-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spülkopf für Seilschlagbohrgeräte,
der einen an einen Verbindungsschlauch zu der Spülpumpe angeschlossenen Verteilerkopf
aufweist, welcher nach unten durch ein Rohr verlängert ist und oberhalb davon eine
Stopfbüchse trägt, durch welche das mit dem Schlagmeißel verbundene Seil in das
Innere eines mit dem Verteilerkopf in Verbindung stehenden Hohlgestängestranges
dichtend eingeführt ist.
-
Ein Spülkopf dieser Art ist bereits der französischen Patentschrift
684124 zu entnehmen. Dabei ist das mit dem Schlagmeißel verbundene Seil gegenüber
dem Spülkopf mittels einer Seilklemme festgelegt, während die Hubbewegung dem Meißel
durch ein am Spülkopf befestigtes Antriebsseil, dem Spülkopf selbst, die Seilklemme
und durch das Verbindungsseil vermittelt wird. Das den Verteilerkopf nach unten
verlängernde Rohr des bekannten Spülkopfes ist in einer An- und Abschraubvorrichtung
dichtend axial beweglich geführt, wobei die An- und Abschraubvorrichtung selbst
an einem mittels eines Flaschenzuges im Bohrmast aufgehängtem Joch befestigt ist
und den Hohlgestängestrang trägt.
-
Beim Schlagbohren muß daher der bekannte Spülkopf die Hubbewegung
des Schlagmeißels zwangläufig mitmachen. Zu Beginn jedes Aufwärtshubes des Meißels
wird durch die Seilklemme auf den Spülkopf schockartig eine der Aufwärtsbewegung
entgegengerichtete Kraft aufgebracht, die in kurzer Zeit zur Zerstörung der Stopfbüchse
führt. Außerdem erfährt dabei das Verbindungsseil an der Klemmstelle eine hohe Wechselbeanspruchung,
die häufig ein Reißen des Verbindungsseils nach sich zieht. Bei Verwendung eines
schweren Spülkopfes werden die Trägheitskräfte der zu bewegenden Massen derart groß,
daß die Schlagzahl des Meißels stark reduziert werden muß, wodurch wiederum der
Bohrfortschritt verringert wird. Weiter ist beim bekannten Spülkopf der Verbindungsschlauch
zu der Spülpumpe einer ständig wechselnden Biegung unterworfen, so daß dieser Schlauch
schnell zu Bruch geht.
-
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden
und einen Spülkopf der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Bewegung
des Schlagseils ohne Mitwirkung des Spülkopfes auf den Schlagmeißel übertragbar
ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spülkopf
am oberen Ende des Hohlgestängestranges zumindest in Axialrichtung gegenüber dem
Strang fest angeordnet ist und eine Schleusenkammer aufweist, die einen Teil des
Schlagseils hermetisch umschließt und dichtend axial beweglich im Spülkopf geführt
ist.
-
Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden die bewegten Teile im
Spülkopf auf- ein Minimum. reduziert und vor allem eine stoßartige Beanspruchung
der noch bewegten Teile bei der Hubbewegung des Meißels vermieden, so daß auch eine
Abdichtung des Spülkopfes nach außen und eine Vergrößerung der Meißelschlagzahl
mit Sicherheit gewährleistet werden kann.
-
Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes und die damit verbundenen
Vorteile sind aus der nachfolgenden, an Hand einer Zeichnung gemachten Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Spülkopfes ersichtlich. In der
Zeichnung zeigt F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Seilschlag-Bohrgerätes
mit einem erfindungsgemäßen Spülkopf und F i g. 2 einen Axialschnitt durch den erfindungsgemäßen
Spülkopf.
