DE3332910C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trageinrichtung für eine Bohrmaschine, die zum Arbeiten in einem Schacht oder einem Tunnel bestimmt ist.

Eine solche Trageinrichtung dient dazu, die Bohrmaschine in dem Schacht oder dem Tunnel schwenkbar abzustützen, wobei das Bedienungspersonal die Bohrmaschine, oder auch mehrere solcher Bohrmaschinen, von der Arbeitsbühne aus bedienen kann. Die Bohrmaschine ist entweder unmittelbar am Tragarm oder an der Arbeitsbühne schwenkbar gelagert, wobei außerdem ihre Schwenkachsen in bezug auf die Ar­ beitsbühne in verschiedene Winkellagen einstellbar sein sollen.

Es sind Trageinrichtungen dieser Art bekannt (FI-Patent­ anmeldung 7 70 330 und SE-OS 3 26 679), bei denen ein an den Schachtwänden abgestütztes Gestell als Arbeitsbühne dient und mehrere Bohrmaschinen abstützt, welche an einem die vertikale Mittelsäule bildenden gestellfesten Trag­ arm schwenkbar gelagert sind.

Diese Trageinrichtungen haben einen großen Platzbedarf und darüber hinaus den Nachteil, daß das Bedienungsper­ sonal auf der Arbeitsbühne keinen bestimmten Arbeitsplatz hat, weil der Schwenkweg der Bohrmaschinen dies nicht erlaubt. Ein fester Standort für die Steuereinrichtungen, vorzugs­ weise ein Steuerpult oder ein Bedienungsstand, ist aber zur Beobachtung und Steuerung der Arbeitsvorgänge wich­ tig. Von einem solchen Bedienungsplatz aus soll die Bohr­ maschine in allen ihren Stellungen gut zu beobachten sein, und es ist daher anzustreben, den Bedienungsstand neben der Bohrmaschine in geeigneter Höhe anzuordnen.

Es ist auch eine solche Trageinrichtung mit Arbeitsbühne bekannt (SE-OS 3 46 828), bei der die Arbeitsbühne auf einem Gestell um eine horizontale Achse schwenkbar ge­ lagert ist, so daß sie ohne Rücksicht auf die Neigungs­ lage der Schachtachse und des Traggestelles stets hori­ zontal angeordnet werden kann. Bei dieser Einrichtung ist die Bohrmaschine auf dem Gestell montiert. Die Ein­ richtung eignet sich aber nur zur Ausführung von Bohrungen in Achsrichtung des Schachtes.

Soll ein Schacht durch Ausbildung sogenannter Bohrgefache erweitert werden, so ist eine große Genauigkeit der Boh­ rungen und damit eine sehr stabile Abstützung der Bohr­ maschinen erforderlich. Hierfür ist es bekannt (US-PS 37 46 104), die Bohrmaschine an einem Tragarm fest ab­ zustützen, der an einem Traggestell schwenkbar gelagert ist, so daß die Maschine mit dem Tragarm geschwenkt wird. Diese Anordnung erlaubt eine präzise Bohrarbeit, führt aber zu Schwierigkeiten bei der Erweiterung von schräg verlaufenden Schächten, weil die notwendige Arbeitsbühne eine derartige Anordnung erschwert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Trageinrichtung so auszubilden, daß sie auch in schräg zur Horizontalen verlaufenden Schächten, Kanälen oder Tunneln mit zur Erweiterung des Querschnittes schwenkbar gelagerter Bohrmaschine ange­ ordnet werden kann, wobei für das Bedienungspersonal eine geeignete Arbeitsbühne zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung nach den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird außer der Bohr­ maschine auch die Arbeitsbühne direkt an dem Tragarm ab­ gestützt, so daß sie um dessen Längsachse zusammen mit der Bohrmaschine geschwenkt wird. Da die Schwenkachse des Tragarmes bei schräg verlaufendem Schacht entspre­ chend schräg liegt, ist durch die erfindungsgemäße La­ gerung über ein Gelenkgestänge sichergestellt, daß sich die Arbeitsbühne beim Schwenken des Tragarmes nicht eben­ so wie die Bohrmaschine schräg einstellt, sondern hori­ zontal bleibt, wobei eine automatische Steuerung der Schwenkbewegungen mittels Lage-Meßeinrichtungen ohne Schwierigkeiten möglich ist. Das gleichzeitige Verschwen­ ken der Bohrmaschine und der Arbeitsbühne hat den Vorteil, daß auch beim Wechsel der Bohrrichtung die Sicht von einem bestimmten Standort aus stets gleich gut bleibt, so daß dort, vorzugsweise neben der Bohrmaschine, ein Bedienungsstand eingerichtet werden kann, der vibrations­ gedämpft und lärmgeschützt angeordnet bzw. ausgestattet werden kann. Dadurch werden gesundheitliche Schädigungen des Bedienungspersonals vermieden. Die Arbeitsbühne kann trotzdem in dem meist verhältnismäßig kleinen Querschnitt des Schachtes untergebracht werden, dessen Durchmesser etwa der doppelten Länge des Führungsbalkens der Bohrma­ schine entspricht.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trageinrichtung dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 eine Trageinrichtung mit schwenkbarem Tragarm, an dem eine Bohrmaschine und eine Arbeitsbühne abgestützt sind, in einem schräg zur Horizontalen verlaufen­ den Schacht,

