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Vorrichtung zum Laden von Bohrlöchern mit Sprengstoffpatronen Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Laden von Bohrlöchern mit Patronen eines
Sprengstoffes der Form einer plastischen Masse oder eines Pulvers. Die Vorrichtung
umfaßt ein Rohr, das in das Bohrloch einschiebbar und an das ein Verschluß- oder
Endstück angeschlossen ist, in welches die Patronen eingeführt und von welchem aus
sie mit Hilfe eines Druckmittels durch das Rohr gefördert und an dessen in dem Bohrloch
befindlichen Ende ausgestoßen werden. Vorrichtungen dieser Art sind z. B. im Patent
877 275 und der deutschen Auslegeschrift 1087 060 des Erfinders beschrieben.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Ladevorrichtung dieser
Art, bei der die Patronen nacheinander nicht nur in das Verschlußstück eingeführt,
sondern auch von dem Druckmittel durch das Rohr gefördert werden. Dies wird im wesentlichen
dadurch erzielt, daß das Verschlußstück mit zwei in Serie angeordneten Ventilkammern
versehen ist, die beide für sich durch Leitungen mit einer Quelle für das Druckmittel
in Verbindung stehen, und daß zwischen der äußeren Kammer und einer Einfüllöffnung
für die Patronen ein Ventilorgan und zwischen den beiden Kammern ein weiteres Ventilorgan
vorgesehen sind, welche Organe als leichte einarmige Hebel aufgeführt sind und durch
Druckmittel, das durch ein Umsteuerventil hindurchgeht, derart betätigt werden,
daß sie zwecks Durchschleusung der Patronen durch die Kammern und ihrer weiteren
Förderung in Richtung zu dem in dem Bohrloch befindlichen Ende des Rohres abwechselnd
öffnen und schließen. Gemäß der Erfindung wird ein schnelles Laden der Bohrlöcher
möglich, weil das Einbringen der Patronen kontinuierlich statt wie bisher intermittierend
erfolgen kann. Da sich in dem Rohr jeweils nur eine oder einige wenige Patronen
befinden, läßt sich das Laden außerdem in gleichmäßigerem Tempo als bisher durchführen,
und die Gefahr, daß sich Patronen im Rohr verklemmen, ist praktisch völlig beseitigt.
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Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf zwei in der Zeichnung beispielsweise
dargestellte Ausführungsformen näher beschrieben, wobei auch weitere, die Erfindung
kennzeichnende Eigenschaften angegeben sind. Es zeigt Fig. 1 in teilweisem Längsschnitt
eine nach der Erfindung ausgeführte Ladevorrichtung und Fig.2 eine zweite Ausführungsform
in gleicher Darstellung.
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In Fig. 1 ist 10 ein Laderohr, das aus Metall oder Kunststoff oder
ähnlichem Werkstoff bestehen kann und vorzugsweise wie ein Schlauch biegsam ist.
Es ist dazu bestimmt, in Bohrlöcher eingeführt zu werden, die in Gestein od. dgl.
gebohrt sind, um sie mit Sprengstoff zu füllen. Der Sprengstoff steht hierbei in
der Form von Patronen mit kleinerem Durchmesser als dem Innendurchmesser des Rohres
10 zur Verfügung.
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An das äußere, d. h. aus dem Bohrloch herausragende Ende des Rohres
ist ein generell mit 12 bezeichnetes Verschluß- oder Endstück angeschlossen. Dieses
hat eine öffnung 14 zum Einbringen der Patronen entweder von Hand oder mittels einer
automatisch arbeitenden Einrichtung. Die Patronen gehen zunächst durch eine Ventilkammer
16 und ein an diese angeschlossenes Rohr 18 hindurch. Letzteres kann eine Länge
haben, die etwas größer ist als die der einzelnen Patrone. Das Rohr 18 hat
ferner einen etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Patrone.
In der Ventilkammer 16 ist eine Klappe 20 um einen Bolzen 22 schwenkbar gelagert.
