Gesteinsbohrmaschine, insbesondere für den Bergbau Bei Gesteinsbohrmaschinen, insbesondere für den. Bergbau, bietet die Abfuhr des Bohrstaubes ein schwierig zu lösendes, jedoch wegen der gesundheits schädlichen Wirkung von mit der Atemluft in die Lungen gelangenden Staubes wichtiges Problem, welches durch die vorliegende Erfindung in einfacher und wirtschaftlicher Weise gelöst wird.
Die Bohr maschine ist gemäss der Erfindung dadurch gekenn zeichnet, dass sie am vordern Ende ein Gehäuse auf weist, durch das die Bohrstange hindurchgeführt ist und das mit seinem Vorderende zum Anliegen an der zu bearbeitenden Gesteinsoberfläche bestimmt ist, dass ferner an das Gehäuse exzentrisch zur Bohr stange eine Abfuhreinrichtung für den Bohrstaub angeschlossen ist, und dass in dem Gehäuse eine an- treibbare Staubfördereinrichtung angeordnet ist, die mindestens in der unmittelbaren Umgebung der Bohrstange im Gehäuse einen Unterdruck erzeugt und den Bohrstaub einschliesslich der angesaugten Luft in die Abfuhreinrichtung fördert.
Der im Ge häuse erzeugte Unterdruck gewährleistet bei geeigne ter Ausführung einen ständig durch alle Luftzutritts fugen von aussen nach innen gerichteten Luftstrom, der einerseits bohrlochseitig den Bohrstaub in das Gehäuse saugt und im übrigen den Austritt des in das Gehäuse gelangten Staubes nach aussen verhin dert. Bei geeigneter Ausführung kann auch ein sol cher Luftstrom durch die Lager von etwaigen be weglich im Bereich der Kammer gelagerten Teilen der Staubfördereinrichtung geschaffen werden, wel cher die aufeinanderlaufenden Lagerteile staubfrei hält und daher vor korrodierender Einwirkung des Gesteinsstaubes weitgehend schützt, ferner zugleich durch Kühlung ein Heisslaufen dieser Teile verhin dert.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht.
Fig. 2 zeigt bei weggelassener Bohrstange in grö sserem Massstab die die Kammer bildenden Teile in Form eines Schnittes gemäss der Linie II-II in Fig. 3, die einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 darstellt.
Die Gesteinsbohrmaschine ist in Fig. 1 in einer aufrechtstehenden Stellung dargestellt, wie sie zum Bohren von vertikalen Verankerungs- oder Spreng löchern und dergleichen in die Gesteinsdecke dient. Sie weist ein Maschinengestell 1 auf, das mittels einer waagrechten Querachse 2 schwenkbar an einem Traggestell 3 gelagert ist. Letzteres kann zum Trans port mit Laufrädern versehen sein. Das Maschinen gestell 1 weist zwei winkelrecht zur Drehachse 2 in einem Abstand voneinander angeordnete, parallele, rohrförmige Längsträger 4 auf, die ein- und gus- schiebbar in den Schenkeln 5 eines U-förmig gebo genen Rohres sitzen, an welchem die Schwenkachse 2 sitzt.
Das Aus- und Einschieben der Träger 4 sowie das Feststellen in unterschiedlichen Verschiebelagen kann durch geeignete Mittel erfolgen und gesteuert werden, die der Übersichtlichkeit wegen nicht an gegeben sind. Ebenso können die Träger 4 aus tele- skopartig ineinander verschiebbaren Einzelrohren bestehen, die eine Längenänderung in grösserem Aus masse ermöglichen können, wobei ebenfalls Mittel zum Aus- und Ineinanderschieben sowie Steuern vorgesehen werden können, eventuell mit hydrau lischem Antrieb.
