DE102019217599B4

DE102019217599B4 - rotary drill

Info

Publication number: DE102019217599B4
Application number: DE102019217599.6A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Norbert
Original assignee: Baumueller Anlagen Systemtechnik GmbH and Co
Current assignee: Baumueller Anlagen Systemtechnik GmbH and Co
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2039-11-15
Also published as: DE102019217599A1

Abstract

Drehbohrmaschine (2), mit einem Bohrtisch (40), der eine Aufnahme (44) für ein Bohrgestänge (46) umfasst, die mittels eines Summiergetriebes (52) angetrieben ist, das mittels einer Anzahl an Bohrantrieben (54) angetrieben ist, wobei jeder Bohrantrieb (54) einen Elektromotor (14) aufweist, und mit einem Hauptantrieb (26), mittels dessen eine Anzahl an Generatoren (22) angetrieben ist, die elektrisch mit den Bohrantrieben (54) verbunden sind, wobei die Anzahl der Generatoren (22) der Anzahl der Elektromotoren (14) entspricht, und dass die Generatoren (22) baugleich zu den Elektromotoren (14) sind.Rotary drilling machine (2), with a drilling table (40) comprising a seat (44) for a drill string (46) which is driven by means of a summation gear (52) which is driven by means of a number of drill drives (54), each Drill drive (54) has an electric motor (14) and a main drive (26) by means of which a number of generators (22) are driven, which are electrically connected to the drill drives (54), the number of generators (22) corresponds to the number of electric motors (14), and that the generators (22) are structurally identical to the electric motors (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauarbeitsgerät, auch als Baumaschine bezeichnet, nämlich eine Drehbohrmaschine. Die Drehbohrmaschine weist einen Bohrtisch mit einer Aufnahme für ein Bohrgestänge auf.The invention relates to construction equipment, also referred to as a construction machine, namely a rotary drill. The rotary drilling machine has a drilling table with a mount for a drill rod.

Bei der Erstellung von Bauwerken, wie Gebäuden oder Brücken, ist es meist erforderlich, dass zur Erhöhung einer Stabilität eine Anzahl an Erdpfähle oder dergleichen in einen Untergrund verbracht wird. Damit hierbei eine geeignete Verankerung dieser erfolgt, wird meist ein entsprechendes Bohrloch gefertigt, in das anschließend der Erdpfahl eingeführt wird. Im Anschluss hieran wird das Loch mit einer Masse verfüllt, beispielsweise Beton. Auch zum Verlegen von unterirdischen Leitungen oder Rohren ist es erforderlich, ein Loch in den Untergrund zu bohren.When erecting structures, such as buildings or bridges, it is usually necessary for a number of ground stakes or the like to be placed in a subsoil to increase stability. In order for a suitable anchoring of this to take place, a corresponding borehole is usually made, into which the ground stake is then inserted. Following this, the hole is filled with a mass, such as concrete. It is also necessary to drill a hole in the ground to lay underground lines or pipes.

Zur Erstellung derartiger Löcher werden üblicherweise sogenannte Drehbohrmaschinen herangezogen. Diese weisen einen Bohrtisch mit einer Aufnahme für ein Bohrgestänge auf. Das Bohrgestänge ist mittelbar mittels mehrerer Antriebe angetrieben, sodass dieses in eine Drehbewegung versetzt wird. Aufgrund der Drehbewegung wird das Bohrgestänge in den Untergrund getrieben. Als jeweiliger Antrieb wird meist ein Hydraulikmotor herangezogen, da dieser vergleichsweise robust ist, und da mittels dessen eine vergleichsweise große Kraft bereitgestellt wird, sodass mittels des Bohrgestänges der Untergrund entsprechend aufgerissen wird.So-called rotary drilling machines are usually used to create such holes. These have a drill table with a receptacle for a drill rod. The drill pipe is driven indirectly by means of several drives, so that it is set in rotary motion. Due to the rotary movement, the drill pipe is driven into the ground. A hydraulic motor is usually used as the respective drive, since this is comparatively robust and since it provides a comparatively large force, so that the subsoil is correspondingly torn open by means of the drill rods.

Damit der Bohrtisch vergleichsweise frei bewegt werden kann, und da dieser einer vergleichsweise großen Vibrationsbelastung ausgesetzt ist, befinden sich die Hydraulikpumpen, mittels derer die Hydraulikmotoren angetrieben werden, von diesen beabstandet und sind meist auf einem Wagen angeordnet, an dem der Bohrtisch mittels entsprechender Halterungen gelagert ist. Somit ist es möglich, den Bohrtisch unabhängig von dem Wagen zu verschwenken, wobei das Gewicht des Bohrtisches reduziert ist. Die Hydraulikpumpen sind meist mittels eines Dieselaggregats angetrieben, das bei bestimmten Ausführungsformen zudem zum Antrieb des Wagens herangezogen wird, sodass der Wagen selbstständig bewegt werden kann. Somit ist eine Flexibilität der Bohrmaschine erhöht.So that the drilling table can be moved comparatively freely and since it is exposed to comparatively high vibration loads, the hydraulic pumps, by means of which the hydraulic motors are driven, are located at a distance from them and are usually arranged on a carriage on which the drilling table is mounted by means of appropriate brackets is. Thus, it is possible to pivot the drill table independently of the carriage, reducing the weight of the drill table. The hydraulic pumps are usually driven by a diesel unit, which in certain embodiments is also used to drive the carriage, so that the carriage can be moved independently. The flexibility of the drilling machine is thus increased.

Aufgrund von mechanischen sowie fluidtechnischen Verlusten ist der Wirkungsgrad einer derartigen Drehbohrmaschine vergleichsweise gering. So wird lediglich ca. 50 % der mittels des Dieselkraftstoffs bereitgestellten Energie zum Versetzen des Bohrgestänges in die Rotationsbewegung verwendet. Da die Hydraulikleitungen einen vergleichsweise großen Druck aushalten müssen, sind diese vergleichsweise wenig flexibel, sodass die Montage erschwert ist. Zudem ist ein beliebiges Verbringen des Bohrtisches bezüglich des Wagens verhindert.Due to mechanical and fluid losses, the efficiency of such a rotary drill is comparatively low. Only about 50% of the energy provided by the diesel fuel is used to set the drill pipe in rotation. Since the hydraulic lines have to withstand a comparatively high pressure, they are comparatively less flexible, making assembly more difficult. In addition, any displacement of the drill table with respect to the carriage is prevented.

Auch ist aufgrund der Hydraulikleitungen, die zwischen den Hydraulikpumpen und den Hydraulikmotoren verlegt werden müssen, ein Gewicht erhöht. Da diese zudem vergleichsweise robust sind, weisen diese selbst ein vergleichsweise großes Gewicht auf. Daher ist ein Gewicht der Drehbohrmaschine vergleichsweise hoch, sodass bei dem Wagen auf eine vergleichsweise große Auflagefläche auf dem Boden geachtet werden muss, damit ein Einsinken in einen weichen Untergrund, beispielsweise auf einer Baustelle oder dergleichen, vermieden ist.Also, weight is increased due to the hydraulic lines to be routed between the hydraulic pumps and the hydraulic motors. Since these are also comparatively robust, they themselves have a comparatively large weight. Therefore, the weight of the rotary drilling machine is comparatively high, so that a comparatively large bearing surface on the ground must be ensured for the carriage, so that sinking into soft ground, for example on a construction site or the like, is avoided.

Aus CN 203716839 U ist ein Bohrtischs bekannt, der zwei Elektromotoren aufweist, mittels derer jeweils ein Planetengetriebe angetrieben ist, mittels derer ein gemeinsames Zahnrad angetrieben ist. Dieses dient dem Antrieb einer Welle zur Aufnahme eines Bohrgestänges.Out CN 203716839 U a drilling table is known which has two electric motors, by means of which a planetary gear is driven in each case, by means of which a common gear wheel is driven. This is used to drive a shaft for receiving a drill rod.

Aus DE 11 2013 002 136 T5 ist ein Bohrplattform-Schlitten bekannt, der mittels mehrerer Elektromotoren angetrieben wird. Hierbei ist es möglich, dass jeder Elektromotor mittels eines einzelnen Frequenzumrichters gesteuert wird.Out DE 11 2013 002 136 T5 a drilling platform carriage is known which is driven by several electric motors. In this case it is possible for each electric motor to be controlled by means of an individual frequency converter.

Aus EP 2 669 463 A1 ist eine Drehbohrmaschine bekannt. Es ist ein Wagen vorgesehen, auf dem eine Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, und der selbst angetrieben ist. Mittels der Verbrennungskraftmaschine ist ein Generator angetrieben, mittels dessen ein Energiespeicher gespeist ist.Out EP 2 669 463 A1 a rotary drill is known. A carriage is provided on which an internal combustion engine is mounted and which is self-propelled. A generator is driven by the internal combustion engine, by means of which an energy store is fed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Drehbohrmaschine anzugeben, wobei insbesondere ein Wirkungsgrad erhöht ist, und wobei zweckmäßigerweise eine Wartung und/oder Herstellung vereinfacht ist.The invention is based on the object of specifying a particularly suitable rotary drilling machine, in which in particular efficiency is increased and maintenance and/or manufacture is expediently simplified.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1. Advantageous developments and refinements are the subject of the subclaims.

Die Drehbohrmaschine ist ein Bauarbeitsgerät, also eine Baumaschine. Hierbei dient die Drehbohrmaschine dem Erstellen von Löchern, insbesondere in einem Untergrund, also einem Boden. Ferner ist es beispielsweise möglich, mittels der Drehbohrmaschine Löcher oder Bohrungen in einer Seitenwand vorzunehmen, beispielsweise in einen Felsen. Hierfür ist die Drehbohrmaschine geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Die auf diese Weise erstellten (Bohr-)Löcher/Bohrungen sind beispielsweise vorgesehen, dass in diese ein Erdpfahl oder eine sonstige Verankerung eingebracht wird. In einer weiteren Alternative ist es beispielsweise möglich, in die Löcher/Bohrungen Rohre oder Leitungen einzubringen. Insbesondere weist ein mittels der Drehbohrmaschine erstelltes Loch/Bohrung einen Durchmesser größer als 10 cm, 20 cm, 30 cm oder 50 cm auf. Insbesondere ist der Durchmesser jedes mittels der Drehbohrmaschine erstellten Lochs/Bohrung kleiner als 2 m, 1,5 m oder 1 m.The rotary drilling machine is a construction tool, i.e. a construction machine. Here, the rotary drill is used to create holes, in particular in a substrate, ie a floor. It is also possible, for example, to use the rotary drilling machine to make holes or bores in a side wall, for example in a rock. The rotary drill is suitable for this, in particular provided and set up. The (bore)holes/bores created in this way are intended, for example, for a ground stake or other anchoring to be introduced into them. In In a further alternative, it is possible, for example, to introduce pipes or lines into the holes/bores. In particular, a hole/bore drilled using the rotary drilling machine has a diameter greater than 10 cm, 20 cm, 30 cm or 50 cm. In particular, the diameter of each hole made by the rotary drilling machine is less than 2 m, 1.5 m or 1 m.

