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Verfahrbares Bohrgerüst für Gesteinsbohrmaschinen Verfahrbare Bohrgerüste
für Gesteinsbohrmaschinen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere
sind solche bekannt, die aus einem Untergestell und einem an diesem angeordneten
Träger, der zwei die Bohrlafetten an den beiden Enden unterstützende Traganne aufweist,
die zur Höhenverstellung der Bohrlafetten dienen, bestehen. Bei einem derartigen
bekannten Bohrgerüst sind die die Bohrlafette tragenden Tragarme als Parallelogrammlenker
ausgebildet (vgl. deutsche Patentschrift 833 339). Bei einer anderen bekannten
Ausführungsform sind die Tragarme dabei zusätzlich um eine in Vortriebsrichtung,
d. h. in Tunnelrichtung oder Stollenrichtung verlaufende Achse zusätzlich
seitlich verschwenkbar (vgl. deutsche Patentschrift 1000 312). Bei einem
anderen bekannten Bohrgerüst ist auf dem verfahrbaren Unterteil ein um eine vertikale
Achse verschwenkbarer Träger vorgesehen, der mittels zwei Tragarmen die Bohrlafetten
an den beiden Enden höhenverstellbar abstützt (vgl. USA.-Patentschrift 2
657 017). Derartige Gesteinsbohrmaschinen erlauben das Einbringen von Bohrlöchern
in einer Tiefe von 4 bis 8 m, wobei die Einstellung der Bohrlafetten von
einem zentralen Steuerstand gesteuert wird. Im übrigen ist es bekannt, auf einem
Fahrgerüst einen Schwenkarm anzuordnen, der ein Querrohr und eine entsprechend angeordnete
Bühne trägt. Auf dem Querrohr sind manuell zu bedienende Bohrmaschinen -um dasselbe
schwenkbar und auf ihm verschiebbar angeordnet (vgl. Literaturstelle »Engineering
and Mining Journal« vom Juni 1956).
Bohrlafetten sind bei dieser Ausführungsform
nicht vorhanden, und es können nur Löcher geringer Tiefe mit dieser in das Gestein
od. dgL eingebracht werden.
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Nachteilig bei den bekannten Ausführungsformen ist einmal, daß mit
diesen Gesteinbohrmaschinen nicht eine größere Anzahl von genau parallelen Bohrlöchern
größerer Länge, z. B. 4 bis 8 m, in mehreren achsparallelen, zur Strecken-Längsrichtung
verlaufenden Ebenen und über den gesamten Querschnitt eines Tunnels od. dgl. gebohrt
werden kann. Eine derartige Maßnahme ist jedoch oftmals erforderlich, um ein sauberes
- Ausschießen, z. B. - eines Tunnelquerschnittes, durchführen zu können.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein verfahrbares Bohrgerüst
für Gesteinsbohrmaschinen so auszubilden, daß mit diesem eine größere Anzahl von
genau parallelen Bohrlöchern größerer Länge in mehreren achsparallel zur Streckenrängsrichtung
verlaufenden Ebenen gebohrt werden kann.
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Die Erfindung betrifft ein verfahrbares Bohrgerüst für Gesteinsbohrmaschinen,
bestehend aus einem Untergestell und einem an diesem angeordneten Träger, der zwei
die Bohrlafetten an den beiden Enden unterstützende Tragarme aufweist, die zur Höhenverstellung
der Bohrlafetten dienen. Die Erfmdung besteht darin, daß der Träger als ein Lagerrahmen
ausgebildet und um zur Streckenlängsrichtung parallele Trägerachsen schwenkbar ist
und daß die Traganne mit einer im Lagerrahmen drehbar gelagerten, zu den Trägerachsen
parallelen Tragarmwelle ihrerseits drehbar verbunden sind. Zweckmäßig sind zur Synchronisierung
der Bewegungen die beiden Tragarme an ihren mit dem Lagerrahmen drehbar verbundenen
Enden mit je einer Scheibe versehen, die mittels sich in der als Hohlwelle
ausgebildeten Tragannwelle kreuzender biegsamer Spannmittel verbunden sind.