An dem der Achse 2 gegenüberliegenden Ende der Träger 4 sitzt ein Querhaupt 6, dessen mittlerer Teil eine aus den Fig. 2 und 3 näher ersichtliche Lagerung für die Bohrstange 7 bildet, die anderseits in einem Bohrkopf 8 eines Bohrapparates 9 sitzt. Der Bohrapparat 9 ist zentrisch an einem Schlitten 10 befestigt, welcher längsverschiebbar auf den Trä- gern 4 gelagert ist und mit nicht dargestellten Mitteln zur Verschiebung des Schlittens 10 längs der Träger 4 versehen ist. Zu diesem Zwecke können z.
B. die Träger 4 auf einer Seite mit je einer Zahnstange versehen sein, mit welcher im Schlitten 10 drehbar gelagerte Zahnräder in Eingriff stehen, die synchron antreibbar und feststellbar sind.
Unmittelbar vor der Eintrittsstelle der Bohrstange 7 in das Gestein 11 ist die Bohrstange von einem Rohrstück 12 mit Spiel umschlossen, welches an dem dem Querhaupt 6 abgekehrten Ende einen gezackten, zur Verankerung in der Gesteinsoberfläche bestimm ten Rand 13 aufweist und am andern Ende gemäss Fig. 2 zentrisch im Deckel 14 eines im Querhaupt 6 angeordneten zentralen Gehäuses sitzt. Der Deckel 14 ist mit einer zentralen Durchbrechung versehen und an dieser Stelle durch einen Ringwulst 15 ver- verstärkt, welcher das mit einer entsprechenden Schulter versehene Rohrstück 12 zentriert und ab stützt.
Zur besseren Abdichtung gegenüber dem Ge stein 11 ist auf das Rohrstück 12 eine Manschette 12' aus elastisch nachgiebigem Material, wie Gummi und dergleichen, aufgezogen. Der Deckel 14 ist auf dem einen Ringflansch 16 eines im Querschnitt Z-förmigen Gehäuseteils abgestützt, dessen anderer Ringflansch 17 einen Teil der Gehäuserückwand und dessen zylindrischer Steg 18 die Gehäuseseiten wand bildet. In die Öffnung des Flansches 17 ist eine axiale Hülse 19 eingeschweisst, die andernends an einem Flansch 20 des Querhauptes 6 angeschweisst ist. Auch der Flansch 16 ist zweckmässig unmittelbar mit entsprechenden Teilen des Querhauptes 6 starr verbunden.
In der Hülse 19 sitzt ein im Querschnitt Z-för- miger Ring 21, der koaxial zum Rohrstück 12 an geordnet ist und dessen dem Rohrstück 12 abge kehrter Flansch 22 mittels Schrauben 23, die in Gewindebohrungen des Flansches 20 eingeschraubt sind, lösbar am Querhaupt 6 befestigt ist. Der Steg 24 des Ringes liegt auf der Aussenseite unmittelbar an der Hülse 19 an. Der andere Flansch 25 weist auf der dem Rohrstück 12 zugekehrten Seite eine Reihe von in gleichen peripheren Abständen von einander sitzenden Lappen 26 auf und trägt einen einen Teil der Gehäuserückwand bildenden Zwi schenring 27.
Dieser ist auf der dem Flansch 25 zu- gekehrten Seite ebenfalls mit einer Reihe von Lappen 28 versehen, die in gleichen peripheren Abständen voneinander angeordnet sind wie die Lappen 26. Die Lappen 26 und 28 liegen einander paarweise gegenüber und sind unmittelbar aneinander abge- stützt. In dieser Stellung sind die Ringe 21 und 27 durch axiale Befestigungsschrauben 29 miteinander verbunden, die durch je eine Bohrung des Flansches. 25 hindurchgeführt und in einer entsprechenden Ge windebohrung des Ringes 27 eingeschraubt sind.