Die Ventilkappe 20 ist in zwei Lagen dargestellt. In der mit ausgezogenen Linien
dargestellten Lage liegt sie an einem ringförmigen Sitz 24 aus Gummi oder anderem
weichem Werkstoff an, wobei die öffnung 14 versperrt ist. In einer anderen, mit
strichpunktierten Linien angedeuteten Lage ist die
Klappe niedergeklappt
und der Durchgang für die Patronen in die Kammer 16 freigegeben. Zwischen den beiden
Rohren 18 und 10 ist eine zweite Ventilkammer 26 vorgesehen, in der eine Klappe
28 um einen Bolzen 30 schwenkbar gelagert ist. Die Klappe 28 ist mit strichpunktierten
Linien in einer Lage gezeigt, in der sie an einem ringförmigen Sitz 32 aus Gummi
oder ähnlichem Werkstoff anliegt und die Verbindung zwischen dem Rohr 18 und der
Kammer 28 sperrt. In der mit. ausgezogenen Linien dargestellten zweiten, niedergeklappten
Läge gibt die Klappe 28 einen Durchlaß für den Vorschub der Patronen durch die Kammer
26 und weiter in das Rohr 10 hinein frei.
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In die Kammer 16 mündet eine Leitung 34 und in die Kammer 26 eine
Leitung 36. Diese Leitungen sind über ein generell mit 38 bezeichnetes Steuer-oder
Hauptventil und eine Leitung 40 an eine Quelle für ein Druckmittel in. der Form
einer Flüssigkeit (Wasser) oder eines Gases anschließbar. In der folgenden Beschreibung
wird angenommen, daß das Druckmittel Luft ist. In der Leitung 34 ist ein Schnell-Entleerventil
41 bekannter Bauart vorgesehen. In der Zuleitung 40 für das Druckmittel sitzen ein
Druckreduzierventil42 und ein Sperrventil 44. Das Hauptventil 38 hat zur
Aufgabe, Druckluft abwechselnd in die beiden Kammern 16 und 26 zu leiten und ist
zu diesem Zweck mit einem in dem Ventilgehäuse 48 axial beweglichen Schieber 46
versehen. Der Schieber 46 weist zwei Flansche 50, 52 auf, die in der in Fig. 1 dargestellten
Lage eine Verbindung zwischen den Leitungen 40 und 34 freigeben, so d.aß Druckluft
durch diese Leitungen zur Ventilkammer 16 strömt. Ein Auslaß 53 zur umgebenden Außenluft
ist von der Verbindung zwischen den Leitungen 40 und 34 durch den Flansch 50 abgesperrt.
Ferner ist die Leitung 36 von der durch die Leitung 40 erfolgenden Luftzufuhr abgesperrt.
Der Schieber 46 hat außerdem zwei Endflansche 54, 56, die mit Hilfe eines generell
mit 58 bezeichneten, mit einem darin axial verschiebbaren Schieber 60 ausgestatteten
Hilfsventils abwechselnd einem Druck durch das Druckmittel ausgesetzt werden. Von
einem in Fig. 9 oberen, Raum 61 des Hauptventils 38 führt eine Leitung 62 zu dem
Hilfsventil 58. Eine andere Leitung 64 verbindet einen Raum 66 unterhalb des Flansches
56 in dem Hauptventil 38 mit dem Hilfsventil 58, in dessen Gehäuse die beiden Leitungen
mit Abstand voneinander münden. Von der Zuleitung 40 für die Druckluft ist eine
Leitung 70 zu dem Hilfsventil 58 abgezweigt. Dessen Schieber 60 hat zwei innere
Flansche 72 und 74, welche die Zufuhr von Druckmittel zu den beiden Enden des Hauptventils
38 regeln. Gemäß der Figur stehen die Leitungen 70 und 62 in Verbindung miteinander,
weswegen dem Hauptventil 38 Druckluft zu dem Raum 61 zugeführt wird, wo sich der
Endflansch 54 des Schiebers 46 befindet. Gleichzeitig steht der Raum 76 außerhalb
eines Endflansches des Schiebers 60 im Hilfsventil durch einen Kanal 80 im Ventilgehäuse
in Verbindung mit der Leitung 70. Auf der entgegengesetzten Seite des Hilfsventils
ist dagegen der Raum 82 außerhalb eines Endflansches 84 des Schiebers drucklos,
indem er über einen Kanal 86 und eine Öffnung 88 im Ventilgehäuse 68 mit der Außenluft
in Verbindung steht. In derselben Weise sind die Leitung 64 und damit der Raum 66
unterhalb des Flansches 56 in dem Hauptventil 38 drucklos. Eine Ausblasöffnung 90,
die der üffnung 88 entspricht, ist im Hilfsventil 58 zur Entlüftung seines oberen
Kanalsystems vorgesehen.
