DE3416959A1

DE3416959A1 - Vorrichtung zum mechanischen spalten von gestein

Info

Publication number: DE3416959A1
Application number: DE19843416959
Authority: DE
Inventors: Shigetake Chigasaki Kanagawa Akanuma; Haruo Imamura; Hiroshi Hiratsuka Kanagawa Kakuta; Masato Minami-ashigara Kanagawa Matsumoto; Minoru Hiratsuka Kanagawa Nakajima; Yoshitaka Ojiro; Satoshi Kanagawa Takashima
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1983-05-10
Filing date: 1984-05-08
Publication date: 1984-11-15
Also published as: SE461475B; JPS632557Y2; SE8402463D0; SE8402463L; JPS59178497U; US4566736A

Description

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- 4 VORRICHTUNG ZUM MECHANISCHEN SPALTEN VON GESTEIN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spalten von Gestein gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige Vorrichtung umfaßt einen einzigen, gleitend zwischen Führungsschienen verschiebbaren Keil, der mit Hilfe eines hydraulischen Antriebs oder dergleichen hin- und hergehend beweglich ist. Die beiden Führungsschienen bilden eine Keil-Führungsvorrichtung, die in ein zuvor in dem aufzubrechenden Gestein ausgebildetes Bohrloch eingeführt wird. Das Bohrloch wird beispielsweise durch Bohren mit Hilfe eines hydraulischen Bohrers oder dergleichen hergestellt. Der hydraulisch angetriebene Keil wird zwischen die Führungsschienen getrieben, so daß er diese spreizt und auf diese Weise das Gestein sprengt. Zwischen den einander zugewandten Oberflächen der Führungsschienen sind Staubschutz-Membranen vorgesehen, die das Eindringen von Erde und Sand in den Hohlraum zwischen den Führungsschienen verhindern sollen. Die Membranen sind als Faltenbälge ausgebildet, so daß sie in der Lage sind, die Spreizbewegungen der Führungsschienen auszugleichen.

Bei einer herkömmlichen Vorrichtung der genannten Art sind die Staubschutz-Membranen wie folgt befestigt. In den einander zugewandten Oberflächen der Führungsschienen ist jeweils längs der seitlichen Ränder eine Schwalbenschwanznut vorgesehen. Die Membran ist an beiden seitlichen Rändern mit Rundstäben versehen, die zur Befestigung der Membran zwischen den Führungsschienen in Längsrichtung in die Schwalbenschwanznuten einführbar sind. In einer abgewandelten Ausführungsform der herkömmlichen Vorrichtung ist in den Saum der Membran an beiden seitlichen Rändern ein Draht

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eingezogen, der an beiden Enden mit in die Schwalbenschwanznuten einführbaren Endstücken versehen ist. Die erste Ausführungsform hat den Nachteil, daß es schwierig ist, die Rundstäbe in die Schwalbenschwanznuten einzuführen, während bei der zweiten Ausführungsform der Nachteil besteht, daß es schwierig ist, die durch die Schwalbenschwanznuten verlaufenden Drähte zu spannen. Wenn die Drähte nicht genügend gespannt sind oder sich nachträglich lockern, so läßt sich nicht zuverlässig verhindern, daß Erde oder Sand durch Fugen zwischen dem Rand der Staubschutz-Membran und dem Boden der Schwalbenschwanznut in den Hohlraum zwischen den Führungsschienen eintritt.

Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Steinspaltvorrichtung besteht darin, daß der Keil beim Eintreiben zwischen die beiden Führungsschienen mit seinem freien Ende über die Führungsschienen hinaus nach unten vorspringt und in eine Schmutz- oder Geröllschicht eindringt, die sich am Boden des Bohrloches angesammelt hat. Dies kann zu einer Be-Schädigung des gleitend zwischen den Führungsschienen geführten Keils führen und hat darüber hinaus zur Folge, daß sich Gesteinspartikel an den Gleitflächen des Keils absetzen, so daß die Bewegung des Keils zwischen den Führungsschienen blockiert wird.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, die Nachteile des oben beschriebenen Standes der Technik zu überwinden und eine einfach herzustellende Steinspaltvorrichtung zu schaffen, bei der das Eindringen von Schmutz in den Hohlraum zwischen den beiden Führungsschienen und ein Blockieren oder eine Beschädigung des Gleitkeils zuverlässig verhindert wird.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen

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der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß sind an den Längsrändern der Staubschutz-Membranen einstückig angeformte VorSprünge versehen_r und die an den Rändern der einander zugewandten Oberflächen der Führungsschienen verlaufenden Nuten weisen einen rechtwinklig-C-förmigen Querschnitt auf, d.h., die Seitenwände der Nut bilden mit dem Boden der Nut einen rechten Winkel. Die Membran wird dadurch an den Führungsschienen befestigt, daß die Vorsprünge in die Nuten der Führungsschienen eingedrückt werden. Auf diese Weise wird eine einfach herzustellende und dennoch staubdichte und dauerhafte Verbindung zwischen der Staubschutz-Membran und den Führungsschienen geschaffen.

Somit wird das Eindringen von Staub oder Schmutzpartikeln in den Hohlraum zwischen den Führungsschienen und damit insbesondere eine Verschmutzung der Gleitflächen zuverlässig verhindert, so daß es nicht zu einem erhöhten Verschleiß an den Führungsschienen oder den Gleitflächen des Keils kommt und ein Blockieren der Gleitbewegung des Keils vermieden wird.

Mit Vorteil sind die Staubschutz-Membranen aus einem flexiblen Material hergestellt, und die Vorsprünge weisen einen langgestreckten, sechseckigen, d.h., annähernd "diamantförmigen" Querschnitt auf. Die Wandstärke der Vorsprünge kann in unterschiedlichen Längsabschnitten der Membran unterschiedlich groß sein, so daß Abschnitte mit größerer Wandstärke mit Abschnitten mit kleinerer Wandstärke abwechseln. Auf diese Weise wird das Einführen der Vorsprünge in die Nuten erleichtert.

Bevorzugt sind auf gegenüberliegenden Seiten der Führungsschienen zwei Schutzleisten vorgesehen, die die Staubschutz-

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Membranen abdecken. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich kleinere Gesteinsbruchstücke zwischen der Membran und der Wand des Bohrlochs verklemmen und die Membran hierdurch aus der Halterung gerissen wird. Zugleich wird durch die Schutzleisten eine Beschädigung der Membranen vermieden.

Mit Vorteil ist an den unteren Enden der Schutzleisten eine unten geschlossene Schutzkappe befestigt, die die vorspringende Spitze des Keils aufnimmt, wenn der Keil vollständig abgesenkt ist. Dies hat den Vorteil, daß der Keil nicht mit Geröll oder Schmutzpartikeln in Berührung kommt. Bei dieser Ausführungsform ist somit auch sichergestellt, daß auch beim Zurückziehen des Keils keine an dem Keil haftenden SchmutzpartLkel in den Hohlraum zwischen die Führungsschienen gelangen können.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung

und zeigt, wie bei herkömmlichen Steinspaltvorrichtungen die staubdichte Membran befestigt ist;·

Fig. 2 ist eine Explosisionsdarstellung einer

erfindungsgemäßen Steinspaltvorrichtung;

Fig. 3 zeigt schematisch in der Draufsicht eine staubdichte Membran, wie sie in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird;

Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Membran längs der Linie IV-IV in Fig. 3;

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Fig. 5 ist ein Schnitt durch die Membran längs der Linie V-V in Fig. 3;

Fig. 6 veranschaulicht die Befestigung der Membran an der erfindungsgemäßen Steinspaltvorrich

tung ;

Fig. 7 ist ein schematischer Längsschnitt durch die in ein Bohrloch eingeführte erfindungsgemäße Steinspaltvorrichtung;

Fig. 8 ist ein vergrößerter Längsschnitt durch eine Schutzkappe der erfindungsgemäßen Vorrichtung .
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Zunächst sollen anhand von Fig. 1 die Merkmale einer herkömmlichen Steinspaltvorrichtung beschrieben werden. Die Bezugszeichen 1a und 1b bezeichnen eine aus zwei einander gegenüberliegenden Hälften von Führungsschienen bestehende Keil-Führungsvorrichtung. Zwischen den Führungsschienen 1a und 1b ist ein Gleitkeil 2 eingefügt.

Die einander zugewandten Oberflächen der Führungsschienen 1a und 1b sind an beiden Rändern mit Schwalbenschwanznuten 1c versehen, die sich zum Boden der Nut hin erweitern. Zwischen den einander gegenüberliegenden Schwalbenschwanznuten 1c sind staubdichte Membranen 5a und 5b befestigt. Die Membranen sind balgförmig ausgebildet, so daß sie gedehnt und wieder zusammengedrückt werden können.

