Greiferrahmen 2 wird mangels Verbindung nicht mitgenommen und bleibt zunächst in Ruhe. Dies wiederum bewirkt eine Verkleinerung des Druckraums 27 und damit eine Verdrängung des in ihm enthaltenen Hydrauliköls, das über den Druckkanal 38 in den unteren Druckraum 35 einfließt. HierdurchIf the drilling gripper 1 is to be lifted out of the borehole again, the chain is pulled using the crane. This initially only lifts the suspension cone 23 with the pressure cylinder 22, i.e. the gripper frame 2 is not moved due to the lack of a connection and initially remains at rest. This in turn causes the pressure chamber 27 to be reduced in size and thus a displacement of the hydraulic oil contained in it, which flows into the lower pressure chamber 35 via the pressure channel 38. This

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werden der Kolben 34 in dem zweiten Kolbenstangenzylinder 19 und damit die Kolbenstange 20 relativ zum Druckzylinder 30 und damit letztendlich zum Greiferrahmen 2 angehoben mit der Folge, daß der Betätigungsmechanismus 7 über den Ringsteg 21 ebenfalls angehoben wird, und zwar unter Komprimierung der Schraubenfedern 14, 15. Folglich werden auch die Betätigungsstangen 11, 12 angehoben und bewirken dabei eine Verschwenkung der Greiferschaufeln 3, 4 nach innen bis in die Schließstellung. Dabei nehmen sie das lose Material auf dem Bohrgrund auf und schließen es in den in Schließstellung umgrenzten Raum oberhalb der Greiferschaufeln 3, 4 ein. Die Endstellung dieses Vorgangs ist in Fig. 2 zu sehen.the piston 34 in the second piston rod cylinder 19 and thus the piston rod 20 are raised relative to the pressure cylinder 30 and thus ultimately to the gripper frame 2, with the result that the actuating mechanism 7 is also raised via the ring web 21, namely with compression of the coil springs 14, 15. Consequently, the actuating rods 11, 12 are also raised and cause the gripper blades 3, 4 to pivot inwards into the closed position. In doing so, they pick up the loose material on the drilling base and enclose it in the space above the gripper blades 3, 4 which is delimited in the closed position. The end position of this process can be seen in Fig. 2.

Damit dies funktionieren kann, ist die von dem Gewicht des Greiferrahmens 2 und den daran befestigten Teilen ausgehende, nach unten gerichtete Kraft größer als die Kräfte, die die Kolbenstange 2 0 überwinden muß, also im wesentlichen die Kraft aufgrund des Gewichts des Betätigungsmechanismusses 7 und der von den Schraubenfedern 14, 15 ausgeübten Maximalkraft. Unterstützend in dieser Richtung wirkt eine KraftüberSetzung, die dadurch hervorgerufen wird, daß die wirksame, druckraumseitige Kolbenfläche am Kolben 26 in dem ersten Kolbenstangenzylinder 18 um die Querschnittsfläche der Kolbenstange 20 geringer ist als die druckraumseitige Fläche des Kolbens 34 im zweiten Kolbenstangenzylinder 19.In order for this to work, the downward force emanating from the weight of the gripper frame 2 and the parts attached to it is greater than the forces that the piston rod 20 must overcome, i.e. essentially the force due to the weight of the actuating mechanism 7 and the maximum force exerted by the coil springs 14, 15. A force transmission acts in this direction, which is caused by the fact that the effective pressure chamber-side piston surface on the piston 26 in the first piston rod cylinder 18 is smaller by the cross-sectional area of the piston rod 20 than the pressure chamber-side surface of the piston 34 in the second piston rod cylinder 19.

In der in Fig. 2 gezeigten Endstellung sitzen die Greiferschaufeln 3, 4 auf Anschlag, so daß ein Anheben derIn the end position shown in Fig. 2, the gripper blades 3, 4 are seated on the stop so that lifting of the

Brücke 8 nicht mehr möglich ist. Dies hat zur Folge, daß auch die Bewegung des unteren Kolbens 34 und damit der Kolbenstange 20 blockiert ist. In dem unteren Druckraum 35, dem Druckkanal 38 und in dem oberen Druckraum 27 entsteht ein hydrostatischer Zustand. Ein weiteres Ausfahren des Aufhängekegels 23 ist nicht mehr möglich, d. h. das Anziehen der Kette hat zur Folge, daß der Greiferrahmen 2 vermittels des Hydrauliköls, der Kolbenstange 20 und des Betätigungsmechanismusses 7 mitgenommen wird. In diesem Zustand wird der Bohrgreifer 1 wieder aus dem Bohrloch herausgehoben und in die schon oben erwähnte Vorrichtung so eingehängt, daß er nicht mehr an dem Aufhängezylinder 23 hängt, sondern nur noch an dem Kragen 43 der Hülse 42. Durch Abwärtsbewegung des Aufhängekegels 23 und der Kolbenstange 20 verschiebt sich der Betätigungsmechanismus 7 unter Einwirkung der beiden Schraubenfedern 14, 15 wieder nach unten und bewirkt auf diese Weise ein Öffnen der Greiferschaufeln 3, 4 zwecks Absetzen des von diesen eingeschlossenen Bodenmaterials. Die Abwärtsbewegung des Aufhängekegels 23 und des Druckzylinders 22 wird soweit fortgesetzt, bis sich die Kehle 51 wieder in Höhe der Kopplungsklinken 47, 4 8 befindet und demgemäß der in Fig. 1 gezeigte Zustand mit in Offenstellung befindlichen Greiferschaufeln 3, 4 erreicht ist.Bridge 8 is no longer possible. This means that the movement of the lower piston 34 and thus of the piston rod 20 is also blocked. A hydrostatic state arises in the lower pressure chamber 35, the pressure channel 38 and in the upper pressure chamber 27. Further extension of the suspension cone 23 is no longer possible, i.e. tightening the chain means that the gripper frame 2 is carried along by means of the hydraulic oil, the piston rod 20 and the actuating mechanism 7. In this state, the drilling grab 1 is lifted out of the borehole again and hooked into the device mentioned above in such a way that it no longer hangs on the suspension cylinder 23, but only on the collar 43 of the sleeve 42. By moving the suspension cone 23 and the piston rod 20 downwards, the actuating mechanism 7 moves downwards again under the influence of the two coil springs 14, 15 and in this way causes the grab blades 3, 4 to open in order to deposit the soil material enclosed by them. The downward movement of the suspension cone 23 and the pressure cylinder 22 is continued until the throat 51 is again at the level of the coupling pawls 47, 48 and accordingly the state shown in Fig. 1 with the grab blades 3, 4 in the open position is reached.