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Die vorbeschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Es wird davon
ausgegangen, daß der Schieber 46 des Hauptventils 38 während seiner hin- und hergehenden
Bewegung gerade oder wenigstens annähernd in seine obere Umkehrlage gemäß Fig. 1
gekommen ist. Damit ist eine Verbindung zwischen der Zuleitung 40 und der Leitung
34 geschaffen, so daß - unter der Voraussetzung, daß die Ventile 42 und 44 offen
sind - Druckluft in die Kammer 16 des Verschlußstückes 12 strömt. Der eindringende
Luftstrom hat die Klappe 20 in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage geschwenkt,
in der sie durch den überdruck der Luft gehalten wird. Die Leitung 36 ist ausgeschaltet,
weswegen die Klappe 28 ihre offene, durch ausgezogene Linien dargestellte Lage einnimmt.
Eine Sprengstoffpatrone, die sich bereits in dem Rohr 18 befindet, wird von dem
aus der Leitung 34 kommenden Luftstrom durch die Kammer 26 in das Rohr 10 gefördert.
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Auch der Schieber 60 in dem Hilfsventil 58 steht in seiner oberen
Endlage. Eine Verbindung ist damit von der Druckmittelquelle über die Zweigleitung
70, das Ventil 38 und die Leitung 62 zu dem Raum 61 oberhalb des Schiebers 46 geöffnet
worden. Dies hat zur Folge, daß dieser Schieber sich in einem im Vorweg bestimmten
Zeitpunkt abwärts bewegt.
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Infolge der Umsteuerung des Schiebers 46 geht der Flansch 50 an der
Mündung der Leitung 34 vorbei, so daß diese Leitung nun mit dem Auslaß 53 in Verbindung
kommt. Hierdurch entsteht eine Druckminderung in der Leitung, was wiederum in an
sich bekannter Weise das Ventil 41 betätigt, so daß dieses sofort zur Außenluft
öffnet und die Kammer 16 bzw. das Rohr 18 druckentlastet werden. Die Klappe 20 fällt
in ihre unwirksame Lage hinab. Ferner wird statt dessen in dem Ventil
38 eine Verbindung zwischen den Leitungen 40 und 36 geöffnet. Die einströmende
Druckluft schwenkt die Klappe 28 in die in der Zeichnung mit strichpunktierten Linien
angegebene Sperrlage. Die in das Rohr 10 eingeschobene Patrone wird nun weiter durch
das Rohr und aus dessen freiem, im Bohrloch befindlichem Ende hinausgeschoben. Hier
können gemäß den eingangs genannten Patenten ausgebildete messerartige Glieder vorgesehen
sein, welche die Hüllen der Patronen aufschneiden, bevor der Sprengstoff in dem
Bohrloch zusammengepackt wird.
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Währenddessen wird eine neue Patrone durch die Öffnung 14 eingebracht.
Sie nimmt, weil die Klappe 20 unwirksam ist, Bereitschaftslage in dem Rohr 18 ein.
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Während der bei der Abwärtsbewegung des Schiebers 46 verfließenden
Zeit wird in dem Iülfsventil 58 über den Kanal 80 in dem Raum 76 außerhalb des Endflansches
78 ein Druck aufgebaut, der schließlich einen so hohen Wert erreicht, daß der Schieber
60 umsteuert, wobei er die Druckluftzufuhr zu der Leitung 62 unterbricht und statt
dessen eine Verbindung von der Leitung 70 zu der Leitung 64 und damit der Kammer
66 unterhalb des Flansches 56 des Ventils 38 öffnet. Zur gleichen Zeit sperrt der
Flansch 74 die Verbindung mit dem Auslaß 88. Infolge der Umsteuerung des Schiebers
60 werden statt dessen die Leitung 62 und der Kanal 80 durch die Öffnung 90 mit
der umgebenden Außenluft in Verbindung
gebracht. Die Druckmittelzufuhr
zu der Leitung 64 hat zur Folge, daß sich der Schieber 46 in dem Hauptventil
38 in die Lage in der Zeichnungsfigur zurückbewegt, so daß Druckluft erneut
in die Leitung 34 und die Kammer 16 geleitet wird. Ferner nimmt der Druck in dem
Raum 82 außerhalb des Flansches 84 des Hilfsventils zu und erreicht schließlich
einen Wert, der bewirkt, daß der Schieber 60 in die in der Fig.l dargestellte
Lage zurücksteuert. Auf diese Weise erfolgt eine abwechselnde Zufuhr von Druckluft
durch die beiden Leitungen 34, 36. Die Frequenz läßt sich durch Vergrößern oder
Verkleinern der verschiedenen Strömungswege, insbesondere der Querschnitte der Auslaßöffnungen
88, 90, ändern. In diesen Kanälen findet somit eine Drosselung der Luft statt, die
gegebenenfalls veränderlich gemacht werden kann.