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Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind vor allem darin zu
sehen, daß eine größere Anzahl von genau parallelen Bohrlöchern größerer Länge,
z. B. von Bohrlöchern mit einer Länge von 4 bis 8 m, in mehreren achsparallel
zur Streckenlängsrichtung verlaufenden Ebenen gebohrt werden kann. Eine derartige
Einbringung der Bohrlöcher erübrigt nach dem anschließenden Aussprengen ein aufwendiges
lEnterfüllen, z. B. der Ausmauerung eines Tunnelquerschnittes oder eine Hinterfüllung
von Tübringen. Sämtliche in dem Tunnelquerschnitt anzubringenden Bohrlöcher können
dabei, ohne das Bohrgerüst zu
verfahren, eingebracht werden. Auch erlaubt
die erfindungsgemäße Ausführungsform die Anordnung von einer Anzahl bzw. Vielzahl
von Bohrlafetten, so
daß die Einbringung der Bohrlöcher mit einer
wesentlichen Zeitersparnis verbunden ist.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt Fig. 1 die Seitenansicht
eines erfindungsgemäßen Bohrgerüstes mit drei Bohrlafetten für Gesteinsbohrmaschinen,
F i g. 2 eine Vorderansicht des Bohrgerüstes gemäß F i g. 1. von der
Arbeitsseite her gesehen, F i g. 3 einen Teil des Bohrgerüstes nach F i
g. 1
mit einer Bohrlafette in verschiedenen Betriebsstellungen, F i
g. 4 die Vorrichtung nach F i g. 3 in Vorderansicht und die F i
g. 5, 6, 7 und 8 Einzelheiten der Bohrlafette nach den F i
g. 1 bis 4.
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Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Bohrlafette besteht aus
einem verfahrbaren Fahrgestell 1 mit vier motorangetriebenen Rädern 2, einem
Untergestell 3
mit Grundplatte mit vier Stützen 4 für Aufbausäulen
5 zur Stützung der Bohrlafetten 30 für die Gesteinsbohrmaschinen
31. Um die Steuerung des beweglichen Fahrgestells 1 zu ermöglichen,
können die Räder an jeder Seite des Fahrgestells durch getrennt gesteuerte Motore
angetrieben werden.
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Die in F i g. 1 und 2 dargestellten Stützen 4 weisen als hydraulische
Zylinder ausgebildete Säulen 5 mit Kolben 6 und Kolbenstangen
7 auf. Die Säulen 5
sind an der Grundplatte 3 befestigt. Die
Kolbenstangen 7 tragen Aufstellfüße 8, die mit dem Boden in Verbindung
zu bringen sind. Die auf dem Untergestell 3 angebrachten Aufbauten bestehen
aus Lagerrahmen 9, die um Trägerachsen 10 mittels der Druckzylinder
11, Kolben 12 sowie Kolbenstangen 13 schwenkbar sind. Die Zylinder
11 sind auf Zapfen 14 schwenkbar gelagert, die mittels eines auf dem Untergestell
angeordneten Halters 15 getragen werden. Die Kolbenstangen 13 sind
schwenkbar mit dem Lagerrahmen 9 mittels Zapfen 16 verbunden. Jeder
Lagerrahmen 9 trägt ein Lager 17 für eine Tragarmwelle 18 an
seinem oberen Ende.
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Die hohlen Tragarmwellen 18 tragen an ihren Enden Halter
19 für die Tragarme 20, 21 und Druckzylinder 22. Diese Arme und Zylinder
sind durch Zapfen 23 bzw. 24 mit den Haltern 1.9 schwenkbar verbunden.
Die Kolben 25 und die dazugehörigen Kolbenstangen 26 bewegen sich
in den Zylindern 22 unter der Wirkung einer den Zylindern gelieferten Druckflüssigkeit.
