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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Bergbautechnik und mehr im einzelnen auf eine Zentrier- und Stützeinrichtung für den Ausleger einer Bohranlage, mit stabförmigen Stützelemen- ten, die bis zur Berührung ihrer Vorderenden mit der Oberfläche des Grubenbaues axial ver- schiebbar sind.
Beim Bohren in harten Gesteinen stellt die Befestigung des Bohrwerkzeuges an der unebenen
Oberfläche eines Grubenbaues eine grosse Schwierigkeit dar. Es ist nun bereits eine Bohranlage bekannt, deren Ausleger an ihren Enden Stützeinrichtungen mit einem Stützelement in Form eines zugespitzten Bolzens aufweisen, der parallel zur Bohrstange angebracht ist. Diese Stütz- einrichtung gewährleistet jedoch keine zuverlässige Anordnung des Auslegers der Bohranlage und bewirkt eine Verlagerung der Bohrstange in bezug auf die vorgesehene Bohrrichtung.
Es wurde auch bereits eine Bohranlage vorgeschlagen, deren Ausleger an ihren Enden Stütz- einrichtungen mit drei fest angebrachten, zugespitzten Bolzen (in Dreizackform) aufweisen. Bei der Befestigung der Ausleger dieser Bohranlage an der unebenen Oberfläche eines Grubenbaues, der aus hartem Gestein besteht, gewährleisten diese Stützeinrichtungen jedoch keine gleichmässige Belastung aller Stützelemente. Zudem berührt ein Teil der Stützelemente nicht die Oberfläche des Grubenbaues, und die Stützeinrichtung insgesamt gewährleistet keine zuverlässige Befestigung des Bohrstangenauslegers.
Ferner ist eine Zentrier- und Stützeinrichtung für den Ausleger einer Bohranlage bekannt, der mit Stützelementen versehen ist, die als voneinander unabhängige, axial bewegbare und abgefederte, zugespitzte Stäbe ausgebildet sind. Jedes Stützelement besitzt eine Schraubensteuerung für seine axiale Verschiebung. Beim Anbringen der Stützeinrichtung an der unebenen Oberfläche des Grubenbaues wird jedes Stützelement durch Drehen von Hand bis zur Berührung mit der Oberfläche herausgeschoben und darauf mittels einer hydraulischen Vorrichtung an diese Oberfläche angedrückt.
Ein Nachteil dieser Stützeinrichtung ist, dass sie ebenfalls keine gleichförmige Verteilung der Belastung auf alle Stützelemente gewährleistet, da bei der Beanspruchung der gesamten Stützeinrichtung ein oder zwei Stützelemente wegen der Zerstörung (Abspaltung) der Oberfläche, mit der sie bei vorläufigem, manuellen Herausschieben in Berührung standen, unbelastet bleiben können. In diesem Fall stehen zwei oder steht sogar nur ein Stützelement unter Belastung, was zur Verlagerung des Auslegers der Bohranlage, zum vorzeitigen Verschleiss der Bohrstange und zum Bruch derselben führt.
Ein weiterer Nachteil dieser Stützeinrichtung liegt in manuellen Herausschieben der Stützelemente bis zur Berührung mit der Oberfläche des Grubenbaues, was unter den beengten Bedingungen in einem Grubenbau einen unbequemen und zeitaufwendigen Arbeitsgang darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrier- und Stützeinrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, in der dank automatisch erfolgender Umverteilung der Belastung eines jeden Stützelementes ein ständiger Kontakt eines jeden Stützelementes mit der Oberfläche des Grubenbaues gewährleistet ist.
Die erfindungsgemässe Zentrier- und Stützeinrichtung der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass ein hermetisch abgeschlossener Behälter vorgesehen ist, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, in der die stabförmigen Stützelemente schwimmbar angeordnet sind.
Diese Ausbildung der Zentrier- und Stützeinrichtung gewährleistet eine automatisch erfolgende gleichförmige Belastungsverteilung auf jedes Stützelement und deren ständigen gleichbelasteten Kontakt mit der Oberfläche des Grubenbaues unabhängig von der Gesteinshärte und der Höhe der Kontaktpunkte an der Oberfläche.
