DE3609111C2

DE3609111C2 -

Info

Publication number: DE3609111C2
Application number: DE3609111A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 3000 Hannover De Ebeling; Helmut Dipl.-Ing. 3340 Wolfenbuettel De Kolditz
Original assignee: GESELLSCHAFT fur STRAHLEN- und UMWELTFORSCHUNG MBH (GSF) 8042 NEUHERBERG DE; Turmag Turbo-Maschinen-Ag Nuesse & Graefer 4322 Sprockhoevel De
Current assignee: Hazemag & Epr 48249 Duelmen De Gsf - Forsch GmbH
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1990-04-05
Also published as: DE3609111A1; DD255566A5; US4732226A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schachtbohrmaschine mit einer Führungs- und Schreitvorrichtung, mit gemeinsam mit dem einen Pilotbohrer aufweisenden Bohrkopf im Schacht absteigenden Antriebsaggregaten und mit einer Spülvorrichtung, von welcher ein Fluid über eine Spülleitung zu einer in der Schachtbohrmaschine angeordneten Zellenradschleuse förderbar ist, dort mit dem Bohrgut mischbar und sodann dieses Bohrgut-Fluid-Gemisch über eine Steigleitung zum Schachtmund förderbar ist.

Eine Schachtbohrmaschine dieser Art ist in den nicht vorveröffentlichten Anmeldeunterlagen der DE-PS 35 16 312 offenbart. In dieser Ausführungsform ist die Zellenradschleuse auf einer Bühne angeordnet, wohingegen der aus Pilotbohrrollen und Erweiterungs-Bohrwerkzeugen bestehende Bohrkopf nicht mit einer Schleuse versehen ist, sondern mit einem Pumpenlaufrad, welches sich konzentrisch in einem Pumpengehäuse dreht. Die Antriebswelle für die Bohrwerkzeuge ist hohl ausgebildet und wird von einer ausziehbaren Pumpenwelle koaxial und konzentrisch durchdrungen, die an ihrem oberen Ende mit einem Antriebsmotor für das an ihrem unteren Ende drehfest mit ihr verbundene Pumpenlaufrad gekuppelt ist. Von dieser Pumpe wird das Bohrgut-Fluid-Gemisch von der Bohrlochsohle über eine oder mehrere Saugleitungen sowie über eine Zwischen-Steigleitung zu einem Sieb gefördert. Von dem Sieb wird das Grobkorn sowie ein Teil der Flüssigkeit zurückgehalten und fällt zur Bohrlochsohle zurück, wo das Grobkorn erneut von den Bohrwerkzeugen zerkleinert wird. Das das Sieb passierende Bohrgut-Fluid-Gemisch gelangt sodann in die Schleuse, die wie das Sieb relativ weit vom Bohrkopf entfernt innerhalb der Schachtbohrmaschine angeordnet ist.

Diese Schachtbohrmaschine ist mit dem Nachteil behaftet, daß das Bohrgut-Fluid-Gemisch über die vorbeschriebene Zwischenförderung von der Pumpe von der Bohrlochsohle bis zum Sieb und sodann erst von der Schleuse bis zum Bohrlochmund gefördert werden muß. Hierzu ist außer einem Antrieb für die Bohrwerkzeuge auch ein solcher für die Pumpenwelle erforderlich, die praktisch die gesamte Schachtbohrmaschine durchsetzt und damit deren bauliche Gegebenheiten im wesentlichen mitbestimmt. Dadurch wird die gesamte Schachtbohrmaschine verteuert und Störquellen geschaffen, die ihren Betrieb beeinträchtigen.

Eine bekannte Schachtbohrmaschine anderer Art (Sonderdruck aus "unser Betrieb" der DEILMANN-HANIEL GmbH, Nr. 29/1981, Seite 13, Abbildung 6) weist neben einer Vorförderstufe vom Bohrkopf zu einem Enddiffusor und einem Feinkornhydrozyklon und von dort über eine Überkornabscheidestation zu einem automatisch gesteuerten Doppelbehälteraufgeber mindestens eine Hauptförderung auf, die am Doppelbehälteraufgeber, also an einer Schleuse, beginnt.

Außerdem ist aus der gleichen Abbildung eine Ausführungsalternative mit einem Wendelkammeraufgeber für die Hauptförderung, also ebenfalls mit einer Schleuse, einer zweistufigen hydraulischen Bohrgutaufnahme und -abförderung offenbart.