Die Kolbenstangen 26 sind durch Zapfen 27 mit den Haltern
28 auf den Tragarmen 20, 21 schwenkbar. Die Zylinderelemente 22,
25, 26
können verwendet werden, um die Tragarme 20, 21 von der in vollen Linien
in F i g. 3 dargestellten Stellung zu der in strichpunktierten Linien in
derselben Figur dargestellten Stellung zu schwenken. Synchronisierungsmittel für
die Tragarme 20, 21 eines jeden Armenpaares sind in der hohlen Tragarrnwelle
18 vorgesehen und lassen diese Tragarme in Synchronisation aufeinander zu
und voneinander i weg schwenken.
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Ein Synchronisierungsmittel wird in Verbindung mit den F i
g. 7 und 8 beschrieben. In der in F i g. 1
und 2 dargestellten
Bohrlafette wird das Tragpaar 20, 21 an den Seiten des Untergestells 3 durch
die Tragarmwelle 18 im Lagerrahmen 9 getragen, während das Tragarrnpaar
20, 21 im Mittelpunkt des Untergestells 3 direkt von einem auf dem Untergestell
3 befestigten Lagerrahmen 55 getragen wird. Die Tragarmwellen
18 sind in einem gewissen Winkel mittels Druckzylinder 80, in denen
sich Kolben 81
und Kolbenstangen 82 bewegen, drehbar. Die Zylinder
80 sind durch Zapfen 83 mit dem Untergestell 3
und die Kolbenstangen
82 durch Zapfen 85 mittels Halterungen 84 mit der Tragarmwelle
18 schwenkbar verbunden. Jeder Lagerrahmen 9 bzw. 55 und jedes
Tragpaar 20, 21 bilden zusammen Anbringungsvorrichtungen für eine Bohrlafette
30, welche eine Führung für eine Gesteinsbohrmaschine 31 darstellt,
der auf der Bohrlafette 30 mittels einer geeigneten Zuführungsvorrichtung
vorwärts geführt bzw. zurückgezogen werden kann. Die Bohrlafette kann in üblicher
Weise hergestellt werden und beispielsweise aus zwei U-Trägem bestehen, zwischen
denen eine Kette zum Zuführen bzw. Wegziehen einer Gesteinsbohrmaschine mittels
eines geeigneten Umkehrmotors vorgesehen ist. Die Bohrlafette kann auch eine Röhre
oder eine oder mehrere Stangen sowie einen passenden üblichen Verstellmechanismus
für Gesteinabohrmaschinen enthalten.
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Die Tragarme 21, 22 tragen an ihren oberen Enden Querstangen
32, die in mittels einer angeschweißten Querstange 35, die in einem
Klemmlager 36 an den Enden des Armes 20 bzw. 21 befestigt ist, verbundenen
Seitenschildern 33, 34 drehbar angeordnet sind. Die Querstange
35 trägt Arme 37, die an der Querstange angeschweißt und mittels eines
Gelenkes 38, das in einem Halter 39 auf dem Tragarrn 20 eingreift,
mit dem Tragann 20 verbunden sind. Der Arm 37 auf der Querstange
35, die von dem Tragarrn 20 getragen wird, ist mit dem Tragarrn 21 durch
eine Kolbenstange 29 und dem Kolben 40 und einem Zylinder 41 verbunden, der
auf einem Zapfen 42 auf einem Halter 43 auf den Tragarmen 21 derartig schwenkbar
befestigt ist, daß die Querstange 35
mit Bezug auf den Tragarm 21 gedreht
werden kann. Mittels des Zylinders 41, des Kolbens 40 und der Kolbenstange
29 kann die Querstange 32 auf dem Tragarm 21 zu der in strichpunktierten
Linien angegebenen Lage, die auch durch die Bezugszeichen 32 a,
32 b in F i g. 3 gekennzeichnet ist, geschwenkt werden.
