DE1355C

DE1355C - Hydraulic rotary drilling machine

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Publication number: DE1355C
Application number: DE000000001355DA
Authority: DE
Original assignee: A Brandt
Current assignee: A Brandt
Priority date: 1877-09-17
Filing date: 1877-09-17
Anticipated expiration: 1897-09-18

Description

1877:1877:

Klasse 5.Class 5.

ALFRED BRANDT in HAMBURG. Hydraulische Rotations-Bohrmaschine.ALFRED BRANDT in HAMBURG. Hydraulic rotary drilling machine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 18. September 1877 ab. Längste Dauer: 4. März 1892.Patented in the German Empire on September 18, 1877. Longest duration: March 4, 1892.

Die durch die Zeichnung dargestellte Drehbohrmaschine basirt auf folgendem Princip: Die Schneiden eines Kernbohrers werden mittelst grofsen hydrostatischen Druckes in das zu bohrende Gestein eingeprefst, während gleichzeitig die Rotation des Bohrers durch einen hydraulischen Motor hervorgebracht, und somit ein ringförmiger Raum ausgebohrt wird. Das Widerlager wird durch eine zwischen den Felswänden verspannte hydraulische Presse gebildet. Das Arbeitswasser wird endlich, nachdem es die Motoren verlassen hat, zur permanenten Reinigung des Bohrloches benutzt. Der eigentliche Bohrer a, auf dessen Gestalt es wesentlich ankommt, besteht aus einem abgestumpften, schwach konischen Hohlkegel aus Stahl; das Ende, welches den gröfsten Durchmesser besitzt, wird mit Zähnen versehen, welchen die Function des eigentlichen Bohrers obliegt und die daher gehärtet sind; in das andere Ende ist ein steiles Schraubengewinde eingeschnitten, welches zur Verbindung dieser Stahlkrone mit einem Rohr, der Bohrstange b dient. Diese Bohrstange besteht aus einer Anzahl von Stücken, welche ebenso oder mittelst Bajonnetkupplungen untereinander verbunden' werden. Jedes der Stücke hat annähernd die Länge des Ausschubes der Bohrmaschine. Die Anzahl richtet sich nach der Länge des abzubohrenden Loches. Diese Länge kann beliebig grofs gewählt werden, da die Inanspruchnahme der Bohrstange auf Zerknickung verhältnifsmäfsig sehr gering ist und dieselbe hauptsächlich nur der Torsion zu widerstehen hat. Mit dem Buchstaben c ist der Gylinder bezeichnet, welcher den erforderlichen Druck auf die Bohrstange ausübt. Derselbe bewegt sich auf dem feststehenden Kolben d gegen das Gestein, wenn durch das Röhrchen e Druckwasser einströmt; läfst man dagegen dieses Wasser bei / ausfliefsen, so wird der Cylinder zurückgezogen, da durch das Röhrchen g stets Druckwasser in den ringförmigen Raum h eintreten kann. Der feststehende Kolben d wird auf dem als Bohrgestell dienenden Cylinder i einer hydraulischen Presse festgeschraubt. Mittelst dieses Gestelles wird auf einfachem Wege ein solides Widerlager gewonnen. Dasselbe mufs als wesentlicher Bestandtheil gelten, weil gar nicht abzusehen ist, auf welche Weise sonst in den auftretenden Pressungen entsprechendes zweckmäfsiges Widerlager herzustellen wäre. An zwei Führungslinealen k k, welche sich zu einem, den Cylinder c umschliefsenden Halslager vereinigen, sind zwei rechtwinklig gekuppelte Hydromotoren // befestigt, welche die Welle m in Rotation versetzen. Die Bewegung dieser Welle wird mittelst Schraube und Schraubenrad η auf den Cylinder c übertragen und dadurch die langsam rotirende Bewegung des Rohres hervorgebracht. Die Führungslineale k gestatten die Vor- und Rückwärtsbewegung der Motoren mit dem Cylinder c, verhindern jedoch jede Verdrehung derselben infolge des Seitendruckes der Schraubenwelle. Das Druckwasser wird der Maschine durch drei schlauchartige Röhrchen op und q zugeführt. Das gröfste derselben besteht aus Rohrstücken, welche mit Gelenken versehen sind, mündet in das Ventil r und führt den beiden Motoren das erforderliche Wasserquantüm zu. Das Röhrchen/, welches bei s in den fixen Kolben eintritt und sich daselbst in die bereits erwähnten Stränge e und g theilt, leitet das zur Vor- und Rückwärtsbewegung des Prefscylinders nöthige Druckwasser zu. Das dritte Röhrchen q endlich führt das zum Ausschub des Prefskolbens des Gestelles nöthige Druckwasser bei t in dasselbe ein. Diese drei Röhrchen verzweigen sich erst ganz in der Nähe der Bohrmaschine aus einem einzigen Rohr, welches das Wasser aus der Hauptleitung des Tunnels entnimmt. Das Abwasser der Motoren gelangt durch kurze Schläuche, ferner durch den hohlen Kolben d, durch das Röhrchen u und durch die hohle Bohrstange, indem es sich einen Weg durch den zerbröckelten Kern und die Zwischenräume der Bohrschneiden sucht, ins Freie, und reinigt dabei fortwährend das Bohrloch vom Bohrschmand. Die Maschine ist auf einen mittleren Wasserdruck von 50 Atmosphären berechnet, und