DE69412803T2 - Gestängebehälter für felsbohrausrüstungen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Gestängeaufnahmekörper für ein Felsbohrgerät, wobei der Gestängeaufnahmekörper umfaßt: einen Rotor mit Führungsplatten für Stangen; Endabdeckungen mit Endoberflächen, wobei die Stangen zwischen den Endabdeckungen einsetzbar sind; und Drehmittel, die zur Drehung des Rotors in einer Endabdeckung befestigt sind.
• Gestängeaufnahmekörper werden in Felsbohrgerät zum Lagern von Bohrstangen oder Bohrrohren, die beim Langlochbohren verwendet werden, und von Ankern verwendet, die beim Felsverankern verwendet werden. Die Stange bezieht sich auf Bohrstangen und Bohrrohre, die beim Langlochbohren verwendet werden, oder auf Anker, die beim Felsverankern verwendet werden. Das Felsbohrgerät wiederum bezieht sich sowohl auf ein Felsbohrgerät als auch auf ein Verankerungsgerät, das beim Felsverankern verwendet wird.
• Aufnahmekörper-Lösungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, verwenden typischerweise verschiedene Arten von Drehaufnahmekörpern, die Endplatten und normalerweise zwei oder drei Führungsplatten zwischen den Endplatten umfassen. Eine Stange wird zwischen den Endplatten in Schlitzen angeordnet, die in den Führungsplatten gebildet sind. Durch Drehen der Führungsplatten durch einen auf dem sogenannten Malteserkreuzprinzip beruhenden Mechanismus können die Schlitze nacheinander in eine Ausrichtung mit einer Aufnahmekörper-Zufuhröffnung oder zu einer Zuführungsstellung gedreht werden, um Stangen in den Aufnahmekörper anzuordnen und sie aus dem Aufnahmekörper zu entfernen. Dieser Typ von Aufnahmekörper ist gut bekannt und von einer Struktur, die für einen Fachmann selbstverständlich, ist, so daß sie hierin nicht ausführlicher beschrieben wird.
• Ein Problem bei den Aufnahmekörper-Lösungen nach dem Stand der Technik besteht darin, daß die Aufnahmekörper derartige Abmessungen besitzen, daß sie nur Stangen einer vorbestimmten Länge aufnehmen können. Wenn ein derartiger Aufnahmekörper für Stangen einer anderen Länge verwendet wird, ist es erforderlich, feste Aufnahmekörperstrukturen zu ändern, damit der Aufnahmekörper auf eine gewünschte Weise arbeitet. Dies ist problematisch, insbesondere wenn die Stangen Felsanker mit stark variierenden Herstellungstoleranzen sind. Wenn der Aufnahmekörper für eine bestimmte Stangenlänge konstruiert ist, können Stangen einer größeren Länge nicht in ihm gelagert werden, und sogar einige zehn Millimeter können einen Posten Stangen ungeeignet für den Aufnahmekörper machen. Wenn es erforderlich ist, Verstärkungsanker und Verlängerungsstangen unterschiedlicher Längen zu verwenden, beispielsweise in Unter grundausschachtungen und aufgrund von Felsstrukturen, kann ähnlich ein Einzelgerät, das mit den Aufnahmekörpern nach dem Stand der Technik ausgerüstet ist, nicht mit den unterschiedlichen Längen verwendet werden, da die Bauteile, die geändert werden sollten, um das Gerät abzuwandeln, zu groß sind. Infolgedessen ist es erforderlich, zwei verschiedene Geräte zu verwenden, was häufig Extrakosten verursacht. Ein weiteres Problem bei den Lösungen nach dem Stand der Technik besteht darin, daß eine Änderung in der Stangenlänge Änderungen in der Befestigung der Stangengreifarme bezüglich des Geräts erfordert, was Extraarbeit einschließt.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gestängeaufnahmekörper bereitzustellen, der zum Lagern von Stangen unterschiedlicher Längen gemäß den Erfordernissen verwendet werden kann und der leicht und schnell für unterschiedliche Stangenlängen einstellbar ist. Der Gestängeaufnahmekörper gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine der Endoberflächen in Längsrichtung des Rotors verschiebbar ist, so daß sich der Abstand der Endoberfläche von der gegenüberliegenden Endoberfläche entsprechend der Länge der zu verwendenden Stange einstellen läßt. Die Endoberfläche an einem Ende des Gestängeaufnahmekörpers und die nahe bei ihr gelegene Führungsplatte sind in Längsrichtung des Gestängeaufnahmekörpers verschiebbar, derart daß der Abstand zwischen den Endabdeckungen für die Länge einer zu verwendenden Stange eingestellt werden kann und die Führungsplatten bei geeigneten Abständen angeordnet werden können, um die Handhabung der Stange zu erleichtern. In einer bevorzugten Ausführungsform ist einer der Greif/Verlagerungs-Arme, die für eine Stangenhandhabung erforderlich sind, auf eine ähnliche Weise verschiebbar, so daß Stangen von unterschiedlichen Längen bei einer optimalen Stelle bezüglich der Führungsplatten gegriffen werden können. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die verschiebbare Endoberfläche des Aufnahmekörpers an dem Ende angebracht, das nahe bei dem Felsbohr- bzw. dem Ankerzuführungsgerät gelegen ist. Dies stellt sicher, daß das entgegengesetzte Ende der Stange immer bei dem Führungselement der Zuführungsschiene oder bei einem Bohrloch, in dem eine Verankerung vorzunehmen ist, angeordnet ist, so daß jegliche Ausrichtprobleme vermieden werden. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind weiter der Aufnahmekörper-Drehmechanismus und -Drehmotor in enger Nachbarschaft zu der verschiebbaren Endabdeckung angeordnet, so daß die Abmessungen des Aufnahmekörpers am Stirnende der Zuführungsschiene des Felsbohrers so klein wie möglich sind und so daß die Stange auf eine gewünschte Weise in Ausrichtung entweder mit der Bohrachse des Felsbohrers oder der Zuführungsachse des Verankerungskopfes zugeführt wird.
• Ein Vorteil der Lösung gemäß der Erfindung ist, daß der Übergang von einer Stangenlänge zu einer anderen schnell und einfach stattfindet, indem man bloß die Endabdeckung und die Führungsplatte zu einer gewünschten Stelle verschiebt. Wenn die Stangenlänge von einem vorbestimmten Wert abweicht, kann der Aufnahmekörper ähnlich ohne jegliches mühsame und kostspielige Austauschen der Teile auch auf die falsche Stangenlänge eingestellt werden. Außerdem ermöglicht der Aufnahmekörper gemäß der Erfindung, eine geeignete Ankerlänge bei demselben Arbeitsstandort gemäß den Erfordernissen zu verwenden, was Einsparungen bei den Materialkosten einschließt.
• Die Erfindung wird mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen vollständiger beschrieben.
• Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Felsverankerungsgerät;
• Fig. 2 zeigt das Felsverankerungsgerät von Fig. 1 in einer in Fig. 1 angegebenen Richtung A;
• die Fig. 3a und 3b zeigen einen Gestängeaufnahmekörper gemäß der Erfindung in zwei für unterschiedliche Stangenlängen eingestellten Stellungen;
• Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Greifarms, wie in Richtung der Drehachse betrachtet;
• Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
• Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht eines Felsverankerungsgeräts. Das Gerät umfaßt eine Ausführungsform des Gestängeaufnahmekörpers gemäß der Erfindung, d. h. einen Ankeraufnahmekörper 1. Es umfaßt weiter einen Verankerungskopf 2, der längs seiner eigenen Zuführungsschiene 2a bewegbar ist, und einen Felsbohrer 3, der auf ähnliche Weise entlang seiner eigenen Zuführungsschiene 3a bewegbar ist. Es umfaßt auch Greifarme 4, die mit einer um eine Welle 6 drehbaren Befestigungsschiene 5 verbunden sind. Der Verankerungskopf 2 und der Felsbohrer 3 und die Greifarme 4 mit ihren Schienen sind als einzelne Einheit mit einer Basis 7 verbunden, die um eine vertikale Welle 8 drehbar ist. Sowohl die Basis 7 als auch der Aufnahmekörper 1 sind mit einem Geräterahmen 9 verbunden. Die Fig. 2 zeigt das Felsverankerungsgerät von Fig. 1, wenn man es in einer in Fig. 1 angegebenen Richtung A betrachtet. Es ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß es zwei Greifarme 4 gibt, die im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß im Aufnahmekörper 1 angeordnete Stangen (nicht in Fig. 2 gezeigt) ergriffen und zur Ausrichtung mit einem Loch, in dem eine Verankerung vorzunehmen ist, aus dem Aufnahmekör per entnommen werden können. In Fig. 2 sind die Teile, die denjenigen, die in Fig. 1 gezeigt sind, entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, mit Ausnahme der Greifarme, die der Klarheit halber mit den Bezugszeichen 4a und 4b bezeichnet sind.