Auch diesen beiden Ausführungsformen ist als Nachteil gemeinsam, daß sie neben einer unabdingbaren Vorförderung mehrere komplizierte Apparate benötigen, um das vorgeförderte Gut der Hauptförderung zu übergeben. Dadurch wird die gesamte Schachtbohrmaschine verteuert und Störquellen geschaffen, die den Betrieb einer derartigen Schachtbohrmaschine beeinträchtigen. Auf Seite 14 der vorgenannten Druckschrift ist in der rechten Spalte im zweiten Absatz in einer Vorausschau angekündigt, daß bei einer zukünftigen Schachtbohrmaschine eine pneumatische Hauptförderung mit einer speziellen Zellenrad-Blasmaschine angestrebt wird. Doch bedarf auch eine solche, nicht offenbarte Schachtbohrmaschine stets einer Vorförderung, die bei der beabsichtigten Schachtbohrmaschine mittels eines Saugbohrverfahrens mit einer Luftlinksspülung (vacuum pickup system) bewerkstelligt werden soll. Schon die mit "mindestens 600 kW" angegebene Antriebsleistung für das Vakuumgebläse läßt erkennen, welchen erheblichen Aufwand und Platzbedarf ein solches Vorförderungssystem erfordert. Bekannt geworden ist eine derartige Schachtbohrmaschine bis zum heutigen Tage nicht.

Es gibt zahlreiche weitere, gestängelose Schachtbohrmaschinen, die jedoch gleichfalls stets eine Vorförderung mit sämtlichen vorgeschilderten Nachteilen erfordern, bevor das Bohrgut die Hauptförderung im Schacht erreicht, die beispielsweise aus einer Serienschaltung mehrerer Kanalradpumpen besteht, wobei die erste Pumpe über eine Drehzahlregelung verfügt. Eine derartige Schachtbohrmaschine ist beispielsweise in "GLÜCKAUF 121" (1985) Nr. 11, Seite 842, offenbart.

Sämtlichen dieser vorbekannten Schachtbohrmaschinen ist somit das Prinzip einer Vorförderung von der Bohrlochsohle zu einer oberhalb des Bohrkopfes auf einer Bühne bzw. einem Rahmen der Schachtbohrmaschine angeordneten Kombination mehrerer Behälter zur Übergabe der Vorförderung an eine Hauptförderung gemeinsam.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schachtbohrmaschine der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche das Bohrgut-Fluid-Gemisch direkt in einem einzigen Förderweg unter Fortlassung der bislang üblichen Vorförderung in der Nähe der Schachtsohle aufnimmt und zum Schachtmund fördert.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zellenradschleuse in dem Pilotbohrer des Bohrkopfes angeordnet ist. Durch diese Ausbildung wird das Bohrgut unmittelbar in der Nähe des Bohrkopfes in die Zellenradschleuse geleitet, dort mit dem Fluid gemischt und sodann dieses Bohrgut-Fluid-Gemisch aus der Zellenradschleuse mittels einer Druckförderung hydraulisch oder pneumatisch über eine Steigleitung zum Schachtmund transportiert. Zu diesem Transport wird bei hydraulischer Förderung nur noch eine oberhalb des Schachtmundes befindliche Pumpe und bei pneumatischer Förderung nur noch ein Kompressor an die Spülleitung, die im vorliegenden Fall die Falleitung bildet, angeschlossen. Das über diese Spülleitung zur Schleuse gedrückte Fluid entleert daraus kontinuierlich das zuvor hineingelangte Bohrgut. Eine solche Schachtbohrmaschine erfordert weder eine Vorförderung noch mehrere Hauptförderpumpen und den mit diesem Aufwand behafteten großen Verschleiß und die damit verbundenen hohen Betriebskosten. Außerdem erlaubt es den Vorteil, das gesamte Hauptantriebssystem der Förderung (Pumpe oder Kompressor) am Schachtmund und nicht im Schacht anordnen zu können.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Zellenradschleuse im Zentrum des Pilotbohrers angeordnet und ihr Zellenrad ist von einer ersten Hohlwelle antreibbar, die konzentrisch von einer zweiten Hohlwelle umgriffen ist, von welcher das Zellenradgehäuse mit vom Zellenrad abweichender Drehzahl antreibbar ist. Hierbei sind zwei Ausführungsalternativen möglich. Zum einen können beide Hohlwellen mit gleichem Drehrichtungssinn umlaufen, wobei jedoch die Relativdrehzahl der ersten, das Zellenrad antreibenden Hohlwelle größer als die Drehzahl der zweiten, das Zellenradgehäuse antreibenden Hohlwelle ist.