-
Ein Bohrmast 1 (F i g. 1) steht mittels eines Gerüstes 2 auf dem Erdboden
3. Ein Joch 5, das mittels Führungen 6 im Mast 1 gleitet, hängt an einem Flaschenzug
4 mit zwei feststehenden Rollen 4 a und zwei beweglichen Rollen 4 b. An dem Joch
5 ist ein Spülkopf 7 mit einer Schleusenkammer 8 zum Einführen des Schlagseils 9
in diesen Spülkopf 7 befestigt. Das untere Ende des Spülkopfes 7 ist am oberen Ende
eines als Spülleitung dienenden Hohlgestängestranges 10 angeordnet. Diese Anordnung
ist so ausgeführt, daß das Gehäuse des Spülkopfes 7 zumindest in Axialrichtung des
Schlagseils 9 fest mit dem Hohlgestängestrang 10 verbunden ist, während das
obere Ende des Hohlgestängestranges 10 gegenüber dem Spülkopf 7 an diesem vorzugsweise
drehbeweglich befestigt ist. Im letzteren Fall ist auf der Arbeitsbühne
11 des Mastes mit Vorteil ein Drehtisch 12 vorgesehen, der den Hohlgestängestrang
10 in langsame Drehbewegung mit geringem Drehmoment versetzt. Zu diesem Zweck wird
die oberste Hohlstange der Spülleitung 10 durch eine Mitnehmerstange mit Vierkantprofil
ersetzt. Die Rollen 4 a, 4 b des Flaschenzuges 4 sind an dem Mast 1 und an dem Joch
5 so angeordnet, daß das Schlagseil 9 ungehindert in der Achse des Hohlgestängestranges
10 verlaufen kann. Ein Schlagmeißel 13 wird mit Hilfe des Unterteils des
Hohlgestängestranges 10 axial geführt. Da die Art der Führung und der Aufhängung
des Schlagmeißels 13 nicht zum Erfindungsgegenstand gehören, werden sie hier nicht
näher beschrieben.
-
Der Antrieb des Schlagmeißels 13 mittels des Schlagseils 9 unter gleichzeitigem
Umlauf eines mit Hilfe des Spülkopfes 7 in die Spülleitung 10 unter Druck eingespeisten
Spülmittels (Direktumlauf) erfordert, daß die Schlagseileinführung in den Spülkopf
7 vollkommen dicht ist und dabei eine Axialbewegung des Schlagseils 9 gegenüber
dem Spülkopf 7 zuläßt. Zu diesem Zweck ist der Spülkopf 7, an dessen unterem Teil
der Hohlgestängestrang 10 vorzugsweise drehbar angebracht ist, an seinem oberen
Teil mit der Schleusenkammer 8 versehen, die gegenüber dem Gehäuse des Spülkopfes
7 dichtend axial beweglich im letzteren verschiebbar ist und einen Teil des Schlagseils
9 hermetisch umschließt.
-
Der Spülkopf 7 enthält einen Verteilerkopf 23, der mittels zwei seitlichen
Bolzen 24 im Joch 5 sitzt. Ein Spülmitteleintrittskanal 25, der mittels eines Schlauches
mit einer Druckpumpe (beide in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden ist, mündet
tangential in die Kammer 26 dieses Verteilertopfes 23. Ein Rohr 27, das am unteren
Ende des. Verteilertopfes 23 befestigt ist, weist außen an seinem unteren Ende einen
ringförmigen Vorsprung 28. auf, auf dem ein Wälzlager 29 aufliegt, welches über
zwei Stellringe 30, 31 mit Außengewinde einen drehbaren zylindrischen Teil 32 trägt,
der das Wälzlager 29 und einen Teil des Rohres 27 umhüllt. Eine Stopfbüchse 33,
die sich in einer ringförmigen Aussparung in einem am zylindrischen Teil 32 angeschraubten
Verbindungsrohr 36 befindet und von zwei Stellmuttern 34, 35 gehalten wird, umschließt
hermetisch ein am Rohr 27 befestigtes Verschleißrohr 37. Das obere Ende des Verbindungsrohres
36 ist an dem drehbaren zylindrischen Teil 32, und sein unterer Teil an einem auswechselbaren
Zwischenstück
38, an welchem entweder eine Vierkantmitnehmerstange 39 oder direkt das oberste
Gestänge des Hohlgestängestranges 10 angebracht ist, befestigt. Ein ringförmiger
Hohlraum 40, der von dem zylindrischen Teil 32, dem ringförmigen Vorsprung
28 und einem Teil des Rohres 37 begrenzt wird und unterhalb des Wälzlagers 29 liegt,
ist mittels einer oder mehrerer in dem zylindrischen Teil 32 vorgesehenen Bohrungen
41 nach außen geöffnet, so daß auch bei einer undichten Stopfbüchse 33 die Spülung
nie in das Wälzlager 29 gelangen kann.