• Die Fig. 3a und 3b zeigen einen Gestängeaufnahmekörper gemäß der Erfindung, der für eine kurze Stange bzw. eine lange Stange eingestellt ist. Der Gestängeaufnahmekörper ist aus einem mittigen Rohr oder einer mittigen Welle 10 gebildet, die bezüglich einer oberen festangebrachten Endabdeckung 11 drehbar gelagert ist. Ein rohrförmiger Trägerarm 12, der aus einem Außenrohr 12a und einem Innenrohr 12b gebildet ist, das innerhalb des Außenrohres in Längsrichtung bewegbar angebracht ist, ist auch an der oberen Endabdeckung 11 angebracht. Das Innenrohr 12b kann bezüglich des Außenrohres 12a durch eine Quetscheinrichtung 12c unbeweglich gesichert werden. Das Innenrohr 12b ist wiederum an eine andere Endabdeckung 13 angebracht, innerhalb der eine Einrichtung zum Drehen des Aufnahmekörpers, d. h. ein Malteserkreuzmechanismus, angebracht ist und mit der auch ein Drehmotor 14 verbunden ist. Die andere Endabdeckung 13 ist um die Welle 10 herum angeordnet, und sie kann in Längsrichtung der Welle verschoben werden. Führungsplatten 15a bis 15c sind auch an der Welle 10 angebracht. Die Führungsplatten sind mit Schlitzen versehen, in welche Stangen 16 auf eine an sich bekannte Weise eingesetzt werden. Die Führungsplatten 15a bis 15c sind weiter mit Rückhaltefedern 17a bis 17c versehen, welche die Stäbe 16 in den Schlitzen in Position halten. Der Drehmechanismus innerhalb der anderen Endabdeckung 13 ist mittels einer Reibverbindungshülse 18 nicht drehbar an der Welle 10 angebracht. Ähnlich ist die Führungsplatte 15c,· die der Endabdeckung 13 am nächsten ist, d. h. die unterste Führungsplatte in der Figur, an der Welle 10 durch eine ähnliche Reibverbindungshülse 19 angebracht.
• Um die Länge des Aufnahmekörpers für eine zu verwendende Stange einzustellen, werden die Quetscheinrichtung 12c und die Reibverbindungshülsen 18 und 19 geöffnet. Die untere Endabdeckung wird danach verschoben, wie in Fig. 3a gezeigt, derart daß die Stange 16 zwischen den Endoberflächen 11a und 13a der Endabdeckungen 11 und 13 angeordnet ist. Die Reibverbindungshülse 18 bzw. 19 wird dann festgezogen, so daß der Malteserkreuzmechanismus in der Endabdeckung 13 nicht drehbar mit der Welle 10 verbunden ist und die Führungsplatte 15c mit der Welle 10 ähnlich nicht drehbar verbunden ist. Die Führungsplatten 15a und 15b sind vorzugsweise fest mit der Welle 10 verbunden, da sie nicht verschoben werden müssen, wenn die Länge der Stange 16 variiert. Fig. 3b wiederum zeigt einen Zustand, bei dem der Aufnahmekörper für eine lange Stange 16' eingestellt worden ist. In diesem Fall ist demgemäß zuerst die Quetscheinrichtung 12c der Rohre 12a und 12b geöffnet worden und hierauf die Reibverbindungshülsen 18 und 19, wonach es möglich gewesen ist, die andere Endabdeckung 13 und ihren Motor und die Führungsplatte 15c zum unteren Ende der Welle 10 zu verschieben. Die Reibverbindungshülsen 18 und 19 und die Quetscheinrichtung 12c zwischen den Rohren 12a und 12b sind danach festgezogen worden. In den Fällen beider Figuren dreht die Drehung des Motors 14 das Malteserkreuz, das die Welle 10 über die Reibverbindungshülse 18 dreht. Die Führungsplatten 15a bis 15c drehen sich folglich ebenfalls, wodurch die Stange 16 oder 16' zu einer Position verschoben wird, um die Stange aus dem Aufnahmekörper zu entnehmen; im Fall von Langlochbohren, um alternativ eine herausgenommene verlängerungsstange in einen leeren Schlitz in den Führungsplatten 15a bis 15c einzusetzen. Die Fig. 3a und 3b zeigen weiter, wie der untere Greifarm 4b ähnlich wie die Aufnahmekörper-Endabdeckung 13 verschoben worden ist, so daß 'er sich in einem geeigneten Abstand von den Enden der Stange 16 befindet. Beide Greifarme 4a und 4b sind mit der Welle 6 verbunden (nicht in der Figur gezeigt), die durch sie hindurchgeht. Die Welle 6 ist haxagonal im Querschnitt, jedoch ist sie an einem Gestell 20 drehbar befestigt, das in Fig. 4 gezeigt ist. Das Gestell 20 umfaßt einen Schlitz 21 für eine I-förmige Schiene 