Besonders vorteilhaft läuft jedoch die erste Hohlwelle zur zweiten Hohlwelle mit entgegengesetzter Drehrichtung um. In der zweiten Hohlwelle ist parallel zu ihrer Längsachse mindestens ein Spülkanal angeordnet, der am unteren Ende in die Zellenradschleuse einmündet und an seinem oberen Ende über einen Spülkopf mit der Spülleitung verbunden ist. Die erste Hohlwelle weist einen zentralen Steigkanal auf, der an seinem unteren Ende mit der Austrittsöffnung der Zellenradschleuse in Verbindung steht und an seinem oberen Ende über einen Dichtkopf mit der Steigleitung verbunden ist. Die Steigleitung und die Spülleitung sind undrehbar angeordnet. Gedreht werden lediglich die erste und die zweite Hohlwelle. Diese Drehung der beiden Hohlwellen erfolgt dadurch, daß auf einem Rahmen als Führungsvorrichtung ein erster Antriebsmotor für die erste Hohlwelle und ein zweiter Antriebsmotor für die zweite Hohlwelle angeordnet sind. Beide Antriebsmotoren treiben die Hohlwellen über ein- oder mehrstufige Getriebe an, die sowohl aus Zahnrad- als auch Kettengetrieben bestehen können.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Zellenradgehäuse von einem Kopfteil, von einem Mantel des Pilotbohrers und von einem Boden gebildet, wobei das Kopfteil und der Boden drehfest mit dem Pilotbohrer verbunden sind und zwischen Kopfteil und Boden das Zellenrad mit der Zellenradwelle drehbar ist. Der Pilotbohrer ist außer mit stirnseitigen Bohrwerkzeugen mit einer Schneckenwendel am äußeren Mantel versehen. Über diese Schneckenwendel ist das am Umfang geschlossen ausgebildete Zellenrad über eine Einlaßöffnung im Kopfteil des Zellenradgehäuses, das heißt durch eine Einlaßöffnung am oberen Ende des Pilotbohrers, beschickbar und durch die gleichfalls im Kopfteil befindliche Austrittsöffnung entleerbar.

In mindestens der Höhe der Einlaßöffnung im Kopfteil des Zellenradgehäuses und damit am Pilotbohrer-Werkzeugträger sind aktive und/oder inaktive Erweiterungsbohrwerkzeuge angeordnet, wobei in etwa dieser Höhe die Schneckenwendel endet. Dadurch wird von der Bohrlochsohle des Pilotbohrers mittels der Schneckenwendel das Bohrgut bis zur Einlaßöffnung im Pilotbohrer und damit bis zur Einlaßöffnung der Zellenradschleuse hochgeleitet, während zugleich das von den in dieser Höhe endenden Erweiterungsbohrwerkzeugen gelöste Bohrklein aus der vorzugsweise schrägen Schachtsohle in Richtung auf die vorgenannte Einlaßöffnung im Pilotbohrer rieselt, strömt oder gespült wird.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Zellenrad von einer mit der ersten Hohlwelle in Antriebsverbindung stehenden Zellenradwelle antreibbar, die eine Längsbohrung und mehrere oberhalb und unterhalb des Zellenrades davon abzweigende Radialbohrungen aufweist, von denen die oberhalb des Zellenrades befindlichen Radialbohrungen in einem vom Kopfteil des Zellenradgehäuses umgriffenen Ringkanal enden, in dem der Spülkanal für das Fluid einmündet. Die unterhalb des Zellenrades in der Zellenradwelle angeordneten Radialbohrungen münden in einen im Boden des Zellenradgehäuses endenden Erweiterungskanal ein.

Um einerseits die Dichtheit des Bodens zum Zellenrad zu gewährleisten, und um andererseits dem im Füllbereich und in dem noch in der Figurenbeschreibung näher erläuterten Überdeckungsbereich des Zellenrades auftretenden Fluid-Druck mit angemessener Kraft entgegenzuwirken, ist der Boden des Zellenradgehäuses axial auf der Zellenradwelle entgegen der Kraft von mindestens einem Energiespeicher verschieblich und gegen das Zellenrad andrückbar. Dieser Energiespeicher besteht aus einer im Boden angeordneten mechanischen oder pneumatischen Feder, die sich mit einem Ende gegen den Boden und mit ihrem anderen Ende gegen eine Innenwandung des Pilotbohrers abstützt.

Im Auslaßbereich des Zellenrades findet aufgrund des dort anstehenden Fluid-Druckes die größte Druckbeaufschlagung statt. Um speziell in diesem Bereich den Boden des Zellenradgehäuses mit dem erforderlichen Anspreßdruck gegen das drehende Zellenrad anzustellen, ist vorteilhaft in diesem Bereich größter Druckbeaufschlagung der Boden des Zellenradgehäuses mit mindestens einer Zylinder-Kolbeneinheit versehen, deren eines Kolbenende von dem Bohrgut-Fluid-Gemisch beaufschlagt und deren Zylinder von einer Ausnehmung im Boden gebildet ist, während sich das andere Kolbende gegen die Innenwandung des Pilotbohrers abstützt.

Weiterbildungen der Erfindung sind aus dem Inhalt der Ansprüche ersichtlich. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht der neuen Schachtbohrmaschine im Längsschnitt,

Fig. 2 die Ausschnittvergrößerung II von Fig. 1 im Längsschnitt, und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III/III von Fig. 2.