Vorzugsweise sind die stabförmigen Stützelemente axial verschiebbar mit Führungsstäben verbunden, die mit ihrem bohrmaschinenseitigen Ende am Behälterboden starr befestigt sind. Weiters ist es hier günstig, wenn jedes stabförmige Stützelement einen Hohlraum aufweist, in den der Führungsstab dicht hineinragt, wobei dieser Führungsstab zumindest eine Nut aufweist, die den Hohlraum des stabförmigen Stützelementes mit dem hermetischen Behälter in Verbindung setzt.
Die Ausstattung der stabförmigen Stützelemente mit Führungsstäben gewährleistet ihre zusätzliche Stabilität gegen seitlich wirkende Belastungen.
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Im Inneren des Behälters kann ferner vorzugsweise ein elastischer Körper angeordnet sein.
Dabei ist es günstig, wenn der elastische Körper in Gestalt einer elastischen Kammer ausge- führt ist, die mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt und von den stabförmigen Stützelemen- ten sowie von den Führungsstäben durch eine perforierte Zwischenwand getrennt ist.
Die Anordnung eines elastischen Körpers im Behälter gewährleistet einen konstanten Druck der Stützelemente auf die Oberfläche des Grubenbaues bei teilweisem Weggang der Bohranlage.
Die Zentrier- und Stützeinrichtung gemäss der Erfindung kann mit besonderem Vorteil in fä- cherartigen Ringbohranlagen verwendet werden, die zum Bohren von harten Gesteinen eingesetzt werden. Sie kann aber überdies auch in andern Industriezweigen zum Festmachen oder Anbringen verschiedener Ausrüstungen an unebenen Oberflächen Anwendung finden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- beispielen noch weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigen im einzelnen : Die Fig. l eine Gesamt- ansicht einer Zentrier- und Stützeinrichtung, teilweise im Schnitt ; Fig. 2 einen Schnitt gemäss der
Linie II-II in Fig. l ; Fig. 3 in einer Ansicht ähnlich Fig. l eine andere Zentrier- und Stützeinrichtung, bei der im Behälter ein elastischer Körper angeordnet ist ; und die Fig. 4 eine schematische Darstellung der Befestigung der erfindungsgemässen Zentrier- und Stützeinrichtung am Ausleger der Bohranlage und der Lage der stabförmigen Stützelemente an der unebenen Oberfläche des Grubenbaues.
Die vorliegende Zentrier- udn Stützeinrichtung besitzt, wie aus Fig. l ersichtlich ist (vgl. auch Fig. 3), einen metallischen Behälter --1-- mit einem Deckel --2--, zwischen denen eine Dichtungsbeilage --3-- angeordnet ist. Der Behälter --1-- ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, wobei verschiedene nichtgefrierende Flüssigkeiten und Öle verwendet werden können, und wobei der Be- hälter --1-- am zweckmässigsten mit der Flüssigkeit vollgefüllt wird. Im Deckel --2-- sind Bohrungen --4-- ausgeführt, in denen senkrecht zum Deckel stabförmige, axial verschiebbare Stützelemente --5-- und Dichtringe --6-- angebracht sind.
Die stabförmigen Stützelemente --5-- weisen Hohlräume --7-- auf, in denen dicht und axial verschiebbar Führungsstäbe --8-- angeordnet sind, die zumindest eine Längsnut --9-- auf- weisen und am Boden des Behälters-l-starr befestigt sind. In Fig. 2 ist die Verbindung des stabförmigen Stützelementes --5-- mit den Führungsstäben --8-- im Querschnitt dargestellt. Die Längsnut --9-- dient zum Überströmen der Flüssigkeit, mit der der Behälter --1-- (Fig.1) gefüllt ist, aus dem Hohlraum --7-- des stabförmigen Stützelementes --5-- in den Behälter --1-- bzw. aus dem Behälter --1-- in den Hohlraum --7--.
Die stabförmigen Stützelemente --5-- sind aus einem widerstandsfähigen Metall bzw. aus Metallegierungen gefertigt und thermisch behandelt, was ihre Standfestigkeit beim Zusammenwirken mit harten Gesteinen gewährleistet. Die stabförmigen Stützelemente --5-- können auch massiv, ohne Holraum -7-- und dementsprechend ohne Führungsstäbe --8--. ausgeführt sein.