Der Flansch 25 und der Ring 27 bilden auf der Innenseite eine Ringnut, in welcher ein entsprechend geformter, ringförmiger Bund 30 eines mit Innen- gewinde versehenen Ringes 31 drehbar gelagert ist, der auf einem hülsenförmigen, mit entsprechendem Aussengewinde versehenen Ansatz 32 einer Nabe 33 eines Flügelrades gegen Drehen gesichert festge schraubt ist. Die in der Nabe 33 starr verankerten Flügel 34 des Flügelrades bestehen aus Lamellen, die mit geringem Spiel bis an den Steg 18 heran reichen und in gleichen peripheren Abständen von einander angeordnet und in gleichem Sinne peripher abgebogen sind. Sie weisen geringes Spiel gegen über der Gehäuserückwand auf und befinden sich in einem vorbestimmten Abstand vom Deckel 14.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist der Steg 18 auf der einen, in Fig. 1 dem Beschauer zugekehrten Seite des Querhauptes 6 mit einer Auslassöffnung 35 ver sehen, welche die Einmündung in eine Abfuhrleitung 36 bildet, die im Innern des Querhauptes 6 durch eingeschweisste Blechstücke 37, 38 und ausserhalb des Querhauptes 6 durch einen an die Bleche 37, 38 anschliessenden Rohrstutzen 39 gebildet ist, an den sich ein in Fig. 1 dargestellter Abfuhrschlauch 40 anschliesst, der in einen nicht dargestellten Sammel- behälter geführt ist. Ein weiterer in Fig. 1 darge stellter Schlauch 41 dient zum Zuführen des Kraft mittels zum Bohrapparat 9, sei es in Form von Press luft oder einer elektrischen Zuleitung.
Die Nabe 33 ist gemäss den Fig.2 und 3 mit einer zum Rohrstück 12 koaxialen Durchbrechung 42 und mit sechs in diese Durchbrechung 42 vorsprin genden Längsleisten 43 versehen. Die Bohrstange 7 ist durch diese Nabendurchbrechung 42 hindurch geführt und weist in der Nabe sechs entsprechende, zu den Längsleisten passende Längsnuten 44 auf, die ebenso wie die Längsleisten in gleichen peri pheren Abständen voneinander angeordnet sind.
Die Bohrstange 7 ist im übrigen mit zwei schrauben- linienförmigen Furchen gleicher Steigung zur Abfuhr des Bohrstaubes versehen (s. Fig. 1), welche die gleiche Tiefe aufweisen wie die Längsnuten 44, so dass durch diese Längsnuten zugleich eine entspre chende Vermehrung der Staubabfuhrkanäle der Bohr stange gebildet sind, die in axialer Richtung ver laufen.
Wird durch den Bohrapparat 9 die Bohrstange 7 in der in Fig. 3 mit einem Pfeil 45 versehenen Rich tung gedreht, dann dienen die Längsleisten 43 der Radnabe 33 als Mitnehmer für das Flügelrad, wel ches als Fördereinrichtung zum Abführen des durch das Rohrstück 12 dem Flügelrad axial zugeführten Bohrstaubes dient. Infolge der Zentrifugalwirkung der Schaufeln 34 auf den Bohrstaub und die umge bende Luft wird zugleich in der unmittelbaren Um gebung der Bohrstange 7 ein Unterdruck in der Kammer erzeugt, die durch die Gehäuseteile 14, 18, 1.7, 27 und die Radnabe 33 zusammen mit dem Rohrstück 12, das vorn durch die Gesteinsoberfläche abgeschlossen ist, gebildet ist und durch welche die Bohrstange 7 axial hindurchgeführt ist.
Die Fugen zwischen der Bohrstange und der Nabe 33 sind schon ihrer verhältnismässig geringen Abmessung wegen gegen Austritt des Bohrstaubes gesichert und werden im übrigen durch einen ständigen Luftstrom durchstrichen, welcher, wie durch alle andern Fugen, von aussen vermöge des Saugdruckes in der Kammer, nach dem Kammerinnern gerichtet ist und sich mit dem Bohrstaub mischt, der durch die exzentrisch zur Kammer liegende Abfuhrleitung 36 nach dem Staubsammelbehälter gefördert wird. Ein solcher Luftstrom streicht auch durch die Fugen im Dreh lager des Flügelrades, also zwischen dem Bund 30 des sich mit dem Flügelrad drehenden, zweckmässig aus selbstschmierendem Material, z. B.
