DE2517791A1 - Vorrichtung zum auswechseln von bohrkronen an einer bohrstange - Google Patents

Description

Patentanwalt

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Oy Tampella Ab A 34 763 - se

FL 33100 Tampere 10 22.4.1975

Finnland

Vorrichtung zum Auswechseln von Bohrkronen an einer

Bohrstange

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswechseln von Bohrkronen an einer Bohrstange, insbesondere bei Kurzlochbohreinrichtungen, mit einem bewegbaren Bohrkronenmagazin, mit dessen Hilfe die Bohrkrone an der Bohrstange zu befestigen bzw. von dieser zu lösen ist.

Ea ist bekannt» zum Kurzlochbohren eine sogenannte Bohrjumbo-Einrichtung (Magazin) mit einem oder mehreren Auslegern zu verwenden. Hierbei muß der Bohrer häufig aus dem Bereich der Steuerzentrale bewegt werden, um abgestumpfte Bohrstangen auszuwechseln. Bei Verwendung von Eeststangen zum Bohren muß die Stange im Durchschnitt nach Jedem vierten fertiggestellten Bohrloch gewechselt werden. Um einen vollen Stollenvorstoß z.B. mit einem Jumbo mit drei Auslegern zu bohren, muß die Stange innerhalb von zwei Stunden 15 Bis 20-mal, d.h. in Abständen von etwa 6 Minuten gewechselt werden. Dieses Wechseln von Hand hat eine Reihe von Nachteilen. Einerseits verlangsamt es die Bohrarbeit, weil die übrigen Maschinen während des Wechsels stillstehen, und andererseits fallen Gesichtspunkte der Arbeitshygiene ins Gewicht: es ist äußerst gefährlich., in der Nähe der rotierenden Stangen zu arbeiten, zumal der Boden schlüpfrig und uneben und die Sicht schlecht ist. Außerdem macht das hohe Gewicht der Stangen dieses Auswechseln von Hand zu einer anstrengenden Arbeit. Perner wird der Arbeiter durch ölnebel und Lärm belästigt. Dieser Nachteil könnte dadurch, vermieden werden, daß steh der Arbiter in einer isolierten Kabine aufhält. Dies hätte jedoch zur Voraussetzung, daß der Arbeiter die Kabine nach Abstumpfen

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eines Bohrers nicht verlassen müßte, also zum Auswechseln eine Fernbedienung vorgesehen wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vollautomatisches Auswechseln des Bohrwerkzeuges zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die Verwendung einer Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. 3?ür die Bohrarbeit sind hierbei solche Stangen vorzusehen, an die eine Aufsetzkrone angefügt werden kann. Zur Aufnahme und Verlagerung der Kronen ist zweckmäßig eine rotierende, revolverahnliehe Trommel vorgesehen, die solche Kronen in gewünschter Zahl je nach dem Bohrahjekt aufnehmen kann. Durch Drehen der Trommel wird die Krone auf die Böhrachse gebracht« Diese Trommel muß genau im richtigen Augenblick angehalten werden, damit die Krone an der Stange befestigt werden kann« Visuell und von Hand gesteuert wäre dies sehr umständlich und bei Grubenarbeiten unsicher, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung diese Arbeiten außerordentlich erleichtert.

Zum Befestigen der Bohrstange muß die Krone fest und sicher In ihrer Lage gehalten werden können, wobei die vorgegebene Lage genau eingehalten werden muß» Es Ist darum wichtig, daß möglichst geringer Verschleiß auftritt, damit keine durch Totgang bzw. Spiel verursachten Richtungsfehler in den Lagen auftreten können. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird, die Krone mittels eines in einem Zylinder sitzenden Kolbens gegen das Kronenmagazin angedrückt.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines In den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben» Ea zeigen:

Fig. 1 die Bohrkronen-¥echsel-Vorrichtung Im Längsschnitt längs der Linie I-I in Fig. 2,

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Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in Pig. 1, Fig. 3 die hydraulische Steuerung im Prinzipschaltbild.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer auf einer Achse 1 gelagerten, revolverartigen Trommel 2« Diese Trommel 2 kann mittels eines mit Druckmittel betriebenen Motors 3 z.B. über ein Zahnradvorgelege 4 rotiert und mit einem Zapfen 5 in gewünschter Lage arretiert werden. Der Zapfen 5 greift

in Aussparungen im Zahnradvorgelege 4 ein. Dieser Feststellaus zapfen 5 kann mittels eines zweiten Zapfens 6 der Aussparung druckgesteuert herausgedrückt werden. Der Zapfen 6 hat einen kleineren Durchmesser als der Zapfen 5. Wenn sich der Zapfen nach Herausdrücken des Zapfens 5 in der Aussparung befindet und der Motor 3 eingeschaltet ist, dreht sich das Zahnrad um einen Betrag, der dem Längenunterschied der Eadien der Zapfen 5 und 6 entspricht. ¥enn der Zapfen 6 anschließend aus der Aussparung zurückgezogen wird,liegt der Zapfen 5 unter Druck an der Stirnfläche des Zahnrades 4 an, da er von einer Feder 12 oder in anderer Weise in Eichtung des Zahnrades druckbelastet ist. Beim weiteren Drehen der Trommel gelangt der Zapfen 5 sofort in die nächste Aussparung. Die Trommel 2 ist dann um den gewünschten Betrag gedreht. Die jeweils zu befestigende bzw. abzunehmende Krone 7 kann für die Dauer der Befestigung bzw. des Lösens dadurch unverrückbar gehalten werden, daß sie gegen die Wandung der entsprechenden Magazinkammer gedrückt wird. Hierfür ist ein in einem Zylinder 8 geführter Kolben 9 vorgesehen, der mit Druck gesteuert und/oder von einer Feder 11 belastet ist. Die Kronenweehselvorrichtung wird zweckmäßig am vorderen Ende der Vorschubvorrichtung 10 eines Auslegers angebracht.

Das Rotieren des Kronenmagazins, das Anhalten und Arretieren des Magazins in richtiger Lage sowie die Feststellung der

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Krone sind die drei Hauptarbeitsgänge, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt werden. Damit durch
Verwendung der Vorrichtung die übrige Konstruktion nicht
kompliziert wird, ist es wichtig, daß zum Erzielen dieser Hauptarbeitsgänge der Vorrichtung Druckmittel über nicht mehr als eine Leitung zugeführt und über ebenfalls nur eine Leitung zurückgeführt wird. Hierbei können die drei Punktionen parallel oder in Reihe oder in einer Kombination von Parallel- und Reihenschaltung gesteuert werden. Eine dieser Schaltungen für die Steuerung der Kronenwechselvorrichtung ist in Pig. dargestellt.

In der hydraulischen Steuereinrichtung ist ein Schieber 15 vorhanden, der beim Bohren in der Mittellage steht, so daß die Druckseite geschlossen ist. Der Schieber 15 ist druckgesteuert und enthält federbelastete Richtungsventile. Zur Umstellung in die Lage A des Schiebers ist ein von Hand zu betätigendes Ventil 16 vorgesehen, mit welchem auch die
Bewegung des Vorschubschlittens und die Rotation der Bohrmaschine in beiden Richtungen gesteuert wird. Der Schieber 15 wird in die Lage B umgestellt, wenn der Vorschubschlitten gegen das Anschlagventil 30 an der Rückplatte der Vorschubvorrichtung drückt. Ein an den Schieber 15 angeschlossenes Ventil 14 steht beim Bohren in der Lage C, in welche es
durch Pederrückführung gelangt ist. Die Peder 11 (Pig. 1 und 2) hat den Kolben 9 im Zylinder 8 von der Bohrkrone 7 abgehoben, und die Peder 12 hält den Zapfen 5 in der Aussparung des Zahnrades 4. Ist die Bohrkrone stumpf geworden, so daß sie ausgewechselt werden soll, so wird ein an den Schieber: angeschlossener Schieber 16 in seine Lage E verstellt, wodurch der Schieber 15 in der Lage A umgestellt wird und der Kolben über die Leitung 17 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird. Hierdurch wird die Krone 7 durch Andruck gegen die Trommel 2 festgestellt.

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Infolge der Lage E des Schiebers 16 werden auch die Rotation der Bohrmaschine in Richtung zum Loslösen und die Rückwärtsbewegung des VorschubSchlittens ausgelöst. Nach Abnahme der Krone dauern diese Bewegungen an, bis der Vorschubschlitten gegen das Grenzventil"30 zu drücken beginnt. Dadurch wird dem Schieber 15 über das Grenzventil 30 und die Leitung 18 Druckflüssigkeit zugeführt. Der Schieber 15 geht unmittelbar in seine Mittellage und ändert seine Lage nach B, sobald die Handsteuerung des Ventils 16 freigegeben wird. Bei Lage B des Schiebers 15 wird der Kolben 9 von der Krone 7 abgehoben, weil die Leitung 17 von der Druckseite P getrennt wird. Die Druckflüssigkeit gelangt über die Leitung 19 zum Motor 3 und über das Ventil 14- und die Leitung in die hinter dem Kolben des Zapfens 6 befindliche Kammer des Zylinders 21. Der Zapfen 6 fährt aus und drückt den Zapfen 5 aus der Aussparung im Zahnrad 4. Dem Unterschied der Radien der Zapfen 5 und 6 entsprechend dreht sich das Zahnrad 4 um einen kleinen Betrag und wird anschließend durch Anschlag des Zapfens 6 an der Wandung der Ausnehmung wieder angehalten. Nachdem der Zapfen 6 eine vorgegebene Strecke ausgefahren ist, wird vom Kolben dieses Zapfens eine Öffnung in der Wandung des Zylinders 21 freigegeben, so daß die Druckflüssigkeit aus dem Zylinder 21 über eine Leitung 22 und ein Ventil 23 zum Ventil 14 gelangt und dieses in die Lage D umstellt. Das Drucköl fließt dann von der Druckseite P über das Ventil 14, die Leitung 28 und eine Leitung 24 zum Zylinderraum 25» so daß der Zapfen 6 wieder in den Zylinder 21 einfährt und das Zahnrad 4 zum Drehen freigibt. Gleichzeitig gelangt Druckflüssigkeit über eine Leitung 26 zum Zylinderraum 27» so daß der Zapfen 5 gegen das sich drehende Zahnrad 4 angedrückt wird und in dessen nächste Aussparung eintritt, sobald diese den Zapfen erreicht. Die Trommel 2.hat sich dann so weit gedreht, daß die nächste Krone die richtige Lage hat, also mit der nach hinten gezogenen Bohrstange fluchtet. In diesem Stadium kommen die bewegten Teile zum Stillstand, falls keine weiteren Befehle erteilt werden. Solche Befehle können z.B. mittels des

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nahe bei der Wechselvorrichtung liegenden handgesteuerten Yentils 23 gegeben werden, welches mit Federrückführung versehen ist und normalerweise in der Lage G steht. Soll die !Trommel 2 mit Kronen beladen oder entladen werden, so wird sie am einfachsten dadurch in Drehung versetzt, daß das Ventil 23 kurzzeitig in die Lage H umgestellt wird, wodurch der Steueranschluß des Ventils 14- über die Leitung 29 vom Druck entlastet wird und das Ventil von der Lage D in die Lage C gelangt. Die Trommel 2 wird dann wie beschrieben um eine Aussparung weitergedreht, \4enn die Trommel 2 ihre richtige Lage hat und die Stange an der Krone 7 befestigt werden soll, so wird der Schieber von Hand in die Lage F umgestellt. Der Vorschubschlitten beginnt, sich nach vorn zu bewegen. Der Drehsinn der Bohrmaschine entspricht dem Festschrauben. Sobald der Vorschubschlitten das Anschlagventil 30 verläßt, wird der Schieber 15 selbsttätig von der Lage B zur Lage A umgestellt, und der Kolben 9 in* Zylinder 8 beginnt, die Krone 7 gegen die Trommel 2 zu drücken. Das Ventil 14 gelangt infolge der Druckentlastung über die Leitung 28 von der Lage D zur Lage C. Sobald die Stange in der Krone festsitzt, kann der Schieber 16 in seine Mittellage umgestellt werden, wobei der Schieber 15 infolge seiner symmetrischen Federbelastung in die Mittellage gelangt und die Druckflüssigkeit aus dem Zylinder 8 des Kolbens 9 abgelassen wird. Die Feder 11 drückt den Kolben 9 zurück und hebt ihn von der Krone ab. Hiernach kann die normale Bohrarbeit beginnen.

Wie erläutert, wird die Drehung der Trommel 2 bei an der Krone befestigter Stange durch die hydraulische Steuerung verhindert, weil sich die Trommel nur dann drehen kann, wenn der Vorschubschlitten gegen das Grenzventil 30 drückt; bei dieser Stellung des Schlittens reicht die Stange nicht bis an die Krone heran.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat im Vergleich zu den bekannten Lösungen auch den Vorteil, daß nur wenige Einzelteile benötigt werden und die Bauweise des Kronenmagazins äußerst stabil und weniger verschleißanfällig ist als z.B. bei Verwendung einer auswechselbaren Kassette. Das Befüllen und Leeren des Magazins der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch erleichtert, daß die Trommel mit Hilfe des am Ausleger oder an der Vorschubvorrichtung angebrachten, direkt bedienten oder vorgesteuerten Ventils 23 in Drehung versetzt werden kann. Mit diesem Ventil wird der Rotationsantrieb abweichend vom normalen Kronenwechsel gesteuert. Das Ventil 23 ist zweckmäßig als druckknopfgesteuertes Richtungsventil mit zwei Lagen und mit Federrückführung ausgebildet, dessen Betätigung die Drehung des Kronenmagazins um einen, dem Abstand zwischen zwei Magazinkammern entsprechenden Schritt auslöst.

Innerhalb der Trommel ist eine Feder 13 angeordnet, mit der die als Magazin für die Kronen dienende Trommel 2 für die Dauer der Bohrarbeit und des Transportes arretiert wird, um eine Bewegung und damit Verschleiß zwischen den beweglichen Teilen zu vermeiden. Anstelle einer Feder kann zu diesem Zweck auch eine mit Druck zu beaufschlagende Arretiereinrichtung vorgesehen werden.

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Claims (12)

Patentanwalt sr JaeWsch Oy Tampella Ab A 34- 763 - se FL 33100 Tampere 10 ' 22.4.1975 Finnland Pat entansprüche

1. Vorrichtung zum Auswechseln von Bohrkronen an einer Bohrstange, insbesondere bei Kurzlochbohreinrichtungen, mit einem Bohrkronenmagazin, mit dessen Hilfe die Bohrkrone an der Bohrstange zu befestigen bzw. von dieser zu lösen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrkronenmagazin (2) derart gesteuert ist, daß es automatisch in einer vorgegebenen Lage anzuhalten und zu arretieren ist«.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bohrkronenmagazin (2) eine Steuereinrichtung mit einer Bedienungsvorrichtung (16) zugeordnet ist, und daß die Steuereinrichtung folgende Funktionen hat: a) Feststellen der Bohrkrone (7) am Magazin (2), b) Rotation der Bohrmaschine, gekoppelt mit Rückwärtsbewegung des Vorschubschlittens, c) Lösen der Bohrkrone (7) von der Bohrstange, d) Lösen der Arretierung des Bohrkronenmagazins, e) Bewegen des Magazins zum Heranführen einer neuen Bohrkrone an die Bohrstange, f) Anhalten und Arretieren des Bohrkronenmagazins in vorgegebener Lage, g) Feststellen der Bohrkrone, h) Rotation der Bohrmaschine in Befestigungsrichtung der Bohrkrone (7) und Vorwärtsbewegung des Vorschubschlittens.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Bohrkronenmagazins (2) um einen gewünschten Betrag bei stillstehendem Vorschubschlitten in dessen rückwärtiger Endlage über ein Steuerglied (23) steuerbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied ein direkt gesteuertes oder vorgesteuertes Ventil (23) ist, das an dem Ausleger oder der Vorschub-, vorrichtung der Bohrmaschine angebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, gekennzeichnet durch ein Anschiag-Ventil (30)» das im Weg der Rückwärtsbewegung des Vorschubschlittens angeordnet und derart gesteuert ist, daß das Bohrkronenmagazin (2) nur in der rückwärtigen Endstellung des Vorschubschlittens drehbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrkronenmagazin (2) mit einem Zapfen (5) arretierbar ist, der unter Druck in eine Aussparung eingreift, die im Bohrkronenmagazin (2) und/ oder in dessen Antriebsglied (4-) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arretierzapfen (5) über einen koaxial zu ihm angeordneten Betätigungszapfen (6) kleineren Durchmessers verstellbar und aus seiner Arretierlage lösbar ist, und daß der Betätigungszapfen (6) in Achsrichtung bis in die Aussparung verschiebbar ist, in welcher sich der Arretierzapfen in seiner Arretierstellung befindet.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen der Bohrkrone (7) für

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das Lösen und Befestigen der Stange Stellglieder (8,9) vorgesehen sind, welche die Krone (7) gegen das Kronenmagazin (2) drücken.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kronenmagazin (2) eine drehbare Revolvertrommel oder dergl. vorgesehen ist, v/elche die Bohrkrone auf die Bohrachse bringt und durch welche die Bohrstange beim Bohren hindurchgefübrt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kronenmagazin (2) axial mittels einer Feder (13) oder durch Beaufschlagung mit Druck an dem zugehörigen Antriebsglied (4) gehalten ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zum Drehen, Anhalten und Feststellen des Kronenmagazins in seiner Lage sowie zum unverrückbaren Festdrücken der Krone in ihrer Lage und Zuleitung von Druck mittel zum Ausleger und zur Vorschubvorrichtung nur eine gemeinsame Zuleitung und eine gemeinsame Rückleitung vorgesehen sind.

12. Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Drehbewegung des Kronenmagazins\ der Anhalte- und Feststellfunktion des Kronenmagazins sowie des Festdrückens der Krone in ihrer Lage eine Parallel- und/oder Reihenschaltung der druckmittelführenden Steuerelemente vorgesehen ist.