DE3634502A1 - Ankerbohrvorrichtung - Google Patents

Description

Eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-OS 31 34 570 bekannt. Solche Vorrichtungen werden im Untertagebau, z.B. beim Abbau von Kohleflözen zur Sicherung der First verwendet und können unmittelbar an der Abbauma­ schine z.B. einer Streckenvortriebsmaschine oder einer Schrämmaschine montiert sein. Nachteilig an der bekannten Ankerbohrvorrichtung ist ihr beschränkter Einsatzbereich. Wenn die Flözendicke bzw. die Stollenhöhe variiert, müssen sie entweder umgesetzt oder durch längere oder kürzere Ein­ heiten ersetzt werden. Die vorliegende Erfindung beseitigt diesen Nachteil durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Ankerbohrvorrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Längsführung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Variante des Teleskopzylinders nach Fig. 1, und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Bohrstangen­ führung.

Auf einer Grundplatte 1, die z.B. an einer Abbaumaschine 2 befestigt sein kann, ist um eine horizontale, parallel zur Vortriebsachse verlaufende Schwenkachse 3 eine Lafette 4 be­ festigt, die eine Bohrmaschine 5 verschiebbar trägt.

Mittels eines Hydraulikzylinders 6 kann die Lafette 4 um die Achse 3 geschwenkt werden, damit ein hinreichender Bereich der First bestrichen werden kann. Die Lafette 4 ist telesko­ pisch und besteht aus einem ersten Träger 7 und einem zwei­ ten Träger 8, der im ersten Träger 7 längsverschiebbar ge­ lagert ist. Am Träger 8 ist ein Schlitten 9 in derselben Richtung längsverschiebbar gelagert, welcher die Bohrma­ schine 5 trägt. Damit wird bei gegebener Bauhöhe ein erheb­ lich grösserer Hub der Bohrmaschine 5 erreicht. Es können deshalb grössere Variationen der Flözdicke bzw. der Stollen­ höhe mit demselben Gerät ohne Ummontieren bewältigt werden als bei herkömmlichen Ankerbohrvorrichtungen. Ausserdem kön­ nen längere Anker gesetzt werden.

Der zweite Träger 8 ist mit dem ersten Träger 7 durch eine erste Hydraulikzylindereinheit 13 verbunden, die aus einem starr mit dem Träger 7 verbundenen Stössel 14 und einem starr mit dem Träger 8 verbundenen Zylinder 15 besteht. Der Zylinder 15 bildet die Kolbenstange einer koaxial zur Zy­ lindereinheit 13 angeordneten zweiten Hydraulikzylinderein­ heit 16, deren Zylinder 17 an jedem Ende mindestens eine Umlenkrolle 20, 21 für einen Kabelzug 22, 23 trägt. Das eine Ende der Kabel 22, 23 ist am zweiten Träger 8, das andere am Schlitten 9 befestigt. Der Hub des Zylinders 17 wird da­ mit auf den Hub des Schlittens 9 übersetzt, so dass der Schlitten 9 über praktisch die ganze Länge des zweiten Trägers 8 verschiebbar ist. Statt der Kabel 22, 23 können auch Ketten oder Bänder eingesetzt werden. Kabel haben je­ doch den Vorteil, dass sie einem geringeren Verschleiss unterworfen und wartungsfreundlicher sind.

Der Druckraum 25 der ersten Zylindereinheit 13 zum Hochfah­ ren des zweiten Trägers 8 ist über eine Verbindungsleitung 26 im Zylinder 15 mit dem Druckraum 27 der zweiten Zylinder­ einheit 16 zum Hochfahren des Schlittens 9 verbunden. Dies hat den Vorteil, dass zum Hochfahren bloss ein Ventil be­ nötigt wird und dass kein beweglicher Verbindungsschlauch zum Ansteuern des Druckraums 27 benötigt wird. Wird für die erste Zylindereinheit 13, entsprechend der strichpunk­ tiert dargestellten Variante, ein doppeltwirkender Zylinder verwendet, so ist dieselbe Lösung auch für die Ansteuerung des zweiten Druckraumes 28 der Zylindereinheit 16 möglich. Bei einfach wirkender Zylindereinheit 13 ist dieser zweite Druckraum 28 über einen nicht dargestellten Schlauch mit dem zugehörigen Steuerventil verbunden.

Um die First während des Bohrens abzustützen und die Bohr­ stange 10 zu führen, ist eine Abstützplatte 31 über zwei weitere, doppelt wirkende Hydraulikzylindereinheiten 32 mit dem ersten Träger 7 verbunden. Die beiden Zylinder 33 der Zylindereinheiten 32 sind starr mit dem Träger 7 verbunden und dienen gleichzeitig als Gleitführung für die starr mit den Kolbenstangen 34 verbundene Abstützplatte 31. Die Ab­ stützplatte 31 hat eine Führungsöffnung 35 zum Führen der Bohrstange 10 und von Ankerstangen.

