DE56487C - Tiefbohreinrichtung mit kraftschlüssigem Anhub des Bohrwerkzeuges und Freifall des letzteren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung hat die Gesammtanordnung einer Tiefbohreinrichtung zum Gegenstande, bei welcher der Freifall des Bohrmeifsels mit seinem Gestänge, Seil etc. durch über Tage liegende Mechanismen bewirkt wird, indem diese Mechanismen im Bohrkrane das Gestänge etc. mit Meifsel kraftschlüssig anheben und frei abfallen lassen, so dafs alle diejenigen Complicationen zwischen dem Gestänge etc. und dem Bohrinstrument (Meifsel) überflüssig werden, welche an solchen Instrumenten am Bohrorte nöthig sind, wenn der Meifsel vom Gestänge abfällt.

Der zum Anhub und Freifall vorgesehene, über Tage liegende Mechanismus schliefst die Anordnung von verstellbaren Gewichten ein, welche während des Freifalles gehoben werden und beim Anhub zur gleichmäfsigen Belastung des Haupt-Anhubtheiles im Mechanismus bezw. zum Ausgleich des Gestänges und Meifsels dienen.

In Fig. ι bis 3 sind die Bohrkrane dargestellt, während in Fig. 12 bis 16 die für vorliegenden Zweck construirten Meifselapparate dargestellt sind. Fig. 1 ist eine Seitenansicht, Fig. 2 ein Längsschnitt und -Fig. 3 ein Grundrifs des Bohrkranes.

Die horizontal gelagerte Welle α ist mit einer zweiten Hohlwelle b umgeben. Auf der äufseren Welle b befindet sich die Antriebscheibe J3, in welcher sich ein mit Schraubenfeder c¹ versehener Knaggen c befindet. Auf der inneren Welle α sitzt neben der Antriebscheibe B die Scheibe D mit dem Krumm-■ zapfen d.

Wird nun Antriebscheibe B in Drehung versetzt, so wird der Knaggen gegen den Zapfen d an der Scheibe D anstofsen. Dieser Zapfen d steht nun durch Verbindung d^l mit dem Bohrgestänge <f² entweder direct oder durch Vermittelung von Balanciers oder Seiltrommeln im Zusammenhange. Die ganze Belastung des Bohrgestänges mit dem Bohrmeifsel ist somit auf den Zapfen d übertragen. Die Wirkung des Knaggens c auf den Zapfen d zum Anhub des Bohrermeifsels ist kraftschlüssig; sobald der Zapfen in die Lage der Fig. 1 gebracht ist, wird das Gewicht des Meifsels und des Gestänges frei, es erfolgt der Freifall, während der Zapfen mit der Scheibe D und der Welle α in Richtung des Pfeiles rf⁴ in Fig. ι bis zur punktirt angegebenen Stellung d³ sich ruhig weiterbewegt. Der Meifsel hat jetzt seinen Stofs vollendet und ist während der Dauer seiner Bewegung aus der Stellung d in die Stellung d³, Fig. 3, freifallend sich selbst überlassen gewesen. Bei weiterer Drehung der Scheibe B in Richtung des Pfeiles d* wird der Knaggen c wieder in die Stellung d³ gelangen und bewegt den Zapfen d wieder zurück in die Stellung Fig. 1. Während dieser Zeit wird Meifsel und Gestänge von-neuem gehoben, und das Spiel beginnt von neuem.

Auf der äufseren Welle b ist Hebel g mit seinem verstellbaren Gewicht G in fester Verbindung mit der Antriebscheibe B angebracht, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Die Stellung dieses ■Gewichtshebels ist eine solche, dafs er während der Arbeit der Scheibe B, also während des Anhubs des Gestänges mit Meifsel, fällt und

dadurch den gleichmäfsigen Gang, sowie die gleichmäfsige Belastung der Antriebscheibe B während ihres gesammten Umlaufes sichert, da das Gewicht G während des Freifalles des Zapfens d durch die Scheibe B gehoben wird. Ein zweiter Hebel g¹ mit dem Gewicht G¹ ist in fester Verbindung mit der inneren Welle a und der Scheibe D und wird ebenfalls während des Freifalles des Bohrinstrumentes gehoben; dieses Gewicht dient demselben Zwecke wie Gewicht G, insoweit als dasselbe das Gewicht des Gestänges und des Meifsels ausgleicht, wenn bei gröfserer Teufe nicht mehr erforderlich ist, den Meifsel durch das gesammte Gestänge zu belasten.

