DD261187A1

DD261187A1 - Vorrichtung zum herstellen eines schlitzes

Info

Publication number: DD261187A1
Application number: DD87303313A
Authority: DD
Inventors: Helmut Kolditz; Klaus Duerr
Original assignee: Strahlen Umweltforsch Gmbh
Priority date: 1986-05-31
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-10-19
Also published as: ES2016095B3; EP0248189B1; EP0248189A1; DE3618386A1; DE3762902D1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Schlitzes insbesondere in Gestein mittels eines Bohr- und/oder Fraeswerkzeuges, welches motorisch angetrieben und entlang der vorgesehenen Bahn des Schlitzes bewegt wird, wobei der Schlitz bei der Herstellung von Tages- insbesondere Gefrier- oder auch Blindschaechten und bei bergmaennischer Auffahrung von untertaegigen Strecken an der Peripherie derselben meist bogenfoermig herzustellen ist und der Schlitz hierbei als Druckuebertragungssperre dient, um die Ausbreitung von Sprengerschuetterungen in das umgebende Gebirge zu verhindern. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die e. g. Vorrichtung derart auszubilden, dass mit ihr auch Bogenschlitze z. B. in Gestein als Fraesehilfe ausgefuehrt werden koennen oder dass sie bei der Natursteingewinnung einsetzbar ist. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dassa) ein vorzugsweise zylindrisch ausgefuehrter, rotationsfaehiger Traegerkoerper fuerb)eine Transportwendel sowie die Bohr- und/oder Fraeswerkzeuge,c)ein Senk- oder Vorschub fuer den Traegerkoerper undd)eine Fuehrung des Senk- oder Vorschubs einschliesslich des Traegerkoerpers entlang der Bahnbewegt wird.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Schlitzes, insbesondere in Gestein mittels eines Bohr- und/oder Fräswerkzeuges, welches motorisch angetrieben und entlang der vorgesehenen Bahn des Schlitzes bewegt wird, wobei der Schlitz bei der Herstellung von Tages-insbesondere Gefrier-oder auch Blindschächten und bei bergmännischer Auffahrung von untertägigen Strecken an der Peripherie derselben meist bogenförmig herzustellen ist und der Schlitz hierbei als Druckübertragungssperre dient, um die Ausbreitung von Sprengerschütterungen in das umgebende Gebirge zu verhindern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß Erschütterungsübertragungen in das umgebende Gebirge derzeit insbesondere bei dem Teufen von Gefrierschächten zu Beschädigungen an Gefrierrohren führen. Bei der Auffahrung von Blindschächten sowie Strecken und Tunneln mit Bohr- und Sprengarbeit wird das Gestein am Umfang derselben so stark zerrüttet, daß durch unbeabsichtigte Mehrausbrüche und Gesteinsnachfall erhebliche Behinderungen und wirtschaftliche Nachteile bei der Sicherung des Gebirges auftreten können.

Bekannt ist es, die Herstellung von Schlitzen, z. B. in einem Schacht, nur mit Hilfe einer Kettenschrämmaschine mit Schrämarm vorzunehmen. Entwickelt werden solche Maschinen aus den bewährten Steinschrämmaschinen für einen Schacht mit ca. 10 m Durchmesser. Die Kettenschrämmaschine ist an einer Schienenführung zwangsgeführt. Wegen der umlaufenden Schrämkette muß jedoch das Schrämschwert eine Mindestbreite haben und kann deshalb z. B. zum Schneiden kleinerer Kreisbögen nicht eingesetzt werden. Diese Säge ist deshalb nicht für den Einsatz in Streckenvortrieben zum Schneiden von Umfangsschlitzen mit unterschiedlichen Bogenradien an Firste und Stößen geeignet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Sägeblatt durch seine fjache und verhältnismäßig breite Bauweise dazu neigt, in tangentialer Richtung zu schneiden und auszuweichen, wodurch bei der Zwangsführung auf einem Bogen eine gewisse Neigung zum Verklemmen gegeben ist (Firmenprospekt über „Steinschrämmaschinen" der Firma Maschinenfabrik Korfmann Typ ST 50S).

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Schlitzen im Gestein bietet eine von der BGR (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe) in Hannover entwickelte KettenschlitzsägeTyp SB 1200/1300, die jedoch nur in der Lage ist, gerade Schlitze herzustellen. Die Schneidekette wird hierbei an zwei Führungsrohren in vorab hergestellten Bohrungen umlaufend geführt. Sie ist deshalb für das Sägen horizontaler oder geneigter bis vertikaler Bogenschütze nicht einzusetzen (Schlußbericht zum Forschungsvorhaben KWA 51030 der BGR, Ref. 2.11-Felsmechanikund Baugeologie, Archiv-Nr.97997).