Nylon, be stehenden Ringes 31 einerseits und dem Flansch 25 sowie dem Zwischenring 27 anderseits, wobei die zwischen den Lappenpaaren 26, 28 vorgesehenen peripheren Zwischenräume den Luftstromdurchtritt begünstigen, so dass die Lagerstellen durch den Luft strom ständig von sich etwa ansetzenden Staub selbsttätig gesäubert und im übrigen gegen Heiss laufen gekühlt werden.
Es steht nichts im Wege, das Flügelrad an einer andern Stelle zwischen dem Austritt des Staubes aus dem Bohrloch im Gestein und der Abfuhrleitung 36 anzuordnen. Es ist auch entgegen der Darstellung in der Zeichnung möglich, das Flügelrad bzw. eine an dersartige Staubabfördereinrichtung unabhängig von der Bohrstange beweglich zu lagern und durch be liebige mechanische Mittel anzutreiben. Es kann als Antrieb auch ein blosses Getrieberad vorgesehen sein, welches derart mit der Bohrstange in Eingriff steht, wie dies bezüglich der Nabe 33 vorstehend erläutert worden ist.
Hierbei kann, eventuell unter Zwischen schaltung eines oder mehrerer Übersetzungsräder zwischen das Getrieberad und ein entsprechendes Ritzel auf der Flügelradnabe, die Drehzahl des Flügelrades in einem vorbestimmten Verhältnis ge genüber der Bohrstangendrehzahl verschieden sein, zumal, besonders bei langsam rotierender Bohrstange, die optimale Drehzahl des Flügelrades in der Regel grösser ist als diejenige der Bohrstange. Es ist jedoch möglich, auch einen beliebigen Antrieb der Staub abfördereinrichtung vorzusehen.
Anstelle des Abfuhrschlauches 40 kann natürlich auch ein biegsames Rohr bzw. eine andere zweck entsprechende Abfuhreinrichtung treten. Auch kann der Sammelbehälter, in welchen der Schlauch 40 führt, mittels einer Saugleitung oder dergleichen nach Bedarf entleert werden, so dass der Sammelbehälter selbst nur verhältnismässig kleine Dimensionen auf zuweisen braucht und eventuell am Gestell der Bohr maschine sitzen kann.
Statt eines Bohrapparates mit rotierender Bohr stange kann natürlich auch ein solcher mit in axialer Richtung hin und her schwingender Rohrstange, insbesondere mit Druckluftantrieb, Verwendung finden. In diesem Falle ist zweckmässig der Antrieb der Staubfördereinrichtung unabhängig vom Schlag werkzeug ausgebildet.
Rock drilling machine, especially for mining In rock drilling machines, especially for the. Mining, the removal of the drilling dust offers a problem that is difficult to solve, but is important because of the health-damaging effect of dust entering the lungs with the air we breathe, which is solved by the present invention in a simple and economical manner.
The drilling machine is characterized according to the invention in that it has a housing at the front end through which the drill rod is passed and which is intended with its front end to rest against the rock surface to be worked, that furthermore to the housing eccentrically for drilling rod a discharge device for the drilling dust is connected, and that a drivable dust conveyor is arranged in the housing, which generates a negative pressure in the housing at least in the immediate vicinity of the drill rod and conveys the drilling dust including the sucked air into the discharge device.
The negative pressure generated in the housing ensures a constant air flow through all air access joints from the outside to the inside, which on the one hand sucks the drilling dust into the housing on the one hand and prevents the dust that has entered the housing from escaping to the outside. With a suitable design, such an air flow can also be created through the bearings of any parts of the dust conveyor that are movably mounted in the area of the chamber, which keeps the bearing parts running on top of one another dust-free and therefore largely protects them from the corrosive effects of the rock dust, and at the same time, by cooling, hot-running these parts are prevented.
The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention. Fig. 1 shows an overall view.
With the boring bar omitted, FIG. 2 shows, on a larger scale, the parts forming the chamber in the form of a section along the line II-II in FIG. 3, which represents a cross section along the line III-III in FIG.
