DE8714201U1 - Kellystange für ein Erdbohrgerät - Google Patents

Description

Kellystange für ein Erdbohfgerät

Die Erfindung betrifft eine Kellystange nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für Bohrgeräte, die mit einer Böhirschnecke oder anderen Aushubwerkzeügen arbeiten, benötigt man eine Kellystange, an der das Werkzeug aufgehängt wird. An dem Mast des Erdbohrgerätes ist ein Drehantrieb längsverschiebbar angebracht, durch den die Kellystange hindurchgeht. Das Antriebsorgan des Drehantriebs dreht über die Kellystange das Bohrwerkzeug. Wenn das Gewicht des Bohrwerkzeugs nicht ausreicht, um den nötigen Vortrieb zu erreichen, kann der Drehantrieb in Richtung auf das Bohrloch verschoben werden, wodurch eine axial wirkende Anpreßkraft über die Kellystange auf das Werkzeug übertragen wird. Kellystangen sind in der Regel teleskopierbar, wobei jedes der ineinanderschiebbaren Rohre längslaufende Leisten aufweist, die in ent-

Tetefon: (0221)131041 Konten/Accounts:

Telex: 888 2307dopad ., 6al. Oppenheimjr. &de.. Köln (BLZ37O3O2OO) Kto. Nr.1O76O

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sprechende Kanäle des äußeren Rohres eingreifen * Das äußerste Röhr weist ebenfalls außen Leisten auf ^ die in Kanäle des Antriebsorgans des Drehäntriebs eingreifen. Jede der genannten Leisten hat breite und schmale Abschnitte, wobei der Überstand der breiten Abschnitte über die schmalen Abschnitte jeweils eine Kraftüberträgungsfläche bildet, um axiale Kräfte von dem Antriebsorgän auf die Kellystange und innerhalb der Kellystange von einem äußeren Rohr auf aas innere Röhr tibertragen zu können.

Die bekannten Kellystangen bestehen insgesamt aus Stahl. Beim Arbeiten mit dem Erdbohrgerät entstehen starke Stoß- und Schlagwirkungen, wenn das Antriebsorgan an der Kellystange angreifen und wenn die Leisten und Kanäle der einzelnen Rohre miteinander in Eingriff kommen. Durch diese Schläge, bei denen Metall auf Metall stößt, entsteht eine starke Geräuschbelästigung. Wenn das Bohrwerkzeug mit Bohrgut gefüllt ist, wird es aus dem Bohrloch herausgezogen und häufig erfolgt das Entfernen des Bohrguts aus dem Werkzeug durch Abschütteln, wobei die Kellystange abwechselnd hin- und hergedreht wird, oder durch erhöhte Drehzahlen, wobei die Fliehkraft genutzt wird. Bei der Schüttel-Drehbewegung schlagen die Metallflächen der Leisten und Kanäle ebenfalls gegeneinander, wobei eine stärke Lärmentwicklung entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Keiiystange der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei der die Geräuschbelastung der Umwelt erheblich verringert ist.

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Die Losung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit dem ist kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmal.

Bei der erfindungsgemäßen Kellystange sind mindestens die schmalen Abschnitte der Leisten mit einer austauschbaren Kunststoffbeschichtung versehen, so daß in diesen Bereichen Metall gegen Kunststoff schlägt. Vorzugsweise sind auch die breiten Abschnitte der Leisten mit einer austauschbaren Kunststoffbeschichtung versehen, die die Kraftübertragungsflächen freiläßt. Wenn die Übertragung der Drehkraft über die breiten Abschnitte der Leisten erfolgt, kann nicht zusätzlich eine axiale Anpreßkraft übertragen werden. Erfolgt.

dagegen die übertragung der Drehkraft über die schmalen Abschnitte der Leisten, dann kann das Antriebsorgan des Drehantriebs gegen die seitlich überstehenden Kraftübertragungsflächen der breiten Abschnitte drücken, so daß eine axiale Anpreßkraft übertragen werden kann* Die Kraftübertragungsflächen sind frei von der Kunststoffbeschichtung, so daß nicht die Gefahr des Abgleitens an diesen Kraftübertragungsflächen besteht.

