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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einsetzen und
Herausnehmen von Bohrstangen einer Bohrmaschine in ein bzw. aus einem fest an der
Lafette angeordneten Magazin.
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Bei Vorrichtungen dieser Art braucht das Magazin beim Einsetzen und
Herausnehmen von Bohrstangen nicht selbst verschwenkt zu werden, wie es bei Rotary-Bohranlagen
nach der deutschen Patentschrift 1056 074 notwendig ist. Bei anderen bekannten Vorrichtungen
der erwähnten Art gemäß der USA.-Patentschrift 2 535 464 ist neben dem Magazin auch
ein Greifer vorgesehen. Dieser bekannte Greifer hat aber die Form einer Zange, die
lediglich von Hand bedient werden kann. Sie ist zwischen zwei Platten, die an einem
Mast befestigt sind, geführt. Ein selbsttätiges Einsetzen und Herausnehmen der Bohrstangen
ist nicht möglich.
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Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung ist ebenfalls ein Greifer
vorgesehen; sein Arbeitsbereich ist Jedoch stark eingeengt, so daß die Bohrstangen
dem Greifer besonders zugeführt werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Magazin so auszubilden, daß in ihm
eine Transportvorrichtung für die Bohrstangen untergebracht werden kann; die einerseits
die im Abstell- bzw. Abgabepunkt abgestellten Bohrstangen in das Magazin hineinführt
und andererseits die im Magazin gespeicherten und abzugebenden Bohrstangen aus dem
Magazin heraus dem Abstell- bzw. Abgabepunkt zuführt.
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Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bohrstangen
im Magazin zwischen einem an einer Stelle unterbrochenen festen Käfig und einer
gegen eine kraftbetätigten Sperre beweglichen Halterung gelagert sind und ferner
neben dem Magazin ein kraftbetätigter ein- und ausfahrbarer Greifarm angeordnet
ist.
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Eine weitere Verbesserung ist nach der Erfindung dadurch erreicht,
daß der Greifarm axial teleskopisch ausgebildet und an seinem einen Ende mit einer
Greifzange versehen ist. Dabei kann die Schwenk-und Teleskopbewegung des Greifarms
durch eine hydraulische Folgeschaltung in die jeweilige Endstellung und die Zangenbewegung
ebenfalls durch hydraulisches Mittel steuerbar sein. Diese Maßnahme gestattet einen
fast völlig automatischen Arbeitsablauf.
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Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der
Greifarm durch eine oder mehrere in seinem Lagergehäuse geführten Führungsbolzen
vor Verdrehung gegenüber der Bohrstangenachse gesichert. Dadurch lassen sich die
einzelnen Bohrstangen stets in einer definierten Lage halten.
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Zweckmäßigerweise ist das Magazin so ausgebildet, daß die Bohrstangen
in dem Raum zwischen dem Magazinkäfig und Ausnehmungen am Umfang der Magazintrommel
geführt'sind und ein unbeabsichtigtes Fortschalten der Trommel durch ein Gesperre
oder eine Bremse verhindert ist. Der Magazinkäfig ist im Bereich einer Trommelteilung
geöffnet, wobei die Grundstellung des Greifarms eine Teilung neben der Öffnung des
Magazinkäfigs in Magazinsicherungsrichtung liegt. Durch diese Ausbildung wird eine
zusätzliche Sicherung gegen das Herausfallen einer Stange aus der Ladestation des
Magazins vermieden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt; es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer Gesteinsbohrmaschine
zeit Lafette und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 eine Draufsicht auf
die Gesteinsbohrmaschine entlang der Linie 11-II in F i g. 1 und F i g. 3 den Schaltplan
der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung.
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Bei der in F i g. 1 dargestellten Gesteinsbohrmaschine ist auf einem
Fahrwerkrahmen 1 ein Lafettenträger 2 angeordnet, an dessen oberem Ende die Lafette
3 an einer Schwenkachse 4 drehbar gelagert und durch einen Zylinder
5 in jede gewünschte Schräglage einstellbar ist. Die oberste Bohrstange 6 des Stranges
wird durch eine untere Zange 7 festgehalten. Oberhalb der unteren Zange 7 befindet
sich eine Anbohrführung 8 und eine obere Zange 9. Über ein Vorschubgetriebe
10 und eine Vorschubkette 11
erfolgt der Vorschub des an der Lafette
3 gleitend gelagerten Drehantriebs 12.
