DE19502349C2 - Schlagwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schlagwerk der dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 entsprechenden Art und bezieht sich auch auf ein mit dem erfindungsgemäßen Schlagwerk ausgerü­ stetes Bohrgerät.

Zum Niederbringen von Bohrungen in das Erdreich fin­ den meist Bohranlagen Verwendung, bei denen das Bohrge­ stänge nebst Bohrwerkzeug an einem Hebeseil aufgehängt sind, welches über Rollen an dem oberen Ende eines Bohr­ turms oder Bohrgerüstes hinwegläuft und zu der in Bodennä­ he oder in der Nähe der Grundplatte des Bohrgerüstes vor­ gesehenen Hebewerktrommel geht.

Mit den üblichen Bohrwerkzeugen, welche meist einen das freie Ende des Bohrwerkzeugs bildenden Bohrkopf um­ fassen, an dessen freier Stirnseite Schneidkörper zur Zerkleinerung bzw. Auflockerung des Erdreichs vorgesehen sind, lassen sich Bohrungen meist nur in Lockergesteinfor­ mationen niederbringen. Ein Problem tritt daher beispiels­ weise immer dann auf, wenn die Bohrung auf eine im Erd­ reich eingelagerte Hartgesteinformation oder auf eine Schlamm- oder Kieseinlagerung trifft, welche mit dem Bohr­ werkzeug nicht gelockert werden kann.

In einem solchen Falle ist es bekannt, anstatt des Bohrwerkzeugs ein geeignetes Schlagwerkzeug, wie bei­ spielsweise einen Schlagmeißel oder eine Schlammbüchse am freien Ende des Bohrseils zu befestigen und das Schlag­ werkzeug so weit in die Bohrung abzusenken, daß es auf der zu lockernden Einlagerung zu liegen kommt.

Zur Erzeugung der für die Schlagfunktion notwendigen Auf- und Abbewegung des Schlagwerkzeugs dient üblicherwei­ se ein ebenfalls an diesem befestigtes Schlagseil, welches meist parallel zum Hebeseil über am oberen Ende des Bohr­ turms oder Bohrgerüsts angebrachte Rollen hinwegläuft und zu einer zweiten, in Bodennähe oder in der Nähe der Grund­ platte des Bohrgerüstes vorgesehenen Schlagseilwinde ver­ läuft.

Zur Erzeugung der Auf- und Abbewegung des freien Endes des Schlagseils findet üblicherweise ein Schlagwerk Verwendung, mit welchem bei stillstehender Schlagseilwinde das freie Ende des Schlagseils in einem sich wiederholen­ den Zyklus um eine dem gewünschten Hub des Schlagwerkzeugs entsprechende Länge aufgeholt und wieder freigegeben wird.

Derartige Schlagwerke, die üblicherweise an der dem freien Ende des Schlagseils abgewandten Seite des Bohr­ mastes angebracht sind, sind in verschiedenen Ausführungen von der Firma Wirth Maschinen- und Bohrgerätefabrik GmbH, Erkelenz bekannt.

All diesen bekannten Schlagwerken ist gemeinsam, daß der von der Schlagseilwinde zum oberen Ende des Bohrmastes verlaufende Teil des Schlagseils stets durch eine starr an dem Bohrmast angebrachte Seilrolle um etwa 180° umgelenkt wird und von dieser zu einer zumindest in Seilrichtung zyklisch verlagerbaren Schlagrolle verläuft. Das Schlag­ seil wird durch diese erneut um etwa 180° umgelenkt und verläuft im weiteren über das obere Ende des Bohrmastes in der beschriebenen Weise zu dem Schlagwerkzeug.

Zur Verlagerung der Schlagrolle, die eine Verkürzung bzw. Verlängerung des freien Schlagseilendes und damit ein Anheben und Absenken des Schlagmeißels bewirkt, ist diese entweder exzentrisch auf einer motorisch angetriebenen Kurbelscheibe gelagert oder mit dem beweglichen Teil einer sich an dem Bohrmast abstützenden hydraulisch betätigten Kolben/Zylindereinheit verbunden.

Zwar läßt sich mit den bekannten Schlagwerken das freie Ende des Schlagseils zuverlässig in eine zum Antrieb eines Schlagwerkzeugs geeignete Auf- und Abbewegung ver­ setzen, nachteilig ist jedoch, daß die bekannten Schlag­ werke einen relativ hohen konstruktiven Aufwand erfordern und damit in ihrer Herstellung relativ teuer sind. Auch kann das Schlagseil nicht zum Lockern eines verklemmten Schlagmeißels oder einer mit Bodenmaterial gefüllten Schlammbüchse verwendet werden, da durch die von der Schlagseilwinde aufzubringenden hohen Zugkräfte auch die Umlenkrollen des Schlagwerks belastet würden und über die mit dem Bohrmast verbundenen Teile des Schlagwerks auf diesen ein zusätzliches Kippmoment übertragen würde, wo­ durch das Schlagwerk und - im schlimmsten Fall - auch der Bohrmast beschädigt werden könnten.

Aus der DE-PS 1 12 289 ist ein Schlagwerk bekannt, welches einen um eine senkrecht zum Schlagseil verlaufende Achse drehbaren Hebel umfaßt. An beiden Enden des Hebels sind Rollen angeordnet, um welche das Schlagseil mit Hilfe von Leitrollen derart geschlungen ist, daß das Schlagseil bei Drehung des Hebels durch dessen Rollen zusätzlich abgelenkt und damit der das Schlagwerkzeug tragende Ab­ schnitt des Schlagseils verkürzt wird, sobald sich dieser quer zu den benachbarten Schlagseilabschnitten befindet.

Nachteilig ist bei diesem Schlagwerk, daß zur Erzeu­ gung größere Hubbewegungen des Schlagwerkzeugs ein relativ langer Hebel benötigt wird, auf dem während eines Schlag­ vorganges erhebliche Kräfte einwirken. Auch ist dieses Schlagwerk durch die zusätzlich benötigten Leitrollen, die auch das Hebevermögen eines mit diesem Schlagwerk ausgerü­ steten Bohrgerätes beeinträchtigen können, relativ auf­ wendig in seiner Herstellung.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Schlag­ werk zu schaffen, welches sich durch eine einfachere und somit billigere Bauweise auszeichnet, ohne daß hierdurch dessen Betriebssicherheit und Leistungsfähigkeit einge­ schränkt ist. Trotz der einfacheren Bauweise soll bei einem mit einem erfindungsgemäßen Schlagwerk ausgestatte­ ten Bohrgerät das ansonsten lediglich durch die Dimensio­ nierung der Schlagseilwinde und des Schlagseils limitierte Hebevermögen nicht durch das Schlagwerk eingeschränkt werden.

Diese Aufgaben sind durch die in Anspruch 1 wiederge­ gebene Erfindung gelöst.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Einrichtung, mittels welcher ein zu dem Schlagwerkzeug führendes Schlagseil in einem sich wiederholenden Zyklus nach einer vorbestimmten zeitlichen Abhängigkeit um eine einen Hub des auf den zu lockernden Untergrund ruhenden Schlagwerk­ zeugs bewirkende Länge aufholbar und wieder freigebbar ist, eine um eine etwa senkrecht zum Schlagseil ausgerich­ tete Achse verschwenkbare Wippe umfaßt, bei der auf beiden Seiten der Achse jeweils eine Seilrolle vorgesehen ist, deren Rollenachse etwa parallel zur Wippenachse verläuft, daß das Schlagseil zwischen den Seilrollen hindurchgeführt ist und daß ein Antrieb vorgesehen ist, mit welchem die Wippe zyklisch zwischen einer Ruheposition und einer aus­ gelenkten Position, in der das Schlagseil im Vergleich zur Ruheposition der Wippe zumindest eine der Seilrollen über einen größeren Teil ihres Umfanges umläuft, verschwenkbar ist, wird das freie Ende des Schlagseiles beim Verschwen­ ken der Wippe in ihre ausgelenkte Position verkürzt und das Schlagwerkzeug vom Bohrungsboden abgehoben. Wird die Wippe anschließend in ihre Ruheposition zurückverschwenkt, was aktiv über den Antrieb oder durch einfaches Entkoppeln von diesem bewirkt werden kann, fällt das Schlagwerkzeug auf den Bohrungsboden herab, was zu der gewünschten Schlagwirkung führt.

Da das Seil durch Verschwenken der Wippe über die an den Wippenenden gelagerten Seilrollen zweifach umgelenkt und nachgezogen wird und somit die durch die Verschwenkung der Wippe bewirkte Verlagerung der Rollen additiv in die Verkürzung des freien Endes des Schlagseiles eingeht, sind zur Erzeugung der benötigten Hubbewegung des Schlagwerk­ zeugs nur Verschwenkungen der Wippe um relativ kleine Winkel erforderlich.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schlagseils ist Gegenstand des Anspruchs 2. Diese hat den Vorteil, daß in der Ruheposition der Wippe des Schlagwerks auf das Schlagseil wirkende Zugkräfte weder auf dieses nach auf den Bohrmast übertragen werden. Die auf das Schlagwerkzeug mit Hilfe der Schlagseilwinde aufbringbare Zugkraft wird daher nicht durch das Schlagwerk begrenzt.

Auch kann es vorkommen, daß beim Auftreffen des Schlagmeißels auf eine Hartgesteineinlagerung eine relativ dicke Schicht derselben abplatzt und der Schlagmeißel beim darauffolgenden Absenken in das Schlagseil hineinfällt. Gegenüber den bekannten Schlagwerken hat die erfindungs­ gemäße Lösung auch hierbei den Vorteil, daß durch das sich hierbei plötzlich straffende Schlagseil das Schlagwerk nicht belastet wird.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schlagwerks gemäß Anspruch 3. Durch die Führungsrollen wird wirksam ein Herausspringen des unbela­ steten, schlaffen Schlagseils aus den Seilrollen verhin­ dert.

Um zu vermeiden, daß die Führungsrollen während des Betriebs des Schlagwerks übermäßig beansprucht werden und um insbesondere zu vermeiden, daß die Führungsrollen in der Ruhestellung der Wippe durch ein gespanntes Schlagseil belastet werden, ist die Anordnung der Führungsrollen gemäß Anspruch 4 von Vorteil.

Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des Antriebs des erfindungsgemäßen Schlagwerks wird die Ver­ schwenkbewegung der die Seilrollen tragenden Wippe mit Hilfe einer pneumatisch angetriebenen Kolben/Zylinderein­ heit bewirkt, deren eines Ende gelenkig mit dem Bohrmast befestigt ist und deren anderes Ende in Wippenlängsrich­ tung gesehen zur Schwenkachse der Wippe beabstandet an derselben angelenkt ist (Anspruch 5).

Es ist jedoch gemäß Anspruch 6 ebenfalls möglich, anstatt der Kolben/Zylindereinheit eine mit einem Rota­ tionsmotor über einen Kurbeltrieb zusammenwirkende Schub­ stange vorzusehen.

Besonders vorteilhaft ist es dann gemäß Anspruch 7, wenn die Kraftübertragung von dem Motor auf den Kurbel­ trieb über ein mit einem Freilauf ausgerüstetes Getriebe erfolgt. Der Freilauf des Getriebes ist so konzipiert, daß er ein Voreilen der Wippenbewegung gegenüber der Rotation des Antriebsmotors erlaubt. Er wird daher beim Überschrei­ ten desjenigen Totpunkts des Kurbeltriebs, welcher der maximalen Auslenkung der Wippe aus ihrer Ruhelage ent­ spricht, aktiviert, so daß das durch seine Gewichtskraft beschleunigte Schlagwerkzeug durch das ungebremste Zurück­ schwingen der Wippe mit einer maximalen Geschwindigkeit auf dem zu lösenden Untergrund auftrifft.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Schlagwerks ist Gegenstand des Anspruchs 8. Bei dieser wird die Verschwenkbewegung der Wippe durch eine von einem Rotationsmotor ggf. über ein Getriebe ange­ triebene Kurvenscheibe bewirkt, die gemäß Anspruch 9 bei­ spielsweise über einen an der Wippe von ihrer Achse in Längsrichtung beabstandet angeordneten Zapfen mit der Wippe zusammenwirkt
Wegen ihrer geringen Abmessungen, ihrem hohen Wir­ kungsgrad und ihrer Störunanfälligkeit ist es besonders vorteilhaft, als Rotationsmotor einen Hydraulikmotor vor­ zusehen (Anspruch 10).

Es ist jedoch gemäß Anspruch 11 ebenfalls möglich, einen Elektromotor als Rotationsmotor einzusetzen.

Soll auf einfache Weise der Schlaghub den jeweiligen Anforderungen angepaßbar sein, so ist eine Ausgestaltung des Schlagwerks von Vorteil, bei der der Abstand zwischen den Rollenachsen der Seilrollen und der Achse der Wippe variierbar ist (Anspruch 12).

Die Erfindung bezieht sich gemäß Anspruch 13 auch auf ein mit einem erfindungsgemäßen Schlagwerk ausgerüste­ tes Bohrgerät.

Ein bevorzugter Anbringungsort ist gemäß Anspruch 14 die dem freien Ende des Schlagseiles abgewandte Seite des Bohrmastes des Bohrgerätes. Zwar ist diese Seite des Bohr­ mastes wegen des hier zur Verfügung stehenden, großen Platzangebotes für die Anbringung der Einrichtung beson­ ders geeignet, allerdings wird - je nach Lage der Schlag­ seilwinde - vielfach eine zusätzliche, zwischen der Schlagseilwinde und der Einrichtung angeordnete Umlenkrol­ le benötigt, um das Schlagseil zumindest in dem Bereich, in dem es zwischen den Umlenkrollen der Wippe hindurch­ geführt ist, etwa parallel zum Bohrmast auszurichten, so daß das Schlagseil bei in Ruhe befindlicher Wippe von der an diesem angeordneten Seilrollen nicht abgelenkt wird und die Wippe frei durchläuft, ohne daß hierzu das Schlagwerk weit entfernt vom Bohrmast angebracht werden muß.

Besonders bevorzugt ist daher die in Anspruch 15 wie­ dergegebene Anbringungsform eines erfindungsgemäßen Schlagwerkes, bei dem dieses an der oberen Stirnseite des Mastkopfes des Bohrmastes angeordnet ist. Zwar steht hier zur Anbringung der Einrichtung nur ein geringerer Raum zwischen den am Mastkopf angebrachten vorderen und hinte­ ren Umlenkrollen für das Bohrseil und das Schlagseil zur Verfügung, jedoch verlaufen Bohr- und Schlagseil im all­ gemeinen zwischen den Umlenkrollen ohnehin parallel zur Stirnseite des Mastkopfes, so daß auf eine oder mehrere weitere Umlenkrollen zur Führung des Schlagseiles verzich­ tet werden kann.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 16 ist auf ein separates Schlagseil und eine separate Schlagseilwinde verzichtet worden. Die Heb- und Senkbewegung des an dem Hebeseil hängenden Schlagwerkzeu­ ges wird nun dadurch bewirkt, daß das Hebeseil selbst zwi­ schen den an den Wippenenden angeordneten Seilrollen hin­ durchgeführt wird und somit zugleich die Funktion des Schlagseiles mit übernimmt. Da - wie bereits weiter oben erläutert - das Schlagwerk vorteilhafter Weise so konzi­ piert ist, daß durch eine Zugbelastung des zwischen den Seilrollen der Wippe durchgeführten Seiles bei in Ruhe­ stellung befindlicher Wippe das Schlagwerk nicht belastet wird, kann nach dem Abschalten desselben die volle Hebe­ leistung der Bohrwinde, wie sie beispielsweise zum Aushe­ ben eines eingeklemmten Schlagmeißels oder einer gefüllten Schlammbüchse benötigt wird, über das Hebeseil auf das Schlagwerkzeug übertragen werden.

Anhand der Zeichnung, in welcher mehrere Ausführungs­ formen und Anordnungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Schlagwerks dargestellt sind, soll dessen Aufbau und Funk­ tionsweise im einzelnen erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines an der Stirnseite des Mastkopfes angeordneten erfindungsgemäßen Schlagwerks mit in ihrer ausgelenkten Position befindlicher Wippe;

Fig. 2 eine Seitenansicht desselben Schlagwerks in seiner Ruhestellung;

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Anordnung in einer Ansicht von oben (Ansicht A in Fig. 1), bei der die Wippe des Schlagwerks parallel zur Stirnseite des Mastkopfes ausgerichtet ist, in einer geschnittenen Darstellung;

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Schlagwerk, welches an der dem freien Ende des Schlagseils abgewandten Seite des Bohrmastes angeordnet ist, in seiner ausgelenkten Posi­ tion;

Fig. 5 dieselbe Anordnung dieses erfindungsgemäßen Schlagwerkes, bei dem sich jedoch die Wippe in ihrer Ruhe­ lage befindet;

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes, an der Stirnseite des Mastkopfes angeordnetes Schlagwerk mit in ausgelenkter Position befindlicher Wippe, welche mit Hilfe einer Kol­ ben/Zylindereinheit angetrieben wird, bei in aktivierter Stellung befindlicher Wippe;

Fig. 7 dasselbe Schlagwerk bei in Ruhestellung be­ findlicher Wippe;

Fig. 8 eine andere Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Schlagwerks in einer Fig. 6 entsprechenden Dar­ stellung, bei welcher die Wippe mit Hilfe eines Kurbel­ triebs angetrieben wird;

Fig. 9 dasselbe Ausführungsbeispiel bei in Ruhelage befindlicher Wippe;

Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Schlagwerks in einer Fig. 6 bzw. Fig. 8 ent­ sprechenden Darstellung, bei welcher die Wippe mit Hilfe einer Kurvenscheibe angetrieben wird;

Fig. 11 dieselbe Ausführungsform bei in Ruhelage befindlicher Wippe, sowie

Fig. 12 eine fahrbare Bohranlage, welche mit einem erfindungsgemäßen Schlagwerk ausgestattet ist.

Wenn im folgenden von oben bzw. "unten" die Rede ist, so ist die in Fig. 1 dargestellte, aufrechte Be­ triebsweise einer mit einem erfindungsgemäßen Schlagwerk ausgerüsteten Bohranlage gemeint. Die Angaben "vorn" bzw. hinten beziehen sich auf die Vorwärtsfahrtrichtung der in Fig. 12 dargestellten, mit einem erfindungsgemäßen Schlagwerk ausgestatteten fahrbaren Bohranlage.

Das als Ganzes in der Zeichnung mit 100 bezeichnete Schlagwerk, welches in den Fig. 1 bis 3 an der Stirnseite 1 eines das obere Ende eines in Fig. 1 nicht dargestell­ ten, in Fig. 12 mit 2 bezeichneten Bohrmasts bildenden Mastkopf 3 angeordnet ist, umfaßt eine Wippe 4, welche um eine horizontale, senkrecht zu einem von dem Schlagwerk 100 angetriebenen Hebeseil 5 verlaufenden Achse A, die den Flächenschwerpunkt der Wippe durchstößt, mit Hilfe eines von der Stirnseite 1 nach oben vorkragenden Auslegers 6 verschwenkbar an dem Mastkopf 3 gelagert ist.

Die in Fig. 1 in ihrer ausgelenkten Position befind­ liche Wippe 4 trägt an ihren beiden Längsenden jeweils eine Seilrolle 7, 8. Die Achsen S, S′ der Seilrollen 7, 8 verlaufen parallel zur Achse A. Das von einer in Fig. 12 mit 9 bezeichneten Bohrwinde in Richtung der Doppelpfeile über eine vordere und eine hintere, an dem Mastkopf 3 angeordnete Umlenkrolle 10, 11 zu dem Bohrloch verlaufende Hebeseil 5, an dessen freies Ende im Bedarfsfall ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Schlagwerkzeug angehängt wird, ist um die Seilrolle 7 oben und um die Seilrolle 8 der Wippe 4 unten herumgeführt, so daß es von den Seilrol­ len 7, 8 bei in ihrer ausgelenkten Position befindlichen Wippe zweifach, jeweils im umgekehrten Sinne umgelenkt wird.

