AT512072A1 - Vorrichtung zum bohren von ankerlöchern im untertagebau - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Bohren von Ankerlöchern im Untertagebau mit einem Gestell (1) beschrieben, das parallele Verschiebeführungen (2) einerseits für einen an der zu bohrenden Fläche (9) abstützbaren Schlitten (3) und anderseits für eine Bohreinrichtung (4) bildet, deren Vorschubantrieb (10) am Schlitten (3) abgestützt ist. Um die Bohrlochtiefe genau bestimmen zu können, wird eine magnetostriktive Messeinrichtung mit entlang der Verschiebeführungen (2) verlaufenden, an eine Auswerteschaltung angeschlossenen Messfühlern (17) und mit dem Schlitten (3) und der Bohreinrichtung (4) zugehörigen, mit dem jeweiligen Messfühler (17) zusammenwirkenden magnetischen Lagegebern (18) vorgeschlagen.

Description

(38317) II

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bohren von Ankerlöchern im Untertagebau mit einem Gestell, das parallele Verschiebeführungen einerseits für einen an der zu bohrenden Fläche abstützbaren Schlitten und anderseits für eine Bohreinrichtung bildet, deren Vorschubantrieb am Schlitten abgestützt ist

Zum Versetzen von Ankern im Untertagebau ist es bekannt (EP 1 601854 B1), ein auf einem Fahrzeugausleger befestigbares Gestell mit einer Verschiebeführung für einen Schlitten vorzusehen, der übereinen Anschlag an der zu bohrenden Fläche abstützbar ist und den Vorschubantrieb für eine Bohreinrichtung trägt, die auf einer zur Schlittenführung parallelen Führung verschiebbar gelagert ist, sodass bei einem Anstellen des Schlittens in seine Arbeitsstellung die Bohreinrichtung entlang ihrer Führung durch den Schlitten mitgenommen und erst gegenüber dem Schlitten verlagert wird, wenn der Vorschubantrieb betätigt wird. Der Vorteil einer solchen Konstruktion liegt darin begründet, dass trotz einer gestelltesten Führung der Bohreinrichtung die Bohreinrichtung zusammen mit dem Schlitten über einen Stellzylinder angestellt werden kann und daher der Bohrvorschub lediglich gegenüber dem Schlitten zu erfolgen hat, was eine kompakte Baueinheit ermöglicht, insbesondere wenn der Vorschubantrieb für die Bohreinrichtung ebenfalls aus einem Stellzylinder besteht. Um eine Information über die Bohrlochtiefe zu erhalten, wird die Beaufschlagungsmenge der Stellzylinder an Hydraulikmittel für den Schlitten und die Bohreinrichtung gemessen, was bei bekannten Abmessungen der Stellzylinder einen Rückschluss auf deren Stellhub erlaubt. Allerdings hängt das Volumen des Hydraulikmittels von seiner Temperatur ab, was solche Bestimmungen der Bohrlochtiefe ungenau macht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bohren von Ankerlöchern der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass ohne maßgeblichen Eingriff in die Konstruktion der Vorrichtung die Bohrlochtiefe genau bestimmt werden kann. Außerdem soll die hierfür eingesetzte Messeinrichtung gegenüber dem rauen Betrieb im Untertagebau ausreichend geschützt werden können.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine magnetostriktive Messeinrichtung mit entlang der Verschiebeführungen verlaufenden, an eine Auswerteschaltung angeschlossenen Messfühlern und mit dem Schlitten und der Bohreinrichtung zugehörigen, mit dem jeweiligen Messfühler zusammenwirkenden magnetischen Lagegebern.