Die neue Schachtbohrmaschine (1) gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer Führungsvorrichtung (2), die mit Führungskufen (3, 4) versehen ist, aus einer Schreitvorrichtung (5) mit mindestens einem Schreitzylinder (7) und Spannpratzen (8), aus mehreren mit dem Bohrkopf (9) absteigenden Antriebsaggregaten (10, 11, 12, 13), aus einer Energieverteilung (14) mit beispielsweise elektrischer Zuleitung (15) und aus einer Spülvorrichtung, die über eine in der Nähe des Schachtmundes angeordnete, nicht dargestellte Pumpe bzw. Kompressor das Spülfluid durch die Spülleitung (16) zuführt und sodann das Bohrgut-Fluid-Gemisch durch die Steigleitung (17) zum Schachtmund drückt.

Das Antriebsaggregat (10) besteht aus einem Motor, der direkt eine Schrämscheibe (18) dreht und mit ihr gemeinsam ein aktives Bohrwerkzeug bildet. Das Antriebsaggregat (11) ist gleichfalls ein Motor, der über ein Antriebsrad (19) eine Außenverzahnung (20) des Bohrkopfes (9) als Werkzeugträger und damit die daran befestigten aktiven und/oder inaktiven Bohrwerkzeuge (9 a) in Umlauf bringt.

Innerhalb des Bohrkopfes (9) ist über die Lager (21, 22) ein Pilotbohrer (23) gelagert, der mit stirnseitigen Bohrwerkzeugen (24) sowie an seinem Außenmantel (25) mit einer Wendel (26) versehen ist.

Im Zentrum des Pilotbohrers (23) befindet sich die in den Fig. 2 und 3 näher beschriebene Zellenradschleuse (27), die mit der Spülleitung (16) und der Steigleitung (17) verbunden ist. Das Zellenrad (28) der Zellenradschleuse (27) ist von einer ersten Hohlwelle (29) antreibbar, die konzentrisch von einer zweiten Hohlwelle (30) umgriffen und in mehreren Lagern (31) in ihr gelagert ist. Die erste Hohlwelle (29) wird von dem als Motor ausgebildeten Antriebsaggregat (12) über ein Antriebsritzel (32) und ein Abtriebszahnrad (33) in Drehungen versetzt. Die zweite Hohlwelle (30) wird von dem gleichfalls als Motor ausgebildeen Antriebsaggregat (13) über das Ritzel (34) und das Zahnrad (35) gedreht. Dabei können die erste Hohlwelle (29) und die zweite Hohlwelle (30) sowohl mit gleichem Drehrichtungssinn als auch mit entgegengesetztem Drehrichtungssinn angetrieben werden. Bei gleichem Drehrichtungssinn muß jedoch die Drehzahl der ersten Hohlwelle (29) erheblich größer als die Drehzahl der zweiten Hohlwelle (30) sein.

Das Zellenradgehäuse ist in Fig. 2 subsumierend mit der Bezugsziffer (36) versehen. Vorteilhaft läuft die erste, das Zellenrad (28) antreibende Hohlwelle (29) zur zweiten, das Zellenradgehäuse (36) antreibenden Hohlwelle (30) mit entgegengesetzter Drehrichtung um.

In der zweiten Hohlwelle (30) ist parallel zu ihrer Längsachse (37) mindestens ein Spülkanal (38) angeordnet, der am unteren Ende (39) in die Zellenradschleuse (27) einmündet und an seinem oberen Ende (40) über einen Spülkopf (41) mit der Spülleitung (16) verbunden ist.

Die erste Hohlwelle (29) weist einen zentralen Steigkanal (42) auf, der an seinem unteren Ende (43) mit der aus Fig. 2 ersichtlichen Austrittsöffnung (44) der Zellenradschleuse (27) in Verbindung steht und an seinem oberen Ende (45) über einen Dichtkopf (46) mit der Steigleitung (17) verbunden ist. Die Steigleitung (17) und die Spülleitung (16) sind undrehbar an der Schachtbohrmaschine (1) angeordnet, können jedoch aufgrund ihrer nicht dargestellten Verlängerungen mit ihr im Schacht (6) absteigen.

Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Zellenradgehäuse (36) wird von einem Kopfteil (47), von einem Mantel (48) des Pilotbohrers (23) und von einem Boden (49) gebildet, wobei das Kopfteil (47) und der Boden (49) drehfest mit dem Pilotbohrer (23) verbunden sind und zwischen Kopfteil (47) und Boden (49) das Zellenrad (28) mit der Zellenradwelle (50) drehbar ist. Die Zellenradwelle (50) ist wiederum drehfest mit der ersten Hohlwelle (29) verbunden.