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Da die Klappen 20 bzw. 28 nur von einer verhältnismäßig schwachen
Kraft in Form der aus den Leitungen 34 bzw. 36 austretenden Luftströme betätigt
werden und außerdem die Ventilsitze 24, 32 weich sind, können Sprengstoffpatronen,
die sich zufällig in den Klappenöffnungen befinden, wenn die Klappen sich schließen,
nicht beschädigt werden und brauchen nicht einmal verformt zu werden. Jede Gefahr
einer schädlichen Einwirkung auf die Patronen ist daher ausgeschlossen.
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Die Ausführungsform nach Fig.2 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen
hauptsächlich dadurch, daß das Hilfsventil seine Impulse vorzugsweise durch mechanische
Betätigung seitens der Patronen erhält, und zwar durch deren Einbringung in das
Verschlußstück 12. Das Ventil kann dann aus einem einfachen Ventilkörper 92 bestehen,
der mit einem Ventilsitz 94 in einer Kammer 96, in die eine Leitung 98 mündet, zusammenarbeitet.
Die Leitung 98 ist an die Leitung 40 angeschlossen, und zwar zweckmäßig an einer
Stelle vor dem Druckreduzierventil 42.
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Bei dieser Ausführung erstreckt sich die Leitung 62 von dem oberen
Raum 61 des Ventils 38 zu der Kammer 96. Die Kammer 61 steht durch eine enge Drosselöffnung
99 in ständiger Verbindung mit der Außenluft.
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Ein Fühlerglied, vorzugsweise in der Form eines Hebels 100, ist auf
einem Bolzen 102 drehbar gelagert. Letzterer sitzt in einer Kammer 104, neben dem
Rohr 18. Das eine Ende des Hebels 100 ist über eine Spindel 106 mit
dem Ventilkörper 92 verbunden. Die Spindel 106 geht mit Gleitsitz durch die gemeinsame
Wand der Kammern 96 und 104 hindurch. Eine Feder 108 betätigt das
andere Ende des Hebels 100, so daß der Ventilkörper 92 normal an dem Ventilsitz
94 anliegend gehalten wird. Die Bewegung des Ventilkörpers zur Schließlage kann
durch eine schwächere Feder gedämpft werden. Der Hebel 100 ragt mit seinem gemäß
der Fig. 2 unteren Teil in das Rohr 18 hinein, so daß er von den durch das Rohr
hindurchgehenden Sprengstoffpatronen getroffen wird. Hierbei wird er entgegen dem
Uhrzeigersinn gedreht, und das hat zur Folge, daß der Ventilkörper 92 seinen Sitz
94 verläßt und Druckluft durch die Leitung 98, die Kammer 96 und die Leitung 62
in den oberen Raum 61 des Hauptventils 38 strömt, was bewirkt, daß der Schieber
46 entgegen der Wirkung einer in der Kammer 66 angebrachten Feder 112 abwärts
geführt wird.
