DE2802874C2 - Gesteinsbohreinrichtung - Google Patents

Description

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aus Leitungen hinein, die so mit Druck beaufschlagt ren des Rohres 25 sorgen. Die Abstandhalter 35 behinwerden, daß der Hammerzylinder sich abwechselnd von dem jedoch den Durchtritt des Spülmediums nicht rechts nach links und dann wieder von links nach rechts Das Ausfünrungsbeispiel der F i g. 2 gleicht weitge-

bewegt Die Steuerung des Umsteuerventils 13 erfolgt hend demjenigen von F i g. 1, so daß die folgende Erläuin Abhängigkeit von der Stellung des Schlagkolbens 11 5 terung sich auf die unterschiedlichen Merkmale beautomatisch. Das Steuersystem des Steuerzylinders ist schränken kann.

in der Zeichnung nur scheiKatiseh angedeutet, weil der- Der Spülmittelanschluß 37 befindet sich bei dem Geartige Hammersteuerungen in verschiedenartigen Aus- rät nach F i g. 2 an der rückwärtigen Stirnseite des Hamführungen bekakint sind. Das Umsteuerventil 13 wird an mergehäuses 10 und führt durch ein Rohr 38 in eine eine Druckleitung 14 und an eine Rücklaufleitung 15 io Axialbohrung des Schlagkolbens 11 hinein. Bei der Axiangeschlossen. Die Druckleitung 14 ist außerdem an albewegung des Schlagkolbens 11 bewegt dieser sich einen Druckspeicher 16 angeschlossen, der dafür sorgt, über das Rohr 38 hinweg. In dem Raum 35 tritt das daß die in der Schlagphase benötigte große Fhiidmenge Spülmedium aus der Axialbohrung des Hammerkolbens praktisch verzögerungsfrei mit dem vollen Druck be- heraus, um in den Ringraum zwischen Rohr 25 und reitgestellt wird. 15 Schlagstange 19 zu gelangen.

Der Schlagkolben 11 ist an seinem vorderen Ende mit Ferner ist bei dem Ausfünrungsbeispiel der F i g. 2 das

einer Stacge 17 verlängert, an die sich über eine Verbin- Rohr 25 mit einer Innenauskleidung J9 versehen. Hierdungsmuffe 18 die Schlagstange 19 anschließt Diese ist bei handelt es sich um einen schlauch- oder rohrförmialso fest mit dem Schlagkolben 11 verbunden und macht gen Oberzag aus Kunststoff, dor insbesondere der Gedie gesamte Kolbenbewegung mit Der Schlagkolben 20 räuschdämpfung dient Zwischen d·^ Auskleidung und die Schlagstange können auch aus einem einstückig und der Bohrstange 19 ist ein ringförmiger Zwischengefertigten einzigen Teil bestehen. Das vordere Ende 20 raum 40, durch den das Spülmedium transportiert wird, der Schlagstange 19 schlägt auf die rückwärtige Stirn- Auf diese Weise wird die Bohrstange, die sich infolge seite des Schaftes 21 der Bohrkrone 22. Der Schaft 21 der Schlageinwirkung erwärmt, durch das Spülmedium wirkt also als Amboß, auf den die Schläge des Hammer- 25 gekohlt

kolbens auftreffen. Dadurch werden die am vorderen

Ende der Bohrkrone 22 befindlichen Bohrschneiden 23 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

in die Bohrlochsohle eingetrieben.

Der Schaft 21 der Bohrkrone hat sechseckigen Querschnitt und ist in einer entsprechenden Sechskantführung 24 am vorderen Ende des Rohres 25 unverdrehbar geführt Der Schaft 21 kann sich jedoch in dem Rohr 25 in Längsrichtung in Grenzen bewegen, wobei diese Bewegung durch einen Querkeil 26 begrenzt wird, der in eine Nut 27 des Schaftes 24 eingreift

Das vordere Ende des Rohres 25 stößt gegen eine Ringkante 28 der Bohrkrone, so daß die Vorschubkraft vom Rohr 25 auf die Bohrkrone 22 übertragen werden kann. Außerdem wird durch das Zusammenwirken der unrunden Flächen 21 und 24 die Drehkraft des Rohres 25 auf die Bohrkrone 22 übertragen.

