DE2159351B2

DE2159351B2 - Bohrgerät mit wenigstens einer mit einem Unwuchtvibrator versehenen Schneidrolle

Info

Publication number: DE2159351B2
Application number: DE2159351A
Authority: DE
Inventors: Karl-Guenther 5801 Berchum Bechem
Original assignee: SALZGITTER MASCHINEN und ANLAGEN AG 3320 SALZGITTER
Current assignee: SALZGITTER MASCHINEN und ANLAGEN AG 3320 SALZGITTER
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1971-11-30
Publication date: 1980-06-19
Also published as: DE2159351A1; DE2159351C3; US3860292A

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrgerät mit wenigstens einer mit einem im Inneren des Rollenkörpers angeordneten, umlaufenden Unwuchtvibrator versehenen, wenigstens einseitig in einer Halterung drehbar gelagerten Schneidrolle zum Abtragen von Gestein, insbesondere zum Bohren von Schächten, Stollen oddgL

Es ist bereits bekannt (AT-PS 2 66 Ol7), Vibratoren im Inneren von hohl ausgebildeten Rollenmeißeln derart unterzubringen, daß auf diese Rollenmeißel unabhängig von den Lagervorrichtungen durch die Vibratoren eingewirkt wird.

Insbesondere gehört zum Stande der Technik ein mit Rollenmeißeln bestückter Arbeitskopf einer Einrichtung zum Abtragen von Gestein, insbesondere einer Vortriebseinrichtung zum Abfahren von Strecken, Schächten od. dgl., bei dem die Lagervorrichtungen der Rollenmeißel an einem Werkzeugkörper gegen Federkraft nach dem abzutragenden Gestein hin- bzw. von diesem wegbeweglich geführt sind und jedem Rollenmeißel ein Vibrator zugeordnet ist, der den Rollenmei-BeUn Schwingungen versetzt die parallel zur möglichen Bewegung der Lagervorrichtungen gerichtet sind, wobei die Vibratoren im Inneren der hohl ausgebildeten Rollenmeißel untergebracht sind und auf diese unabhängig von deren Lagervorrichtungen wirken (DT-AS 19 53 550).

Bei dem zuletzt genannten Arbeitskopf finden durch Druckluft angetriebene Vibratoren im Inneren der Rollenmeißel Verwendung. Wesentlich ist bei dieser Konstruktion, daß die Rollenmeißel fest in Lagerelementen gelagert sind, die wiederum gegen einen festen Maschinenteil federnd abgestützt sind. Die Vibratoren müssen aKo nicht nur die Ma«e der Rollenmeißel.

ίο

sondern web die Masse ihrer Lagerung an dem festen Maschinenteil in Bewegung versetzen.

Die Erfindung will ein Bohrgerät schaffen, bei dem die durch den Unwuchtvibrator erzeugte Schwingungsenergie praktisch vollständig auf die Schneidrolle und nicht auch zu einem Teil auf den Rollenträger fibertragen wird, so daß die entwickelte Schwingungsenergie praktisch vollständig als Energie zum Bohren zur Verfügung steht Femer soll durch die Erfindung eine Dämpfung der Schwingungen und das Entstehen von Prellschlägen auf der zu bohrenden Bodenformation verhindert werden.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einem Bohrgerät mit wenigstens einer mit einem im Inneren des Rollenkörpers angeordneten, umlaufenden Unwuchtvibrator versehenen, wenigstens einseitig in einer Halterung drehbar gelagerten Schneidrolle zum Abtragen von Gestein, insbesondere zum Bohren von Schächten, Stollen od. dgl. erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rollenkörper in der Halterung in radialer Richtung federnd gelagert ist.

Die Schneidrolle kann selbstverständlich beidseitig gelagert sein und die Lagerung kann entweder dadurch erfolgen, daß von der Halterung wenigstens ein Zapfen ms Innere der Schneidrolte greift oder aber die Schneidrolle mit Hilfe von wenigstens einem Zapfen in einer entsprechenden Lagerausnehmung der Halterung gelagert ist Wesentlich ist, daß der Zwischenraum zwischen der Schneidrolle und ihrer entsprechenden Lagerfläche an der Halterung durch ein elastisches Material ausgefüllt ist, welches die erstrebte Federung ermöglicht

Soll die Schneidrolle relativ zur Halterung im Stillstand bleiben, dann gleitet in weiterer Ausbildung der Erfindung die Lagerfläche der Schneidrolle auf der Lagerfläche der Halterung. Dieses Gleiten kann beispielsweise durch eine Schmierung zwischen den Lagerflächen von Schneidrolle und Halterung erreicht werden.

Verzichtet man dagegen auf dieses Gleiten bzw. auf die Schmierung und sorgt dafür, daß die Lagerflächen von Schneidrolle und von Halterung miteinander in Reibungseingriff stehen, dann dreht sich die Schneidrolle auf ihrer Lagerung entgegengesetzt zur Drehrichtung des umlaufenden Unwuchtvibrator^. Die Drehzahl der Schneidrolle läßt sich dabei durch Verändern der Drehzahl des Unwuchtvibrator verändern.

Eine Änderung der Drehzahl läßt sich auch erreichen, wenn man im umlaufenden Unwuchtvibrator dafür Sorge trägt daß der Abstand der Unwucht von der Drehachse des Vibrators veränderbar ist. Da die Drehzahl der Schneidrolle relativ zur Lagerung auch von dem Durchmesser des Lagerzapfens abhängig ist, hat man es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Hand, durch geeignete Wahl dieser Durchmesser die Drehzahl entsprechend der am Einsatzort eines erfindungsgemäßen Bohrgerätes erforderlichen Drehzahl einzustellen. Die Zeichnung zeigt in

F i g. I eine Teilschnittdarslellung zur Wiedergabe der Lagerung einer Schneidrolle in einem erfindungsgemäßen Bohrgerät und in

F i g. 2 eine abgeänderte Ausfuhrungsform.

In Fig. I ist mit I, 2 eine Lagerung für eine Schneidrolle 3 bezeichnet, in deren Inneren eine Unwucht 4 in Richtung des Pfeiles 5 verschiebbar und feststellbar ist. Diese Unwucht 4 ist in zwei Stellungen dargestellt, von denen die innere mit 4' bezeichnet ist. Die Unwucht ist Teil eines Unwuchlvibrators, der im

Inneren der Schneidrolle 3 angeordnet ist, dessen Anschluß aber zur Vereinfachung der Zeichnung nicht naher dargestellt ist Die Schneidrolle 3 weist zwei Zapfen 6, 7 auf, die in den Halterungen 1, 2 über elastische Dichtungen 8,9 gelagert sind. Die Zapfen 6,7 können an den elastischen Lagerungen 8,9 gleiten, mit diesen aber auch einen geringfügigen Reibungseingriff aufweisen. Im letzteren Falie schwingt die Schneidrolle 3 nicht nur infolge der Bewegung der Unwucht 4 des Unwuchtvibrator^ sondern sie dreht sich auch relativ zu der Halterung 1, 2 entgegengesetzt zur Drehrichtung der Unwucht 4 des Unwuchtvibrator im Inneren der Schneidrolle 3.

Durch Verändern des Abstandes der Unwucht 4 von der strichpunktiert angedeuteten Drehachse läßt sich nicht nur die Frequenz der Schwingung verändern, sondern auch die Drehzahl der Schneidrolle 3 relativ zu der Halterung 1,2, wenn zwischen den Zapfen 6,7 und den elastischen Lagern 8, 9 ein gewisser Reibungseingriff vorhanden ist.

F i g. 2 zeigt eine Anordnung, bei der die Schneidrolle aus einem Ring U besteht, der einen Sch·.eidring 12 trägt, der mit Hilfe der Ansatzringe 13, 14 auf der Schneidrolle 11 fixiert ist Die Schneidrolle 11 trägt Lager 15, 16 bzw. 17, 18, die aus unterschiedlich federndem Material bestehen. Dieses Lagermaterial 15, 16 bzw. 17, 18 sitzt auf den Zapfen 19, 20 der Halterungen 21, 22. Im Inneren der Schneidrolle ist ein Unwuchtvibrator 23 vorgesehen, der mittels der Kugellager 24, 25 gegenüber dem Ring 11 gelagert ist.

Die Zuführung der Energie zum Unwuchtvibrator 21 mit der Unwucht 26 ist zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt Die Unwucht 26 kann entsprechend der Unwucht 4 nach F i g. 1 in Richtung auf die strichpunktierte Achse der Anordnung verstellt werden.

Durch Änderung der Elastizität der elastischen Lager 15, 16 bzw. 17, 18 bzw. durch Wahl entsprechend unterschiedlich elastischer Lagerringe hat man es in der

ίο Hand, die Schwingung zu beeinflussen. Auch hier gilt das im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erläuterte Prinzip, daß die Schneidrolle relativ zum Halter 21,22 stillsteht wenn zwischen den Zapfen 19, 20 und den inneren Lagerringen 16,18 beispielsweise eine Schmie-

H rung zur Verbesserung des Gleitens vorgesehen ist Fehlt diese Schmierung und ist ein gewisser Reibungseingriff vorgesehen, so dreht sich die Schneidrolle U relativ zur Halterung 21,22 mit einer von der Frequenz des Vibrators 23 abhängigen Drehzahl. Im letzteren Fall

>o kann somit die SchneidroUe ein Antriebsrolle in dem erfindungsgemäßen Bohrgerät verwendet werden.

Die mit einem Unwuchtvibrator ausgerüstete, erfindungsgemäß gelagerte Schneidrolle kann natürlich mit einem Schneidring oder mit einem Schneidzahn ausgestattet sein.

Selbstverständlich können auf ihr auch mehrere solcher Ringzähne vorgesehen werden oder eine Anzahl von Einzelzähnen, die in entsprechender gewünschter Gruppierung auf dem Außenumfang der

J₀ Rolle angeordnet sind. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprücher

1. Bohrgerät mit wenigstens einer mit einem im Inneren des Rollenkörpers angeordneten umlaufenden Unwuchtvibrator versehene*), wenigstens einseitig in einer Halterung drehbar gelagerten Schneidrolle zum Abtragen von Gestein, insbesondere zum Bohren von Schächten, Stollen od. dgl, dadurch gekennzeichnet, daß der Ronenkörper (3, 11) in der Halterung (1, 2; 21, 22) in radialer Richtung federnd (8, 9; 15, 16, 17, 18) gelagert ist

2. Bohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Lagerfläche der Schneidrolle (6,7) auf der Lagerfläche (8, 9) der Halterung (1, 2) gleitend angeordnet ist

3. Bohrgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Schmierung zwischen den Lagerflächen (8,9) von Schneidrone (6,7) und Halterung (1,2).

4. Bohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet äaä die Lagerflächen (6, 7; 8. 9) von Schneidrolle (3) und Halterung (1,2) miteinander in Reibungseingriff stehen.

5. Rolle nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet daß die Drehzahl des Unwuchtvibrators (4; 26) veränderbar ist

6. Rolle nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet daß der Abstand der Unwucht (4, 26) des Unwuchtvibrator von der Achse der Schneidrolle (3,11) veränderbar ist