Die Erfindung ist generell bei einer Kellystange anwendbar, die nur ein einziges Rohr aufweist, jedoch auch bei teleskopierbaren Kellystangen. Bei solchen teleskopierbaren Stangen sind die Leisten sowohl des äußersten Rohres als auch der inneren Rohre jeweils mindestens abschnittsweise mit einer Kunststoffbeschichtung versehen. Immer dann, wenn der Drehantrieb greift und eines der Rohre mitnimmt, wird das Geräusch, das durch den Mitnahmeschlag erfolgt, stark gedämpft.

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Ua die Geruaschentwicklüng sowohl beim Bohren als auöh beim Abschütteln des Böhrgutes gering ist, kann die ÄrfiMungsgemäße Kellystange auch in Gegenden eingesetzt werden, z.B. Wöhngegenden, wo generell öder zu bestimmten Tageszeiten eine bestimmte Lärmentwickiühg nicht überschritten Werden darf. Die Kellystange erlaubt also eine bessere Ausnützung des Efdböhrgerätes bei geringerer Umweltbelastung.

Normalerweise hat das Antriebsorgan des Drehantriebs eines Erdbohrgerätes mehrere Kanäle, die kreuz- oder sternförmig angeordnet sind, während die Kellystange zwei einander gegenüberliegende Leisten aufweist. Wenn infolge der Schlagbeanspruchungen zwei Kanäle des Antriebsorgans abgenutzt oder beschädigt sind, können durch umstecken der Kellystange in freigebliebene Kanäle diese benutzt werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zwischen zwei Leisten jeweils eine Reihe von Kraftübertragungsnocken angeordnet, die Kraftübertragungsflächen aufweisen, welche mit denjenigen der breiten Abschnitte der Leisten in einer gemeinsamen Querschnittsfläche liegen. Auf diese Weise wird in jeder Kraftübertragungsefcene der Bereich der Kraftübertragungsfläche vergrößert. Die Kraftübertragungsnocken können Bestandteil einer Hilfsleiste sein, die die gleiche Längsausdehnung hat wie ein breiter ALschnitt der Leiste und die, mit Ausnahme ihrer Endbereiche, mit einer Kunststoffbeschichtung versehen sind. Dadurch wird bei einer Drehkraftübertragung die Kraftverteilung über den Umfang der Kellystange vergleichmäßigt. Außerdem wird durch dir Hilfsleisten die durch die Kunststoffbeschichtung hervorgerufene Schwächung der Hauptleisten ausgeglichen.

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Eine weitere Lärmquelle bildet der Kupplungsbereich zwischen Kellystange und Werkzeug, weil hier das Werkzeug üblicherweise Spiel gegenüber der Kellystange hat und durch die Anschläge Lärm erzeugt wird. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind im Kupplungsbereich entweder Reibschlußflächen oder Beschichtungen vorgesehen, so daß im einen Fall Relativbewegungen der Kupplung zwischen Werkzeug und Kellystange ausgeschaltet und im anderen Fall die Stöße gedämpft werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Kellystange,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von

Fig. 1,
25

Fig. 4 eine alternative Ausführungsform des Kupplungs-Stücks der Kellystange und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Kupplungs-Stücks mit einer konischen Reibschlußfläche.

Die dargestellte Kellystange weist drei teleskopisch ineinandeEgesehobeile Röhre 10,11,12 auf, Von detten das