5. Die Gestelle 20 sind durch Befestigungsschrauben 22 an der Schiene 5 befestigt, so daß dadurch der Arm bezüglich der Schiene 5 festgelegt ist. Die Arme 4 werden durch Drehen der Welle 6 mittels eines an sich bekannten Leistungselementes (nicht gezeigt) gedreht, wie z. B. eines Hydromotors oder -zylinders. Um die Greifarme 4 oder die in den Fig. 3a und 3b gezeigten Greifarme 4a und 4b zu verschieben, werden die Befestigungsschrauben 22 geöffnet, so daß das Gestell 20 längs der Führungsschiene 5 verschiebbar ist. Da die Greifarme mit der Welle 6, die in der Figur durch ein hexagonales Loch dargestellt ist, verbunden sind, während sie auf keinerlei Weise fest an der Welle angebracht sind, können sie sich auch bezüglich der Welle 6 bewegen lassen, wodurch sie folglich leicht und einfach auf eine gewünschte Stellung einstellbar sind. Wenn sich der Greifarm in einer gewünschten Stellung befindet, werden die Befestigungsschrauben 22 des Gestells 20 festgezogen, so daß sich der Greifarm bezüglich des Gestells nicht bewegt.
• Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der der Aufnahmekörper selbst in der Länge festgelegt ist, d. h. die Endabdeckungen 11 und 13 sind durch einen einteiligen Trägerarm 12 miteinander verbunden. In dieser Ausführungsform gehören die Endoberflächen 11a und 13a zu separaten Endplatten 11b und 13b, die mit der Rotorwelle 10 drehbar verbunden sind, so daß die im Aufnahmekörper enthaltenen Stangen 16 die Endoberflächen 11a und 13a nicht durchscheuern. In dieser Ausführungsform ist die Endplatte 13b in Längsrichtung der Welle 10 verschiebbar, so daß dadurch der Abstand zwischen den Endoberflächen 13a und 11a gemäß der Länge der Stange 16 eingestellt wird. Entsprechend ist die Führungsplatte 15c, die in der Nähe der verschiebbaren Endplatte 13b angeordnet ist, in Längsrichtung der Welle 10 verschiebbar. Die Endplatte 13b und die Führungsplatte 15c können beide so angeordnet sein, daß sie entweder durch eine vorstehend erwähnte Reibverbindungshülse oder eine andere Befestigungseinrichtung nicht drehbar an der Welle gesondert angebracht sind. Ähnlich können die Führungsplatte 15c und die Endplatte 13b aneinander befestigt sein, in welchem Falleine einzige Befestigungseinrichtung·ausreicht, wie z. B. eine Reibverbindungshülse. In dieser Ausführungsform kann der Malteserkreuzmechanismus, der durch den Drehmotor betrieben wird, zur Drehung der Welle 10 starr gekoppelt sein. Die Erfindung ist im obigen Text und in den Zeichnungen lediglich beispielhaft beschrieben bzw. dargestellt worden, und die Lösung ist auf gar keinen Fall auf die Beispiele beschränkt, sondern wird durch den Umfang der angeführten Ansprüche beschränkt.
• Der Drehmechanismus und die Führungsplatte 15c können mit der Welle 10 auf verschiedene Weise nicht drehbar verbunden sein, beispielsweise durch einen bei der Welle 10 vorgesehenen Keil oder auf irgendeine andere Weise. Sie können auch durch verschiedene Schraubbefestigungseinrichtungen und andere ähnliche Einrichtungen in vertikaler Richtung der Welle 10 befestigt sein. Entsprechend können die Rohre 12a und 12b auf verschiedene Weise, abhängig von der Anwendung, miteinander verbunden sein. Das Außenrohr 12a und das Innenrohr 12b können durch die Quetscheinrichtung 12c am freien Ende des Außenrohres 12a in bezug aufeinander unbeweglich arretiert werden. In einem derartigen Fall wird das Ende des Außenrohres 12a aufgrund eines Querschlitzes 12d, der im Außenrohr 12a gebildet ist, und eines Längsschlitzes, der beim Querschlitz beginnt und sich durch die Quetscheinrichtung 12c, die ebenfalls beim Querschlitz beginnt, erstreckt, kleiner gequetscht als sein Durchmesser, wodurch das Innenrohr 12b in seiner Stellung festgelegt wird.
• Wenn die Führungsplatte mit einem Schlitz einer geeigneten Breite versehen ist, können Stäbe mit verschiedenen Durchmessern verwendet werden, indem man lediglich die Federn 17a bis 17c ändert. Auf diese Weise ist es möglich, den Durchmesser sowie die Länge der Stangen gemäß den Erfordernissen in jedem besonderen Fall zu wählen.