Zur Erstellung der Löcher/Bohrungen wird ein Bohrgestänge herangezogen, das insbesondere hohlzylindrisch ausgestaltet ist, und einen runden Querschnitt aufweist. Hierbei korrespondiert der Außendurchmesser des Bohrgestänges zu dem Durchmesser des mittels der Drehbohrmaschine erstellten Lochs/Bohrung, im Weiteren auch lediglich nur als Loch oder Bohrung oder Bohrloch bezeichnet. Das Bohrgestänge ist bei Betrieb der Drehbohrmaschine angetrieben und wird insbesondere in eine Drehbewegung um die Zylinderachse des hohlzylindrischen Bohrgestänges versetzt. Somit ist das Bohrgestänge koaxial zu dem mittels der Drehbohrmaschine erstellten oder zu erstellenden Lochs angeordnet.To create the holes/bores, a drill rod is used, which in particular is designed as a hollow cylinder and has a round cross section. In this case, the outer diameter of the drill rod corresponds to the diameter of the hole/bore created by means of the rotary drilling machine, hereinafter also simply referred to as hole or bore or borehole. The drill string is driven during operation of the rotary drilling machine and is in particular set in a rotary motion about the cylinder axis of the hollow-cylindrical drill string. Thus, the drill pipe is arranged coaxially to the hole made or to be made by means of the rotary drilling machine.

Die Drehbohrmaschine weist einen Bohrtisch auf, der eine Aufnahme für das Bohrgestänge umfasst. Hierbei ist beispielsweise das Bohrgestänge ein Bestandteil der Drehbohrmaschine oder ein hiervon separates Teil. Zum Beispiel ist das Bohrgestänge unlösbar an der Aufnahme angebunden. Besonders bevorzugt jedoch ist die Verbindung lösbar, und die Aufnahme ist hierfür geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Somit ist es möglich, für den jeweiligen Untergrund ein entsprechendes Bohrgestänge zu verwenden, weswegen eine Flexibilität der Drehbohrmaschine erhöht ist. Auch ist ein Austausch, insbesondere bei einem vorzeitigen Verschleiß des Bohrgestänges, erleichtert.The rotary drilling machine has a drilling table that includes a holder for the drill rods. In this case, for example, the drill rods are part of the rotary drilling machine or a part separate therefrom. For example, the drill pipe is permanently attached to the mount. However, the connection is particularly preferably detachable, and the receptacle is suitable for this, in particular provided and set up. It is thus possible to use a corresponding drill rod for the respective subsoil, which is why the flexibility of the rotary drilling machine is increased. Replacement is also made easier, particularly in the event of premature wear of the drill rod.

Im Montagezustand umgibt beispielsweise die Aufnahme das Bohrgestänge umfangsseitig oder zumindest teilweise umfangsseitig. Hierbei ist die Aufnahme zum Beispiel teilweise klauenartig ausgestaltet, wobei das Bohrgestänge in die Klaue eingesetzt werden kann. Alternativ hierzu umfasst die Aufnahme einen Hebel oder einen Arm, der um das Bohrgestänge geklappt werden kann, sodass dieses vollständig umfangsseitig von der Aufnahme umgeben ist. In einer weiteren Alternative ist die Aufnahme lochförmig ausgestaltet, wobei der Durchmesser des Lochs zu dem Außendurchmesser des Bohrgestänges korrespondiert, und wobei zwischen diesen insbesondere eine Spielpassung erstellt ist. Somit ist es möglich, das Bohrgestänge in die Aufnahme und somit durch den Bohrtisch hindurch einzuführen.In the mounted state, for example, the receptacle surrounds the drill rods on the circumference or at least partially on the circumference. In this case, for example, the receptacle is designed partially in the manner of a claw, with the drill rods being able to be inserted into the claw. Alternatively, the socket comprises a lever or arm which can be folded around the drill string so that it is completely surrounded by the socket. In a further alternative, the receptacle is designed in the form of a hole, with the diameter of the hole corresponding to the outer diameter of the drill string, and with a clearance fit being created between them in particular. It is thus possible to insert the drill string into the receptacle and thus through the drill table.

In einer alternativen Ausgestaltung ist der Bohrtisch vorgesehen und eingerichtet, endseitig auf das Bohrgestänge auf gesetzt zu werden. Hierbei ist die Aufnahme insbesondere topfförmig ausgestaltet, und mittels dieser wird zumindest teilweise das Bohrgestänge endseitig verschlossen. Daher ist es möglich, mittels des Bohrtischs auch eine Kraft parallel zum Bohrgestänge auf dieses auszuüben und somit dieses in den Untergrund zu treiben. Insbesondere umfasst die Drehbohrmaschine einen Antrieb, mittels dessen der Bohrtisch oder zumindest die Aufnahme und folglich auch das Bohrgestänge parallel zur Ausdehnungsrichtung des Bohrgestänges, also parallel zur Zylinderachse des Bohrgestänges verbracht werden kann. Somit ist es auch möglich, das Bohrgestänge in ein bereits zumindest teilweise erstelltes Loch abzulassen und auch aus diesem erneut heraus zuziehen. Hierfür wird insbesondere der vollständige Bohrtisch mit dem daran angebundenen Bohrgestänge entsprechend bewegt.In an alternative embodiment, the drill table is provided and set up to be placed on the end of the drill string. In this case, the receptacle is designed in particular in the shape of a pot, and by means of this receptacle the drill rod is at least partially closed at the end. It is therefore possible, by means of the drill table, to also exert a force on the drill rod parallel to the drill rod and thus to drive it into the subsoil. In particular, the rotary drilling machine includes a drive, by means of which the drill table or at least the receptacle and consequently also the drill string can be moved parallel to the direction of expansion of the drill string, ie parallel to the cylinder axis of the drill string. It is thus also possible to lower the drill rods into a hole that has already been at least partially created and to pull it out of it again. For this purpose, in particular, the complete drill table with the drill rods connected to it is moved accordingly.

Das Bohrgestänge ist mittels eines Summiergetriebes angetrieben, das insbesondere in Umlaufrädergetriebe ist. Hierbei wird mittels des Summiergetriebes die Aufnahme, oder zumindest ein Teil der Aufnahme, angetrieben und somit auch das Bohrgestänge. Geeigneterweise ist das Summiergetriebe ein Bestandteil des Bohrtisches, und mittels Antreibens des Summiergetriebes wird insbesondere das Bohrgestänge in eine Drehbewegung um der Zylinderachse versetzt. Ferner weist die Drehbohrmaschine eine Anzahl an Bohrantrieben auf, mittels derer das Summiergetriebe angetrieben ist. Das abtriebsseitig an dem Summiergetriebe anliegenden Drehmoment korrespondiert insbesondere zur Summe der mittels der Bohrantriebe bereitgestellten Drehmomente, wobei insbesondere mittels des Summiergetriebes eine entsprechende Transformation erfolgt. Zumindest ist jedoch die abtriebsseitige Leistung an dem Summiergetriebe im Wesentlichen gleich der Summe aus der mittels der Bohrantriebe jeweils bereitgestellten Leistung. Eine Abweichung liegt hierbei insbesondere lediglich aufgrund etwaiger mechanischer Verluste des Summiergetriebes vor, die jedoch vergleichsweise gering sind. Zusammenfassend wird das Bohrgestänge mittels sämtlicher Bohrantriebe angetrieben.The drill pipe is driven by means of a summation gear, which is in particular an epicyclic gear. Here, the recording, or at least a part of the recording, is driven by means of the summation gear and thus also the drill rods. The summation gear is suitably a component part of the drilling table, and by driving the summation gear, in particular the drill string is set in rotary motion about the cylinder axis. Furthermore, the rotary drilling machine has a number of drilling drives, by means of which the summing gear is driven. The torque applied to the summation gear on the output side corresponds in particular to the sum of the torques provided by means of the drill drives, with a corresponding transformation taking place in particular by means of the summation gear. At least, however, the power output on the summing gear is essentially equal to the sum of the power provided by the drilling drives. In this case, there is only a deviation due to possible mechanical losses of the summing gear, which are however comparatively small. In summary, the drill string is driven by all drill drives.

Jeder der Bohrantriebe weist einen Elektromotor auf. Jeder Elektromotor ist insbesondere bürstenlos ausgestaltet und weist vorzugsweise eine Anzahl an Elektromagneten auf. Geeigneterweise sind die Elektromagneten zu einzelnen Phasen zusammengefasst. Mit anderen Worten sind die Elektromagneten auf einzelnen Phasen aufgeteilt, wobei die Anzahl der Phasen beispielsweise gleich zwei oder zweckmäßigerweise gleich drei ist. Mit anderen Worten sind die Elektromotoren jeweils als dreiphasige Elektromotoren ausgestaltet. Hierbei ist jeder der Phasen gleich viele der Elektromagneten zugeordnet. Beispielsweise sind die einzelnen Phasen in einer Dreiecksschaltung oder einer Sternschaltung miteinander elektrisch kontaktiert. Der Elektromotor ist insbesondere ein Synchronmotor und/oder eine Reluktanzmotor. Besonders bevorzugt wird jeweils als Elektromotor ein Synchron-Reluktanzmotor herangezogen. Vorzugsweise weist jeder Elektromotor oder zumindest die Bohrantriebe, eine elektrische Leistung zwischen 50 kW und 150 kW auf. Beispielsweise ist die elektrische Leistung eines der Bohrantriebe 80 kW, 100 kW oder 110 kW. Zum Beispiel ist das mittels jedes Bohrantriebes bereitgestellte Drehmoment zwischen 50 kN und 150 kN und beispielsweise im Wesentlichen 100 kN, wobei insbesondere eine Abweichung jeweils von 10 %, 5 % oder 0 % vorhanden ist.Each of the drilling drives has an electric motor. Each electric motor is designed in particular to be brushless and preferably has a number of electromagnets. The electromagnets are suitably combined into individual phases. In other words, the electromagnets are divided into individual phases, with the number of phases being two or expediently three, for example. In other words, the electric motors are each designed as three-phase electric motors. Here, each of the phases is the same number of electromagnets assigned. For example, the individual phases are electrically connected to one another in a delta connection or a star connection. The electric motor is in particular a synchronous motor and/or a reluctance motor. A synchronous reluctance motor is particularly preferably used as the electric motor in each case. Each electric motor or at least the drilling drives preferably has an electrical output of between 50 kW and 150 kW. For example, the electrical output of one of the drill drives is 80 kW, 100 kW or 110 kW. For example, the torque provided by each drilling drive is between 50 kN and 150 kN and for example essentially 100 kN, with a deviation of 10%, 5% or 0% being present in particular.