In Fig. 5 ist die Bohrstangenführung detaillierter darge­ stellt. Die Führungsbohrung 35 für die Bohrstange 10 ist je hälftig in zwei um horizontale Bolzen 37 schwenkbaren L-för­ migen Führungselementen 36 ausgebildet. Die Bolzen 37 sind in Trägern 39 befestigt, welche an der Abstützplatte 31 an­ geschweisst sind. Zwischen dem Kopf der Bolzen 37 und den Führungselementen 36 sind vorgespannte Federn 38 angeordnet, welche nicht dargestellte Vorsprünge der Führungselemente 36 in Rastkerben in den Trägern 39 drücken, so dass die Füh­ rungselemente 36 in der dargestellten Lage gehalten sind. Wenn die Bohrmaschine 5 an die Führungselemente 36 anstösst, schwenken diese weg, so dass die Bohrmaschine bis ans Ge­ stein vorgeschoben werden kann. Die Abstützplatte 31 hat eine vergrösserte Ausnehmung 30, damit nach dem Bohren des Bohrloches der Anker gesetzt werden kann. Der zwischen den weggeschwenkten Führungselementen 35 entstehende Zwischen­ raum und die Ausnehmung 30 sind aus diesem Grund grösser als der Durchmesser der Ankerplatte. Das Setzen von Klebeankern erfolgt ebenfalls mittels der Bohrmaschine 5.

Der zweite Träger 8 ist am ersten Träger 7 und der Schlitten 9 am zweiten Träger 8 durch je eine Rollenführung geführt. Damit ist die Führung wesentlich reibungsärmer und ver­ schleissfester als die zur Führung des Schlittens übliche Gleitführungen. Durch die geringe Reibung ist es möglich, die Axialkraft auf die Bohrmaschine 5 viel genauer zu dosie­ ren als bei bekannten Ankerbohrvorrichtungen. Dies ist ins­ besondere wichtig, wenn ein Drehbohrer statt der sonst übli­ chen Schlagbohrer eingesetzt wird.

Zur Führung des Trägers 8 sind zwei Rollen 40 am oberen Ende des Trägers 7 drehbar befestigt, die in je eine Nut 41 einer mit dem Träger 8 starr verbundenen Schiene 42 eingreifen. Am unteren Ende des Trägers 8 sind zwei weitere Rollen 43 drehbar gelagert, welche in je eine zur Nut 41 parallele Nut 44 in einer am Träger 7 befestigten Schiene 45 eingrei­ fen. Die Schiene 42 hat eine weitere, zu den Nuten 41, 44 parallele Nut 46, in welchen je zwei am Schlitten 9 drehbar gelagerte Rollen 47 laufen.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, sind die Nuten 41, 44 und 46 keilförmig. Die Rollen 40, 43 47 sind zylindrisch und ihre Drehachsen 48, 49, 50 verlaufen jeweils parallel zur einen Seitenwand der Nuten 41, 44, 46. Durch die Keilform der Nuten ist es möglich, durch Einstellen des gegenseitigen Abstandes der Schiene 42 vom Schlitten 9 bzw. von der Schiene 45, oder durch axiales Verschieben der Rollen 40, 43, 47 auf ihren Drehachsen 48, 49, 50 das Führungsspiel einzustellen und allfälligen Verschleiss auszugleichen. Der Schlitten 9 übt auf die Rollenführung 46, 47 und dement­ sprechend auch auf die Rollenführungen 40, 41; 43, 44 durch das Gewicht der Bohrmaschinen 5 und die Axialkraft der Bohr­ stange 10 ein Moment aus, welches stets im selben Sinne wirkt. Dieses wird jeweils durch Linienberührung zwischen den Rollen 40, 43, 47 auf die Nutenwände übertragen. Für das sehr viel geringere Moment in entgegengesetzter Rich­ tung beim Zurückziehen der Bohrstange 10 reicht die punkt­ förmige Berührung zwischen den abgerundeten Stirnkanten 51, 52, 53 und den gegenüberliegenden Nutwänden aus.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die erste Hydraulik­ zylindereinheit 13 doppelt wirkend und hat also einen Druck­ raum 25 zum Hochfahren und einen zweiten Druckraum 24 zum Einfahren des zweiten Trägers 8. Der Druckraum 25 ist hier über einen Schlauch 26′ mit dem Druckraum 27 der Zylinder­ einheit 16 zum Hochfahren des Schlittens 9 verbunden. Die entgegengesetzten Druckräume 24, 28 der Zylindereinheiten 13, 16 sind über einen weiteren Schlauch 29 miteinander ver­ bunden. Die beiden Schläuche 26′,29 sind an ihrem einen Ende an der Zylindereinheit 16 und an ihrem andern Ende am Träger 8 befestigt und durch ein Spannrollenpaar 56 geführt. Alter­ nativ ist es auch möglich, die Schläuche 26′, 29 in zwei ge­ raden, U-förmigen, einander zugewandten Führungsschienen 59 zu führen, wobei die eine Schiene am Träger 8 und die andere Schiene an der Zylindereinheit 16 befestigt ist (Fig. 4b). Lose hängende Schläuche können auf diese Art vermieden wer­ den.

