[发明专利]用于驱动钻杆的驱动设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于驱动钻杆的驱动设备，该钻杆具有外杆和内杆。并且本发明还涉及根据权利要求12的前序部分的用于驱动钻杆的方法。

背景技术

驱动设备包括第一旋转驱动单元，通过该第一旋转驱动单元能够经由外驱动轴以旋转方式驱动所述外杆；第二旋转驱动单元，通过该第二旋转驱动单元能够经由内驱动轴与所述外杆独立地以旋转方式驱动所述内杆；以及用于产生振动的振动单元，其具有能够以振动方式被驱动的振动元件。

在所述方法中，设置为借助第一旋转驱动单元经由外驱动轴以旋转方式驱动外杆，借助第二旋转驱动单元经由内驱动轴与外杆独立地以旋转方式驱动内杆，以及借助振动单元产生振动。

驱动设备特别提供用于所谓的双头钻削，其中外杆和接纳在其中的内杆由两个独立的旋转驱动单元驱动。

为了驱动外杆，驱动设备包括能够与外杆联接的外驱动轴。为了驱动内杆，驱动设备包括能够与内杆联接的内驱动轴。

外杆具体可以是使包围钻孔的地面稳定的钻管而作为壳体。内杆在外壳体内部延伸，并且可以具有用于去除地面材料的地面工作工具和/或用于输送地面材料的输送器条板。

为了提高钻削进展，已知除了旋转驱动器以外，还设置有振动驱动器，通过该振动驱动器能够将振动或振荡传递到外杆或内杆。

在DE 20 2010 014 478 U1中，描述了一种用于钻杆的驱动设备，其具有用于将振荡传递到钻杆的振动单元。

发明内容

本发明是基于提供允许特别高效地生产钻孔的用于驱动钻杆的驱动设备及方法的目的的。

根据本发明，所述目的由具有权利要求1的特征的驱动设备和具有权利要求12的特征的方法来解决。

在驱动设备的情况下，根据本发明设置为，为了将振动传递到外驱动轴，振动元件经由第一传递单元连接到外驱动轴，并且为了将振动传递到内驱动轴，振动元件经由第二传递单元连接到内驱动轴。

根据本发明的方法的特征在于，由振动单元产生的振动经由第一传递单元传递到外驱动轴并且经由第二传递单元传递到内驱动轴。

本发明的基本思想在于这样的事实，在具有用于外杆和内杆的独立旋转钻削驱动器的驱动设备的情况下，设置了公共振动单元，其产生传递到外杆和内杆两者的振动或振荡。因此，根据本发明，同一个振动或振荡一方面传递到外杆并且另一方面传递到内杆。

作为本发明的结果，不需要设置第二振动单元。因此，驱动设备变得紧凑同时需要少量的动力。并且，与冲击钻削相比，振动钻削更安静并且更容易克服侧向摩擦。

振动单元包括沿着钻杆的纵向方向上下运动的振动元件或振动体，即它振荡或振动。借助传递振动元件的振荡或振动的传递单元，振动体操作性地连接到两个杆或者两个驱动轴。

驱动设备的驱动轴可以优选地以不同速度和/或沿着不同方向来驱动。第一旋转驱动单元专门驱动外杆并且第二旋转驱动单元专门驱动内杆。

最好地，振动单元包括非旋转振动元件，其轴向振荡经由传递单元传递到旋转的驱动轴。为了将振动元件的振荡传递到外杆和内杆，根据本发明优选的是第一传递单元至少具有第一枢转轴承，外驱动轴经由第一枢转轴承相对于振动元件以能够旋转的方式被支承，第二传递单元至少具有第二枢转轴承，内驱动轴经由第二枢转轴承相对于振动元件以能够旋转的方式被支承。设计为枢转轴承的传递单元使振动元件能够以非旋转方式设置在驱动设备的壳体中。为了传递振动，枢转轴承优选地设计为确保传递轴向力的轴向轴承。

根据本发明优选的是，外驱动轴和/或内驱动轴经由啮合元件特别是啮合齿系统以能够轴向移位的方式支承在以旋转方式对驱动轴进行驱动的驱动元件上。外驱动轴和/或内驱动轴具有例如与驱动元件的齿系统啮合的外齿系统。驱动元件具体可以设计为具有内齿系统的中空轴。借助啮合齿系统，外驱动轴和/或内驱动轴相对于驱动元件以能够轴向移位的方式被支承。结果，啮合齿系统确保了一方面扭矩传递到驱动轴，并且另一方面驱动轴沿着轴向方向相对于驱动元件脱离，以便驱动轴的振动不传递到驱动元件或旋转驱动单元。

实现了一种特别紧凑和稳定的驱动设备，因为旋转驱动单元和振动单元中的至少一个设置在公共接纳部或支承件上，以及因为振动单元以能够轴向移动的方式支承在公共接纳部或支承件上。旋转驱动单元优选地包括可靠地连接到接纳部的框架或壳体。在振动单元更具体地振动元件与接纳部例如弹性元件之间，可以设置例如橡胶轴承。由于振动单元与接纳部脱离，从而大大地避免了振动经由接纳部传递到旋转驱动单元。