DE192198C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die neueren Schnellschlagtiefbohrvorrichtungen mit fester Verbindung von Meißel und Gestänge und elastischer Bewegung des Gestänges durch ein Seil oder durch verschiedenartig angebrachte Federn haben sämtlich einen kleinen Hub des Meißels und erzielen daher nur in weichen Gesteinen gute Ergebnisse. Bei härteren Gesteinen ist der Bohrfortschritt meist gering und Gestängebräche kommen sehr oft vor. Je elastischer die Gestängebewegung gemacht wird, um so seltener sind Gestängebrüche und eine um so größere Hubhöhe des Meißels läßt sich für die Durchbohrung härterer Gesteine erreichen.

Diese hohe Elastizität def Gestängebewegung ermöglicht die Erfindung durch die Anwendung eines elastischen Bohrschwengels in Verbindung mit elastischer Aufhängung des Gestänges, wodurch er den. bekannten Scbnellschlagbohrvorrichtungen in seiner Leistungsfähigkeit überlegen ist.

Es sind zwar bereits elastische Bohrschwengel bekannt, welche aus mehreren durch Gelenke verbundenen Teilen bestehen, zwisehen welchen unter den Gelenken Federn eingeschaltet sind, die eine elastische Gestängebewegung ermöglichen. Doch werden diese Schwengel bei starker Gestängebelastung leicht versagen, da der Bruch einer einzigen der zahlreichen Federn ihn außer Betrieb setzt. Er ist wohl nur für geringe .Teufen brauchbar, während die neue Vorrichtung für die Erreichung größerer Teufen - bestimmt ist.

, Auf der Zeichnung stellt Fig. 1 den Bohrschwengel in Seitenansicht dar und Fig. 4 zeigt ihn von oben gesehen in Verbindung mit dem beweglichen Rahmen, dem Antrieb und dem Gestängeträger. In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Bohrschwengel dargestellt. Fig. 5 zeigt im Aufriß die Vorrichtung zur elastischen Hebung des Gestänges mit dem Gestängeträger, dem gezahnten Rahmen und der elastischen Aufhängevorrichtung. Fig. 6 zeigt eine Abänderung der Aufhängevorrichtung. Fig. 2 endlich ist die Seitenansicht einer Rahmenstänge zur Übertragung der Bewegung des Bohrschwengels auf den Gestängeträger.

Der elastische Bohrschwengel ist aus kürzeren und längeren gleich starken oder aus gleich langen, nach der Mitte zu verstärkten, dünnen, elastischen Stahlplatten zusammengesetzt. Für wenig, tiefe Bohrungen lassen sich an Stelle von Stahlplatten auch Bretter aus elastischem Holze verwenden. Die Stählplatten liegen in einem nach oben offenen eisernen Rahmen b, der mit der Achse des Bohrschwengels fest verbunden ist. Der Rahmen b trägt beiderseits drei Schrauben c und in seiner Mitte zwei starke Schrauben d, welche durch die entsprechend durchlochten Stahlplatten hindurchgehen und deren seitliche Verschiebung verhindern. Durch Rahmen b und die drei mit den Schrauben c und d aufgeschraubten Platten e werden die Stahle platten in der Mitte zu einem Block fest zu-, sammengehalten, während sie vorn (beim Bohrgestänge) und hinten (beim Antrieb) frei schwingen können. Fig. 1 zeigt den Block des Bohr- Schwengels auf der Achse liegend; in Fig. 3 befindet sich die Schwengelachse in halber

