CH669638A5

CH669638A5 -

Info

Publication number: CH669638A5
Application number: CH721/85A
Authority: CH
Inventors: Raymond Hedges; Brian Harry James; Bruce Allen George Edwa Foster
Original assignee: Steel Eng Co Ltd
Priority date: 1984-02-15
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1989-03-31
Also published as: FI850615L; DE3504761A1; GB2156714A; NO850576L; GB2156714B; SE463273B; CA1236826A; AU573777B2; SE8500661L; FI850615A0; GB8503809D0; ZA851077B; DE3504761C2; AU3868385A; ATA44285A; ZM885A1; GB8404005D0; SE8500661D0; AT388415B

Description

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PATENTANSPRUCH Bohrarmanordnung, mit einer Grundplatte (11), einem Bohrarm (10), einer Vortriebseinrichtung (30), einem Träger (21) für die Vortriebseinrichtung (30) am vorderen Ende des Bohrarms (10), welcher Träger (21) um eine erste Achse (22) verschwenkbar ist; eine Lasche (13) an der Grundplatte (11), die um eine zweite, zur Grundplatte (11) parallele Achse (14) verschwenkbar ist, wobei der Bohrarm (10) an der Lasche PATENT CLAIM Drill arm arrangement, with a base plate (11), a drill arm (10), a propulsion device (30), a carrier (21) for the propulsion device (30) at the front end of the drill arm (10), which carrier (21) around a first Axis (22) is pivotable; a tab (13) on the base plate (11) which can be pivoted about a second axis (14) parallel to the base plate (11), the drilling arm (10) on the tab

(13) um eine dritte Achse (12), die rechtwinklig zur zweiten Achse (14) und parallel zur ersten Achse (22) gerichtet ist, verschwenkbar ist, wobei ein zweiter und ein dritter Hydraulikzylinder (17 und 15) zum Bewegen des Bohrarms (10) um die zweite (14) und dritte Achse (12) und ein erster Hydraulikzylinder (25) zum Bewegen des Trägers (21) um die erste Achse (22) vorgesehen sind, während die Vortriebseinrichtung (30) am Träger (21) drehbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (21) um die erste Achse (22) vorgesehen sind, während die Vortriebseinrichtung (30) am Träger (21) drehbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (21) mittels eines vierten Hydraulikzylinders (28) um eine vierte Achse (24), die parallel zur zweiten Achse (13) can be pivoted about a third axis (12), which is directed perpendicular to the second axis (14) and parallel to the first axis (22), with a second and a third hydraulic cylinder (17 and 15) for moving the drilling arm ( 10) around the second (14) and third axis (12) and a first hydraulic cylinder (25) for moving the carrier (21) around the first axis (22) are provided, while the propulsion device (30) is rotatable on the carrier (21) is fastened, characterized in that the carrier (21) is provided about the first axis (22), while the propulsion device (30) is rotatably fastened to the carrier (21), characterized in that the carrier (21) by means of a fourth hydraulic cylinder (28) around a fourth axis (24) which is parallel to the second axis

(14) gerichtet ist, verschwenkbar ist, dass der erste und der vierte Hydraulikzylinder (25 und 28) den Träger (21) in zu den Richtungen, in welchen die Vortriebseinrichtung (30) vom zweiten und dritten Zylinder (17 bzw. 15) bewegt wird, entgegengesetzten Richtungen bewegen und dass die Winkelbewegungen des Trägers (21) um die erste Achse (22) und um die vierte Achse (24) im wesentlichen die gleichen sind wie die Winkelbewegungen des Bohrarms (10) um die zweite und dritte Achse (14 bzw. 12), da der" erste Hydraulikzylinder (25) und der dritte Hydraulikzylinder (15) sowie der zweite Hydraulikzylinder (17) und der vierte Hydraulikzylinder (28) je solche Abmessungen haben und derart miteinander hydraulisch verbunden sind, dass das Strömungsmedium, das vom ersten bzw. zweiten Zylinder (25,17) verdrängt wird, den dritten bzw. vierten Zylinder (15,28) betätigt und umgekehrt. (14) is pivotable that the first and fourth hydraulic cylinders (25 and 28) move the carrier (21) in the directions in which the propulsion device (30) moves from the second and third cylinders (17 and 15) will move in opposite directions and that the angular movements of the carrier (21) about the first axis (22) and about the fourth axis (24) are essentially the same as the angular movements of the drilling arm (10) about the second and third axes (14 or 12), since the "first hydraulic cylinder (25) and the third hydraulic cylinder (15) and the second hydraulic cylinder (17) and the fourth hydraulic cylinder (28) each have such dimensions and are hydraulically connected to one another in such a way that the flow medium, the is displaced by the first or second cylinder (25, 17), the third or fourth cylinder (15, 28) is actuated and vice versa.