Das Rohr 25 umgibt die volle Bohrstange 19 koaxial. Sein rückwärtiges Ende ist über eine Flanschverbindung 29 mit einer Hülse 30 verbunden, die in dem Hammergehäuse 10 drehbar gelagert jedoch in '-ängsrichtung unverschiebbar abgestützt ist Die Hülse 30 hat eine Außenverzahnung 31, in die ein Zahnrad 32, das von einem Motor 33 angetrieben wird, eingreift Der Motor 33, der exzentrisch zur Bohrstange an dem Hammergehäuse 10 befestigt ist stellt den Drehantrieb für das Rohr 25 dar.

Die Vorsrhubkraft mit der die Bohrkrone 22 gegen die Bohrlochsohle gedrückt wird, wird an dem Hammergehäuse 10 durch eine (nicht dargestellte) Spannvorrichtung aufgebracht Beispielsweise ist die gesamte Bohreinrichtung auf einer Bohrlafette auf Schienen geführt und mit einer von einem Servomotor gespannten Kette nach vorn gedrückt

An dem Hammergehäuse 10 ist seitlich ein Spülmittelanschluß 34 angebracht durch den ein Spülmedium in den Raum 35 gelangt. Da die Hülse 30 die Stange 17 mit Abstand umgibt, gelangt das Spülmedium durch die Hülse 30 hindurch in den Ringraum zwischen dem Rohr 25 und der Schlagstange 19 hinein. Es tritt an der Bohrkrone aus und spült, das losgeschlagene Gestein zwischen dem Rohr 25 und der Bohrlochwand nach außen, es

Im Inneren des Rohrer. 15 befinden sich Abstandhalter 36, die beispielsweise die Form von Stegen haben und für eine koaxiale Lage der Schlagstange 19 im Inne-

Claims (1)

1 1 2 Steinsbohreinrichtung der im Oberbegriff des Patentan- Patentansprüche: Spruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei der die Bohrleistung erhöht und der Einfluß der Vorschubkraft

1. GesteinsbohreinrichtuDg mit einem Rohr, an auf die Schlagenergie, die auf die Bohrkrone übertragen dessen einem Ende sich ein einen Schlagkolben ent- s wird, weitgehend eliminiert wird.

haltender Hammerzylinder befindet und in dessen Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß anderem Ende der Schaft einer Bohrkrone geführt mit den Merkmalendes Patentanspruchs 1.
ist, und mit einer durch das Rohr hindurchgehenden Bei der erfindungsgemäßen Gesteinsbehreinrichtung Stange die den Schlagkolben des Hammerzylinders ist die Bohrkrone drehfest an dem Rohr angebracht, das verlängert und deren vorderes Ende auf das rück- to seinerseits durch den Drehantrieb gedreht wird. Das wärtige Ende der Bohrkrone schlägt, dadurch Rohr drückt gegen eine rückwärtige Ringfläche der gekennzeichnet, daß an dem Hammerzylin- Bohrkrone, wodurch die Vorschubkraft auf die Bohrder (10) ein Drehantrieb (30—33) für das Rohr (25) krone übertragen wird, während gleichzeitig die Bohrangebracht ist, der eine die Stange (19) umgebende krone durch das Rohr gedreht wird. Der Schaft der drehbare Hülse (30) aufweist, welche an dem Ham- is Bohrkrone kann nur soweit in das Innere des Rohres merzylinder (10) gelagert ist und an der das Rohr eindringen, bis die Ringfläche der Bohrkrone gegen das (25) befestigt ist, daß der Schaft (21) der Bohrkrone Rohrende stößt. Dadurch ist sichergestellt, daß die Stan-(22) unverdrehbar in dem Rohr (25) geführt ist und ge beim Rückhub »ausholen« kann, bevor sie beim daß d?s Rohr (25) gegen eine Ringfläche (28) der nächsten Schlag gegen die Bohrkrone beschleunigt Bohrtrane (22) drückt 20 wird. Das Rohr übernimmt die Funktion der Drehung

2. Gesteinsbohreinrichtung nach Anspruch 1, da- der Bohrkrone und des Vornhaltens der Bohrkrone durch gekennzeichnet, daß das Rohr (25) an seiner während des Rückhubs der Schlagvorrichtung. Die VorInnenfläche mit einer geräuschdämpfenden Ausklei- schubkraft wird, ebenso wie die Drehkraft, über das dung (39) versehen ist Rohr auf die Bohrkrone übertragen und die Stange wird