Höhe des Blockes, eine Lage, welche für die Vorrichtung besonders geeignet erscheint. An den dünnen Stahlplatten läßt sich weder das schwere Bohrgestänge, noch der Antrieb haltbar befestigen. Zur Übertragung der Bewegungen dient daher ein zusammengesetzter beweglicher Rahmen, den Fig. 2 von der Seite, Fig. ι und 4 in seiner Verbindung mit dem Bohrschwengel zeigt. Dieser Rahmen besteht aus vier gleichen Stangen η und p, von denen jede an der Achse des Bohrschwengels oder an besonderen über oder unter dieser am Rahmen b angebrachten Zapfen drehbar befestigt ist. An den freien Enden sind die Stangen η und ρ durch drehbare Querbolzen g und f verbunden, welche die äußeren Teile des Bohrschwengels einschließen und die Stahlplatten lose zusammenhalten. An den Berührungsflächen haben die obere und die untere Stahlplatte Verstärkungen m. Die Lager für die oberen Querbolzen g sind zur Verstärkung des Bohrschwengels durch Auflegen weiterer Stahl-, platten verstellbar eingerichtet (Platteneinlage k in Fig. 2). Am äußeren Ende einer jeden Rahmenstange ist noch ein Wellenlager angebracht. Diese Lager dienen zur Aufnahme von Welle h bzw. i, an welchen die Pleuelstange des Kurbel- oder Exzenterantriebes bzw. der Gestängeträger ο angreift (vgl. Fig. ι und 4).

Bei tiefen Bohrlöchern würde der elastische Bohrschwengel durch die Last des Gestänges sehr stark gebogen werden, was seine Leistung beeinträchtigt. Es ist daher notwendig ihn zu entlasten bzw. das Gestängegewicht auszugleichen. Das kann in bekannter Weise geschehen:

I. durch elastisches Aufhängen der das Gestänge tragenden Rahmenstangen n,p an den Ringen / unter Zwischenschaltung einer Stellschraube mittels starker in einer Hülse

• vereinigter Kegelfedern (ähnlich wie in Fig. 5 und 6 angegeben),

2. durch elastisches Aufhängen des Gestängeträgers 0,

3. durch elastisches Aufhängen des Gestänges selbst (wie in Fig. 5 angegeben).
Zur elastischen Hebung des Gestänges eignet sich bei Anwendung eines elastischen Bohrschwengels besonders die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Vorrichtung. Sie besteht aus dem Schaltrahmen q aus zwei starken Zahnstangen mit auf der Außenseite angebrachten sägeartigen nach abwärts gerich-•teten Zähnen. In diesem Rahmen q hängt mit Gestängebunden drehbar befestigt das Gestänge S. Der Rahmen q, der in Fig. 4

■ im Querschnitt dargestellt ist, geht durch den Gestängeträger 0 hindurch und hat darin eine lose Führung. Auf dem Gestängeträger ο ist zu beiden Seiten des Rahmens q je ein Winkelhebel drehbar befestigt. Der untere Schenkel u eines jeden dieser Winkelhebel trägt entsprechend den Zahnstangen des Rahmens q aufwärts gerichtete sägeartige Zähne, während der obere seitlich gerichtete Schenkel ein Gewicht t trägt. Durch eine Feder ν ist die Bewegung des Winkelhebels begrenzt, dessen unterer Schenkel u durch das Gewicht f in die Zahnstangen gedruckt wird. Statt des gezahnten Schenkels u des Winkelhebels kann auch ein einzelner Sperrhaken angebracht werden; in diesem Falle wird die Feder ν über dem Gewicht t an einem eisernen ■ Bogen befestigt. Um den Aufschlag der Gewichte t zu mildern, können auch unter die beweglich gemachten Aufschlagflächen Federn gelegt werden.

Das Gestänge S wird am. Drehkopf der Spülvorrichtung oder mit dem Rahmen q an der Federbüchse w aufgehängt (vgl. Fig. 5 und 6), die mit einem Seil an der Nachlaßwinde oder zweckmäßiger mit dem Förderseil an der mit einer Nachlaßvorrichtung verbundenen Winde hängt. Dadurch ermöglicht die Vorrichtung ein sehr bequemes Nachlassen des Gestänges, das bei einer am Ge-' stängeträger befestigten und mit dem Gestänge bewegten Nachlaßvorrichtung bei dieser Vorrichtung schwierig und gefährlich sein kann.

