DE22465C - Stollen- und Schachtbohrmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT;

KLASSE 5: Bergbau.

Die Maschine besteht aus folgenden Hauptbestandtheilen:

1. aus der eigentlichen Bohrvorrichtung, welche, dem Durchmesser des zu bohrenden Stollens, Schachtes, Querschlages und der Strecke entsprechend mit Messern in einer bestimmten, näher zu beschreibenden Anordnung versehen ist;

2. aus einer Druck- und Vorschubeinrichtung, welche die unter 1. erwähnte Bohrvorrichtung gegen das Gestein mit entsprechendem Druck andrückt und nach Mafsgabe der vorschreitenden Bohrung vorschiebt;

3. aus einem Antriebmechanismus, welcher die unter 1. erwähnte Bohrvorrichtung in Rotation versetzt;

4. aus einer Vorrichtung, um die complete Maschine gegen die Stollen-, Schacht- und Querschlags-Streckenwand abzuspreizen;

5. aus einer Vorrichtung, um die unter 2., 3. und 4. erwähnten Vorrichtungen nach Mafsgabe der fortschreitenden Bohrung vorwärts zu schieben;

6. aus eigen thümlich geformten schmiedeisernen Querschwellen.

Die Bohrvorrichtung ist eine durchbrochene Scheibe A, die ihre Form je nach der Beschaffenheit des zu bohrenden Gesteins erhält und nach Bedarf nach einer ebenen, konischen, cylindrischen, kugelabschnittförmigen oder irgend einer anderen Fläche geformt sein kann.

Die Oberfläche, eventuell Mantel- und Stirnfläche dieser Bohrvorrichtung ist mit Messern besetzt, die so eingerichtet und so stellbar sind, dafs das Gestein in möglichst kleinen Angriffsflächen unterschrämt wird. Jede Messerschneide beschreibt während der Rotation der Bohrvorrichtung eine zwischen zwei concentrischen Kreisen liegende Fläche, und indem sie in das Gestein eindringt, schneidet oder bricht sie den der Einbruchstiefe entsprechenden Cylinder aus dem Gestein. Hierbei sind die Messer 1, 2, 3, 4, 5 u. s. w. für jeden einzelnen zu schneidenden ringförmigen Schräm, wie I, II etc., oder die Messer 6, 7, 8 und 9 für jeden zwischen zwei solchen Ringschramen liegenden auszubrechenden ringförmigen Kern III, IV etc. derart am ganzen Umfang, eventuell an der ganzen Fläche der Bohrscheibe vertheilt, dafs niemals eine Messerschneide denselben Kreis beschreibt, wie irgend ein anderes Messer, so dafs zwischen je zwei Messern ein solcher Zwischenraum besteht, dafs das in diesem Raum liegende Gestein derart unterschramt und sein Zusammenhang derart gelockert ist, dafs es notwendigerweise ausbröckeln mufs.

Die Gröfse dieser Zwischenräume, die Breite der ringförmigen Schräme I, Π etc. sowie jene der ringförmigen Kerne III, IV etc. richtet sich ausschliefslich nach der Beschaffenheit des Gesteins, ebenso wie die Anzahl der jeden Ring bearbeitenden Messer.

Die Messer sind mittelst der in Fig. 6 dargestellten Einrichtung während der Arbeit aus der Messerscheibe zu entfernen und durch neue zu ersetzen, und sind so eingerichtet, dafs sie unter dem auf sie ausgeübten Druck immer fester gestellt, nie aber aus der Messerscheibe herausgedrückt werden können.

Ein completer Messereinsatz, deren so viel und an solchen Stellen der Oberfläche der Bohrscheibe A angebracht werden, als zum günstigsten Verhältnifs zwischen dem Cubik-

Ii-

inhalt des herauszuschrämenden Gesteins zu dem Cubikinhalt des in concentrischen Kernen loszubrechenden Gesteins nöthig sind, besteht aus einem keilförmig zugeschmiedeten Messer m, dessen stärkeres Ende dem Gestein zugekehrt ist, und aus einem Keil n, der durch die Schraube ο gelüftet oder festgezogen wird.

Die Schraube ο hat dieselbe Steigung wie der Keil η und das Messer m, so dafs bei einmaliger Umdrehung der Schraube der Keil um seinen ganzen Anzug gehoben und - somit das Messer nach rückwärts herausgezogen und durch ein scharfes ersetzt werden kann. Wenn die Schraube dann nur mäfsig angezogen wird, so zieht sich das Messer unter dem Arbeitsdruck stets von selbst fest.

Das Wesentliche an der Bohrvorrichtung ist also, dafs das anzubohrende Gestein in einzelnen, je nach der Beschaffenheit des Gesteins möglichst schmalen, ringförmigen und concentrischen Schrämen ab- und unterschrämt wird und zwischen diesen Schrämen concentrische Kerne von möglichst grofser Breite erzeugt werden, die stückweise, je nach der Beschaffenheit des Gesteins, entweder selbst abbrechen öder durch hinter den Schrammessern entsprechend zurückstehende Brechmesser, z. B. 6, 7, 8 und 9, abgebrochen werden, Fig. 7.

Als wesentlich wird ferner der Umstand bezeichnet, dafs die Messer während der Arbeit entfernt und durch neue scharfe ersetzt werden können, sowie die beschriebene Construction der diese Auswechselung ermöglichenden Messereinsätze und der keilförmigen Messer, die sich unter dem Arbeitsdruck stets selbst feststellen.

Das Andrücken der eben beschriebenen Bohrvorrichtung geschieht durch eine Presse, welche je nach den örtlichen Verhältnissen durch Dampf, comprimirte Luft, Wasser oder OeI oder irgend eine andere unter Druck stehende Flüssigkeit bethätigt wird und welche einen solchen Druck auf die Schneiden der Messer überträgt, dafs diese das Gestein zerdrücken und in dasselbe eindringen. Zu diesem Zweck ist die Bohrvorrichtung A direct am vorderen, dem Stollen-, Schacht-, Querschlags- undStreckenorte zugekehrten, aus dem Prefscylinder B hervorragenden Ende des Prefskolbens C befestigt. ■ Die Bohrvorrichtung kann durch einen beliebigen Motor in Rotation versetzt werden. Auf beiliegender Zeichnung ist daher der auf den beiden Armen D und E zu befestigende Motor nicht eingezeichnet, sondern nur seine Kurbelwelle F, auf welcher die Schnecke G sitzt, Fig. 3, durch welche das Schneckenrad H, die Welle / und das Trieb K angetrieben werden. Die Bohrscheibe A ist mit einem Zahnkranz Z, Fig. 2, unmittelbar verbunden und wird daher durch das Trieb K unmittelbar angetrieben. Dieses Trieb mit der Welle / werden durch die eine freie Rotation sowohl des Prefskolbens C als der Welle / gestattende Traverse M um ebenso viel vorwärts geschoben, als der Prefskolben und mit ihm die Bohrscheibe vorschreitet, so dafs der Zahneingriff zwischen Zahnkranz L und Trilling K stets aufrecht erhalten wird.

Es könnte ebenso gut unmittelbar an die Bohrscheibe A ein Motor, z. B. eine Turbine, ein Wasserrad, eine direct rotirende Dampfoder Luftmaschme oder irgend ein anderer, die •Bohrscheibe direct in Rotation versetzender Motor angebracht werden.

Das Wesentliche an den bereits beschriebenen Einrichtungen ist, dafs, während die Bohrscheibe Ä durch eine mit directem Dampf-, Luft- oder Flüssigkeitsdruck bethätigte Presse unter entsprechendem Druck gegen das Gestein an- und bei fortschreitender Bohrung vorwärts gedrückt wird, die Bohrscheibe gleichzeitig derart in Rotation versetzt wird, dafs der oder die' Angriffspunkte der durch einen beliebigen Motor erzeugten Kraft unmittelbar an den Umfang der Bohrscheibe verlegt sind. Es soll ausdrücklich hervorgehoben werden, dafs die Kraft gleichzeitig oder abwechselnd an einem oder mehreren Punkten des Umfanges der Bohrscheibe übertragen werden kann.

An dem Prefscylinder B sind vier kleinere Pressen N₁ N₂ N_z N₁ angebracht, die ebenfalls durch Dampf, comprimirte Luft, Wasser, OeI u. dergl. bethätigt werden und deren Prefskolben P₁ P₂ P₃ P₁ mit ihren verbreiterten Kopfflächen gegen die cylindrische Stollen-, Schacht-, Querschlags- und Streckenwänd angedrückt werden. Zwei ähnlich geformte Flächen P₅, P₆, die aber nicht durch Pressen verstellt, sondern durch Schrauben u. dergl. dem zu bohrenden Stollen-, Schacht-, Querschlags- und Streckendurchmesser entsprechend adjustirt werden, sind am oberen Theile des Prefscylinders B angebracht. ' ■ ,

Wird nun in den Prefscylindern der Pressen N₁ N₂N₃N₄, Druck hergestellt, so schieben sich die Kolben P₁ P₂ P₃ P₁ nach aufsen, legen sich mit ihren Kopfflächen gegen die Stollen-, Schacht-, Querschlags- und Streckenwand und heben die ganze Maschine so hoch, bis die oberen Flächen P₅ P_s an der oberen Stollen-, Schacht-, Querschlags- und Streckenwand anstehen, und spreizen somit die ganze Maschine mit dem in den vier Pressen N₁ bis N₄, enthaltenen Druck ab. Es ist die' Einrichtung mit einfachen, als unwesentlich nicht eingezeichneten Hähnen und Rohrleitungen getroffen, dafs man alle vier Pressen N₁ bis N₁ oder je eine, zwei, drei gleichzeitig wirken lassen kann, was eine Verstellung der Maschinenachse sowohl in horizontaler als verticaler Richtung gestattet.

In brüchigem Gebirge können, wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, eiserne oder stählerne Blechsegmente von solcher Gröfse angebracht und

Claims (1)

1. durch die Kolben P₅ P₆ festgehalten werden, dafs sie den Arbeitsraum gegen das Einbrechen und Niederstürzen des Gebirges sichern und in der Richtung des fortschreitenden Stollens, Schachtes etc. stets mit vorgeschoben werden.

   Das Wesentliche an dieser Abspreizvorrichtung ist, dafs sie nicht nur den ganzen, durch die Bohrarbeit erzeugten axialen und radialen Druck aufzunehmen im Stande ist und gleichzeitig Schutz gegen Gebirgsnachfall gewährt, sondern dafs durch dieselbe die Achse der ganzen Bohrmaschine, stets genau mit der Stollen- etc. Achse zusammenfallend, eventuell unter wünschenswerthem Winkel gegen die Stollen- etc. Achse eingestellt werden kann.

   Ist so weit gebohrt, als es die Druck- und Vorschubeinrichtung gestattet, so mufs der Prefskolben C und die an seinem vorderen Ende befestigte Bohrscheibe A festgehalten, dagegen aber der Prefscylinder B mit allem, was daran befestigt ist, gegen den Stollen- etc. Ort vorgeschoben werden.

   Zu diesem Zweck wird zunächst die Bohrscheibe A unterkeilt, die beiden kleinen Abspreizkolben/¹/², Fig. 4, welche mit der Traverse M und daher auch mit dem Prefskolben C verbunden sind, mit Dampf-, Luft- oder Wasserdruck gegen die Stollen-, Schacht- und Streckenwand etc. angeprefst und somit der Prefskolben mit der Bohrscheibe A unverrückbar festgestellt.

   Werden nun die vier Abspreizkolben P₁ bis P₁ zurückgezogen, indem nicht nur das in den Prefscylindern N₁ bis N₁ enthaltene Wasser, comprimirte Luft-, Dampf etc. abgelassen, sondern auch ein luftleerer Raum in den Prefscylindern erzeugt wird, so dafs die äufsere atmosphärische Luft die Prefskolben P₁ bis P₁ zurückdrückt, so ist auch der Prefscylinder B und alles, was daran montirt ist, auf dem seinerseits unverrückbaren Prefskolben C verschiebbar und kann, indem man an dem Handrad T dreht, durch die beiden Schrauben UU₁ mit allem, was daran befestigt ist, gegen den Stollenu. s. w. Ort um den Hub der Druck- und Vorschubvorrichtung vorgeschoben werden. Es kann nun, nachdem die Maschine mittelst der bereits beschriebenen Vorrichtung wieder abgespreizt und in der gewünschten Richtung festgestellt ist, das Bohren fortgesetzt werden.

   Dafs die Vorwärtsbewegung des Prefscylinders B mit allem, was daran befestigt ist, statt durch die Schrauben UU₁ ebenso durch eine mit Dampf, Luft, Wasser, OeI u. dergl. be-, thätigte Presse erzielt werden kann, wird noch besonders hervorgehoben, sowie auch, dafs dieselbe Vorrichtung ebenso gut wie zum Vorwärts- - bewegen auch zum Rückwärtsbewegen der ganzen Maschine verwendet werden kann, und dafs es somit möglich ist, mit derselben Vorrichtung die Maschine eventuell aus dem Stollen u. s. w. herauszubringen.

   Das Wesentliche an den beiden beschriebenen Vorschubeinrichtungen, indem sie sich gegenseitig ergänzen, ist, dafs sie gestatten, abwechselnd entweder den Prefscylinder B und alles, was daran fest ist, festzustellen und die Bohrvorrichtung perspectivartig aus dem Prefscylinder B herauszuschieben oder die Bohrvorrichtung und den Prefskolben C festzustellen und auf ihr den Prefscylinder B und alles, was daran fest ist, nachzuschieben.

   Indem also der Prefscylinder B festgestellt und bei gleichzeitiger Rotation der Prefskolben C mit der Böhrscheibe A und den Messern perspectivartig vorgeschoben wird, wird gebohrt, und indem dann wieder die Bohrscheibe A mit dem Prefskolben C festgestellt und der Prefscylinder B mit allem, was daran befestigt ist, perspectivartig vorgeschoben wird, rückt die Maschine entsprechend der vorher abgebohrten Länge nach und die Arbeit ist continuirlich, da die Maschine selbst stets bis nach vollendeter Arbeit nur vorwärts geht und auch das abgeschrämte Material sowie die abgebrochenen Kerne continuirlich fortgeschafft werden können. Das gewonnene Material wird schon durch die Bohrscheibe A und den Zahnkranz L derselben nach rückwärts geschoben, indem am äufseren Umfang desselben schräg gestellte, schaufeiförmige Ansätze sich befinden, die das Material continuirlich vom Bohrort wegschaufeln und ersteres an ein, weil nebensächlich, nicht gezeichnetes Becherwerk oder eine Transportschnecke abgeben, die das Material in dem Raum R unter der Maschine bis zu den Transportwagen transportiren, in welche es durch diese Vorrichtung selbst oder auch nur von Handverladen wird.

   Um das aus dem Gestein sickernde natürliche Wasser, das auf die Bohrmesser fliefsende Kühlwasser, ferner das abgebohrte Material unbehindert hinter die Maschine schaffen, ferner um die Maschine eventuell auf Räder stellen und behufs Reparaturen vor und nach beendeter Arbeit auf denselben transportiren zu können, sind im Stollen-Querschlag etc. schmiedeiserne, bogenförmige Querschwellen W angebracht, welche sich dem Stollen- etc. Querschnitt anschliefsen, diesen somit für obige Zwecke gänzlich freilassen und die Eisenbahnschienen tragen.

   Patenτ-Ansprüche:
   An dieser Maschine:

   i. Eine continuirlich, mit Vermeidung aller Sprengarbeit arbeitende hydraulische Stollen- und Schachtbohrmaschine, welche das ganze Profil von Stollen, Schächten u. dergl. ausbohrt mittelst einer rotirenden Bohrscheibe bezw. Bohrkrone A, welche an dem hohlen

   Kolben C einer hydraulischen Presse so befestigt ist, dafs der Kolben auf Torsion nicht beansprucht wird, und dafs der Angriffspunkt der durch einen beliebigen Motor erzeugten Kraft unmittelbar an den Umfang der Bohrscheibe oder Bohrkrone A durch Innenverzahnung L und Trieb K verlegt wird.

   Der directe Antrieb der Bohrscheibe A, indem dieselbe mit Innenverzahnung L versehen ist und in diese das Trieb K eingreift. -

   Die Verbindung des Gegenkeiles η mit der Flügelmutter, um das Messer m von rückwärts während des Betriebes auswechseln zu können.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.