Weitere Maschinen zur Herstellung von geraden Schlitzen, insbesondere für das Unterschneiden von Kohle und anderem Gestein, sind von Fa.Eickhoff, Bochum (bis ca. 1975) sowie Fa. Joy, Mashinery Company, Pittsburg/USA bekannt. Wegen ihrer Zwangsführung an Panzerförderern bzw. an Fahrladern sind sie für die geschilderten Zwecke nicht einsetzbar. (Sonderdruck aus der„Montan-Zeitung" Nr. 12, Dez. 1951 und 2. Joy Manufacturing Company, Pittsburg, Bulletin No. C74, M-40 706). Weitere Geräte zur Schlitzherstellung für das Unterschneiden von Kohle sind bekannt. Auch diese Geräte werden an Zugmitteln gezogen und sind nicht für das Herstellen von den eingangs genannten Schlitzen in Schächten, Strecken usw. geeignet. Es ist noch ein weiteres Verfahren zum Schlitzbohren bekannt Hierbei erfolgt das Herstellen der Schlitze durch Bohren einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Bohrlöcher, je nach Ausdehnung des Schlitzes. Die zwischen den Bohrlöchern anstehenden Rippen sind sehr störend beim Einbringen von Ausbaumaterial. Es ist ein Verfahren, welches für die geschilderte Problematik nicht geeignet und außerdem sehr unwirtschaftlich ist.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zum Herstellen eines Schlitzes, insbesondere in Gestein, zur Anwendung zu bringen, die eine kostengünstige und apparativ einfache Herstellung eines Schlitzes gestattet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Herstellen eines Schlitzes mittels eines Bohr- und/oder Fräswerkzeuges, das angetrieben entlang der vorgesehenen Bahn des Schlitzes bewegt wird, zu schaffen, mit der auch Bogenschütze z. B. in Gestein als Fräsehilfe ausgeführt werden können und welches bei der Natursteingewinnung einsetzbar ist, der bei seiner Anwendung eine glatte Oberfläche des bearbeiteten Gesteins gewährleistet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) ein vorzugsweise zylinderisch ausgeführter, rotationsfähiger Trägerkörper für

b) eine Transportwendel sowie die Bohr-und/oder Fräswerkzeuge,

c) ein Senk-oder Vorschub für den Trägerkörper und durch

d) eine Führung des Senk- oder Vorschubs einschließlich des Trägerkörpers entlang der Bahn in einer Wirkverbindung angeordnet sind.

Es ist im Sinne der Erfindung, daß die Transportwendel sowie die Bohr- und/oder Fräswerkzeuge auf der Oberfläche des Trägerkörpers derart angeordnet sind, wobei die Bohr- und/oder Fräswerkzeuge eine Fortsetzung der Transportwendel bilden oder auch die Transportwendel vollständig besetzen und der Trägerkörper aus einem Hohlgestänge besteht. Es ist eine Ausbildung der Erfindung, daß im Trägerkörper Leitungen verlegt sind, über die Kühlflüssigkeit an die Bohr- und/oder Fräswerkzeuge heranführbar oder Bohrgut absaugbar ist, wobei der Trägerkörper biegesteif aus Einzelteilen zusammensetzbar ist, und vorteilhafterweise die Führung als Schienenführung oder dreh-, schwenk- und teleskopierbar ausgebildet ist. Es ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, daß der mittels der Vorrichtung gebirgsschonend durch Fräsen hergestellte Schlitz insbesondere den Vorteil einer glatten Gebirgsoberfläche bringt, an der die Gebirgssicherung (Ausbau) in Form von Mauerwerk, Stahlbögen mit Verzug o.a. dicht an das Gebirge eingebracht werden kann. Durch die Vermeidung von unbeabsichtigtem Mehrausbruch kann auf das Einbringen von teurem Hinterfüllmaterial (Spritzbeton o.a.) verzichtet werden. Bei der Gewinnung von Naturstein in Form von kantigen, insbesondere gerundeten Blöcken ist die Schlitzvorrichtung zur Herstellung bogenförmiger Schlitze sehr geeignet, da das rotierende und über die ganze Länge mit Schneid- bzw. Fräsenwerkzeugen bestückte Hohlgestänge auch auf sehr kleinen Radien geführt werden kann.

Besonders die vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung zum Herstellen von Schlitzen, z.B. Bogenschützen im Gestein, bestehend aus einem mit Schneid-bzw. Fräswerkzeugen und einer Transportwendel bestückten Hohlgestänge, welches durch ein Antriebsaggregat in Rotationsbewegung und durch eine Senk- bzw. Vorschubeinrichtung in das Gestein eingestoßen wird, gestattet die Lösung der Aufgabe. Mittels einer Führungseinrichtung wird das Gestänge wahlweise parallel zu dieser oder um diese auf einer beliebigen Bahn bewegt und fräst somit den gewünschten Schlitz aus. Die Herstellung von Bogenschützen ist somit problemlos möglich. Das gelöste Bohr- bzw. Schrämgut wird mechanisch oder mittels eines Spülmediums durch eine Spülvorrichtung entfernt. Es können senkrechte bis horizontale Schlitze hergestellt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die Vorrichtung in der Ansicht A-A nach Fig. 2, teilweise im Schnitt; Fig. 2: die Vorrichtung in einer Draufsicht in einer Arbeitsstellung.

