專利名稱：用于鉆孔或建筑設(shè)備的驅(qū)動單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的帶有桅桿的鉆孔或建筑設(shè)備的驅(qū)
動單元。
背景技術(shù)：
這種類型的驅(qū)動單元具有可沿鉆孔或建筑設(shè)備的桅桿移動的托架和用于驅(qū)動鉆 桿的鉆孔機驅(qū)動器。鉆孔機驅(qū)動器布置在托架上。這種驅(qū)動單元被熟知并應(yīng)用在很多種帶有桅桿或?qū)U的鉆孔或建筑設(shè)備上。例如 從EP 0525 186 A1或US 4，800，968可了解此類鉆孔設(shè)備。驅(qū)動單元以可移位的方式布置 在亦可稱為所謂支架的桅桿上，并能沿后者的軸向移動。例如為了進行土壤鉆孔，驅(qū)動單元 具有鉆孔機驅(qū)動器，采用該驅(qū)動器能夠以旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動鉆桿。籍由驅(qū)動單元沿桅桿的軸向 移動，鉆桿可向鉆孔方向前進并在鉆孔完成時從鉆洞縮回。特別是對于產(chǎn)生極深鉆孔來說，例如地?zé)犷I(lǐng)域所要求的，為了能夠達(dá)到所需鉆孔 深度，鉆桿通過更多鉆桿節(jié)段接連地增補或延長。為此，當(dāng)采用鉆桿節(jié)段達(dá)到最大鉆孔深度 時，鉆桿從驅(qū)動單元上拆開，驅(qū)動單元沿桅桿移出鉆洞，另外的鉆桿節(jié)段連接到鉆孔機驅(qū)動 器并連接到位于鉆洞中的鉆桿節(jié)段上，遂采用這樣形成的延長的鉆桿繼續(xù)進行鉆孔。在已知鉆孔或建筑設(shè)備的情況中，采用若干鉆桿節(jié)段的鉆孔產(chǎn)品較為費力。此外， 已知驅(qū)動單元的維護常常需要很多時間且費用很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于改進用于鉆孔或建筑設(shè)備的驅(qū)動單元及相應(yīng)的鉆孔或建筑設(shè)備以便 能容易地對驅(qū)動單元進行維護及裝備鉆桿的目的。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的驅(qū)動單元及具有權(quán)利要求11的 特征的鉆孔或建筑設(shè)備來實現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選的實施方式在從屬權(quán)利要求中陳述。根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動單元的特征在于托架具有可沿桅桿移動的下托架部分，托架 還具有布置有鉆孔機驅(qū)動器的上托架部分，以及上托架部分相對于下托架部分可繞兩個互 成一定角度的樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)。本發(fā)明的基本思想在于驅(qū)動單元特別出于維護目的及裝備鉆桿而設(shè)計為鉸接方 式。更具體地，將鉆孔機驅(qū)動器設(shè)置成相對于下托架部分因而相對于鉆孔或建筑設(shè)備的桅 桿能夠傾斜。因此，鉆孔機驅(qū)動器更好接近，從而一方面提高維護簡易性，另一方面使安裝 鉆桿更容易。本發(fā)明的另一個基本思想在于鉆孔機驅(qū)動器設(shè)計為相對于下托架部分因而相對 于桅桿以兩種方式樞轉(zhuǎn)或鉸接。布置了鉆孔機驅(qū)動器的上托架部分能在兩個方向相對于下 托架部分樞轉(zhuǎn)，即繞兩個不同樞轉(zhuǎn)軸線。因此，根據(jù)意圖目的，帶有鉆孔機驅(qū)動器的上托架 部分能可選地被樞轉(zhuǎn)進第一或第二方向。依據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選的情形是樞轉(zhuǎn)軸線大致互相垂直延伸并具有一個交點。帶有鉆孔機驅(qū)動器的上托架部分可相對于下托架部分繞第一樞轉(zhuǎn)軸線和繞大致與第一樞轉(zhuǎn) 軸線垂直的第二樞轉(zhuǎn)軸線鉸接著伸出。優(yōu)選地，通過繞第一樞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，上托架部分可被鉸接至第一側(cè)向樞轉(zhuǎn)位置；并 且通過繞第二樞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，它可被鉸接至第二上或下樞轉(zhuǎn)位置。