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innerste Rohr 12 als Völlrohr ausgebildet ist. An dem äußersten Rohr 10 greift das Antriebsorgan 13 eines (nicht dargestellten) Drehantriebs an. Das Antriebsorgan 13 umgibt das äußerste Rohr 10 ringförmig, und es weist umfangsmäßig gleichmäßig verteilte nutenartige Aussperrungen oder Kanäle 14 auf. An der Außenseite des äußeren Rohres 10 sind zwei längslaufende Leisten 15 einander gegenüberliegend angeordnet, die in die Kanäle 14 des Antriebsorgans 13 mit Spiel eingreifen. Jede Leiste 15 hat breite Abschnitte 15a und schmale Abschnitte 15b, die einander abwechseln. Die eine Seite der Abschnitte 15a und 15b liegt bündig, so daß die breiten Abschnitte 15a nur nach einer Seite hin über die schmalen Abschnitte 15b hinaus vorstehen. In diesen vorstehenden Bereichen bilden die Stirnflächen der breiten Abschnitte 15a Kraftübertragungsflächen 16, an denen die Stirnfläche des Antriebsorgans 13 angreifen kann, um eine axiale Kraft zum Andrücken des Werkzeugs gegen die Bohrlochsohle auf die Kellystange ausüben zu können, oder eine Rückzugskraft. Die Kraftübertragungsflächen 16 sind jeweils an Anschlagteilen 17 vorgesehen, welche die Endabschnitte der breiten Abschnitte 15a bilden.

Jeder breite Abschnitt 15a und jeder schmale Abschnitt 15b besteht aus einem Stahlkern 18, der an die Außenfläche des Rohres 10 angeschweißt ider abgeformt ist, und einer auswechselbaren Kunststoffbeschichtung 19, die den Stahlkern 18 umgibt. Nur die Anschlagteile 17, die aus zähem Stahl bestehen, sind nicht mit der Beschichtung 19 umgeben. Diese Anschlagteile 17 haben den gleichen Querschnitt wie die beschichteten Abschnitte 15a und ihre Kraftübertragungsflächen 16 sind ebenfalls von dem Beschichtungsmaterial frei.

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Parallel zu den breiten Abschnitten 15a erstrecken sich Hilfsleisten 20, die jeweils in diesem Bild zu den Leisten 15 um etwa 90° versetzt angeordnet sind. Die Anzahl der Leisten kann das Mehrfache betragen. Die Hilfsleisten 20 erstrecken sich jeweils über den gleichen Längenbereich wie die Abschnitte 15a. Jede Hilfsleiste 20 besteht aus einem Stahlkern 21 und einer Kunststoffbeschichtung 22. Die Hilfsleisten 20 tauchen in den Kanal 14 des Antriebsorgans 13 ein, nehmen dort aber jeweils nur einen Teil des Querschnitts der Breite des Kanals 14 ein.

Wenn das Antriebsorgan 13 in Richtung des Pfeiles 23 gemäß Fig. 2 gedreht wird, drücken die rückwärtigen Flächen der Kanäle 14 gegen die Rückflanken der breiten Abschnitte 15a und der Hilfsleisten 20. Die vordere Hälfte demjenigen Kanäle 14, die die Hilfsleisten 20 enthalten, bleiben leer. Die Hilfsleisten 20 sind an ihren vorderen Enden 20a von der Kunststoffbeschichtung 22 frei, weil diese vorderen Endflanken niemals in Berührung mit der Wand des Kanals 14 kommen.

Die Hilfsleisten 20 haben an ihren beiden Endbereichen Kraftübertragungsnocken 24, die von der Beschichtung 19 frei sind und Kraftübertragungsflächen 26 aufweisen, die jeweils zusammen mit den Kraftübertragungsflächen 16 in einer gemeinsamen Querschnittsebene liegen. In denjenigen Längenbereichen, in denen sich die Abschnitte 15b der Leisten 15 befinden, sind die Hilfsleisten 20 unterbrochen.

Fig, 2 zeigt den Fall, daß das Antriebsorgan 13 im Bereich der breiten Abschnitte 15a der Leisten 15 und

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im Bereich der Hilfsleisten 20 angreift. Hierbei wird die Drehkraft des Antriebsorgans auf vier umfangsmäßig verteilt angeordnete Eingriffsstellen verteilt, an denen jeweils eine Kunststoffbeschichtung 19 bzw. 22 mit dem Stahl des Antriebsorgans 13 zusammengreift. Eine axiale Anpreßkraft kann in diesem Zustand nicht übertragen werden.

Fig. 3 zeigt den Zustand, in dem das Antriebsorgan 13 in dem Längenbereich eines schmalen Abschnitte 15b der Leisten 15 angreift. Die schmalen Abschnitte 15b liegen jeweils in der rückwärtigen Hälfte eines Kanals 14 und die sich entgegen der Drehrichtung daran anschließenden Kraftübertragungsflächen 16 liegen außerhalb des Bereichs der Kanäle 14 des Antriebsorgans 13. Die Stirnseite des Antriebsnrgans 13 kann daher gegen die axialen Kraftübertragungsflächen 16 und 26 drücken und eine axiale Anpreßkraft auf das Werkzeug übertragen. Die Kraftübertragungsflächen 16 und 26 sind jeweils im Verhältnis der Leistenanzahl zueinander versetzt»

In gleicher Weise wie das Außenrohr 10 weist das Innenrohr Ii Leisten 15 mit schmalen und breiten Abschnitten sowie mit Kraftübertragungs flächen 16 an den Enden der breiten Abschnitte auf. Ebenso sind an der Außenseite des Rohres 11 Hilfsleisten 20 mit an ihren Enden vorgesehenen Kraftübertragungsflächen 26 vorgesehen. An der Innenseite des äußeren Rohres 10 befinden sich Ringsegmente 28, die c"it Kanäle 14 begrenzen. Jeder längslaufende Kanal 14 ist zur Aufnahme eines breiten Abschnitts 15a der Leiste des mittleren Rohres 10 geeignet. Bei Eingriff der schmale» Abschnitte 15b in die Kanäle 14 nehmen die schmalen Abschnitte 15b nur jeveils einen Teil des Querschnitts des Kanals 14 ein.

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während die angrenzenden Kraftübertragungsflächen 16 am stirnseitigen Ende des Segments 28 angreifen. In gleicher Weise greifen die Kraftübertragungsflächen 26 der Hilfsleisten 20 an den stirnseitigen Enden der Segmente 28 an.

Auch das innere Rohr 12 ist außen mit Leisten 15 und Hilfsleisten 2Q versehen. An der Innenseite des Rohres 11 sind Segmente 29 befestigt, die die Kanäle 14 freilassen, welche in gleicher Weise mit den Leisten 15 des inneren Rohres 12 zusammenwirken wie die Kanäle 14 des äußeran Rohres 10 mit den Leisten 15 des mittleren Rohres 11. Die Leisten 15 und Hilfsleisten 20 der Rohre 11 und 12 sind in gleicher Weise mit einer Kunststoffbeschichtung 19 versehen wie die entsprechenden Leisten und Hilfsleisten des äußeren Rohres 10.

Am oberen Ende der Kellystange befindet sich eine das Rohr 10 umgebende Buchse 30 (Fig. 1) , die an ihrem stirnseitigen unteren und oberen Ende mit einer Kunststoffbeschichtung 31 bzw. 31a versehen ist, um einen Schlag des Antriebsorgans 13 zu dämpfen. Ebenfalls ist eine Dämpfungsschicht 31a in Buchse 30 eingebracht, um die Endposition beim Zusammenziehen der Rohre 12, 11 und 10 beim Anschlag zu dämpfen.

An dem innersten Rohr 12 der Kellystange greift ein (nicht dargestelltes) Seil an, das durch die Rohre 11 und 10 hindurchgeht und an dem die gesamte Kellystange am Mast des Bohrgerätes aufgehängt ist. Am vorderen Ende des inneren Rohres 12 befindet sich ein Kupplungsstück 33, das am rückwärtigen Ende einen ringförmigen Kragen 34 aufweist und an dem ein entsprechendes

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Gegerikupplungs stück des Werkzeugs befestigt werden kann* Das Kupplüngsstück 33 ist an den Stellen» an denen es mit dem Gegeriküpp lungs stück iri Berührung kommt, mit einer Kunststoffbeschichtung 35 versehen. Auch der Kragen 34 ist mit einer Kunststoffbeschichtung 36 beschichtet* Auf diese Weise wird verhindert, daß die Rohre 10 und 11 nicht auf das Metall des Kragens 34 schlagen und daß das Metall des Werkzeugs nicht gegen das Metall der Kellystange schlagen kann*