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Claims

1. Drilling gripper ( 1 ) with the following features:

a) the drilling grab ( 1 ) has a grab frame ( 2 );

b) gripper blades ( 3 , 4 ) are attached to the bottom of the gripper frame ( 2 ) in such an articulated manner that they can be pivoted between an open and a closed position;

c) the gripper blades ( 3 , 4 ) are subjected to force in the direction of the open position;

d) the drilling grab ( 1 ) has an actuating device ( 7 , 18 , 19 , 20 ) for pivoting the grab blades ( 3 , 4 );

e) the actuating device comprises an actuating mechanism ( 7 ) and a force transmission device ( 18 , 19 , 20 );

f) the actuating mechanism ( 7 ) is connected on the one hand to the gripper blades ( 3 , 4 ) and on the other hand to the power transmission device ( 18 , 19 , 20 );

g) the power transmission device ( 18 , 19 , 20 ) is provided with a suspension device ( 23 , 24 , 25 ) for suspending the drilling gripper ( 1 ) e.g. to a rope or the like;

h) the suspension device ( 23 , 24 , 25 ) is movably guided relative to the gripper frame ( 2 );

i) a coupling device ( 41 ) is provided between the suspension device ( 23 , 24 , 25 ) and the gripper frame ( 2 );

j) in the coupling state of the coupling device ( 41 ), the suspension device ( 23 , 24 , 25 ) and the gripper frame ( 2 ) are immovably coupled;

k) in the release state of the coupling device ( 41 ), the suspension device ( 23 , 24 , 25 ) and the gripper frame ( 2 ) are movable relative to one another;

l) the dead weight of the gripper frame ( 2 ) and the parts connected to it on the one hand and the force applied to the gripper blades ( 3 , 4 ) on the other hand are coordinated in such a way that when the drilling gripper ( 1 ) is lifted with the gripper blades ( 3 , 4 ) in the open position and the coupling device ( 41 ) in the release position, a relative movement occurs between the suspension device ( 23 , 24 , 25 ) and the gripper frame ( 2 ), which is transmitted via the actuating device ( 7 , 18 , 19 , 20 ) to the gripper blades ( 3 , 4 ) in such a way that they pivot into the closed position;

m) characterized by the design of the transmission device as a hydraulic device ( 18 , 19 , 20 ).

2. Drilling gripper according to claim 1, characterized in that the hydraulic device ( 18 , 19 , 20 ) is designed such that a force amplification is effected.

3. Drill gripper according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic device has a hydraulic pressure generator ( 18 ) which is connected to the suspension device ( 23 , 24 , 25 ) and a hydraulic pressure sensor ( 19 ) which is connected to the hydraulic pressure generator ( 18 ) and is mechanically coupled to the actuating mechanism ( 7 ) in such a way that when pressure is applied to the hydraulic pressure sensor ( 19 ), the actuating mechanism ( 7 ) is moved.

4. Drill gripper according to claim 3, characterized in that the hydraulic pressure generator and hydraulic pressure sensor are designed as first and second piston rod cylinders ( 18 , 19 ) which have pressure cylinders ( 22 , 30 ) with hydraulically connected pressure chambers ( 27 , 35 ) and pistons ( 26 , 34 ) with piston rods ( 20 ).

5. Drill gripper according to claim 4, characterized in that the piston rod cylinders ( 18 , 19 ) are arranged one below the other in a common longitudinal axis and their pistons ( 26 , 34 ) are connected via a common piston rod ( 20 ).

6. Drill gripper according to claim 5, characterized in that the piston rod ( 20 ) has a hydraulic channel ( 38 ) for connecting the pressure chambers ( 27 , 35 ) in the pressure cylinders ( 22 , 30 ).

7. Drilling gripper according to claim 5 or 6, characterized in that the piston rod ( 20 ) is connected to the actuating mechanism ( 7 ), the pressure cylinder ( 22 ) of the first piston rod cylinder ( 18 ) is connected to the suspension device ( 23 , 24 , 25 ) and the pressure cylinder ( 30 ) of the second piston rod cylinder ( 19 ) is connected to the gripper frame ( 2 ).

8. Drill gripper according to one of claims 5 to 7, characterized in that the actuating mechanism ( 7 ) has a bridge ( 8 ) which engages the piston rod ( 20 ) between the two piston rod cylinders ( 18 , 19 ).

9. Drilling gripper according to one of claims 4 to 8, characterized in that the chambers ( 28 , 36 ) located on the sides of the pistons ( 26 , 34 ) facing away from the pressure chambers ( 27 , 35 ) are hydraulically connected to one another.

10. Drill gripper according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuating mechanism ( 7 ) is subjected to force via a spring device ( 14 , 15 ).