3. Gesteinsbohreinrichtung nach Anspruch 1 oder 25 bei jedem Rückhub soweit zurückgezogen, daß sie vom 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rohr (25) Schaft der Bohrkrone abheben kann. Die die Schläge und Bohrstange (19) Abstandhalter (36) angeordnet übertragende Stange kann aus einem Vollmaterial besind, stehen, das besonders widerstandsfähig gegen Schlaget. Gesteinsbohreinrichtung nach einem der An- beanspruchung ist Bei Schlagbohreinrichtungen, bei de-

sptuchfi 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß zwi- 30 nen ein hohles Bohrgestänge sowohl die Schlagkraft als

sehen oem Rohr (25) und der Bohrstange (19) ein auch die Drehkraft überträgt beginnen die Brüche mei-

Ringraum für ein Spülmc-Jium freigehalten wird. stens an der Rohrinnenseite, die schwer zu bearbeiten

ist und gleichzeitig der Korrosion durch das Spülmittel

— ausgesetzt ist Nach der Erfindung ist die mechanische

35 Beanspruchung der einzelnen Teile wegen der Funktionsaufteiiung zwischen Rohr und Bohrstange geringer

Die Erfindung betrifft eine Gesteinsbohreinrichtung und außerdem wird die Schlagenergie von der vollen

nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bohrstange übertragen, bei der eine Rißbildung von in-

Eine bekannte Gesteinsbohreinrichtung dieser Art nen her praktisch ausgeschlossen ist
(DE-AS 11 77 096) weist ein Führungsrohr auf, dessen 40 Das Rohr kann an seiner Innenfläche mit einer gevorderes Ende den Schaft der Bohrkrone führt Das räuschdämpfenden Auskleidung versehen sein. Diese Führungsrohr dient einerseits als Führung und Nahe- Auskleidung kann aus einer Kunststoffröhre oder einem rung für die Bohrkrone und zum anderen ggf. der Spül- Kunststoffschlauch bestehen. Sie dämpft auch den Körmittelzuführung. Bei der bekannten Bohreinrichtung perschall, der von der Schlagstange über den Zylinder kann ausschließlich geschlagen, nicht aber gedreht wer- 45 auf das Rohr übertragen wird. Zwischen Rohr und den. Die sich durch das Führungsrohr hindurch erstrek- Schlagstange kann ein Spülmedium entlangströmen, das kende Stange ist mit dem Schlagkolben fest verbunden außerdem die Funktion der Kühlung der sich infolge der und stößt mit ihrem vorderen Ende gegen den Schaft Schläge erwärmenden Schlagstange hat Wenn das der Bohrkrone. Beim Schlagen wird infolge der auf den Rohr innen ausgekleidet ist kommt das Spülmedium Hammerzylinder einwirkenden Vorschubkraft das vor- 50 nicht unmittelbar mit dem Rohr in Verbindung,
dere E.ide der Stange gegen die Bohrkrone gedrückt, Zur besseren koaxialen Führung der Schlagstange in während gleichzeitig die Stange Schläge auf die Bohr- dem Rohr können zwischen Rohr und Bohrstange Abkrone ausübt Durch die Anpreßkraft geht ein Teil der standhalter angeordnet sein, die ein seitliches Auswei-Schlagenergie verloren. Die Vorschubkraft die extern chen eines der Deiden Teile gegenüber dem anderen über eine Spannkette o. dgl. aufgebracht wird, hängt in 55 verhindern und das Bohrgestänge insgesamt steifer maihrer Größe von der Gesteinshärte ab. Zum einwand- chen.

freien Funktionieren der Vorrichtung müßte die Vor- Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Fi-

schubkraft auf die jeweilige Gesteinshärte, die Schärfe guren zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher

der Bohrkrone usw. abgestimmt werden, damit der erläutert

Schlagkolben sich innerhalb des Zylinderraums mit 60 F i g. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ei·

gleichbleibendem Kolbenhub bewegt Eine solche Ab- ne erste Ausführungsform der Gesteinsbohreinrichtung

Stimmung ist in der Praxis aber nicht möglich. Aus die- und

sem Grund hängt der Kolbenhub von der extern aufge- Fig. 2 zeigt einen Teil-Längsschnitt einer zweiten

brachten Vorschubkraft ab. Der sich in der Bohrstange Ausführungsform, bei der das Rohr mit einer Ausklei-

fortsetzende Körperschall wird von dem außerhalb des 65 dung versehen ist.

Bohrlochs befindlichen Teil des Rohres ungedämpft ab- Gemäß F i g. 1 ist in dem Hammerzylinder 10 der

gestrahlt. Schlagkolben 11 längsverschiebbar angeordnet. In den

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ge- Zylinderraum 12 führen von einem Umsteuerventil 13