DE3634144A1

DE3634144A1 - Geraet zur gesteinsbearbeitung, insbesondere blockbohrgeraet

Info

Publication number: DE3634144A1
Application number: DE19863634144
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Porsfeld
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1987-05-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Gesteinsbearbeitung, ins besondere Blockbohrgerät, mit mindestens einem Bearbeitungswerk zeug, insbesondere Bohrwerkzeug, vorzugsweise in Form eines Bohrhammers.

Beim blockweisen Abbau von Steinbrüchen geht man derzeit so vor, daß längs einer vorgegebenen Linie im Abstand voneinander Löcher in das Gestein gebohrt werden, und zwar von Hand mit Druckluft bohrhämmern, die größenmäßig etwa einem Preßlufthammer für den Tiefbau entsprechen. In die gebohrten Löcher werden dann Spalt keile eingesetzt und mittels hydraulischer Einrichtungen ge spreitzt. Das Gestein wird dadurch längs der vorgegebenen Bohr lochlinie "abgesprengt".

Es ist augenscheinlich, daß diese Arbeit äußerst beschwer lich, lärm- und staubintensiv sowie ungenau ist. Bei schlechten Witterungsbedingungen, insbesondere im Winter, kann diese Arbeit nicht mehr zugemutet werden. Sie wäre darüberhinaus auch gefährlich. Aus diesem Grunde ruht im Winter auch jegliche Steinbrucharbeit. Bei Bohrloch tiefen von mehr als 1 m ist eine exakte Führung des Bohr hammers nicht mehr gewährleistet. Es läßt sich nicht vermeiden, daß die Bohrungen in größeren Tiefen bis zu 1 m gegeneinander verlaufen, sich teilweise sogar kreu zen. Diese Gefahr besteht insbesondere bei wechselnden Gesteinsschichten. Da der Rohblock unbeschädigt sein muß, haben verlaufende Bohrungen erhebliche Materialver luste zur Folge, wobei derzeit die Materialverluste bis zu 30% betragen.

Bei der beschriebenen Vorgehensweise ist es auch äußerst problematisch, das anfallende Bohrklein abzuführen. Vor allem muß auch stets darauf geachtet werden, daß anfallen des Bohrklein nicht in ein benachbartes Bohrloch gelangt. Dieses würde nämlich das Einsetzen der Spaltkeile erheb lich behindern.

Trotz Schutzvorkehrungen, wie Ohrenschützer, lassen sich Gehörschäden nicht vermeiden, und zwar aufgrund der ex tremen Nähe des Steinbrucharbeiters zum Bohrhammer. Aus diesem Grunde verwundert es nicht, daß im Steinbruch sehr viele Arbeiter nahezu gehörlos sind, zumal sehr viele Arbeiter es auch versäumen, Ohrenschützer aufzusetzen.

Schließlich führen auch die permanenten mechanischen Schwingungen, die vom Bohrhammer auf den Körper des Steinbrucharbeiters übertragen werden, zu nicht unerheb lichen Gesundheitsschäden.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrun de, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem unter besonderer Achtung der Gesundheit der Steinbrucharbeiter rationell und mit minimalem Material verlust Sommer wie Winter ein blockweiser Abbau von Steinbrüchen möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruches 1, sowie hinsichtlich konstruktiver Details nach den Unteransprüchen, gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird die Unmit telbarkeit zwischen Bohrwerkzeug, insbesondere Bohrham mer, und Steinbrucharbeiter gelöst, ohne daß die Beweg lichkeit des Bohrwerkzeuges hinsichtlich seiner Positio nierung beeinträchtigt ist. Insofern stellt die Erfin dung eine Art "Roboter-Konstruktion" dar. Durch die räumliche Trennung von Bohrwerkzeug und Steinbrucharbei ter lassen sich die o.g. gesundheitsschädlichen Einwir kungen ganz erheblich reduzieren. Desweiteren ist ein wesentlich präziseres Bohren möglich, und zwar im Be darfsfall bis zu 10 m Bohrlochtiefe. Beim manuellen Bohren konnten Bohrlochtiefen bis maximal 2 m beherrscht werden. Die großen Bohrlochtiefen lassen sich insbeson dere dann beherrschen, wenn die Trageinrichtung für das Bohrwerkzeug der Ausleger eines Baggers, insbesondere Löffelbaggers, gemäß Anspruch 2 ist. Die Masse des Bag gers läßt sich zur Stabilisierung des Bohrwerkzeuges voll einsetzen, wobei mit den Maßnahmen nach Anspruch 11 ein dosierter "Masseneinsatz" möglich ist, d.h. abhän gig vom Bohr-Widerstand. Auf diese Weise ist auch ge währleistet, daß der Bohrer beim Eindringen in eine tie fer gelegene weiche Bodenschicht, z.B. Lehmschicht, nicht plötzlich "durchfällt".

Dadurch, daß die Trageinrichtung Teil eines Baggers ist, werden zusätzliche Freiheitsgrade der Drehung geschaffen, d.h. die Beweglichkeit des Bohrwerkzeuges hinsichtlich seiner Positionierung zusätzlich erhöht. Dies gilt insbesondere auch für die Maßnahmen nach den Ansprüchen 3 und 4. Des weiteren ist durch den Bagger Mobilität gewährleistet. Die Bohrarbeiten können vom Führerhaus des Baggers aus gesteuert werden, d.h. von einer geräuschgedämpften Um gebung, die zusätzlich vor Staub oder dergleichen geschützt ist. Desweiteren kann vom Führerhaus des Baggers sehr be quem auch im Winter gearbeitet werden.

Schließlich sind von nicht unerheblicher Bedeutung die Maßnahmen nach den Ansprüchen 8 und 9. Dadurch lassen sich das bzw. die Bohrwerkzeuge äußerst präzise positio nieren und verfahren sowie die Bohrlochtiefe millimeter genau bestimmen.

Von weiterer Bedeutung für Bohrklein- und Staubabführung sowie Geräuschdämpfung ist die Saugglocke nach den Ansprü chen 12 ff., wobei die konstruktiven Details nach den Ansprüche 13 ff. die Möglichkeit geben, sehr schnell und einfach einen Bohrstangenwechsel durchzuführen, ohne daß das Gerät verfahren werden muß. Desweiteren ist es dadurch möglich, beim Blockieren eines Bohrwerkzeuges im Gestein dieses vom Bohrhammer zu lösen und den Bohr hammer zur nächsten Position zu verfahren unter An schluß eines neuen Bohrwerkzeuges. Zu diesem Zweck wird lediglich die Saugglocke unter Freigabe des blockierten Bohrwerkzeuges geöffnet und samt Bohrhammer zur nächsten Position verfahren. Dort wird nach Anschluß eines neuen Bohrwerkzeuges am Bohrhammer die Saugglocke wieder ge schlossen und der Bohrvorgang fortgesetzt.

Die Ansprüche 15 und 16 beschreiben Merkmale, die der Handhabungs-Sicherheit im Bereich der öffenbaren Saug glocke dienen.

Von ganz besonderer Bedeutung für die Praxis sind schließ lich noch die Maßnahmen nach Anspruch 19. Durch den der Saugglocke etc. zugeordneten Ultraschallgeber wird sicher gestellt, daß diese stets frei bleibt für die Abfuhr von Bohrklein und Bohrstaub, und zwar auch dann, wenn es sich um feuchtes Material handelt, das normalerweise dazu neigt, sich an der Innenseite der Saugglocke abzu lagern und diese nach nur wenigen Stunden Betriebszeit zu blockieren. Ähnlich verhält es sich im Bereich des erfindungsgemäß vorgesehenen Prall-Abscheiders.

Für eine zusätzliche Schalldämmung sind die Maßnahmen nach den Ansprüchen 20 ff. geeignet. Diese Maßnahmen dienen insbesondere der Schalldämmung im Umkreis der Ar beitsstelle.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 26 läßt sich die Bohr leistung ganz erheblich erhöhen.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes anhand der beigefügten Zeich nungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein an einem Löffelbagger angeschlossenes Gerät nach der Erfindung in Seitenansicht;

Fig. 2 bis 7 Positions-Variationen des erfindungsgemäßen Bohrgerätes unter Darstellung der Flexibili tät desselben;

Fig. 8 einen Teil des Bohrgerätes in Seitenansicht und vergrößertem Maßstab;

Fig. 9 und 10 die an der Lafette des erfindungsgemäß aus gebildeten Gerätes fixierte Hälfte der er findungsgemäß vorgesehenen Saugglocke in Seitenansicht sowie Draufsicht und teilwei sem Querschnitt;

Fig. 11 und 12 die an der Saugglockenhälfte gemäß den Fig. 9 und 10 angelenkte Saugglockenhälfte eben falls in Seitenansicht und Draufsicht bzw. Querschnitt; und

Fig. 13 und 14 einen den beiden Saugglockenhälften zuge ordneten Schließbügel in Seitenansicht und Draufsicht.

Die in den Fig. 1 bis 7 schematisch dargestellte Anord nung zur Gesteinsbearbeitung, nämlich zum blockweisen Abbau eines Steinbruches,besteht aus einem herkömmlichen Löffelbagger 1, an dessen Ausleger 2 eine Bohreinheit 3 angeschlossen ist. Bagger, Ausleger und Bohreinheit bil den ein in sich geschlossenes Blockbohrgerät, wobei der Ausleger 2 des Löffelbaggers 1 als Trageinrichtung für die Bohreinheit 3 bzw. das dieser zugeordnete Bohr werkzeug, nämlich Bohrstange 4, dient. Gegenüber dem Ausleger 2 ist die Bohreinheit 3 und damit das Bohrwerk zeug 4 so angeschlossen, daß es drei Freiheitsgrade der Drehung aufweist, d.h. relativ zum Ausleger 2 um drei, sich je weils senkrecht zueinander erstreckende Achsen x _{1, 3}, y ₆ und z ₁ bewegbar bzw. schwenkbar ist. Der Ausleger 2 weist gegenüber dem Boden 5 zwei Freiheitsgrade der Drehung auf, wobei der eine Freiheitsgrad der Drehung durch die horizontale Anlenkachse x ₂ des Auslegers 2 am Aufbau, nämlich Maschinen- und Führerhaus 6 des Baggers, und der andere Freiheitsgrad der Drehung durch die vertikale Schwenkachse z ₂ des Maschinen- und Führerhauses 6 gegenüber dem Fahrgestell 7 des Baggers definiert ist.