Fig. 2 die Einrichtung nach Fig. 1 bei um 90° geschwenkter Stellung des Tragarmes,

Fig. 3 das Gelenkgestänge zur Verbindung der Arbeitsbühne mit dem Tragarm in perspek­ tivischer, vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Verbin­ dungsgestänges zwischen dem Tragarm und der Arbeitsbühne, schematisch in einer Darstellung entsprechend Fig. 1,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Trag­ einrichtung in einer Darstellung ent­ sprechend Fig. 1,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Plattform der Ar­ beitsbühne mit ihrer Anlenkung an dem Tragarm in schematischer Darstellung,

Fig. 7 das die Verbindung zwischen der Arbeits­ bühne und dem Tragarm bildende Gelenk­ gestänge nach Fig. 5 in vergrößerter Dar­ stellung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Gelenkgestänge nach Fig. 7.

In den Fig. 1 und 2 ist ein zu erweiternder Schacht 1 an­ gedeutet, an dessen Decke eine in Schachtlängsrichtung verlaufende Führung 2 befestigt ist. An der Führung hängt längsverfahrbar ein Traggestell 3, das an seinem freien Ende ein Lager 4 trägt. In diesem Lager ist ein Tragarm 5 mit seiner Lagerachse um eine etwa in Schachtlängsrich­ tung verlaufende Achse A schwenkbar gelagert. Der Tragarm 5 wird mittels eines Stellmotors 6 geschwenkt, der auf dem Traggestell 3 abgestützt ist und die Lagerachse des Tragarmes 5 antreibt. Der Tragarm hat ein abgekröpftes Mittelstück. Sein unteres Endstück ist koaxial zur Schwenk­ achse A ausgerichtet und mit Stützfüßen 7 gegen die Wan­ dung des Schachtes abgestützt.

An dem unteren, um die Schwenkachse A drehbaren Endstück des Tragarmes 5 ist der Führungsbalken 9 einer Bohrma­ schine 8 starr befestigt. Der Führungsbalken ist senkrecht zur Schwenkachse A ausgerichtet und wird beim Schwenken des Tragarmes um diese Achse mit verschwenkt. Er kann statt rechtwinklig auch in einer anderen Winkelstellung zu der Schwenkachse A ausgerichtet sein.

An dem Tragarm 5 ist mittels eines Gelenkgestänges 11 eine Arbeitsbühne 10 abgestützt, die eine Kabine für einen Be­ dienungsstand trägt. Das Gelenkgestänge 11 enthält einen als Teleskopstange ausgebildeten Träger 12, der mit seinem oberen Ende in am Tragarm 5 befestigten Lageraugen 13 um eine Achse B drehbar gelagert ist, welche winklig zur Schwenkachse A des Tragarmes 5 verläuft. Das untere Ende des Trägers 12 ist um eine Achse C schwenkbar in Lager­ augen 14 gelagert, die auf der Arbeitsbühne 10 befestigt sind. Beide Achsen B und C kreuzen die Schwenkachse A recht­ winklig und verlaufen zueinander ebenfalls senkrecht.

