CH673873A5

CH673873A5 -

Info

Publication number: CH673873A5
Application number: CH4453/86A
Authority: CH
Inventors: Erhard Spross; Hans-Rudolf Ruettimann; Guenter Straub
Original assignee: Sig Schweiz Industrieges
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1990-04-12
Also published as: GB2196884B; US4832536A; AU8048187A; GB8725231D0; AU580225B2; GB2196884A; DE3735388A1

Description

BESCHREIBUNG Eine Ankerbohreinheit gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der WO 80/00093 bekannt. Es handelt sich um eine io automatisch arbeitende Einheit zum Bohren eines Bohrloches und Setzen eines Klebeankers. Auf einer Lafette ist ein Schlitten längsverschiebbar. Der Schlitten trägt einen Querschlitten, auf dem eine Bohrmaschine und eine Ankersetzmaschine montiert sind. Am vorderen Ende der Lafette 15 sitzt ein schwenkbares Führungselement mit Führungen für die Bohrstange und einen Anker und mit einem Zufuhrschlauch zum Einblasen von Klebstoff-Patronen. Zum Setzen eines Ankers wird das Stirnende der Lafette gegen das Hangende gepresst. Nun wird zunächst das Führungselement 20 und der Querschlitten so verschoben, dass die Bohrmaschine mit der Bohrstangenführung fluchtet und in dieser Stellung das Bohrloch gebohrt. Nach Rückzug der Bohrstange wird das Schlauchende unter das Bohrloch eingeschwenkt und die Patronen mit Pressluft eingeblasen. Schliesslich wird der 25 Querschlitten und das Führungselement so verschoben, dass die Ankersetzmaschine mit dem aufgesteckten Anker mit dem Bohrloch fluchtet und der Anker eingesetzt und gespannt werden kann. Diese bekannte Ankerbohreinheit ermöglicht zwar ein automatisches Setzen der Anker, ist 30 jedoch aufwendig in der Herstellung und im Betrieb und beansprucht viel Raum, so dass sie zum gleichzeitigen Setzen einer grösseren Anzahl Anker ungeeignet ist.

Weitere Ankerbohreinheiten sind aus der DE-A 3 445 303, der IJS-A 4158 520 und der DE-A 2 657 650 bekannt, doch 35 weisen diese Einheiten ebenfalls die zuvor beschriebenen Nachteile auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Nachfolgend wird 40 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ankerbohreinheit, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Wechselvorrichtung, 45 Fig. 3 eine Stirnansicht der Wechselvorrichtung, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 2, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 2, Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein Patronenrohr.

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In Fig. 1 ist die Ankerbohreinheit in einer Seitenansicht dargestellt. Auf einer Plattform 1 einer Abbaumaschine für den Untertagbau ist eine annähernd vertikale, teleskopier-bare Lafette 2 befestigt. Längs der Lafette 2 ist ein Schlitten 3 ss mit einer Dreh-Bohrmaschine 4 verfahrbar. Die Bohrmaschine 4 hat ein Futter 5 sowie einen Wasseranschluss 6 zum Spülen des Bohrlochs. Auf dem Futter 5 ist ein schwenkbarer Hebel 8 befestigt, der in der eingeschwenkten Stellung den Rückzug einer Bohrstange ermöglicht, wenn diese im 60 Bohrloch klemmt. Neben der Lafette 2 ist auf der Plattform 1 mittels einer Grundplatte 9 eine parallel zur Bohrmaschinenachse 7 angeordnete zylindrische hohle Tragsäule 10 einer Wechselvorrichtung 11 befestigt. Auf der Säule 10 ist ein Mantelrohr 12 längsverschiebbar und drehbar gelagert. Die 65 Säule 10 hat oben einen Deckel 13 (Fig. 2) mit einer zentralen Bohrung 14, durch welche die Stange 15 eines Hydraulikkolbens 16 ragt. Die Stange 15 ist an einem mit dem Rohr 12 verbundenen Deckel 17 befestigt. Unterhalb der unteren Grenz-

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Stellung des Kolbens 16 ist in die Zylinderbohrung 18 der Säule 10 ein Innenrohr 19 mit zwei Endflanschen 20 dichtend eingesetzt. Der Ringraum 21 zwischen Rohr 19 und Säule 10 ist oben über einen Kanal 22 mit dem stangensei-tigen Zylinderraum 23 und unten mit einem Anschluss 24 verbunden. Die zentrale Bohrung des Rohres 19 verbindet einen zweiten Anschluss 25 mit dem kolbenseitigen Zylinderraum 26. Über die Anschlüsse 25,24 kann das Rohr 12 angehoben und abgesenkt werden.

Das Mantelrohr 12 hat unten eine Verzahnung 30, deren Länge grösser ist als der Hub des Rohres 12. Die Verzahnung 30 kämmt mit einem Ritzel 31 auf der Abtriebswelle eines Hydromotors 32, der über einen Träger 33 auf der Grundplatte 9 befestigt ist. Am oberen Ende dés Mantelrohres 12 ist an diesem in radialer Richtung ein Indexierzylinder 34 befestigt (Fig. 4). Im Zylinder 34 ist ein durch eine Feder 35 radial einwärts belasteter Kolben 36 verschiebbar. Die Kolbenstange 37 hat vorn einen Konus 38 zum Eingriff in eine von vier Längsnuten 39 in der Säule 10. Zwei benachbarte Nuten 39 haben einseitig, einander zugewandt, erhöhte Anlageschultern 40 zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Rohres 12. Zum Verschwenken des Rohres 12 wird zunächst der Kolben 36 mit Druck beaufschlagt und radial ausgefahren. Hierauf wird mittels des Motors 32 das Rohr 12 in ungefähr die neue Lage verschwenkt. Durch die Feder 35 wird dann der Kolben 36 eingeschoben und das Rohr 12 durch Eingriff des Konus 38 in die eine Nut 39 exakt positioniert.

Auf dem Rohr 12 ist am oberen Ende und im unteren Abschnitt je eine halbrunde Trägerplatte 44 angeschweisst. Die Platten 44 tragen je ein Aufnahmeglied 45 für eine Bohrstange 60, ein weiteres Aufnahmeglied 46 für einen Ankerstab 66 sowie ein drittes Aufnahmeglied 47 für ein Patronenrohr 73. Jedes der Aufnahemglieder 45-47 hat eine teilkreisförmige Ausnehmung 48 in der Platte 44, wobei die Ausnehmung des Aufnahmegliedes 47 nach radial aussen, die andern beiden Ausnehmungen tangential offen sind. Die Bohrstange 60 und der Ankerstab 66 sind in den zugehörigen Ausnehmungen 48 an beiden Platten 44 durch je einen um einen Zapfen 49 schwenkbaren Klauenhebel 50 gehalten. Die Klauenhebel 50 werden durch je ein Zylinderaggregat 51 betätigt. In Fig. 5 ist beim Auf nahmeglied 45 der Klauenhebel 50 in der geschlossenen Stellung dargestellt, in welcher er die Bohrstange 60 umgreift, beim Aufnahmeglied 46 hingegen in der geöffneten Stellung, in welcher der Ankerstab 66 freigegen ist und die Wechselvorrichtimg 11 weggeschwenkt oder eingeschwenkt werden kann. Die den Zylinderaggregaten 51 zugeordneten Schaltventile haben drei Schaltstellungen, nämlich eine erste Stellung, in welcher die Kolbenseite mit Druck beaufschlagt und somit der Hebel 50 geschlossen und gegen die Bohrstange 60 bzw. den Ankerstab 66 angepresst ist, eine zweite Stellung, in welcher beide Zylinderräume mit dem Rücklauf verbunden und der Klauenhebel in geschlossener Position entlastet ist, so dass der Ankerstab 66 bzw. die Bohrstange 60 geführt längsverschiebbar sind, sowie eine dritte Stellung, in welcher die Stangenseite des Zylinderaggregates 51 beaufschlagt und der Klauenhebel 50 geöffnet ist.

Das Aufnahmeglied 47 für das Patronenrohr 73 hat an beiden Platten 44 zwei um einen Zapfen 52 schwenkbare, durch eine Feder 53 gegen nicht dargestellte Anschläge belastete Klemmhebel 54, zwischen welchen das Patronenrohr 73 eingeschnappt und längsverschiebbar geführt ist. Auf der unteren Platte 44 liegt das Patronenrohr 73 mit einem angeformten Flansch 72 auf.

Der Ankerstab 66 hat oben eine Schnittkante 67 zum Aufschneiden der ins Bohrloch 85 eingefüllten Klebstoffpatronen. Am unteren Ende ist er mit einem Gewinde 68 versehen, auf das eine Sechskantmutter 69 aufgeschraubt ist. Die Mutter 69 ist stirnseitig mit einem als Sollbruchstelle wirkenden Pfropfen verschlossen. Auf der dem Stab 66 zuge-5 wandten Stirnseite ist sie ballig und trägt eine Ankerplatte 70. Das Futter 5 der Bohrmaschine 4 hat zur Aufnahme der Mutter 69 einen entsprechenden Innensechskant.

Die Bohrstange 60 ist für die Durchführung von Spülwasser hohl und hat oben eine Bohrkrone 61 und unten ein io Sechskant 62 entsprechend der Mutter 69 zur Aufnahme im Futter 5. Unterhalb des Sechskantes 62 ist ein zylindrischer Ansatz 63 mit einem O-Ring 64 zur Abdichtung der Bohrstange 62 gegenüber dem Futter 5 angeformt.

Das Patronenrohr 73 (Fig. 7) hat oben einen an der Aus-ls senseite konischen Ansatz 74 mit einem zylindrischen Kragen 75, der Entlüftungsbohrungen 76 überdeckt. Im Rohr 73 ist in einer oder mehreren Kunststoff-Patronen 77, 78 ein Zweikomponentenkleber geladen. Unterhalb der Patronen 77,78 ist ein Kunststoff-Kolben 79 eingeführt. Am 2» unteren Ende hat das Patronenrohr 73 eine Schulter 80 zur Anlage am Grund des Innensechskantes im Futter 5 sowie einen zylindrischen Ansatz 81 mit O-Ring 82 entsprechend dem Ansatz 63 der Bohrstange 60.

Im Betrieb arbeitet die beschriebene Bohreinheit wie folgt: 25 Nach einem Vorschubschritt der Abbaumaschine wird zunächst am Hangende 86 ein Verzugsblech 87 mit mehreren Durchgangsbohrungen 88 exakt positioniert und angepresst. Jede Bohrung 88 hat eine angeformte konische Ansenkung 89. Jeder der Bohrungen 88 ist eine der beschriebenen Anker-30 bohreinheiten zugeordnet. Nun wird das Mantelrohr 12 mittels des Kolbens 16 aus seiner abgesenkten Stellung angehoben und nach Lösen des Kolbens 36 aus der in Fig. 5 dargestellten Grundstellung, in welcher die Wechselvorrichtung 11 in Achsrichtung projiziert ausserhalb des Bereichs der 35 Bohrmaschine 4 ist, so verschwenkt, dass die Bohrstange 60 koaxial zur Bohrmaschine 4 ist. Diese Lage wird durch den Kolben 36 positioniert. Nun wird der Schlitten 3 zur Einführung des Ansatzes 63 und des Sechskantes 62 ins Futter 5 der Bohrmaschine 4 hochgefahren und in dieser Stellung durch 40 einen Grenzschalter angehalten. Die Zylinder 51 der Auf-. nahmeglieder 45 werden entlastet, die Bohrmaschine 4 eingeschaltet und der Schlitten 3 hochgefahren, so dass die Bohrstange 60, durch die Aufnahmeglieder 45 geführt, und durch die Ansenkung 89 zentriert in die Durchgangsbohrung 88 45 eindringt. Nach kurzem Anbohren werden die Klauenhebel 50 der Aufnahmeglieder 45 geöffnet und die Wechselvorrichtung 11 in die Grundstellung weggeschwenkt. Nach dem Bohren des Bohrlochs 85 unter Zufuhr von Spülwasser über den Anschluss 6 wird die Bohrmaschine abgestellt und soweit so zurückgezogen, dass die Bohrkrone 61 noch knapp im Bohrloch 85 sitzt. Das Mantelrohr 12 wird verschwenkt und arretiert, die Klauenhebel 50 der Aufnahmeglieder 45 geschlossen und entlastet, der Schlitten 3 in die durch den Grenzschalter gegebene Zwischenstellung abgesenkt, in 55 welcher die Klauenhebel 50 erneut gespannt werden. Beim Absenken der Bohrmaschine 4 in die untere Endstellung wird nun die Bohrstange 60 aus dem Futter 5 herausgezogen.

Nun wird das Mantelrohr 12 in die Lage verschwenkt, in welcher das Patronenrohr 73 koaxial zur Bohrmaschinen-60 achse 7 ist. Die Bohrmaschine 4 wird hochgefahren, so dass der Ansatz 81 abdichtend ins Futter 5 eingeführt und der Ansatz 74 gegen die Ansenkung 89 angepresst und darin zentriert wird. Über den Anschluss 6 wird Spülwasser zugeführt, das über den Kolben 79 die Patronen 77,78 ins Bohrloch 85 65 einschiebt. Das Eintreiben der Patronen 77,78 mit Wasser ergibt kleinere, gut kontrollierbare Eintrittsgeschwindigkeiten der Patronen ins Bohrloch 85 als beim bekannten Ein-blasen mit Druckluft. Dadurch kann die Gefahr der vorzei

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tigen Verletzung der Patronen stark reduziert werden. Nach dem Einführen der Patronen wird der Schlitten 3 in die untere Endlage abgesenkt.

Nach Entsperren des Indexierzylinders 34 wird das Man-

tclroür 12 mittels des Motors 32 in dio Lago yorsoliwontt und mit dem Indexierzylinder 34 positioniert, in welcher der Ankerstab 66 koaxial zur Bohrmaschinenachse 7 ist. Der Schlitten 3 wird bis zum Grenzschalter hochgefahren und die Klauenhebel 50 der Aufnahmeglieder 46 entspannt, worauf der Schlitten 3 weiterverfahren wird, bis das obere Ende des Ankerstabes 66 im Bohrloch 85 zentriert ist. Nun werden die Klauenhebel 50 der Aufnahmeglieder 46 geöffnet und nach Entsperren das Mantelrohr 12 in die Grundstellung zurückgeschwenkt und mittels des Kolbens 16 in die untere Endlage abgesenkt. Die Bohrmaschine 4 wird eingeschaltet und gleichzeitig der Schlitten 3 hochgefahren. Mit der Schnittkante 67 werden dabei die Kunststoff-Patronen aufgeschlitzt und durch die Drehung des Ankerstabes die beiden Komponenten des Klebers vermischt. Sobald die Platte 70 am Verzugsblech 87 anliegt, wird die Bohrmaschine 4 abgeschaltet. Nach dem Aushärten des Kunstharzes wird die Bohrmaschine 4 mit einer kleinen Drehzahl eingeschaltet. Die Mutter 69 schraubt sich auf das Gewinde 68 und der Pfropfen am Stirnende der Mutter wird ausgestossen. Damit ist der Anker gesetzt, und der Schlitten 3 verfährt in die untere Endlage.

Nach dem nächsten Vorschubschritt der Abbaumaschine werden keine Anker gesetzt. Dafür wird nun die Wechselvorrichtung 11 für den nächsten Ankersetzzyklus vorbereitet. Es wird ein neuer Ankerstab 66 mit Mutter 69 und Platte 70 in die Aufnahmeglieder 46 eingesetzt und festgespannt. Um eine definierte axiale Lage des Ankerstabes 66 in der Wechselvorrichtung 11 zu erzielen, wird die Mutter 69 beim Einspannen auf eine auf der Grundplatte 9 befestigte Konsole 92 aufgesetzt. Das Patronenrohr 73 wird aus den Aufnahmegliedern 47 herausgezogen, neu beladen und wieder eingesetzt.

Schliesslich wird die Bohrkrone 61 kontrolliert und wenn nötig die Bohrstange 60 ausgewechselt, wobei wiederum für die axiale Positionierung eine zweite Konsole 92 auf der Grundplatte 9 vorgesehen ist. Das für den nächsten Anker-

s aotMjKlus yoipelisns Ysraugsiìlsfii §7 wild m dis gtyr senkte Wechselvorrichtung 11 emporgeschwenkt, positioniert, und nach dem nächsten Vorschubschritt ans Hangende 86 angepresst.

Falls in Gestein gebohrt wird, das kein Spülwasser ver-lo trägt, wird beim Bohren der Bohrstaub abgesaugt und die Klebstoff-Patronen 77,78 werden mit Druckluft eingeblasen. In diesem Fall kann es zweckmässig sein, am unteren Ende des Patronenrohres 73 einen Druckluftanschluss vorzusehen, womit der Ansatz 81 entfallen kann. Falls statt der beschrie-15 benen Klebeanker Zuganker gesetzt werden sollen, kann das Patronenrohr 73 weggelassen werden.

Abweichend von der beschriebenen Betriebsweise kann jeweils zum Einführen des Ansatzes 63 der Bohrstange 60 sowie der Mutter 69 des Ankers ins Futter 5 der Schlitten 3 in der unteren Endstellung belassen und dafür das Mantelrohr 12 abgesenkt werden. Dies hat den Vorteil, dass an der Lafette 2 ein Grenzschalter weniger benötigt wird, erfordert allerdings einen etwas grösseren Steuerungsaufwand.

25 Durch die beschriebene Ankerbohreinheit wird ein automatisches Ankersetzen ermöglicht. Da mit der gleichen Bohrmaschine 4 sowohl das Bohrloch gebohrt, als auch der Anker gesetzt wird, sind die Herstellkosten sowie der Platzbedarf gegenüber bekannten Ankerbohreinheiten gering. 30 Damit können mehrere Einheiten dicht nebeneinander gleichzeitig eingesetzt werden, so dass der Zeitaufwand zum Verankern eines Verzugsblechs stark reduziert wird. Durch die konischen Ansenkungen 89 im Verzugsblech 87 sowie die exakten Führungen der Bohrstange 60, des Patronenrohres 35 73 und des Ankerstabes 66 wird ein sicherer Betrieb ohne Justierarbeiten ermöglicht.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Ankerbohreinheit mit einer längs ihrer Drehachse (7) verfahrbaren Bohrmaschine (4) und einer Wechselvorrichtung (11) zum Zuführen eines Ankers (66,69,70) ins Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrmaschine (4) ein Futter (5) zur wahlweisen Aufnahme einer Bohrstange (60) oder des Ankers (66,69,70) aufweist, dass die Wechselvorrichtung (11) ein erstes Aufnahmeglied (45) für die Bohrstange (60) und ein zweites Aufnahmeglied (46) für den Ankerstab (66) hat und in mindestens drei Stellungen quer verschiebbar ist, wobei sie in der ersten Stellung in Achsrichtung projiziert ausserhalb des Bereichs der Bohrmaschine (4) ist, und wobei in der zweiten Stellung das Aufnahmeglied (45) für die Bohrstange (60) und in der dritten Stellung das Aufnahmeglied (46) für den Ankerstab (66) koaxial zur Bohrmaschinenachse (7) ist, und dass die beiden Aufnahmeglieder (45,46) je eine Spanneinrichtung (50,51) haben, die in eine Spannstellung, in welcher die Bohrstange (60) bzw. der Ankerstab (66) festgespannt ist, in eine Losstellung, in welcher die Bohrstange (60) bzw. der Ankerstab (66) im Aufnahmeglied (45,46) geführt längsverschiebbar ist, sowie in eine Freigabestellung bringbar sind, in welcher die Wechselvorrichtung (11) bei im Futter (5) eingesetzter Bohrstange (60) bzw. eingesetztem Anker (66,69,70) aus ihrer zweiten bzw. dritten in die erste Stellung querverschiebbar ist.
2. Ankerbohreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung (11) zusätzlich parallel zur Achse (7) der Bohrmaschine (4) längsverschiebbar ist.
3. Ankerbohreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung (11) zusätzlich ein drittes Aufnahmeglied (47) zur Aufnahme eines Rohres (73) für Patronen (77,78) mit Klebstoff aufweist, und dass die Wechselvorrichtung (11) eine vierte Stellung hat, in welcher das Rohr (73) Koaxial zur Bohrmaschinenachse (7) ist.
4. Ankerbohreinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (73) am unteren Ende entsprechend dem unteren Ende der Bohrstange (60) zur Aufnahme im Futter (5) ausgebildet ist.
5. Ankerbohreinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Auf nahmeglied (47) eine teilzylindrische Ausnehmung (48) zur Längsführung des Rohres (73) sowie ein Schnappelement (53,54) zum Einsetzen des Rohres (73) in Querrichtung in die Ausnehmung (48) hat.
6. Ankerbohreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrmaschine (4) einen Wasseranschluss (6) zur Speisung der hohlen Bohrstange (60) aufweist.
7. Ankerbohreinrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der vierten Stellung der Wechsel Vorrichtung (11) der Wasseranschluss (6) mit dem Rohr (73) verbunden ist.
8. Ankerbohreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselvorrichtung (11) um eine zur Bohrmaschinenachse (7) parallele Schwenkachse (10) schwenkbar ist, und dass die Zentren der Aufnahmeglieder (45,46,47) gleichen Abstand von der Schwenkachse (10) haben.
9. Ankerbohreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Aufnahmeglied (45,46) je einen druckmittelbetätigten Klauenhebel (50) umfasst.
10. Ankerbohranlage umfassend eine Reihe von Ankerbohreinheiten gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie ein Verzugblech mit einer Reihe von Durchgangsbohrungen (88) zum Setzen von Ankern, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrungen (88) eine angeformte konische

Ansenkung (89) aufweisen zum Vorzentrieren der Bohrstange (60) und des Ankerstabes (66).