The rock drilling machine is shown in Fig. 1 in an upright position, as it is used for drilling vertical anchoring or blasting holes and the like in the rock ceiling. It has a machine frame 1, which is pivotably mounted on a support frame 3 by means of a horizontal transverse axis 2. The latter can be provided with wheels for transport. The machine frame 1 has two parallel tubular longitudinal members 4 arranged at a distance from one another at right angles to the axis of rotation 2, which are inserted and cast in the legs 5 of a U-shaped bent tube on which the pivot axis 2 is seated.
The extension and insertion of the carrier 4 as well as the locking in different shifting positions can be done and controlled by suitable means that are not given for the sake of clarity. The carrier 4 can also consist of individual tubes which can be moved into one another like a telescope and which can allow a change in length to a greater extent, whereby means for sliding out and into one another and controlling can also be provided, possibly with a hydraulic drive.
At the end of the carrier 4 opposite the axis 2 sits a crosshead 6, the middle part of which forms a mounting for the drill rod 7, which can be seen in greater detail in FIGS. 2 and 3 and which sits on the other hand in a drill head 8 of a drilling apparatus 9. The drilling apparatus 9 is fastened centrally to a slide 10, which is mounted on the carrier 4 so as to be longitudinally displaceable and is provided with means, not shown, for moving the slide 10 along the carrier 4. For this purpose z.
B. the carrier 4 can be provided on one side with a rack with which in the carriage 10 rotatably mounted gears are in engagement, which are synchronously driven and lockable.
Immediately in front of the point of entry of the drill rod 7 into the rock 11, the drill rod is enclosed by a pipe section 12 with play, which at the end remote from the crosshead 6 has a jagged edge 13 that is intended for anchoring in the rock surface and at the other end according to 2 sits centrally in the cover 14 of a central housing arranged in the crosshead 6. The cover 14 is provided with a central opening and is reinforced at this point by an annular bead 15 which centers and supports the pipe section 12 provided with a corresponding shoulder.
For better sealing against the Ge stone 11, a sleeve 12 'made of elastically flexible material, such as rubber and the like, is pulled onto the pipe section 12. The cover 14 is supported on one annular flange 16 of a housing part with a Z-shaped cross section, the other annular flange 17 of which forms part of the rear wall of the housing and the cylindrical web 18 of which forms the side wall of the housing. An axial sleeve 19 is welded into the opening of the flange 17, the other end being welded to a flange 20 of the crosshead 6. The flange 16 is expediently directly and rigidly connected to corresponding parts of the crosshead 6.
In the sleeve 19 sits a ring 21 with a Z-shaped cross-section, which is arranged coaxially to the pipe section 12 and whose flange 22 facing away from the pipe section 12 is detachable on the crosshead 6 by means of screws 23 which are screwed into threaded bores of the flange 20 is attached. The web 24 of the ring rests directly on the outside of the sleeve 19. The other flange 25 has, on the side facing the pipe section 12, a number of tabs 26 that are seated at equal peripheral distances from one another and carries an intermediate ring 27 that forms part of the rear wall of the housing.
On the side facing the flange 25, this is likewise provided with a row of tabs 28 which are arranged at the same peripheral distances from one another as the tabs 26. The tabs 26 and 28 lie opposite one another in pairs and are directly supported on one another. In this position, the rings 21 and 27 are connected to one another by axial fastening screws 29, each through a hole in the flange. 25 passed and screwed into a corresponding Ge threaded hole of the ring 27.
The flange 25 and the ring 27 form an annular groove on the inside, in which a correspondingly shaped, annular collar 30 of a ring 31 provided with an internal thread is rotatably mounted, which is mounted on a sleeve-shaped projection 32 of a hub 33 with a corresponding external thread Impeller is screwed tightly secured against turning. The vanes 34 of the impeller, which are rigidly anchored in the hub 33, consist of lamellae which extend with little play to the web 18 and are arranged at the same peripheral distances from one another and are bent peripherally in the same sense. They have little play with respect to the rear wall of the housing and are located at a predetermined distance from the cover 14.
