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Salzgitter Maschinen und
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Anlagen Aktiengesellschaft Windmllhlenbergstraße 20 bis 22 D-3320
Salzgitter 51 Bohrwagen Die Erfindung betrifft einen selbstfahrenden Bohrwagen zur
Herstellung von Einbruchbohrlöchern oder dergleichen im Bergbau, Tunnel- oder Stollenvortrieb,
mit einem Räder und Stützen aufweisenden Fahrgestell und einer höhenverstellbaren
Lafette für einen wenigstens eine an der Lafette geführte Bohrstange antreibenden,
längs der Lafette verschiebbaren Bohrantrieb.
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Bei einem bekannten Bohrwagen dieser Art (DE-AS 1 244 690) sind die
Lafette und die Bohrstangen mit dem Bohrantrieb oberhalb des Fahrgestells angeordnet.
Die Bohrstangen liegen oberhalb der Lafette. Die Lafette kann gegenüber dem Fahrgestell
in senkrechter Richtung bewegt werden. Nachteilig sind bei dem bekannten Bohrwagen
die verhältnismäßig große Bauhöhe und der verhältnismäßig große Kleinstabstand der
Bohrstangen von
der Sohle.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bauhöhe des Bohrwagens
herabzusetzen und bei ausreichender Boden- und Bewegungsfreiheit während des Verfahrens
des Bohrwagens den Kleinstabstand der Bohrstangen von der Sohle für den Bohrbetrieb
zu verringern.
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Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Räder
und das Fahrgetell in der Höhenlage relativ zueinander einstellbar sind. Damit kann
zum Verfahren des Bohrwagens das Fahrgestell zur Erzielung einer ausreichenden Boden-
und Bewegungsfreiheit angehoben und bei stationärem Bohrwagen zum Bohren auf den
gewünschten Abstand der Bohrstangen von der Sohle abgesenkt werden.
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Es ist auf diese Weise die Möglichkeit geschaffen, Einbruchbohrungen
in bisher nicht erreichbarem, verhältnismäßig geringem Abstand von z.B. 700mm oberhalb
der Sohle in die Ortsbrust einzubringen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind nicht lenkbare Vorderräder
jeweils an einer zumindest annähernd senkrecht angeordneten Gleitführung des Fahrgestells
geführt, wobei zwischen jedem Vorderrad und dem Fahrgestell ein Stellantrieb zur
relativen Höheneinstellung vorgesehen ist. Der Stellantrieb kann z0B. als hydraulische
Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet sein.
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Nach der Erfindung können nicht lenkbare Vorderräder jeweils an dem
freien Ende einer um eine Querachse des Fahrgestells schwenkbaren Schwinge gelagert
sein, wobei zwischen jedem Vorderrad und dem Fahrgestell ein Stellantrieb zur relativen
Höheneinstellung vorgesehen ist.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Gleitführungen
oder die Querachsen an einer Pendelachse des Fahrgestells befestigt und die Stellantriebe
mit der Pendelachse verbunden. Durch die Pendelachse ist ein selbsttätiger Ausgleich
von Uneben-
heiten an der Sohle beim Verfahren und im Stand des
Bohrwagens erreicht. Alle vier Räder sind damit ständig in gleichmäßigem Kontakt
mit der Sohle. Unsachgemäße Beanspruchungen und Verwindungen des Fahrgestells sind
dadurch ausgeschlossen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Pendelachse
U-förmig ausgebildet und mit ihrer Basis an einem an einer Unterseite des Fahrgestells
angeordneten Pendellager angelenkt. Diese verhältnismäßig tiefe Pendellagerung der
Pendelachse begünstigt eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe des Bohrwagens und ene
verhältnismäßig niedrige Anordnung der Bohrstangen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Gleitführungen
außen an seitlichen Schenkeln der Pendelachse befestigt. Dadurch ergibt sich mit
geringem Aufwand eine verhältnismäßig große Hubhöhe für das Fahrgestell gegenüber
den Rädern0 Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Querachsen
oben und außen an seitlichen Schenkeln der Pendelachse befestigt. Auch hier läßt
sich eine ausreichende Hubhöhe des Fahrgestells gegenüber den Rädern erzielen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind lenkbare Hinterräder
an einer relativ zu dem Fahrgestellt bewegbaren Starrachse des Fahrgestells angelenkt,
wobei zwischen dem Fahrgestell und der Starrachse wenigstens ein Stellantrieb zur
relativen Höheneinstellung vorgesehen ist. Die hintere Starrachse begünstigt die
Anordnung und Betätigung des Lenkgestänges und erhöht die Steifigkeit des Bohrwagens.
