Kraftdrehkopf zum kopfseitigen Antreiben eines Bohrgestänges eines Bohrgerätes

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kraftdrehkopf zum kopfseitigen Antreiben eines Bohrgestänges eines Bohrgerätes mit einem von einem Hydromotor über eine Kupplung angetriebenen Reduktionsgetriebe, wobei das Gehäuse des Hydromotors an eine im Bereich der Kupplung angeordnete Gehäuseglocke und die Gehäuseglocke an das Gehäuse des Reduktionsgetriebes angeflanscht ist.

[0002] Bei einem aus der Praxis bekannten Kraftdrehkopf der genannten Art (Prospekt "Vollhydraulische Rotary-Bohrgeräte B3B.B4B" der Firma Wirth Maschinen- und Bohrgeräte-Fabrik GmbH, Erkelenz) ist die Kupplung wie allgemein üblich als starre Kupplung ausgebildet. Ebenso sind auch das Gehäuse des Hydromotors, die Gehäuseglocke und das Gehäuse des Reduktionsgetriebes zu einer starren Einheit miteinander verbunden. Der Nachteil solcher Kraftdrehköpfe besteht darin, daß sie ein erhebliches variierendes Geräuschspektrum entwickeln; der auf einem an einem Bohrmast geführte Schlitten angeordnete und mit Hilfe eines Kranhakens aufgehängte Kraftdrehkopf wirkt nämlich im Zuge des Bohrens auf das Bohrgestänge ein, dessen Länge sich fortwährend ändert. Diesen Nachteil hat man bisher als unvermeidbar in Kauf genommen. In neuerer Zeit besteht jedoch aus Umweltschutzgründen das Bedürfnis, die Geräuschentwicklung solcher Kraftdrehköpfe zu vermindern, insbesondere wenn das Bohrgerät in bewohnten Gebieten eingesetzt wird.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftdrehkopf der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß er im Betrieb erheblich geringere Geräusche als bisher entwickelt.

[0004] Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Kupplung als elastische Kupplung mit elastischen Drehmomentübertragungselementen ausgebildet ist und die Gehäuseglocke aus zwei elastisch miteinander verbundenen Glockenringen aufgebaut ist.

[0005] Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis aus, daß die elastische Verbindung der rotierenden Teile Hydromotor/Reduktionsgetriebe keinesfalls ausreicht, um eine beachtliche Reduzierung der Schallemissionen im Betrieb zu erreichen. Überraschenderweise gelingt das aber, wenn in Kombination dazu das Gehäuse des Hydromotors und das Gehäuse des Reduktionsgetriebes aus ihrer starren Verbindung gelöst und über eine elastische Verbindung der geteilten Gehäuseglocke aneinander angeschlossen werden. In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein solcher Kraftdrehkopf überraschenderweise erheblich leiser läuft und damit überall ohne weiteres eingesetzt werden kann.

[0006] Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So ist nach einer bevorzugten Ausführungsform die Anordnung so getroffen, daß die elastische Kupplung eine Klauenkupplung ist,zwischen deren Klauen die elastischen Drehmomentübertragungselemente angeordnet sind. Diese elastischen Drehmomentübertragungselemente bestehen vorzugsweise aus Polyurethan mit einer Härte zwischen 89 und 95 Shore-A, insbesondere von 92 Shore-A.

[0007] Bezüglich der Gehäuseglocke ist die Ausbildung im einzelnen vorzugsweise dergestalt, daß die beiden Glockenringe an ihren aneinander zugewandten Enden mit zueinander parallelen Verbindungsflanschen versehen sind, die unter Zwischenlage eines elastischen Dämpfungsringes elastisch miteinander verbunden sind. Die Verbindungsflansche können ohne weiteres nach innen gerichtet sein, so daß sich keine Durchmesservergrößerung der Gehäuseglocke ergibt. Günstig ist es, wenn die beiden Verbindungsflansche durch gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Schrauben miteinander verbunden sind, deren an einer Seite vorgesehene Köpfe oder Muttern an von den Schrauben durchsetzten elastischen Dämpfungsringelementen mit L-förmigem Querschnitt anliegen. Sofern dabei Schrauben mit einem eine konische Kopfanlagefläche aufweisenden Kopf eingesetzt werden, sollte dem Kopf und dem zugeordneten elastischen Dämpfungsringelement eine Unterlegscheibe mit entsprechend konischer Einsenkung zwischengeschaltet sein, um eine Verformung bzw. Zerstörung der elastischen Dämpfungsringelemente zu vermeiden. Vorzugsweise bestehen der elastische Dämpfungsring und die elastischen Dämpfungsringelemente aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk mit einer Härte zwischen 79 und 85 Shore-A, insbesondere 82 Shore-A.

[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1

einen Längsschnitt durch einen Kraftdrehkopf,

Fig. 2

einen Schnitt A-A durch den Gegenstand der Fig. 1 und

Fig. 3

einen Schnitt B-B durch den Gegenstand der Fig. 1.