Die gemäß Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Trägerkörper 1 in Form eines Hohlgestänges mit außenliegender Transportwendel 2, die auf dem Wendelfuß und der Wendelaußenseite mit Schneid- bzw. Fräswerkzeugen 3 vollständig oder zumindest im vorderen Bereich 14 (wie dargestellt) und auf einer konischen Stirnseite 19 bestückt ist. Der Trägerkörper 1 kann hierzu aus zwei (oder mehreren) Teilen 13; 14 hergestellt sein, die biegefest an einer Nahtstelle 11 miteinander verschraubt sind.

Mit Hilfe eines Antriebes 4 und einer Senk- oder Vorschubeinrichtung 5 wird die Bohr- und Frässpindel über eine Antriebswelle 15 bzw. ein Gestänge 20 z.B. an der Schacht- bzw. Streckenperipherie (s. Fig.2) in das Gebirge 16 eingestochen. Dabei wird das Bohrklein über die Transportwendel 2 ausgetragen und bei senkrecht nach unten gerichteter Vorschubrichtung am Bohrlochmund abgesaugt.

Das Hohlgestänge bzw. der Trägerkörper 1 für die Schlitzherstellung wird auf dem Schacht- oder Streckenumfang 17 mit einer Führungseinrichtung 6; 6' bewegt, wobei sich das Schneid- bzw. Fräsgestänge mit einer an die Härte des Gesteins angepaßten Drehzahl und mit entsprechenden Andruck dreht. Eine Kühlung der Schneid- bzw. Fräswerkzeuge 3 erfolgt mittels Flüssigkeitsoder Luftspülung über einen Spül kopf 7 an der Antriebswelle 15 und Leitungen 12 durch das Hohlgestänge mit nach außen gerichteten, im Abstand zueinander angeordneten Austrittsdüsen 8. Das in den Ringspalt 18 ausgeworfene Fräsgut wird mechanisch oder durch eine nachgeführte Absaugeinrichtung 9 (s. Fig.2) entfernt. In besonderen Fällen kann das Schrämgut jedoch auch durch das Hohlgestänge über Düsen 8, Leitung 12 und den Spülkopf 7 abgesaugt werden.

Die Vorrichtung hat den Vorteil, daß das Hohlgestänge in rotierender Weise durch die Führungseinrichtung 6; 6' bogenförmig, z.B. auf dem Schacht-bzw. Streckenumfang bewegt werden kann, wobei im Gebirge 16 der Ringspalt 18 hergestellt wird. Durch die Rotationsbewegung des Schneid- bzw. Fräsarmes ist ein Verklemmen beim Bogenschneiden nicht möglich. Das gelöste Schrämgut wird mechanisch oder durch eine Saugvorrichtung aus dem Ringspalt 18 entfernt, so daß damit beim Sprengen des inneren Schacht- oder Streckenkörpers eine direkte Drucbvcücnübcrtragurig cui dc~ cußonüegsr-dsr; Gobirgsmcr-te! nicht mehr erfolgen kann. _

Die Vorrichtung ist weiterhin durch die Fähigkeit, enge Bogenschütze zu fräsen, vorteilhaft geeignet, Natursteine nicht nur als geradkantige Blöcke, sondern auch als zylinderförmige Blöcke herzustellen.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Schlitzes mittels eines Bohr- und/oder Fräswerkzeuges, welches motorisch angetrieben und entlang der vorgesehenen Bahn des Schlitzes bewegt wird, gekennzeichnet durch

a) einen vorzugsweise zylindrisch ausgeführten, rotationsfähigen Trägerkörper (1) für

b) eine Transportwendel (2) sowie die Bohr- und/oder Fräswerkzeuge (3),

c) einen Senk- oder Vorschub, ausgeführt in einer Vorschubeinrichtung (5) für den Trägerkörper (1) und durch

d) eine Führungseinrichtung (6; 6') des Senk- oder Vorschubs einschließlich des Trägerkörpers (1) entlang der Bahn.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

e) die Transportwendel (2) sowie die Bohr- und/oder Fräswerkzeuge (3) auf der Oberfläche des Trägerkörpers (1) derart angeordnet sind, daß die Bohr- und/oder Fräswerkzeuge (3) eine Fortsetzung der Transportwendel (2) bilden oder auch die Transportwendel (2) vollständig besetzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

f) der Trägerkörper (1) aus einem Hohlgestänge besteht.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

g) im Trägerkörper (1) Leitungen (12) sowie Austrittsdüsen verlegt sind, über die Kühlflüssigkeit an die Bohr- und/oder Fräswerkzeuge (3) heranführbar oder Bohrgut absaugbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß h) der Trägerkörper (1) biegesteif aus Teilen (13; 14) zusammensetzbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

i) die Führungsrichtung (6; 6') als Schienenführung oder dreh-, schwenk- und teleskopierbar ausgebildet ist.