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Erfindungsgemäß kann die Starrachse an einer zumindest annähernd
senkrecht angeordneten Gleitführung des Fahrgestells geführt sein.
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Die Starrachse kann nach der Erfindung auch an dem freien Ende wenigstens
einer um eine Querachse des Fahrgestells schwenkbaren Schwinge befestigt sein.
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Ferner kann erfindungsgemäß die Starrachse an den freien Enden wenigstens
zweier um zwei in einer gemeinsamen, zumindest annähernd senkrechten Ebene im Abstand
voneinander angeordneten Querachsen des Fahrgestells schwenkbaren Parallelogrammlenker
angelenkt sein. In allen diesen Fällen ist ein ausreichender senkrechter Hub des
Fahrgestells gegenüber den Hinterrädern gewährleistet.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung bildet die Lafette
einen tragenden Teil des Fahrwerks. Die Lafette kann gewissermaßen als Rückgrat
des Fahrgestells dienen und mit Elementen des Fahrgestells zu einem festen Verbund
verschweißt sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Lafette im oberen
Bereich des Fahrwerks und der Bohrantrieb und die wenigstens eine Bohrstange an
der Lafette hängend angeordnet. Diese Bauweise gestattet eine verhältnismäßig niedrige
Anordnung der Bohrstangen.
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Nach einer weiteren Aus führungs form der Erfindung ist das Pendellager
unten an einem Querrahmen des Fahrgestells vorgesehen, wobei der Querrahmen oben
an der Lafette befestigt ist und eine Durchtrittsöffnung für den Bohrantrieb und
die wenigstens eine Bohrstange aufweist. Der Querrahmen erhöht die Steifigkeit des
Fahrgestells und ermöglicht die wünschenswerte, besonders tiefe Pendellagerung der
Pendelachse für die Vorderräder.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Starrachse
mit einem Querrahmen versehen, der eine Durchtrittsöffnung für die Lafette, den
Bohrantrieb und die wenigstens eine Bohrstange aufweist. Diese Ausbildung der Starrachse
ist verhältnismäßig steif und
begünstigt die Führung der Starrachse
relativ zu dem Fahrgestell. Zum Verfahren des Bohrwagens kann der Querrahmen mit
einer oberen Traverse mittels der zugehörigen Stellantriebe oben auf die Lafette
gespannt werden.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist jedes Rad
mit einem Einzelradantrieb ausgestattet. Dies spart bei für alle Betriebsfälle ausreichender
Antriebsleistung an den Rädern Raum innerhalb des Bohrwagens und damit Bauhöhe.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen vorderen Teil eines Bohrwagens,
Fig. 2 die Draufsicht auf eine Hälfte des Bohrwagens gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht
auf den hinteren Teil des Bohrwagens gemäß den Fig. 1 und 2, Fig. 4 die Draufsicht
auf einen Teil des hinteren Bohzn¢agenteils gemäß Fig. 3, Fig. 5 die Schnittansicht
nach Linie V-V in Fig. 1, Fig. 6 die Schnittansicht nach Linie VI-VI in Fig.3, Fig.
7 die Schnittansicht nach Linie Vil-Vil in Fig. 2, Fig. 8 die Schnittansicht nach
Linie VIII-VIII in Fig. 4, Fig. 9 die Schnittansicht nach Linie IX-IX in Fig.
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4, Fig. 10 die Draufsicht auf einen Bohrwagen mit anderer Radaufhängung,
Fig. 11 die Seitenansicht gemäß Linie-XI-XI in Fig.
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10, Fig. 12 eine Seitenansicht auf eine andere Hinterachs aufhängung
und Fig. 13 die Draufsicht auf einen Teil einer wiederum anderen Hinterachsaufhängung.
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Fig. 1 zeigt einen Bohrwagen 1 mit einem Fahrge-
stell
2, einer Lafette 3 und einem an dem Fahrgestell 2 befestigten Fahrerhaus 4. Die
Lafette 3 besteht im wesentlichen aus im Abstand voneinander angeordneten, sich
über die gesamte Länge des Bohrwagens 1 erstreckenden Längsträgern 5 und 6 (z.B.
Fig. 5)o Die Längsträger 5, 6 bilden einen integrierten Bestandteil des Fahrwerks
2 und sind im oberen Bereich des Fahrwerks 2 angeordnet.
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An ihren vorderen Enden sind die Längsträger 5, 6 jeweils mit einem
Puffer 7 für die schonende Annäherung des Bohrwagens 1 an eine nicht dargestellte
Ortsbrust ausgestattet. An den Längsträgern 5, 6 ist ferner vorne ein Führungsblock
8 für Bohrstangen 9, 10 und 11 hängend befestigt.
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Ein Querrahmen 12 des Fahrgestells 2 ist mit den Längsttägern 5,
6 der Lafette 3 verschweißt und trägt außen und unten hydraulische Stützen 13 und
14 (Fig. 5).
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Der Querrahmen 12 ist durch seitliche Versteifungsstreben 15 und 16
(Fig. 10) mit den vorderen Enden der Längsträger 5, 6 verbunden.
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Mit den Längsträgern 5, 6 ist ein weiterer Querrahmen 17 verschweißt,
der unten in seiner Mitte ein Pendellager 18 (Fig. 7) für eine Pendelachse 19 trägt.
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An der Pendelachse 19 ist seitlich außen jeweils eine Gleitführung
20 befestigt, die sich in senkrechter Richtung erstreckt und zur Führung und relativen
Höheneinstellung eines nicht lenkbaren Vorderrades 21 und 22 dient. Jedes Vorderrad
21, 22 ist mit einem Führungsschlitten 23 verbunden, der auf der Gleitführung 20
in senkrechter Richtung verschiebbar ist. An einem Ausleger 24 des Führungsschlittens
23 einerseits und an der Pendelachse 19 andererseits ist ein als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
ausgebildeter Stellantrieb 25 angelenkt, durch dessen Betätigung das zugehörige
Vorder-
rad 21 oder 22 in seiner Höhenlage relativ zu dem Fahrgestell
2 einstellbar ist. Jedes Vorderrad 21, 22 ist mit einem Einzelradantrieb 26 und
27 (Fig. 10) ausgerüstet, der einen Hydromotor 28 und ein Radnabengetriebe 29 und
30 aufweist (Fig. 2 und 10).
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Von einer Aufstandsfläche 31 des Vorderrades 21 führt eine Begrenzungslinie
32 nach vorne, die mit einer Sohle 33 einen Freiwinkel 34 einschließt, der z.B.
120 oder mehr beträgt. Über die Begrenzungslinie 32 ragt keine Kontur des Bohrwagens
1 nach unten hinaus. Dabei zeigt Fig. 1 den Bohrwagen 1 in seiner Fahrstellung,
in der die unterste Kontur des Bohrwagens ?.gegenüber der Sohle 33 eine Bodenfreiheit
35 aufweist. Diese geringste Bodenfreiheit 35 besteht an den hydraulischen Stützen
13, 14 und entsprechenden hydraulischen Stützen 36 und 37 (Fig. 3 und 10) am hinteren
Ende des Bohrwagns 1.