es ist angenommen, dafs der Bohrer zehn Touren pro Minute ausführen wird. Diese Gröfsen können indessen in ziemlich weiten Grenzen variirt werden.The rotary drilling machine shown in the drawing is based on the following principle: The cutting edges of a core drill are pressed into the rock to be drilled by means of high hydrostatic pressure, while at the same time the rotation of the drill is brought about by a hydraulic motor, and thus an annular space is drilled. The abutment is formed by a hydraulic press braced between the rock walls. The working water is finally used for permanent cleaning of the borehole after it has left the engines. The actual drill a, whose shape is essential, consists of a truncated, slightly conical hollow cone made of steel; the end, which has the largest diameter, is provided with teeth, which are responsible for the function of the actual drill and which are therefore hardened; A steep screw thread is cut into the other end, which is used to connect this steel crown to a pipe, the drill rod b . This boring bar consists of a number of pieces which are connected to one another in the same way or by means of bayonet couplings. Each of the pieces is approximately the length of the extension of the drill. The number depends on the length of the hole to be drilled. This length can be chosen to be as large as desired, since the stress on the boring bar for buckling is comparatively very small and it mainly only has to withstand torsion. The letter c designates the cylinder which exerts the required pressure on the drill rod. The same moves on the stationary piston d against the rock when pressurized water flows in through the tube e; On the other hand, if this water is allowed to flow in / out, the cylinder is withdrawn, since pressurized water can always enter the annular space h through the tube g . The stationary piston d is screwed onto the cylinder i of a hydraulic press, which serves as a drilling frame. In the middle of this frame, a solid abutment is obtained in a simple way. The same must be regarded as an essential component, because it cannot be foreseen in what way otherwise appropriate counter-bearings would be produced in the pressures that occur. Two hydraulic motors // coupled at right angles are attached to two guide rulers kk, which unite to form a neck bearing enclosing the cylinder c , which set the shaft m in rotation. The movement of this shaft is transmitted to the cylinder c by means of a screw and a helical gear η , and thereby the slowly rotating movement of the tube is brought about. The guide rulers k allow the motors to move forwards and backwards with the cylinder c, but prevent any rotation of the same as a result of the side pressure of the screw shaft. The pressurized water is fed to the machine through three hose-like tubes op and q. The largest of these consists of pipe sections, which are provided with joints, opens into the valve r and supplies the two motors with the required amount of water. The tube /, which enters the fixed piston at s and there divides into the already mentioned strands e and g, supplies the pressurized water necessary for the forward and backward movement of the cylinder. The third tube q finally introduces the pressurized water necessary for the extension of the piston of the frame at t into the same. These three small tubes branch out from a single tube very close to the drilling machine, which takes the water from the main line of the tunnel. The waste water from the engines gets into the open through short hoses, further through the hollow piston d, through the tube u and through the hollow drill rod, by looking for a way through the crumbled core and the gaps between the drill bits, and in the process continuously cleans it Borehole from drilling debris. The machine is calculated for an average water pressure of 50 atmospheres, and it is assumed that the drill will make ten revolutions per minute. These sizes can, however, be varied within fairly wide limits.

Durch Versuche mit dieser Maschine ist be-Experiments with this machine have shown

Claims

the proof has already been provided that with it even the most solid rocks are disproportionately more advantageous can be drilled than with a drill, which acts as a substance.

In the drawings, FIG. 1 is an elevation, FIG. 2 is a section and FIG. 5 is a top view of the hydraulic rotary drilling machine together with the frame. Fig. 3 shows the worm gear, and Figure 4 is an end view of the drill. Fig. 6 shows the drilling rig in section.

Patent claim: The entire set of a hydraulic rotary drilling machine, as described and illustrated.

1 sheet of drawings.