DE1911823B2 - Vertikal und seitlich schwenkbare bohrstuetzenvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrstützenvorrichtung, bestehend aus einem vertikal und seitlich schwenkbaren Ausleger mit einem an dessen vorderen Ende um eine erste Achse drehbaren Bohrstützenkopf, an welchem, um eine senkrecht zur ersten Achse liegende zweite Achse drehbar, ein Tragrahmen angelenkt ist, welcher über eine zur zweiten Achse senkrecht liegende dritte Achse gelenkig mit einer Bohrlafette verbunden ist.

Derartige, an mobilen Bohrstützenträgern montierte Bohrstützen werden gewöhnlich zum Bohren von parallelen Löchern in Arbeitsflächen, wie beispielsweise den Stoßen von untertägigen Strecken oder Tunnels verwendet. Ist die Vorschublafette lediglich kippbar und seitlich verschwenkbar, so stellt die Stütze selbst eine Behinderung einer weitgehend freien Positionierung der Vorschublafette in die einzelnen Bohrstellungen dar. Demzufolge bleiben in der Arbeitsfläche sogenannte »Blindzonen« bestehen, die durch eine Verschiebbarkeit der Bohrlafette gegenüber der Bohrstütze weitestgehend oder gar vollstänständig beseitigt werden.

Aus diesem Grunde sind die hisher verwendeten Bohrstützen dieser Art mit Gelenken zum Verdrehen oder Schwenken des Bohrstützenkopfes ausgerüstet. Bei diesen Dreh- oder Schwenkbewegungen bleibt die Winkellage der Bohrlafette allerdings nicht erhalten, so daß sie nach jeder Verdreh- oder Schwenkbewegung wieder von Hand ausgerichtet werden muß.

Eine weitere bekannte Bohrstützenvorrichtung der eben genannten Art weist drei Schwenk- bzw. Drehachsen auf, um die die Bohrvorrichtung in ihrer jeweiligen Arbeitsposition verschwenkt werden kann. Eine dieser drei Drehachsen verläuft koaxial zum Ausleger mittig durch eine vordere Drehvorrichtung, an welcher die weiteren Schwenkelemente der Bohrstützenvorrichtung befestigt sind. Eine Betätigung der Drehvorrichtung bei verschwenkter Lage der Bohrstützenvorrichtung um eine der beiden anderen Achsen führt so zwangsläufig zu einer Änderung der Vorschub- bzw. Bohrstangenrichtung. Daraus ergibt sich einmal eine beträchtliche Kollisionsgefahr beim Umsetzen der Bohrvorrichtung, sowie beim Bohren von Parallellöchern die Notwendigkeit, die Vorschubrichtung nach jedem Umsetzen erneut einzustellen.

ίο Aufgabe der Erfindung ist es, eine die Nachteile der bekannten Ausführungen beseitigende Bohrstützenvorrichtung zu schaffen, bei der in jeder beliebigen Winkelstellung der Bohrlafette durch Verschwenken in einem weiten Winkelbereich um eine Achse ein Versetzen in Querrichtung ohne Änderung der Ausrichtung möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art mit drei Schwenkachsen die dritte der genannten Achsen stets parallel zur Längsrichtung der Bohrlafette liegt und als Antrieb für die Drehung der Bohrlafette um die dritte Achse ein zu dieser koaxialer Zylinder mit einem dichtend darin geführten Kolben dient, dessen Kolbenstange auf einem Teil-

bereich ihrer Länge über eine Keilwelle drehfest mit dem Tragrahmen verbunden ist und auf einem anderen Teibereich über ein Steilgewinde mit einer axial festgelegten, drehfest mit der Bohrlafette verbundenen Mutter in Eingriff steht.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Berücksichtigung der Zeichnung genauer beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilgeschnittene Ansicht des äußeren Teiles einer Bohrstützenvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein.-Mi Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

F i g. 3 eine Endansicht längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine hydraulische Sperrvorrichtung mit den entsprechenden Ventilen, Fig. 5 und 6 Ansichten zweier weiterer Ausführungen der erfindungsgemäßen Bohrstützenvorrichtung,

Fig. 7 eine Endansicht längs der Linie VII-VII in Fig. 6,

F i g. 8 eine Endansicht einer weiteren Modifikation der Ausführungsbeispiele gemäß F i g. 6 und 7, F i g. 9 eine Seitenansicht eines Teiles der Bohrstiitzenausführung gemäß Fig. 8.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Fig. 1 bis 3 zeigen das äußere Ende einer Bohrstütze 10, die durch gebräuchliche, hier nicht gezeigte, hydraulische Zylinder seitlich und vertikal schwenkbar ist. An einem Bohrstützenkopf 11 der Bohrstütze 10 ist ein Tragrahmen 12 zur Aufnahme einer Vorschublafette 13 mit einer Gesteinsbohrmaschine 14 montiert. Der Bohrstützenkopf 11 ist, wie bei der Beschreibung der Fig. 5 genauer erläutert, durch eine Stange 17 um einen horizontalen Drehbolzen 15 kippbar. Ein seitliches Schwenken des Lafettentragrahmens 12 um einen Drehbolzen 16 erfolgt mittels eines hydraulischen Schwenkzylinders 19.

Die Gesteinsbohrmaschine 14 ist auf der Vorschublafette 13 längsverschieblich geführt und wird durch eine Kette 20 in bekannter Weise bewegt. Die Vorschublafette 13 selbst ist axial verschiebbar auf

einer Platte 22 montiert, die durch Seitenplatten 21 fest angeordnet und versteift ist. Die Axialbewegung der Vorschublafette geschieht durch einen hydraulischen Zylinder 23. Die einen Teil des Tragrahmens 12 darstellende Platte 22 ist mit einem Endteil oder Traglager 24 verbunden, weiches ein Ende eines Gehäuses 25 für einen Drehantrieb 30 umschließt und gegenüber diesem Gehäuse 25 verdrehbar ist. Der zum Verschwenken des Tragrahmens 12 auf dem Bohrstützenkopf 11 dienende Zylinder 19 ist an einem mit dem Gehäuse 25 verschraubten Tragrohr 31 angelenkt, wobei das Gehäuse 25 mittels Kragansätzen27 an den vertikalen Drehbolzen 16 montiert ist. Die Platte 22 ist ebenfalls an der unteren Hälfte einer axial geteilten Buchse 26 befestigt, die das Gehäuse 25 drehbar umgreift und axial durch eine Schulter 28 und einen Flansch 29 des Gehäuses 25 gehalten wird. Das Gehäuse 25 und die Lagerteile 24 und 26 bilden demzufolge einen Drehmechanismus zum Verschwenken der Teile 24, 26, 21, 22 des Tragrahnieiis 12 mit Bezug auf die anderen Teile 25 und 31 dieses Tragrahmens. In Fig. 3 ist die Vorschublafette 13 in zwei alternativen Positionen gezeigt. In dem in F i g. 1 gezeigten Drehmechanismus wird das Drehmoment durch die als Kolbenstange ausgebildete Antriebsschraube 32 erzeugt, deren Steilgewinde mit einer Drehbuchse 33 in Eingriff stehen. Die Antriebsschraube 32 ist als Kolbenstange eines Kolbens 34 ausgebildet, der in einer Zylinderbuchse 35 gleitend und abgedichtet geführt ist. Diese Zylinderbuchse 35 ist mit einem zylindrischen Kopfteil 36 verschraubt, in den der Kolben 34 gleitend und drehfest mit einer Kolbenstange 37 hineinragt, die als Keilwelle ausgebildet ist und mit entsprechend ausgebildeten Keilnuten im Kopfteil 36 in Eingriff steht. Der Kopfteil 36 ist mit dem Endflansch 29 des Gehäuses 25 verschraubt und durch einen Deckel 38 abgeschlossen.

Mit der Zylinderbuchse 35 ist ein Lagerglied 40 fest verbunden, in dem ein Antriebsglied 41 drehbar gelagert ist. Dieses Antriebsglied läuft in einem Radialkugellager 42 und wird gegen Axialverschiebungen von einem Zentralflansch 43 zwischen zwei Axialkugellagern 44 gehalten. Das Lagerglied 40 und seine Kugellager 42, 44 sind durch einen Deckel 45 abgedeckt, der mit dem Lagerglied 40 verschraubt ist und durch gebräuchliche Ringe gegen den drehbaren Antriebsteil 41 abgedichtet ist. Am Ende einer Führungsbuchse 46 des Antriebsgliedes, die in das Antriebsende der Zylinderbuchse 35 hineinragt, hält das Antriebsglied 41 die Drehbuchse 33.

Ein als Keilwelle ausgebildetes Ende 47 des Antriebsgliedes 41 durchragt den Deckel 45 und steht mit Keilnuten des Traglagers 24 zur Erzielung einer Drehbewegung des letzteren in Eingriff. Zu dem Lagerteil 40 führt eine Druckmittelleitung 48', durch welche Druckmittel über gebräuchliche Innenkanäle und Öffnungen im Lagerteil 40 ram Antriebsende der Zylinderbuchse 35 und über Bohrungen im Antriebsglied ins Innere der Führungsbuchse 46 strömt. Über eine weitere Druckmittelleitung 49¹ kann Druckmittel über gebräuchliche Innenkanäle in den zylindrischen Kopfteil 36, den oberen Teil der Zylinderbuchse 35 und in das Innere des Kopfteiles 36 fließen. Die Leitungen 48¹ und 49¹ sind durch einen hydraulischen Riegel miteinander verbunden, der über Anschlußleitungen 48^U und 49¹¹ mit einer konventionellen, nicht gezeigten hydraulischen Druckmittelquelle in Verbindung steht, wobei vorzugsweise als Vier-Wege-Ventile ausgeführte Kontrollorgane (nicht gezeigt) je nach Einstellung wahlweise eine der Leitungen 48¹¹ und 49ⁿ für den Druckmittelhin- oder -rücknuß öffnen.

Wird die Leitung 49 mit Druckmittel beaufschlagt, so baut sich in der Zylinderkammer am Kopfende der Zylinderbuchse 35 ebenso wie im Inneren des zylindrischen Kopfteiles 36 ein Druckmitteldruck auf.

ίο Durch die auf den Kolben und die Kolbenstange 37 gleichzeitig einwirkenden Druckkräfte bewegt sich der Kolben 34 vom Kopfteil 36 weg und treibt die mit Steilgewinde versehene untere Kolbenstange 32, die zu diesem Zeitpunkt über die Leitung 48¹ druckentlastet ist, an, wodurch auf die Drehbuchse 33 eine Drehbewegung übertragen wird. Zusammen mit der Drehbuchse 33 verdreht sich auch das Antriebsglied 41 im Lagerglied 40 und überträgt diese Rotationsbewegung mittels der Keilnutenverbindung auf das Traglager 24, mit dem zusammen die Vorschublafette 13 verschwenkt und somit die gewünschte Winkellage um eine Längsachse des Antriebsgliedes eingestellt werden kann. Die bei der Winkelverstellung auftretenden Gegenmomente zwischen der Kolbenstange 32 und der Drehbuchse 33 werden über die Keilnutenverbmdung der Kolbenstange 37 auf den zylindrischen Kopfteil 36, über diesen auf das Gehäuse 25 und auf den Bohrstützenkopf 11 übertragen. Wird dagegen die Leitung 48¹ an die Druck mittelquelle angeschlossen, so steht das Antriebsende der Zylinderbuchse 35 und das Innere der Führungsbuchse 46 des Antriebsgliedes 41 unter Druck. Der Kolben 34 bewegt sich in diesem Falle zusammen mit der Kolbenstange 32 und der Kolbenstange 37 unter gleichzeitiger Entleerung des Kopfendes der Zylinderbuchse 35 sowie des Inneren des zylindrischen Kopfteiles 36 über die Leitung 49¹ zurück.

Um die Torsionssteifigkeit der Drehglieder in den verschiedenen Einstellpositionen zu vergrößern wird ein hydraulischer Riegel 50 verwendet, der federbelastete Rückschlagventile Sl, 52 enthält (F i g. 4). Diese Rückschlagventile nehmen eine Schließstellung ein und verhindern einen Druckmittelrückfluß aus den Leitungen 48¹ und 49¹, wenn in den Zuflußleitungen 48¹¹ und 49^U nur ein geringer Druck herrscht und das Steuerventil (nicht gezeigt) in Neutralstellung steht. Dadurch ist der Kolben 34 hydraulisch fest in irgendeiner eingestellten Position zwischen einer Endstellung, in der er am zylindrischen Kopfteil 36 anliegt und der anderen Endstellung, in welcher er gegen die Führungsbuchse 46 stößt, arretiert. Sobald durch Betätigung des Steuerventiles eine der Leitungen 48" oder 49^ll mit Druckmittel beaufschlagt werden, öffnet ein im hydraulischen Riegel 50 gleitend geführter Gleitkolben 53 über mittig angeordnete Stößel die entsp:echenden Rückschlagventile 51 oder 52 und ermöglicht dadurch den Rückfluß zu einer der Leitungen 49¹¹ oder 48 ⁿ.

Die in Fi)'. 5 gezeigte Ausführung besitzt eine Bohn⁽ütze nach Fig. 1. Der Tragrahmen für die Vorschublafette, die Drehglieder und weitere Details stimmen prinzipiell mit der in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform überein. Lediglich der Bohrstützenkopf 11 ist abgeändert, so daß der Tragrahmen 12 vertikal anstatt seitlich an der Bohrstützc angeordnet ist.

Durch Betätigung des Schwenkzylinders 19 kann der Tragrahmen 12 um den Drehbolzen 16 ver-

schwenkt werden. Normalerweise liegt dieser Bolzen in Vertikalstellung, aber er kann zusammen mit dem Bohrstützenkopf 11 um den horizontalen Drehbolzen 15 durch Ausfahren oder Einfahren der Stange 17 mittels des mit dieser verbundenen hydraulischen Zylinderkolbens 18 abgekippt werden. Mit Hilfe der Druckzylinder 56, 57 ist die Bohrstütze um gebräuchliche Drehgelenke universell schwenkbar. Die Bohrstützenvorrichtung wird von einem Bohrstützenträger 58 gehalten. Bei einer Vertikalverschwenkung der Bohrstütze 10 werden der Bohrstützenkopf 11 und mit diesem zusammen die Vorschublafette 13 ihre Winkellage durch die Wirkung der Stange 17 beibehalten. In Fig. 6 ist eine andere Ausführung angezeigt, in welcher die Bohrstütze 10 aus einem ersten Stützenteil 10' und einem zweiten Stützenteil 10¹¹ zusammengesetzt ist. Das zweite und gegabelte Stützenteil ist teleskopartig und ausfahrbar im ersten Stützenteil angeordnet. Eine Stange 17 ist demzufolge nicht notwendig, da der Bohrstützenkopf mittels eines hydraulischen Zylinders 59 kippbar gehalten ist. In dieser Ausführung ist die Vorschubstange über zwei Arme 60 an den Traggliedern 24, 26 befestigt. Die Anbringung des Tragrahmens 12 am Bohrstützenkopf 11 ist gegenüber den in den vorhergehender Figuren gezeigten Ausführungen vorteilhafter, da sit eine Verdrehung der Drehglieder 24, 25, 26 um mindestens 270° erlaubt. An dem Arm des Gliedes 24 ist die Vorschublafette um einen nicht gezeigter Querbolzen drehbar montiert. Die Halterung dei Vorschublafette an dem Arm des Teiles 26 erfolgi über einen hydraulischen Zylinder 61. Durch diese Anordnung kann die Vorschublafette gegenüber dei

ίο Längsachse der Drehglieder geringfügig verstellt werden, so daß die äußersten Bohrlöcher am Stoß um beispielsweise 5° gegenüber den normalerweise parallelen und senkrecht zum Stoß gebohrten Löchern nach auswärts gerichtet sein können. In den F i g. 8 und 9 ist eine weitere Ausführungsform der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Bohrstütze dargestellt. Diese Ausführung enthält ein erstes Drehglied 62 zum Verschwenken von Armen 60 in beschriebener Weise. Die Arme 60 tragen ein weiteres Drehglied 63, zum Verdrehen der Vorschublafette 13 mit Bezug aui diese Arme. Wie in den F i g. 6 und 7 beschrieben, kann die Vorschublafette an der zweiten Drehvorrichtung 63 mittels eines hydraulischen Zylinders 61 montiert sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Bohrstützenvorrichtung, bestehend aus einem vertikal und seitlich schwenkbaren Ausleger mit einem an dessen vorderen Ende um eine erste Achse drehbaren Bohrstützenkopf, an welchem, um eine senkrecht zur ersten Achse liegende zweite Achse drehbar, ein Tragrahmen angelenkt ist, welcher über eine zur zweiten Achse senkrecht liegende dritte Achse gelenkig mit einer Bohrlafette verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Achse (32, 41) stets parallel zur Längsrichtung der Bohrlafette (13) liegt und als Antrieb für die Drehung der Bohrlafette (13) um die dritte Achse (32,41) ein zu dieser koaxialer Zylinder (35) mit einem dichtend darin geführten Kolben (34) dient, dessen Kolbenstange (32,37) auf einem Teilbereich (37) ihrer Länge über eine Keilwelle drehfest mit dem Tragrahmen (12,36) verbunden ist und auf einem anderen Teilbereich (32) über ein Steilgewinde mit einer axial festgelegten, drehfest mit der Bohrlafette (13) verbundenen Mutter (33, 41, 24) in Eingriff steht.