-
Die Schleusenkammer 8 im Spülkopf 7 besteht aus einem in axialer Richtung
verschiebbaren Schlagkopf, der sich aus folgenden Teilen zusammensetzt: einerseits
ein axial bewegbares Schleusenrohr 42, dessen oberes Ende stets aus dem Spülkopf
7 herausragt, das von einer am abnehmbaren Deckel 44 des Verteiltopfes 23 befestigten
Dichtungsmanschette 43 umschlossen ist und weit ins Innere des Spülkopfes 7 hineinragt,
und andererseits eine Keilbuchse 45, die am oberen Ende des bewegbaren Schleusenrohres
42 befestigt ist und aus einer zylindrischen Buchse 46 mit einer kegelstumpfförmigen
Bohrung 47, in der sich mindestens zwei entsprechend geformte, das Schlagseil 9
hermetisch umschließende Keile 48 befinden, und aus Stellelementen 49 a und 49 b
besteht, die auf der zylindrischen Buchse 46 angebracht sind und auf die Keile 48
einwirken, so daß diese gegen das Seil 9 gepreßt werden. Eine Stellbuchse 49 mit
Außengewinde, die in den oberen Teil einer durchbrochenen, am abnehmbaren Deckel
44 des Verteilertopfes 23 befestigten Buchse 50, in der die Dichtungsmanschette
43 sitzt, eingeschraubt ist, gestattet die Einstellung des Drucks der Dichtungsmanschette
43 auf das verschiebbare Schleusenrohr 42. Die Dichtungsmanschette 43 besteht mit
Vorteil aus übereinandergeschichteten Profilringen aus einem halbnachgiebigen Material
und bildet eine Labyrinthdichtung.
-
Die aus der Keilbuchse 45, den Keilen 48 und den Stellorganen
49 a, 49 b für die letzteren, bestehende Klemmvorrichtung, die den vom Schlagseil
9 durchsetzten Raum des Schleusenrohres 42 nach außen hermetisch verschließt und
das Schlagseil 9 gegenüber dem axial bewegbaren Rohr 42 festlegt, ist nur einer
geringen Beanspruchung unterworfen, die im wesentlichen von dem auf den Querschnitt
des Schleusenrohres 42 wirkenden Spülmitteldruck bestimmt ist. Unter dem Druck des
Spülmittels wird die verschiebbare Schleusenkammer 8 nach oben gedrückt, so daß
infolgedessen das an ihr befestigte Schlagseil 9 ständig gespannt bleibt. Da das
Gewicht des Seils 9 sowie der Druck des Spülmittels mit der Tiefe des Bohrloches
zunehmen, bleibt die Seilspannung ungefähr konstant. Es versteht sich, daß die Länge
des verschiebbaren Schleusenrohres 42 dem maximalen Meißelhub entsprechend gewählt
ist. Der vom Spülmitteldruck beaufschlagte Querschnitt des Schleusenrohres 42 kann
sehr klein gewählt werden, derart, daß z. B. der Außendurchmesser des Schleusenrohres
42 nur um die doppelte Wandstärke des letzteren größer ist als der Seildurchmesser.