Um zu verhindern, daß ein nicht zugbelastetes Hebe­ seil 5 während des Betriebs des Schlagwerks 100 aus den Führungsnuten 12, 13 der Seilrollen 7, 8 hinauslaufen kann, sind an der Wippe 4 zwei Führungsrollen 14, 15 vorgesehen, welche sich über die seitlichen Seilführungsränder 16 bzw. 17 der Seilrollen 7 bzw. 8 hinaus erstrecken und mit ihren Mantelflächen auf den Umfangsrändern der Seilführungsrän­ der aufliegen.

Die zum Antrieb eines Schlagwerkzeugs benötigte Auf- und Abbewegung des freien Endes des Hebeseils wird bei dem Schlagwerk 100 dadurch bewirkt, daß die Wippe 4 mit Hilfe eines in den Fig. 1 bis 3 nicht dargestellten, weiter unten anhand der Fig. 6 bis 11 erläuterten Antriebs 20 zyklisch zwischen der in Fig. 1 dargestellten, ausgelenk­ ten Position und einer in Fig. 2 dargestellten Ruhelage verschwenkt wird. In der Ruhelage befindet sich die Wippe in einer Stellung, bei welcher das Hebeseil 5 von den Seilrollen 7, 8 unabgelenkt zwischen diesen hindurchläuft. Da der Weg des Hebeseils 5 beim Durchlaufen des Schlagwerks in dieser Position der Wippe kürzer ist als bei in ihrer ausgelenkten Position befindlichen Wippe, erfährt ein am freien Ende des Hebewerks angehängtes Schlagwerkzeug einen in seiner Frequenz der Verschwenk­ frequenz der Wippe entsprechenden Schlaghub. Dieses ist den jeweiligen Erfordernissen anpaßbar, wenn die Seilrol­ len in verschiedenen Abständen zur Achse A - z. B. mittels einer Lochleiste - an der Wippe 4 anbringbar sind. Da das Hebeseil 5 - wie in Fig. 2 ersichtlich - in Ruhestellung der Wippe 4 das Schlagwerk 100 unabgelenkt durchläuft, werden auf das Hebeseil 5 wirkende Zugkräfte nicht auf Bauteile des Schlagwerks 100 übertragen, so daß die mit dem Hebeseil 5 auf das Schlagwerkzeug aufbringbare Zug­ kraft nicht durch das Schlagwerk begrenzt wird, solange sich dieses nicht in Betrieb befindet.

Eine weitere Möglichkeit der Anordnung des erfin­ dungsgemäßen Schlagwerks 100 ist in den Fig. 4 und 5 dar­ gestellt. Bei dieser Anordnung ist das Schlagwerk 100 an der dem freien Ende des Schlagseils 5 abgewandten Seite des Bohrmastes angeordnet. Bei dieser Anordnung ist dem in seinem Aufbau dem im Vorangegangenen beschriebenen ent­ sprechenden Schlagwerk eine Seilrolle 18 vorgeschaltet. Das Hebeseil 5 wird zwischen dieser und der dem freien Ende des Hebeseils abgewandten Seite des Mastes hindurch­ geführt.

Durch die zusätzliche Seilrolle 18 wird einerseits ein Schwingen des Hebeseils 5 im Bereich des Schlagwerks 100 verhindert, andererseits ein Verlauf desselben be­ wirkt, welcher ein ablenkungsfreies Durchlaufen des Schlagwerks bei in ihrer Ruhestellung befindlichen Wippe ermöglicht.

In den Fig. 6 bis 11 sind verschiedene, zur Erzeugung der Wippenverschwenkung besonders geeignete Antriebe dar­ gestellt.

Fig. 6 und 7 zeigen ein erfindungsgemäßes Schlagwerk bei in ihrer ausgelenkten Position bzw. in ihrer Ruhelage befindlicher Wippe, bei welcher der Antrieb durch eine pneumatisch betriebene Kolben/Zylindereinheit 21 bewerk­ stelligt wird. Der Zylinder 22 der Kolben/Zylindereinheit 21 ist an dem Mastkopf 3 angelenkt und parallel zur Längs­ achse L des Bohrmastes 2 ausgerichtet. Das freie Ende der mit ihm zusammenwirkenden Kolbenstange 23 ist gelenkig etwa auf halber Länge zwischen der Achse der Seilrolle 7 und der Achse A der Wippe 4 mit dieser verbunden und so dimensioniert, daß die Wippe 4 sich im ausgefahrenen Zu­ stand der Kolbenstange 23 - d. h. bei Beaufschlagung des Zylinders mit Druckluft - in ihrer aus gelenkten Position befindet und damit das Schlagwerkzeug von dem Boden der Bohrung abgehoben an dem Hebeseil hängt.

