DE2101353C3

DE2101353C3 - Hydraulisch betätigtes Gerät zum mechanischen Zerlegen von Gestein

Info

Publication number: DE2101353C3
Application number: DE2101353A
Authority: DE
Inventors: Helmut 7712 Blumberg Darda
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-01-13
Filing date: 1971-01-13
Publication date: 1973-09-27
Also published as: DE2101353B2; ZA72208B; BR7200168D0; DE2101353A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum mechanischen Zerlegen von Gestein od. dgl. mit einem Zylinderblock, in dem ein hochdruckhydraulisch betätigbirer Kolben längsbeweglich angeordnet ist, mit welchem ein Gleitkeil zwischen in Bohrlöchern einsetzbare, beschränkt auseinanderschiebbare Einsatzstücke gebracht wird, welche mehrere der Neigung des Gleitkeiles entsprechende Gleitflächen mit unterschiedlicher Neigung aufweisen, wobei wenigstens die Gleitflächen des vorderen freien Endes des Gleitkeiles konisch spitz auslaufend ausgebildet sind.

Steinsprenggeräte dieser Art, wie sie z. B. aus den deutschen Auslegeschriften 1254 562 und 1 249194 bekannt sind, erlauben mit Hilfe von wenigen Bohrlöchern kleinen Durchmessers große Gesteinsbrokken ohne Verwendung .von explosiven Sprengstoff herauszulösen oder zu zerlegen.

Problematisch ist das Zerlegen besonders dickwandigen Gesteins. Zwangläufig müssen hierbei tiefe Bohrlöcher vorgesehen werden, die wegen des kontinuierlich zunehmenden Querschnitts der Gleitkeile folglich einen größeren Durchmesser als bei kürzeren Bohrlöchern haben müssen.

Um auch bei dickwandigerem Gestein mit Bohrlöchern kleineren Durchmessers arbeiten zu können, wurde bereits vorgeschlagen, den Gleitkeil und in entsprechender Weise die Einsatz. ;ücke des Steinsprenggerätes abschnittsweise mit verschiedenen, in Vorschubrichtung axial hintereinander angeordneten und nacheinander zur Wirkung kommenden Gleitflächen unterschiedlicher Neigung zu versehen. Beispielsweise kann das vordere Ende des Gleitkeils konisch spitz auslaufen, während sein hinteres, der Kolbenstange benachbartes Ende parallel zueinandei verlaufende Gleitflächen besitzt.

Ein weiteres Problem stellt sieh, wenn mit Geräter dieser Art beispielsweise eisenbewehrte Betonmauem abgetragen wer.den sollen. Einerseits bietet das Material einen sehr großen Widerstand, andererseits müs sen die gesprengten Betonblöcke relativ weit ausein andergetrieben werden, um auch die Eisenbewehrunj zu trennen bzw. aus dem Beton zu lösen. Das bedeu tet, daß das Steinsprenggerät anfänglich einen sehi großen Druck aufbringen und anschließend einen relativ großen Querhub erzeugen muß, um den Spal zwischen den Gesteinsbrocken weiter auseinanderzu treiben.

Der vorliegenden Erfindung liegt folglich die Auf gäbe zugrunde, das Steinsprenggerät der eingangs er läuterten Art derart zu verbessern, daß die Einsatz stücke ohne Vergrößerung des Einsatzquerschnitte einen größeren Querhub aufweisen, d.h. weiter al bei den bekannten Geräten auseinandergetriebei werden, ohne daß eine wesentliche Vergrößerung de Bohrlochdurchmesser notwendig ist. Mit derartige! Geräten kann dickwandigeres Gestein und gegebe nenfalls eisenbewehrter Beton zerlegt werden.

Zur Lösung der erläuterten Aufgabe wird gemäl der Erfindung vorgeschlagen, die Gleitflächen de

mittleren und/oder hinteren Abschnittes des Gleitkeiles mit axial verlaufenden Nuten und die Gleitflächen der Einsatzstücke mit entsprechenden Federn zu versehen, wobei die Nuten und Federn aneinander anliegende Gleitflächen bilden.

Diese Keilgestaltung erlaubt es, das vordere Gleitkeilende mit den konisch spitz auslaufenden Gleitflächen verglichen mit Gleitkeilen herkömmlicher Art und mit gleichem Neigungswinkel langer auszubilden, ohne den Gesamtquerschnitt des Einsatzes und damit den erforderlichen Bohrlochdurchmesser vergrößern zu müssen, da die Einsätze in ihrem oberen Bereich durch die in die Keilnuten eingreifenden Federn verstärkt sind.

In seiner Ausgangslage treiben die konischen Gleitflächen des Gleitkeiles die Einsatzstücke in bekannter Weise auseinander. Da der wirksame Querschnitt des Gleitkeiles in seinem stärksten Bereich gegenüber herkömmlichen Gleitkeilen jedoch größer ist werden die Einsatzstücke und damit das dem Bohrloch benachbarte Gestein weiter auseinandergetrieben. Allerdings ist die Flächenpressung verglichen mit herkömmlichen Geräten größer, wenn der mit Nuten versehene Abschnitt des Gleitkeiles zwischen die konisch zusammenlaufenden Gleitflächen der Einsatzslücke eintritt. Diese Erscheinung wirkt sich jedoch nicht nachteilig aus, weil während dieser Arbeitsphase das Gestein bereits gesprengt ist und der zu überwindende Widerstand wesentlich geringer ist. In dieser Arbeitsphase ist es dagegen wichtiger, cL'.s Gestein weiter auseinanderzutreiben, um es vollends auseinanderzureißen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Vorschlages ist, daß die ineinandergreifenden Nuten und Federn dem Gleitkeil eine zusätzliche Führung bieten.

Das erfinclangsgemäße Prinzip kann bei verschie- · denen Keil- und Einsatzstückformen verwirklicht werden.

Beispielsweise können die Gleitflächen der am Gleitkeil vorgesehenen Nuten sowie die an den Einsatzstücken vorgesehenen Federn achsparallel verlaufen und in die konisch verlaufenden Gleitflächen des vorderen Endes des Gleitkeiles bzw. der Einsatzstücke unmittelbar übergehen. Diese Nut- und Federausbildung eignet sich fi'.' einen Einsatz, bei welchem die verbleibenden Gleitflächen des Gleitkeiles und die Einsat7Stücke im mittleren und hinteren Abschnitt achsparallel verlaufen.

Die Gleitfiächen des Gleitkeiles und der Einsatz- so stücke können jedoch nach einem weiteren Vorschlag auch in ihrer gesamten Länge in Vorschubrichtung konisch zusammenlaufend ausgebildet sein.

Hierbei sind zweckmäßigerweise die Gleitflächen der am Gleitkeil vorgesehenen Nuten und die an den Einsatzstücken vorgesehenen Federn im hinteren Bereich in Vorschubrichtung konisch zusammenlaufend und im mittleren Bereich achsparallel verlaufend ausgebildet und gehen in im vorderen Bereich befindlichen konischen Gleitflächen des Keiles bzw. der EinsatzstUcke über.

Bei einem weiteren, erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatz, bei welchem die Gleitflächen der Einsatzstücke und des Gleit Seiles im hinteren und mittleren Bereich achsparallel verlaufen, sind die Gleitflächen der Nuten bzw. Federn in Vorschubrichtung konisch zusammenlaufend derart ausgebildet, daß die Nuten des Gleitkciles im mittleren Bereich eine Taille bilden, weiche in den stärkeren Teil des Gleitkeiles übergeht. Bei dieser Anordnung werden die EinEatzstücke bei Vorschub des Gleitkeiles gleichzeitig im hinteren bzw. mittleren und im vorderen Bereich auseinandergetrieben.

Es empfiehlt sich, die Gleitflächen im Bereich stärkerer Flächenpressung bzw. starker Reibung mit Hartmetallauflagen zu versehen. Insbesondere bei der Tuletzt erläuterten Anordnung ist es zv/eckmäßig, die jeweils konisch zusammenlaufenden Gleitfiächen der Einsatzstücke mit derartigen Hartmetallauflagen auszurüsten. Ebenso können auch die gesamten Gleitflächen des Gleitkeiles Hartmetallauflagen aufweisen.

Bei den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen sind die Nuten stets am Gleitkeil und die Federn an den Einsatzstücken vo gesehen. In äquivalenter Weise können selbstverständlich auch umgekehrt bei allen Ausführungsbeispielen die Federn an den Gleitkeilen und die Nuten an den Einsatzstücken angeordnet sein.

Dei Gegenstand der Erfindung ist nachstehend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. In diesen zeigen

F i g. 1 Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatzes nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 Querschnitt längs der Linie II—II in Fig. 1·,

Fig. 3 Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 3a Querschnitt entsprechend dem Schnitt gemäß F i g. 3 bei einer äquivalenten Ausführungsform gemäß Fig. 1,

Fig. 4 Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1,

r i g. 5 Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatzes nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 Querschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 Querschnitt längs der Linie VII-VIl in F ig. 5,

Fig. 8 Querschnitt längs der Linie VIII-VIII in F ig. 5.

Fig. 9 Querschnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 5,

Fig. 10 Querschnitt längs der Linie X-X in Fig. 5,

F i g. 11 Seitenansicht eines erfinuungsgemäßen Einsatzes nach einem dritten Ausfühiungsbeispiel,

Fig. 12 Querschnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 11,

Fig. 13 Querschnitt längs der Linie XIII-XIlI in F i g. 11 und

Fig. 14 Querschnitt längs der Linie XIV-XIV in Fig.ll.

Die in den Fig. I bis 14 dargestellten Einsätze sind beispielsweis? für Steinsprenggeräte der in der deutschen Auslegeschrift 1249194 beschriebenen Art geeignet.

Der mit 1 bezeichnete Gleitkeil wird von einem nicht dargestellten hydraulisch betätigten Kolben vorgeschoben, während die mit dem Zylinderblock verbundenen Einsatzstücke 2, die bestimmungsgemäß in ein Bohrloch eingesetzt werden, festgehalten werden.

An seinem vorderen Ende weisen Gleitkeil und die Einsatzslücke konisch zusammenlaufende Gleitflächen Xa und la auf. Die Glcitflächen 2« der Einsatzstiieke sind in diesem Bereich mit einer gestrichelt angedeuteten Harlmelallauflagc ausgerüstet.

Im hinteren und mittleren Bereich dagegen verlaufen die Gleitflächcn Xb und Ib achsparallel. Wie insbesondere die F i g. 3 und 4 erkennen lassen, ist der Gleitkeil in diesem Bereich beidseitig mit in Axialrichtung verlaufenden Nuten 1 c ausgestattet, in welche entsprechende Federn 2 c der Einsatzstückc 2 eingreifen. Die einander zugewandten, achsparallclen Flächen 1 d und 2 (/ der Nuten bzw. Federn wirken hierbei gleichfalls wie die Flächen 1 h und 2 b als Gleitflächen.

Der Querschnitt des Gleitkeiles im Bereich der Kopfstücke 2 e der Einsatzstücke 2 ist mit dem Querschnitt gemäß F i g. 3 flächengleich, wie mit F i g. 4 veranschaulicht ist.

F i g. 3 veranschaulicht im Zusammenhang mit ao F i g. 1 den mit der Erfindung erzielten Vorteil. Damit die Einsatzstücke den beim Sprengen von Gestein auftretenden Druck ohne Beschädigung oder Zerstörung aufnehmen können, müssen sie einen bestimmten Mindestquerschnitt besitzen. Bei den her- as kömmlichen nutcnlosen Keilen enden die konischen Gleitflächen ία bzw. la bei A-A in Fig. 1, da andernfalls bei gleichem Bohrlochdurchmesser und damit HimaUquefschniii der Querschnitt der Einsatz-Stücke 2 im mittleren und hinteren Bereich zu stark geschwächt würde. Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag können die Gleitflächen 1 α und 2 α bis B-B verlängert werden, da der Querschnitt in diesem Bereich durch die nach innen vorspringende Feder Ic verstärkt wird. Das hat zur Folge, daß die Einsatzstücke gegenüber der herkömmlichen Anordnung bei ausgefahrenem Gleitkeil um den zusätzlichen Hub lc auseinandergetrieben werden können, ohne daß Einsätze und damit Bohrlöcher größeren Durchmessers verwendet werden müssen.

Mit dem Querschnitt gemäß F i g. 3 a ist deutlich gemacht, daß bei gleicher Wirkung Feder und Nuten miteinander vertauscht werden können. Bei dieser Anordnung sind an dem Keil Γ beidseitig achsparallelc Federn 1 c und in den Einsatzstücken 2' entsprechende Nuten 2 c' vorgesehen.

Der in den F i g. 5 bis 10 dargestellte Einsatz weist einen Gleitkeil 3 mit praktisch über die gesamte Länge konisch zusammenlaufenden Gleitflächcn 3 a auf. Ebenso besitzen die Einsatzstücke 4 entsprechende konisch zusammenlaufende Gleitflächen 4«. Auch dieser Gleitkeil ist wie der Keil 1 in den F i g. 1 bis 4 mit axialen Nuten 3 c versehen, deren Gleitflächen3f/ im mittleren Bereich D achsparallel und im hinteren Bereich £ konisch verlaufen. In diese Nuten

3 c greifen die an den Einsatzstücken 4 vorgesehenen Federn 4 c ein, deren Glcitflächen ebenfalls im mitt leren Bereich D achsparallel und im hinteren Bereich E konisch zusammenlaufend ausgebildet sind. Diese Ausbildung hat zur Folge, daß die Gleitflächcn

4 d in der Ausgangslage an den Gleitflächen 3 d der Nuten 3 c anliegen, wie die Querschnitte gemäß F i g. 8 und 9 deutlich machen. Auch ist der Keil 3 in der Höhe des Schnittes VIlI-VIII so stark verbreitert, daß die Einsatzstücke 4 c ganz in den Nuten 3 c gelegen sind.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 bis 14 findet ein Gleitkeil5 Verwendung, dessen äußere Gleitflächen ähnlich ausgebildet sind wie bei dem Keil 1 in F i g. 1. So weist auch der Keil 5 im vorderen Bereich konisch spitz zusammenlaufende Gleitflächen 5 α und im rückwärtigen Teil achspara.iel verlaufende Gleitflächen 5 b auf. Die Einsatzstücke 6 sind mit diesen entsprechenden Gleitfldchen 6 α und 6b versehen.

Vom hinteren Ende bis zur Mitte erstrecken sich beidseitig des Keiles 5 axial verlaufende Nuten 5 c, deren Gleitflächcn Sd bis zur Höhe XIII-XIII konisch zusammenlaufen. Entsprechend sind die Gleitflächen 6 d der in diese Nuten eingreifenden Federn 6 c der Einsatzstücke 6 ausgebildet. Aus F i g. 11 ist zu erkennen, daß die konisch zusammenlaufenden Gleitflächen 5 d in der Höhe XIII-XIII eine schlanke Taille 5 e bilden, die sich in Vorschubrichtung gesehen wieder auf die Stärke des Gleitkeiles 5 verbreitert.

Bei Vorschub des Keiles 5 werden die Einsatzstücke 6 sowohl im mittleren als auch im vorderen Bereich gleichzeitig auseinandergetrieben. Wegen der hier von Anfang an auftretenden relativ starker Flächenpressung sind die Gleitflächen 6 d der Federr 6 c in diesem Bereich mit einer gestrichelt angedeute ten Hartmetallauflage versehen. Ebenso sind wie be dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis6 die in vorderen Bereich befindlichen Gleitflächen 6 u durcl Hartmetallauflagen verstärkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zum mechanischen Zerlegen von Gestein od. dgl. mit einem Zylinderblock, in dem ein hochdruckhydraulisch betätigbarer Kolben längsbeweglich angeordnet ist, mit welchem ein Gleitkeil zwischen in Bohrlöchern einsetzbare, beschränkt auseinanderschiebbare Einsatzstücke gebracht wird, welche mehrere der Neigung des Gleitkeiles entsprechende Gleitflächen mit unterschiedlicher Neigung aufweisen, wobei wenigstens die Gleitflächen des vorderen freien Endes des Gleitkeiles konisch spitz auslaufend ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (1 b, 3 a, 5 b) des mittleren und oder hinteren Al schnittes des Gleitkeiles (1, 3, 5) axial verlaufende Nuten (1 c, 3 c, 5 c) und die Gleitflächen (2 ft, Aa, 6 6) der Einsatzstücke (2. 4, 6) entsprechende Federn (2 c, 4 c, 6 c) aufweisen, wobei die Nuten und Federn aneinander anliegende Gleitflächen (1 d, Id; 3d. Ad; 5d, 6d) bilden.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (It/, Id) der Nuten (1 c) des Gleitkeiles (1) sowie der Federn (2 c) der Einsatz-tücke (2) achsparallel verlaufen und in die konisch verlaufenden Gleitflächen (1 a, 2 a) des vorderen Endes des Gleitkeiles (1) bzw. der Einsatzstücke (2; überheben (Fig. 1 bis 4).

3. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (3 a, 4 a) des Gleitkeiles (3) und der Einsatzstücke (4) in ihrer gesamten Länge in Vorschubrichtung konisch zusammenlaufend ausgebildet sind und daß die Gleitflächen (4 d) der Federn (4 c) an den Einsatzstücken (4) sowie die entsprechenden Gleitflächen (3 d) der Nuten (3 c) am Gleitkeil (3) im hinteren Bereich (E) konisch zusammenlaufend und im mittleren Bereich (D) achsparallel ausgebildet sind (F i g. 5 bis 10).

4. Gerät nach Anspruch 1, bei welchem die Gleitflächen im hinteren und mittleren Bereich achsparallel verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (5 d) der Nuten (5 c) in Vorschubrichtung konisch zusammenlaufend ausgebildet sind, wobei die Nuten (5 c) des Gleitkeiles (5) im mittleren Bereich eine Taille (5 e) bilden, welche in den stärkeren Teil des Gleitkeiles (5) übergeht (F i g. 11 bis 14).

5. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (2 c') an den Einsatzstücken (2') und die Federn (Ic') an dem Gleitkeil (1') vorgesehen sind (F i g. 3 a).

6. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (2 a, Aa, 6 a; 6 d) der Einsatzstücke (2, 4, 6) und/oder des Gleitkeiles und/oder der Federn (6 c) und/oder der Nuten im Bereich stärkerer Flächenpressung bzw. starker Reibung mit Hartmetallauflagen versehen sind.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen, konisch zusammenlaufenden Gleitflächen (2 a,Aa,6 ä) der Einsatzstücke (2, 4, 6) Hartmetallauflagen aufweisen.

8. Gerät nach Anspruch 6 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (6 d) der an den Einsatzstücken (6) vorgesehenen Federn (6 c) Hartmetallauflagen aufweisen.