DE3504761C2

DE3504761C2 - Bohrarm-Baugruppe

Info

Publication number: DE3504761C2
Application number: DE3504761A
Authority: DE
Inventors: Raymond Hedges; Brian Harry James; Bruce Allen George Edwa Foster
Original assignee: STEEL ENG CO Ltd
Current assignee: THE STEEL ENGINEERING CO. LTD., SANDTON, GB
Priority date: 1984-02-15
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1993-10-07
Anticipated expiration: 2005-02-14
Also published as: GB8404005D0; AT388415B; ZA851077B; GB2156714B; GB8503809D0; ZM885A1; SE463273B; SE8500661L; AU573777B2; SE8500661D0; NO850576L; CA1236826A; GB2156714A; ATA44285A; FI850615L; FI850615A0; CH669638A5; AU3868385A; DE3504761A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrarm-Baugruppe mit Sockel, Bohrarm, Vorschublafette, Träger für die Vorschublafette am vorderen Ende des Bohrarms, Hydraulikzylindern für Schwenkbewegungen des Bohrarms und des Trägers, wobei der Bohrarm um eine horizontale Bohrarmachse drehbar an eine Bohrarmhalterung ange schlossen ist, die ihrerseits um eine vertikale Bohrarm achse drehbar an dem Sockel gehalten ist, wobei die Hydraulikzylinder derart miteinander gekoppelt sind, daß die Schwenkbewegungen des Trägers um die Trägerachsen einerseits und die Schwenkbewegungen des Bohrarms um die Bohrarmachsen andererseits im wesentlichen gleich groß sind und mit entgegengesetzter Drehrichtung. - Derartige Bohrarm-Baugruppen werden insbesondere beim Tunnelbau zum Anlegen von Sprenglöchern verwendet. Dabei ist es wünschenswert, daß die Achsen der Bohrlöcher parallel zur Längsachse des Tunnels angeordnet sind. Daher ist es erforderlich, daß beim horizontalen oder vertikalen Verschwenken des Bohrarms der Träger für die Vorschub lafette durch eine Parallelsteuerung entsprechend einge stellt wird, so daß die Vorschublafette möglichst parallel zur Längsachse des Tunnels gehalten wird.

Aus der CA-PS 886 975 ist eine Bohrarm-Baugruppe be kannt, von der die Erfindung ausgeht, bei der für die Parallelsteuerung des Trägers bei seitwärts- und verti kal gerichteter Schwenkbewegung des Bohrarms ein Hydrau liksystem mit einer Vielzahl von Hydraulikzylindern er forderlich ist. Das Hydrauliksystem umfaßt ein ver zweigtes Leitungsnetz mit einer Vielzahl von Ventilen und einer großen Zahl von Gelenkverbindungen zum Anschluß der Hydraulikzylinder. Im Ergebnis resultiert eine aufwendige Hydrauliksteuerung, bei der die in der Praxis geforderte Genauigkeit der Parallelsteuerung nicht oder kaum erreichbar ist. Aus der Druckschrift "Nobel Hefte", 1976, April bis September, S. 100-102, sind verschiedene Parallelsteuerungen für Bohrarm-Baugruppen bekannt, die jedoch alle relativ ungenau arbeiten und die Parallelität der entsprechenden Bohrlöcher zu wünschen übrig läßt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bohrarm-Baugruppe anzugeben, die eine sehr genaue Parallelsteuerung der Bohrlafette ermöglicht, und zwar horizontal und zugleich vertikal und die sich zugleich durch einen relativ einfachen Aufbau auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß zwischen Sockel und Bohrarm ein einziger erster Hydrau likzylinder zum Schwenken des Bohrarms um die vertikale Bohrarmachse sowie zum Parallelhalten und ein einziger zweiter Hydraulikzylinder zum Schwenken des Bohrarms um die horizontale Bohrarmachse sowie zum Parallelhalten eingeschaltet ist, daß zwischen Bohrarm und Träger ein einziger dritter Hydraulikzylinder zur Drehung des Trägers um die vertikale Trägerachse beim Parallelhalten sowie ein einziger vierter Hydraulikzylinder zur Drehung des Trägers um die horizontale Trägerachse beim Parallelhalten angeordnet ist und daß der erste Hydraulikzylinder mit dem dritten Hydraulikzylinder und der zweite Hydraulikzylinder mit dem vierten Hydraulikzylinder durch jeweils eine Hydraulikleitung unmittelbar hydraulisch verbunden ist. Die beiden jeweils miteinander verbundenen Hydraulikzylinder sind derart bemessen und derart hydraulisch miteinander verbunden, daß durch das von einem Zylinder ausgestoßene Arbeitsmedium der andere mit ihm verbundene Zylinder betätigbar ist und umgekehrt. Vorzugsweise ist bei den beiden jeweils miteinander verbundenen Hydraulik zylindern die Kammer vor dem Kolben des einen Zylinders mit der Ringkammer hinter dem Kolben des anderen Zylinders verbunden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert; es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungs form der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung von zwei mitein ander verbundenen Hydraulikzylindern,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung eines zweiten Zylinderpaares,