Magnetostriktive Messeinrichtungen beruhen darauf, dass bei der Überlagerung eines entlang eines Wellenleiters verlaufenden, zum Wellenleiter koaxialen Magnetfeldes und eines dazu senkrechten, in Längsrichtung des Wellenleiters ausgerichteten Magnetfeldes aufgrund der Magnetostriktion eine mechanische Torsionswelle entsteht, die sich in beiden Richtungen entlang des Wellenleiters ausbreitet. Wird durch einen an einen Strom im pulsgenerator angeschlossenen Stromleiter innerhalb des rohrförmigen Wellenleiters ein Stromimpuls geführt, dessen Magnetfeld mit dem Magnetfeld eines magnetischen Lagegebers zusammenwirkt, so kann aus der Laufzeit des Stromimpulses und der rücklaufenden Torsionswelle aufgrund der bekannten Geschwindigkeiten des Stromimpulses und der Torsionswelle die Lage des Lagegebers mit einer hohen Auflösung bestimmt werden. Mit der Zuordnung der durch die Wellenleiter gebildeten Messfühler zu den gesteilfesten Verschiebeführungen und der Lagegeber einerseits zum Schlitten und anderseits zur Bohreinrichtung kann somit die Lage des Schlittens bzw. der Bohreinrichtung entlang der durch die Messfühler bestimmten Messstrecke bestimmt werden, und zwar berührungslos und verschleißfrei. Die Zuordnung der Messfühler zu den gestellfesten Verschiebeführungen stellt eine vorteilhafte Voraussetzung für eine geschützte Unterbringung dieser Messfühler dar, insbesondere, wenn die Messfühler in einer Bohrung oder in einer abgedeckten Aufnahmenut der Verschiebeführungen angeordnet sind. Einzige Voraussetzung ist, dass die Magnetfelder der Lagegeber und der Messfühler keine

störende Abschirmung erfahren, was bei üblichen Verschiebeführungen auf Aluminiumbasis nicht zu befürchten ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bohren von Ankerlöchern in einem schematischen Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 1 in einem größeren Maßstab und die

Fig. 4 und 5 der Fig. 1 entsprechende Darstellungen der Vorrichtung in unterschiedlichen Arbeitsstellungen in einem kleineren Maßstab.

Die rein schematisch dargestellte Vorrichtung zum Bohren von Ankerlöchern weist ein beispielsweise an einen Fahrzeugausleger anschließbares Gestell 1 auf, das parallele Verschiebeführungen 2 einerseits für einen Schlitten 3 und anderseits für eine Bohreinrichtung 4 trägt, die vorzugsweise ebenfalls auf einem Schlitten 5 gelagert wird. Das Bohrwerkzeug der Bohreinrichtung 4 ist mit 6 bezeichnet. Der Schlitten 3, der mit Hilfe eines Stellzylinders 7 entlang der Verschiebeführung 2 verlagert werden kann, trägt einen Anschlag 8, über den er an der zu bohrenden Fläche 9 abgestützt werden kann, sodass der mit Hilfe seines Stellzylinders 7 an die zu bohrende Fläche 9 angestellte Schlitten 3 eine vorgegebene Ausgangsstellung für den Bohrvorgang bestimmt. Der Stellzylinder 7 greift gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel am Anschlag 8 an. Die Kolbenstange 10 des Stellzylinders 7 ist mit dem Gestell 1 fest verbunden, wie sich dies insbesondere aus der Fig. 2 ergibt. Wird der Stellzylinder 7 auf der Seite des Anschlags 8 mit einem Hydraulikmittel beaufschlagt, so gleitet der Stellzylinder 7 entlang der Kolbenstange 10 gegen die zu bohrende Fläche 9, bis der Anschlag 8 an der zu bohrenden Fläche 9 anschlägt.