Durch die Anordnung können die Bohrlafetten 30, die in normaler Weise parallel
in der Richtung des Stollens verlaufen, in einem gewissen Winkel mit Bezug zur Längsrichtung
des Stollens geneigt werden, die bei Bohrlöchern längs der Peripherie des Stollenabschnittes
wünschenswert scheinen mag. Die Querstangen 32 tragen Stützen 44 für die
Bohrlafetten 30. Diese Stützen lassen sich längs der Querstangen verstellen
und sind mit Führungen 45 versehen, in denen die Leitschiene gleiten kann, wenn
die Tragarme 20, 21 von der in F i g. 3 in vollen Linien dargestellten Lage
zu irgendeiner der strichpunktiert in derselben Figur dargestellten Lagen geschwenkt
werden, oder während der Einstellung der Bohrlaf*etten auf die Arbeitsseite zu.
Die Stützen 44 sind auf den Querstangen 32 durch umsteuerbare pneumatische
oder hydraulische Motoren 46 einstellbar. Diese Motoren können beispielsweise eine
Schraube 72 antreiben, welche in die Stütze 44 eingreift. Die Motoren 46
auf den Querstangen einer jeden Bohrlafette 30 können unabhängig voneinander
angetrieben werden; die Bohrlafetten können infolgedessen in einem kleinen Winkel
mit Bezug auf die Längsrichtung des Stollens zum Bohren von Löchern längs der Seiten
des Stollabschnittes geneigt werden.
Ein Druckzylinder 47 mit einem-
dazugehörigen Kolben 48 und einer Kolbenstange 49 ist mit einem Halter
50 an der hinteren Führung 45 und mit einem Halter 51, der an der
Bohrlafette 30 befestigt ist, verbunden und dient dazu, die Bohrlafette in
den Führungen 45 auf diese Arbeitsseite zu und von dieser weg zu bewegen. Durch
diese Anordnung können die Bohrlafetten in der Richtung auf die Arbeitsseite so
eingestellt werden, daß das Ende der Bohrlafette, das an der Gesteinsseite liegt,
nahe an der Gesteinsseite zu liegen kommt, die es auch die Bohrstahlführung zuläßt,
die normalerweise an diesem Ende der Bohrlafette vorgesehen ist.
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In dem dargestellten Bohrgerüst nach der Erfindung ist ein schwenkbarer
Lagerrahmen 9 an jeder Seite des Untergestells 3 angeordnet, während
ein im Mittelpunkt des Untergestells angeordneter Aufbau einen Lagerrahmen
55 aufweist, der auf dem Untergestell befestigt ist und zwei auf Zapfen
23 schwenkbare Tragarme 20, 21 trägt. Die Tragarme 20, 21 dieses mittleren
Lagerrahmens sind schwenkbar mittels Druckzylinder 22 und Kolbenstangen
26 von derselben Konstruktion wie die Zylinder 22 und die Kolbenstange
26, die zu den auf dem schwenkbaren Lagerrahmen 9 schwenkbaren Tragarmen
20, 21 gehören. Natürlich kann die Bohrlafette, die von den Tragarmen 20, 21 auf
dem festen Lagerrahmen 55
Z, (retragen wird, nur mittels der Tragarme 20,
21 gehoben oder gesenkt sowie in einem Abstand wie von der Querstange
32 seitlich verschoben werden. Die Bohrlafette 30, die von den Tragarmen
20, 21 auf dem festen Lagerrahmen 55 getragen wird, kann mittels eines Zylinders
47 und einer Kolbenstange 49 auf die gleiche Weise wie die anderen Bohrlafetten
in eine geneigte Stellung eingestellt werden.
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Alle die oben beschriebenen Zylinder 5, 11, 22, 41, 47 und
80 sind doppeltwirkende hydraulische Zylinder, aber die genannten Mittel
können natürlich innerhalb des Bereiches der Erfindung durch motorangetriebene Spindeln
oder andere, gleichwertige Elemente ersetzt werden.
