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"Schallgedämpfte Bohrausrüstung zur Herstellung von Spreng-
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schüssen, insbesondere für den Untertageberg- und -tunnelbau" Die
Erfindung betrifft eine schallgedämpfte Bohrausrüstung zur Herstellung von Sprengschüssen,
insbesondere für den Untertageberg- und -tunnelbau, welcher aus einer vorzugsweise
schlagend oder drehschlagend arbeitenden Handbohrmaschine und einem Bohrwerkzeug
besteht, welches ein für die Bohrmaschine bestimmtes Einsteckende und eine daran
anschließende Stange aufweist, die an ihrem freien Ende eine oder mehrere, gegebenenfalls
auf einer abnehmbaren Bohrkrone ausgebildete Schneiden besitzt.
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Die Erfindung ist insbesondere auf das Bohrgezähe anwendbar, das im
Streckenvortrieb meistens die sogenannten Bohrhämmer und im Streb Handdrehbohrmaschinen
umfaßt.
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Die Bohrstangen der Bohrhämmer haben in der Regel ein vierkantiges
Einsteckende, das bei Wasserspülung oder Bohrmehlabsaugung durch seinen Spülkopf
verlängert ist und über einen Bund in einen Stangen körper übergeht, dessen Querschnitt
eine runde, mehrkaltige, z.B. sechseckige, aber auch eine annähernd elliptische
bis rechteckige
Umrißlinie aufweisen kann, die vor allem bei Bohrstangen
vorkommt, welche eine Transportschnecke für das Bohrklein aufweist.
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Besonders die Schlagbohrmaschinen, aber auch die drehend bzw. drehend
schlagend arbeitenden Bohrmaschinen arbeiten mit strömenden Arbeitsmitteln, welche
Wirbel entstehen lassen, jedenfalls z.T. aber auch mit pulsierenden Strömungen,
die neben den Turbulenzen, welche durch die Ausströmung des Arbeitsmittels entstehen,
zu Schallsignalen erheblicher Energie führen.
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Darüberhinaus treten in den Bohrstangen Longitudinalwellen auf, welche
zur Abstrahlung von Körperschall führen. Die abgestrahlte Schalleistung ist insgesamt
so energiereich, daß in Streckenvortrieben des Steinkohlenbergbaus unter Tage Geräuschpegel
von 100 dB(A) gemessen worden sind. Solche Schallpegel stellen für die Beschäftigten
eine erhebliche Gefährdung dar und können zur Berufserkrankung "Lärmschwerhörigkeitn
führen.
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Es sind Schalldämpfer für Preßluftwerkzeuge bekannt, welche den am
Auspuff der Maschinen auftretenden Luftschall/Germindern sollen. Diese Schalldämpfer
gfüllen ihren Zweck bislang nicht im ausreichenden Maße und habe sich daher in die
Praxis nicht einführen können.
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Sie sind ohnehin bei elektrisch bzw. hydraulisch angetriebenen Bohrmaschinen
wirkungslos. Andererseits ist man wegen der bereits eingetretenen und derßrohenden
Hör schäden bemüht, die von dem Luftschall ausgehende Gefährdung herabzusetzen.
Deshalb werden die Beschäftigten mit Kapselgehörschützern oder Geräuschschutzwatte
versorgt. Der Wert solcher persönlichen Lärmschutzmittel
ist jedoch
zweifelhaft. Erfahrungsgemäß werden sie von der Belegschaft als Belästigung empfunden.
Die Anwendung ist nicht zwangsläufig. Solche Mittel haben auch Nachteile, zumindestens
den, daB sie die Verständigung der Beschäftigten untereinander erheblich erschweren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vom Körperschall der
Bohrausrüstung, vorzugsweise den Bohrstangen ausgehenden hörbaren Luftschall, soweit
er störend ist, zu vermeiden oder doch stark herabzusetzen, um den Betrieb insgesamt
geräuschärmer zu machen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bohrstange
aus mehreren, konzentrisch angeordneten Schichten aufgebaut ist, von denen der Kern
zur Übertragung der Bewegungsenergie von der Bohrmaschine auf die Bohrschneide vorgesehen
ist und eine oder mehrere der folgenden Schichten aus schalldämmendem Werkstoff
aufgebaut sind.
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Gemäß der Erfindung ist der kraftübertragende Kern der Bohrstange
aus einem entsprechend widerstandsfähigen Werkstoff aufgebaut. Er dient außer den
Zweck der Übertragung der Bewegungsenergie auch zijr Vermittlung weiterer, mit der
Bohrarbeit zusammenhangender Funktionen.
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Dazu gehört z.B. die Fortleitung des Spülwassers oder bei Absaugung
des Bohrkleines durch einen im Kern ausgebildeten durchgehenden Kanal. Deswegen
entsteht auch bei der erfindungsgemäßen Bohrstange Körperschall.
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Diese Schallenergie wird aber in einer oder mehreren den Kern umgebenden
Schichten der Bohrstange ganz oder
zu einem wesentlichen Teil in
Wärme umgewandelt. Der fühlbare Teil dieser Wärme kann nicht gefährlich werden,
weil er durch das Spülwasser oder die zur Bohrmehlabsaugung angewandte Luft abgeführt
wird. Als schalldämmendes Material kommt dabei vor allem ein Natur oder Kunststoff
infrage, vorzugsweise ein solcher mit elastomeren Eigenschaften.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie eine Verminderung des Luftschalls
ermöglicht, der von den Longitudinalwellen der Bohrstange ausgeht. Wenn auch das
Einsteckende ebenso wie die Bohrstange mehrschichtig aufgebaut wird, vermindert
sich dadurch auch der Anteil an Körperschall, welcher in der Hülse des Bohrhammers
entsteht. Andererseits läßt sich die durch den mehrschichtigen Aufbau bedingte Durchmesservergrößerung
mit Hilfe eines entsprechend im Durchmesser verkleinerten Kernes ausgleichen, so
daß die erfindungsgemäßen Bohrstangen insgesamt den gleichen Durchmesser wie die
herkömmlichen Bohrstangen oder einen hiervon nur geringfügig abweichenden Durchmesser
aufweisen. Die Abmessungen der Einsteckhülsen in den Bohrhämmern und der Sprengbohrlöcher,
die zur Verwendung der vorhandenen Spreng- und/oder Besatzpatronen notwendig sind,
können demnach auch bei Verwendung der erfindungsgemäß ausgebildeten Bohrstangen
beibehalten werden. Kommt es auf die Beibehaltung vorhandener Durchmesser, z.B.
der von Sprengbohrlöchern nicht an, was z.B. im Kalksteinbruch der Fall ist, so
kann man unter Beibehaltung der vorhandenen Bohrstangendurchmesser durch den mehrschichtigen
Aufbau eine Erhöhung des Gesamtdurchmessers der Bohrstange zulassen.
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Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform ist der Kern der neuen Bohrstange
mehrkantig, mit abgerundeten Kanten oder rund ausgebildet,und der Umriß des Außenprofils
der Bohrstange ist kreisförmig. Hierdurch wird erreicht, daß die bekannten Bohrstangenumrißformen
beibehalten werden können, soweit sie sich im Hinblick auf die Belastung bei der
Übertragung der Bewegungsenergie von der Bohrmaschine auf die Bohrschneiden bewährt
haben. Die kreisförmige Außenkontur der Bohrstange ist jedoch im Hinblick auf das
Umsetzen oder Drehen der Bohrstange die günstigere.
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Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die außen angeordnete
Schicht aus einem Verschleißenergie aufnehmenden Werkstoff aufgebaut. Hierdurch
wird der in den Zwischenschichten zum Kern verwendete schalldämmende Werkstoff vor
Abtragungen geschützt, die insbesondere bei zu kantigen Abrissen neigendem Gestein
oder Erz zu befürchten sind. Als Werkstoff empfiehlt sich für diese Außenschicht
ein Blech oder Rohr aus Metall. Es gewährleistet eine lange Einsatzzeit derartiger
Bohrstangen auch bei extremen mechanischen Beanspruchungen.
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Die Körperschalldämpfung in der Bohrausrüstung kann auch die Bohrmaschine
mit umfassen, wobei z.B. der Kolben eines Bohrhammers mit einem schalldämmenden
Werkstoff umgeben ist. Darüberhinaus kann das Gehäuse der Bohrmaschine durch eine
Umhüllung mit diesem Werkstoff schallgedämpft werden.
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Soweit sich die Erfindung auf schallgedämpfte Bohrausrüstungen unter
Tage bezieht, bestehen die schalldämmenden
Werkstoffe vorzugsweise
aus thermoplastischen Kunststoff oder Kautsch in selbst löschender Qualität.
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Insbesondere kommt für diesen Zweck Nylon in Betracht, weil sich mit
diesem Kunststoff besondere Auflagen erfüllen lassen, die für den Einsatz z.B. im
untertägigen Steinkohlenbergbau bestehen. Besonders geeignet sind rußstabilisierte
Polyamide, die zugleich flammhemmend und antistatisch sind. Andere thermoplastische
Kunststoffe sind vorteilhaft, weil sie stoßfest und dynamisch belastbar sind. Dazu
zahlen beispielsweise Polyurethane, Polyphenylchloride und Polyacetate.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Figuren in der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt anhand mehrerer Figuren Querschnitte
durch Bohrstangen gemäß der Erindung.
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Gemäß Fig. 1 ist die Bohrstange aus zwei Schichten aufgebaut. Sie
besitzt einen sechskantigen Kern 1 aus Stahl, welcher die Bewegungsenergie von der
Bohrmaschine auf die Bohrsokneiden überträgt. Der Kern ist mit einer Außenschicht
3 umgeben, deren Umrißlinie kreisförmig ist. Diese Schicht besteht aus schalldämmendem
Werkstoff.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Umrißlinie des Querschnittes
des Kernes 1 im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 rund. Der schalldämmende
Werkstoff ist in einer hohlzylindrischen Schicht 3a untergebracht. Diese wird von
einem Metallmantel 3b umgeben,
welcher Verschleißenergie aufnehmen
kann.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 hat der metallische Kern der Bohrstange
einen annähernd elliptischen Umriß, diese umgebende Schicht 3 aus schalldämmenden
Werkstoff hat dagegen wiederum eine kreisförmige Umrißlinie.
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Sämtliche Bohrstangen haben einen Kanal 2, der zur Zuführung von Spülwasser
bzw. zur Abführung von Bohrmehl bei Bohrmehlabsaugungen dient.
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Patntansprüche