Fig. 4 ein Schema zur Darstellung der Schwenkbewegung des Bohrarms um die horizontale Bohrarmachse und

Fig. 5 ein Schema zur Darstellung der Schwenkbewegung des Bohrarms um die vertikale Bohrarmachse.

Fig. 1 zeigt einen Bohrarm 10 an einem Sockel 11, welcher Sockel 11 an einer geeigneten Transportmaschine oder dergleichen befestigt ist. Der Bohrarm 10 ist in an sich bekannter Weise teleskopierbar. Er läßt sich um eine horizontale Bohrarmachse 12 an einer Bohrarmhalte rung 13 verschwenken. Diese Bohrarmhalterung 13 ist um eine vertikale Bohrarmachse 14 verschwenkbar, welche parallel zum Sockel 11 verläuft.

An dem Sockel 11 ist ein erster Hydraulikzylinder 17 über ein Gelenk 40 an einem Halter 18 am Sockel 11 ange lenkt und um eine Achse 19 parallel zur vertikalen Bohrarmachse 14 sowie um einen Schwenkzapfen 20 am Bohr arm 10 verschwenkbar. Durch Ausfahren und Einziehen des ersten Hydraulikzylinders 17 läßt sich die Ebene, in welcher der Bohrarm 10 sich unter der Einwirkung des zweiten Hydraulikzylinders 15 bewegt, um die vertikale Bohrarmachse 14 verschwenken.

An der Bohrarmhalterung 13 ist ein zweiter Hydraulik zylinder 15 über ein Gelenk 15a angelenkt, welcher zu einem Schwenkzapfen 16 am Bohrarm 10 führt. Durch Aus fahren und Einziehen des zweiten Hydraulikzylinders 15 ist der Bohrarm 10 in einer Ebene bewegbar, welche die Längsachse des Bohrarms 10, die Achse des zweiten Hydraulikzylinders 15 und die vertikale Bohrarmachse 14 enthält. Gewöhnlich handelt es sich dabei um eine senkrechte Ebene, so daß der Bohrarm 10 durch den zweiten Hydraulikzylinder 15 vertikal geschwenkt wird, so daß die Vorschublafette 30 angehoben oder abgesenkt wird.

Die Vorschublafette 30 ist in an sich bekannter Weise an einem Träger 21 verschwenkbar befestigt. Der Träger 21 ist um eine horizontale Trägerachse 22 an einem Halter 23 verschwenkbar, welcher seinerseits um eine vertikale Trägerachse 24 am vorderen Ende des Bohrarms 10 ver schwenkbar angelenkt ist. Ein dritter Hydraulikzylinder 28 ist an einem Schwenkzapfen 29 in einem am Bohrarm 10 befestigten Halter 31 angelenkt und außerdem an einem Schwenkzapfen 32 am hinteren Ende des Trägers 21. Wenn die Längsachsen des Bohrarms 10 des Trägers 21 in der gleichen Ebene liegen, so wird durch Ausfahren und Ein ziehen des dritten Hydraulikzylinders 28 die Ausrichtung des Trägers 21 in einer dazu senkrechten Ebene ver ändert. Ein vierter Hydraulikzylinder 25 ist um einen Schwenkzapfen 26 am Halter 23 sowie um einen Schwenk zapfen 27 am Bohrarm 10 verschwenkbar befestigt. Bei diesem vierten Hydraulikzylinder 25 handelt es sich um den Kippzylinder für den Träger 21, so daß durch Ausfah ren und Einziehen dieses Zylinders der Kippwinkel des Trägers 21 gegenüber dem Bohrarm 10 verändert werden kann. Die Anordnung ist so getroffen und die Hydraulik zylinder 15, 17, 25 und 28 sind derart ausgewählt, daß die folgenden Bedingungen für alle Winkelpositionen des Bohrarms 10 erfüllbar sind:

1. Jede Winkelbewegung des Bohrarms 10 um die horizon tale Bohrarmachse 12 ist gleich groß, aber entgegenge setzt zur Winkelbewegung des Trägers 21 um die horizon tale Trägerachse 22,
2. jede Winkelbewegung des Bohrarms 10 um die vertikale Bohrarmachse 14 ist gleich groß aber entgegengesetzt zur Winkelbewegung des Trägers 21 um die vertikale Trägerachse 24.