Zusammenfassend wird für den Antrieb des Bohrgestänges über das Summiergetriebe die Elektromotoren herangezogen. Insbesondere ist der Antrieb des Bohrgestänges frei von Hydraulikmotoren oder sonstigen Motoren, außer der Elektromotoren. Infolgedessen ist es nicht erforderlich, Hydraulikleitungen zu dem Bohrtisch zu führen. Zur Bestromung der Elektromotoren sind elektrische Leitungen erforderlich, die im Vergleich zu Hydraulikleitungen eine große Flexibilität aufweisen. Somit ist eine Herstellung der Drehbohrmaschine vereinfacht. Auch ist ein Austausch einer entsprechenden elektrischen Leitung im Vergleich zu einer Hydraulikleitung vereinfacht, da im Anschluss hieran keine Hydraulikflüssigkeit oder dergleichen nachgefüllt werden muss, und das System nicht anschließend auf Undichtigkeiten oder einen Gaseinschluss überprüft werden muss. Somit ist auch eine Wartung der Drehbohrmaschine vereinfacht. Da zudem die elektrischen Leitungen im Vergleich zu Hydraulikleitungen ein geringeres Gewicht aufweisen, weist auch die Drehbohrmaschine ein geringes Gewicht auf. Somit ist ein Transport der Drehbohrmaschine vereinfacht. Zudem ist ein Einsinken in einem vergleichsweise weichen Untergrund oder dergleichen vermieden. Sofern die Tiefbohrmaschine ein bestimmtes Gewicht aufweisen soll, ist es möglich, mittels Zusatzgewichten das Gewicht der Tiefbohrmaschine zu erhöhen. Mittels Auswahl der Position der Zusatzgewichte ist dabei eine Optimierung der Gewichtsverteilung möglich.In summary, the electric motors are used to drive the drill string via the summation gear. In particular, the drive of the drill pipe is free from hydraulic motors or other motors, apart from the electric motors. As a result, there is no need to run hydraulic lines to the drill table. Electric lines are required to energize the electric motors, which are very flexible compared to hydraulic lines. Manufacture of the rotary drilling machine is thus simplified. Replacing a corresponding electrical line is also simplified compared to a hydraulic line, since no hydraulic fluid or the like then has to be topped up, and the system does not have to be subsequently checked for leaks or trapped gas. This also simplifies maintenance of the rotary drilling machine. In addition, since the electric lines are lighter in weight compared to hydraulic lines, the rotary drill is also light in weight. Transport of the rotary drilling machine is thus simplified. In addition, sinking into a comparatively soft subsoil or the like is avoided. If the deep drilling machine is to have a certain weight, it is possible to increase the weight of the deep drilling machine by means of additional weights. The weight distribution can be optimized by selecting the position of the additional weights.

Die Elektromotoren weist zudem einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad auf, der zumindest größer 95 % ist. Somit ist der Wirkungsgrad der Drehbohrmaschine lediglich aufgrund von Verlusten mittels der Bohrantriebe sowie des Summiergetriebes vorgegeben und größer als 80 % und im Wesentlichen 90 %. Folglich weist die Drehbohrmaschine einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad auf. Insbesondere ist die Drehgeschwindigkeit des Bohrgestänges zwischen 10 Umdrehungen/min und 30 Umdrehungen/min.The electric motors also have a comparatively high degree of efficiency, which is at least greater than 95%. Thus, the efficiency of the rotary drilling machine is specified only due to losses by means of the drill drives and the summing gear and is greater than 80% and essentially 90%. Consequently, the rotary drill has a comparatively high efficiency. In particular, the rotational speed of the drill string is between 10 rpm and 30 rpm.

Zum Beispiel unterscheiden sich die Bohrantriebe zueinander. Besonders bevorzugt jedoch sind diese zueinander baugleich, sodass Gleichteile verwendet werden können. Folglich sind Herstellungskosten reduziert. Auch ist bei einem Defekt einer der Bohrantriebe ein Austausch erleichtert und somit eine Wartung. Zum Beispiel sind lediglich genau zwei derartige Bohrantriebe vorhanden. Somit ist eine Herstellung vereinfacht. Besonders bevorzugt jedoch sind die mehr als zwei Bohrantriebe vorhanden, wobei die Anzahl zweckmäßigerweise geringer als fünf ist. Somit ist die mittels jedes der Bohrantriebe bereitzustellende Leistung folglich vergleichsweise gering, weswegen vergleichsweise kostengünstige und kleinbauende Bohrantriebe herangezogen werden können. Zweckmäßigerweise ist die Anzahl der Bohrantriebe genau drei. In diesem Fall ist die mittels jedes der Bohrantriebe bereitzustellende Leistung vergleichsweise gering, sodass eine Baugröße der Bohrantriebe nicht übermäßig groß ist. Auch können Elektromotoren verwendet werden, die bei anderen Anwendungen bereits Verwendung finden, weswegen eine Neuentwicklung der Elektromotoren nicht erforderlich ist. Somit sind Herstellungskosten reduziert. Da lediglich drei derartige Bohrantriebe vorhanden sind, ist eine Anordnung an dem Summiergetriebe vereinfacht, und ein übermäßiger Platzbedarf ist nicht vorhanden. Auch ist eine Komplexität des Summiergetriebes reduziert.For example, the drill drives differ from each other. Particularly preferably, however, these are structurally identical to one another, so that identical parts can be used. Consequently, manufacturing costs are reduced. In the event of a defect in one of the drill drives, replacement is also made easier, and maintenance is therefore easier. For example, there are only exactly two such drilling drives. Thus, manufacture is simplified. Particularly preferably, however, there are more than two drilling drives, the number expediently being fewer than five. Consequently, the power to be provided by each of the drill drives is comparatively low, which is why comparatively inexpensive and small-sized drill drives can be used. Expediently, the number of drilling drives is exactly three. In this case, the power to be provided by each of the drill drives is comparatively low, so that the size of the drill drives is not excessively large. Electric motors can also be used that are already used in other applications, which is why a new development of the electric motors is not necessary. Thus, manufacturing costs are reduced. Since there are only three such drill drives, an arrangement on the summing gear is simplified and there is no excessive space requirement. A complexity of the summing gear is also reduced.

Beispielsweise weist das Summiergetriebe lediglich eine einzige Übersetzungsstufe (Gang) auf. Eine Einstellung der Drehzahl des Bohrgestänges erfolgt mittels der Einstellung der Drehzahl der Bohrantriebe also der Elektromotoren. Diese weisen unabhängig von deren jeweiligen Drehzahl im Wesentlichen den gleichen Wirkungsgrad auf, sodass eine Anpassung der Drehzahl des Bohrgestänges zu keiner Abänderung des Wirkungsgrads führt. In einer Alternative hierzu weist das Summiergetriebe einen zweiten Gang auf, bei dem beispielsweise die Drehzahl des Bohrgestänges erhöht, insbesondere verdoppelt, ist. Dieser Gang wird beispielsweise verwendet, um durch einen vergleichsweise lockeren Untergrund zu bohren, sodass eine benötigte Zeit verringert ist. Alternativ hierzu wird dieser Gang verwendet, um an dem Bohrgestänge anhaftende Partikel, wie Erde, ab zuschleudern.For example, the summing gear has only a single transmission stage (gear). The speed of the drill string is adjusted by adjusting the speed of the drill drives, ie the electric motors. Regardless of their respective speed, these essentially have the same efficiency, so that an adjustment of the speed of the drill rod does not lead to a change in efficiency. In an alternative to this, the summing gear has a second gear in which, for example, the speed of the drill string is increased, in particular doubled. This passage is used, for example, to drill through comparatively loose subsoil, so that the time required is reduced. Alternatively, this passage is used to throw off particles such as soil adhering to the drill pipe.

Beispielsweise ist jeder der Bohrantriebe mittels des jeweiligen Elektromotors gebildet. Zum Beispiel umfasst die Drehbohrmaschine einen Umrichter, mittels dessen sämtliche Elektromotoren bestromt werden. Die Elektromotoren sind hierbei insbesondere zueinander parallel geschaltet. Besonders bevorzugt umfasst jeder Bohrantrieb einen Umrichter, mittels dessen der jeweilige Elektromotor bestromt wird. Insbesondere ist der Umrichter beabstandet von dem jeweiligen Elektromotor angeordnet. Bevorzugt jedoch ist dieser an dem jeweiligen Elektromotor angebunden, insbesondere befestigt. Vorzugsweise ist jeder Bohrantrieb mittels des jeweiligen Umrichters sowie des jeweiligen Elektromotors gebildet. Da der Umrichter an dem Elektromotor angebunden ist, ist es möglich, diese beiden als Modul an dem Bohrtisch zu befestigen und in Wirkverbindung mit dem Summiergetriebe zu verbringen. Somit ist eine Montage weiter vereinfacht. Jeder Umrichter ist insbesondere als Wechselrichter ausgestaltet und weist geeigneterweise ein Brückenschaltung auf, wobei die Brückenschaltung zu der Anzahl der Phasen des Elektromotors korrespondiert. Insbesondere umfasst der Umrichter eine sogenannte B6-Schaltung.For example, each of the drilling drives is formed by means of the respective electric motor. For example, the rotary drill includes a converter, by means of which all electric motors are energized. In this case, the electric motors are in particular connected in parallel to one another. Each drilling drive particularly preferably includes a converter, by means of which the respective electric motor is supplied with current. In particular, the converter is beab is arranged by the respective electric motor. However, this is preferably connected to the respective electric motor, in particular fastened. Each drilling drive is preferably formed by means of the respective converter and the respective electric motor. Since the converter is connected to the electric motor, it is possible to attach these two as a module to the drilling table and to have them operatively connected to the summing gear. Thus, assembly is further simplified. Each converter is designed in particular as an inverter and suitably has a bridge circuit, the bridge circuit corresponding to the number of phases of the electric motor. In particular, the converter includes a so-called B6 circuit.

Beispielsweise sind sämtliche Bohrantriebe luftgekühlt. In einer Alternative hierzu ist jedem Bohrantrieb ein Kühlkreislauf zugeordnet. Besonders bevorzugt jedoch umfasst die Drehbohrmaschine einen ersten Kühlkreislauf, der eine erste Fluidpumpe und einen ersten Kühler umfasst. Der erste Kühlkreislauf ist hierbei durch sämtliche Bohrantriebe geführt. Mit anderen Worten wird lediglich der erste Kühlkreislauf für die Kühlung sämtlicher Bohrantriebe verwendet. Somit ist eine Komplexität verringert. Mittels der ersten Fluidpumpe wird insbesondere ein Fluid gepumpt, zweckmäßigerweise eine Flüssigkeit. Mittels dieser wird von den Bohrantrieben jeweils Wärme aufgenommen und zu dem ersten Kühler transportiert. Der erste Kühler ist insbesondere als Wärmetauscher ausgestaltet und zum Beispiel mit Umgebungsluft beaufschlagt. Somit wird das Fluid mittels des ersten Kühlers gekühlt. Im Anschluss hieran wird das Fluid zweckmäßigerweise erneut durch die Bohrantriebe geführt. Mit anderen Worten ist der erste Kühlkreislauf geschlossen. Als Fluid wird beispielsweise eine Flüssigkeit, zweckmäßigerweise Wasser oder ein Öl herangezogen. Somit ist ein Abtransport von Wärme mittels des Flügels verbessert. Aufgrund der Kühlung der Bohrantriebe ist es somit möglich, vergleichsweise leistungsstarke Bohrantriebe heranzuziehen, wobei eine Baugröße dieser nicht übermäßig vergrößert ist.For example, all drilling drives are air-cooled. In an alternative to this, each drill drive is assigned a cooling circuit. However, the rotary drilling machine particularly preferably comprises a first cooling circuit which comprises a first fluid pump and a first cooler. The first cooling circuit runs through all drill drives. In other words, only the first cooling circuit is used to cool all drilling drives. Thus complexity is reduced. In particular, a fluid, expediently a liquid, is pumped by means of the first fluid pump. By means of this, heat is absorbed by the drill drives and transported to the first cooler. The first cooler is designed in particular as a heat exchanger and is subjected to ambient air, for example. Thus, the fluid is cooled by the first cooler. Following this, the fluid is expediently guided through the drill drives again. In other words, the first cooling circuit is closed. A liquid, expediently water or an oil, for example, is used as the fluid. This improves the removal of heat by means of the wing. Due to the cooling of the drill drives, it is thus possible to use comparatively powerful drill drives, the overall size of which is not excessively increased.