Das Zellenrad (28) ist an seinem Mantel (51) geschlossen und über eine Einlaßöffnung (52) im Kopfteil (47) des Zellenradgehäuses (36) beschickbar sowie durch die gleichfalls im Kopfteil (47) befindliche Austrittsöffnung (44) entleerbar. Die Einlaßöffnung (52), die gemeinsam mit der Schneckenwendel (26) umläuft, ist in Ansicht aus Fig. 1 ersichtlich. Mit der Austrittsöffnung (44) der Zellenradschleuse (27) ist der zentrale Steigkanal (42) der ersten Hohlwelle (29) verbunden, über den das Bohrgut-Fluid-Gemisch (53) in die Steigleitung (17) und von dort zum nicht dargestellten Schachtmund gefördert und ausgetragen wird.

Da sich mit der zweiten Hohlwelle (30) der Mantel (25) und damit auch die Wendel (26) des Pilotbohrers (23) drehen, wird das Bohrgut von der Bohrlochsohle (54) des Pilotbohrloches (55) zur Einlaßöffnung (52) in Richtung der Pfeile (56) der Fig. 2 nach oben befördert. Aber auch das von den Erweiterungsbohrwerkzeugen (18) und (9 a) herrührende und sich in Richtung der Pfeile (57) bewegende Bohrgut gelangt in die Einlaßöffnung (52), sei es unter der Wirkung der Bohrwerkzeuge (18, 9 a), sei es unter der Rieselfähigkeit infolge der Schwerkraft oder sei es durch die Förderwirkung von nicht dargestellten Leitvorrichtungen am Bohrkopf.

Das Zellenrad (28) ist von einer mit der ersten Hohlwelle (29) in Antriebsverbindung stehenden Zellenradwelle (50) antreibbar. Die Zellenradwelle (50) weist eine Längsbohrung (58) und mehrere oberhalb und unterhalb des Zellenrades (28) davon abzweigende Radialbohrungen (59, 60) auf, von denen die oberhalb des Zellenrades (28) befindlichen Radialbohrungen (59) in einem vom Kopfteil (47) des Zellenradgehäuses (36) umgriffenen Ringkanal (61) enden, in den der Spülkanal (38) für das Fluid einmündet. Die unterhalb des Zellenrades (28) in der Zellenradwelle (50) angeordneten Radialbohrungen (60) münden in einen im Boden (49) des Zellenradgehäuses (36) endenden Erweiterungskanal (62) ein.

Dieser Boden (49) des Zellenradgehäuses (36) ist axial auf der Zellenradwelle (50) entgegen der Kraft von mindestens einem Energiespeicher (63) verschieblich und gegen das Zellenrad (28) andrückbar. Im dargestellten Fall besteht der Energiespeicher (63) aus einer in einer Ausnehmung im Boden (49) des Zellenradgehäuses (36) angeordneten Feder (63), die sich mit ihrem einen Ende (64) gegen den Boden (49) und mit ihrem anderen Ende (65) gegen eine Innenwandung (66) des Pilotbohrers (23) abstützt.

Zur Minimierung der Spalte zwischen dem Zellenrad (28) einerseits und dem Boden (49) des Zellenradgehäuses (36) andererseits ist der Boden (49) in seinem Bereich größter Druckbeaufschlagung mit mindestens einer parallel zur Drehachse (67) der Zellenradwelle (50) angeordneten Zylinder-Kolbeneinheit (68) versehen, deren eines Kolbenende (69) von dem Bohrgut-Fluid-Gemisch (53) beaufschlagt und deren Zylinder von einer Ausnehmung (71) im Boden (49) gebildet ist, während sich das andere Kolbenende (70) gegen die Innenwandung (66) des Pilotbohrers (23) abstützt.

Im dargestellten Fall dreht sich der Pilotbohrer (23) mit seinen Werkzeugen (24) gegenüber dem Zellenrad (28) mit einer dazu unterschiedlichen Drehzahl und einem entgegengesetzten Drehsinn um. Diese Relativ-Drehzahl zwischen Zellenradgehäuse (36) und Zellenrad (28) ist neben anderen Einflußfaktoren, wie beispielsweise die Fließgeschwindigkeit des Bohrgut-Fluid-Gemisches (53), den Eigenschaften des Fluids (Wasser oder Luft), den physikalischen Eigenschaften des Bohrgutes und den Abmessungen der Einlaßöffnung (52) und des Zellenrades (28), entscheidend für das pro Zeiteinheit austragbare Volumen des Bohrgutes. Für die Effektivität ist aber auch maßgebend die Abdichtung des Zellenrades (28) zum Kopfteil (47) und zum Bodenteil (49) des Zellenradgehäuses (36). Diese Abdichtung wird im dargestellten Fall durch die vorbeschriebene Minimierung der Spalte und durch Lippendichtungen (72) bewerkstelligt, die jedoch auch durch andere geeignete Dichtungen ersetzt werden können. Der obere Ringraum (61) ist gleichfalls von Lippendichtungen (73) abgedichtet. Die Erweiterung (62) im Boden (49) ist ebenfalls durch Lippendichtungen (74) abgedichtet. In diesem Fall kann daher als Fluid auch Luft verwendet werden. Dies ist insbesondere dort von Vorteil, wo aufgrund eines undichten Gebirges oder aus anderen Gründen eine Flüssigkeit als Fluid unerwünscht ist.