Das ist schematisch in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Fig. 4 zeigt zwei Positionen des zweiten Hydraulikzylin ders 15, während in Fig. 5 zwei Positionen des ersten Hydraulikzylinders 17 dargestellt sind.

Die Art und Weise der Verbindung der Hydraulikzylinder 15 und 25 untereinander ist in Fig. 2 dargestellt. Wenn der Hydraulikzylinder 15 ausgefahren wird, fließt das Arbeitsmedium über die Hydraulikleitung 42 aus dem Ringraum 40 in den Ringraum 41 des Hydraulikzylinders 25. Dadurch wird der Hydraulikzylinder 25 ausgefahren. Zum Einziehen des Hydraulikzylinders 25 wird das Arbeitsmedium in den Zylinderraum 44 vor den Kolben des Hydraulikzylinders 25 eingebracht und dadurch das Arbeitsmedium aus dem Ringraum 41 zurück in den Ringraum 40 des Hydraulikzylinders 15 gepumpt. Dadurch wird der Hydraulikzylinder 15 ausgefahren.

Demgegenüber müssen die Hydraulikzylinder 17 und 28 anders arbeiten, wenn sie sich auf verschiedenen Seiten des Bohrarms 10 befinden, wie in dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall müssen die Hydraulikzylinder 17 und 28 gleichzeitig ausfahren und sich gleichzeitig einziehen. Eine derartige Wirkung läßt sich durch die in der Fig. 3 dargestellte Schaltung erreichen. Wenn der Hydraulikzylinder 28 ausgefahren wird, wird Arbeitsmedium aus dem Zylinderraum des Hydrau likzylinders 28 in den Ringraum des Hydraulikzylinders 17 gepumpt. Dadurch wird auch der Hydraulikzylinder 17 ausgefahren. Wird umgekehrt der Hydraulikzylinder 17 eingezogen, so wird Arbeitsmedium aus dem Ringraum des Hydraulikzylinders 17 in den Zylinderraum des Hydraulik zylinders 28 gepumpt, so daß auch der Hydraulikzylinder 28 eingezogen wird.

Claims

Bohrarm-Baugruppe mit
Sockel (11),
Bohrarm (10),
Vorschublafette (30),
Träger (21) für die Vorschublafette (30) am vorderen Ende des Bohrarms (10),
Hydraulikzylindern (15, 17, 25, 28) für Schwenkbewe gungen des Bohrarms (10) und des Trägers (21),
wobei der Bohrarm (10) um eine horizontale Bohrarmachse (12) drehbar an eine Bohrarmhalterung (13) angeschlossen ist, die ihrerseits um eine vertikale Bohrarmachse (14) drehbar an dem Sockel (11) gehalten ist, wobei die Hydraulikzylinder (15, 17, 25, 28) derart miteinander gekoppelt sind, daß die Schwenkbewegungen des Trägers (21) um die Trägerachsen (22, 24) einerseits und die Schwenkbewegungen des Bohrarms (10) um die Bohrarmachsen (12, 14) andererseits im wesentlichen gleich groß sind und mit entgegengesetzter Drehrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sockel (11) und Bohrarm (10) ein einziger erster Hydraulikzylinder (17) zum Schwenken des Bohrarms (10) um die vertikale Bohrarmachse (14) sowie zum Parallelhalten und ein einziger zweiter Hydraulikzylinder (15) zum Schwenken des Bohrarms (10) um die horizontale Bohrarmachse (12) sowie zum Parallelhalten eingeschaltet ist, daß zwischen Bohrarm (10) und Träger (21) ein einziger dritter Hydraulikzylinder (28) zur Drehung des Trägers (21) um die vertikale Trägerachse (24) beim Parallelhalten sowie ein einziger vierter Hydraulikzylinder (25) zur Drehung des Trägers (21) um die horizontale Trägerachse (22) beim Parallelhalten angeordnet ist und daß der erste Hydraulikzylinder (17) mit dem dritten Hydraulikzylinder (28) und der zweite Hydraulikzylinder (15) mit dem vierten Hydraulikzylinder (25) durch jeweils eine Hydraulikleitung unmittelbar hydraulisch verbunden ist.