Konkret ist am freien Ende des Auslegers 2 ein Anschluß teil für die Bohreinheit 3, und zwar in Form einer An schlußplatte 8 angelenkt, wobei die Anlenkachse x ₃ sich parallel zur Anlenkachse x ₂ des Auslegers 2 am Maschi nen- und Führerhaus 6 des Baggers erstreckt. Die Anschluß platte 8 ist durch eine an dieser einerseits sowie am Ausleger 2 andererseits angelenkte hydraulische Kolben- Zylinder-Einheit 9 um die Achse x ₃ schwenkbar gehalten. Der Ausleger 2 umfaßt in an sich bekannter Weise zwei gelenkig miteinander verbundene Auslegerarme 10, 11, wobei die Verbindungs-Gelenkachse x ₄ sich parallel zur Anlenkachse x ₂ des Auslegers 2 am Baggeraufbau 6 er streckt. Die Schwenkbewegung des äußeren Auslegerarms 11 gegenüber dem am Baggeraufbau 6 angeschlossenen Aus legerarm 10 um die Achse x ₄ erfolgt ebenfalls mittels einer hydraulisch gesteuerten Kolben-Zylinder-Einheit 12, die am äußeren Auslegerarm 11 einerseits sowie inne ren bzw. am Baggeraufbau 6 angeschlossenen Auslegerarm 10 andererseits angelenkt ist (Anlenkpunkte 13, 14). Die Abstützung des Auslegers 2 erfolgt durch eine hydraulisch gesteuerte Kolben-Zylinder-Einheit 15, die am Baggeraufbau bzw. Maschinen- und Führerhaus 6 ei nerseits sowie am inneren Auslegerarm 10 andererseits angelenkt ist. Die Anlenkung am inneren Auslegerarm 10 ist in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 16 gekennzeichnet.

Die Anlenkpunkte der oben erwähnten Kolben-Zylinder- Einheit 9 an der Anschlußplatte 8 einerseits sowie am äußeren Auslegerarm 11 andererseits sind in Fig. 1 mit den Bezugsziffern 17 und 18 gekennzeichnet.

Der Anschluß der Bohreinheit 3 an der Anschlußplatte 8 erfolgt über eine dreieckrahmenartige Anschlußkonsole 19, wobei die Verbindung zwischen Anschlußkonsole 19 und Anschlußplatte 8 als Drehlager ausgebildet ist, de ren geometrische Drehachse z ₁ sich senkrecht zur An schlußplattenebene erstreckt. In Fig. 1 steht die Dreh achse z ₁ senkrecht zum Boden 5, d.h. erstreckt sich parallel zur Schwenkachse z ₂ des Maschinen- und Führer hauses 6 relativ zum Fahrgestell 7 des Baggers 1. Die Drehung der Anschlußkonsole 19 relativ zur Anschlußplat te 8 um die Achse z ₁ erfolgt mittels eines gesondert zugeordneten, in der Zeichnung nicht dargestellten An triebsmotors, insbesondere Hydraulikmotor, und zwar über einen Bereich von 360°.

Die Bohreinheit 3 umfaßt einen fachwerkrahmen-artig aus gebildeten Querträger 20 mit einem oberen und unteren, jeweils als Laufschiene ausgebildeten Querholm 21 bzw. 22. Dieser etwa 3 bis 4 m lange Querträger 20 (siehe auch Fig. 6) ist an der Anschlußkonsole 19 angelenkt, wobei die sich parallel zur Längserstreckung des Querträgers 20 erstreckende Anlenkachse x ₁ im unteren Bereich des Querträgers 20 bzw. etwa auf Höhe des unteren Querhol mes 22 liegt. Im übrigen wird der Querträger 20 an der Anschlußkonsole 19 durch eine oberhalb der Anlenkachse x ₁ angeordnete, vorzugsweise ebenfalls hydraulisch ge steuerte Kolben-Zylinder-Einheit 23 gehalten. Durch die se Kolben-Zylinder-Einheit 23 läßt sich die Bohreinheit 3 bzw. der Querträger 20 derselben relativ zur Anschluß konsole 19 um die Anlenkachse x ₁ verschwenken, wobei nach Fig. 7 der Schwenkbereich also insgesamt etwa 14° beträgt. Bei entsprechender Dimensionierung kann dieser Schwenkbereich natürlich verändert werden. Dies hängt nicht zuletzt von äußeren Bedingungen ab, an die das Bohrgerät anzupassen ist.

An den Querholmen 21, 22 ist ein längs derselben hin und herverfahrbarer Wagen 24 abgestützt, wobei die Stütz rollen in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 25, 26, gekenn net sind.

Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß der Querträger 20 bzw. Bohreinheit 3 relativ zur Anschlußkonsole 19 verdrehbar ist, wobei die Drehachse y sich senkrecht zur Drehachse z ₁ erstreckt. Zu diesem Zweck ist ent sprechend Fig. 8 an der Anschlußkonsole 19 eine Quer träger-Anschlußplatte 27 angelenkt, und zwar unter Aus bildung der bereits oben erwähnten Anlenkachse x ₂. Der Anschluß des Querträgers 20 an der genannten Anschluß platte 27 erfolgt dann über ein Drehlager, das in Fig. 8 mit der Bezugsziffer 28 angedeutet ist. Dieses Drehlager 28 definiert die erwähnte Drehachse y. Der Drehbereich des Querträgers 20 um die Achse y erstreckt sich über 360°. Zu diesem Zweck ist dem Querträger 20 ein geson derter Drehantrieb zugeordnet, vorzugsweise wieder ein Hydraulikmotor. Dieser ist in der Zeichnung nicht darge stellt. Fig. 6 zeigt die Vorteilhaftigkeit des durch die Drehachse y definierten Freiheitsgrades der Drehung, nämlich beim Arbeiten an einem schrägen Hang. Die Vorteilhaftigkeit des durch die Anlenkachse x ₁ definierten Freiheitsgrades der Drehung ist in Fig. 7 dargestellt, nämlich bei schrägem Stand des Baggers 1 relativ zur zu bohrenden Gesteins oberfläche.

