DE2602021A1 - Schallgedaempfte bohrausruestung zur herstellung von sprengschuessen, insbesondere fuer den untertageberg- und -tunnelbau - Google Patents

Description

• "Schallgedämpfte Bohrausrüstung zur Herstellung von Spreng-
• 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.
• Die Erfindung ist insbesondere auf das Bohrgezähe anwendbar, das im Streckenvortrieb meistens die sogenannten Bohrhämmer und im Streb Handdrehbohrmaschinen umfaßt.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Soweit sich die Erfindung auf schallgedämpfte Bohrausrüstungen unter Tage bezieht, bestehen die schalldämmenden Werkstoffe vorzugsweise aus thermoplastischen Kunststoff oder Kautsch in selbst löschender Qualität.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Sämtliche Bohrstangen haben einen Kanal 2, der zur Zuführung von Spülwasser bzw. zur Abführung von Bohrmehl bei Bohrmehlabsaugungen dient.
• Patntansprüche

Claims (5)

1. Patent ansprüche 1. Schallgedämpfte Bohrausrüstung zur Herstellung von Sprengschiissen, 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 , d a d u r c h g e k e n I1-z e i c h n e t , daß die Bohrstange (1-3) aus mehreren, konzentrisch angeordneten Schichten aufgebaut ist, von denen der Kern (1) zur Übertragung der Bewegungsenergie von der Bohrmaschine auf die Bohrschneiden vorgesehen ist und eine oder mehrere der folgenden Schichten (3) aus schalldämmendem Werkstoff aufgebaut sind.
2. 2. Schallgedämpfte Bohrausrüstung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß der Kern mehrkantig ausgebildet, mit abgerundeten Kanten oder rund ausgebildet und der Umriß des Außenprofils der Bohrstange kreisförmig ist.
3. 3. Schallgedämpfte Bohrausrüstung nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die außen angeordnete Schicht (3b) aus einem Verschleißenergie aufnehmenden Werkstoff besteht.
4. 4. Schallgedämpfte Bohrausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß der Kolben der schlagend arbeitenden Bohrmaschine mit einem schalldämmenden Werkstoff umgeben ist.
5. 5. Schallgedämpfte Bohrausrtistung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß das Gehäuse der Bohrmaschine mit einem schalldämmenden Werkstoff umgeben ist.