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In Fig. 2 nimmt der Schieber 46 gerade seine obere Endlage in dem
Ventil 38 ein, wobei Druckmittel durch die Leitungen 40 und 36 zu der unteren Kammer
26 strömt. Hierbei wird die Ventilklappe 28 von dem in der Kammer 26 auftretenden
Überdruck geschlossen gehalten. Eine oder mehrere Sprengstoffpatronen, die sich
in dem Rohr 10 befinden, werden von dem Druckmittel in Richtung zu dem freien Ende
des Rohres und aus diesem hinaus in das Bohrloch, in dem sich das freie Ende des
Laderohres 10 befindet, gefördert. Gleichzeitig hält die Feder 108 den Ventilkörper
92 in der Schließlage. In der Kammer 96, der Leitung 62 und dem oberen Raum 61 des
Ventils 38 herrscht atmosphärischer Druck infolge der Verbindung mit der Außenluft
durch die enge Öffnung 99. Die Kammer 16 steht über die Leitung 34 und die Öffnung
53 in dem Ventil 38 in Verbindung mit der Außenluft. Die Ventilklappe 20 ist deswegen
in die offene Lage hinabgefallen.
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Wird nun eine Sprengstoffpatrone in die Kammer 16 und das Rohr 18
eingebracht, betätigt sie den Hebel 100, und dieser stellt den Ventilkörper 92 um
in die offene Lage. Druckmittel strömt nun von der Leitung 98 an dem Ventilkörper
vorbei durch die Leitung 62 zu dem Raum 61 im Ventil 38. Dessen Schieber 46 wird
unter Zusammendrücken der Feder 112 abwärts in eine untere Lage gedrückt. Damit
wird die Druckmittelzufuhr durch die Leitung 36 unterbrochen, und statt dessen strömt
Druckmittel aus der Leitung 40 durch die Leitung 34 zu der oberen Kammer 16. Die
Ventilklappe 20 geht in die Sperrlage, und der in der Kammer 16 auftretende überdruck
führt die eingebrachte Patrone in die untere Kammer 26 und von dort in das Rohr
10. Hiermit wird der Hebel 100 wieder freigegeben, so daß der Ventilkörper
92 in seine Schließlage zurückkehrt. Das in dem Raum 61 befindliche Druckmittel
tritt durch die enge Öffnung 99 aus, und die Feder 112 führt den Schieber 46 in
die obere Lage zurück. Hiermit wird die Verbindung zwischen der Druckmittelquelle
und der Leitung 36 erneut geöffnet. Die Klappe 28, die von der Patrone bzw. dem
von oben wirkenden überdruck geöffnet worden war, kehrt wieder in die Sperrlage
zurück. Dieser Verlauf wiederholt sich jedesmal, wenn eine Patrone in das Verschlußstück
eingebracht wird.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigten und beschriebenen
Ausführungsformen begrenzt, sondern im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des
ihr zugrunde liegenden Leitgedankens abwandelbar. Die Räume 61, 66 bzw. 76, 82 außerhalb
der Endflansche des Ventilschiebers 46 oder/ und des Ventilschiebers 60 können in
bezug auf ihr Volumen veränderlich gemacht werden, zweckmäßig mit Hilfe eines verstellbaren
Kolbens od. dgl., wodurch sich der Zeitraum verändern läßt, innerhalb dessen der
Druck in dem Raum den für Herbeiführung der Umsteuerung des Schiebers erforderlichen
Wert erreicht. Auch in dieser Weise läßt sich die Periodenzahl für die oszillierenden
Bewegungen der Schieber mit Rücksicht auf die Art der Sprengstoff-Füllung der Patronen
auf verschiedene Werte einstellen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist es denkbar, daß eine gewisse
Menge Druckmittel der unteren Kammer 26 kontinuierlich zugeführt wird. Der Druck
ist dort also stets niedriger als in der oberen Kammer 16, sobald deren Ventilklappe
20 geschlossen ist und das Druckmittel durch die Leitung 34 einströmt. Es liegt
daher keine Gefahr dafür vor, daß sich die
Klappe 28 öffnet und
eine neu eingebrachte Patrone in die Kammer 26 hinein und durch sie hindurch geraten
kann. Es ist sogar denkbar, die Leitung 36 unter Umgehung des Ventils 38 direkt
mit der Leitung 40 zu verbinden, wobei die Druckmittelzufuhr zu der Kammer 26 ganz
kontinuierlich erfolgt. In solchem Falle hat das Ventil 38 die einzige Aufgabe,
eine pulsierende Druckmittelzufuhr zu der oberen Kammer 16 zu ermöglichen.