Am Wagen 24, der längs des Querträgers 20 hin- und her verfahrbar ist, ist eine sogenannte Lafette 29 befe stigt und zwar derart, daß sie sich etwa senkrecht zum Querträger 20 erstreckt. Die Lafette 29 ist also zusam men mit dem Wagen 24 auf dem Querträger 20 hin- und her verfahrbar. Desweiteren ist die Lafette 29 so am Wagen 24 angeordnet, daß sie längsverschieblich ist, wobei die Längsverschiebung durch eine Kolben-Zylinder-Einheit 30 bewirkt wird (siehe Fig. 8). Die Wegstrecke beträgt vorzugsweise zwischen etwa 60 cm und 120 cm. Das Linear lager zwischen Lafette 29 und Wagen 24 ist in Fig. 8 mit der Bezugsziffer 31 angedeutet. An der dem Querträger 20 abgewandten Seite der Lafette 29 ist die Bohreinheit 3, nämlich ein Bohrhammer 32 samt Bohrstange 4 hin- und herverfahrbar gelagert, und zwar in Längsrichtung der Lafette 29 (Doppelpfeil 33).

Zur Hin- und Herbewegung des Bohrhammers 32 samt Bohrstan ge 4 längs der Lafette 29, d.h. in Richtung des Doppel pfeiles 33, ist der Bohrhammer 32 bzw. der diesem zugeord nete Schlitten 34 mit einer an den beiden Enden der Lafet te 29 umlaufenden Kette verbunden, die mit einem, einem Antriebsmotor (Hydraulikmotor 35) zugeordneten Antriebs ritzel zusammenwirkt. Der Bohrhammer 32 wird also samt Bohrstange 4 mittels der umlaufenden Kette entweder nach oben oder nach unten gezogen. Dem erwähnten Antriebs ritzel ist noch eine (nicht dargestellte) Schlitzscheibe zugeordnet, mittels der unter Zusammenwirkung mit einem optischen oder elektro-magnetischen Sensor die Bewegung des Antriebsritzels und damit die Bewegung der Bohrein heit 3 längs der Lafette 29 digitalisierbar ist. Bei jeder Vorbeibewegung eines Schlitzes der Schlitzscheibe am Sensor wird ein Zählimpuls ausgelöst. Damit werden die Winkelschritte vor- und zurückgezählt. Auf diese Wei se ist eine äußerst exakte Wegstreckenmessung möglich und die Bohrtiefe exakt vorherbestimmbar bzw. feststellbar.

Ähnlich verhält es sich beim Antrieb des Wagens 24. Auch dieser ist mit einer an den beiden Enden des Querträgers 20 umlaufenden Kette verbunden, die mit einem, einem nicht dargestellten Antriebsmotor zugeordneten, Antriebs ritzel zusammenwirkt, wobei dem Antriebsritzel ebenfalls eine Schlitzscheibe zugeordnet ist, mit der unter Zusam menwirkung mit einem optischen oder elektro-magnetischen Sensor die Bewegung des Antriebsritzels und damit des Wagens 24 samt Lafette 29 längs des Querträgers 20 digi talisierbar ist. Auf diese Weise ist die Lafette bzw. die Bohreinheit 3 äußerst exakt positionierbar.

Durch die oben erwähnten Anlenk- bzw. Drehachsen x ₁, x ₂, x ₃, x ₄, y, z ₁ und z ₂ wird eine extrem gute Flexibilität bzw. Beweglichkeit des Gerätes erhalten. Diese Beweglich keit ist anhand der Fig. 2 bis 7 gut erkennbar. Fig. 2 entspricht Fig. 1. Die Bohrung erfolgt senkrecht zur Standebene des Gerätes. In Fig. 3 ist die Bohrung an ei ner senkrechten Wand dargestellt. Ebenso in Fig. 4, und zwar in einem unteren Eckbereich, der normalerweise nicht oder nur schwer zugänglich ist. Auch in Fig. 5 ist die Bohrung an einer senkrechten Wand dargestellt, und zwar an einer sich unterhalb der Standfläche des Gerätes bzw. Baggers 1 erstreckenden senkrechten Wand. In Fig. 6 wird dargestellt, wie eine lotrechte Bohrung an einer abschüs sigen Oberfläche durchgeführt werden kann. Fig. 7 zeigt die Bohrung an einer horizontalen Oberfläche bei schrä gem Stand des Baggers 1. Die Fig. 2 bis 7 zeigen selbst verständlich nicht sämtliche Variationsmöglichkeiten;, sie lassen jedoch die hohe Flexiblität des beschriebenen Gerätes sehr gut erkennen.

Wie bereits einleitend ausgeführt, ist für die Schall dämpfung sowie die Vermeidung von Flugstaub oder derglei chen von besonderer Bedeutung die Anordnung einer Saug glocke 36 am unteren bzw. dem zu bohrenden Gestein zuge wandten Ende der Lafette 29 (siehe Fig. 8), wobei die Saugglocke eine Mehrfachfunktion besitzt:

- Abstützung der Bohreinheit einschließlich Lafette und Querträger an der Gesteinsoberfläche, insbesondere un ter vorgegebener Anpressung mittels der Kolben-Zylin der-Einheiten 9, 12 und/oder 15;
- Staubfang;
- Schalldämpfung;
- Bohrwerkzeug- bzw. Bohrstangen-Lager derart, daß die ses extrem bodennah angeordnet ist.

Wie ebenfalls bereits einleitend angedeutet, ist die Saugglocke 36 öffenbar ausgebildet, wobei die Teilungs ebene sich durch die geometrische Mittelachse des Bohr werkzeuges, nämlich der Bohrstange 4, erstreckt. Die Tei lungsebene ist in den Fig. 10 und 12 mit der Bezugszif fer 37 gekennzeichnet. Demnach besteht die Saugglocke aus zwei Hälften 38, 39, wobei die eine Hälfte 38 starr am unteren Ende der Lafette 29 mit dieser verbunden ist. Die andere Hälfte 39 ist an der zuerst genannten Hälfte angelenkt, und zwar über ein Scharnier 40, dessen Schar nierachse 41 sich parallel zur geometrischen Mittelachse der Bohrstange 4 bzw. der Saugglocke 36 erstreckt. Zur Ausbildung des erwähnten Scharniers sind an der lafetten verbundenen Saugglockenhälfte 38 im Abstand voneinander zwei sich etwa senkrecht zur Saugglockenachse weg er streckende Flansche 42 angeordnet, insbesondere ange schweißt. Die beiden Flansche 42 sind jeweils mit einer Bohrung versehen, die miteinander fluchten und die die Scharnierachse 41 definieren. In entsprechender Weise sind an der anderen Saugglockenhälfte 39 zwei Flansche 43 vorgesehen, die ebenfalls eine durchgehende Bohrung aufweisen. Die Flansche 42, 43 werden ineinandergesteckt unter Fluchtung der in den Flanschen vorgesehenen Bohrun gen. Durch diese wird dann ein Scharnierbolzen hindurch gesteckt, um den die bewegliche Saugglockenhälfte 39 schwenkbar ist.

An der der Scharnierachse 41 diametral gegenüberliegen den Seite ist an die beiden Saugglockenhälften jeweils ein Flansch 44, 45 angeschweißt derart, daß sie sich et wa parallel zur Teilungsebene 37 erstrecken. In Schließ stellung der Saugglocke 36 liegen die einander zugewand ten Innenseiten der Flansche 44, 45 aneinander. Zur Si cherung dieser Stellung ist ein in den Fig. 13 und 14 dargestellter Sicherheits-Schließbügel 46 vorgesehen. Dieser ist an seinem einen Ende an einem der beiden Flan sche, nämlich bei der dargestellten Ausführungsform an dem Flansch 45 der beweglichen Saugglockenhälfte 39, an gelenkt derart, daß der Schwerpunkt des Schließbügels 46 unterhalb der Anlenkung 47 am Flansch 45 liegt. Da durch ist gewährleistet, daß der Schließbügel 46 stets von selbst in die Schließstellung fällt. Dementsprechend hoch ist das Sicherheitsmoment. Im Querschnitt ist der Schließbügel 46 entsprechend Fig. 14 U-förmig ausgebil det. In Schließstellung der Saugglocke werden die beiden Flansche 44, 45 zwischen den beiden Schenkeln 48, 49 des U-förmigen Schließbügels 46 gehalten. Zur Fixierung des Schließbügels 46 in Schließstellung ist vorzugsweise ein Steckbolzen vorgesehen, der durch in Schließstellung miteinander fluchtende Bohrungen in den beiden Schenkeln 48, 49 des Schließbügels sowie den beiden sich parallel zur Teilungsebene 37 erstreckenden Flanschen 44, 45 steckbar ist. Der Schließbügel weist gemäß den Fig. 13 und 14 noch einen bügelartigen Handgriff 50 auf, mit dem der Schließbügel sehr leicht in seine Offenstellung ge bracht und dort gehalten werden kann.

Um die beiden Saugglockenhälften 38, 39 in Schließstel lung relativ zueinander auszurichten unter Ausbildung eines exakten Radiallagers für die durch die Saugglocke 36 hindurchgeführte Bohrstange 4, ist ein Ausrichtstift 51 vorgesehen, der sich senkrecht zur Teilungsebene 37 erstreckt und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der Innenseite des Flansches 44 angeordnet ist. Der über die Teilungsebene 37 überstehende Teil des Ausricht- Stiftes 51 korrespondiert mit einer entsprechenden Boh rung 52 im Flansch 45 der schwenkbar gelagerten Saugglocken hälfte 39.

Der Anschluß der einen Saugglockenhälfte 38 am unteren Ende der Lafette 29 erfolgt über eine Anschlußplatte 53, die mit der zugeordneten Saugglockenhälfte 38 starr ver bunden ist. Die Anschlußplatte 53 weist Bohrungen 54 auf, durch die hindurch entsprechend dimensionierte Befesti gungsschrauben hindurchführbar sind.

Durch die vorgesehen Teilung der Saugglocke 36 ist ein schneller Werkzeugwechsel möglich, ohne daß das Gerät ver fahren werden muß. Vor allem bereitet es keine allzu große Mühe, nach Blockieren eines Bohrwerkzeuges im Ge stein das Gerät von diesem Bohrwerkzeug zu lösen und die Bohreinheit 3 neu zu positionieren nach vorherigem An schluß eines neuen Bohrwerkzeuges bzw. einer neuen Bohr stange 4. Die Saugglocke 36 weist eine Öffnungen 55 auf, an die ein zu einer Saugeinrichtung führender Schlauch 56 anschließbar ist, wobei zwischen der Saugeinrichtung und der Saugglocke 36 vorzugsweise von ein Prallabschei der 57 vorgesehen ist (siehe Fig. 8), in dem etwas größer dimensioniertes Bohrklein abgesondert wird, so daß zur Saug- und Filtereinheit im wesentlichen nur noch mikro skopischer Staub gelangt.

Um bei feuchtem Bohrklein und insbesondere auch beim Ar beiten im Winter ein Verkleben der Saugglocke mit Bohr staub sicher zu vermeiden, ist der Saugglocke ein nicht dargestellter Ultraschallgeber zugeordnet, mit dem an der Innenseite der Saugglocke sowie im Bereich des Schlauchanschlusses anhaftendes Material regelrecht abge sprengt bzw. abfiltriert werden kann. Vorzugsweise ist auch dem Prallabscheider 57 ein entsprechender Ultra schallgeber zugeordnet.

Eine andere Möglichkeit, die Ablagerung von feuchtem Bohr staub zu vermeiden, bestünde darin, daß die Saugglocke extrem stark beheizt wird, so daß im Freiraum der Staub glocke 36 eine Trocknung feuchten Bohrstaubes erfolgt. Dieser neigt wesentlich weniger zur Ablagerung an der Innenseite der Saugglocke, so daß diese entsprechend län ger einsatzbereit ist.

Der dem Boden zugewandten Stirnseite 58 der Saugglocke 36 sind noch über die Stirnseite vorstehende Stützstifte 59 zugeordnet. Durch diese wird eine gewisse Beabstan dung zwischen der bodenseitigen Stirnseite 58 der Saug glocke 36 und dem Boden bzw. der Oberfläche des zu boh renden Gesteins sichergestellt. Es entsteht auf diese Weise ein Ringspalt zwischen der Saugglocke 36 und der Oberfläche des zu bohrenden Gesteins bzw. dem Boden, durch den Umgebungsluft in den Innenraum der Saugglocke 36 nachgesaugt werden kann.

Zur noch besseren Schalldämpfung kann die Saugglocke 36 mit einem von ihr ausgehenden bis zum Gehäuse des Bohr hammers 32 reichenden und gegebenenfalls auch dieses Ge häuse umgebenden Mantel aus schalldämmenden sowie schall dämpfenden Material verbunden sein, wobei dieses Mate rial vorzugsweise flexibel ist, so daß dadurch die Rela tivbewegung zwischen Bohrhammer 32 und Saugglocke 36 nicht behindert wird.

Desweiteren kann zur verbesserten Schalldämpfung die Saugglocke 36 an definierten Stellen Öffnungen zum wei teren Lufteinlaß aufweisen. Die Öffnungen sind vorzugs weise diametral zur Mittelachse der Saugglocke 36, ins besondere gegenüberliegend angebracht. Sie sind deswei teren derart dimensioniert, daß sie zusammen mit dem in der Saugglocke 36 enthaltenen Luftvolumen sogenannte Helmholtzresonatoren bilden.

Schließlich können die genannten Öffnungen derart gleich sinnig geneigt zur Mittelachse der Saugglocke 36 ange bracht sein, daß sich in der Saugglocke 36 ein schrauben förmiger Luftstrom ergibt. Dadurch wird eine gewisse Vor trocknung des Bohrstaubs innerhalb der Saugglocke er reicht, wodurch Ablagerungen zusätzlich vermieden werden.

Versuche haben auch gezeigt, daß es für die Schalldämpfung von Vorteil ist, wenn die Saugglocke sich über den Umfang erstreckende Einwölbungen aufweist, im Bereich derer die zusätzlichen Lufteintrittsöffnungen angeordnet sind.

Durch entsprechende Steuerung der Kolben-Zylinder-Einhei ten 9, 12 und/oder 15 ist es möglich, die Saugglocke 36 auch bei stark wechselndem Bohrwiderstand stets in An lage an der Oberfläche des zu bohrenden Gesteins zu hal ten.

Desweiteren sei zur Hydraulik noch zu sagen, daß für die Drehbewegung des Bohrwerkzeuges, d.h. der Bohrstange 4, ein Hydraulikmotor vorgesehen ist. Der vom Hydraulikmo tor erzeugten kontinuierlichen Drehbewegung kann noch ei ne Oszillation überlagert werden, und zwar mittels eines dem Hydraulikmotor zugeordneten Hydraulik-Pulsators. Da durch entsteht eine Art vibrierende Drehbewegung des Bohr werkzeuges. Vorzugsweise wird der Drehbewegung der Bohr stange 4 eine Pulsation aufgeprägt, die im Resonanzbe reich des zu bohrenden Gesteins liegt. Auf diese Weise läßt sich die Bohrleistung ganz erheblich erhöhen.