[0009] Der in den Figuren dargestellte Kraftdrehkopf dient zum kopfseitigen Antreiben eines Bohrgestänges eines Bohrgerätes. Dieses bedarf einer ins Einzelne gehenden Beschreibung nicht, da Aufbau und Funktionsweise in der Fachwelt hinlänglich bekannt sind. Der Kraftdrehkopf weist einen nur teilweise dargestellten Hydromotor 1 auf, der über eine Kupplung 2 eine Reduktionsgetriebe 3 antreibt. Das Gehäuse 4 des Hydromotors 1 ist an eine Gehäuseglocke 5, die im Bereich der Kupplung 2 angeordnet ist, angeflanscht, während die Gehäuseglocke 5 ihrerseits an das Gehäuse 6 des Reduktionsgetriebes 3 angeflanscht ist.

[0010] Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 3 erkennt man, daß die Kupplung 2 als elastische Klauenkupplung mit elastischen Drehmomentübertragungselementen 7 ausgebildet ist. Dabei sind die beiden Teile der Kupplung 2 mit sich in axialer Richtung erstreckenden Klauen 8 versehen, die wechselweise ineinandergreifen. Zwischen benachbarten Klauen sind die elastischen Drehmomentübertragungselemente 7 angeordnet, die über einen Innenring 9 untereinander verbunden sind. Der Innenring 9 mit den Drehmomentübertragungselementen 7 besteht aus Polyurethan mit einer Härte von 92 Shore-A.

[0011] Auf der anderen Seite erkennt man aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2, daß die Gehäuseglocke aus zwei elastisch miteinander verbundenen Glockenringen 10,11 aufgebaut ist. Die beiden Glockenringe 10,11 sind an ihren einander zugewandten Enden mit zur Längsachse senkrechten, zueinander parallelen Verbindungsflanschen 12 versehen, die nach innen gerichtet sind und unter Zwischenlage eines elastischen Dämpfungsringes 13 elastisch miteinander verbunden sind. Zu diesem Zweck sind die beiden Verbindungsflansche 12 durch gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Schrauben 14 miteinander verbunden. Diese Schrauben 14 sind durch Ausnehmungen 15 in dem einen Verbindungflansch 12 und dem Dämpfungsring 13 in Gewindebohrungen 16 des anderen Verbindungsflansches 12 eingeschraubt. In die Ausnehmungen 15 im erstgenannten Verbindungsflansch 10 sind elastische Dämpfungsringelemente 17 mit L-förmigem Querschnitt eingesetzt, die von dem Bolzen der Schrauben 14 durchsetzt werden. Die Schrauben 14 weisen im Ausführungsbeispiel Köpfe 18 mit konischen Kopfanlageflächen auf. Zur Vergleichmäßigung der Kräfte ist dem Kopf 18 und dem zugeordneten Dämfpungsringelement 17 jeweils eine Unterlegscheibe 19 mit entsprechend konischer Einsenkung zwischengeschaltet. Im übrigen bleibt anzumerken, daß der elastische Dämpfungsring 13 und die elastischen Dämpfungsringelemente 17 aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk mit einer Härte von 82 Shore-A bestehen.

Ansprüche

1. Kraftdrehkopf zum kopfseitigen Antreiben eines Bohrgestänges eines Bohrgerätes, mit einem von einem Hydromotor über eine Kupplung (2) angetriebenen Reduktionsgetriebe, wobei das Gehäuse des Bydromotors an eine im Bereich der Kupplung angeordnete Gehäuseglocke (5) und die Gehäuseglocke an das Gehäuse des Reduktionsgetriebes angeflanscht ist, dadurch gekennzeich net, daß die Kupplung (2) als elastische Kupplung mit elastischen Drehmomentübertragungselementen (7) ausgebildet ist und die Gehäuseglocke (5) aus zwei elastisch miteinander verbundenen Glockenringen (10, 11) aufgebaut ist.

2. Kraftdrehkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kupplung (2) eine Klauenkupplung ist, zwischen deren Klauen (18) die elastischen Drehmomentübertragungselemente (7) angeordnet sind.

3. Kraftdrehkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Drehmomentübertragungselement (7) aus Polyurethan mit einer Härte zwischen 89 und 95 Shore-A, insbesondere von 92 Shore-A bestehen.

4. Kraftdrehkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Glockenringe (10, 11) an ihren einander zugewandten Enden mit zueinander parallelen Verbindungsflanschen (12) versehen sind, die unter Zwischenlage eines elastischen Dämpfungsringes (13) elastisch miteinander verbunden sind.

5. Kraftdrehkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsflansche (12) nach innen gerichtet sind.

6. Kraftdrehkopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verbindungsflansche (12) durch gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Schrauben (14) miteinander verbunden sind, deren an einer Seite vorgesehene Köpfe (18) oder Muttern an von den Schrauben (14) durchsetzten elastischen Dämpfungsringelementen (17) mit L-förmigem Querschnitt anliegen.

7. Kraftdrehkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schrauben (14) mit einem eine konische Kopfanlagerfläche aufweisenden Kopf (18) dem Kopf (18) und dem zugeordneten elastischen Dämpfungsringelement (17) eine Unterlegscheibe mit entsprechend konischer Einsenkung zwischengeschaltet ist.

8. Kraftdrehkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Dämpfungsring (13) und die elastischen Dämpfungsringelemente (17) aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk mit einer Härte zwischen 79 und 85 Shore-A, insbesondere 82 Shore-A bestehen.

Claims

1. A power rotary head for driving the drill column of a drilling device, comprising a reduction gear which is driven by a fluid power motor via a coupling (2), wherein the casing of the fluid power motor is flanged to a casing skirt (5) disposed in the region of the coupling and the casing skirt is flanged to the casing of the reduction gear, characterised in that the coupling (2) is constructed as a flexible coupling comprising flexible torque transmission elements (7) and the casing skirt (5) is constructed from two skirt rings (10, 11) which are flexibly joined to each other.

2. A power rotary head according to claim 1, characterised in that the flexible coupling (2) is a claw coupling, between the claws (18) of which the flexible torque transmission elements (7) are disposed.

3. A power rotary head according to claims 1 or 2, characterised in that the flexible torque transmission elements (7) consist of polyurethane with a hardness between 89 and 95 Shore A, particularly of 92 Shore A.

4. A power rotary head according to either one of claims 1 or 3, characterised in that the two skirt rings (10, 11) are provided at their mutually facing ends with connecting flanges (12) which are parallel to each other and which are flexibly joined to each other with a flexible damping ring (13) interposed therebetween.

5. A power rotary head according to claim 4, characterised in that the connecting flanges (12) are oriented inwards.

6. A power rotary head according to claims 4 or 5, characterised in that the two connecting flanges (12) are joined to each other by screws (14) which are uniformly disposed over the periphery, the heads (18) or nuts of which, which are provided on one side, are seated against flexible damping ring elements (17) of L-shaped cross-section, through which the screws (14) pass.

7. A power rotary head according to claim 6, characterised in that for screws (14) which have a head (18) comprising a tapered head bearing face a washer comprising a corresponding tapered hollow is inserted between the head (18) and the associated flexible damping ring element (17).

8. A power rotary head according to any one of claims 1 to 7, characterised in that the flexible damping ring (13) and the flexible damping ring elements (17) consist of acrylonitrile-butadiene rubber with a hardness between 79 and 85 Shore A, particularly of 82 Shore A.

Revendications

1. Tête d'entraînement pour l'entraînement d'une tige de forage d'un appareil de forage, comportant un réducteur qui est mû par un moteur hydraulique par l'intermédiaire d'un accouplement (2), le carter du moteur hydraulique étant lié à un carter-cloche (5) disposé dans la région de l'accouplement et le carter-cloche étant lié au carter du réducteur, caractérisée en ce que l'accouplement (2) est réalisé sous la forme d'un accouplement élastique avec des éléments élastiques (7) de transmission du couple et le carter-cloche (5) est formé de deux anneaux de cloche (10, 11) liés élastiquement l'un à l'autre.

2. Tête d'entraînement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'accouplement élastique (2) est un accouplement à griffes, entre les griffes (18) duquel sont disposés les éléments élastiques (7) de transmission du couple.

3. Tête d'entraînement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les éléments élastiques (7) de transmission du couple sont réalisés en polyuréthane présentant une dureté comprise dans une plage allant de 89 à 95 Shore A, notamment de 92 Shore A.

4. Tête d'entraînement selon une des revendications 1 ou 3. caractérisée en ce que les deux anneaux de cloche (10, 11), à leurs extrémités en vis-à-vis, sont pourvus de brides de liaison (12) mutuellement parallèles, qui sont liées élastiquement l'une à l'autre en interposant une bague amortissante (13) élastique.

5. Tête d'entraînement selon la revendication 4, caractérisée en ce que les brides de liaison (12) sont tournées vers l'intérieur.

6. Tête d'entraînement selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les deux brides de liaison (12) sont liées l'une à l'autre par des vis (14) réparties régulièrement sur le pourtour, dont les têtes (18) ou les écrous prévus d'un côté reposent sur des éléments amortissants annulaires (17) élastiques, à section en L, qui sont traversés par les vis (14).

7. Tête d'entraînement selon la revendication 6, caractérisée en ce que, dans le cas de vis (14) comportant une tête (18) à portée conique, une rondelle pourvue d'une fraisure conique adaptée est disposée entre la tête (18) et l'élément amortissant annulaire (17) élastique associé.

8. Tête d'entraînement selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la bague amortissante élastique (13) et les éléments amortissants annulaires (17) élastiques sont en caoutchouc acryle-nitrile-butadiène présentant une dureté comprise dans une plage allant de 79 à X5 Shore A, notamment de 82 Shore A.

Zeichnung