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Auf dem beweglichen Fahrgestell 1 sind eine mit Druckluftmotor
angetriebene Pumpe 60 für Druckflüssigkeit und ein Behälter 61 für
Druckflüssigkeit angeordnet. Die Pumpe 60 ist durch nicht dargestellte Schläuche
und Rohre mit geeigneten Ventilen versehen, die mit den als Zylinder ausgebildeten
Aufbausäulen 5 der Stützen 4 und den Zylindern 11 zur Schwenkung des
Lagerrahmens 9 verbunden sind. Sie ist ferner mit den Zylindern
80 zur Schwenkung der Tragarmwellen 18 und mit den Zylindern 22 zur
Schwenkung der Tragarme 20, 21 mit den Zylindern 41 zum Einstellen der Neigung der
Bohrlafette, mit den Zylindern 47 zur Bewegung der Bohrlafette auf die Gesteinsseite
zu usw. und mit den Motoren 46 zur Bewegung der Bohrlafette auf den Querstangen
32 versehen. Die aus den Zylindern und aus den hydraulischen Motoren ausgelassene
Flüssigkeit wird zu dem Behälter 61 zurückgeleitet, so daß ein geschlossenes
Flüssigkeitssystem gebildet wird. Die Grundplatte 3 trägt ein Bedienungsbrett
65, auf dem Ventile 66, 67, 68 für die Handhabung der Lagerrahmen
9, der Tragarmwellen 18 und der Tragarme 20, 21 und der dadurch getragenen
Bohrlafetten 30
angeordnet sind. Das Bedienungsbrett 65 trägt auch
Steuerungsmittel 62, 63, 64 für die Motoren 46, für die Gesteinsbohrmaschinen
31 und für die nicht dargestellten Zuführungsmotoren und Bohrstahlführungen
auf den Bohrlafetten 30. Die Druckluft für die Gesteinsbohrmaschinen für
die Bohrlafettenmotoren und für die Bohrstahlführungen wird durch nicht dargestellte
Schläuche an das Steuermittel auf dem 5 Bedienungsbrett 65 herangebracht
und durch nicht dargestellte Schläuche den Bohrlafetten und den Gesteinsbohrmaschinen
zugeleitet.
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Damit die Querstange 32 und die dadurch getragenen Bohrlafetten
auf gleiche Weise bewegbar sind, sind die Querstangen 32 in Buchsen
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(F i g. 5), die in den Seitenschilden 33, 34 befestigt sind,
drehbar angebracht. Die Welle 70 der Motoren 46 treibt durch eine Muffe
71 die Schraube 72 an, welche in eine Mutter 73 eingreift,
die in der Stütze 44 befestigt ist und die auf die Bewegung der Schraube
72 hin eine Verstellung der Stütze 44 in der Längsrichtung der Querstange
32 und in einer von der Rotation der Schraube abhängigen Richtung verursacht.
Die Führungen 45 sind mittels des Zapfens 74 schwenkbar mit der Stütze 44 verbunden,
wie in F i g. 6 dargestellt ist.
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Um die Bewegung der Tragarrne 20, 21 durch die Tätigkeit der Zylinder
22 zu synchronisieren, sind die Arme mit Scheiben 75 (F i g. 7) versehen,
über die biegsame Spannmittel, z. B. Drahtseitel 76, die innerhalb der Tragarmwelle
18 gekreuzt sind, liegen, so daß die Zylinder 22 nur in der Lage sind, die
Tragarme 20, 21 in Synchronisation zu bewegen, d. h. daß sie von den Lagerrahmen
9 und 55 gleichzeitig und im gleichen Betrage nach oben bzw. nach
unten geschwenkt werden. Natürlich können auch andere Synchronisierungsmittel, beispielsweise
Kettenglieder oder Zahnradgetriebe u. dgl., verwendet werden; und die Arme können
auch hydraulisch synchronisiert werden.