Abschließend sei noch erwähnt, daß bei der dargestellten Ausführungsform nur eine Lafette 29 vorgesehen ist. Es ist jedoch genauso gut denkbar, auf dem Querträger 20 zwei oder drei Lafetten mit entsprechenden Bohreinheiten anzuordnen, und zwar derart, daß sie entweder gemeinsam oder individuell bzw. unabhängig voneinander längs des Querträgers 20 hin- und herverfahrbar sind.

Im Bereich unterhalb der Gelenkachse x ₂ kann noch ein Stützlager 61 vorgesehen sein, um das herum die Bohrein heit 3 einschließlich Querträger 20, Lafette 29 und Kon sole 19 kippbar ist unter gleichzeitiger Positionierung der Saugglocke 36 derart, daß unter Abstützung am Boden sich ihre Mittelachse und damit die Bohrstange 4 in einem vorgegebenen Bohr-Winkel, in der Regel etwa 90°, gegen über der Boden- bzw. Gesteinsoberfläche erstreckt (sie he Fig. 8). Das Stützlager 61 ist als sich von der Kon sole 19 in Bohrrichtung erstreckende Stütze ausgebildet, deren freies Ende eine Spitze aufweist, zumindest keil bzw. schneidenartig ausgebildet ist Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Claims

1. Gerät zur Gesteinsbearbeitung, insbesondere Blockbohrgerät, mit einer mindestens ein Bearbeitungswerkzeug, insbesonde re Bohrstange (4), umfassenden Bohreinheit (3), gekennzeichnet durch eine Trageinrichtung (2), an der die Bohreinheit (3) derart anschließbar ist, daß es gegenüber der Trageinrichtung (2) drei Freiheitsgrade der Drehung aufweist, d.h. relativ zur Trageinrichtung (2) um drei sich jeweils senkrecht zueinan der erstreckende Achsen (x _{1, 3}, y, z ₁) bewegbar, nämlich schwenkbar ist, und daß die Trageinrichtung (2) selbst gegen über dem Boden (5) mindestens zwei Freiheitsgrade der Drehung aufweist, insbesondere um eine sich etwa senkrecht zum Boden (5) sowie etwa parallel dazu erstreckende Achse (z ₂ bzw. x ₂) schwenkbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung durch einen am Aufbau, näm lich Maschinen- und Führerhaus (6), eines Baggers (1), insbesondere Löffelbaggers, angelenkten Ausleger (2) gebildet ist, wobei der eine Freiheitsgrad der Drehung desselben durch die Anlenkachse (x ₂) des Auslegers (2) am Baggeraufbau (6) und der andere Freiheitsgrad der Drehung durch eine aufrechte Schwenkachse (z ₂) defi niert ist, um die der Aufbau (6) des Baggers (1) rela tiv zu einem Untergestell, insbesondere Fahrgestell (7), desselben schwenkbar ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Auslegers (2) ein Anschlußteil für die Bohreinheit (3), insbesondere in Form einer Anschlußplatte (8), angelenkt ist, wobei die Anlenk achse (x ₃) sich etwa parallel zur Anlenkachse (x ₂) des Auslegers (2) am Baggeraufbau (6) erstreckt.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (2) in an sich bekannter Weise aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Auslegerarmen (10, 11) besteht, wobei die Verbindungs-Gelenkachse (x ₄) sich parallel zur Anlenkachse (x ₂) des Auslegers (2) am Baggeraufbau (6) erstreckt.

5. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohreinheit (3) längs einer Lafette (29) hin und herverfahrbar ist und damit einen ersten Freiheits grad der Verschiebung erhält.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bohreinheit (3) tragende Lafette (29) längs eines sich etwa senkrecht zu dieser erstrecken den Querträgers (20) hin- und herverfahrbar ist, wo durch die Bohreinheit (3) einen weiteren, nämlich zweiten Freiheitsgrad der Verschiebung erhält.

7. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bohreinheit (3) tragende Lafette (29) re lativ zu ihrem Anschluß am Ausleger (2) des Baggers (1) in Richtung ihrer Längserstreckung hin- und her bewegbar ist, vorzugsweise mittels eines Hydraulik antriebs (Kolben-Zylinder-Einheit 30).

8. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die längs der Lafette (29) verfahrbare Bohrein heit (3) mit einer an den beiden Enden der Lafette (29) umlaufenden Kette verbunden ist, die mit einem einem Antriebsmotor (35) zugeordneten Antriebsritzel zusammenwirkt, wobei dem Antriebsritzel eine Schlitz scheibe zugeordnet ist, mittels der in Verbindung mit einem optischen oder elektro-magnetischen Sensor die Bewegung des Antriebsritzels und damit die Bewegung der Bohreinheit (3) einschließlich Bohrwerkzeug (Bohr stange 4) längs der Lafette (29) digitalisierbar und durch Impulszählung bestimmbar ist.

9. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die längs des Querträgers (20) hin- und herver fahrbare Lafette (29) mit einer an den beiden Enden des Querträgers (20) umlaufenden Kette verbunden ist, die mit einem einem Antriebsmotor zugeordneten Antriebs ritzel zusammenwirkt, wobei dem Antriebsritzel eine Schlitzscheibe zugeordnet ist, mit der in Verbindung mit einem optischen und/oder elektro-magnetischen Sen sor die Bewegungen des Antriebsritzels und damit die Bewegung der Lafette (29) längs des Querträgers (20) digitalisierbar und durch Impulszählung bestimmbar ist.

10. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der am Aufbau (6) des Baggers (1) angelenkte Aus leger (2) durch am Ausleger (2) bzw. den Auslegerar men (10, 11) einerseits und am Aufbau (6) des Baggers (1) andererseits angelenkte hydraulisch, pneumatisch oder hydro-pneumatisch gesteuerte Kolben-Zylinder-Ein heiten (12, 15) sowie die am freien Ende des Ausle gers (2) angelenkte Anschlußplatte (8) für den An schluß der Bohreinheit (3) bzw. für den Anschluß des die Bohreinheit (3) tragenden Querträgers (20) durch eine an der Anschlußplatte (8) einerseits und am Aus leger (2) bzw. äußeren Auslegerarm (11) andererseits angelenkte hydraulisch, pneumatisch oder hydro-pneu matisch gesteuerte Kolben-Zylinder-Einheit (9) gehal ten und in aufrechter Ebene verschwenkbar sind unter entsprechender Positionierung der Bohreinheit (3) bzw. des dieser zugeordneten Bohrwerkzeuges (Bohrstange 4) gegenüber dem zu bearbeitenden Gestein.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bohreinheit (3) tragende Lafette (29) an der Oberfläche des zu bearbeitenden Gesteins ab stützbar ist, wobei der Druck, der mittels der dem Ausleger (2) und/oder der Anschlußplatte (8) zugeord neten Kolben-Zylinder-Einheiten (12, 15 bzw. 9) auf das Bohrwerkzeug (Bohrstange 4) und damit auf das zu bohrende Gestein ausgeübt wird, widerstandsabhängig steuerbar ist derart, daß die Lafette (29) stets in Anlage an der Gesteinsoberfläche bleibt.

12. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbe sondere Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Lafette (29) an der Gesteins oberfläche (5) über eine Saugglocke (36) erfolgt, durch die sich unter radialer Abstützung das Bohr werkzeug (Bohrstange 4) hindurcherstreckt.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugglocke (36) öffenbar ist, wobei die Tei lungsebene sich etwa durch die geometrische Mittel achse des Bohrwerkzeuges (Bohrstange 3) erstreckt.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere, d.h. dem Bagger (1) abgewandte Hälfte (39) der Saugglocke (36) einschließlich der entsprechenden Hälfte der Bohrstangenlagerung nach vorne wegschwenkbar ist unter Freigabe des Bohrwerk zeuges (Bohrstange 4).

15. Gerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der öffenbaren Saugglocke (36) ein Verschluß zu geordnet ist, der einen Schließbügel (46) umfaßt derart, daß er in Schließstellung sich parallel zur Teilungsebene (37) erstreckende Flansche (44, 45) der beiden Saugglockenhälften (38, 39) umschließt und zusammenhält.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließbügel (46) so an der mit der Lafette (29) starr verbundenen Hälfte (38) der Saugglocke (36) angelenkt ist, daß sein Schwerpunkt unterhalb der Anlenkung (47) liegt und er sich dementsprechend durch sein Eigengewicht stets in Schließstellung be wegt.

17. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an die Saugglocke (36) ein Schlauch (56) ange schlossen ist, der mit einer am Aufbau (6) des Bag gers (1) angeordneten Saug- und Filtereinheit (60) verbunden ist.

18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Saugglocke (36) und Saug- und Filterein heit (60) ein Prall-Abscheider (57) angeordnet ist zur Abscheidung groben Bohrkleins.

19. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugglocke (36) sowie gegebenenfalls auch dem Prall-Abscheider (57) ein Ultraschallgeber zuge ordnet ist, mittels dem an der Innenseite der Saug glocke (36) bzw. des Prall-Abscheiders (57) sowie im Bereich der Schlauchanschlüsse anhaftendes Bohrklein, insbesondere feuchter Bohrstaub, entfernbar nämlich absprengbar ist.

20. Gerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugglocke (36) mit einem von dieser ausgchend bis zum Gehäuse eines dem Bohrwerkzeug (Bohrstange 4) zugeordneten Bohrhammers (32) reichenden, das Bohr werkzeug (Bohrstange 4) und gegebenenfalls auch das Gehäuse des Bohrhammers (32) umgebenden Mantel aus flexiblem und insbesondere schalldämmendem Material verbunden ist.

21. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugglocke (36) an definierten Stellen Off nungen zum (gegebenenfalls zusätzlichen) Lufteinlaß aufweist.

22. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftöffnungen diametral zur Mittelachse der Saugglocke (36), insbesondere gegenüberliegend, ange bracht sind.

23. Gerät nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftöffnungen derart dimensioniert sind, daß sie zusammen mit dem in der Saugglocke (36) ent haltenen Luftvolumen Helmholtzresonatoren bilden.

24. Gerät nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftöffnungen derart gleichsinnig geneigt zur Mittelachse der Saugglocke (36) angebracht sind, daß sich in der Saugglocke (36) ein schraubenförmi ger Luftstrom ergibt.

25. Gerät nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugglocke (36) sich über den Umfang er streckende Einwölbungen aufweist, im Bereich derer Lufteintrittsöffnungen angeordnet sind.

26. Gerät nach cinem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß einer kontinuierlichen Drehbewegung des Bohrwerk zeuges (Bohrstange 4) eine Oszillation oder Pulsa tion überlagerbar ist, so daß das Bohrwerkzeug pul sierend dreht.