Fig. 4 zeigt eine modifizierte Ausführungsform des Kupplüngsstücks 33, das in diesem Fall einen konischen Zapfen 37 mit rechteckigem Querschnitt aufweist, der unbeschichtet ist. Der konische Zapfen 37 weist sich verjüngende Reibschlußflächen 38 auf, die festsitzend in eine dem Zapfen 37 entsprechende Ausnehmung des Werkzeugs eingreifen, so daß Relativbewegungen zwischen dem Kupplungsstück 33 und dem Gegenkupplungsstück des Werkzeugs vermieden werden. Auf diese Weise wird ohne Kunststoffbeschichtung ein Gegeneinanderschlagen von Kupplungsstück und Gegenkupplungsstück vermieden.

Das Ausführungsbeispiel des KupplungsStücks von Fig. 5 entspricht weitgehend demjenigen von Fig. 4, mit der Ausnahme, daß der Zapfen 37 kegelstumpfförmig ist und somit nur eine einzige sich verjüngende Reibschlußfläche 38, nämlich die Kegelmantelfläche, aufweist.

Claims (8)

» · t iiit ·· &bull; · · t &igr; &igr; « » - 11 - ANSPRÜCHE

1. Kellystange für ein Erdbohrgerät zum übertragen der Antriebskraft von einem Drehantrieb auf ein Bohrwerkzeug, mit mindestens einem Rohr (10), das außen längslaufende Leisten (15) mit breiten und schmalen Abschnitten (15a,15b) aufweist, wobei die die schmalen Abschnitte (15b) seitlich überragenden Enden der breiten Abschnitte Krafttibertragungsflächen (16) für axialen Druck bilden, dadurch gekennzeichnet,
daß die schmalen Abschnitte (15b) der Leisten (15) mit tfiner Kunststoffbeschxchtung (19) versehen sind.

?.. KeI Iy stange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die breiten Abschnitte (15a) der Leiste! (15) mit einer Kunststoffbeschichtung (19) versehen sind, die die Kraftübertragungsflächen (16) freiläßt.

3. Kellystange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Leisten (15) &bull;jeweils eine Reihe von Kraftübertragungsnocken (24) angeordnet ist, die Kraftübertragungsflächen (26) aufweisen, welche mit denjenigen der breiten Abschnitte $15b) der Leisten (15) in einer gemeinsamen Querschnittsfläche liegen.

4. Kellystange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Kraftübertragungsnocken (24) Besbandteil einer Hilfsleiste (20) sind, die die gleiche Längsausdehnung hat wie ein breiter

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Abschnitt (15a) der Leiste (15) und die, mit Ausnahme ihrer Endbereiche, mit einer Kunststoffbeschichtung (22) versehen sind.

5. Kellystange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Rohre (10,11,12) teleskopisch ineinander angeordnet sind und daß jedes innere Rohr außen

' Leisten (15) trägt, die adndestens abschnittsweise

j mit einer Kunststoffbeschichtung (19) versehen

%, sind und die in längslaufende Kanäle (14) des

äußeren Rohres eingreifen.

6. Kellystange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innerste Rohr (12) ein Kupplungsstück (33) trägt, das mindestens eine sich verjüngende Reibschlußfläche (38) für den Anschluß des Werkzeugs aufweist.

7«, Kellystange nach Anspruch 5 oder 6, dadvrch gekennzeichnet, daß das innerste Rohr (12) ein kunststoffbeschichtetes Kupplungsstück (33) trägt, das einen dem äußeren Rohr und dem Bohrwerkzeug zugewandten Kragen (34) mit einer Kuviststoffbeschichtung (36) aufweist.

8. Kellystange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Buchse (30) mit der Kunststoff» beschichtung (31) den Schlag zum Antriebsorgan (13) dämpft, sowie die Erstellung der eingezogenen Rohre (10,11,12) mit einem Kunststoffdäir.nfer (31a) dämpfend abfänat.

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