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Die oben beschriebene Gesteinsbohrmaschine kann auf folgende Weise
betrieben werden: Die Bohrlafette 31, die von den Tragarmen 20, 21 auf dem
Lagerrahmen 55 getragen wird, kann beispielsweise mit einer Gesteinsbohrmaschine
zum Bohren eines Loches mit großem Durchmesser, z. B. 100 bis 150
mm, versehen werden, und die Bohrlafette 30, die von zwei Tragarmpaaren 20,
21 getragen und durch die schwenkbaren Lagerrahmen 9
gestützt wird, kann mit
Gesteinsbohrmaschinen zum Bohren von Standardlöchem, z. B. 22 mm oder
25 mm, versehen werden. Während der Beförderung des Bohrgerüstes zum Arbeitsplatz
wird diese auf dem Fahrgestell 1 bewegt, und während dieser Bewegung werden
die Bohrlafetten soweit wie möglich, oder soweit es erforderlich ist, im Hinblick
auf die örtlichkeiten der in F i g. 1 und 2 dargestellten Lagen gesenkt.
Die Bohrlafetten werden dann mit den Schwerpunkten im wesentlichen über dem mittleren
Teil des Untergestells 3 aufgestellt, und das gesamte Bohrgerüst bildet eine
gut ausgewuchtete und leicht transportierbare Einheit, deren größte Länge durch
die Länge der Bohrlafetten 30 bestimmt wird. Wenn die Bohrlafetten nicht
sehr lang sind, bekommt man natürlich auch eine verhältnismäßig kurze Transporteinheit.
Wenn das Bohrgerüst zum Arbeitsplatz befördert worden ist, hebt der Bedienungsmann
das Untergestell 3 von dem Fahrgestell -1 mittels der Stützen 4. Das
Fahrgestell wird dann aus dem Raum unterhalb des Untergestells 3 bewegt,
und das Untergestell wird mittels der Stützen gesenkt, so daß das Untergestell in
der Nähe des Bodens bleibt. Der Bedienungsmann betätigt dann die Bohrlafetten von
dem
Bedienungsbrett 65 her mittels der Ventile 66,
67 und
68, so daß die Bohrlafetten zum Bohren in Stellung gebracht werden, gemäß
dem Bohrungsschema, das man vorher aufgestellt hat und das auf irgendeine geeignete
Weise auf die Gesteinsfläche markiert ist. Mittels der Zylinder 11 können
die schwenkbaren Lagerrahmen 9 von der in vollen Linien in F i
g. 14 dargestellten Lage zu der in strichpunktierten Linien dargestellten
Lage geschwenkt werden. Mittels der Zylinder 80 können die Tragannwellen
18 zu den verschiedenen in F i g. 4 dargestellten Stellungen geschwenkt
werden. Mittels der Zylinder 47 werden die Bohrlafetten auf die Gesteinsseite zu
bewegt. Von dem Bedienungsbrett 65
her läßt der Bedienungsmann die Gesteinsbohrer
anfangen und aufhören, betätigt die Bohrlafetten und bewegt die Tragarme von einer
Bohrstellung zur anderen, wie von dem Bohrschema verlangt wird. Wie aus den F i
g. 3 und 4 hervorgeht, können die Bohrlafetten in verschiedene Stellungen
gebracht werden, die zum Bohren aller Löcher eines Stollens oder Gangabschnittes
einer Größe, für die die Bohrmaschine 31 vorgesehen ist, erforderlich sind.
Nach Beendigung der Bohrung hebt der Bedienungsmann das Untergestell 3 mittels
der Stützen 4 zu einer passenden Höhe und fährt das Fahrgestell 1 unter das
Untergestell 3. Dann wird das Untergestell gesenkt, und das Fahrgestell fährt
das Bohrgerüst vor dem Schießen und dem Laden des gesprengten Gesteins in eine geschützte
Stellung.
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Das in den Zeichnungen dargestellte Bohrgerüst ist nur als Beispiel
zu betrachten, und die Einzelheiten der Erfindung können innerhalb des Bereiches
der Ansprüche auf verschiedene Weise abgeändert werden. Eine erfindungsgemäße Bohrmaschine
kann beispielsweise mit mehr oder weniger Bohrlafetten als in dem dargestellten
Beispiel ausgeführt werden.