DE1758136B2

DE1758136B2 - Hydraulischer bohrausleger fuer gesteinsbohrmaschinen

Info

Publication number: DE1758136B2
Application number: DE19681758136
Authority: DE
Inventors: Lino Mailand Arcangeli (Italien)
Original assignee: Atlas Copco MCT AB
Current assignee: Atlas Copco MCT AB
Priority date: 1967-04-07
Filing date: 1968-04-08
Publication date: 1977-10-13
Also published as: SE363873B; DE1758136C3; DE1758136A1; US3470969A; JPS5311482B1; FR1563343A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Bohrausleger für Gestcinsbohrmaschinen mit einer Lafette, die im Verhältnis zu einer um die als Polachse vorgesehene Rotationsachse einer Welle rotierbaren Auslegerlagerung in verschiedenen Bohrpositionen polar einstellbar ist, wobei der Ausleger über Querachsen mit der Auslegerlagerung und mit einem Tragarm für die Lafette verbunden ist und dem Ausleger Parallelführungsorganc zugeordnet sind, durch welche bei Schwenkung des Bohrauslegers um die Querachse der Auslegerlagcrung eine kompensierende Schwenkung des Tragarmes um dessen Querachse die Parallelität zwischen den verschiedenen, durch die Schwenkung des Bohrauslegers bedingten Einstellungslagen des Tragarmes aufrechterhält, und die Lafette in Längsrichtung hydraulisch verstellbar auf cito nein Laffettenträger geführt ist.

Bei dem aus der FR-PS 1 460591 bekannten Bohrausleger wird die parallele polare Ausrichtung der Lafette mittels eines Gelenkparallelogramms erreicht. Diese Anordnung eignet sich schlecht für Gruppenarrangements von Auslegern, weil zwischen zwei nebeneinander arbeitenden Paaren von Auslegern schädliche Überschneidungen entstehen können. Mit dem bekannten Bohrausleger ist es zwar möglich, parallele Bohrlöcher zu bohren, sobald es aber um horizontale seitlich schräggestellte Löcher geht, z. B. um Keillöcher, versagt die Ausrüstung gänzlich. Bei der Einstellung müßten sowohl der Winkelzylinder der Lafette verstellt als auch die Auslegerhalterung um die Polachse 90° gedreht und dann noch angehoben

as werden, damit das Schrägloch in der gewünschten Ebene unter Verbleiben der Horizontallage angesetzt werden könnte. Durch die Betätigung des Winkelzylinders der Lafette wird jedoch die ursprünglich parallele Ausrichtung verloren, und es muß diese nach Rückführung der Auslegerhalterung unter erneuter Einstellung zurückgesucht werden. Eine solche Einstellung ist zeitraubend und praktisch unerwünscht. Der aus der US-PS 3 205 951 bekannte Bohrausleger arbeitet rein karthesisch mit einer parallelen Aus-

richtung durch aufwendige dreidimensionale Gelenkbauart und davon getragenem Stellkopf. Die polare Arbeitsweise und die Vielfachmontage der Ausleger sind daher als in der Praxis nicht sinnvoll ausgeschlossen. Der aufwendige Stellkopf verhindert des weiteren das Hereinführen der schon an sich sehr hoch gehaltenen Lafette an die Sohle, wodurch der Bohrbereich stark beeinträchtigt wird.

Der aus der Zeitschrift -.»Mining Magazine«, Mai 1965, Vol. 112, No. 5, S. 301, bekannte Bohrausleger ist nicht allgemein polar verstellbar. Auch sind aus der Abbildung Einzelheiten einer Parallelführung nicht ersichtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Bohrausleger zu schaffen, der im AuF-bau einfach, im Betrieb zuverlässig und gleichzeitig in der Lage ist, ein Rohrlochmuister jeder Art zu überdecken, wobei die Anzahl der Steuerungs- und Einstellungshandlungen sowie Zeit und Aufwand für das Erreichen einer Bohrstelle auf ein Minimum verrin-

gert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Tragarm durch dem Bohrausleger an je einer der Querachsen zugeordnete, untereinander hydraulisch verbundene Einrichtungen parallel gehalten ist und der Lafettenträger nur am Vorderende des Tragarmes getragen, um zwei in Längsrichtung des Bohrauslegers voneinander abliegende Vertikalachsen drehbar und mittels hydraulischer Stellzylinder karthesisch winkeleinstellbar ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß man eine gegebene Referenzrichtung bei maximal gedrungen ausgeführter Ausiegekonstruktion mit Hilfe hydraulischer Paral-

lelführungin allen Einstellungslagen cU;s Auslegers an einem den Auslegerarm verlängernden Tragarm beibehält und den Lafettenträger auf dem Tragarm so verstellen kann, daß man die Keillöcher oder andere Schräglöcher mit einem Minimum an Zeitaufwand nacheinander bohren kann. Bei diesen dem polaren Einstelluiigssystem zugeordneten karthesischen Einstellungen hat man dann immer die Referenzrichtung als Ausgangsrichtung in allen den parallelen Ebenen, die vom Ausleger und dem Tragarm bestrichen werden können.

Vorzugsweise ist der Tragarm zusammen mit dem Bohrausleger um die eine dem Auslegerlager zugeordnete quergestellte Achse horizontal hydraulisch se:itenverschwenkbar gelagert und winkeleinstellbar gehalten. Diese Anordnung verstärkt durch die somit ermöglichte direkte Stellwinkeladdierung die Weite der karthesischen Einstallungsmöglichkeiten.

Um eine einfache und sichere Parallelführung zu gewährleisten, bestehen die Einrichtungen vorteilhaft aus je einem Zylinder, in denen je ein Kolben vorgesehen ist, wobei die entgegengesetzten Seiten der Kolben von Zylinder zu Zylinder über geschlossene Leitungen hydraulisch miteinander verbunden sind und bei Bewegung des Zylinders der einen Einrichtung im Verhältnis zu dessen Kolben durch Schwenkung des Bohrauslegers der Tragarm durch entgegengesetzte gleiche Bewegung des Zylinders der anderen Einrichtung im Verhältnis zu dessen Kolben verschwenkbar iist. Vorzugsweise sind die Kolben mit je einem starren Zahnstangenabschnitt versehen, der mit einem an der entsprechenden Querachse befestigten Zahnrad in Eingriff steht.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydraulischen Auslegers in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 schematisch die Zusammensetzung des hydraulischen Auslegers gemäß Fig. 1,

Fig. 3, 4 und 5 schematisch verschiedene Einstellungen des gezeigten hydraulischen Auslegers in einer vertikalen Ebene,

Fig. 6 eine Aufsicht des hydraulischen Auslegers von Fig. 1 in anderem Maßstab und mit verschiedenen Einstellungen des Lafettenträgers in einer horizontalen Ebene,

Fig. 7 schematisch verschiedene Einstellungen des Auslegers und des Lafettenträgers,

Fig. 8 eine der hydraulischen Einrichtungen in perspektivischer Darstellung,

Fig. 9 eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines ersten Anschlußteils für den Ausleger, teilweise im Schnitt, und

Fig. 10 eine hydraulische Einrichtung zum Schwenken des Lafettenträgers.

Der Stützaufbau des Auslegers umfaßt zwei Abstützungen 1 und 2 und einen Träger oder eine Stütze, wovon ein Teil der Grundplatte 3 zu sehen ist (F i g. 2), auf der die Abstützungen befestigt sind. In den Abstützungen 1 und 2 ist eine vertikale Achse 4 für die Rotation drehbar abgestützt.

Die Achse 4 ist ein Teil eines ersten Anschlußteils, das allgemein mit Aa bezeichnet ist und das Auslegerteil 12 mit den Abstützungen 1 und 2 drehbar verbindet.

Das Anschlußteil Aa kann mittels eines oder mehrerer hydraulischer Zylinder 5 (Fig, 1 und 6) gedreht werden. Der hydraulische Zylinder 5 ist an einem Teil der Grundplatte 3 drehbar befestigt, und der dazugehörende Kolben 5' ist drehbar mit einem Ansatz des Anschlußteils Aa in einem Punkt verbunden, der im Hinblick auf die Achse 4 versetzt ist. Von der Achse 4 wird eine Hülse 6 getragen, auf der sich ein hydraulischer Motor 7' abstützt, der eine Schnecke 7 betätigt. Von der axialen Bohrung der Hülse 6 und koaxial damit ist eine Welle 8 gelagert, auf der ein Getriebe 9 aufgekeilt ist. Die Welle 8 definiert eine zweite Drehrichtung mit einer Rotationsachse, die zu der durch die ersten Drehrichtungen mit der Achse 4 definierten Rotationsachse senkrecht steht. Das Getriebe 9 steht im Eingriff mit der Schnecke 7 und ist dadurch über 360° in beiden Richtungen treibbar. In starrer Verbindung mit der Welle 8 steht ein Gabelteil 10, das durch eine Querachse 11 schwenkbar den Ausleger 12 in geeigneter Weise trägt und das an einem Punkt

ao 13 einen hydraulischen Zylinder drehbar abstützt, der das Schwenken des Auslegers 12 regelt. Die Querachse 11 definiert eine dritte Dreheinrichtung mit einer Rotationsachse, die zu der Rotationsachse der Welle 8 senkrecht steht.

Der Ausleger 12 kann eine feste Länge aufweisen, kann jedoch auch, wie im vorliegenden Fall veranschaulicht wird, mit einem Kraftzylinder 15 versehen sein, so daß eine Verlängerung und Verkürzung des Auslegers ermöglich! ist. Am freien Ende des Auslegers 12 ist ein kurzer Arm 16 an einem Punkt 24 drehbar befestigt, der eine Lafette trägt. Die Lafette kann von jedem bekannten Typ sein und wird nachfolgend kurz beschrieben, um das Verständnis der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen hydraulischen Auslegers zu erleichtern. Mit dem freien Ende des kurzen Armes 16 ist über eine Achse 17 ein die Lafette abstützender Träger 18 drehbar verbunden, der um die Achse 17 mit Hilfe eines Kraftzylinders 19 gedreht werden kann, der im Hinblick auf die Achse 17 versetzt angeordnet ist und der gelenkig mit seinem einen Ende mit einem seitlichen Ansatz des kurzen Armes 16 und mit dein freien Ende seiner Kolbenstange mit einem seitlichen Ansatz des Lafettenträgers 18 in Verbindung steht.

Der kurze Arm 16, die Achsen 24 und 17 und eine als Servomechanismus dienende Einrichtung 26 sind Teile eines zweiten Anschlußteils, das das freie Ende des Auslegers 12 mit dem Träger 18 verbindet. Der Lafettenträger 18 weist Führungen auf, auf denen die Lafette 21 mit Hilfe eines hydraulischen Kraftzylinders 20 verschoben werden kann. Die Lafette trägt einen Bohrer 22, der in herkömmlicher Weise durch eine Bohrmaschine 23 betätigt wird. Sowohl an der Achse 11 für die Drehung des Auslegers 12 als auch an der Achse 24 für die Drehung des Armes 16, der die Lafette trägt, sind eine hydraulische Steuereinrichtung 25 und die gesteuerte hydraulische Einrichtung 26 befestigt, beide jeweils einem Servomechanismus ähnlich und im wesentlichen von dem Typ, wie er in Fig. 8 gezeigt ist. Die zwei Einrichtungen 25 und 26 liegen in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf und sind mittels der Leitungen 27 hydraulisch miteinander verbunden. Die ineinandergreifenden hydraulischen Einrichtungen 25 und 26 umfassen jeweils mindestens einen Zylinder 25a, einen Kolben 25b, der in dem Zylinder 25a verschiebbar ist, und eine Achse 11 oder 24, die in einem mit den Zylindern 25α aus einem Stück bestehenden Gehäuse 25 d gela-

gert ist. Auf der Achse 11 oder 24 ist ein Zahnrad 25g in Eingriff mit einem Zahnstangenabschnitt 25c vorgesehen, der starr mit dem Kolben 2Sb verbunden ist. Durch die Rohrverbindungen 25t· und 25/ sind zwei entfernt voneinander liegende Einrichtungen dieses Typs durch zwei Leitungen 27 verbunden. Es ist klar, daß dann, wenn das Gehäuse 25d um die Achse 11 oder 24 zusammen mit dem Zylinder 25iJ rotiert, der Kolben 25b längs des Zylinders aufgrund der im Eingriff stehenden Zähne des Zahnrads 2Sg und der Zahnstange 25c verschoben wird. Gleichzeitig wird die Druckflüssigkeit innerhalb des Zylinders auf der einen Seite des Kolbens komprimiert und auf der anderen Seite entspannt. Aufgrund der Rohrverbindung wird diese hydraulische Wirkung auf die entfernt liegende Einrichtung übertragen, die gezwungen ist, gesteuerte Operationen durchzuführen, die von der ersten Einrichtung hervorgerufen sind.

Die Achse 11 der Steuereinrichtung 25 kann an der Gabel 10 befestigt werden, während der entsprechende Zylinder an dem Ausleger 12 befestigt werden kann. Die Achse 24 der gesteuerten Einrichtung 26 kann an dem freien Ende des Auslegers 12 befestigt werden, und der dazugehörige Zylinder kann an dem Arm 16, der die Zuführungseinheit trägt, befestigt werden und dessen Rotation verursachen. Außerdem hat der hydraulische Ausleger Anschläge oder Arretierungen 28 und 29, die den Ausleger in einer im wesentlichen horizontalen Stellung halten sollen, wenn der Flüssigkeitsdruck unter einen bestimmten Wert abfällt.

Der geschlossene hydraulische Kreislauf zwischen den beiden Einrichtungen 25 und 26 ist durch Ventileinrichtungen mit den allgemeinen hydraulischen Kreisen des hydraulischen Kraftmechanismus verbunden. Dieser Kreislauf kann von jeder bekannten Art sein, und die jeweiligen Ventileinrichtungen können so angeordnet und geregelt werden, daß der gegenseitige Eingriff der beiden Einrichtungen freigegeben wird, so daß diese unabhängig rotieren oder die Einstellung der jeweiligen Teilkomponenten ändern können.

Es ist ersichtlich, daß durch diese servoähnlichen Einrichtungen das Schwenken des Auslegers 12 keine Veränderung in der Winkelstellung des Trägers 18 hervorruft, da eine Rotation des Auslegers 12 in einer vertikalen Ebene durch die Einrichtungen 25, 26 eine Rotation des Trägers in entgegengesetzter Richtung

hervorruft. Wenn der Träger so eingestellt ist, daß er eine horizontale Stellungcinnimmt, so verbleibt er auf diese Weise in einer horizontalen Stellung, unabhängig von der Schwenkbewegung des Auslegers 12 in einer vertikalen Ebene. Dies vereinfacht den Betrieb

ίο des Auslegers stark und vermindert die Anzahl der Steueroperationen und die erforderliche Zeit, um ein ausgewähltes Bohrmuster zu überdecken.

Der beschriebene Ausleger kann mittels hydraulischer Regelung die folgenden Bewegungen durchführen, die in Fig. 1 der Zeichnung durch die Pfeile A bis G veranschaulicht sind:

A) eine Schwenkbewegung des Auslegers in einer horizontalen Ebene.

B) eine Rotationsbewegung des Auslegers um die ac Welle 8.

C) eine Hub-Dreh-Bewegung des Auslegers in ei ncr vertikalen Ebene.

D) eine Verlängerungsbewegung.

E) eine Kippbewegung der Lafette in einer vertikalen Ebene.

F) eine Schwenkbewegung der Lafette in einer horizontalen Ebene.

G) eine Verschiebung der Lafette aiii die Ortsbrust zu und weg davon.

In den Einrichtungen 25 und 26 können die Querschnittsflächen der jeweiligen Zylinder gleich sein, se daß einer Bewegung der Steuereinrichtung 25 eine gleiche, entgegengesetzte Bewegung der gesteuerter Einrichtung 26 entsprechen kann.

Es ist klar, daß die Einstellung des Auslegers ir der Hauptsache gemäß polaren Koordinaten durchgeführt wird und die sogenannten Blindflecken praktisch eliminiert sind. Die Größen des Kraf!zylinder; 14, wovon vorteilhafterweise zwei an beiden Sciter des Ausiegers 12 vorgesehen sind, und seines Kolben; 14", seiner Kolbenstange 14' und seiner gelenkiger Verbindung 13 und 14« weiden so gewählt, daß dit von den hydraulischen Einrichtungen 25 und 26 er zeugten möglichen Widerstandskräfte überwundei werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Bohrausleger für Gesteinsbohnnaschinen mit einer Lafette, die im Verhältnis zu einer um die als Polachse vorgesehene Rotationsachse einer Welle rotierbaren Auslegerlagerung in verschiedenen Bohrpositionen polar einstellbar ist, wobei der Ausleger über Querachsen mit der Auslegcrlagerung und mit einem Tragarm für die Lafette verbunden ist und dem Ausleger Parallelführungsorgane zugeordnet sind, durch welche bei Schwenkung des Bohrauslegers um die Querachse der Auslegerlagerung eine kompensierende Schwenkung des Tragarmes um dessen Querachse die Parallelität zwischen den verschiedenen, durch die Schwenkung des Bohrauslegers bedingten Einstellungslagen des Tragarmes aufrechterhält, und die Lafette in Längsrichtung hydraulisch verstellbar auf einem Lafettenträger geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daßder Tragarm (16) durch den Bohrausleger (12) an je einer der Querachsen (11, 24) zugeordnete, untereinander hydraulisch verbundene Einrichtungen (25, 26) parallel gehalten ist und der Lafettenträger (18) nur am Vorderende des Tragarmes (16) getragen, um zwei in Längsrichtung des Bohrauslegers voneinander abliegende Vertikalachsen (17, 4) drehbar und mittels hydraulischer Stellzylinder (19, 5) karthesisch winkeleinstellbar ist.

2. Bohrausleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (16) zusammen mit dem Bohrausleger (12) um die eine dem Auslegerlager (10) zugeordnete quergestellte Achse (4) horizontal hydraulisch seitenverschwenkbar gelagert und winkeleinstellbar gehalten ist.

3. Bohrausleger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (25, 26) aus je einem Zylinder (25a) bestehen, in denen je ein Kolben (25b) vorgesehen ist, wobei die entgegengesetzten Seiten der Kolben (256) von Zylinder zu Zylinder über geschlossene Leitungen (25 c, 27, 25/) hydraulisch miteinander verbunden sind und bei Bewegung des Zylinders (25 a) der Einrichtung (25) im Verhältnis zu dessen Kolben (25b) durch Schwenkung des Bohrauslegers (12) der Tragarm (16) durch entgegengesetzte gleiche Bewegung des Zylinders (25a) der Einrichtung (26) im Verhältnis zu dessen Kolben (256) verschwenkbar ist.

4. Bohrausleger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (256) mit je einem starren Zahnstangenabschnitt (25c) versehen sind, der mit einem an der entsprechenden Querachse (11, 24) befestigten Zahnrad (25g) in Eingriff steht.