側(cè)向樞轉(zhuǎn)位置要被特別理解為上托架部分繞驅(qū)動單元或鉆孔機驅(qū)動器的縱向軸 線樞轉(zhuǎn)的位置，該縱向軸線平行于桅桿的縱向軸線延伸。側(cè)向樞轉(zhuǎn)位置特別用于給鉆孔機 驅(qū)動器更容易地安裝鉆桿。在側(cè)向樞轉(zhuǎn)位置，鉆孔機驅(qū)動器布置為側(cè)向偏離并平行于其工 作位置，從而更好接近。這樣，鉆孔機驅(qū)動器的縱向軸線位于側(cè)向偏離待生成的鉆洞的縱向 軸線。于是在此位置可借助如操縱器簡單地將鉆桿連接至鉆孔機驅(qū)動器。上樞轉(zhuǎn)位置或下樞轉(zhuǎn)位置要被特別理解為上托架部分繞驅(qū)動單元的橫向軸線樞 轉(zhuǎn)的位置，該橫向軸線橫切于鉆孔機驅(qū)動器的縱向軸線延伸。第一和第二樞轉(zhuǎn)軸線大致在 上托架部分與下托架部分之間延伸。本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方式的特征在于提供一種用于使上托架部分相對于下 托架部分主動樞轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)裝置。特別優(yōu)選單個樞轉(zhuǎn)裝置被設(shè)置用于繞第一樞轉(zhuǎn)軸線的樞轉(zhuǎn) 運動和繞第二樞轉(zhuǎn)軸線的樞轉(zhuǎn)運動。從而與采用若干樞轉(zhuǎn)裝置相比可以節(jié)省生產(chǎn)和維護成 本。在優(yōu)選實施方式中，樞轉(zhuǎn)裝置包括定位缸體。定位缸體一方面連接到下托架部分， 另一方面連接到上托架部分，并優(yōu)選由液壓和/或電力驅(qū)動。優(yōu)選地，定位缸體具有缸體主 體和能在缸體主體中軸向移動的往復(fù)式活塞。通過往復(fù)式活塞從缸體主體的伸出，上托架 部分可被樞轉(zhuǎn)，從而引起驅(qū)動單元鉸接地打開。通過往復(fù)式活塞的縮回，驅(qū)動單元被帶至無 樞轉(zhuǎn)的工作位置。特別地，為了能夠使用樞轉(zhuǎn)裝置影響繞兩個不同樞轉(zhuǎn)軸線的樞轉(zhuǎn)運動，優(yōu)選所述 樞轉(zhuǎn)裝置以鉸接方式連接至上托架部分和/或下托架部分。在這種連接中，特別優(yōu)選樞轉(zhuǎn) 裝置經(jīng)球形接頭連接件至少連結(jié)到上托架部分或下托架部分。該驅(qū)動單元的特別緊湊型結(jié)構(gòu)在樞轉(zhuǎn)裝置布置在下托架部分與上托架部分之間 時獲得。這帶來進一步的好處，在上托架部分相對于下托架部分大致平行定向且無樞轉(zhuǎn)的 工作位置，樞轉(zhuǎn)裝置以很大程度被保護的方式被收納。為此，樞轉(zhuǎn)裝置的容納空間優(yōu)選設(shè)置 在下托架部分和/或上托架部分上。為允許上托架部分繞兩個不同樞轉(zhuǎn)軸線的樞轉(zhuǎn)運動，優(yōu)選上托架部分與下托架部 分通過至少兩個可釋放的旋轉(zhuǎn)接頭連接，由此第一可釋放的旋轉(zhuǎn)接頭布置在第一樞轉(zhuǎn)軸線 上，第二可釋放的旋轉(zhuǎn)接頭布置在第二樞轉(zhuǎn)軸線上?？舍尫诺男D(zhuǎn)接頭要被特別理解為待 連接部件即上托架部分和下托架部分的鉸接連接可被建立及撤銷或釋放的接頭。在釋放的 位置，上托架部分可繞相應(yīng)其他當(dāng)時閉合的旋轉(zhuǎn)接頭旋轉(zhuǎn)。為了能更容易且輕松地釋放及閉合旋轉(zhuǎn)接頭，優(yōu)選設(shè)置用于釋放和/或閉合至少 一個可釋放的旋轉(zhuǎn)接頭的閉合裝置。該閉合裝置可具有例如能使旋轉(zhuǎn)接頭的連接銷沿軸向 移動的定位缸體，使得能釋放或閉合鉸接連接。閉合裝置的定位缸體優(yōu)選由液壓和/或電 力驅(qū)動。為了使上托架部分總是能夠安全地固定在下托架部分上，兩個旋轉(zhuǎn)接頭不能同時 打開。為了避免兩個旋轉(zhuǎn)接頭同時釋放，優(yōu)選設(shè)置用以總是保持至少一個旋轉(zhuǎn)接頭閉合的控制裝置?？刂蒲b置可包括旋轉(zhuǎn)接頭之間的機械和/或電子操作的連接件。特別簡單的驅(qū)動單元可通過設(shè)置布置在兩樞轉(zhuǎn)軸線交點區(qū)域且允許繞兩個樞轉(zhuǎn) 軸線樞轉(zhuǎn)運動的雙接頭來獲得。例如，可分別在第一和第二樞轉(zhuǎn)軸線上設(shè)置可釋放的旋轉(zhuǎn) 接頭，而雙接頭可布置在樞轉(zhuǎn)軸線的交點處。雙接頭總是閉合，且包括用于繞第一樞轉(zhuǎn)軸線 樞轉(zhuǎn)運動的額外鉸接連接和用于繞第二樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)運動的額外鉸接連接。因此，雙接頭 組合了兩個獨立的旋轉(zhuǎn)接頭。依據(jù)本發(fā)明，鉆孔或建筑設(shè)備的特征在于設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的驅(qū)
動單元。在鉆孔或建筑設(shè)備情況下，優(yōu)選地，帶有鉆孔機驅(qū)動器的上托架部分既可繞與桅 桿縱向軸線平行延伸的縱向軸線樞轉(zhuǎn)，又可繞大致與該縱向軸線垂直延伸的橫向軸線樞 轉(zhuǎn)。當(dāng)上托架部分相對于下托架部分樞轉(zhuǎn)時，上托架部分與下托架部分之間產(chǎn)生開放空間。 在繞縱向軸線樞轉(zhuǎn)運動的情況下，開放空間在關(guān)于桅桿的側(cè)向打開。在繞橫向軸線樞轉(zhuǎn)運 動的情況下，開放空間基本上在待生成的鉆洞的方向或相反方向打開。然而，特別優(yōu)選上托 架部分可樞轉(zhuǎn)成使得開放空間在鉆洞方向打開。


以下借助于簡要示于附圖中的優(yōu)選的實施方式來更進一步描述本發(fā)明，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明在工作位置的驅(qū)動單元的側(cè)視圖；圖2示出了在第一樞轉(zhuǎn)位置的驅(qū)動單元的透視圖；和圖3示出了在第二樞轉(zhuǎn)位置的驅(qū)動單元的透視圖。
具體實施例方式在圖1至圖3中示出了具有下托架部分20和上托架部分30的驅(qū)動單元10。為了 沿鉆孔或建筑設(shè)備的桅桿滑動，下托架部分20具有導(dǎo)塊或?qū)ё?2。導(dǎo)爪22布置在下托架 部分20的后側(cè)。在下托架部分20的上側(cè)，設(shè)置有通過可旋轉(zhuǎn)或可傾斜的方式與下托架部分20連 接的上托架部分30。用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動鉆管的鉆孔機驅(qū)動器40布置在上托架部分30上。鉆 孔機驅(qū)動器40包括外管驅(qū)動器42和內(nèi)管驅(qū)動器44，分別用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動鉆桿的外管和內(nèi) 管。外管驅(qū)動器42和內(nèi)管驅(qū)動器44可彼此獨立工作。為此每個情況配有單獨的驅(qū)動馬達(dá)。 內(nèi)管驅(qū)動器44以可軸向移動方式被引導(dǎo)在上托架部分30的上側(cè)，并且借助于移位缸體45 相對于外管驅(qū)動器44移位。圖1示出了驅(qū)動單元在為執(zhí)行鉆孔或建筑工作所提供的工作位置。在這個工作位 置，下托架部分20和上托架部分30以固定方式互相連接，且互相大致平行定向。鉆孔機驅(qū) 動器40的縱向軸線定位成與下托架部分20和上托架部分30的縱向大致平行。如果驅(qū)動 單元10布置在鉆孔或建筑設(shè)備的桅桿上，那么鉆孔機驅(qū)動器40的縱向軸線也與桅桿的縱 向軸線平行。上托架部分30可繞兩個不同樞轉(zhuǎn)軸線相對于下托架部分20傾斜或旋轉(zhuǎn)。第一樞 轉(zhuǎn)軸線12沿與下托架部分20的縱向軸線和鉆孔機驅(qū)動器40的縱向軸線大致平行的方向 延伸。第二樞轉(zhuǎn)軸線14在下托架部分20與上托架部分30之間的下區(qū)域或上區(qū)域沿與第一樞轉(zhuǎn)軸線12大致垂直的方向延伸。圖2示出驅(qū)動單元10在上托架部分30被樞轉(zhuǎn)至側(cè)位的第一側(cè)向樞轉(zhuǎn)位置。與工 作位置相比，上托架部分30繞第一樞轉(zhuǎn)軸線12樞轉(zhuǎn)。