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ordnet sein.
Die Zentrier- und Stützeinrichtung kann mindestens zwei stabförmige Stützelemente besitzen.
Je nach der Konstruktion des Auslegers der Bohranlage und je nach den Bedingungen, unter denen sie zum Einsatz kommt, kann die Zentrier- und Stützeinrichtung drei, vier usw. stabförmige Stützelemente --5-- besitzen.
Diese Ausführung der Zentrier- und Stützeinrichtung lässt eine stabile und zuverlässige Befestigung des Auslegers der Bohranlage an der unebenen Oberfläche des Grubenbaues erzielen, da die stabförmigen, in der den Behälter-l-füllenden Flüssigkeit schwimmbar angeordneten Stützelemente --5-- bei der Berührung mit einer unebenen Oberfläche ihre relative axiale Lage frei ändern, so dass der auf sie über die Flüssigkeit übertragene Druck automatisch umverteilt und in allen Stützpunkten gleichmässig wird.
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In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Zentrier- und Stützeinrichtung dargestellt, in deren Behälter-l-ein elastischer Körper angeordnet ist, der in Gestalt einer elastischen Kam- mer --10-- ausgeführt ist, die mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt ist und einen Nippel --11-- besitzt. Der elastische Körper kann massiv sein und aus einem beliebigen elastischen Material bestehen, so beispielsweise aus dichtem oder porösem Gummi, der gegen die den Behäl-
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-5-- durchwand --12-- von ihnen getrennt.
Diese Ausführung der Zentrier- und Stützeinrichtung gewährleistet eine konstante Belastung aller stabförmigen Stützelemente bei teilweisem Weggang der Bohranlage und ihres Auslegers während des Bohrvorgangs.
Eine beispielsweise Befestigung der Zentrier- und Stützeinrichtung auf einer Auflage- fläche --13-- des Auslegers --14-- einer Bohranlage ist in Fig. 4 dargestellt, wobei eine Anordnung der Zentrier- und Stützeinrichtung angenommen ist, bei der eine Bohrstange --15-- links von ihr steht.
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festigt sein.
Die erfindungsgemässe Zentrier- und Stützeinrichtung kann in allen Typen von Bohranlagen eingesetzt werden, vorzugsweise aber eignet sie sich für die fächerartigen Ringbohranlagen, die zum Bohren in harten Gesteinen verwendet werden.
Die Zentrier- und Stützeinrichtung arbeitet wie folgt : Während der Befestigung des Auslegers der Bohranlage im auszubohrenden Abschnitt des Grubenbaues wird ein erstes stabförmiges Stützelement --5-- bei der Berührung mit der Oberfläche des Grubenbaues unter der Wirkung des über den Ausleger-5-übertragenen Drucks ins Innere des Behälters-l-verschoben (hineingeschoben) und wirkt auf die Flüssigkeit ein, die ihrerseits die stabförmigen Stützelemen-
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fläche hergestellt ist.
Falls der Abschnitt, auf dem ein oder zwei erwähnte Stützelemente abgestützt sind, sich als nicht fest genug erweist oder bei einer Zunahme des vom Ausleger -14-- erzeugten Drucks abspaltet, erfolgt eine automatische axiale Relativverschiebung der stabförmigen Stützelemente-5-und ein Ausgleich des auf sie ausgeübten Drucks.
Der teilweise Weggang der Bohranlage und somit des Auslegers --14-- von der Oberfläche des Grubenbaues wird durch den elastischen Körper kompensiert, der bei einer Abnahme des auf die Flüssigkeit ausgeübten Drucks im Volumen grösser wird und die Aufrechterhaltung eines Drucks der stabförmigen Stützelemente auf die Oberfläche des Grubenbaues gewährleistet, der zum Festhalten des Auslegers --14-- und demnach auch der Bohrstange in vorgegebener Stellung ausreichend ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zentrier- und Stützeinrichtung für den Ausleger einer Bohranlage mit stabförmigen Stützelementen, die bis zur Berührung ihrer Vorderenden mit der Oberfläche des Grubenbaues axial verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein hermetisch abgeschlossener Behälter (1) vorgesehen ist, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, in der die stabförmigen Stützelemente (5) schwimmbar angeordnet sind.
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