DE3523056C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-PS 41 17 894 ist eine Bohrmaschine bekannt, die an einem Fahrgestell angeordnet ist und zum Einbohren von Lö­ chern in Decken von Tunneln o. dgl. dient. Bei dieser Bohrma­ schine ist der zum Antrieb des eigentlichen Bohrgestänges dienende Motor samt Bohrgestänge schwenkbeweglich an einem Arm gelagert, dessen anderes Ende in einer horizontalen Füh­ rungsbahn des Fahrzeuggestells gelagert ist. Der genannte Arm ist zur Bewirkung der Vortriebsbewegung des eigentlichen Bohrgestänges mittels einer hydraulischen Kolben/Zylinder- Einheit nach oben verschwenkbar, wobei er sich zugleich in der Gestellführung horizontal bewegt. Damit die Vortriebsbe­ wegung des eigentlichen Bohrgestänges eine ausschließlich vertikale Bewegung, nämlich in Richtung der Längsachse des Bohrgestänges ist, ist für das Bohrgestänge eine Führung vor­ gesehen, die schwenkbeweglich am einen Ende eines weiteren Arms angeordnet ist, dessen anderes Ende in einer horizonta­ len Führungsschiene des Fahrzeuggestells gelagert ist. Die genannte Bohrgestängeführung wird gegen die Tunneldecke dort zur Anlage gebracht, wo das Bohrloch anzusetzen ist, und in dieser Stellung unter der Einwirkung einer Kolben/Zylinder- Einheit festgehalten. Jegliche Vortriebsbewegung des Bohrge­ stänges samt des Bohrmotors wirkt sich damit als Vortriebsbe­ wegung ausschließlich in Längsrichtung des eigentlichen Bohr­ gestänges aus. Der für die Vortriebsbewegung des Bohrmotors verantwortliche und diesen schwenkbeweglich tragende Arm der Bohrmaschine ist für die gewünschte ausschließliche Vor­ triebsbewegung des Bohrgestänges in dessen Längsrichtung nicht verantwortlich. Infolge der nur verhältnismäßig kurzen Führungslänge der Bohrgestängeführung, die an der Tunneldecke anzuordnen ist, ist eine ordnungsgemäße Führung des Bohrge­ stänges in seiner Längsrichtung während der Vortriebsbewegung nur dann gesichert, wenn keine zu langen Löcher gebohrt wer­ den sollen.

Aus der US-PS 43 28 872 ist eine weitere Bohrmaschine be­ kannt, bei der zwischen dem eigentlichen Maschinengestell und dem Antriebsmotor für das Bohrgestänge zwei parallele Stangen im Sinne eines Parallelogrammgestänges angeordnet sind. Diese Stangen sind am Motor schwenkbeweglich angeordnet und am Bohrmaschinengestell in horizontalen Führungsschienen gela­ gert. Eine der beiden Stangen des Parallelogrammgestänges steht schwenkbeweglich mit einer Führungsstange in Verbin­ dung, die mit ihrem anderen Ende schwenkbeweglich am Bohrma­ schinengestell gelagert ist. Die Vortriebsbewegung des ei­ gentlichen Bohrgestänges erfolgt unter der Einwirkung einer hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit, die ebenfalls auf eine der beiden Stangen des Parallelogrammgestänges einwirkt. Mit­ tel, das eigentliche Bohrgestänge nur in seiner Längsrich­ tung, also im Sinne des Bohrervortriebs, zu bewegen, sind nicht vorgesehen. Vielmehr wird ausdrücklich davon ausgegan­ gen, daß sich der Bohrer während des Bohrvorgangs selbst zen­ triert, ohne daß es zu einem seitlichen Auslaufen des Bohrers kommt. Dies ist aber nur deshalb zu erwarten, weil es sich bei der Bohrmaschine um eine solche handelt, mit der nicht gerade sehr tiefe Bohrlöcher gebohrt werden sollen, nämlich solche beispielsweise in den Decken von Tunneln o. dgl. wäh­ rend deren Herstellung, um über diese Bohrlöcher Schutzabdec­ kungen im Deckenbereich der Tunnel fixieren zu können.