Will man direct mit dem Förderseil bohren, so ist folgende Einrichtung getroffen: Die Scheibe D erhält an ihrem äufseren Umfange eine Verzahnung, in welche eine das Rad D^x drehende Kette eingelegt wird, deren Bewegung sich auf Drehung der Scheibe D beschränkt. Das Förderseil von der Trommel D² geht dann über eine Seilscheibe in directer Verbindung nach dem Gestänge oder dem Meifsel. Die Länge bezw. die Nachstellung dieses Seiles wird durch die Reibungskupplung D³ bestimmt, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Schematisch ist diese Art der Bohrung in Fig. 4 dargestellt, während Fig. 5 den directen Betrieb darstellt; Fjg. 6 zeigt schematisch den Betrieb, wenn mittelst Balanciers "'gebohrt wird.

Soll nicht gebohrt, sondern gefördert werden, so wird die innere Achse α unter Herausnahme des Bügels h in ihrer. Längsrichtung verschoben und dadurch die Achse α und das Rad D aufser Verbindung mit der Antriebscheibe B gebracht. In diesem Falle werden die Hebel Zj¹Zz² so gestellt, dafs die Trommeln D² D⁴ die gewünschte Bewegung erhalten.

Der beschriebene Apparat kann auch für Freifall mit Ausklinkung des Meifsels vor Ort nach alter Art benutzt werden, in welchem Falle man die erforderliche Prellung durch Anbringung des Prellkopfes ff¹, Fig. 1, erzielt, welcher sich der Rotationslinie des Zapfens d entgegenstellt, letzteren gegen den Druck der Feder c¹ zurückprefst und beim Weitergang des Zapfens d diesen plötzlich freigiebt.

In Fig. 7 und 8 ist eine Abänderung des in Fig. ι bis 3 dargestellten Apparates veranschaulicht. Durch Antrieb der Scheibe B auf der Hohlachse b wird hier ein Kegelrad m gedreht, das ein zweites Kegelrad m¹ an der stehenden Welle T in Drehung versetzt. Auf dem auf Welle T festsitzenden Rade m¹ ist der Schraubengang jj/¹ angebracht, der sich auf den halben Umfang des Rades erstreckt. Senkrecht neben dem Rade m¹ steht ein in Führungen s^l beweglicher Schieber s mit Rolle r, welche gegen den genannten Schraubengang anruht, bei Drehung des letzteren den Schieber senkt und ihn nach Passirung des tiefsten Punktes n>* des Schraübenganges plötzlich emporschnellen läfst. Die Rückseite des Schiebers ist durch einen Zapfen r¹ mit dem Seil bezw. Gestänge verbunden, so dafs der Meifsel im Freifall wirkt. Nach Vollendung der dritten halben Umdrehung des konischen Rades fällt Rolle r wieder ab, und das Spiel beginnt von neuem. Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, dafs man die Gewichte g g¹ auch direct am Schieber s anbringen kann, wobei der Mechanismus in der oben beschriebenen Weise arbeitet.