Claims (10)

1. Gestängeaufnahmekörper (1) für ein Felsbohrgerät, umfassend einen Rotor mit Führungsplatten (15a bis 15c) für Stangen (16); Endabdeckungen (11, 13) mit Endoberflächen (11a, 13a), wobei die Stangen (16) zwischen die Endabdeckungen (11, 13) einsetzbar sind; und Drehmittel (14), die zur Drehung des Rotors in einer Endabdeckung (13) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Endoberflächen (13a) in Längsrichtung des Rotors verschiebbar ist, so daß sich der Abstand der Endoberfläche (13a) von der gegenüberliegenden Endoberfläche (11a) entsprechend der Länge der zu verwendenden Stange (16) einstellen läßt.

2. Gestängeaufnahmekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Führungsplatte (15c), die der verschiebbaren Endoberfläche (13a) am nächsten ist, in Längsrichtung des Rotors entsprechend verschieben läßt.

3. Gestängeaufnahmekörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Endoberfläche (13a) mit der einen Endabdeckung (13) eine Einheit bildet, so daß sich die Endoberfläche (13a) und die Endabdeckung (13) gleichzeitig bewegen.

4. Gestängeaufnahmekörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägerarm (12), der aus einem Außenrohr (12a) und einem Innenrohr (12b) gebildet ist, zwischen den Endabdeckungen (11, 13) des Gestängeaufnahmekörpers vorgesehen ist, wobei das Innenrohr (12b) mit Bezug auf das Außenrohr (12a) in Längsrichtung des Gestängeaufnahmekörpers bewegbar ist und die Rohre so angebracht sind, daß sie mit Bezug aufeinander unbeweglich arretiert sind, und daß die Drehmittel durch eine Reibverbindungshülse (18) so an eine Rotorwelle (10) gekoppelt sind, daß sie sich von der Welle (10) trennen lassen und zur Drehung derselben mittels der Reibverbindungshülse (18) arretieren lassen.

5. Gestängeaufnahmekörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatte (15c), die der Endabdeckung (13) am nächsten ist, durch eine Reibverbindungshülse (19) derart an die Rotorwelle (10) gekoppelt ist, daß sie sich von der Rotorwelle (10) trennen läßt und mittels der Reibverbindungshülse (19) mit Bezug auf dieselbe unbeweglich arretieren läßt.

6. Gestängeaufnahmekörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Endoberfläche (13a) Teil einer gesonderten Endplatte (13b) bildet, die sich in Längsrichtung der Rotorwelle (10) verschieben läßt.

7. Gestängeaufnahmekörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gesonderte Endplatte (13b) zur Drehung mit der Rotorwelle (10) befestigt ist.

8. Gestängeaufnahmekörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatte (13b) und die Führungsplatte (15c), die sich dicht bei ihr befindet, miteinander verbunden sind, so daß sie eine einzige verschiebbare Einheit bilden.

9. Gestängeaufnahmekörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatte (13b) und die Führungsplatte (15c) durch eine Reibverbindungshülse (19) so an die Rotorwelle (10) gekoppelt sind, daß sie sich in Längsrichtung der Rotorwelle (10) zusammen verschieben lassen, wenn die Reibverbindungshülse (19) geöffnet ist, und daß sie sich entsprechend nicht drehbar und axial unbeweglich mit Bezug auf die Welle (10) arretieren lassen, indem die Reibverbindungshülse (19) festgezogen wird.

10. Gestängeaufnahmekörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide der Endoberflächen (11a, 13a) einen Teil von gesonderten Endplatten (11b, 13b) bilden, die sich mit der Rotorwelle (10) drehen.