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Fig. 2 zeigt in Draufsicht Einzelheiten der Aufhängung und Führung
des Vorderrades 21 sowie sonstiger Elemente des Bohrwagens 1.
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In den Fig. 3 und 4 ist das hintere Ende des Bohrwagens dargestellt.
Das Fahrerhaus 4 ist an Traversen 38 und 39 befestigt, die mit einer Oberseite der
Längsträger 5, 6 verschweißt sind (Fig.6). Weiter hinten ist mit den Längsträgern
5, 6 eine weitere Traverse 40 verschweißt, an deren seitlichen Enden jeweils ein
als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeter Stellantrieb 41 angelenkt
ist. Das andere Ende der beiden Stellantriebe 41 ist jeweils mit einem Fortsatz
42 einer Starrachse 43 gelenkig verbunden. Die Starrachse 43 ist mit einem Querrahmen
44 versehen, der unten mit nach hinten weisenden Lagergabeln 45 und 46 (Fig. 9)
und oben mit ebenfalls nach hinten weisenden Lagergabeln 47 und 48 ausgerüstet ist.
Im Abstand von
dem Querrahmen 44 folgt weiter nach hinten an dem
Bohrwagen ein weiterer Querrahmen 49, der mit den Längsträgern 5, 6 verschweißt
ist und außen und unten die hydraulischen Stützen 36, 37 trägt. Der Querrahmen 49
weist nach vorne gerichtete und in der Fahrstellung des Bohrwagens 1 gemäß den Fig.
3 und 4 den Lagergabeln 45 bis 48 gegenüberliegende Lagergabeln 50 und 51 auf.
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Zwischen den Lagergabeln 45, 46 und 50 ist ein unterer Parallelogrammlenker
52 und mit den Lagergabeln 47, 48 und 51 ein oberer Parallelogrammlenker 53 gelenkig
verbunden.
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Wird aw der in Fig. 3 gezeigten Fahrstellung des Bohrwagens 1 auf
jeder Seite der Stellantrieb 41 eingefahren, senkt sich das Fahrgestell 2 mit der
Lafette 3 gegenüber der Starrachse 43 und gegenüber dem Querrahmen 44 mittels Parallelogrammführung
ab. Querachsen 54 und 55 der Lagergabeln 50 und 51 und damit des Fahrgestells 2
sind in einer gemeinsamen senkrechten Ebene im Abstand voneinander angeordnet.
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An jeder Seite der Starrachse 43 ist mittels eines Gelenks 56 ein
Achsschenkel 57 schwenkbar angelenkt.
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Andem Achsschenkel 57 ist auf der einen Seite ein Spurstangenhebel
58 und auf der anderen Seite ein Lenkhebel 59 befestigt. Die Spurstangenhebel 58
zu beiden Seiten des Bohrwagens 1 sind durch eine Spurstange 60 gelenkig miteinander
verbunden. An dem Lenkhebel 59 greift ein Lenkzylinder 61 an, der mit seinem anderen
Ende in in Fig. 4 nicht dargestellter Weise an der Starrachse 43 angelenkt ist.
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Jeder der beiden Achsschenkel 57 trägt einen Einzelradantrieb 62
mit einem Hydromotor 63 und einem Radnabengetriebe 64 für ein lenkbares Hinterrad
65 und 66 des Bohrwagens 1.
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Von einer Aufstandsfläche 67 des Hinterrades 65
erstreckt
sich eine Begrenzungslinie 68 unter einem Freiwinkel 69 gegenüber der Sohle 33 nach
hinten. über diese Begrenzungslinie 68 ragt keine Kontur des Bohrwagens 1 in seiner
in Fig. 3 gezeigten Fahrstellung nach unten hinaus.
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Seitliche Versteifungsstreben 70 und 71 verbinden den Querrahmen
49 mit den Längsträgern 5, 6 (Fig. 10).