As can be seen from Fig. 3, the web 18 is seen on one side of the crosshead 6 facing the viewer in FIG. 1 with an outlet opening 35 which forms the confluence with a discharge line 36 which is welded inside the crosshead 6 by Sheet metal pieces 37, 38 and outside the crosshead 6 is formed by a pipe socket 39 adjoining the sheets 37, 38, to which a discharge hose 40, shown in FIG. 1, is connected, which is guided into a collecting container, not shown. Another in Fig. 1 Darge presented hose 41 is used to supply the power by means of the drilling apparatus 9, be it in the form of compressed air or an electrical lead.
According to FIGS. 2 and 3, the hub 33 is provided with an opening 42 coaxial with the pipe section 12 and with six longitudinal strips 43 protruding into this opening 42. The drill rod 7 is guided through this hub opening 42 and has six corresponding longitudinal grooves 44 matching the longitudinal strips in the hub, which, like the longitudinal strips, are arranged at the same peripheral distances from one another.
The drill rod 7 is also provided with two helical grooves of the same pitch for removing the drilling dust (see FIG. 1), which have the same depth as the longitudinal grooves 44, so that these longitudinal grooves also result in a corresponding increase in the dust removal channels Drill rod are formed, which run ver in the axial direction.
Is rotated by the drilling apparatus 9, the drill rod 7 in Fig. 3 provided with an arrow 45 Rich device, then the longitudinal strips 43 of the wheel hub 33 serve as a driver for the impeller, wel Ches as a conveyor for removing the through the pipe section 12 of the impeller Axially supplied drilling dust is used. As a result of the centrifugal effect of the blades 34 on the drilling dust and the surrounding air, a negative pressure is generated in the chamber at the same time in the immediate vicinity of the drill rod 7, through the housing parts 14, 18, 1.7, 27 and the wheel hub 33 together with the pipe section 12, which is closed at the front by the rock surface, and through which the drill rod 7 is passed axially.
The joints between the drill rod and the hub 33 are already secured against the escape of drilling dust because of their relatively small dimensions and are otherwise traversed by a constant stream of air, which, like all other joints, from the outside by virtue of the suction pressure in the chamber Chamber interior is directed and mixes with the drilling dust, which is conveyed through the discharge line 36, which is eccentric to the chamber, to the dust collector. Such an air flow also passes through the joints in the rotary bearing of the impeller, that is, between the collar 30 of the rotating with the impeller, expediently made of self-lubricating material, eg. B.
Nylon, be standing ring 31 on the one hand and the flange 25 and the intermediate ring 27 on the other hand, the peripheral gaps provided between the pairs of flaps 26, 28 favor the passage of air flow, so that the bearings are automatically cleaned by the air flow and automatically cleaned of any accumulating dust the rest are cooled against running hot.
Nothing stands in the way of arranging the impeller at a different point between the exit of the dust from the borehole in the rock and the discharge line 36. It is also possible, contrary to the representation in the drawing, to store the impeller or a dust removal device on such a movable independently of the drill rod and to drive it by any mechanical means. A mere gear wheel can also be provided as the drive, which is in engagement with the boring bar in such a way as has been explained above with regard to the hub 33.
Here, possibly with the interposition of one or more gear wheels between the gear wheel and a corresponding pinion on the impeller hub, the speed of the impeller can be different in a predetermined ratio compared to the drill rod speed, especially since, especially with slowly rotating drill rod, the optimal speed of the impeller is usually larger than that of the boring bar. However, it is also possible to provide any drive for the dust removal device.
Instead of the discharge hose 40, it is of course also possible to use a flexible pipe or some other discharge device that is suitable for the purpose. The collecting container into which the hose 40 leads can also be emptied as required by means of a suction line or the like, so that the collecting container itself only needs to have relatively small dimensions and can possibly sit on the frame of the drilling machine.
Instead of a drilling apparatus with a rotating drill rod, it is of course also possible to use one with a tubular rod oscillating back and forth in the axial direction, in particular with a compressed air drive. In this case, the drive of the dust conveyor is expediently designed independently of the impact tool.