Die Drehbohrmaschine weist einen Hauptantrieb auf, mittels dessen eine Anzahl an Generatoren angetrieben ist. Die Generatoren sind elektrisch mit den Bohrantrieben verbunden. Die elektrische Verbindung erfolgt zweckmäßigerweise mittels jeweils einer oder mehrerer elektrischer Leitungen. Somit wird mittels des Hauptantriebs die zum Betrieb der Bohrantriebe benötigte elektrische Energie bereitgestellt, weswegen im Vergleich zum Anschluss an eine Hauptstromleitung eine entsprechende Transformation der für den Betrieb der Bohrantriebe benötigte elektrische Spannung/elektrischen Strom mittels der Generatoren erfolgen kann. Somit ist eine Flexibilität erhöht.The rotary drilling machine has a main drive, by means of which a number of generators are driven. The generators are electrically connected to the drilling drives. The electrical connection is expediently made by means of one or more electrical lines. The electrical energy required to operate the drilling drives is thus provided by means of the main drive, which is why, compared to connection to a main power line, the electrical voltage/electric current required for operating the drilling drives can be correspondingly transformed by means of the generators. Flexibility is thus increased.

Insbesondere wird mittels des Hauptantriebs zunächst ein Getriebe angetrieben, mittels dessen die jeweiligen Generatoren angetrieben sind. Geeigneterweise ist mittels jedes Generators ein weiterer Umrichter oder Gleichrichter gespeist. Mittels dieses wird insbesondere eine Gleichspannung bereitgestellt, mittels derer nachfolgend die Bohrantriebe gespeist werden. Insbesondere weist hierbei jeder Bohrantrieb jeweils einen entsprechenden Umrichter auf, sodass mittels dieser die Gleichspannung in eine für den Antrieb des jeweiligen Elektromotors erforderliche Spannung transformiert wird. Insbesondere sind hierbei die etwaigen Gleichrichter/ weiteren Umrichter, oder zumindest jedoch die Generatoren, mittels jeweils einer elektrischen Leitung mit den Bohrantrieben verbunden, beispielsweise mittels einer einzigen elektrischen Leitung oder mehrerer elektrischen Leitungen. Insbesondere sind die Generatoren zueinander baugleich, sodass Gleichteile verwendet werden können. Sofern die Gleichrichter/weiteren Umrichter vorhanden sind, sind diese vorzugsweise ebenfalls zueinander baugleich.In particular, a transmission is first driven by the main drive, by means of which the respective generators are driven. A further converter or rectifier is suitably fed by means of each generator. By means of this, in particular, a DC voltage is provided, by means of which the drilling drives are subsequently fed. In particular, each drilling drive has a corresponding converter, so that the DC voltage is transformed into a voltage required for driving the respective electric motor by means of this converter. In particular, any rectifiers/further converters, or at least the generators, are each connected to the drilling drives by means of an electrical line, for example by means of a single electrical line or multiple electrical lines. In particular, the generators are structurally identical to one another, so that identical parts can be used. If the rectifiers/additional converters are present, they are preferably also structurally identical to one another.

Geeigneterweise ist die verwendete elektrische Gleichspannung zwischen 300 V und 1000 V oder zwischen 400 V und 800 V oder beispielsweise zwischen 500 V und 700 V und zweckmäßigerweise gleich 650 V. Somit ist es möglich, eine vergleichsweise große elektrische Energie zwischen den Generatoren und den Bohrantrieben auszutauschen, wobei ein benötigter Leitungsquerschnitt der elektrischen Leitung(en) aufgrund des damit geförderten elektrischen Stroms vergleichsweise gering gehalten werden kann. Somit sind ein Gewicht und folglich auch die Kosten der elektrischen Leitungen reduziert.The electrical DC voltage used is suitably between 300 V and 1000 V or between 400 V and 800 V or for example between 500 V and 700 V and expediently equal to 650 V. It is thus possible to exchange comparatively large electrical energy between the generators and the drilling drives , It being possible to keep a required line cross-section of the electrical line(s) comparatively small due to the electric current conveyed thereby. Thus, the weight and consequently also the costs of the electrical lines are reduced.

Die Anzahl der Generatoren ist gleich der Anzahl der Elektromotoren und vorzugsweise ist die Anzahl der Generatoren gleich drei. Somit ist im Wesentlichen jedem der Elektromotoren einer der Generatoren zugeordnet, und mittels jeweils einem der Generatoren wird die zum Betrieb eines der Elektromotoren erforderliche elektrische Energie bereitgestellt, insbesondere im Verhältnis. Beispielsweise ist jeweils einer der Generatoren elektrisch mit einem der Elektromotoren mittels jeweils einer entsprechenden Leitung verbunden. Sofern folglich genau drei Elektromotoren bzw. drei Generatoren vorhanden sind, umfasst die Drehbohrmaschine somit auch genau drei entsprechende elektrische Leitungen. Alternativ hierzu ist lediglich eine einzige entsprechende elektrische Leitung vorhanden, mittels derer sämtliche Generatoren und Elektromotoren elektrisch verbunden sind.The number of generators is equal to the number of electric motors and preferably the number of generators is equal to three. Thus, one of the generators is essentially assigned to each of the electric motors, and the electrical energy required to operate one of the electric motors is provided by means of one of the generators, in particular in proportion. For example, in each case one of the generators is electrically connected to one of the electric motors by means of a corresponding line in each case. If, as a result, exactly three electric motors or three generators are present, the rotary drilling machine also includes exactly three corresponding electrical lines. As an alternative to this, only a single corresponding electrical line is present, by means of which all generators and electric motors are electrically connected.

Die Generatoren sind baugleich zu den Elektromotoren. Sofern hierbei jeder Bohrantrieb einen entsprechenden Umrichter aufweist, ist jedem Generator zweckmäßigerweise ebenfalls ein entsprechender Umrichter, vorzugsweise ein Gleichrichter/weiterer Umrichter, zugeordnet, wobei die Gleichrichter/weiteren Umrichter zueinander baugleich sind. Zum Beispiel sind hierbei die Gleichrichter/weiteren Umrichter im Wesentlichen baugleich zu den Umrichtern, die für den Antrieb der Elektromotoren verwendet werden. Somit ist es möglich, die Kombination aus dem Elektromotor und dem Umrichter sowohl für den Bohrantrieb als auch zur Bereitstellung des Generators und des damit verbundenen Wechselrichters zu verwenden. Folglich sind eine Herstellung und auch eine Lagerhaltung zur Wartung vereinfacht.The generators are identical to the electric motors. If each drilling drive has a corresponding converter, each generator is expediently also an ent speaking converter, preferably a rectifier/further converter, assigned, the rectifier/further converter being structurally identical to one another. For example, the rectifiers/further converters are essentially identical in construction to the converters that are used to drive the electric motors. It is thus possible to use the combination of the electric motor and the converter both for the drill drive and for providing the generator and the inverter connected thereto. Consequently, manufacture and also storage for maintenance are simplified.

Zusammenfassend werden somit die Verluste der Drehbohrmaschine in Abhängigkeit der verwendeten Generatoren sowie der Bohrantriebe bestimmt, wobei die Verluste vergleichsweise gering sind. Somit wird ein vergleichsweise großer Anteil der Energie, die zum Betrieb des Hauptantriebs herangezogen wird, für den Antrieb des Bohrgestänges verwendet. Folglich kann dieser vergleichsweise kleinbauend ausgestaltet werden.In summary, the losses of the rotary drilling machine are determined as a function of the generators used and the drilling drives, with the losses being comparatively low. Thus, a comparatively large proportion of the energy used to operate the main drive is used to drive the drill string. Consequently, this can be designed to be comparatively small.

Beispielsweise sind die Generatoren luftgekühlt. Somit wird entstehende Verlustwärme direkt an die Umgebungsluft abgegeben. Besonders bevorzugt jedoch weist die Drehbohrmaschine einen zweiten Kühlkreislauf auf, der eine zweite Fluidpumpe und einen zweiten Kühler umfasst. Mittels der zweiten Fluidpumpe wird hierbei ein Fluid, zweckmäßigerweise eine Flüssigkeit, gepumpt. Das Fluid wird hierbei insbesondere zunächst durch die Generatoren gepumpt, sodass dort überschüssige Verlustwärme von dem Fluid aufgenommen wird. Nachfolgend wird das Fluid zu dem zweiten Kühler gepumpt, und mittels dessen die Temperatur des Fluides abgesenkt. Insbesondere wird anschließend das Fluid mittels der zweiten Fluidpumpe erneut durch die Generatoren geführt, sodass der zweite Kühlkreislauf ebenfalls geschlossen ausgestaltet ist. Als Fluid wird beispielsweise ein Wasser oder ein Öl herangezogen. Zusammenfassend werden mittels des zweiten Kühlkreislaufs sämtliche Generatoren gekühlt, sodass lediglich eine einzige Pumpe, nämlich die zweite Fluidpumpe, und ein einziger Kühler, nämlich der zweite Kühler, erforderlich sind. Somit sind Herstellungskosten reduziert. Geeigneterweise ist der zweite Kühlkreislauf baugleich zu dem ersten Kühlkreislauf, sofern dieser vorhanden ist. Somit können wiederum Gleichteile herangezogen werden, weswegen Herstellungskosten reduziert sind. In einer weiteren Alternative ist jedem der Generatoren jeweils ein entsprechender Kühlkreislauf zugeordnet. Somit ist eine spezifische Kühlung eines der Generatoren oder zumindest die Kühlung der Generatoren unabhängig voneinander möglich.For example, the generators are air-cooled. This means that the heat that is lost is released directly into the ambient air. However, the rotary drilling machine particularly preferably has a second cooling circuit which includes a second fluid pump and a second cooler. A fluid, expediently a liquid, is pumped by means of the second fluid pump. In particular, the fluid is first pumped through the generators, so that excess heat loss is absorbed by the fluid there. The fluid is then pumped to the second cooler, and by means of this the temperature of the fluid is lowered. In particular, the fluid is then passed through the generators again by means of the second fluid pump, so that the second cooling circuit is also designed to be closed. Water or oil, for example, is used as the fluid. In summary, all of the generators are cooled by the second cooling circuit, so that only a single pump, namely the second fluid pump, and a single cooler, namely the second cooler, are required. Thus, manufacturing costs are reduced. The second cooling circuit is suitably structurally identical to the first cooling circuit, if this is present. This means that identical parts can in turn be used, which is why manufacturing costs are reduced. In a further alternative, a corresponding cooling circuit is assigned to each of the generators. A specific cooling of one of the generators or at least the cooling of the generators independently of one another is thus possible.

Beispielsweise umfasst der Hauptantrieb einen Elektromotor, wie ein Asynchronmotor. Insbesondere erfolgt die Speisung des Asynchronmotors mittels einer Haupt(strom)leitung, insbesondere einer Starkstromleitung, also zum Beispiel dreiphasigem Wechselstrom. Mittels des Asynchronmotors wird die bereitgestellte elektrische Spannung mittels der Generatoren in eine geeignete elektrische Spannung transformiert, die zum Betrieb der Bohrantriebe geeignet ist. In einer Alternative weist der Hauptantrieb eine Verbrennungskraftmaschine auf. Insbesondere besteht der Hauptantrieb aus der Verbrennungskraftmaschine. Mit anderen Worten wird als Hauptantrieb die Verbrennungskraftmaschine herangezogen. Somit ist ein Einsatz der Drehbohrmaschine unabhängig von einer vorhandenen Infrastruktur ermöglicht. Zweckmäßigerweise wird die Verbrennungskraftmaschine mit einem Diesel-Kraftstoff betrieben. Somit sind eine Robustheit und auch ein Wirkungsgrad erhöht.For example, the main drive includes an electric motor, such as an asynchronous motor. In particular, the asynchronous motor is fed by means of a main (current) line, in particular a high-voltage line, ie, for example, three-phase alternating current. By means of the asynchronous motor, the electrical voltage provided is transformed by means of the generators into a suitable electrical voltage that is suitable for operating the drilling drives. In an alternative, the main drive has an internal combustion engine. In particular, the main drive consists of the internal combustion engine. In other words, the internal combustion engine is used as the main drive. This allows the rotary drilling machine to be used independently of an existing infrastructure. The internal combustion engine is expediently operated with diesel fuel. Thus, a robustness and also an efficiency are increased.

Geeigneterweise umfasst die Drehbohrmaschine einen Energiespeicher, der elektrisch mit den Bohrantrieben verbunden ist. Geeigneterweise ist hierbei der Energiespeicher ebenfalls mit den Generatoren verbunden. Der Energiespeicher dient als Pufferkapazität, sodass ein Betrieb der Bohrantriebe unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand des Hauptantriebs ermöglicht ist. Über die Generatoren wird hierbei der Energiespeicher geladen. Hierfür wird insbesondere mittels des Hauptantriebs mehr Energie bereitgestellt, als mittels der Bohrantriebe benötigt wird. Diese überschüssige Energie wird zum Laden des Energiespeichers herangezogen. Die in dem Energiespeicher gespeicherte Energie wird an die Bohrantriebe abgegeben, wenn von diesen mehr Energie benötigt wird, als aktuell mittels der Generatoren bereitgestellt wird. Zusammenfassend erfolgt mittels des Energiespeichers ein Ausgleich von aktuellen Bedarfsspitzen und/oder eine Überbrückung der Energieversorgung, während einer Änderung des Betriebspunkts des Hauptantriebs.The rotary drilling machine suitably comprises an energy store which is electrically connected to the drilling drives. In this case, the energy store is suitably also connected to the generators. The energy store serves as a buffer capacity, so that the drilling drives can be operated independently of the current operating status of the main drive. The energy store is charged via the generators. For this purpose, more energy is provided in particular by means of the main drive than is required by means of the drill drives. This excess energy is used to charge the energy store. The energy stored in the energy store is delivered to the drilling drives when more energy is required than is currently being provided by the generators. In summary, current demand peaks are compensated for and/or the energy supply is bridged by means of the energy storage device during a change in the operating point of the main drive.

Als Energiespeicher wird beispielsweise eine elektrische Batterie oder ein elektrischer Kondensator verwendet. Besonders bevorzugt jedoch wird als Energiespeicher ein Schwungradspeicher herangezogen. Dieser weist eine Schwungmasse auf, die insbesondere in einem Vakuum rotiert wird. Der Schwungradspeicher umfasst hierfür zweckmäßigerweise eine entsprechende Vakuumpumpe. Ferner umfasst der Schwungradspeicher einen entsprechenden Elektromotor/Generator, um das Schwungrad in die Rotationsbewegung zu versetzen bzw. die darin gespeicherte kinetische Energie in elektrische Energie umzusetzen. Der Schwungradspeicher weist ein vergleichsweise geringes Volumen auf, sodass das Gewicht der Drehbohrmaschine nur gering erhöht ist. Auch sind eine Robustheit und eine Fehlerunanfälligkeit des Schwungradspeichers vergleichsweise groß. In einer Alternative ist der Schwungradspeicher beispielsweise mechanisch direkt mit dem Hauptantrieb, insbesondere dem etwaigen Getriebe, gekoppelt oder zumindest koppelbar, sodass das Schwungrad nicht mittels eines Elektromotors des Schwungradspeichers sondern mittels des Hauptantriebs direkt mechanisch in Bewegung versetzt wird.For example, an electric battery or an electric capacitor is used as the energy store. However, a flywheel storage device is particularly preferably used as the energy storage device. This has a centrifugal mass that is rotated in particular in a vacuum. For this purpose, the flywheel accumulator expediently includes a corresponding vacuum pump. Furthermore, the flywheel accumulator includes a corresponding electric motor/generator in order to set the flywheel into rotational motion or to convert the kinetic energy stored therein into electrical energy. The flywheel accumulator has a comparatively small volume, so that the weight of the rotary drill is only slightly increased. The robustness and susceptibility to errors of the flywheel accumulator are also comparatively high. In an alternative is the Flywheel accumulator, for example, is mechanically coupled or at least can be coupled directly to the main drive, in particular any transmission, so that the flywheel is not set in motion mechanically by means of an electric motor of the flywheel accumulator but by means of the main drive.

Beispielsweise besteht die Drehbohrmaschine im Wesentlichen lediglich aus dem Bohrtisch. Besonders bevorzugt umfasst die Drehbohrmaschine einen Wagen, an dem der Bohrtisch angebunden ist. Hierbei ist der Bohrtisch beispielsweise an einem Kran oder beweglichen Arm angebunden, der an dem Wagen befestigt ist. Somit ist es möglich, den Bohrtisch bezüglich des Wagens zu verbringen, sodass eine Flexibilität bei dem Bohren der Löcher mittels der Drehbohrmaschine erhöht ist. Hierbei ist insbesondere lediglich erforderlich, die elektrischen Leitungen bezüglich des Wagens zu verbringen/verformen, wobei diese eine vergleichsweise hohe Flexibilität aufweisen. Zweckmäßigerweise ist der Hauptantrieb, sofern diese vorhanden ist, an dem Wagen befestigt, sodass der Bohrtisch frei von diesem ist. Folglich ist ein Gewicht des Bohrtischs verringert, und ein Bewegen dieses ist erleichtert. Auch ist hierfür lediglich eine vergleichsweise geringe Kraft erforderlich.For example, the rotary drilling machine consists essentially only of the drilling table. The rotary drilling machine particularly preferably comprises a carriage to which the drilling table is connected. In this case, the drilling table is connected to a crane or movable arm, for example, which is attached to the carriage. Thus, it is possible to displace the drilling table with respect to the carriage, so that flexibility in drilling the holes with the rotary drilling machine is increased. In this case, in particular, it is only necessary to move/deform the electrical lines with respect to the carriage, these having a comparatively high degree of flexibility. Conveniently, the prime mover, if any, is attached to the carriage so that the drill table is free of it. Consequently, a weight of the drill table is reduced and moving is facilitated. Only a comparatively small force is required for this.

Der Wagen weist vorzugsweise ein Fahrwerk auf, mittels dessen ein Kontakt zu dem Untergrund erfolgt. Das Fahrwerk umfasst beispielsweise eine Anzahl an Rädern oder besonders bevorzugt eine oder mehrere Gleisketten. Somit ist eine Geländegängigkeit erhöht und eine Flächenbelastung verringert. Zum Beispiel ist das Rad bzw. die Gleiskette mittels des Hauptantriebs angetrieben. Besonders bevorzugt jedoch umfasst die Drehbohrmaschine einen Hilfsantrieb, mittels dessen der Wagen angetrieben ist, also insbesondere eines der Räder bzw. eine oder sämtlicher Gleisketten. Der Hilfsantrieb umfasst zweckmäßigerweise einen Elektromotor, der beispielsweise baugleich zu den Elektromotoren der Bohrantriebe ist. Somit können wiederum Gleichteile verwendet werden, was Herstellungskosten reduziert. Insbesondere wird hierbei der Hilfsantrieb mittels der etwaigen Generatoren gespeist. Da der Wagen lediglich dann bewegt wird, wenn das Bohrgestänge nicht benutzt wird, oder zumindest nicht angetrieben wird, ist es nicht erforderlich, einen zusätzlichen Generator für den Hilfsantrieb vorzusehen, weswegen Herstellungskosten und ein Gewicht reduziert sind. Zweckmäßigerweise ist jedem der Räder des Wagens oder zumindest jeder der (Gleis-)Ketten des Wagens jeweils ein entsprechender Hilfsantrieb zugeordnet. Somit ist auch eine Steuerung des Wagens ermöglicht, und eine Geländegängigkeit erhöht. Aufgrund des Hilfsantriebs ist die Drehbohrmaschine mobil ausgestaltet, sodass ein Bewegen dieser vereinfacht ist. Auch ist die Drehbohrmaschine selbst angetrieben, weswegen hierfür keine zusätzlichen Geräte erforderlich sind.The carriage preferably has an undercarriage, by means of which contact is made with the ground. The chassis includes, for example, a number of wheels or particularly preferably one or more track chains. Thus, off-road mobility is increased and surface loading is reduced. For example, the wheel or track is driven by the main drive. However, the rotary drilling machine particularly preferably includes an auxiliary drive, by means of which the carriage is driven, ie in particular one of the wheels or one or all of the track chains. The auxiliary drive expediently comprises an electric motor which, for example, is structurally identical to the electric motors of the drill drives. This means that identical parts can again be used, which reduces manufacturing costs. In this case, in particular, the auxiliary drive is fed by means of any generators. Since the carriage is moved only when the drill string is not used, or at least not powered, it is not necessary to provide an additional generator for auxiliary power, and manufacturing cost and weight are reduced. Expediently, each of the wheels of the carriage or at least each of the (cable) tracks of the carriage is assigned a corresponding auxiliary drive. This also makes it possible to control the carriage and increases off-road mobility. Because of the auxiliary drive, the rotary drill is designed to be mobile, so moving it is simplified. The rotary drilling machine is also self-powered, which is why no additional equipment is required for this.

Sofern ein Bauteil als erstes, zweites, ... Bauteil bezeichnet wird, ist insbesondere lediglich darunter ein bestimmtes Bauteil zu verstehen. Insbesondere bedeutet dies nicht, dass eine bestimmte Anzahl an derartigen Bauteilen vorhanden ist. So impliziert insbesondere nicht, dass die erste Fluidpumpe vorhanden ist, sofern die zweite Fluidpumpe vorhanden ist.If a component is referred to as the first, second, ... component, this is to be understood in particular as merely referring to a specific component. In particular, this does not mean that a specific number of such components is present. In particular, this does not imply that the first fluid pump is present if the second fluid pump is present.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 schematisch eine erste Ausführungsform einer Drehbohrmaschine, und
2 schematisch eine zweite Ausführungsform der Drehbohrmaschine.

Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. Show in it:

1 schematically a first embodiment of a rotary drilling machine, and
2 schematically a second embodiment of the rotary drilling machine.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

In 1 ist schematisch vereinfacht eine Drehbohrmaschine 2 dargestellt, die eine Baumaschine ist. Die Drehbohrmaschine 2 weist einen Wagen 4 mit einem Tisch 6 auf, an dem ein Fahrwerk 8 angebunden ist. Das Fahrwerk 8 weist zwei Gleisketten 10 auf, von denen hier lediglich eine einzige gezeigt ist. Jede der Gleisketten 10 ist mittels eines jeweiligen Hilfsantriebs 12 angetrieben, sodass mittels Ansteuerung der Hilfsantriebe 12 der Wagen 4 und somit die vollständige Drehbohrmaschine 2 bewegt werden kann. Somit ist mittels der Hilfsantriebe 12 der Wagen 4 angetrieben. Mittels Einstellung der Drehrichtung der Hilfsantriebe 12 kann auch eine Ausrichtung des Wagens 4 verändert werden.In 1 a rotary drilling machine 2 is shown schematically simplified, which is a construction machine. The rotary drilling machine 2 has a carriage 4 with a table 6 to which a chassis 8 is connected. The chassis 8 has two track chains 10, only one of which is shown here. Each of the track chains 10 is driven by a respective auxiliary drive 12 so that the carriage 4 and thus the complete rotary drilling machine 2 can be moved by controlling the auxiliary drives 12 . The carriage 4 is thus driven by means of the auxiliary drives 12 . By adjusting the direction of rotation of the auxiliary drives 12, the alignment of the carriage 4 can also be changed.

Jeder Hilfsantrieb 12 weist einen Elektromotor 14 sowie einen daran angebundenen Umrichter 16 auf. Der Elektromotor 14 ist bürstenlos ausgestaltet und ein Synchron-Reluktanzmotor. Der Umrichter 16 weist zur Bestromung des Elektromotors 14 eine Brückenschaltung, nämlich eine B6-Schaltung auf. Der Umrichter 16 ist elektrisch mit einem DC-Zwischenkreis 18 (Gleichspannungszwischenkreis) verbunden, der eine elektrische Gleichspannung von 650 V führt.Each auxiliary drive 12 has an electric motor 14 and a converter 16 connected to it. The electric motor 14 is brushless and a synchronous reluctance motor. The converter 16 has a bridge circuit, namely a B6 circuit, for energizing the electric motor 14 . The converter 16 is electrically connected to a DC intermediate circuit 18 (DC voltage intermediate circuit) which carries an electrical DC voltage of 650 V.

Der DC-Zwischenkreis 18 ist mittels dreier zueinander baugleicher weiterer Umrichter 20 oder Gleichrichter gespeist. Jeder weitere Umrichter 20 wiederum ist mittels eines Generators 22 gespeist. Hierbei ist jeweils der zugeordnete Generator 22 an den weiteren Umrichtern 20 befestigt, und jede Baueinheit aus weiterem Umrichter 20 sowie Generator 22 ist baugleich zu dem Hilfsantrieb 12. Mit anderen Worten ist der Elektromotor 14 des Hilfsantriebs 12 baugleich zu jedem der Generatoren 22.The DC intermediate circuit 18 is fed by means of three further converters 20 or rectifiers which are structurally identical to one another. Each further converter 20 is in turn fed by means of a generator 22 . In this case, the associated generator 22 is fastened to the additional converters 20, and each structural unit made up of additional converter 20 and generator 22 is structurally identical to the auxiliary drive 12. With others In other words, the electric motor 14 of the auxiliary drive 12 is structurally identical to each of the generators 22.

Die Generatoren 22 sind über ein Getriebe 24 angetrieben und somit auf der Abtriebsseite des Getriebes 24 angeordnet. Das Getriebe 24 wiederum ist mittels eines Hauptantriebs 26 angetrieben, der eine Verbrennungskraftmaschine in Form eines Dieselaggregats oder Elektromotors ist. Zusammenfassend sind die Generatoren 22 mittels des Hauptantriebs 26 angetrieben. Die Hauptantrieb 26, das Getriebe 24, die weiteren Umrichter 20 sowie die Generatoren 22 sind an dem Tisch 6 befestigt, sodass diese ebenfalls mit dem Tisch 6 bewegt werden. An dem Tisch 6 ist ferner ein Schwungradspeicher 28 befestigt, der elektrisch mit dem DC-Zwischenkreis 18 verbunden ist, und somit mittels dessen gespeist ist. Auch ist es möglich, den DC-Zwischenkreis 18 mittels des Schwungradspeichers 28 zu speisen.The generators 22 are driven via a gear 24 and are therefore arranged on the output side of the gear 24 . The transmission 24 in turn is driven by a main drive 26, which is an internal combustion engine in the form of a diesel engine or an electric motor. In summary, the generators 22 are driven by the main drive 26 . The main drive 26, the gear 24, the other converters 20 and the generators 22 are attached to the table 6 so that they are also moved with the table 6. Furthermore, a flywheel accumulator 28 is fastened to the table 6, which is electrically connected to the DC intermediate circuit 18 and is thus fed by means of it. It is also possible to feed the DC intermediate circuit 18 using the flywheel storage device 28 .

Ferner ist an dem Tisch 6 ein zweiter Kühlkreislauf 30 angebunden, der eine zweite Fluidpumpe 32 sowie einen zweiten Kühler 34 aufweist. Die zweite Fluidpumpe 32 ist elektrisch angetrieben und ebenfalls mittels des DC-Zwischenkreises 18 gespeist. In einer nicht näher dargestellten Variante ist die zweite Fluidpumpe 32 direkt mittels des Hauptantriebs 26 angetrieben. Ferner weist der zweite Kühlkreislauf 30 eine Kühlleitung 36 auf, mittels derer die zweite Fluidpumpe 32 sowie der zweite Kühler 34 fluidtechnisch verbunden sind. Auch ist die Kühlleitung 36 durch sämtliche Generatoren 22 geführt. Bei Betrieb wird mittels der zweiten Fluidpuppe 32 ein Fluid, nämlich ein Öl oder Wasser, durch die Kühlleitung 36 gepumpt, und folglich auch durch die Generatoren 22. Mittels des Fluides wird hierbei überschüssige Wärme von den Generatoren 22 aufgenommen und mittels dieser zu dem zweiten Kühler 34 gebracht. Dort wird das aufgewärmte Fluid abgekühlt und die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben. Anschließend wird das Fluid erneut durch die Generatoren 22 mittels der zweiten Fluidpumpe 32 gepumpt, sodass ein geschlossener Kühlkreislauf gebildet ist.Furthermore, a second cooling circuit 30 is connected to the table 6 , which has a second fluid pump 32 and a second cooler 34 . The second fluid pump 32 is driven electrically and is also fed by means of the intermediate DC circuit 18 . In a variant that is not shown in detail, the second fluid pump 32 is driven directly by the main drive 26 . Furthermore, the second cooling circuit 30 has a cooling line 36, by means of which the second fluid pump 32 and the second cooler 34 are fluidically connected. The cooling line 36 is also routed through all of the generators 22 . In operation, the second fluid pump 32 pumps a fluid, namely oil or water, through the cooling line 36 and consequently through the generators 22. The fluid thereby absorbs excess heat from the generators 22 and thereby to the second cooler 34 brought. There, the heated fluid is cooled and the heat is given off to the surrounding air. The fluid is then pumped again through the generators 22 by means of the second fluid pump 32, so that a closed cooling circuit is formed.

An dem Tisch 6 ist ferner ein Ausleger 38 angebunden und in dieser Ausführung starr befestigt. In einer nicht näher dargestellten Variante ist der Ausleger 38 mittels geeigneter Gelenke schwenkbar an den Tisch 6 angebunden. An dem Ausleger 38 ist ein Bohrtischs 40 mittels eines Zugs 42 aufgehängt. Folglich ist über den Ausleger 38 und den Zug 42 der Bohrtischs 40 an dem Wagen 4 angebunden. Die Länge des Zugs 42 kann mittels eines nicht näher dargestellten Antriebs verändert werden, sodass der Bohrtischs 40 abgesenkt wird.A boom 38 is also connected to the table 6 and is rigidly fastened in this embodiment. In a variant that is not shown in detail, the extension arm 38 is pivotably connected to the table 6 by means of suitable joints. A drilling table 40 is suspended from the boom 38 by means of a cable 42 . Consequently, the drilling table 40 is connected to the carriage 4 via the boom 38 and the train 42 . The length of the train 42 can be changed by means of a drive, not shown, so that the drilling table 40 is lowered.

Der Bohrtischs 40 weist eine Aufnahme 44 auf, die topfförmig ausgestaltet ist. In die Aufnahme 44 kann ein Bohrgestänges 46 eingeführt und dort befestigt werden. Das Bohrgestänge 46 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch und im Wesentlichen lotrecht angeordnet. Das Bohrgestänge 46 weist eine Länge von mehreren Metern, beispielsweise 3 m, auf, wobei der Durchmesser des Bohrgestänges 46 in diesem Beispiel 30 cm beträgt. Das eine Freiende des Bohrgestänges 46 ist in der Aufnahme 44 drehfest gehalten. Das gegenüberliegende Ende des Bohrgestänges 46 weist eine Bohrspitze 48 auf. An dem Ausleger 38 ist ferner eine Halteklaue 50 angebunden, die umfangsseitig an dem Bohrgestänge 46 zwischen dessen Enden lose an dessen Umfang anliegt. Mittels Verändern der Länge des Zugs 42 ist es möglich, das Bohrgestänge 46 abzusenken. Dabei erfolgt mittels der Halteklaue 50 eine Stabilisierung des Bohrgestänges 46.The drill table 40 has a receptacle 44 which is pot-shaped. A drill rod 46 can be inserted into the receptacle 44 and fastened there. The drill pipe 46 is essentially hollow-cylindrical and is arranged essentially vertically. The drill pipe 46 has a length of several meters, for example 3 m, the diameter of the drill pipe 46 being 30 cm in this example. One free end of the drill string 46 is held in the receptacle 44 in a rotationally fixed manner. The opposite end of drill string 46 includes a drill bit 48 . A retaining claw 50 is also connected to the boom 38 and rests loosely on the circumference of the drill rod assembly 46 between its ends at the circumference thereof. By changing the length of the cable 42 it is possible to lower the drill string 46 . The drill rod assembly 46 is stabilized by means of the holding claw 50.

Der Bohrtischs 40 weist ferner ein Summiergetriebe 52, also ein Umlaufrädergetriebe auf. Mittels des Summiergetriebes 52 ist die Aufnahme 44 angetrieben, sodass bei einer Bewegung des Summiergetriebes 52 auch das Bohrgestänge 46 bewegt wird. Das Summiergetriebe 52 wiederum ist mittels dreier Bohrantriebe 54 angetrieben. Die Bohrantriebe 54 sind baugleich zu dem Hilfsantrieb 12 und weisen somit jeweils den Elektromotor 14 sowie den daran befestigten Umrichter 16 auf. Somit sind die Bohrantrieben 54 auch baugleich zu der Baueinheit aus weiterem Umrichter 20 und Generator 22, und die Generatoren 22 sind baugleich zu den Elektromotoren 14 der Bohrantriebe 54. Auch ist die Anzahl der Generatoren 22 gleich der Anzahl der Elektromotoren 14 der Bohrantriebe 54. Die Bohrantriebe 54, nämlich deren jeweiliger Umrichter 16, sind elektrisch mit dem DC-Zwischenkreis 18 verbunden und werden somit mittels dessen gespeist. Somit sind die Generatoren 22 elektrisch mit den Bohrantrieben 54 verbunden. Auch ist der Schwungradspeichers 28 elektrisch mit den Bohrantrieben 54 verbunden.The drill table 40 also has a summation gear 52, ie an epicyclic gear. The receptacle 44 is driven by the summation gear 52, so that when the summation gear 52 moves, the drill rod 46 is also moved. The summing gear 52 in turn is driven by three drilling drives 54 . The drill drives 54 are structurally identical to the auxiliary drive 12 and thus each have the electric motor 14 and the converter 16 attached thereto. Thus, the drilling drives 54 are also structurally identical to the unit consisting of a further converter 20 and generator 22, and the generators 22 are structurally identical to the electric motors 14 of the drilling drives 54. The number of generators 22 is also equal to the number of electric motors 14 of the drilling drives 54. The Drill drives 54, namely their respective converters 16, are electrically connected to the DC intermediate circuit 18 and are thus fed by means of it. The generators 22 are thus electrically connected to the drilling drives 54 . The flywheel accumulator 28 is also electrically connected to the drilling drives 54 .

Ferner umfasst die Drehbohrmaschine 2, nämlich der Bohrtischs 40, einen ersten Kühlkreislauf 56, der eine erste Fluidpumpe 58 sowie einen ersten Kühler 60 aufweist. Diese sind mittels einer Kühlleitung 62 fluidtechnisch miteinander verbunden, wobei die Kühlleitung 62 des ersten Kühlkreislaufs 56 auch durch die Bohrantriebe 54, nämlich die jeweiligen Elektromotoren 14, geführt ist. Bei Betrieb wird mittels der ersten Fluidpumpe 58 das Fluid, nämlich Wasser oder Öl, durch die Bohrantriebe 54 gepumpt, wobei dieses aufgrund einer Verlustwärme der Bohrantriebe 54 erwärmt wird. Diese überschüssige Wärme wird nachfolgend in dem ersten Kühler 60 an die Umgebungsluft abgegeben. Anschließend wird wiederum das Fluid durch die Bohrantriebe 54 mittels der erste Fluidpumpe 58 gepumpt, sodass ebenfalls ein geschlossene Kühlkreislauf vorhanden ist. Der erste Kühlkreislauf 56 ist hierbei baugleich zu dem zweiten Kühlkreislauf 30.Furthermore, the rotary drilling machine 2, namely the drilling table 40, includes a first cooling circuit 56, which has a first fluid pump 58 and a first cooler 60. These are fluidically connected to one another by means of a cooling line 62 , the cooling line 62 of the first cooling circuit 56 also being routed through the drilling drives 54 , namely the respective electric motors 14 . During operation, the fluid, namely water or oil, is pumped through the drill drives 54 by means of the first fluid pump 58, and this is heated due to heat loss from the drill drives 54. This excess heat is subsequently released to the ambient air in the first cooler 60 . The fluid is then in turn pumped through the drill drives 54 by means of the first fluid pump 58 so that a closed cooling circuit is also present. The first cooling circuit 56 is structurally identical to the second cooling circuit 30.

Ferner weist die Drehbohrmaschine 2 eine Steuerung 64 auf, mittels derer eine Steuerung des Hauptantriebs 26, der weiteren Umrichter 20, des Hilfsantriebs 12 sowie der Bohrantrieben 54 als auch des Zugs 42 erfolgt. Die Steuerung 64 ist in einem nicht näher dargestellten Führerhaus angeordnet oder als transportables Gerät ausgestaltet, das mittels einer Signalleitung oder Funk mit weiteren Bestandteilen des Tischs 6 gekoppelt ist.Furthermore, the rotary drilling machine 2 has a control 64, by means of which the main drive 26, the further converters 20, the auxiliary drive 12 and the drilling drives 54 as well as the train 42 are controlled. The controller 64 is arranged in a driver's cab, not shown in detail, or designed as a transportable device that is coupled to other components of the table 6 by means of a signal line or radio.

Für den Betrieb wird zunächst der Hauptantrieb 26 gestartet und folglich die Generatoren 22 angetrieben. Mittels dieser wird der DC-Zwischenkreis 18 gespeist, sodass dort die elektrische Gleichspannung von 650 V anliegt. Mittels des DC-Zwischenkreises 18 wird der Schwungradspeicher 28 aufgeladen, der ein Schwungrad aufweist, das sich in einer Vakuumkammer befindet. In der Vakuumkammer wird mittels einer Vakuumpumpe ein Vakuum erzeugt, sodass bei einer Rotation des Schwungrads ein Widerstand verringert ist. Mit dem Schwungrad ist ein Elektromotor/Generator gekoppelt, mittels dessen die in dem DC-Zwischenkreis 18 vorhandene elektrische Energie in kinetische Energie, nämlich eine Rotationsbewegung des Schwungrads, und zurück gewandelt werden kann.For operation, first the main drive 26 is started and consequently the generators 22 are driven. The DC intermediate circuit 18 is fed by means of this, so that the electrical direct voltage of 650 V is present there. The flywheel accumulator 28, which has a flywheel located in a vacuum chamber, is charged by means of the DC intermediate circuit 18. A vacuum is generated in the vacuum chamber by means of a vacuum pump, so that resistance is reduced when the flywheel rotates. An electric motor/generator is coupled to the flywheel, by means of which the electrical energy present in the DC intermediate circuit 18 can be converted into kinetic energy, namely a rotational movement of the flywheel, and vice versa.

Mittels des DC-Zwischenkreises 18 werden die Hilfsantriebe 12 in Abhängigkeit der Einstellung der Steuerung 64 angetrieben, und folglich die Gleisketten 10. Somit wird der Wagen 4 an eine gewünschte Position verfahren. Sofern sich die Drehbohrmaschine 2 an der gewünschten Position befindet, werden die Hilfsantriebe 12 stillgesetzt und eine nicht näher dargestellte Bremse betätigt. Im Anschluss hieran werden die Bohrantrieben 54 bestromt, wofür die Umrichter 16 entsprechend angesteuert werden. Infolgedessen wird das Summiergetriebe 52 und daher auch die Aufnahme 44 rotiert. Daher wird auch das Bohrgestänge 46 rotiert, und zwar mit 20 Umdrehungen/min. Hierbei wird das Bohrgestänge 46 mittels der Halteklaue 50 stabilisiert. Im Anschluss wird der Zug 42 gelängt, sodass das Bohrgestänge 46 abgesenkt wird. Infolgedessen trifft die Bohrspitze 48 auf den Untergrund, und dringt in dieses ein, sodass ein Loch gebohrt wird. Während des Betriebs erfolgt mittels des ersten und auch des zweiten Kühlkreislaufs 56, 30 eine Kühlung der Elektromotoren 14/Generatoren 22, sodass eine Überlastung ausgeschlossen ist. Mittels Kürzen des Zugs 42 ist es hierbei wiederum möglich, das Bohrgestänge 46 aus dem erstellten Loch zu bewegen.By means of the DC intermediate circuit 18, the auxiliary drives 12 are driven as a function of the setting of the controller 64, and consequently the crawler tracks 10. The carriage 4 is thus moved to a desired position. If the rotary drill 2 is in the desired position, the auxiliary drives 12 are stopped and a brake, not shown, is actuated. Subsequent to this, the drilling drives 54 are energized, for which the converters 16 are controlled accordingly. As a result, the summation gear 52, and therefore the receptacle 44, is rotated. Therefore, the drill string 46 is also rotated, at 20 rpm. Here, the drill rod 46 is stabilized by the holding claw 50 . The train 42 is then lengthened so that the drill pipe 46 is lowered. As a result, the drill bit 48 hits and penetrates the ground, so that a hole is drilled. During operation, the electric motors 14/generators 22 are cooled by means of the first and also the second cooling circuit 56, 30, so that overloading is ruled out. By shortening the train 42, it is again possible to move the drill rod 46 out of the hole that has been created.

Sofern an dem Bohrgestänges 46 Partikel, wie Erde, anhaftet, wird das Bohrgestänge 46 mit einer erhöhten Drehzahl rotiert, insbesondere 50 Umdrehungen/min. Hierfür werden entweder die Bohrantriebe 54 mit einer erhöhten Drehzahl betrieben, oder bei dem Summiergetriebe 42 wird ein abweichender Gang herangezogen.If particles such as soil adhere to the drill rod 46, the drill rod 46 is rotated at an increased speed, in particular 50 revolutions/min. For this purpose, either the drill drives 54 are operated at an increased speed, or a different gear is used for the summing gear 42 .

Falls aktuell kein Betrieb der Hilfsantriebe 12 oder der Bohrantrieben 54 erfolgt, wird der Hauptantrieb 26 auf einer Leerlaufdrehzahl betrieben, sodass ein Bedarf an Diesel verringert ist. Somit ist die mittels der Generatoren 22 in den DC-Zwischenkreis 18 eingespeist elektrische Energie vergleichsweise gering. Falls nun mittels der Steuerung 64 ein unmittelbarer Antrieb des Bohrgestänges 46 erfolgen soll, werden die Bohrantriebe 54 entsprechend betrieben, wobei das Bohrgestänge 46 zunächst beschleunigt werden muss. Somit wird dem DC-Zwischenkreis 18 eine vergleichsweise große Energiemenge entnommen, und zwar mehr als mittels der Generatoren 22 nachgespeist wird. Infolgedessen ist es erforderlich, den Hauptantrieb 26 zu beschleunigen, wobei dieser jedoch eine Trägheit aufweist. Damit dieser ungestört auf die Betriebsdrehzahl gebracht werden kann, wird der DC-Zwischenkreis 18 in dieser Zeit mittels des Schwungradspeichers 28 gespeist, sodass ein unbehinderter Betrieb der Bohrantriebe 54 möglich ist. Wenn der Hauptantrieb 26 die Betriebsdrehzahl erreicht hat, wird mittels der Generatoren 22 erneut die für den Betrieb der Bohrantrieben 54 erforderliche Energie in den DC-Zwischenkreis 18 eingespeist. Auch wird hierbei kurzzeitig die Betriebsdrehzahl des Hauptantriebs 26 oder zumindest dessen bereitgestelltes Drehmoment erhöht, sodass überschüssige elektrische Energie in den DC-Zwischenkreis 18 eingespeist wird. Mittels dieser wird der Schwungradspeichers 28 erneut aufgeladen.If the auxiliary drives 12 or the drill drives 54 are not currently in operation, the main drive 26 is operated at an idle speed, so that the need for diesel is reduced. The electrical energy fed into the DC intermediate circuit 18 by means of the generators 22 is therefore comparatively low. If the drill string 46 is now to be driven directly by means of the controller 64, the drill drives 54 are operated accordingly, with the drill string 46 first having to be accelerated. A comparatively large amount of energy is thus drawn from the DC intermediate circuit 18 , specifically more than is replenished by means of the generators 22 . As a result, it is necessary to accelerate the prime mover 26, but it has inertia. So that this can be brought up to the operating speed without disturbance, the DC intermediate circuit 18 is fed by means of the flywheel accumulator 28 during this time, so that unhindered operation of the drill drives 54 is possible. When the main drive 26 has reached the operating speed, the energy required for the operation of the drilling drives 54 is again fed into the DC intermediate circuit 18 by means of the generators 22 . The operating speed of the main drive 26 or at least its provided torque is also briefly increased here, so that excess electrical energy is fed into the DC intermediate circuit 18 . By means of this, the flywheel accumulator 28 is charged again.

In 2 ist eine Abwandlung der Drehbohrmaschine 2 dargestellt. Der Wagen 4 mit den an dem Tisch 6 angebundenen einzelnen Komponenten, wie dem Hilfsantrieb 12, dem Hauptantrieb 26 den Generatoren 22, dem zweiten Kühlsystem 30 und auch dem Schwungradspeicher 28, sind nicht verändert. Auch ist wiederum der Ausleger 38 vorhanden, an dem der Zug 42 angebunden ist. An dem Zug 42 ist jedoch direkt das Bohrgestänge 46 an dem der Bohrspitze 48 gegenüberliegenden Ende befestigt. Der Bohrtisch 40 ist ebenfalls abgewandelt, und die Aufnahme 44 ist nunmehr hohlzylindrisch ausgestaltet, wobei das Bohrgestänge 46 durch die Aufnahme 44 hindurch ragt. Mit anderen Worten ist die Aussparung 44 lochartig ausgestaltet und umgibt das Bohrgestänge 46 umfangsseitig und liegt an diesem an.In 2 a modification of the rotary drilling machine 2 is shown. The carriage 4 with the individual components connected to the table 6, such as the auxiliary drive 12, the main drive 26, the generators 22, the second cooling system 30 and also the flywheel accumulator 28, have not changed. Again, the boom 38 is present, to which the train 42 is connected. On the train 42, however, the drill string 46 is attached directly to the end opposite the drill bit 48. The drill table 40 is also modified, and the receptacle 44 is now designed as a hollow cylinder, with the drill rod 46 protruding through the receptacle 44 . In other words, the recess 44 is designed like a hole and surrounds the drill rod 46 on the peripheral side and rests against it.

Der Bohrtisch 44 ist starr an dem Ausleger 38 befestigt, und zwar in dem Bereich, in dem sich in der vorhergehenden Ausführungsform die Halteklaue 50 befand, also in vertikaler Richtung zwischen den beiden Enden des Bohrgestänges 46. Die Halteklaue 50 ist bei dieser Variante nicht vorhanden. Der Bohrtisch 40 weist wiederum das Summiergetriebe 52, die Bohrantriebe 54 und den ersten Kühlkreislauf 56 auf.The drill table 44 is rigidly attached to the boom 38 in the area where the retaining claw 50 was located in the previous embodiment, i.e. in the vertical direction between the two ends of the drill string 46. The retaining claw 50 is not present in this variant . The drill table 40 in turn has the summation gear 52 , the drill drives 54 and the first cooling circuit 56 .

Zum Bohren eines Lochs werden wiederum die Bohrantriebe 54 bestromt, sodass die Aufnahme 44 angetrieben wird. Da diese das Bohrgestänge 46 umfangsseitig vollständig umgibt, wird das Bohrgestänge 46 in die Rotationsbewegung versetzt. Anschließend wird der Zug 42 gelängt, sodass das Bohrgestänge 46 abgelassen wird. Hierbei wird die Position des Bohrtischs 40 nicht verändert, sondern das Bohrgestänge 46 wird durch die Aufnahme 44 hindurch abgesenkt. Während des Absinkens wird mittels des Summiergetriebes 52 auch weiterhin eine Kraft auf das Bohrgestänge 46 ausgeübt, sodass die Rotationsbewegung aufrechterhalten wird. Mit anderen Worten ist es möglich, das Bohrgestänge 46 durch die Aufnahme 44 hindurch zu bewegen, wobei mittels des Summiergetriebes 52 und der Aufnahme 44 eine vertikale Bewegung des Bohrgestänges 46 nicht behindert wird, dieses jedoch in die Rotationsbewegung versetzt wird. Aufgrund der Rotationsbewegung wird mittels der Bohrspitze 48 das Erdreich aufgerissen, sodass das Bohrgestänge 46 tiefer in den Untergrund absinkt.To drill a hole, the drill drives 54 are in turn energized, so that the recording 44 is driven. Since this completely surrounds the drill pipe 46 on the circumference, the drill pipe 46 is set in rotation. The train 42 is then lengthened so that the drill string 46 is lowered. Here, the position of the drill table 40 is not changed, but the drill rod 46 is lowered through the receptacle 44 therethrough. During the descent, a force is still exerted on the drill pipe 46 by means of the summation gear 52, so that the rotational movement is maintained. In other words, it is possible to move the drill string 46 through the receptacle 44, with the summation gear 52 and the receptacle 44 not impeding a vertical movement of the drill string 46, but setting it in rotation. Due to the rotational movement, the soil is torn open by means of the drill bit 48, so that the drill rod 46 sinks deeper into the ground.

Wenn das Bohrgestänge 46 ausreichend in das Erdreich eingesunken ist, wird der Antrieb des Bohrgestänges 56 mittels der Bohrantriebe 54 beendet, sodass das Bohrgestänge 46 nicht weiter rotiert wird. Im Anschluss hieran wird das Bohrgestänge 46 mittels des Zugs 42 aus dem Loch entfernt und somit angehoben. Wenn das Bohrgestänge 46 das Loch verlassen hat, erfolgt nochmals ein Antrieb mittels der Bohrantrieben 54, wobei auch die zweite Stufe des Summiergetriebes 52 eingelegt, sodass das Bohrgestänge 46 in eine vergleichsweise schnelle Rotationsbewegung versetzt wird, wobei eine vertikale Bewegung des Bohrgestänges 46 nicht erfolgt. Auf diese Weise werden etwaige an dem Bohrgestänge 46 anhaftende Partikel abgeschleudert.When the drill string 46 has sufficiently sunk into the ground, the drilling drivers 54 stop driving the drill string 56 so that the drill string 46 is no longer rotated. Following this, the drill string 46 is removed from the hole by means of the train 42 and thus raised. When the drill string 46 has left the hole, it is driven again by the drill drives 54, with the second stage of the summation gear 52 also being engaged, so that the drill string 46 is set in a comparatively rapid rotational movement, with a vertical movement of the drill string 46 not taking place. In this way, any particles adhering to the drill string 46 are thrown off.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described above. On the contrary, other variants of the invention can also be derived from this by a person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all of the individual features described in connection with the individual exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways without departing from the subject matter of the invention.

Bezugszeichenlistereference list

22: Drehbohrmaschinerotary drill
44: WagenCar
66: Tischtable
88th: Fahrwerklanding gear
1010: Gleiskettecaterpillar
1212: Hilfsantriebauxiliary drive
1414: Elektromotorelectric motor
1616: Umrichterconverter
1818: DC-ZwischenkreisDC link
2020: weiterer Umrichterfurther converter
2222: Generatorgenerator
2424: Getriebetransmission
2626: Hauptantriebmain drive
2828: Schwungradspeicherflywheel accumulator
3030: zweiter Kühlkreislaufsecond cooling circuit
3232: zweite Fluidpumpesecond fluid pump
3434: zweiter Kühlersecond cooler
3636: Kühlleitungcooling line
3838: Auslegerboom
4040: Bohrtischdrilling table
4242: Zugtrain
4444: Aufnahmerecording
4646: Bohrgestängedrill pipe
4848: Bohrspitzedrill tip
5050: Halteklaueholding claw
5252: Summiergetriebesummation gear
5454: Bohrantriebdrill drive
5656: erster Kühlkreislauffirst cooling circuit
5858: erste Fluidpumpefirst fluid pump
6060: erster Kühlerfirst cooler
6262: Kühlleitungcooling line
6464: Steuerungsteering

Claims

Drehbohrmaschine (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bohrantrieb (54) einen an dem jeweiligen Elektromotor (14) angebundenen Umrichter (16) umfasst.Rotary drill (2) according to claim 1 , characterized in that each drilling drive (54) comprises a converter (16) connected to the respective electric motor (14).

Drehbohrmaschine (2) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ersten Kühlkreislauf (56), der eine erste Fluidpumpe (58) und einen ersten Kühler (60) umfasst, und der durch die Bohrantriebe (54) geführt ist.Rotary drill (2) according to claim 1 or 2 , characterized by a first cooling circuit (56) which comprises a first fluid pump (58) and a first cooler (60) and which is guided through the drill drives (54).

Drehbohrmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen zweiten Kühlkreislauf (30), der eine zweite Fluidpumpe (32) und einen zweiten Kühler (34) umfasst, und der durch die Generatoren (22) geführt ist.Rotary drill (2) according to one of Claims 1 until 3 , characterized by a second cooling circuit (30), which comprises a second fluid pump (32) and a second cooler (34), and which is guided through the generators (22).

Drehbohrmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptantrieb (26) eine Verbrennungskraftmaschine umfasst.Rotary drill (2) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the main drive (26) comprises an internal combustion engine.

Drehbohrmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Schwungradspeicher (28), der elektrisch mit den Bohrantrieben (54) und den Generatoren (22) verbunden ist.Rotary drill (2) according to one of Claims 1 until 5 , characterized by a flywheel accumulator (28) which is electrically connected to the drilling drives (54) and the generators (22).

Drehbohrmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen mittels eines Hilfsantriebs (12) angetriebenen Wagen (4), an dem der Bohrtisch (40) angebunden ist.Rotary drill (2) according to one of Claims 1 until 6 , characterized by a means of an auxiliary drive (12) driven carriage (4) to which the drilling table (40) is connected.