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An der Lafette 3 ist ein Magazin 13 starr befestigt.
Der Käfig 14 des Magazins ist durch Querscheiben 15 versteift.
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Zum Zweck der besseren lfbersicht ist in F i g. 1 nur eine Bohrstange
16 in dem Magazin 13 dargestellt. Die Bohrstange 16 wird von den Greifbacken 17
und 18 eines Greifarms 19 in dessen Grundstellung umfaßt. Dieses Umfassen ist jedoch
nicht erforderlich, um die Bohrstange 16 neben einer Öffnung 20 des Magazinkäfigs
14 am Herausfallen der öffnung 20 zu hindern. Dies wird vielmehr durch die
sinnvolle Konstruktion der Magazintrommel 21 bewerkstelligt, die später im Zusammenhang
mit F i g. 2 näher beschrieben wird.
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In F i g.1 ist der Greifarm 19 als unmittelbar oberhalb des Magazinkäfigs
14 angeordnet dargestellt. Dieser Greifarm kann auch an anderer geeigneter Stelle
an der Lafette 3 befestigt sein.
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Aus F i g. 2 ist zu ersehen, daß die Innenwand des Käfigs 14 kreiszylindrisch
ausgebildet ist. Dagegen ist die Käfigtrommel 21 am Umfang mit Ausnehmungen 22 versehen,
die einen Teil des Umfangs der in dem Magazin befindlichen Bohrstangen umfassen.
Durch diese im Querschnitt etwa kettenradähnliche Ausbildung der Käfigtrommel21
werden die Bohrstangen sicher in ihrer Lage gehalten. Insbesondere wird die letzte
Bohrstange 16 an einem Herausfallen aus der Öffnung 20 gehindert. Die Käfigtrommel
21 wird an einem unbeabsichtigten Fortschalten durch ein Klinkgesperre
23 gehindert. Dabei ist das Klinkrad 24 mit der Käfigtrommel 21 fest
verbunden, während der Klinkenhebel bei 25 am Magazinkäfig 14 drehbar gelagert und
durch eine Feder 26 mit einem Raststift 27 in Berührung mit dem Klinkenrad 24 gezwungen
wird.
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Die F i g. 2 zeigt den Greifarm 19 in seiner Grundstellung,
in der er mit den Backen 17 und 18 die letzte Bohrstange 16 umfaßt.
Während das Magazin 13 über Tragstreben 28 an der Lafette 3 befestigt ist, ist der
Greifarm 19 mit seinem Lagergehäuse 29 an der Stelle 30 drehbar an einem oder mehreren
Tragarmen 31 gelagert, die ihrerseits an der Lafette 3 befestigt sind. Durch einen
Hydraulikzylinder 32 ist der Greifarm axial vierfahrbar. Ein weiterer Hydraulikzylinder
33 ist an seinem einen Ende 34 an der Lafette 3 und am anderen Ende 35 im Abstand
von der Drehachse 30 an- dem Lagergehäuse 29 aasgelenkt. Durch Betätigung des Zylinders
33 läßt sich also der Greifarm auf einem Kreisbogen um die Achse 30 verschwenken.
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In F i g. 3 ist ein Hydraulikschaltplan für die erfindungsgemäße Vorrichtung
dargestellt. Die Wirkungsweise
dieser Vorrichtung soll an Hand
des Schaltplans erläutert werden. Ausgehend von der Grundstellung des Greifarms
19 in F -i g. 2 wird zunächst ein 4-Wege-/3-Stellungs-Ventil 36 in die unterste
Schaltstellung geschaltet. Dadurch strömt von der Druckleitung 37 Druckmittel über
die Leitung 38 auf die Vorderseite eines Spannzylinders 39, der die Greifbacken
17 und 18 über einen Kniehebelmechanismus 40 an die Bohrstange 16 anpreßt. Eine
Beschreibung des Rücklaufs erübrigt sich.