為繞第一樞轉(zhuǎn)軸線12樞轉(zhuǎn)，驅(qū)動單元10具有第一旋轉(zhuǎn)接頭60和設(shè)計為雙接頭70 的另外的旋轉(zhuǎn)接頭。第一旋轉(zhuǎn)接頭60包括布置在上托架部分上并從其伸出的第一軸承套 64。此外，第一旋轉(zhuǎn)接頭60具有以固定方式設(shè)計在下托架部分20上的第二和第三軸承套 66。軸承套64和66可通過軸承銷68相互連接，使得上托架部分30以可轉(zhuǎn)動的方式懸掛 在下托架部分20上。雙接頭70具有與第一旋轉(zhuǎn)接頭60的軸承銷68同軸的軸承銷，上托架部分30同 樣以可轉(zhuǎn)動的方式通過雙軸承套72懸掛在該軸承銷上。圖3示出了驅(qū)動單元10在上托架部分30相對于下托架部分20繞第二樞轉(zhuǎn)軸線 14樞轉(zhuǎn)的第二樞轉(zhuǎn)位置。這樣，上托架部分30可達(dá)向下或向上樞轉(zhuǎn)的傾斜位置。類比于第一旋轉(zhuǎn)接頭60，為使上托架部分30相對于下托架部分20繞第二樞轉(zhuǎn)軸 線14樞轉(zhuǎn)，設(shè)置有包括三個軸承套64、66和軸承銷68的第二旋轉(zhuǎn)接頭62。第二旋轉(zhuǎn)接頭 62的軸承銷68布置成垂直于第一旋轉(zhuǎn)接頭60的軸承銷68。雙接頭70用作第二鉸接連接， 為此其具有第二軸承銷76，第二軸承銷76可定向為與第二旋轉(zhuǎn)接頭62的軸承銷68同軸。在下托架部分20和上托架部分30之間設(shè)置有樞轉(zhuǎn)裝置50。樞轉(zhuǎn)裝置50具有帶 缸體主體52和往復(fù)式活塞54的定位缸體。往復(fù)式活塞54通過球形接頭56與上托架部分 30連接。還可在三個空間方向樞轉(zhuǎn)的缸體主體52與下托架部分20連接。第一旋轉(zhuǎn)接頭60和第二旋轉(zhuǎn)接頭62可被閉合及釋放。為此，軸承銷68可軸向移 動從而使其能插入及移出至少第一軸承套64，使得下托架部分20與上托架部分30之間的 鉸接連接能被閉合及釋放。軸承銷68可借助閉合裝置80致動，在此情況所述閉合裝置80 優(yōu)選包括定位缸體。定位缸體具有缸體主體82和往復(fù)式活塞84。通過往復(fù)式活塞84的收 縮或伸長，可軸向調(diào)節(jié)軸承銷80。雙接頭70總是閉合的，從而允許可選地或同時繞第一樞轉(zhuǎn)軸線12及第二樞轉(zhuǎn)軸 線14樞轉(zhuǎn)。作為樞轉(zhuǎn)裝置50與下托架部分20及上托架部分30鉸接連接的結(jié)果取決于旋轉(zhuǎn) 接頭60、62中哪個打開，借助于單一樞轉(zhuǎn)裝置可實現(xiàn)繞第一樞轉(zhuǎn)軸線12和第二樞轉(zhuǎn)軸線14 的樞轉(zhuǎn)。如果第一旋轉(zhuǎn)接頭60閉合而第二旋轉(zhuǎn)接頭62打開，那么借助于樞轉(zhuǎn)裝置50的伸 長，將伴隨上托架部分30繞第一樞轉(zhuǎn)軸線12的樞轉(zhuǎn)。如果第一旋轉(zhuǎn)接頭60打開而第二旋 轉(zhuǎn)接頭62閉合，借助于樞轉(zhuǎn)裝置50的伸長，將伴隨上托架部分30繞第二樞轉(zhuǎn)軸線14的樞 轉(zhuǎn)。樞轉(zhuǎn)裝置50安裝在驅(qū)動單元10的軸向，即在驅(qū)動單元沿鉆孔或建筑設(shè)備桅桿移 動路徑的方向。在驅(qū)動單元10的工作位置，樞轉(zhuǎn)裝置50在下托架部分20與上托架部分30 之間布置成大致平行于鉆孔機驅(qū)動器40和下托架部分20的縱向軸線。在第一樞轉(zhuǎn)位置 (圖2)樞轉(zhuǎn)裝置50在下托架部分20與上托架部分30之間布置在大致為對角線的方向。 在第二樞轉(zhuǎn)位置(圖3)樞轉(zhuǎn)裝置50布置在垂直于第二樞轉(zhuǎn)軸線14的面上。為將樞轉(zhuǎn)裝置50容納在工作位置，下托架部分20中設(shè)有第一容納空間24。類似 地，在上托架部分30中設(shè)置有第二容納空間34。在每個情況下樞轉(zhuǎn)裝置50的連接點位于
