DE2020202A1 - Geraet zum Bohren von Gestein - Google Patents

Description

• "Gerät zum Bohren von Gestein" Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Bohren von Gestein mit einem drehenden Bohrkopf. Derartige Geräte können das Gestein nit verschiedenen Werkzeugen, darunter auch Rollenmeißeln, bearbeiten. Der Begriff Gestein umfaßt jedoch auch Mineralien, z.B. Steinkohle, so daß auch das schneidende bzw. schrämende Bearbeiten der Bohrung mit dem erfindungsgemäßen Gerät möglich ist. Mit einem solchen Gerät können daher u.a. Räume unter Tage aufgefahren werden, wobei es sich um den Vortrieb von seigeren bis söhligen Strecken handeln kann.
• Zum Bohren muß der durch einen Antrieb in Drehung versetzte Bohrkopf so geführt werden, daß ein Verlaufen der Bohrung vermieden wird. Außerdem muß ein bestimmter, im Einzelfall unterschiedlicher Andruch aufgebraucht werden, um optimale Arbeitsverhältnisse an den Bohrwerkzeugen, insbesondere bei Verwendung von Rollenmeißeln, zu schaffen. Daneben ist ein Vorschuß für den Bohrkkopf notwendig, entweder um den Bohrkopf den Bohriortschritt folgen zu lassen, oder ihn zurückzufahren. Das kann beispielsweise zur Inspektion des Bohrkopfes und seiner Bohrwerkzeugs in gewissen Abständen notwendig sein.
• Es ist bereits ein Bohrgerät bekannt, dessen Antrieb in den Bohrkopf eingebaut ist, welcher sich durch eine besondere Führung in einer Vorbohrung abstützt. Mit diesem Gerät wird die Vorbohrung von oben nach unten erweitert. Die Führung stört häufig im Vorbohrloch, weil sie den Abfluss des Bohrkleinse behindern kann. Außerdem ist es technisch verhältnismäßig aufwendig, Jeweils für den antrieb, die Bohrung und den Vorschub des Gerätes gesonderte Vorrichtungen as Gerät vorsehen zu müssen.
• Der Erfindung liegt als technisches Problem die Vereinfachung der eingangs genannten Bohrgeräte, insbesondere ihrer Vorrichtungen, die im Bohrloch zur Führung, zum Antrieb und/oder zum Vorschub des Bohrkopfes dienen zugrunde.
• Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, daß zur Bohrung des Bohrkopfes mehrere an der Wandung des Bohrloches ablaufende Rollen vorgesehen sind, und daß durch Wahl des Winkels, den die Achsen der Rollen mit der Richtung des Bohrloches einschliessen, der Bohrkopf angetrieben und/oder sein Vorschub eingestellt ist.
• Dio Erfindung beruht darauf, daß dio sich in des Bohrloch und dort in der Regel unmittelbar auf den Bohrlochntößen abwälsenden Rollen nicht nur radial durch die zur Führung des Bohrkopfes dienenden Radialkräfte belastet werden können, sondern auch erhebliche Tangentialkräfte ohne Schaden aufzunehmen vermögen. Das gilt überraschenderweise auch für bereifte und insbesondere luftbereifte Rollen, die bei einem Andruck von 25 t bis zu 25 t Seitenschub einwandfrei übertragen.
• Dadurch ist es möglich, durch den jeweils über die Neigung der Rollenachsen eingestellten Seitenschub den Bohrkopf zu halten, anzudrücken oder aus der Bohrloch herauszufahren, wobei in Jede Fall gleichzeitig eine Führung des Bohrkopfs zustandekozit. Der Vorteil eines solchen Bohrgerätes gegenüber den bekannten Bohrgeräten besteht deshalb hauptsächlich in der Einfachheit seines aufbaus und darin, daß seine Führung sich dort anordnen läßt, wo sie das Bohren und die Abfuhr des Bohrkleines es wenigsten behindert.
• Die Rollen können sämtlich oder nur zum Teil über ein geieinsames Getriebe von einem Motor angetrieben werden, der mit dem Bohrkopf zusammen vorrückt oder stationär und dann zeistens außerhalb der Bohrung vor oder hinter des Bohrkopf aufgestellt ist. Die Erfindung bietet aber auch die Möglichkeit, iür Jede angetriebene Rolle einen besonderen Motor vorzusehen, der beispielsweise al Hydromotor ausgebildet und in die betreffende Rolle eingebaut werden kann, Werden die Rollen in beiden Drehrichtungen angetrieben, läßt sich bei fester Einstellung des Winkels, den die Achsen der Rollen mit der Richtung des Bohrloches einschließen, das Bohrgerät in Richtung des Bohrfertschrittes vorschieben und bei umgekehrter Drehrichtung der Rollen aus der Bohrung herausiahren.
• Die Achsen der Rollen können bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung verstellt werden, so daß die Rollen gelenkt sind.
• Auf diese Weise läßt sich der Andrück des Bohrkepfes steuern, wobei durch den Einbau entsprechenden Regelstrecken eine weitgehende Automatisierung des gesamten Gerätes erreicht werden kann. Die Rillenlenkung bietet auch die Möglichkeit, das Gerät wahlweise in Richtung des Bohrfortschrittes vorzuschieben oder aus der Bohrung herauszufahren.
• Die Rollen können auf eine Relleiträger angeordnet werden, der mit dem Bohrkopf kraftschlüssig und abstangsveränderlich verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Rollenträger im den Bereich der Bohrung arbeiten zu lassen, der für die Kraftübertragung besonders geeignet ist. Eine kraftschlüssige Verbindung Mit den Bohrkopi läßt eich verhältnismäßig einfach durch eine Verbindungsstange verwirklichen, auf der der Rollenträger und/oder der Bohrkopf verschieblich angeordnet sind.
• In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
• Die Zeichnung zeigt in perspektivischer Ansicht unter Portlassung aller fur das Verständnis der Erfindung nicht eriorderlichen Einzelheiten eine Erweiterungsbohrgerät, welches eine Vorbohrung 1 auf eine Bohrung 2 Mit großes Durchmesser erweitert.
• Das Gerät hat einen allgemein mit 3 bezeichneten Bohrkopf, der beil dargestellten Ausführungsbeispiel drei um Jeweils 1200 versetzte Arme 4 aufweist. Die der zu bearbeitenden Sohle 5 zugekehrten Seiten der Arme sind entsprechend der Neigung der Bohrlochsohle 5 abgeschrägt und tragen die Lager 6 der Rollenmeißel 7. Im übrigen besitzen die Arme Ausnehmungen 8 zur Verminderung des Gewichtes des Bohrkopfes 3.
• Bei 9 trägt der Bohrkopf 3 eine Vierkantstange 10, welche koaxial zur Achse 11 des Bohrloches verläuft. Durch diese Stange ist ein Rollenträger 12 kraftschlüssig mit dem Bohrkopf 3 verbunden.
• Der Rollenträger besitzt seinerseits drei Arme 14 mit Ausnehmungen 15. Auf dem Armen sitzen luftbereifte Rollen 16, deren Drehachsen bei 17 angedeutet sind. Die Rollen wälzen sich auf den Stößen 18 der Bohrung 2 ab und führen dabei über die Stange 10 den Bohrkopf 3.
• Die Achsen 17 der Rollen sind in Bezug auf die Bohrrichtung, die durch die bei 11 wiedergegebene Bohrlochachse gegeben ist, schräg geneigt, so daß sie einen Vorschub erzeugen, der bei Drehung des Gerätes in Pfeilrichtung a dem Bohrvorschuh entspricht, bei umgekehrter Drehrichtung Jedoch den Bohrkopf 3 aus der Bohrung 2 nach oben führen würde.
• Die BBlgen 19 der Reifen 20 der Rollen 16 sitzen unmittelbar auf den Rotoren von hydrostatischen Motoren 21, welche auf den Armen 14 verlagert sind, wobei für Jede der Rollen ein gesonderter Motor vorgesehen ist.
• Im Betrieb des Gerätes dreht sich die Vorrichtung in Pfeilrichtung a, wobei der Abstand des Rollenträgers 12 vom Bohrkopf 3 über nicht dargestellte Steckbolzen durch die Wahl entsprechender Ausnehmungen 24 in der Stange 10 eingestellt wird.
• Läßt sich die Neigung der Rollenachsen 17 im Betrieb verändern, so kann der Andruck entsprechend den örtlichen Verhältnissen auf der Bohrsohle gesteuert werden, und es lassen sich für die Rollenmeißel 7 optimale Arbeitabedingungen einhalten.
• Statt die Rollen 16 anzutreiben, könnte ein Bohrgestänge verwendet werden, das das Drehmoment von einem außerhalb aufgestellten Motor und zentral auf die Rollen überträgt, so daß diese zur Untersteitzung als Planetengetriebe arbeiten. Der Antriebsmotor könnte aber auch in den Rollenträger eingebaut sein, Werner können nicht angetriebene Rollen mit angetriebenen Rollen verwendet werden. Unabhängig davon kann die Zahl der Rollen auch erheblich größer als dargestellt sein. Die Rollen können axial gegeneinander versetzt angeordnet werden und verlotion d den Bohrkopf eine bessere Stabilität, insbeondere wenn llUfte an der Bohrlochwandung überfahren werden müssen.
• Statt der Rollen können auch Räder u.a. solche mit Felgen gängiger Abmessungen verwendet werden. Dadurch kann das Gerät Abhängig von jeweiligen Einsatzfall baukastenartig zusammengesetzt werden.
• Die Räder bzw. Rollen können von einem getrennt aufgestellten Motor so angetrieben werden, daß die zur Untersetzung als Plaintengetriebe arbeiten. Wenn die Rollen an einem getrennt verfahrbaren Antriebs und Vorschubaggregat sitzen, können sie mit einer Bühne so verbunden werden, daß die Bühne verfahrbar wird.
• Patentansprüche

Claims (10)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Gerät zum Bohren von Gestein mit einem drehenden Bohrkopf, d a d u r c h ge k e n n s e i c h n e t , daß zur Führung des Bohrkopfes (3) mehrere an den Wänden der Bohrung ablaufende Rollen (16) vorgesehen sind, und daß durch Wahl des Winkels, dem die Achsen der Rollen mit der Richtung des Bohrloches einschließen, der Antrieb und/oder der Vorschub des Bohrkopfes eingestellt ist.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -s e i c h n e t , daß die Rollen luftbereift sind.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1, da d u r c h -g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Rollen sämtlich oder nur zum Teil über ein gemeinsames Getriebe von einem Motor angetrieben sind' gegebenenfalls so,daß die Rollen zur Untersetzung als Planetengetriebe arbeiten.
4. 4. Gerät nach Anspruch 1 und eine oder mehreren der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Rollen einzeln durch ihnen Jeweils zugeordnete Motoren angetrieben sind.
5. 5. Gerät nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, a a d u r c h g e k e n n s e i c h -n e t , daß die Zelle in zwei Drehrichtungen (a) angetrieben sind.
6. 6. Gerät nach Anspruch 1 und eine oder mehreren der folgenden Ansprüche, d z d u r c h g e k e n n s e i c h -n e t , daß die Rollen auf eines Rollenträger (12) angeordnet sind, der mit dem Bohrkopf kraftschlüsaig und abstandsveränderlich, gegebenenfalls-als getrennt verfahrbares Antsrebs- und Vorschubaggregat verbunden ist.
7. 7. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das getrennt verfahrbare Antriebs-und Vorschubaggregat miteiner Bühne verbunden ist, welche durch das Aggregat verfahrbar ist.
8. 8. Gerät nach Anspruch 6, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Verbindungsstange (10), auf der ein Rollenträger (12) und/oder der Bohrkopf (3) verschieblich angeordnet ist.
9. 9. Gerät nach den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen durch Verstellung Ihrer Achsen lenkbar sind.
10. 10. Gerät nach den Ansprüchen 1 - 8 , d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rollen axial gegeneinander versetzt angeordnet sind.