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Nach dem Spannen der Greifbacken 17 und 18 wird ein weiteres 4-Wege-/3-Stellungs-Ventil
41 in die oberste Schaltstellung geschaltet und damit über die Leitung 42 und durch
ein hydraulisch betätigbares 4-Wege-/2-Stellungs-Ventil 43 der Rückseite des Kolbens
des Zylinders 32 Druckmittel zugeführt. Dadurch wird der Greiffarm 19 gemäß F i
g. 3 axial nach rechts verschoben, bis der am Greifarm befestigte Anschlag
44 ein 2-Weg e-/2-Stellungs-Umsteuerventil 45 umschaltet und dadurch Druckmittel
über die Leitung 46 in den Steuerungsteil eines federbelasteten 4-Wege-/2-Stellungs-Ventils
47 gelangen läßt und dieses umschaltet. Dadurch gelangt Druckmittel über die Leitung
42 durch das Ventil 47 und über eine Leitung 48 auf die Rückseite des Kolbens
des Zylinders 33 und verschwenkt den Greifarm 19 um die Drehachse 30. Diese Verschwenkung
ist durch den Pfeil 49 angedeutet. Am Ende des Pfeils 49 betätigt ein Anschlag 50
an der Kolbenstange des Zylinders 33 ein 2-Wege-/2-Stellungs-Umsteuerventil 51,
wodurch Druckmittel über eine Leitung 52 in den rechten Steuerteil des Ventils 43
gelangt und dieses nach links umschaltet. Dadurch gelangt Druckmittel über die Leitung
42 durch das Ventil 43 und über eine Leitung 53 auf die Vorderseite des Kolbens
des Zylinders 32. Die Folge davon ist, daß der Greifarm 19 entlang dem Pfeil 54
so weit axial ausgefahren wird, daß die Achse der Bohrstange 16 mit der Bohrlochachse
55 zusammenfällt. In dieser Stellung kann der Greifarm 19 entweder durch einen weiteren
Endschalter oder durch Handumschaltung des Ventils 41 in seine Mittelstellung verriegelt
werden.
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Bis zu diesem Zeitpunkt ist das Ventil 36 und damit der Spannzylinder
39 in seiner Stellung verblieben. Zur hydraulischen Verriegelung des Zylinders 39
könnte das Ventil 36 während des obigen Zeitraums jedoch auch in seine Mittelstellung
geschaltet werden.
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Unmittelbar nach Beginn des Ausfahrens des Greifarms 19 auf der Strecke
54 hat dabei der Anschlag 44 das Umstellventil 45 freigegeben und in seine in F
i g: 3 dargestellte Lage zurückkehren lassen. Damit ist auch das Ventil 47 durch
seine Rückstellfeder in die in F i g. 3 dargestellte Lage zurückgeführt worden.
Dagegen ist das hydraulisch betätigte Ventil 43 in seiner nach links geschalteten
Stellung verblieben.
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Die Bewegung des Greifarms 19 von seiner einen Endstellung bei der
Bohrlochachse 55 zurück zu der Grundstellung gemäß F i g: 2 wird durch Umschaltung
des Ventils 41 in seine unterste Stellung eingeleitet. Der Greifarm 19 bewegt
sich dann über den Pfeil 54 und den Pfeil 49 bis in seine Grundstellung zurück.
In dieser Grundstellung wird er entweder durch einen Endschalter oder durch Handumschaltung
des Ventils 41 in die Mittelstellung angehalten. Die Fortschaltung der Magazintrommel
21 geschieht gemäß F i g. 2 jeweils durch die axiale Bewegung des Greifarms 19 auf
dem Pfeil 56. Die trifft sowohl für die Entnahme einer Bohrstange als auch für das
Magazinieren einer Bohrstange zu. Dabei überwindet der Greifarm 19 jeweils die Verriegelungskraft
an dem Klinkwerk 23.
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Am Ende des Pfeils 56 befindet sich die zu entnehmende Bohrstange
jeweils gegenüber der Öffnung 20, so daß bei der Bewegung auf dem Pfeil 49
eine Berührung mit dem Magazinkäfig 14 nicht eintritt. Das gleiche gilt für das
Magazinieren einer Bohrstange.
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Bei außergewöhnlich großen Neigungen der Lafette 3 durch den Zylinder
5 kann sich der Einsatz eines zweiten Greifarms 19 zur Ausschaltung von Biegemomenten
in dem Greifarm empfehlen. Dieser zweite Greifarm müßte mit dem ersten synchron
gesteuert werden.
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Jeder Greifarm 19 ist durch in dem Lagergehäuse 29 geführte Führungsbolzen
57 gegen axiale Verdrehung geschützt.
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Durch die Erfindung ist das Nachsetzen und der Abbau von Bohrstangen
mit einfachsten Mitteln stark erleichtert und automatisiert worden. Die bewegten
Massen sind dabei so klein wie möglich gehalten worden. Auch die Zahl der verwendeten
Elemente stellt ein Minimum dar.