Das Gelenkgestänge 11 enthält außerdem einen Winkelhebel 15 mit zwei rechtwinklig zueinander liegenden Hebelarmen, dessen Schwenkachse mit der Achse B zusammenfällt und der ebenfalls an den Lageraugen 13 des Tragbalkens gelagert ist. An dem einen, in der Stellung nach den Fig. 1 und 3 etwa rechtwinklig zum Tragarm 5 gerichteten Hebelarm des Winkelhebels greift in einem Gelenk 16 die Kolbenstange eines hydraulischen Steuerzylinders 17 an, dessen Zylin­ derkörper über ein Gelenk 18 mit einem am Tragarm be­ festigten Ausleger verbunden ist, so daß der Steuer­ zylinder etwa parallel zu dem unteren Endstück des Trag­ armes 5 liegt. Das Ende des anderen Hebelarmes des Win­ kelhebels 15 ist mittels eines Gelenkes 19 mit einem hydraulischen Steuerzylinder 20 verbunden, der eine zu dem Träger 12 etwa parallele Stütze bildet und mit seiner Kolbenstange an Lageraugen 21 angelenkt ist, die an der Unterseite der Arbeitsbühne 10 befestigt sind. Die Achse, um welche die Kolbenstange in den Lageraugen 21 schwenk­ bar ist, liegt parallel zu der Achse C.

Der Steuerzylinder 20, der Träger 12 und der sie verbin­ dende Hebelarm des Winkelhebels 15 bilden ein Vierge­ lenk-Gestänge mit den Gelenken 13, 19, 21, 14. Dieses Ge­ lenkgestänge trägt die Arbeitsbühne 10 und ist mittels des Steuerzylinders 17, der an dem anderen Hebelarm des Winkelhebels 15 angreift, um die Achse B schwenkbar. Die Arbeitsbühne 10 kann außerdem mittels des Steuerzylinders 20 um die Achse C geschwenkt werden, so daß sich die Win­ kellage ihrer Ebene zum Tragarm 5 ändern läßt.

Wird der Tragarm 5 aus der Lage nach Fig. 1 z.B. um 90° um die Schwenkachse A in die Stellung nach Fig. 2 gedreht, so wird die Arbeitsbühne 10 mit verschwenkt. Wäre sie starr mit dem unteren Ende des Tragarmes verbunden, so würde sie dabei dieselbe Schräglage wie der Führungsbal­ ken 9 erhalten, also ihre horizontale Ausrichtung verlieren. Um dies zu vermeiden, wird der Winkelhebel 15 durch Ein­ fahren der Kolbenstange des Steuerzylinders 17 um die Achse B so weit geschwenkt (in Fig. 2 gegen den Uhrzeigersinn), daß das Gelenkgestänge 11 diese Schrägstellung ausglei­ chen kann. Die Arbeitsbühne wird, vorzugsweise gleich­ zeitig, durch Einfahren der Kolbenstange des Steuerzy­ linders 20 außerdem um die Achse C so weit geschwenkt, daß sie durch diese kombinierte Schwenkbewegung ihre horizontale Lage beibehält. Um eine selbsttätige Regelung zu ermöglichen, können die Stellbewegungen der Steuerzy­ linder über Taster oder Endschalter ausgelöst werden, von denen die Einstellventile der Zylinder zu steuern sind. Dadurch können die Arbeitsbühne und die Bohrma­ schine synchron derart um die Achse A geschwenkt wer­ den, daß unter Änderung ihrer Winkelstellung zueinander die Arbeitsbühne stets horizontal bleibt.

Fig. 4 zeigt die Arbeitsbühne in der Stellung nach Fig. 1 und mit einem abgewandelten Gelenkgestänge 11′. Die Schwenkachse B′ verläuft parallel zur Arbeitsbühne, und die zu ihr senkrechte Schwenkachse C′ durchsetzt das untere Endstück des Tragarmes 5. Der Träger 12′ ist um die Achse C′ mittels des ebenfalls am Tragarm 5 angelenkten Steuerzylinders 20′ schwenkbar, der an dem Stellhebel 15′ angreift, welcher mit dem Tragarm 12′ verbunden ist. In einer auf der Arbeitsbühne stehenden und mit ihr starr verbundenen Stütze ist der Tragarm 12′ mit Spiel geführt. Der Steuerzylinder 17′ ist auf der Arbeitsbühne abgestützt und greift an dem Stellhebel 15′ derart an, daß die Arbeitsbühne mit der Stütze um den Tragarm 12′ und damit um die Achse B′ schwenkbar ist. Mittels dieses Gelenkgestänges 11′ ist also die Arbeits­ bühne ebenfalls relativ zu dem Tragarm um zwei zueinander senkrechte Achsen schwenkbar, so daß sie trotz Mitschwen­ kens um die Achse A (Fig. 1) stets horizontal gehalten werden kann.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 8 ist die Ar­ beitsbühne 10 an einem säulenartigen Tragarm 25 gelagert, der mit einer Achse 25 A in einem Antriebskopf 26 gelagert und mittels eines Stelltriebes 27 um seine Längsachse drehbar ist. Auf einer Konsole des Tragarmes ist der Führungsbalken 9 der Bohrmaschine abgestützt. Der Antriebs­ kopf 26 ist über ein Gelenk 28 mit horizontaler Achse an einen Ausleger 29 angelenkt, der mit dem Traggestell 3 in einem Gelenk 30 mit ebenfalls horizontaler Achse schwenkbar verbunden ist. Der Ausleger 29 ist mittels eines am Traggestell 3 abgestützten hydraulischen Stell­ zylinders 31 höhenverschwenkbar. Der Winkel zwischen dem Ausleger 29 und dem Tragarm 25 ist durch Steuerung eines hydraulischen Stellzylinders 32 veränderbar, der an dem Ausleger 29 angelenkt ist und mit seiner Kolbenstange an dem Antriebskopf 27 angreift.

Die Arbeitsbühne 10 ist auch bei dieser Ausführungsform um zwei horizontal und zueinander senkrechte Achsen B′′ und C′′ relativ zum Tragarm 25 schwenkbar, der daher mittels der Stellzylinder 31 und 32 oder eines von ihnen schräg zur Vertikalen eingestellt werden kann, ohne daß die Arbeitsbühne ihre Horizontalstellung verliert. Das hierfür vorgesehene Gelenkgestänge 11′′ ist im einzel­ nen aus den Fig. 6 bis 8 ersichtlich. Von der Arbeits­ bühne 10 ist in Fig. 6 die Plattform und den Fig. 7 und 8 die Tragkonstruktion dargestellt, auf der die ein Schutzgitter tragende Plattform und der Bedienungsstand mit Kabine abgestützt sind (vgl. Fig. 1). Der Träger 12′′ der Arbeitsbühne ist gabelförmig ausgebildet und mit einem seinen Quersteg durchsetzenden Zapfen 14′′ um die Achse B′′ schwenkbar in einer Stütze gelagert, die auf der Tragkonstruktion der Arbeitsbühne befestigt ist. Die bei­ den Schenkel des Trägers 12′′ umgreifen den rohrförmigen Träger 25 und sind an ihm mittels angeformter Lageraugen 13′′ um die Achse C′′ schwenkbar gelagert. Der eine Gabel­ schenkel des Trägers 12′′ trägt einen Bock, an dem der Steuerzylinder 17′′ mit einem Gelenk 18′′ abgestützt ist. Die Kolbenstange des schräg nach unten gerichteten Steuer­ zylinders 17′′ greift in einem Gelenk 16′′ an einer seit­ lich gegen den Träger 12′ versetzten Konsole der Arbeits­ bühne an. Der Träger 12′ ist an seinem einen Gabelschenkel mit einem Lagerauge 21′′ versehen, das das Gelenk für die Kol­ benstange des Steuerzylinders 20′′ bildet, dessen Zy­ linderkörper im Gelenk 19′′ mit dem Tragarm 25 ver­ bunden ist. Die Arbeitsbühne kann mittels des Steuer­ zylinders 20′′ um die Achse C′′ und mittels des Steuer­ zylinders 17′′ um die Achse B′′ relativ zum Träger 25 geschwenkt werden.

Claims (8)

1. Trageinrichtung für eine zum Arbeiten in einem Schacht oder einem Tunnel bestimmte Bohrmaschine, mit einem in Richtung des Schachtes verfahrbaren Traggestell und einem am Trag­ gestell schwenkbar abgestützten Tragarm, der die Bohrma­ schine und eine zu deren Bedienung vorgesehene Arbeitsbüh­ ne trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbühne (10) an dem Tragarm (5, 25) mittels eines Gelenkgestänges (11) um zwei zueinander rechtwinklige Schwenkachsen (B, C) schwenkbar gelagert ist.

2. Trageinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkgestänge (11) einen Träger (12) aufweist, der die Arbeitsbühne (10) um die eine Schwenkachse (B) schwenkbar mit dem Tragarm (5, 25) ver­ bindet und mit einem Ende an der Arbeitsbühne (10) oder an dem Tragarm (5, 25) um die andere Schwenkachse (C) schwenkbar gelagert ist, und daß eine Stellvorrichtung (17, 20) zum Schwenken der Arbeitsbühne um die beiden Schwenkachsen (B und C) vorgesehen ist.

3. Trageinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) mit einem En­ de an dem Tragarm (5) um seine mit der Schwenkachse zu­ sammenfallende Längsachse (B) drehbar gelagert ist und mit seinem anderen, an der Arbeitsbühne (10) angreifen­ den Ende um die zweite zur Ebene der Arbeitsbühne paral­ lele Schwenkachse (C) schwenkbar ist, daß das Gelenkge­ stänge (11) einen zweiarmigen Hebel (15) aufweist, welcher an dem Tragarm (5) um die Längsachse (B) des Trägers (12) schwenkbar gelagert ist, und daß die Stellvorrichtung zwei längenveränderbare Stellglieder (17 und 20) aufweist, die an je einem der beiden Hebelarme angreifen, und von denen das eine am Tragarm (5) und das andere an der Arbeits­ bühne (10) abgestützt ist.

4. Trageinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12′) mit einem Ende an dem Tragarm (5) um eine zu dessen Längsachse recht­ winklige Schwenkachse (C′) schwenkbar gelagert ist, daß die Hebebühne (10) um die Längsachse (B′) des Trägers (12′) schwenkbar an dem zweiarmigen Hebel (15′) befestigt ist, und daß ein längenveränderbares Stellglied (20′) zwischen dem einen Arm des Hebels (15′) und dem Tragarm (5) und ein zweites längenverstellbares Stellglied (17′) zwischen dem anderen Arm des Hebels (15′) und der Arbeits­ bühne gelenkig angeordnet ist.

5. Trageinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12′′) an dem Trag­ arm (25) um eine zu dessen Längsachse rechtwinklige Schwenk­ achse (C′′) und mit seinem anderen Ende auf der Arbeits­ bühne (10) um die zu deren Ebene im wesentlichen parallele Schwenkachse (B′′) schwenkbar gelagert ist, und daß ein längenverstellbares Stellglied (20′′) zwischen dem Träger (12′′) und der Arbeitsbühne (10) und ein zweites längen­ verstellbares Stellglied (17′′) zwischen dem Träger (12′′) und dem Tragarm (25) gelenkig angeordnet ist.

6. Trageinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (5) mit einem Ende an dem Traggestell (3) um eine zur Schachtachse im wesentlichen parallele Achse drehbar gelagert ist, und daß das Gelenkgestänge (11) am anderen Ende des Tragarmes an­ geordnet ist.

7. Trageinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (25) mit einem Ende an einem Ausleger (29) des Traggestelles um zwei zueinander rechtwinklige Schwenkachsen (25 a, 28) schwenk­ bar gelagert ist, daß der Ausleger (29) am Traggestell (3) um eine zu einer der beiden Schwenkachsen (28) pa­ rallele Achse (30) schwenkbar gelagert ist, und daß das Gelenkgestänge (11) an dem anderen Ende des Tragarmes (5) angeordnet ist.

8. Trageinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsbalken (9) der Bohrmaschine (8) an dem Tragarm (5), vorzugsweise recht­ winklig zu dessen Längsachse, starr befestigt ist.