7容納空間24、34的區(qū)域中。為容納球形接頭56，上托架部分30上大約在第二容納空間34 的內(nèi)端布置有傾斜的容納盤36。為了能夠在工作位置以固定方式連接上托架部分30和下托架部分20，除旋轉(zhuǎn)接 頭60、62和雙接頭70之外還設(shè)置有閉鎖體90。閉鎖體90大致構(gòu)造成與第一旋轉(zhuǎn)接頭60 相似，并也具有軸承套64、66和可連接第一軸承套64與第二、第三軸承套66的軸承銷68。 在工作位置，上托架部分30通過旋轉(zhuǎn)接頭60、62、雙接頭70和閉鎖體90以固定方式與下托 架部分20連接。在第一樞轉(zhuǎn)位置，閉鎖體90和第二旋轉(zhuǎn)接頭62打開，而在第二樞轉(zhuǎn)位置， 閉鎖體90和第一旋轉(zhuǎn)接頭60打開?？偟膩碚f，本發(fā)明提供了可容易輕松地安裝鉆桿、并為在鉆桿上安裝如溫度探頭 等構(gòu)件而設(shè)計的驅(qū)動單元。為安裝構(gòu)件，該鉆探機驅(qū)動器可鉸接到側(cè)向樞轉(zhuǎn)位置；為安裝鉆 桿元件，該鉆探機驅(qū)動器可鉸接到向下或向上傾斜的樞轉(zhuǎn)位置。
權(quán)利要求
一種用于帶桅桿的鉆孔或建筑設(shè)備的驅(qū)動單元，包括-能夠沿桅桿移動的托架，和-用于驅(qū)動鉆桿的鉆孔機驅(qū)動器，鉆孔機驅(qū)動器布置在所述托架上，其中-所述托架具有能夠沿桅桿移動的下托架部分，-所述托架具有布置有所述鉆孔機驅(qū)動器的上托架部分，且-所述上托架部分相對于所述下托架部分能夠繞兩個互成一定角度的樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元， 其中所述樞轉(zhuǎn)軸線基本上互相垂直且具有相交點。
3.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元， 其中設(shè)置用于使上托架部分相對于下托架部分主動樞轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動單元， 其中所述樞轉(zhuǎn)裝置包括定位缸體。
5.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動單元， 其中所述樞轉(zhuǎn)裝置以鉸接方式連接至所述上托架部分和/或所述下托架部分。
6.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動單元， 其中所述樞轉(zhuǎn)裝置布置在所述下托架部分和所述上托架部分之間。
7.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元， 其中所述上托架部分與所述下托架部分通過至少兩個能夠釋放的旋轉(zhuǎn)接頭連接，由此第一 能夠釋放的旋轉(zhuǎn)接頭布置在第一樞轉(zhuǎn)軸線上，第二能夠釋放的旋轉(zhuǎn)接頭布置在第二樞轉(zhuǎn)軸 線上。
8.如權(quán)利要求7所述的驅(qū)動單元， 其中設(shè)置用于釋放和/或閉合至少一個能夠釋放的旋轉(zhuǎn)接頭的閉合裝置。
9.如權(quán)利要求7所述的驅(qū)動單元， 其中設(shè)置適于總是保持所述旋轉(zhuǎn)接頭中至少一個閉合的控制裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動單元， 其中設(shè)置了布置在兩樞轉(zhuǎn)軸線交點區(qū)域且允許繞兩個樞轉(zhuǎn)軸線的樞轉(zhuǎn)運動的雙接頭。
11.一種帶有桅桿的鉆孔或建筑設(shè)備， 其中設(shè)置了根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有桅桿的鉆孔或建筑設(shè)備的驅(qū)動單元。該驅(qū)動單元包括能夠沿桅桿移動的托架和用于驅(qū)動鉆桿的鉆孔機驅(qū)動器，其中鉆孔機驅(qū)動器布置在托架上。托架具有能夠沿桅桿移動的下托架部分和布置有鉆孔機驅(qū)動器的上托架部分。上托架部分相對于下托架部分能夠繞兩個互成一定角度的樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)。
文檔編號E21B15/00GK101858197SQ201010155560
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者R·波克爾 申請人:包爾機械有限公司