Nunmehr soll unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 8 eine erfindungsgemäße Steinspaltvorrichtung erläutert werden. Gemäß Fig. 2 umfaßt auch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine durch zwei Führungsschienen 1a,tb gebildete Keil-Füh-

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rungsvorrichtung und einen Gleitkeil 2, der mit Hilfe eines nicht gezeigten hydraulischen Antriebs von oben zwischen die beiden Führungsschienen 1a,1b eingetrieben werden kann, so daß er die Führungsschienen auseinanderdrängt. Die Vorrichtung umfaßt ferner zwei seitliche Schutzleisten 3a,3b, die auf gegenüberliegenden Seiten der Führungsschienen 1a und 1b angeordnet und mit ihren oberen Enden an Bauteilen (einem Paar von Blattfedern) befestigt sind, die ihrerseits an dem nicht gezeigten Gehäuse der Antriebsvorrichtung gestützt sind. Eine mit einem kegelförmigen Boden versehene Schutzkappe 6 ist derart an den unteren Enden der seitlichen Schutzleisten 3a und 3b befestigt, daß ihr offenes oberes Ende den freien Enden der Führungsschienen 1a und 1b gegenüberliegt. An den Gleitflächen der Führungsschienen 1a und 1b sind Platten 4a und 4b mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten befestigt. BalgfÖrmige, staubdichte Membranen 5a und 5b sind jeweils in zwei einander gegenüberliegende längs verlaufende Nuten 1d (Figur 6) eingefügt, die zu beiden Seiten entlang den Trennflächen der Führungsschienen 1a, 1b der Keil-Führungsvorrichtung verlaufen.

Die staubdichten Membranen 5a und 5b sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 6 näher beschrieben werden.

Die Membranen 5a und 5b sollen während der Spaltung des Gesteins verhindern, daß Staub, Bruchstücke oder Erde oder Sand durch die Trennfuge zwischen den beiden Führungsschienen 1a,1b in den durch die Führungsschienen und den Gleitkeil 2 gebildeten Hohlraum eindringen. Die Staubschutz-Membranen 5a und 5b bestehen aus einem flexiblen Material wie beispielsweise N.B.R.-Gummi, Polyurethan oder dergleichen. Wie in Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, sind die Membranen 5a und 5b jeweils mit VorSprüngen 5d und 5e versehen, die jeweils einen langgestreckten, sechs-

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eckigen, annähernd "diamantförmigen" Querschnitt aufweisen. Die Vorsprünge sind einstückig mit den beiden seitlichen Kanten der Membran ausgebildet. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, sind von diesen VorSprüngen die verhältnismäßig dickwandigen Vorsprünge 5d in die längs verlaufenden Nuten oder Ausnehmungen 1d der Führungsschienen eingefügt. Auf diese Weise werden die Membranen in der Trennfuge zwischen den Führungsschienen befestigt. In einem vorgegebenen mittleren Längsabschnitt der Membranen 5a,5b sind die verhältnismäßig dünnwandigen VorSprünge 5e vorgesehen. Hierdurch wird das Einführen oder Einklemmen der an den Rändern der Membranen verlaufenden Vorsprünge in die Nuten 1d erleichtert. Wie ferner in Fig. 6 zu erkennen ist, weisen die Befestigungsnuten 1d für die Membranen im Gegensatz zu den herkömmlichen Schwalbenschwanznuten einen C-förmigen Querschnitt auf, d.h., beide Seitenwände der Nut verlaufen rechtwinklig zu dem Boden der Nut. Es handelt sich somit um rechtwinklige, nicht hinterschnittene Nuten. Die Nuten oder Ausnehmungen 1d können daher auf einfache Weise hergestellt werden,und die Vorsprünge können auf einfache Weise zur Bildung einer Klemmbefestigung der Membran in die Nuten eingeführt werden.

Nunmehr sollen unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 die seitliehen Schutzleisten 3a,3b und die an den Enden der Schutzleisten befestigten Schutzkappe 6 näher beschrieben werden.

Damit die aus flexiblem Material bestehenden, die Führungsschienen 1a,1b verbindenden Membranen 5a,5b nicht durch die mechanische Einwirkung von Felsbruchstücken oder dergleichen beschädigt werden, sind die Schutzleisten 3a und 3b längs der Außenseiten der Membranen 5a,5b vorgesehen. Die Schutzleisten sind mit ihren oberen Enden an zwei Blattfedern B befestigt, die ihrerseits an einem Träger A für den Antrieb

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des Gleitkeils 2 montiert sind. An den unteren Enden der Schutzleisten 3a und 3b ist die zylindrische Endkappe oder Schutzkappe 6 befestigt, so daß der Bodenbereich der Schutzkappe den unteren, freien Enden der Führungsschienen 1a und 1b gegenüberliegt. Die Anordnung ist derart getroffen, daß beim Spalten des Gesteins die Schutzkappe 6 mit Hilfe des auf dem Träger A montierten hydraulischen Antriebs C abgesenkt wird, so daß sie das untere, freie Ende des Gleitkeils 2 abdeckt und gegen Be-Schädigung schützt, wenn dieses über die unteren Enden der Führungsschienen 1a und 1b hinaus vorspringt.

Fig. 7 zeigt den Zustand, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung in ein Bohrloch 7 eingeführt ist, das zuvor mit Hilfe eines Bohrers oder dergleichen in das aufzubrechende Gestein R gebohrt wurde.

Fig. 8 ist ein vergrößerter schematischer Längsschnitt zur Veranschaulichung der räumlichen Beziehung zwischen den freien Enden der Führungsschienen 1a und 1b und der Schutzkappe 6 vor und nach dem Spaltvorgang. Der Zustand nach dem vollständigen Einführen des Gleitkeils 2 in die Schutzkappe 6 ist durch strichpunktierte Linien angedeutet. Da der Gleitkeil 2 durch den hydraulischen Antrieb C bewegt wird, der einen über einen vorgegebenen Hubweg auf und ab beweglichen Kolben umfaßt, ist der Weg um den der Keil 2 abgesenkt werden kann, genau vorgegeben.

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Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEK&tfeS&S PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N. tar Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister Dipl.-Ing, F. E. Müller . . , ^ ^ , „t Triftstrasse 4, Artur-Ladebeck-Strasse si D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1 FP 84-13-Ger st/ia/m ~8· Ma/ 1984 KABUSHIKI KAISHA KOMATSU SEISAKUSHO 3-6, Akasaka 2-chome, Minato-ku, Tokyo, Japan VORRICHTUNG ZUM MECHANISCHEN SPALTEN VON GESTEIN Priorität: 10. Mai 1983, Japan, No. 58-68484 (U) Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Spalten von Gestein mit einer durch zwei Führungsschienen gebildeten Keil-Führungseinrichtung, die in ein zuvor in dem aufzubrechenden Gestein ausgebildetes

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Bohrloch einführbar ist/ einem zum Spreizen der Führungsvorrichtung zwischen die beiden Führungsschienen eintreibbaren Gleitkeil und zwei Staubschutz-Membranen, die sich jeweils zwischen den einander gegenüberliegenden seitlichen Rändern der Führungsschienen erstrecken und die Trennfuge zwischen den Führungsschienen verschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Staubschutz-Membranen (5a,5b) jeweils entlang beiden Längsrändern mit einstückig angeformten Vorsprüngen versehen sind, die kraftschlüssig in längs den seitlichen Rändern der Führungsschienen (1a,1b) verlaufende Nuten (1d) mit rechtwinklig-C-förmigem Querschnitt einführbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubschutz-Membranen (5a,5b) aus flexiblem Material bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Rändern der Membranen (5a,5b) vorgesehenen VorSprünge (5d,5e) einen langgestreckten sechseckigen Querschnitt aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt sechseckigen Vorsprünge jeweils mehrere in vorgegebenen Längsabständen angeordnete Längsabschnitte (5e) aufweisen, in denen die Wandstärke der Vorsprünge verringert ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei an gegenüberliegenden Seiten der Keil-Führungsvorrichtung (1a,1b) angeordnete Schutzleisten (3a,3b), die jeweils mit ihrem oberen Ende über ein Verbindungsteil (B) mit einem Träger oder Gehäuse (A) der Vorrichtung verbunden sind,und durch eine mit einem

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Boden versehene zylindrische Schutzkappe (6), die derart an den unteren Enden der Schutzleisten (3a,3b) befestigt ist, daß ihr offenes oberes Ende den freien Enden der beiden Führungsschienen (1a,1b) gegenüberliegt.