Schließlich ist eine Bohrmaschine bekannt, die über ein stän­ derartiges Gestell in Rahmen- oder Gitterbauweise verfügt, das in vertikaler Richtung ausgerichtet werden kann und einen Rotationsantrieb aufweist, der an am Gestell befestigten Schienen auf- und abgeleitet. Der Rotationsantrieb wird im Be­ trieb an den Schienen auf- und abbewegt mit Hilfe einer me­ chanischen oder hydraulischen Einrichtung und wird dazu ver­ wendet, die Bohrstangen in Rotation zu versetzen, und die me­ chanische oder hydraulische Einrichtung wird dazu verwendet, den Antrieb auf- oder abzubewegen. Wenn die Bohrmaschine außer Betrieb steht, kann das Gestell in horizontale Ausrich­ tung verbracht werden, damit das Fahrzeug, an dem das Gestell angeordnet ist, verfahren werden kann. Die gesamte Einrich­ tung ist in hohem Maße raumaufwendig und komplex, macht folg­ lich eine erhebliche Wartung erforderlich und ist kostspielig zu betreiben. Ein weiteres Problem tritt bei der Anbringung weiterer Bohrstangenabschnitte an dem Bohrgestänge auf oder dann, wenn ein Bohrgestänge nach einer Bohroperation demon­ tiert wird. Die gegenwärtigen Verfahren der Handhabung ein­ zelner Bohrstangenabschnitte machen manuelle Manipulationen in erheblicher Größenordnung erforderlich, was sowohl zeit­ aufwendig als auch arbeitsintensiv ist.

Im allgemeinen sind Bohrmaschinen der von der Erfindung be­ troffenen Art auf dem rückwärtigen Teil von Lastwagen, auf Anhängern oder anderen ähnlichen Fahrzeugen aufgebaut. Schie­ nenfahrzeuge und Schlitten werden ebenfalls verwendet. Der Ausdruck "Fahrzeug" wird in den vorliegenden Unterlagen zur Bezeichnung jedes geeigneten Mittels verwendet, das mit auf ihm aufgebauter Bohrmaschine ein Herumbewegen gestattet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bohrmaschine der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß infolge einer besonderen Gestaltung des Gestänges Bohrarbeiten ein­ schließlich der Handhabung von Bohrstangenabschnitten lei­ stungsfähig und effektiv ausführbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind aus den Unteransprüchen 2 bis 5 zu ersehen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist gewährleistet, daß ohne besondere anderweitige Einrichtungen, die nicht nur ei­ gentlichen Bohrmaschine gehören, der Bohrer während Bohrar­ beiten ausschließlich in seiner Längsrichtung bewegbar, also die beabsichtigte Bohrrichtung tatsächlich eingehalten wird, und im übrigen ein Auslaufen des Bohrer verhindert ist. Dem­ zufolge lassen sich Bohrarbeiten mit der erfindungsgemäßen Bohrmaschine tatsächlich sehr effektiv und schnell ausführen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter ins einzelne gehend erläutert; in den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten auf einem Fahrzeug aufgebauten Ausführungsform,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform und

Fig. 3 eine Ausführungsform im Betrieb während des Anhebens von Bohrstangenabschnitten, um diese positionsgerecht anzuordnen.

In Fig. 1 ist eine auf einem Fahrzeug aufgebaute Bohr­ maschine dargestellt, zu der ein Tieflader-Lastwagen 1 mit einem auf diesem aufgebauten Bohrturm 2 gehört. Die­ ser besteht aus ersten und zweiten Gestängen 4 und 3. Die Gestänge bilden einen Scheren-Mechanismus ("Nürnberger Schere"). Das zweite Gestänge 3 erstreckt sich zwischen den Punkten D und J der Zeichnung und hat seinen Mittelpunkt bei B. Die beiden Gestänge 3, 4 sind schwenkbeweglich miteinander am Punkt B ver­ bunden. Das erste Gestänge 4 erstreckt sich zwischen den Punkten A und H der Zeichnung, und eine hy­ draulische Einheit 5 verbindet das erste Gestänge mit dem zweiten Gestänge über die Punkte H und G des er­ sten bzw. zweiten Gestänges 4 bzw. 3. Alternativ hierzu kann die Hydraulikeinheit 5 zwischen den Punkten Y und Z der Fig. 1 angeordnet sein. Die Hydraulikeinheit 5 dient dazu, die Gestänge 3, 4 relativ zueinander zu be­ wegen. Der Punkt A des ersten Gestänges 4 ist ein Punkt, der hinsichtlich des Lastwagens 1 festgelegt ist. Das erste Gestänge 4 ist somit um den Punkt A ver­ schwenkbar. Der Punkt J des zweiten Gestänges 3 liegt auf einem Schlitten 6, der sich in derselben Höhe wie der Punkt A befindet, und dann, wenn sich die beiden Gestänge relativ zueinander bewegen, gleitet der Punkt J auf dem oder den Schlitten 6. Bei einer Konfigura­ tion wie vorstehend beschrieben bewegt sich der Punkt D dann, wenn sich die beiden Gestänge in einer verti­ kalen Ebene relativ zueinander bewegen, längs einer ver­ tikalen Linie 7. Die gestrichelten Linien 8 in Fig. 1 zeigen die Gestänge in einer anderen Bewegungsstellung, und zwar in einer solchen, bei der sich der Punkt D auf der Linie 7 nach oben zu dem Punkt D′ bewegt hat.

Zur Benutzung wird ein Rotationsmotor 9, der für Bohrar­ beiten geeignet ist, an dem zweiten Gestänge 3 am Punkt D angeordnet. Danach wird eine Bohrstange an den Rota­ tionsmotor 9 angeschlossen, wenn der Motor sich in der Position D′ wie in der Zeichnung dargestellt befindet. Der Rotationsmotor 9 wird dann nach unten bewegt, wäh­ rend er die Bohrstange in Rotation versetzt und so eine vertikale Bohrung nach unten gebohrt wird.

In Fig. 2 ist ein Mechanismus ähnlicher Art dargestellt, der ebenfalls auf dem rückwärtigen Teil eines Tieflade- Lastwagens 11 angeordnet und zur Bewegung einer Rota­ tionsbohrmaschine 12 längs einer vertikalen Linie 13 ge­ eignet ist. Dieser Mechanismus ist bekannt als "Scott- Russel"-Mechanismus. Bei diesem zweiten Aufbau der Gestänge ist der Punkt Q relativ zum Lastwagen 11 festgelegt, und befindet sich der Punkt S in einem oder mehreren Schlitten 14, die ebenfalls re­ lativ zum Lastwagen 11 festgelegt sind. Eine hydrauli­ sche Einheit 15 wirkt zwischen Punkten T und V und wird zur Bewegung der Gestänge verwendet. Die Gestänge werden für Bohrarbeiten im wesentlichen in derselben Weise wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben ver­ wendet.

Ein Vorteil der Anordnung der Hydraulikeinheit 5 in ei­ ner Stellung gemäß Darstellung in Fig. 1 besteht darin, daß ein konstantes Ausmaß des Ausschubs oder der Zurück­ ziehung der Kolbenstange der Hydraulikeinheit 5 ein ent­ sprechendes konstantes Ausmaß der Bewegung des Rota­ tionsmotors 9 bewirkt. Für das Bohren ist es sehr be­ deutsam, daß der Schub der Bohrmaschine im wesentlichen konstant ist, und aus diesem Grunde wird der Gestänge­ aufbau gemäß Darstellung in Fig. 1 für in hohem Maße ef­ fektiv gehalten. Selbstverständlich können auch der Ge­ stängeaufbau und die Hydraulikeinheit bzw. deren Anord­ nung zur Bewirkung eines im wesentlichen konstanten Aus­ maßes der Bewegung für den Rotationsmotor 12 geeignet sein, wie dies insgesamt in Fig. 2 dargestellt ist.

In Fig. 3 ist ein Tieflade-Lastwagen 20 mit einem Aufbau von Gestängen im wesentlichen ähnlich bzw. gleich dem in Fig. 1 dargestellten dargestellt. Auf dem rückwärtigen Teil des Lastwagens 20 ist eine Vielzahl von Haltern 21 angebaut, zwischen denen eine Vielzahl von Bohrstangen­ abschnitten 22 angeordnet sind. Jeder Bohrstangenab­ schnitt 22 ist dazu bestimmt, von einem Rotationsmotor 24 erfaßt und angehoben zu werden, wie mit strichlierten Linien 25 dargestellt ist. Die hydraulische Einheit 26 wird für die Bewegung der Gestänge 27 verwendet, um den Rotationsmotor 24 anzuheben oder abzusenken. Die Gestän­ ge sind an einem starren Arm 27 befestigt und gleiten auf einem Schlitten 28. Der Mechanismus der Fig. 3 ent­ spricht demjenigen der Fig. 1.

Selbstverständlich werden dann, wenn ein Bohrgestänge demontiert wird, die einzelnen Bohrstangenabschnitte einzeln von dem übrigen Teil des Bohrgestänges getrennt und auf dem rückwärtigen Teil des Lastwagens zwischen den Haltern 21 angeordnet. Die Gestänge werden dabei zur Absenkung der Bohrstangenabschnitte in die richtige Po­ sition auf dem rückwärtigen Teil des Lastwagens verwen­ det.

Selbstverständlich sind auch viele Abwandlungen gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen möglich. Insbesondere können die Gestänge in unterschiedlichen Konfigurationen miteinander verbunden werden, die ebenfalls eine gerad­ linige Bewegung für den Rotationsmotor liefern. Auch können die Gesamtgestalt und die relativen Längen der Gestänge sofern erforderlich verändert werden.

Claims (5)

1. Bohrmaschine in Anordnung auf einem Fahrzeug und mit einem Rotationsmotor angeordnet an einem Aufbau aus starren Stangengestängen, ihrerseits in einer solchen Weise angeordnet, daß sie dem Rotationsmotor eine geradlinige Bewegung verleihen, und mit Mitteln zur Bewegung der Gestänge relativ zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestängeaufbau (3, 4) über ein erstes starres Gestänge (4), dessen eines Ende (A; Q) an dem Fahrzeug (1; 11) schwenkbeweglich gela­ gert ist, über ein zweites starres Gestänge (3), das zwischen seinen Enden (D, J; P, S) an dem ersten Ge­ stänge (4) an einer von dessen schwenkbeweglich gelagertem Ende (A; Q) entfernten Stelle (B; R) schwenkbeweglich angeschlossen ist, und über Mittel zur Lagerung des Rotationsmotors (9; 12) am einen Ende (D; P) des zweiten Gestänges (3) verfügt, wobei das andere Ende (J; S) des zweiten Gestänges (3) an einem horizontalen Schlitten (6; 14) angebracht ist, der am Fahrzeug (1; 11) in einer Ebene festgelegt ist, in der das schwenkbeweglich gelagerte Ende (A; Q) des ersten Gestänges (4) liegt, und wobei die Relativbewegung der Gestänge (3, 4) zueinander dem Rotationsmotor (9; 12) eine vertikale, geradlinige Bewegung verleiht.

2. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gestänge (4) mit dem seinem schwenkbe­ weglich gelagerten Ende (Q) gegenüberliegenden Ende (R) an dem zweiten Gestänge (3) schwenkbeweglich ange­ schlossen ist, und durch Mittel (15) zur Relativbewe­ gung der Gestänge (3, 4) zueinander, die an dem ersten Gestänge (4) an einer Stelle in der Nähe des Endes (R) desselben angeschlossen sind.

3. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gestänge (4) an einer Stelle zwischen seinen Enden (A, H) an dem zweiten Gestänge (3) schwenkbeweglich angeschlossen ist, und durch Mittel (5) zur Relativbewegung der Gestänge (3, 4) zueinan­ der, die an dem ersten Gestänge (4) an einer Stelle in der Nähe des freien Endes (H) desselben befestigt sind.

4. Bohrmaschine nach irgendeinem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (5; 15) zur Relativbewegung der Gestänge (3, 4) zuein­ ander in einer hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit bestehen.

5. Bohrmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben/Zylinder-Einheit (5; 15) dem Rotati­ onsmotor (9; 12) eine konstante Bewegung entlang der Vertikalen zu verleihen in der Lage ist.