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrarmanordnung gemäss Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a drilling arm arrangement according to the preamble of claim 1.

Wenn nicht dafür gesorgt wird, dass die Vortriebseinrichtung präzise geneigt wird und ihre Ausrichtung neu eingestellt wird, wenn sich der Bohrarm neigt und dreht, so bleibt die Vorschubstange nicht parallel zur Längsachse eines Tunnels, und die gleiche Bohrausrichtung in sämtlichen Stellungen des Bohrarms muss ständig nachgeführt werden. Dies kann zu Sprengergebnissen führen, die alles andere als optimal sind. If it is not ensured that the propulsion device is tilted precisely and its orientation is readjusted when the drilling arm tilts and rotates, the feed rod does not remain parallel to the longitudinal axis of a tunnel, and the same drilling orientation in all positions of the drilling arm must be constantly updated will. This can lead to blasting results that are far from optimal.

Die bisher verwendeten Bohrarmanordnungen haben zu Bohrlochmustern in der Vortriebsfläche geführt, welche bestimmte Krümmungen verschiedener Formen aufweisen, beispielsweise eine uhrglasähnliche Krümmung. The drill arm arrangements used hitherto have resulted in borehole patterns in the driving surface which have certain curvatures of various shapes, for example a curvature similar to a watch glass.

Aufgabe der Erfindung war die Schaffung einer Bohrarmanordnung, welche eine automatische Nachstellung und Verbindung zwischen dem Hub des Bohrarms und der Neigung der Vortriebseinrichtung und auch zwischen der Drehung des Bohrarms und der Ausrichtung der Vortriebseinrichtung aufweist. The object of the invention was to provide a drill arm arrangement which has an automatic readjustment and connection between the stroke of the drill arm and the inclination of the propulsion device and also between the rotation of the drill arm and the alignment of the propulsion device.

Erfindungsgemäss besitzt die vorgeschlagene Bohrarmanordnung die im Kennzeichen des Anspruches 1 umschriebenen Merkmale. According to the invention, the proposed drilling arm arrangement has the features described in the characterizing part of claim 1.

Durch diese Anordnung wird erreicht, dass bei einer Bewegung des Bohrarms um die zweite bzw. dritte Achse der This arrangement ensures that when the drilling arm moves about the second or third axis, the

Träger für die Vortriebseinrichtung nur einer Parallelverschiebung unterliegt. Carrier for the jacking device is only subject to a parallel displacement.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt: The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawings. It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge-mässen Bohrarmanordnung; 1 is a perspective view of a drill arm arrangement according to the invention;

Fig. 2 schematisch die hydraulische Kopplung zweier zusammenwirkender Hydraulikzylinder ; 2 schematically shows the hydraulic coupling of two interacting hydraulic cylinders;

Fig. 3 schematisch die hydraulische Kopplung zweier weiterer zusammenwirkender Hydraulikzylinder; 3 schematically shows the hydraulic coupling of two further interacting hydraulic cylinders;

Fig. 4 schematisch die Wirkungsweise der Kopplung zweier Zylinder nach Fig. 2 für Anheben und Absenken des Bohrarms; und Fig. 5 schematisch die Wirkungsweise nach Fig. 3 gekoppelter Zylinder für seitliches Verschwenken des Bohrarms. FIG. 4 shows schematically the mode of operation of the coupling of two cylinders according to FIG. 2 for raising and lowering the drilling arm; and FIG. 5 shows schematically the mode of operation according to FIG. 3 coupled cylinder for lateral pivoting of the drilling arm.

Gemäss Fig. 1 ist ein Bohrarm 10 an einer Grundplatte 11 angebracht, die wiederum an einer geeigneten Transportvorrichtung befestigt ist. Der Bohrarm 10 lässt sich auf an sich bekannte Weise ausfahren. Er kann sich um eine Hubachse 12 (nachstehend dritte Achse genannt) an einer Lasche 13 drehen. Die Lasche 13 ist um eine zweite Achse 14 schwenkbar, die parallel zur Grundplatte 11 ist. 1, a drilling arm 10 is attached to a base plate 11, which in turn is attached to a suitable transport device. The drilling arm 10 can be extended in a manner known per se. It can rotate about a lifting axis 12 (hereinafter referred to as the third axis) on a tab 13. The tab 13 is pivotable about a second axis 14 which is parallel to the base plate 11.

Ein erster doppeltwirkender Hydraulikzylinder 15 (nachstehend dritter Hydraulikzylinder genannt), erstreckt sich beweglich zwischen der Lasche 13 und einem Schwenkzapfen 16 am Bohrarm 10. Beim Aus- und Einfahren des Zylinders 15 bewegt sich der Bohrarm 10 in einer Ebene, die die Längsachse des Bohrarms 10, die Achse des Zylinders 15 und die zweite Achse 14 enthält. Dies ist normalerweise eine lotrechte Ebene, so dass der Bohrarm vom Zylinder 15 gehoben und gesenkt wird. A first double-acting hydraulic cylinder 15 (hereinafter referred to as the third hydraulic cylinder) extends movably between the bracket 13 and a pivot pin 16 on the drilling arm 10. When the cylinder 15 is extended and retracted, the drilling arm 10 moves in a plane which is the longitudinal axis of the drilling arm 10 , the axis of the cylinder 15 and the second axis 14 includes. This is normally a vertical plane so that the drill arm is raised and lowered by the cylinder 15.

Ein weiterer doppeltwirkender Hydraulikzylinder 17 (nachstehend zweiter Hydraulikzylinder genannt), ist mit einem Gelenk 40 an einem Lager 18 an der Grundplatte 11 angebracht und kann sich um eine zur zweiten Achse 14 parallele Achse 19 und um einen Schwenkzapfen 20 am Bohrarm 10 drehen. Ein Aus- und Einfahren des Zylinders 17 verursacht eine Drehung in einer Ebene, die rechtwinklig zur Ebene ist, in welcher sich der Bohrarm 10 unter Einfluss des Zylinders 15 bewegt, um die zweite Achse 14, die üblicherweise vertikal ist. Another double-acting hydraulic cylinder 17 (hereinafter referred to as the second hydraulic cylinder) is attached with a joint 40 to a bearing 18 on the base plate 11 and can rotate about an axis 19 parallel to the second axis 14 and about a pivot pin 20 on the drilling arm 10. Extending and retracting the cylinder 17 causes rotation in a plane that is perpendicular to the plane in which the drilling arm 10 moves under the influence of the cylinder 15 about the second axis 14, which is usually vertical.

Eine Vortriebseinrichtung 30 ist an einem Träger 21 auf an sich bekannte Weise angelenkt. Der Träger 21 kann sich um eine erste Achse 22 an einer Stütze 23 drehen, die wiederum um eine vierte Achse 24 am Vorderende des Bohrarms 10 drehbar ist. Ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder 25 (nachstehend erster Hydraulikzylinder genannt) kann sich um einen Schwenkzapfen 26 an der Stütze 23 und einen Schwenkzapfen 27 am Bohrarm 10 drehen. Der Zylinder 25 ist ein Neigungszylinder, und durch Aus- und Einfahren kann die Neigung der Vortriebseinrichtung 30 gegenüber dem Bohrarm 10 geändert werden. A propulsion device 30 is articulated on a carrier 21 in a manner known per se. The carrier 21 can rotate about a first axis 22 on a support 23, which in turn can be rotated about a fourth axis 24 at the front end of the drilling arm 10. A double-acting hydraulic cylinder 25 (hereinafter referred to as the first hydraulic cylinder) can rotate about a pivot pin 26 on the support 23 and a pivot pin 27 on the drilling arm 10. The cylinder 25 is an inclination cylinder, and the inclination of the propulsion device 30 relative to the drilling arm 10 can be changed by extending and retracting it.

Ein vierter, doppeltwirkender Hydraulikzylinder 28 ist um einen Schwenkzapfen 29, der fest am Vorderende des Bohrarms 10 angeordnet ist, und um einen Schwenkzapfen 32 am Träger 21 schwenkbar. Die Längsachse des Bohrarms 10 und des Trägers 21 liegen in der gleichen Ebene; ein Aus- und Einfahren des Zylinders 28 verursacht eine Änderung der Ausrichtung der Vortriebseinrichtung 30 in einer Ebene, die zur letztgenannten Ebene senkrecht steht. A fourth, double-acting hydraulic cylinder 28 is pivotable about a pivot pin 29, which is fixedly arranged at the front end of the drilling arm 10, and about a pivot pin 32 on the carrier 21. The longitudinal axis of the drilling arm 10 and the carrier 21 lie in the same plane; an extension and retraction of the cylinder 28 causes a change in the orientation of the propulsion device 30 in a plane that is perpendicular to the latter plane.

Die verschiedenen Schwenkzapfen und Achsen sind derart gewählt und positioniert, und die Zylinder 15,17,25 und 28 sind so gewählt, dass bei allen Winkelstellungen des Bohrarms 10 folgende Bedingungen erfüllt sind: The various pivot pins and axes are selected and positioned in this way, and the cylinders 15, 17, 25 and 28 are selected such that the following conditions are met at all angular positions of the drilling arm 10:

2 2nd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

669638 669638

1. Die Winkelbewegung des Bohrarms 10 um die Achse 12 ist gleich und entgegengesetzt zur Winkelbewegung des Trägers 21 um die Achse 22. 1. The angular movement of the drilling arm 10 about the axis 12 is the same and opposite to the angular movement of the carrier 21 about the axis 22.

2. Die Winkelbewegung des Bohrarms 10 um die Achse 14 ist gleich und entgegengesetzt zur Winkelbewegung des Trägers 21 um die Achse 24. 2. The angular movement of the drilling arm 10 about the axis 14 is the same and opposite to the angular movement of the carrier 21 about the axis 24.

Dies geht schematisch aus den Fig. 4 und 5 hervor. In Fig. 4 sind zwei Stellungen des zweiten Zylinders 15 zum Heben und Senken des Bohrarms 10 dargestellt, während in Fig. 5 zwei Positionen des dritten Zylinders 17 für seitliches Verschwenken des Bohrarms 10 angegeben sind. This is shown schematically in FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows two positions of the second cylinder 15 for lifting and lowering the drilling arm 10, while in FIG. 5 two positions of the third cylinder 17 are shown for laterally pivoting the drilling arm 10.

Die Art der Verbindung der Zylinder 15 und 25 geht aus Fig. 2 hervor. Wenn der Zylinder 15 ausfährt, pumpt er Flüssigkeit aus der stangenseitigen Ringkammer 40 in die Ringkammer 41 des Zylinders 25 über die Leitung 42. Zum Zwecke des Einfahrens wird Flüssigkeit in die kolbenseitige Hauptkammer 44 des Zylinders 25 eingepresst, wobei Flüssigkeit aus der Ringkammer 41 in die Ringkammer 40 des Zylinders 15 gefordert wird. The type of connection of the cylinders 15 and 25 is shown in FIG. 2. When the cylinder 15 extends, it pumps liquid from the rod-side annular chamber 40 into the annular chamber 41 of the cylinder 25 via the line 42. For the purpose of retraction, liquid is pressed into the piston-side main chamber 44 of the cylinder 25, liquid from the annular chamber 41 into the Annulus 40 of the cylinder 15 is required.

Andererseits müssen die Zylinder 17 und 28 auf andere Weise zusammenwirken. In diesem Falle müssen die Zylinder gleichzeitig aus- bzw. einfahren. Eine solche Wirkung kann mit der Anordnung gemäss Fig. 3 erreicht werden. On the other hand, cylinders 17 and 28 must cooperate in a different way. In this case, the cylinders must extend or retract at the same time. Such an effect can be achieved with the arrangement according to FIG. 3.

Bei der Prüfung verglichen die Erfinder die vorausberechneten Winkel des Hubs, der Drehung, der Neigung und der 5 Ausrichtung mit den tatsächlich gemessenen Werten dieser Winkel und fanden eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den beiden Zahlenreihen. Beispielsweise ist bei einem Hubwinkel von 30° durch Betätigung des Zylinders 15 der berechnete Neigungswinkel ebenfalls 30°. Eine Messung in xo der Praxis ergab einen Neigungswinkel mit genau diesem Wert. Bei einem Drehungswinkel durch eine entsprechende Betätigung des Zylinders 17 ergab sich ein Drehungswinkel von 40°, und der gemessene Drehungswinkel war 39,15°, was nur eine sehr geringe Abweichung vom vorausberechneten ls Drehungswinkel von 40° dargestellt. In the test, the inventors compared the predicted angles of the stroke, the rotation, the inclination and the orientation with the actually measured values of these angles and found a very good agreement between the two series of numbers. For example, at a stroke angle of 30 ° by actuating the cylinder 15, the calculated angle of inclination is also 30 °. A measurement in xo practice showed an angle of inclination with exactly this value. With a rotation angle by a corresponding actuation of the cylinder 17, a rotation angle of 40 ° resulted and the measured rotation angle was 39.15 °, which represented only a very slight deviation from the predicted ls rotation angle of 40 °.

Ausserdem ergaben Versuche in der Praxis, dass die senkrechten Wandungen eines Bergwerkstollens, die durch Sprengung unter Benutzung von Bohrlöchern erzielt worden war, welche man mit einer Maschine ausgeführt hatte, die 20 mit der erfindungsgemässen Bohrarmanordnung ausgerüstet war, eine nur sehr geringe Abweichung von der Vertikalen aufweisen. In addition, tests in practice have shown that the vertical walls of a mine tunnel, which had been obtained by blasting using boreholes, which had been carried out with a machine which was equipped with the drill arm arrangement according to the invention, showed only a very slight deviation from the vertical exhibit.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings