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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Staubabsaugvorrichtung für ein druckluftbetriebenes
Gerät mit einer Lufteintrittsöffnung, über die die von einer Druckluftquelle kommende
Druckluft in das Gerät gelangt, einer Luftaustrittsöffnung und einem vom Gerät angetriebenen
Werkzeug, die eine um das Werkzeug herum anzuordnende Absaughaube umfasst, um den
in der Umgebung des Werkzeugs anfallenden Staub mittels eines Ejektors zu einem
Staubabscheider abzusaugen, wobei die Luftaustrittsöffnung des druckluftbetriebenen
Geräts mit dem Ejektor verbunden ist und diesen wirksam macht.
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Beispielsweise bei Gesteinsbohrungen anfallender Bohrstaub und Schleifstaub
ist gesundheitsschädlich und es wurden bereits zahlreiche Versuche unternommen und
Vorschläge gemacht, um den in der Luft schwebenden Staub, der bei der Bearbeitung
oder Abtragung von Materialien entsteht, zu entfernen bzw.
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unschädlich zu machen.
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Beispielsweise ist aus der schwedischen Patentschrift 221 905 (die
der US-Patentschrift 3 442 337 entspricht) eine Vorrichtung zum Entfernen von Staubpartikeln
von den Arbeitsbereichen druckluftbetriebener, materialabtragender Bearbeitungsgeräte,
beispielsweise Bohrer, Schleifmaschinen, druckluftbetriebener Meisel, Presslufthammer
und entsprechender Geräte bekannt. Eine solche Vorrichtung weist eine von der Werkzone
bzw. dem Bearbeitungsbereich zu einer Staubsammelstation führende Staubabführleitung
auf. Die von dem Gerät oder dem Werkzeug abgegebene Luft wird als Staubträger oder
Staubtransportmittel benutzt, um den Staub durch die Staubabführleitung hindurch
zur Staubsammelstation zu bringen. Bei der bekannten Vorrichtung ist die Staubabführleitung
mit einer getrennten, einen Unterdruck erzeugenden Einrichtung verbunden, mit der
in der Staubabführleitung in Strömungsrichtung gesehen hinter der Einlassöffnung
der von dem Werkzeug austretenden Luft ein Unterdruck erzeugt wird.
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Bei der in der schwedischen Patentschrift 221 905 dargestellten Ausführungsform
ist die Eintrittsöffnung 3 für die Abluft so ausgebildet, dass die Luft mit erhöhter
Geschwindigkeit in die Abführleitung 5, 6, 7, 8 eintritt. Die Eintrittsöffnung kann
auch gemäss einem Konstruktionsmerkmal als Ejektor Anordnung bzw. als Düsenanordnung
ausgebildet sein.
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Die bekannte Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass sie nicht zum
Absaugen oder Entfernen von Bohrstaub oder Bohrmehl verwendet werden kann, der bei
Gesteinsbohrungen anfällt.
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1) In der schwedischen Patentschrift 221 905 ist ein hydraulischer
Meisel bzw. ein Presslufthammer dargestellt. Dies bedeutet, dass dieses Gerät nur
zur Oberflächenbearbeitung vorgesehen ist, und dass die Staubabsaugvorrichtung nicht
einmal bei einem solchen Arbeitsvorgang den anfallenden Staub wirkungsvoll und zuverlässig
absaugen kann, da der von dem Presslufthammer und dem Meisel bearbeitete Bereich
mit dem grösseren Teil seines Umfangs nach aussen hin freiliegt, so dass der grösste
Teil des anfallenden Staubes - jedenfalls der Staub, der von der Seite des Meisels
oder des Presslufthammers weggeschleudert wird, die der Absaugleitung abgewandt
ist - nicht in die Leitung gesaugt wird. Darüberhinaus ist es mit der bekannten
Staubabsaugvorrichtung nicht möglich, die Schwierigkeiten hinsichtlich der Staubabsaugung
bei Bohrgeräten zu meistern, da die Eintrittsöffnung der Absaugleitung während des
Arbeitsvorganges immer nahe an der Bohrlochöffnung gehalten werden muss. Dies ist
jedoch bei der bekannten Vorrichtung nicht möglich, weil der Bohrer zusammen mit
der Absaugleitung beim Bohrvorgang allmählich selbst in das Gestein eindringt.
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2) Bei der aus der schwedischen Patentschrift bekannten Vorrichtung
wird die aus dem Bohrer austretende Luft eingeschnürt, um die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft zu erhöhen und um dadurch die Möglichkeit zu verbessern, dass die Luft
den Bohrstaub durch den Düseneffekt mitreissen kann.
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Es ist jedoch dem Fachmann bekannt, dass eine solche radiale Einschnürung
der aus dem Bohrgerät austretenden Luft den Wirkungsgrad des Kompressors bzw. des
die Druckluft erzeugenden Motors verschlechtert und dass eine solche Einschnürung
soweit wie möglich vermieden werden sollte. Bei der Konstruktion der aus der schwedischen
Patentschrift bekannten Vorrichtung war man sich über diesen Sachverhalt durchaus
im Klaren und es wurde daher eine getrennte Unterdruck- bzw. Absaugeinrichtung,
beispielsweise ein Gebläse verwendet, um den bei der Einschnürung auftretenden Gegendruck
zu verringern.
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Eine weitere Vorrichtung zum Absaugen oder Entfernen von Bohrstaub
aus den Arbeitszonen druckluftbetriebener Gesteinsbohrer ist aus der schwedischen
Offenlegungsschrift 352 133 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird eine Absaughaube
verwendet, die um die Bohrlochöffnung herum angebracht ist und ein Loch aufweist,
durch das der Bohrstahl in der Mitte der Absaughaube hindurchgeht. Am Rand der Saughaube
ist eine Absaugöffnung angeordnet, in der ein Düsen- bzw. ein Ausströmrohr angeordnet
ist, dem Druckluft über einen mit dem Kompressor verbundenen Schlauch zugeführt
wird, wobei dieser Schlauch einen Absperrhahn aufweist. Die aus der Absaughaube
ausströmende Luft wird einem Staubabscheider über einen Schlauch zugeleitet.
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Die zuletzt beschriebene Staubabsaugvorrichtung weist gegenüber der
zuerst beschriebenen Vorrichtung Vorteile auf. Dennoch haften dieser Vorrichtung
verschiedene Nachteile an: 1) Der Kompressor wird durch die für das Düsenrohr der
Absaughaube erforderliche Druckluft zusätzlich belastet, so dass dadurch der Wirkungsgrad
bzw. die Leistung des Kompressormotors verringert wird. Es hat sich dabei herausgestellt,
dass ein Kompressormotor, der zum Betreiben von drei Bohrern vorgesehen ist, nur
zwei Bohrer betreiben kann, die mit dem zuvor beschriebenen Absaugsystem zum Absaugen
von Staub ausgerüstet sind, wobei ein zusätzlicher Luftschlauch für jeden Bohrer
mit dem Kompressorgerät verbunden ist. Der Wirkungsgradverlust ist zwar bei einem
Kompressor, der für fünf Bohrer ausgelegt ist, nicht so gross - wobei ein Bohrer
nicht eingesetzt oder ange-
schlossen wird, um die für die Staubabsaugung
erforderliche Druckluft bereitzustellen - die Verluste sind aber dennoch erheblich
und führen unter anderem zu einem etwa 25 % höheren Diesel-Treibstoffverbrauch,
um die vier verbleibenden Bohrer zu betreiben,und zu einer geringeren Ausnützung
des Kompressorts für das eigentliche Bohren.
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2) Für die Staubabsaugung ist ein zusätzliche Druckluftschlauch erforderlich,
der die Absaughaube des jeweiligen Bohrers mit dem Kompressorgerät verbindet, so
dass dadurch höhere Anschaffungs- und Lagerkosten für das Schlauchmaterial und die
Anschlüsse erforderlich werden.
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3) Die aus dem Bohrer ausströmende Luft gelangt direkt ins Freie und
dadurch tritt ein hoher Lärmpegel insbesondere für die den Bohrer bedienende Person
auf.
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Aus der DT-AS 1 093 761 ist eine dritte Vorrichtung bekannt, die einen
im Bohrer angeordneten Ejektor (vgl. Fig. 2 dieser Auslegeschrift) aufweist. Der
hierbei vorgesehene Ejektor wird durch die Austrittsluft des Bohrers betrieben.
Diese Vorrichtung weist die folgenden Nachteile auf: 1) Das Ausström- bzw. Düsenrohr,
der Ejektor und der Luftaustrittsschlauch sind gemäss Fig. 1 dieser Auslegeschrift
senkrecht angeordnet bzw. nach oben gerichtet. Dadurch tritt bei dieser Vorrichtung
die Gefahr auf, dass der Schlauch bricht.
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2) Das Gerät wird dadurch besonders schwer und schwierig zu handhaben,
wenn sich der Ejektor im Gerät befindet.
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3) Der Ejektor wirkt auf Grund seiner Anordnung in der Maschine als
Einschnürung in dem Gerät.
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4) Wenn bei Temperaturen unter 0° C gebohrt wird, bildet sich in dem
Düsenrohr des Ejektors sehr leicht Eis, wenn der Ejektor ir dem Gerät angeordnet
ist.Wenn unter derartigen Bedingungen geboh rt wird, muss die Luft frei aus der
Maschine ausströmen können.
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5) Bei diesem herkömmlichen Staubabsauger wird der Staub vom Ejektor
zum Staubsammler gedrückt und daher ergibt sich ein grosser Widerstand im Staubabsauger,
in den Reinigungsfiltern und auch im Staubsammierschlauch. Darüberhinaus gelangt
der Staub unter Druck nach aussen, wenn der Staubsammlerschlauch 8 bricht oder undicht
wird.
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Aus der GB-PS 259 731 aus dem Jahre 1925 ist eine Vorrichtung bekannt,
die in gewisser Hinsicht der vorliegenden, erfindungsgemässen Staubabsaugvorrichtung
ähnlich ist. Diese GB-PS 259 731 gibt jedoch keinen Hinweis dahingehend, dass es
von grosser Bedeutung ist, den Ejektor bezüglich des Staubabscheiders an der optimalsten
Stelle anzuordnen. Die aus der GB-PS 259 731 bekannte Vorrichtung kann deshalb nicht
besonders wirkungsvoll arbeiten, weil der Ejektor 7 aussergewöhnlich nahe an der
Staubsammelhaube 1 und aussergewöhnlich weit vom Staubsammler 16 entfernt angeordnet
ist. Der Ejektor bildet bei dieser bekannten Vorrichtung selbst ein einschnürendes
Glied für die vom Kompressor kommende Luft.
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Ausgehend von der eingangs genannten Staubabsaugvorrichtung liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Staubabsaugvorrichtung zu
schaffen, die die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweist, die Kompressorleistung
wesentlich besser ausnützt und daher einen geringeren Kraftstoffverbrauch ermöglicht,
sowie den Lärmpegel vermindert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Ejektor
in der Nähe des Staubabacheiders angeordnet ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Ejektor in einem Abstand von
etwa 80 cm vom Staubabsauger entfernt angeordnet ist, da die Drosselung der vom
Motor kommenden Luft in diesem Halle klein ist und der Kompressor daher mit optimalem
Wirkungsgrad arbeitet, wobei andererseits das pulsartige oder stossartige Austreten
der Luft und damit der Reinigungsvorgang im Staubabscheider sehr wirkungsvoll ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Diese Zeichnung zeigt schematisch einen luftdruckbetriebenen, von
Hand gehaltenen Bohrer mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Staubabsaugvorrichtung
und einem mit der erfindungsgemässen Staubabsaugvorrichtung verbundenen Staubabscheider
mit Staubfilter.
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In der einzigen Figur ist ein von Hand gehaltener Bohrer 1 mit einer
Druckluft-Eintrittsöffnung 2 für die druckluftbetriebene Maschine, einer eine Öffnungsabmessung
von etwa 18 mm aufweisender Luftaustrittsöffnung 3 und einem im Bohrer eingesetzten
Bohrstahl 4 dargestellt. Um den sich beim Bohrvorgang bildenden Bohrstaub zu entfernen,
geht der Bohrstahl durch eine Absaughaube 5 hindurch, die Abdichtungen gegenüber
dem Bohrstahl und dem Boden aufweist, so dass eine im wesentlichen geschlossene
Kammer gebildet wird, die verhindert, dass Bohrstaub oder Bohrklein in die Umgebung
gelangt. Die Absaughaube 5 besitzt einen Absaug-Ansatz 6, der mit dem einen Ende
eines Schlauches 7 verbunden ist. Der Schlauch 7 weist einen Innendurchmesser von
etwa 49 mm auf und führt den mit der Luft abgesaugten Bohrstaub zu einem Staubabscheider
8, der einen mit dem anderen Ende des Schlauches 7 verbundenen Einlass-Stutzen 9
aufweist.
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In der Nähe des Einlass-Stutzens 9 oder des Auslass-Stutzens 15 des
Staubabscheiders 8 befindet sich ein Ausströmrohr 10, 10', das sich in Transportrichtung
des Gesteinstaubes bzw.
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-mehles erstreckt, um die in der Absaughaube 5 enthaltene Luft abzusaugen
und den Bohrstaub zum Staubabscheider 8 zu bringen.
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Das Ausströmrohr 10, 10' ist etwa in einem Abstand von 80 cm vom Staubabsauger
angeordnet. Erfindungsgemäss befindet sich zwischen dem an der Luftauslassöffnung
3 des Bohrers 1 vorgesehener Auslass-Stutzen 11 und dem Ausströmrohr 10 ein-eir.en
Innendurchmesser von 37 mm aufweisenden Verbindungsschlauch 12, durch den die aus
dem Bohrer austretende Luft zum Austrittsrohr 10, 10' geführt wird, das dann, wenn
der Bohrer in Betrieb ist, über den Schlauch 7 Luft aus der Absaughaube 5 absaugt,
so dass auch der während des Bohrens in der Absaughaube 5 anfallende Bohrstaub aus
der Absaughaube 5 abgesaugt und zum Staubabscheider 8 gebracht wird.
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Die zuvor beschriebene Staubabsaugvorrichtung bietet wesentliche Vorteile
gegenüber den bekannten Anordnungen, bei denen eine Absaughaube verwendet wird.
Die Vorteile der erfindungsgemässen Staubabsaugvorrichtung können folgendermassen
zusammengefasst werden: 1) Wenn die zum Entfernen des Bohrstaubes erforderliche
Druckluft von der Luftaustrittsöffnung des Bohrers genommen werden kann, kann die
ganze Kompressorleistung für das Bohren selbst verwendet werden, so dass dadurch
pro gebohrten Meter ein geringerer Kraftstoffverbrauch und geringere Kosten auftreten.
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2) Bei der erfindungsgemässen Staubabsaugvorrichtung ist die Austrittsöffnung
des Bohrers über einen Schlauch mit dem Ausströmrohr 10 bzw. 10' verbunden, das
in der Nähe des Eintritts-Stutzens 9 oder des Austritts-Stutzens 15 des Staubabscheiders
8 angeordnet ist. Das stossweise Ausströmen der Luft aus der Luftaustrittsöffnung
3 des Bohrers 1 verursacht normalerweise eine starke Lärmbelästigung. Bei der erfindungsgemässen
Vorrichtung wird dieser stossweise Luftaustritt im Verbindungsschlauch 12 aufgefangen,
und die Luft kann in ihm expandieren, so dass dadurch der Lärmpegel auf noch annehmbare
Werte stark verringert werden kann. Als zusätzlicher Vorteil hat sich dabei herausgestellt,
dass die Luftstösse selbst durch den Verbindungsschlauch 12 bis zum Staubabscheider
8 gelangen und die Filtereinsätze, auf die diese stossweise Luft einwirkt, werden
periodisch geschüttelt und können daher über einen wesentlich längeren Zeitraum
hinweg ohne Reinigung benutzt werden.
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Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass das Ausströmrohr 10
in der Nähe des Einsatz-Stutzens 9 des Staubabscheiders 8 angeordnet ist. Es ist
prinzipiell auch möglich, das Ausströmrohr in der Nähe des Austritts-Stutzens 15
des Staubabscheiders 8 anzuordnen, und insbesondere ist es von Vorteil, wenn das
Ausströmrohr in einem Abstand von etwa 80 cm vom Staubabscheider 8 entfernt liegt.
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Bei der zuvor beschriebenen erfindungsgemässen Staubabsaugvorrichtung
wird
im erläuterten Ausführungsbeispiel vorausgesetzt, dass ein herkömmlicher Bohrer
in geeigneter Weise angepasst bzw. abgewandelt ist. Ein herkömmlicher Gesteinsbohrer
besitzt eine Luftaustrittsöffnung 13, die in der Figur durch dünne Linien angedeutet
ist. Darüberhinaus besitzt ein herkömmlicher Bohrer auch einen Absperrhahn 14, mit
dem der Bohrer in und ausser Funktion gesetzt werden kann und die Druckluft zur
Reinigung oder zum Ausblasen des Bohrloches durch den Bohrer geleitet wird. Bei
dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel wurde jedoch auf die übliche Austrittsöffnung
13 verzichtet und diese durch einen Austritts-Stutzen 11 ersetzt, der mit dem einen
Ende des Absperrhahnes in Verbindung steht, um den Verbindungsschlauch 12 mit dem
Ausströmrohr 10 zu verbinden. Auf diese Weise kann ein herkömmlicher Gesteinsbohrer
auf einfache Weise so abgewandelt werden, dass er zusammen mit der erfindungsgemässen
Staubabsaugvorrichtung verwendet werden kann. Es ist nämlich lediglich erforderlich,
den vorliegenden Absperrhahn durch einen Absperrhahn zu ersetzen, der an seinem
einen Ende mit einem Rohransatz versehen ist, damit die aus dem Bohrer austretende
Luft durch den Verbindungsschlauch 12 zum Ausströmrohr 10 oder 10' gelangt. Grundsätzlich
ist es selbstverständlich auch möglich, am Bohrergehäuse um die herkömmliche Austrittsöffnung
13 herum einen entsprechenden Austritts-Stutzen anzuschweissen, oder das Bohrergehäuse
schon von Anfang an mit einem Rohrstutzen für die austretende Luft auszustatten.