Um die Umsetzung des Meifsels selbstthätig zu bewirken, empfiehlt sich die in Fig. 9, 10 und 11 dargestellte Vorrichtung. Auf dem Bohrgestänge wird die Scheibe S^[ befestigt, die an der Auf- und Abwärtsbewegung desselben theilnimmt. Die Scheibe ist mit Armen s* versehen, an deren Enden die Rollen s** befestigt sind. Die Rollen ragen in das cylindrische Gufsstück S² hinein, das mit Leitcurven s² versehen ist. Die in letztere eingeführten Rollen s¹ werden bei einmaligem Heben und Senken des Bohrgestänges so viel weitergeschoben, als der Winkel zwischen zwei neben einander liegenden Armen ausmacht. Die Klinken s^s sichern den Uebertritt der Arme aus den senkrechten Führungen in die Leitcurven, sowie den senkrechten Fall der Arme in den Führungen und dadurch die regelmäfsige Drehung des Sternrades. Wird mit dem Seil gebohrt, das nur¹ eine bestimmte Anzahl von Drehungen zuläfst, so wird das Rad S¹, nachdem diese Anzahl von Drehungen erreicht ist, in den Schlitz S³, Fig. 9, eingeführt; da hierbei die Rollen aus ihren senkrechten Führungen heraustreten, so drehen sich erstere mit dem Seil zurück, bis dasselbe in seinen drallfreien Zustand zurückgekehrt ist.

Fig. 12 bis 16 stellen die bei diesem Tiefbohren zur Verwendung gelangenden Bohrinstrumente dar. Fig. 12 und 13 zeigen einen Meifselbohrer mit Wasserspülung, bei welchem das Bohrgestänge kraftschlüssig angehoben wird und frei abfällt.

Der Spülkopf und die Stellschraube sind bekannter Art; an dem oberen Theil des Gestänges befinden sich zwei Ketten, die dergestalt über Tage an Festpunkten K aufgehängt sind, dafs das Gestänge nach Beendigung des Meifselstofses noch um ein Geringes nach unten vorrücken kann, dann aber durch diese Ketten festgehalten wird, um den Stofs des Gestänges aufzunehmen. Am unteren Theil des Wasserrohres L, durch welches das Wasser in den Hohlraum I¹ des Meifselkopfes gelangt, ist der Ansatz I angebracht; auf dem Boden des Hohlraumes befindet sich ein Gummi-

buffer ZA Beim Abfallen des gesammten Gestänges wird nun das Wasserrohr L auf die Bufferfedern L³ aufstofsen und dadurch einen elastischen Stofs hervorrufen, wodurch das Gestänge gegen Zertrümmerung geschützt wird.

Fig. 14 stellt einen Meifselapparat dar, bei welchem das zur Spülung benutzte Wasser selbst als Wasserbuffer dient, um den Stofs des abfallenden Gestänges aufzunehmen. Es befinden sich in dem Theile L¹ zwei Ventile vv¹; dieselben sind, jedes für sich, an einer Ventilspindel befestigt und werden durch Zugfedern, wie aus Fig. 14 ersichtlich, offen gehalten. Sobald das Gestänge P herabsinkt, schliefst dasselbe zunächst das Ventil v¹ und bei weiterem Fortgange auch das Ventil v. Die nunmehr im Räume Z,² abgeschlossene Wassermenge findet keinen Ausweg mehr mit Ausnahme einer kleinen Oeffnung im Ventil v¹, wodurch das nachfolgende Gestänge an seinem Vordringen unter Bufferwirkung gehemmt wird. Während dieser Zeit ist die Wirkung der Ketten K, wie vorhin beschrieben, eingetreten.

Durch eine solche Einrichtung ist ermöglicht, auch bei Seilbohrungen eine vollständige Wasserspülung zu erzielen, bei gleichzeitiger Erreichung der vollen Wirkung des Freifalles. Die Einrichtung zu dieser Bohrung ist in Fig. 15 und 16 dargestellt. Der Meifsel mit seinem Abfallstück wird durch das Seil oder die Seile S bewegt. Gleichzeitig ist das Wasserzuleitungsrohr W entweder seitlich, wie in Fig. 15, oder concentrisch, wie in Fig. 16, angebracht. Die Spülung erfolgt in der bekannten Weise durch das Rohr W, welches in beiden Fällen feststehend ist und nicht an der Bewegung des Meifsels theilnimmt, wobei aber die Wirkung des Freifalles des Meifsels vollkommen gesichert bleibt. In dem feststehenden Theile befindet sich die Leitung des Meifsels.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Tiefbohreinrichtung mit kraftschlüssigem Anhub des Bohrwerkzeuges und Freifall des letzteren, bestehend aus:

   a) einem über Tage liegenden Bohrkran mit auf verschiedenen Wellen angebrachten Gewichtshebeln (g g¹), welche beide während der Dauer des Freifalles gehoben werden und von denen während dieser Dauer der eine zur gleichmäfsigen Belastung für den Umlauf der Antriebscheibe .B, der andere zur Entlastung des Bohrwerkzeuges bei gröfserer Teufe dient, während beim Anhübe des Bohrwerkzeuges beide durch Senken dem Gewicht des letzteren entgegenwirken (Fig. 1 bis 3);

   b) einer Umstellvorrichtung mit einem mit dem Gestänge oder Seil fest verbundenen Sternrade S¹ mit Laufrollen s** und mit einem cylindrischen, mit senkrechten Führungen versehenen Theil S², dessen Führungen durch Leitcurven s² mit Klinken s³ zum regelmäfsigen Ueberleiten der Sternarme aus einer Führung in die andere verbunden sind, wobei zum Auslassen des entstehenden Dralles des Bohrseiles die Sternarme zeitweise aus den senkrechten Führungen nach unten austreten können (Fig. 9, 10 und 11); c) der Anordnung des Ansatzes / andern an Ketten k hängenden Gestänge im Hohlraum des Meifselkopfes und die Anbringung des Gummibuffers L³ in diesem Hohlräume, um ein elastisches Aufsitzen des Gestänges auf dem Meifselkopf und die Begrenzung des Niedergehens des durch den Bohrkran ausgehobenen Gestänges (Fig. 12) zu bewirken.
2. 2. Bei der unter 1. gekennzeichneten Tiefbohreinrichtung :

   a) die Anordnung der beiden in einander gesteckten, von einander unabhängigen Wellen α und b, von welchen Welle b die Antriebscheibe B mit Knaggen c und Welle a die Scheibe D mit Zapfen d trägt, welcher mit dem Bohrgestänge (Seil) direct

   . oder indirect verbunden ist, in der Rotationsebene des Knaggens c liegt, von letzterem während der einen Hälfte der Drehung desselben mitgenommen wird und das Bohrgestänge (Seil) mit Meifsel hebt, nach dieser '; Hälfte aber dem Zapfen d mit Scheibe D

   unter Einwirkung des Freifallens des Bohrwerkzeuges bis zu dessen Auftreffen freie Bewegung gestattet (Fig. 1 bis 3);

   b) die Anordnung der Windetrommeln D²D* und der Kettenscheiben DD¹ zum Zwecke der Bohrung mittelst Seiles, der Bremskupplung D³ zum Nachlassen des Seiles, der Einrichtung zum Verschieben der inneren Welle a in Längsrichtung, um die Scheiben B und D aufser Eingriff zu bringen, sowie der Einrichtung zur directen Einkupplung der Welle b mit den Windetrommeln D² D⁴ zum Zwecke der Förderung des Seiles mittelst des Bohrkranes (Fig. 1 bis 3);

   c) der Ersatz der Scheiben B und D durch Anordnung eines halben; von Scheibe B aus getriebenen Schraubenganges w^l auf Welle T und des Schie-

   bers s, der durch seine seitlich abstehende, auf dem Schraubengang auflaufende Rolle r gesenkt und durch Einwirkung des Freifalles des mit seinem Zapfen r¹ verbundenen Bohrinstrumentes nach oben geschnellt wird (Fig. 7 und 8);

   d) der Ersatz der Bufferanordnung durch einen Wasserraum im Meifselkopfe, welcher Raum durch Nachsinken des Gestänges durch die beiden unter Federzug stehenden Ventile ν ν¹ geschlossen wird, wobei das untere Ventil mittelst feiner Durchbohrung ein geringes Entweichen des eingeschlossenen Wassers gestattet (Fig. 14), zum Zwecke der Benutzung des Spülwassers als Wasserbuffer;
   die Anordnung seitlicher oder centraler feststehender Wasserzuführungsrohre W für Wasserspülung (Fig. 15 und 16), wobei der feststehende Untertheil der Spüleinrichtung die Führung für den Meifsel bildet.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.