Sobald man den Druck in dem Zylinder 22 über eine geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Ventilan­ ordnung entweichen läßt, schwenkt die Wippe 4 ungebremst in ihre Ruhelage zurück, wodurch das durch seine Gewichts­ kraft beschleunigte Schlagwerkzeug auf den Bohrungsboden auftrifft.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Antriebs 20 besteht dieser aus einer entsprechend der Kolbenstange 23 an der Wippe 4 angelenkten Kurbelstange 24, welche durch eine von einem als Hydraulik- oder Elektromotor ausgestal­ teten Rotationsmotor angetriebene Kurbelscheibe 25 in Bewegung versetzt wird. Der Kurbelscheibe 25 und dem in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebsmotor ist ein ebenfalls nicht dargestelltes Getriebe zwischengeschaltet, welches einen Freilauf umfaßt, der ein Voreilen der Kur­ belscheibe in der durch den Pfeil F gekennzeichneten Dreh­ richtung gegenüber dem Antriebsmotor erlaubt.

Auf diese Weise kann die Verschwenkung der Wippe 4 aus ihrer Ruhelage in ihre ausgelenkte Position mit einer relativ geringen Geschwindigkeit erfolgen, wodurch die auf das Schlagwerk 100 wirkenden Kräfte beim Anheben des Schlagwerkzeugs begrenzbar sind. Da beim Überschreiten des oberen Totpunkts des Kurbeltriebs dieser in Rotationsrich­ tung durch die auf die Wippe 4 wirkende Gewichtskraft des Schlagwerkzeugs in der mit dem Pfeil F gekennzeichneten Drehrichtung, in welcher der Freilauf aktiviert ist, ge­ dreht wird, kann die Wippe frei in ihre Ruhelage zurück­ schwenken, wodurch das Schlagwerkzeug wiederum frei fal­ lend auf den Bohrungsboden auftrifft.

Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung des An­ triebs 20 ist in Fig. 10 bzw. 11 dargestellt. Bei diesem Antrieb ist anstatt der Kurbelscheibe eine von einem Rota­ tionsmotor angetriebene Kurvenscheibe 28 vorgesehen, wel­ che zwei diametral einander gegenüberliegende Nocken um­ faßt, welche mit einem entsprechend der Anlenkung der Kolbenstange 23 bzw. der Kurbelstange 24 an der Wippe 4 angeordneten Zapfen 29 zusammenwirken und damit bei einer vollständigen Umdrehung der Kurvenscheibe ein zweimaliges Auslenken und Zurückschwingen der Wippe hervorrufen.

In Fig. 12 ist als Beispiel für den Einsatz eines erfindungsgemäßen Schlagwerks 100 ein fahrbares Bohrgerät 30 dargestellt. Es umfaßt ein Fahrgestell 31, auf welchem der hydraulisch aufrichtbare Bohrmast 2 vorgesehen ist. Des weiteren trägt das Fahrgestell 31 neben einem An­ triebsmotor 32 und einer Hydraulikeinrichtung 33 eine Bohrwinde 9, von welcher aus sich das durch das Schlagwerk 100 durchgeführte, mittels Umlenkrollen 10, 11 über den Mastkopf 3 geführte Hebeseil 5 erstreckt, welches an sei­ nem freien Ende einen mittels eines Drehtisches 35 ange­ triebenen Bohrstrang 36 und im Bedarfsfall ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Schlagwerkzeug trägt.