Anhand der Fig. 3 wird abschließend die Funktion der Zellenradschleuse (27) beschrieben. Darin sind mit Fig. 2 übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Das über die Zellenradwelle (50) mit der ersten Hohlwelle (29) drehfest verbundene Zellenrad (28) dreht sich in Richtung des Pfeiles (75), wohingegen das mit der zweiten Hohlwelle (30) verbundenen Zellenradgegehäuse (36) in Richtung des Pfeiles (76) gedreht wird. Durch das Zellenrad (28) hindurch sind in Fig. 3 im Hintergrund drei unterschiedlich große, durch Schraffuren kenntlich gemachte Überdeckungsbereiche (77, 78, 79) erkennbar, die zum Kopfteil (47) des Zellenradgehäuses (36) gehören. Das Zellenrad (28) ist mit insgesamt sechs gleich großen Kammern (80) versehen. Diese Kammern (80) weisen im wesentlichen die Form eines Kreisringabschnittes auf. In Drehrichtung des Pfeiles (75) des Zellenrades (28) beginnt dessen Füllung im unschraffierten Feld (81), erfolgt weiter bei (82) und ist im Feld (83) beendet. Diese drei Kammerbereiche (81, 82, 83) können während dieser Bewegungsphase von dem durch die Einlaßöffnung (52) im Pilotbohrer (23) und damit im Kopf (47) des Zellenradgehäuses (36) einströmenden Bohrgut gefüllt werden. Hiernach werden die betreffenden Kammern von dem Überdeckungsbereich (77) im Kopf (47) des Zellenradgehäuses (36) abgedeckt und gegenüber der Einlaßöffnung (52) abgedichtet. Den Kammerbereichen (84, 85) gegenüber liegt die Fluid-Einlaßöffnung (86) im Boden (49), über die das Bohrgut im Zellenrad (28) mit dem Spülfluid vermischt wird. Dazu wird das Fluid über den in Fig. 2 dargestellten Spülkanal (38) und den Ringraum (61), die Radialbohrungen (59), die Axialbohrung (58) und erneut über die Radialbohrungen (60) in die Erweiterung (62) geführt. Das Bohrgut-Fluid-Gemisch (53) aus den Kammerbereichen (84, 85) der Fig. 3 wird dann in den Auslaß (44) drückt, von wo es durch das untere Ende (43) (siehe Fig. 1) in den Steigkanal (42) und von dort über die Steigleitung (17) zum nichtdargestellten Schachtmund gefördert wird.

In Fig. 3 ist an die beiden Außlaßbereiche (84, 85) wiederum ein relativ breiter Überdeckungsbereich (78) im Kopfteil (47) des Zellenradgehäuses (36) angeschlossen, der zu dem noch nachfolgend beschriebenen Entspannungsbereich die Auslaßbereiche (84, 85) unbedingt abdichten muß. Dieser Entspannungsbereich schließt sich hieran an und ist mit den schmalen Bereichen (87 und 88) bezeichnet. In dieser Bewegungsphase stehen diese Bereiche (87 und 88) über nicht dargestellte Kanäle vorteilhaft oberhalb des Pilotbohrers (23) mit dem Schacht (6) in Verbindung, so daß die in der Auslaßphase unter Druck gesetzten Kammern (80) des Zellenrad (28) diesen Druck entspannen können, ohne daß das Bohrgut in der Nähe der Einlaßöffnung (52) aufwirbelt und damit der Füllungsgrad der Zellenradschleuse (27) vermindert wird. An die Entspannungsbereiche (87, 88) schließen sich erneut die Füllungs- bzw. Einlaßbereiche (81, 82, 83) zur erneuten Füllung der einzelnen Kammern (80) an.

Es versteht sich, daß die Erfindung verschiedene Abweichungen zuläßt. So kann beispielsweise der zu Fig. 2 beschriebene Energiespeicher (63) durch pneumatisch und/oder hydraulisch wirkenden Zylinder-Kolbeneinheiten ersetzt werden.

Ferner können die Lippendichtungen (72, 73, 74) auch durch andere geeignete Dichtungen ersetzt werden.

Außerdem kann der Zwischenraum zwischen den Hohlwellen (29 und 30) als Spülkanal - ähnlich dem Spülkanal (38) - ausgebildet werden. In diesem Fall weist der Spülkanal einen kreisringförmigen Querschnitt auf.

Und schließlich kann der Spülkanal (38) mit dem Zwischenraum zwischen dem Mantel (51) des Zellenrades (27) und dem Mantel (48) des Pilotbohrers (23) oder mit zur Drehachse (67) parallel verlaufenden Längsbohrungen im Mantel (48) des Pilotbohrers (23) oder mit zur Drehachse (67) parallel verlaufenden Längsbohrungen im Mantel (48) des Pilotbohres (23) in Verbindung gesetzt werden und dieser Zwischenraum bzw. diese Längsbohrungen werden sodann mit dem Erweiterungskanal (62) des Bodens (49) des Zellenradgehäuses (36) verbunden. Bei dieser Ausführungsform kann auf die Dichtungen (73 und 74) der Zellenradwelle (50) sowie auf die dort offenbarte Längsbohrung (58) und die Radialbohrungen (59 und 60) verzichtet werden.

Bezugszeichenliste:
Schachtbohrmaschine
1
Führungsvorrichtung	2
Führungskufen	3; 4
Schreitvorrichtung	5
Schacht	6
Schreitzylinder	7
Spannpratzen	8
Bohrkopf	9
Bohrwerkzeuge	9 a; 14
Antriebsaggregate	10; 11; 12; 13
Energieverteilung	14
elektrische Zuleitung	15
Spülleitung	16
Steigleitung	17
Schrämscheibe	18
Antriebsrad	19
Außenverzahnung	20
Lager	21; 22
Pilotbohrer	23
Außenmantel von Pilotbohrer 23	25
Wendel	26
Zellenradschleuse	27
Zellenrad	28
Hohlwelle	29; 30
Lager	31
Antriebsritzel	32; 34
Antriebszahnrad	33; 35
Zellenradgehäuse	36
Längsachse der Hohlwelle 30	37
Spülkanal	38
unteres Ende von Spülkanal 38	39
oberes Ende von Spülkanal 38	40
Spülkopf	41
Steigkanal	42
unteres Ende von Steigkanal 42	43
Austrittsöffnung der Zellenradschleuse 27	44
oberes Ende von Steigkanal 42	45
Dichtkopf	46
Kopfteil des Zellenradgehäuses 36	47
Mantel des Pilotbohrers 23	48
Boden	49
Zellenradwelle	50
Mantel vom Zellenrad	51
Einlaßöffnung im Kopfteil 47	52
Bohrgut-Fluid-Gemisch	53
Bohrlochsohle	54
Pilotbohrloch	55
Pfeile	56; 57; 75; 76
Längsbohrung der Zellenradwelle 50	58
Radialbohrungen	59; 60
Ringkanal	61
Erweiterungskanal	62
Energiespeicher	63
Enden von Feder 63	64; 65
Innenwandung des Pilotbohrers	66
Drehachse der Zellenradwelle 50	67
Zylinder-Kolbeneinheit	68
Kolbenenden	69; 70
Ausnehmung im Boden 49	71
Lippendichtungen	72; 73; 74
Überdeckungsbereiche	77; 78; 79
Kammern	80
Kammerbereiche	81; 82; 83; 84; 85
Fluideinlaßöffnung	86
Entspannungsbereiche	87; 88

Claims

1. Schachtbohrmaschine (1) mit einer Führungs- (2) und Schreitvorrichtung (5), mit gemeinsam mit dem einen Pilotbohrer (23) aufweisenden Bohrkopf (9) im Schacht (6) absteigenden Antriebsaggregaten (10, 11, 12, 13) und mit einer Spülvorrichtung (16, 17), von welcher ein Fluid über eine Spülleitung (16) zu einer in der Schachtbohrmaschine (1) angeordneten Zellenradschleuse (27) förderbar ist, dort mit dem Bohrgut mischbar und sodann dieses Bohrgut-Fluid-Gemisch (53) über eine Steigleitung (17) zum Schachtmund förderbar und daß die Zellenradschleuse (27) in dem Pilotbohrer (23) des Bohrkopfes (9) angeordnet ist.

2. Schachtbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenradschleuse (27) im Zentrum des Pilotbohrers (23) angeordnet ist und ihr Zellenrad (28) von einer ersten Hohlwelle (29) antreibbar ist, die konzentrisch von einer zweiten Hohlwelle (30) umgriffen ist, von welcher das Zellenradgehäuse (36) mit vom Zellenrad (28) abweichender Drehzahl antreibbar ist.

3. Schachtbohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hohlwelle (29) zur zweiten Hohlwelle (39) mit entgegengesetzter Drehrichtung umläuft.

4. Schachtbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Hohlwelle (30) parallel zu ihrer Längsachse (37) mindestens ein Spülkanal (38) angeordnet ist, der am unteren Ende (39) in die Zellenradschleuse (27) einmündet und an seinem oberen Ende (40) über einen Spülkopf (41) mit der Spülleitung (16) verbunden ist.

5. Schachtbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hohlwelle (29) einen zentralen Steigkanal (42) aufweist, der an seinem unteren Ende (43) mit der Austrittsöffnung (44) der Zellenradschleuse (27) in Verbindung steht und an seinem oberen Ende (45) über einen Dichtkopf (46) mit der Steigleitung (17) verbunden ist.

6. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigleitung (17) und die Spülleitung (16) undrehbar angeordnet sind.

7. Schachtbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Rahmen als Führungsvorrichtung (2) ein erster Antriebsmotor (12) für die erste Hohlwelle (29) und ein zweiter Antriebsmotor (13) für die zweite Hohlwelle (30) angeordnet sind.

8. Schachtbohrmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebsmotoren (12, 13) die beiden Hohlwellen (29, 30) über Getriebe (32, 33; 34, 35) antreiben.

9. Schachtbohrmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebe (32, 33; 34, 35) aus Zahnrad oder Kettengetrieben bestehen.

10. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenradgehäuse (36) von einem Kopfteil (47), von einem Mantel (48) des Pilotbohrers (23) und von einem Boden (49) gebildet ist, wobei das Kopfteil (47) und der Boden (49) drehfest mit dem Pilotbohrer (23) verbunden sind und zwischen Kopfteil (47) und Boden (49) das Zellenrad (28) drehbar ist.

11. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilotbohrer (23) außer mit stirnseitigen Bohrwerkzeugen (24) mit einer Schneckenwendel (26) am äußeren Mantel (25) versehen ist.

12. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenrad (28) am Umfang (51) geschlossen und über eine Einlaßöffnung (52) im Kopfteil (47) des Zellenradgehäuses (36) beschickbar und durch die gleichfalls im Kopfteil (47) befindliche Austrittsöffnung (44) entleerbar ist.

13. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens der Höhe der Einlaßöffnung (52) im Kopfteil (47) des Zellenradgehäuses (36) aktive und/oder inaktive Erweiterungsbohrwerkzeuge (18, 9 a) angeordnet sind und in etwa dieser Höhe die Schneckenwendel (26) endet.

14. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenrad (28) von einer mit der ersten Hohlwelle (29) in Antriebsverbindung stehenden Zellenradwelle (50) antreibbar ist, die eine Längsbohrung (58) und mehrere oberhalb und unterhalb des Zellenrades (28) davon abzweigende Radialbohrungen (59, 60) aufweist, von denen die oberhalb des Zellenrades (28) befindlichen Radialbohrungen (59) in einen vom Kopfteil (47) des Zellenradgehäuses (36) umgriffenen Ringkanal (61) enden, in den der Spülkanal (38) für das Fluid einmündet.

15. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die unterhalb des Zellenrades (28) in der Zellenradwelle (50) angeordneten Radialbohrungen (60) in einen im Boden (49) des Zellenradgehäuses (36) endenden Erweiterungskanal (62) einmünden.

16. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (49) des Zellenradgehäuses (36) axial auf der Zellenradwelle (50) entgegen der Kraft von mindestens einem Energiespeicher (63) verschieblich und gegen das Zellenrad (28) andrückbar ist.

17. Schachtbohrmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (63) aus einer im Boden (49) angeordneten Feder besteht, die sich mit einem Ende (64) gegen den Boden (49) und mit ihrem anderen Ende (65) gegen eine Innenwandung (66) des Pilotbohrers (23) abstützt.

18. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (49) des Zellenradgehäuses (36) in einem Bereich größter Druckbeaufschlagung mit mindestens einer Zylinder-Kolbeneinheit (68) versehen ist, deren eines Kolbenende (69) von dem Bohrgut-Fluid-Gemisch (53) beaufschlagt und deren Zylinder (71) von einer Ausnehmung im Boden (49) gebildet ist, während sich das andere Kolbenende (70) gegen die Innenwandung (66) des Pilotbohrers (23) abstützt.

19. Schachtbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in Umlaufrichtung (75) des Zellenrades (28) zwischen der Auslaß- (44) und der Einlaßöffnung (52) im Kopfteil (47) oder im Boden (49) des Zellenradgehäuses (36) Entspannungsbereiche (87, 88) angeordnet sind, die mit einem im freien Raum des Schachtes (6) endenden Entspannungskanal verbunden ist.

20. Schachtbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den Hohlwellen (29, 30) als Spülkanal ausgebildet ist.

21. Schachtbohrmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülkanal (38) mit dem Zwischenraum zwischen dem Mantel (51) des Zellenrades (27) und dem Mantel (48) des Pilotbohrers (23) oder mit zur Drehachse (67) parallel verlaufenden Längsbohrungen im Mantel (48) des Pilotbohrers (23) in Verbindung steht und dieser Zwischenraum bzw. diese Längsbohrungen mit dem Erweiterungskanal (62) des Bodens (49) des Zellenradgehäuses (36) verbunden sind.