Die einzelnen Teile der Vorrichtung wirken in folgender Weise zusammen: Wenn der hintere Teil des Bohrschwengels durch den Antrieb auf und nieder bewegt wird, so gerät der vordere Teil mit dem Rahmen ρ und dem Gestängeträger ο in Schwingungen, welche bei regelrechtem Gang der Vorrichtung eine größere Geschwindigkeit haben als der Geschwindigkeit eines frei fallenden Körpers entspricht. Schlägt der Bohrschwengel mit dem Gestängeträger 0 abwärts, so schnellen die Gewichte t der Winkelhebel (Schalthebel) so weit in die Höhe, wie es die Federn ν gestatten; der Schaltrahmen q mit dem Gestänge 5 wird von den Schalthebelschenkeln u frei, aber im Fallen durch die an der Nachlaßwinde hängende Federnbüchse n> elastisch wieder gefangen. Gleichzeitig fallen die Gewichte t nieder, die gezahnten Schenkel u der Schalthebel fassen die Zahnstangen des Rahmens q und die aufwärts gehende Schwingung des Bohrschwengels wirft mit Unterstützung der Federnbüchse w das Gestange elastisch in die Höhe. So erfolgen alle Bewegungen des Gestänges in elastischer Weise, Gestängebrüche werden möglichst vermieden und die Hubhöhe des Meißels läßt sich auf 30 bis 40 cm steigern.

Soll das Gestänge verlängert werden, so ■ j werden die Schenkel u der Schalthebel zurück

und der Rahmen q mit Hilfe des Förderseils in die Höhe gezogen. Das Gestänge läßt sich nach oben durch den Rahmen q hindurchziehen. Es kann aber nach Ablösung der Verschraubungen χ auch nach vorn herausgenommen werden. Zur leichteren Drehung des Gestänges mit dem Meißel kann ein durchlochtes Kugellager y .eingeschaltet werden. Bei der Verrohrung des Bohrloches

ίο wird der Schwengel an einem auf die beiden Schrauben d aufgeschraubten Verbindungsstück etwas emporgehoben und in ein zweites . Lager \ (Fig. ι und 4) zurückgezogen.

Um den Lärm, den die Vorrichtung im Betriebe verursacht, zu dämpfen, können schalldämpfende Mittel, wie Leder oder Gummi, angewendet werden. Es können die Druckflächen m unter den Querbolzen g und / und die Aufschlagflächen der Gewichte t aus Leder gemacht werden, und zwischen die äußeren Teile der längeren'Stahlplatten können Lederstreifen eingezogen werden, die außen an um den Bohrschwengel geschnallten Rie-

• men befestigt sind.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Elastischer Bohrschwengel, dadurch

   gekennzeichnet, daß er aus einem in der Mitte verstärkten Block besteht, der durch aufeinandergelegte, in der Mitte zusammengehaltene elastische Platten aus Stahl oder Holz gebildet wird.
2. 2. Elastischer Bohrschwengel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Verstärkung durch zwischengelegte kürzere Platten gebildet wird.
3. 3. Elastischer Bohrschwengel nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Verstärkung durch Verdickungen der gleich langen Platten gebildet wird.
4. 4. Elastischer Bohrschwengel nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Übertragung seiner Bewegung auf das Gestänge auf seinen Enden Querbolzen (g) eines auf der Schwengelachse (a) drehbaren, an seinen Enden den Antrieb (h) und das Gestänge (i) tragenden Rahmen (n, p) trägt.
5. 5. Elastischer Bohrschwengel nach An-Spruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestängeende des Rahmens (n,p) unter der Wirkung von Federn (v) und Gegengewichten·^ stehende Schalthebel (u) trägt, die beim Niedergange des Gestängeträgers (0) durch einen mit dem in bekannter Weise aufgehängten Gestänge verbundenen Schaltrahmen (q) ausgeklinkt werden, beim Hochgang in den Schaltrahmen eingreifen und ihn elastisch heben.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.