Claims (16)

1. Schlagwerk (100) zur Erzeugung einer Auf- und Abbewegung eines am freien Ende eines Hebeseils befestig­ ten Schlagwerkzeugs,
mit einer Einrichtung, mittels welcher ein zu dem Schlagwerkzeug führendes Schlagseil in einem sich wieder­ holenden Zyklus nach einer vorbestimmten zeitlichen Ab­ hängigkeit um eine einen Hub des auf dem zu lockernden Untergrund ruhenden Schlagwerkzeugs bewirkende Länge auf­ holbar und wieder freigebbar ist, die eine um eine etwa senkrecht zum Schlagseil ausgerichtete Achse (A) ver­ schwenkbare Wippe (4) umfaßt, bei der auf beiden Seiten der Achse (A) jeweils eine Seilrolle (7, 8) vorgesehen ist, deren Rollenachsen (S, S′) etwa parallel zu der Achse (A) verlaufen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schlagseil zwischen den Seilrollen (7, 8) hin­ durchgeführt ist
und daß ein Antrieb (20) vorgesehen ist, mit welchem die Wippe (4) zyklisch aus ihrer Ruheposition in eine ausgelenkte Position, in der das Schlagseil im Vergleich zur Ruheposition zumindest eine der Seilrollen (7, 8) über einen größeren Teil ihres Umfanges umläuft, verschwenkbar und aus dieser aktiv mit Hilfe des Antriebs oder durch Entkoppeln von diesem zurückverschwenkbar ist.

2. Schlagwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Wippe (4) in ihrer Ruheposition in einer Lage befindet, in der das Schlagseil unabgelenkt zwischen den Seilrollen (7, 8) hindurchläuft.

3. Schlagwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zu jeder der beiden Seilrollen (7, 8) minde­ stens eine an der Wippe (4) befestigte, sich in Richtung der Seilrollenachse (S, S′) über die seitlichen Seilfüh­ rungsränder (16, 17) der Seilrolle (7, 8) hinauserstreckende Führungsrolle (14, 15) vorgesehen ist, deren Rollenachse etwa parallel zur Seilrollenachse (S, S′) ausgerichtet ist, wobei das Schlagseil zwischen der Seilrolle (7, 8) und der Führungsrolle (14, 15) hindurchgeführt ist.

4. Schlagwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungsrollen (14, 15) derart angeordnet sind, daß das Schlagseil von diesen im gesamten Ver­ schwenkbereich der Wippe (4) nicht abgelenkt wird.

5. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) eine pneuma­ tisch angetriebene Kolben/Zylindereinheit (21) umfaßt, deren eines Ende gelenkig mit dem Bohrmast (2) befestigt ist und deren anderes Ende in Wippenlängsrichtung gesehen zur Achse (A) beabstandet an der Wippe (2) angelenkt ist.

6. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) eine über einen Kurbeltrieb mit einem Rotationsmotor zusammenwirkende Kurbelstange (24) umfaßt.

7. Schlagwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kurbeltrieb über ein mit einem ein Voreilen der Wippenbewegung erlaubenden Freilauf ausgerüstetes Getriebe mit der Abtriebswelle des Rotationsmotors zusam­ menwirkt.

8. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) eine von einem Rotationsmotor angetriebene Kurvenscheibe (28) umfaßt.

9. Schlagwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kurvenscheibe (28) über einen sich auf ihrer Mantelfläche abstützenden, an der Wippe (4) von ihrer Achse (A) in Längsrichtung beabstandet angeordneten Zapfen (29) mit der Wippe (4) zusammenwirkt.

10. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rotationsmotor ein Hydromo­ tor ist.

11. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rotationsmotor ein Elektro­ motor ist.

12. Schlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen amen Rol­ lenachsen (S, S′) der Seilrollen (7, 8) und der Achse (A) der Wippe (4) variierbar ist.

13. Bohrgerät mit einem Bohrmast, welches mit einem Schlagwerk (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausge­ rüstet ist.

14. Bohrgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schlagwerk (100) an der dem freien Ende des Schlagseiles abgewandten Seite des Bohrmastes (2) angeord­ net ist.

15. Bohrgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schlagwerk (100) an der oberen Stirnseite (1) des Bohrmastkopfes (3) angeordnet ist.

16. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebeseil (5) zugleich als Schlagseil dient.