Die Bohreinrichtung 4 ist mit dem Schlitten 3 über einen Vorschubantrieb 11 antriebsverbunden. Dieser Vorschubantrieb 11 setzt sich aus einem Stellzylinder 12 und einen Zugmitteltrieb 13 zusammen. Der Stellzylinder 12 ist verschiebefest mit dem Schlitten 3 verbunden, und zwar gemäß der Fig. 2 mit dem Stellzylinder 7 für den Schlittenantrieb. In diesem Stellzylinder 12, der den Stellzylinder 7 koaxial umschließt, ist ein Ringkolben 14 angeordnet, der an seinem über den Zylinder 12 vorstehenden Abschnitt Umlenkrollen 15 für den Zugmitteltrieb 13 trägt. Da das Zugmittel des Zugmitteltriebs 13 gemäß der Fig. 1 einerseits mit dem Schlitten 5 für die Bohreinrichtung 4 und anderseits nach einer Umlenkung um eine Rolle 16 mit dem Stellzylinder 12 zugfest verbunden ist, wird bei einer Beaufschlagung des Stellzylinders 12 auf der vom Anschlag 8 abgekehrten Zylinderseite der Ringkolben 14 gegen den Anschlag 8 aus dem Stellzylinder 12 ausgeschoben und der mit dem Zugmitteltrieb 13 verbundene Schlitten 5 für die Bohreinheit 4 entlang der Verschiebeführung 2 verlagert, und zwar wegen der Zugmitteiumlenkung um die Umlenkrolle 15 entsprechend dem doppelten Hub des Ringkolbens 14. Wegen der verschiebefesten Verbindung des Stellzylinders 12 mit dem Schlitten 3 wird die Bohreinrichtung 4 über den Stellzylinder 7 zusammen mit dem Schlitten 3 entlang der Verschiebeführungen 2 verlagert und erst gegenüber dem Schlitten 3 verschoben, wenn der Stellzylinder 12 beaufschlagt wird.

Zum Bohren eines Ankerlochs wird zunächst der Stellzylinder 7 des Schlittens 3 beaufschlagt, um den Schlitten 3 aus der Ausgangsstellung nach der Fig. 1 an die zu bohrende Fläche 9 gemäß der Fig. 4 anzustellen. Danach kann der Vorschubantrieb 11 für die Bohreinrichtung 4 betätigt werden, wobei ein entsprechendes Ankerloch gebohrt wird, wie dies in der Fig. 5 angedeutet ist.

Damit die Ankerlöcher eine vorgegebene Tiefe aufweisen, muss einerseits der Weg des Schlittens 3 und anderseits der Vorschub der Bohreinrichtung 4 entlang der Verschiebeführungen 2 erfasst werden. Zu diesem Zweck weisen die Verschiebeführungen 2 Messfühler 17 einer magnetostriktiven Messeinrichtung auf, deren magnetische Lagegeber 18 einerseits dem Schlitten 3 und anderseits der Bohreinrichtung 4 bzw. deren Schlitten 5 zugeordnet sind. Die Messsignale der Messfühler 17 können somit an eine Auswerteschaltung angeschlossen werden, über die die jeweilige Lage des Schlittens 3 bzw. der Bohreinrichtung 4 entlang der Verschiebeführungen 2 genau ermittelt und zur Vorschubsteuerung der Bohreinrichtung 4 her- angezogen werden kann. Da der Wellenleiter der Messfühler 17 in einer Bohrung 19 der Verschiebeführungen 2 untergebracht werden kann, ergibt sich eine einfache, geschützte Anordnung der magnetostriktiven Messeinrichtung, die somit für den rauen Betrieb im Untertagebau vorteilhaft geeignet ist.

Wird das Bohrwerkzeug 6 durch eine Halterung für einen Anker ersetzt, so können mit Hilfe der Vorrichtung auch entsprechende Anker in den gebohrten Bohrlöchern genau positioniert werden.

Claims (2)

1. Patentanwälte Dipl.-Ing. Helmut Hübscher Dipl.-Ing. Karl Winfried Hellmich Spittelwiese 7, A 4020 Linz (38317) II Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Bohren von Ankerlöchern im Untertagebau mit einem Gestell (1), das parallele Verschiebeführungen (2) einerseits für einen an der zu bohrenden Fläche (9) abstützbaren Schlitten (3) und anderseits für eine Bohreinrichtung (4) bildet, deren Vorschubantrieb (11) am Schlitten (3) abgestützt ist, gekennzeichnet durch eine magnetostriktive Messeinrichtung mit entlang der Verschiebeführungen (2) verlaufenden, an eine Auswerteschaltung angeschlossenen Messfühlern (17) und mit dem Schlitten (3) und der Bohreinrichtung (4) zugehörigen, mit dem jeweiligen Messfühler (17) zusammenwirkenden magnetischen Lagegebern (18).
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühler (17) in einer Bohrung (19) oder in einer Aufnahmenut der Verschiebeführungen (2) angeordnet sind. Linz, am 10. November 2011 Ing. Horst Leopold durch: