CH675387A5 - - Google Patents

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CH675387A5
CH675387A5 CH2404/87A CH240487A CH675387A5 CH 675387 A5 CH675387 A5 CH 675387A5 CH 2404/87 A CH2404/87 A CH 2404/87A CH 240487 A CH240487 A CH 240487A CH 675387 A5 CH675387 A5 CH 675387A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
milling
roller chisel
roller
chisel
rotating
Prior art date
Application number
CH2404/87A
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English (en)
Inventor
Ulrich Bechem
Klaus Bechem
Philip Bechem
Dieter Lenzen
Original Assignee
Bechem Hannelore
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Publication date
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Priority to EP88905659A priority patent/EP0330683A1/de
Priority to AU19650/88A priority patent/AU1965088A/en
Priority to ZA884652A priority patent/ZA884652B/xx
Publication of CH675387A5 publication Critical patent/CH675387A5/de

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
    • E21D9/104—Cutting tool fixtures
    • E21D9/1046—Vibrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0032—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
    • B23Q11/0035—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine by adding or adjusting a mass, e.g. counterweights
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/24—Drilling using vibrating or oscillating means, e.g. out-of-balance masses

Description

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CH 675 387 A5
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Beschreibung
Beim Aktivieren von Rollenbohrwerkzeugen hat sich gezeigt, dass die erforderlichen Andruckkräf-te weniger als 10% des normalen - und andererseits die Bohrfortschritte besonders in hartem Gestein ein mehrfaches betragen. Es ist aber auch bekannt, dass z.B. durch Kreiserreger radial aktivierte Bohrwerkzeuge wegen grosser Schwingungsprobleme schwer beherrschbar sind. Erfindungsge-mäss wird hiermit die Verwendung eines u.a. besonders kompakten linear schwingend schlagenden Unwuchtsystems beansprucht, das sich im wesentlichen durch zwei in/an einem Gehäuse oder dgl. 180° gegeneinander versetzte - synchron gegenläufig angetriebene schnellaufende Unwuchten, Gewichte oder dgl. auszeichnet (Anspruch 1).
Die Figur 1 stellt das Erregersystem dar - ausgerüstet mit einem Diskenwerkzeug, in Figur 2 ist dieser Erreger gepuffert und einseitig drehbar gelagert - in Figur 3 befindet sich diese Lagerung in der Mitte des Systems. In Figur 4 besteht das eigentliche Bohrwerkzeug aus einer Halbkugel und und in Figur 5 sind auf beiden Seiten Scheiben - z.B. zum Schlitzen - angeordnet.
In Figur 1 ist 1 der Antriebsmotor, der in dieser Bauart direkt an das Gehäuse mit den beiden über Tellerräder gegenläufig angetriebenen Unwuchten 2 angeflanscht ist. 3 ist eine in einer besonderen Ausführungsform zum Antreiben des Bohrwerkzeuges durchgeführte Welle. 4 ist bei dieser Bauart der Antrieb und die Lagerung eines schlagend/fräsenden verzahnten Rollenmeissels, der über eine Exzenteraktivierung noch zusätzlich schlägt und durch einen ineinander ablaufenden Innen- und Aussenzahnkranz extrem untersetzt angetrieben wird - in an sich bekannter Weise. Bei dieser erfin-dungsgemässen und dargestellten Kombination läuft die Antriebswelle 39 z.B. mit 3000 U/min. In allen Fällen ist das durch einen Exzenter radial schlagende Fräs-/Rollenmeissel 5 über das dargestellte Gegengewicht im Gehäuse oder dgl. ausgewuchtet.
In Figur 2 ist 6 der Drehpunkt mit dem fast nicht mitschwingenden Motor 7. 8 ist die Antriebswelle, 9 ist das linear schlagende Unwuchtaggregat und 10 ist ein einseitig konisches Disken-Rollenbohrwerk-zeug zum Hinterschneiden und 11 eine von diversen möglichen Abfederungen/Pufferungen - z.B. ein Gummipuffer - zur Aufnahme des vergleichsweise geringen Gegenmomentes beim Bohren. 12 ist der Lagerbock/-halter. Der Pfeil zeigt die Abtragrichtung.
In Figur 3 ist 13 der wieder im Drehpunkt 14 liegende Antriebsmotor mit dem auf der einen Seite des Drehpunktes angeordneten Unwuchtschlagsystem 15. Auf der anderen Seite ist ein angetriebenes schneilaufendes Schneid- oder iangsamdrehendes Fräswerkzeug ggf. noch zusätzlich aktiviertes 16 in einem Verschiebestück 17 abstandsveränderlich angeordnet, damit die Schlagkraft sowie die jeweilige Amplitude in Abhängigkeit der Erfordernisse gewählt bzw. eingestellt werden können. Ist der Abstand des Schlagaggregates vom Drehpunkt gleich dem des Bohrwerkzeuges, sind Amplitude und Schlagkraft des Schlagaggregates und des Bohrwerkzeuges identisch, verringert man den Abstand des Bohrwerkzeuges vom Drehpunkt, wird die Amplitude reduziert und die Schlagkraft erhöht - umgekehrt entsprechend. 18 ist die Lagerung/Halterung für das gesamte Aggregat. Die Federung/Pufferung ist hierbei nicht dargestellt - sie ist z.B. auch im Drehpunkt installierbar. Es wird beansprucht, dass natürlich auch das Schlagaggregat vom Bohrwerkzug und/oder vom Drehpunkt abstandsveränderlich sein kann, um ein Schneid-/Rollen- oder sonstiges Bohrwerkzeug mit variablen Amplituden arbeiten lassen zu können.
In Figur 4 ist ein Bohraggregat mit einem halbkugeligen Bohrkopf dargestellt, das im System dem der Figur 1 entspricht - und im Schlag ebenfalls in allen Richtungen variabel einstellbar ist - durch Ver-/ Einstellung der gegenläufigen Unwuchten (2) und/ oder durch Drehen des Gehäuses 19. Statt des Dis-kenbohr-/Abtraghinterschneidwerkzeuges in Figur 1 ist ein halbkugeliger mit Schrämpicken versehener Bohrkopf 20 installiert, der erfindungsgemäss über den Exzenter in Richtung 21 zusätzlich aktiviert und über die erklärten Zahnräder im Inneren langsam drehend angetrieben werden kann - und über den stärkeren linearen Unwuchtschlag in der Richtung 22 - der Vortriebsrichtung beim Vollochbohren -überlagert wird; für diese Kombination wird gesonderter Schutz beantragt, insbesondere aber dafür, über Verdrehen des Gehäuses 19 bei leicht ausser-mittigem linearem Schlag 23 eine Pilotbohrung mit stehendem Gestänge beliebig steuern zu können. Wie in Figur 1 beschrieben, kann natürlich auch mit dieser Version in den beiden Richtungen 21 gearbeitet/abgetragen werden - vorzugsweise bei der Verwendung auf Teilschnitt/Auslegerbohrmaschinen, -besonders zum Einstechen in Richtung 22 und Abtragen - 21.
In Figur 5 ist 24 wieder der Antrieb und 25 sind die antreibenden Tellerzahnräder. 26 sind die in der Schlagrichtung ein-/verstellbaren schnell umlaufenden Unwuchten. 27 sind die Bohrwerkzeuge, die in 28 angetrieben oder frei drehend gelagert sein können - aber auch über Exzenter zusätzlich aktiviert werden können - in bekannter Weise. Für o.a. Kombination der Systeme wird gesonderter Schutz beantragt. Zum schlagend fräsenden Abtragen, insbesondere Schlitzen bestehen die Bohrwerkzeuge aus Scheiben mit Verzahnungen, Picken, Stiften oder dgl. Für das System mit 2 seitlich angeordneten Bohr-/Frässcheiben d.h. zum gleichzeitigen zweifachen Schlitzen wird gesonderter Schutz beantragt; auch dafür, dieses Aggregat handgeführt gefedert/gepuffert kleinere Doppelschlitze erstellen zu lassen - z.B. im Mauerwerk 30 mm breit und 30 mm tief - zum anschliessenden Verlegen von Kabeln und dgl. Hierbei wiegt das komplette Aggregat inkl. schneilaufendem Motor 5-8 kg. Bei Verwendung nur einer Scheibe oder dgl. wird die Gegenseite ausgewuchtet. Aber auch für die Anwendung der erfindungsgemässen Systeme zum handgeführten Schlitzen mit einer aktiviert/schrämend schlagenden Kugel gemäss Figur 4 wird gesonderter Schutz beansprucht.
Anstatt der in Figur 5 dargestellten scheibenartigen Werkzeuge können auch walzen- oder halbku-
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gelförmige schlagend/fräsende Bohrwerkzeuge installiert werden - hierfür wird ebenfalls gesonderter Schutz beantragt - insbesondere zur Verwendung auf Teilschnitt-/Auslegermaschinen, die mit dieser Technik härteste und abrasivste Gesteine -aber auch Strassendecken/-beläge abtragen können. Die bei diesen Systemen erforderlichen An-druckkräfte liegen bei einem Bruchteil der für konventionelle Rollenbohrwerkzeuge erforderlichen; die Andrücke sind auch unvergleichlich niedriger als beim konventionellen Fräsen. Die Bohrfortschritte/Abtragleistungen betragen ein mehrfaches - insbesondere im harten Gestein oder dgl.

Claims (10)

Patentansprüche
1. Fräs-/Rollenmeissel, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch zwei in oder an einem Gehäuse 180° gegeneinander versetzt synchron gegenläufig angetriebene schnellaufende Unwuchten linear schlagend aktivierbar sind.
2. Fräs-/Rollenmeissel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Meissel tragende Aggregat mit dem oder den Fräs-/Rollenmeissel gefedert oder gepuffert gehalten ist.
3. Fräs-/Rollenmeissel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat der Fräs-/Rollenmeissel auf einem Träger im Abstand vom Drehpunkt und um einen Drehpunkt radial schlagend auf- und abschwingt.
4. Fräs-/Rollenmeissel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung auf der einen und der Fräs-/Rollenmeissel auf der anderen Seite des Drehpunktes angeordnet ist.
5. Fräs-/Rollenmeissel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Fräs-/Rollenmeissel und/oder des Aggregates vom Drehpunkt veränderbar ist.
6. Fräs-/Rollenmeissel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor im Bereich des Drehpunktes angeordnet ist.
7. Fräs-/Rollenmeissel nach den Ansprüchen 1-
6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Bohrwerkzeuge über Exzenter zusätzlich aktivierbar sind.
8. Fräs-/Rollenmeissel nach den Ansprüchen 1-
7, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die mit Picken, Stiften, Zähnen oder dgl. versehenen Rol-lenmeissel (Fig. 1/—5—) zusätzlich antreibbar sind und dadurch fräsend arbeiten.
9. Fräs-/Rollenmeissel nach den Ansprüchen 1-8 dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagrichtung der synchron gegenläufig umlaufenden Unwuchten (2) durch Versetzen/Verdrehen der Unwuchten änderbar ist.
10. Fräs-/Rollenmeissel nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagrichtung der synchron gegenläufig drehenden Unwuchten (2) durch Drehen des Gehäuses veränderbar ist.
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PCT/DE1988/000385 WO1989000235A1 (en) 1987-06-29 1988-06-27 Cutting or roller bit
EP88905659A EP0330683A1 (de) 1987-06-29 1988-06-27 Schneid-/rollenmeissel
AU19650/88A AU1965088A (en) 1987-06-29 1988-06-27 Cutting or roller bit
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