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An den Längsträgern 5, 6 der Lafette 3 ist ein Bohrantrieb 71 längs
verschiebbar aufgehängt. Der Bohrantrieb 71 weist für jede der Bohrstangen 9, 10,
11 einen Elektromotor 72, eine Kupplung 73 und ein Getriebe 74 auf. Ein Schutzschild
75 am hinteren Ende der Längsträger 5, 6 schützt den Bohrantrieb 71 vor Beschädigungen,
wenn er sich am hinteren Ende der Lafette 3 befindet.
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Die Mittel zum Vorschieben und Zurückziehen des Bohrantriebs 71 und
der Bohrstangen 9, 10 und 11 entlang der Lafette 3 sind an sich bekannt und zur
Verdeutlichung der zeichnerischen Darstellung in den Zeichnungen nicht gezeigt.
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Fig. 5 zeigt, daß der Querrahmen 12 - wie alle übrigen Querrahmen
des Fahrgestells 2 auch - eine Durchtrittsöffnung 76 für den Bohrantrieb 71 und
die Bohrstangen 9, 10, 11 aufweist.
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Gemäß Fig. 6 sind die Traversen 39, 40 auf der rechten Seite nach
unten hin abgewinkelt und tragen dort ein Hydroaggregat 77, das einen Dieselmotor,
ein Getriebe und mehrere angeschlossene Hydropumpen aufweist, die Druckflüssigkeit
für gewisse Funktionen des Bohrwagens liefern, z.B. für das Fahren, das Bremsen,
das Lenken und die hydraulischen Stützen 13, 14, 36 und 37.
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In Fig, 7 ist der Querrahmen 17 wiederum mit einer Durchtrittsöffnung
78 für den Bohrantrieb 71 und die
Bohrstangen 9, 10, 11 versehen.
Die Pendelachse 19 ist U-förmig ausgebildet und in der Mitte ihrer Basis 79 an dem
Pendellager 18 angelenkt. Die Gleitführungen 20 sind jeweils an einem seitlichen
Schenkel 80 der Pendelachse außen befestigt. Die Stellantriebe 25 sind jeweils am
oberen Ende der Schenkel 80 angelenkt.
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Fig. 8 zeigt die Starrachse 43 und die zugehörigen Mechanismen in
voll ausgezogenen Linien in der Fahrstellung des Bohrwagens 1 und in strichpunktierten
Linien in einer Bohrstellung, in der die Hinterräder 65, 66 mit der Starrachse 43
und dem Querrahmen 44 relativ zu der Lafette 3 hochgeschwenkt sind. Der Bohrwagen
1 ruht dann auf den ausgefahrenen hydraulischen Stützen 13, 14, 36, 37.
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Fig. 9 zeigt, daß auch der Querrahmen 44 mit einer verhältnismäßig
großen Durchtrittsöffnung 81 für die Lafette 3, den Bohrantrieb 71 und die Bohrstangen
9,10, 11 versehen ist. Die Durchtrittsöffnung 81 gestattet den freien Durchtritt
des Bohrantriebs 71 und der Bohrstangen 9, 10, 11 auch dann, wenn der Querrahmen
44 gemäß der strichpunktierten Darstellung in Fig. 8 relativ zu der Lafette 3 hochgeschwenkt
ist.
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In Fig. 10 weist ein Bohrwagen 82 eine geänderte Vorderradaufhängung
auf. Die Radnabengetriebe 29, 30 der nicht lenkbaren Vorderräder 21, 22 sind in
diesem Fall jeweils an einer Schwinge 83 und 84 befestigt, die an einer Querachse
85 und 86 der Pendelachse 19 und damit des Fahrwerks 2 schwenkbar gelagert sind.
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Zwischen dem freien Ende jeder Schwinge 83, 84 und der Pendelachse
19 ist ein als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeter Stellantrieb 87
und 88 angelenkt, mit dem die relative Höheneinstellung zwischen den Vorderrädern
21, 22 und der Lafette 3 bewerkstelligt werden kann.
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Fig. 11 zeigt das nicht lenkbare Vorderrad 22 voll ausgezogen in seiner
gegenüber der Lafette 3 durch den Stellantrieb 88 hochgeschwenkten und strichpunktiert
in der Fahrstellung des Bohrwagens 82.
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In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform der Führung der Starrachse
43 dargestellt. Zu jeder Seite der Lafette 3 ist an einer Querachse 89 einer Lagergabel
90 des Querrahmens 49 eine Schwinge 91 gelagert.
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Die Schwingen 91, 91 sind an dem Querrahmen 44 befestigt und oben
jeweils an einem als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Stellantrieb
92 angelenkt, der auf seiner anderen Seite an dem Querrahmen 49 angelenkt ist. Die
voll ausgezogene Stellung des lenkbaren Hinterrades 65 und der benachbarten hydraulischen
Stütze 36 kennzeichnet den durch den Stellantrieb 92 hochgeschwenkten Stand des
Hinterrades 65, während in Fig. 12 strichpunktiert auch der abgeschwenkte Zustand
des Hinterrades 65 und der eingezogene Zustand der hydraulischen Stütze 36 angedeutet
sind.
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Fig. 13 verdeutlicht eine weitere Führung des Querrahmens 44 und
damit der Starrachse 43. Der Längsträger 5 und in ähnlicher Weise auch der nicht
dargestellte andere Längsträger 6 ist mit einer nach außen weisenden Gleitführung
93 versehen, an der ein Führungsschlitten 94 des Querrahmens 44 in senkrechter Richtung
geführt ist. Die Konstruktion ist in ähnlicher Weise wie die Gleitführung 20 und
der Führungsschlitten 23 für die Vorderräder 21, 22 gemäß den Fig. 1 und 2 ausgeführt.
In entsprechender Weise ist gemäß Fig. 13 ein als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
ausgebildeter Stellantrieb 95 zwischen der Lafette 3 und dem Rahmen 44 zur relativen
Höheneinstellung vorgehen.
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Am Beispiel der Fig. 1 soll nun die Funktion des Bohrwagens 1 beschrieben
werden. Der Bohrwagen 1 ist
in Fig. 1 in seiner Fahrstellung gezeichnet.
Ist der Bohrwagen in der gewünschten Position, in der die Puffer 7 die Ortsbrust
berühren können, angelangt, werden die zu den Vorderrädern 21, 22 gehörenden Stellantriebe
25 und die zu den Hinterrädern 65, 66 gehörenden Stellantriebe 41 zusammengefahren,
so daß sich das Fahrwerk 2 mit der Lafette 3 relativ zu den Rädern 21, 22, 65, 66
absenkt, bis die voll eingezogenen hydraulischen Stützen 13, 14, 36, 37 auf der
Sohle 33 aufsetzen und schließlich die gesamte Last des Bohrwagens tragen. Dann
ist die tiefste Lage der Bohrstangen 9, 10, 11 erreicht. Soll nicht in dieser tiefsten
sondern in einer etwas höheren Lage gebohrt werden, werden bei weiterhin voll nach
oben gefahrenen Rädern die hydraulischen Stützen 13, 14, 36, 37 entsprechend weit
nach unten ausgefahren und haben dadurch das Fahrwerk 2 mit der Lafette 3 und den
hochgeschwenkten Rädern 21, 22, 65, 66 um das gewünschte Maß an. Nach dem Abbohren
werden die Räder wieder relativ zu dem Fahrwerk 2 und der Lafette 3 nach unten ausgefahren
und werden die hydraulischen Stützen eingezogen, damit für die Fortbewegung des
Bohrwagens 1 die erforderliche Bodenfreiheit 35 geschaffen wird.
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Insgesamt ist der Bohrwagen 1 von außergewöhnlich niedriger Bauhöhe
und in der Lage, aufgrund der besonderen vertikalen Einstellbarkeit der Bohrstangen
9, 10, 11 in bisher nicht erreichbar geringem Abstand von der Sohle 33 zu bohren.