Die beiden Druckräume 24, 25 sind über je eine Bohrung 57, 58 in der Kolbenstange 14 der Zylindereinheit 13 mit je einem Anschluss A, B verbunden. Die Anschlüsse A, B sind über nicht dargestellte Schläuche an ein Schaltventil ange­ schlossen. Die Druckölzufuhr erfolgt also bloss am Fuss der Vorrichtung und es sind keine flexiblen Leitungen von der Abbaumaschine 2 zu den teleskopierbaren Teilen der Vorrich­ tung nötig. Mit einem Ventil können gleichzeitig beide Zy­ lindereinheiten 13, 16 angesteuert werden. Auch beim Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Zylindereinheit 13 über die Kolbenstange 14 ans Ventil angeschlossen.

Zum Ausfahren des Trägers 8 und des Schlittens 9 wird der Anschluss A mit Drucköl beaufschlagt und der Anschluss B mit dem Rücklauf verbunden. Es ist nicht wesentlich, ob dabei zuerst der Schlitten 9 oder der Träger 8 verschoben wird. Ueber die Verbindungsschläuche 26′, 29 sind beide Zylindereinheiten 13, 16 mit derselben Druckdifferenz be­ aufschlagt. Wenn das Bohrloch gebohrt ist, wird der An­ schluss A mit dem Rücklauf und der Anschluss B mit Druck beaufschlagt. Die damit erzeugten Rückzugkräfte reichen zu­ sammen mit dem Eigengewicht vom Schlitten 9 und Träger 8, um auch allenfalls verklemmte Bohrstangen 10 aus dem gebohr­ ten Loch zurückzuziehen.

In den Figuren sind die einzelnen Elemente zum besseren Ver­ ständnis nebeneinander dargestellt. Die Elemente können je­ doch ineinandergeschachtelt werden, so dass sich ein sehr kompakter Aufbau ergibt.

Claims (15)

1. Ankerbohrvorrichtung mit einer Lafette (4), die an einer Grundplatte (1) befestigt ist und einen verschieb­ baren Schlitten (9) mit einer Bohrmaschine (5) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lafette (4) einen ersten Träger (7) umfasst, sowie einen zweiten Träger (8), der längs des ersten Trägers (7) verschiebbar ist und auf welchem der Schlitten (9) verschiebbar geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass der zweite Träger (8) über eine erste Hydraulikzy­ lindereinheit (13) mit dem ersten Träger (7) und über eine zweite Hydraulikzylindereinheit (16) mit dem Schlitten (9) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass der Druckraum (25) der ersten Zylindereinheit (13) zum Hochfahren des zweiten Trägers (8) mit dem Druckraum (27) der zweiten Zylindereinheit (16) zum Hochfahren des Schlittens (9) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, dass beide Zylindereinheiten (13, 16) doppelt wirkend sind, und dass der Druckraum (24) der ersten Zylindereinheit (13) zum Einfahren des zweiten Trägers (8) mit dem Druckraum (28) der zweiten Zylindereinheit (16) zum Einfahren des Schlittens (9) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, dass die Verbindungen zwischen den Druckräumen (25,27; 24,28) je eine flexible Leitung (26′,29) umfassen, deren eines Ende am zweiten Träger (8) und deren anderes Ende an der zweiten Zylindereinheit (16) befestigt ist, wobei die beiden Leitungen (26′,29) durch ein Rollenpaar (56) oder durch Führungsschienen geführt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die beiden Druckräume (24, 25) der ersten Zylindereinheit (13) über je eine Bohrung (57, 58) in der Kolbenstange (14) der ersten Zylindereinheit (13) mit An­ schlüssen (A, B) für ein Ventil verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (14) der er­ sten Zylindereinheit (13) mit dem ersten Träger (7) verbun­ den ist, und dass der Zylinder (15) der ersten Zylinderein­ heit (13) die Kolbenstange der zweiten Zylindereinheit (16) bildet.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 7, da­ durch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element (17) der zweiten Zylindereinheit (16) mindestens eine Rolle (20, 21) trägt, um welche ein biegsames Zugelement (22, 23) geschlungen ist, dessen eines Ende am Schlitten (9) und dessen anderes Ende am zweiten Träger (8) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, dass für beide Verschiebungsrichtungen des Schlittens (9) je mindestens ein Zugelement (22, 23) und eine zugehörige Rolle (20, 21) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9, da­ durch gekennzeichnet, dass am ersten Träger (7) ein Abstütz­ element (31) zum Abstützen der First mit einer Führungsöff­ nung (35) für die Bohrstange (10) längs des ersten Trägers (7) verschiebbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Führungsöffnung (35) je hälftig an zwei schwenkbar mit dem Abstützelement (31) verbundenen Führungs­ elementen (36) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Träger (8) am ersten Träger (7) und der Schlitten (9) auf dem zweiten Träger (8) durch je eine Rollenführung geführt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Rollenführung je eine Schiene (42, 45) mit einer Keilnut (41,44,46) umfasst, in welcher eine zy­ lindrische Rolle (40,43,47) mit einer parallel zur einen Seitenwand der Keilnut (41,44,46) verlaufenden Drehachse (48,49,50) geführt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die zylindrischen Rollen (40,43,47) längs ihren Drehachsen (48,49,50) axial verstellbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 14, da­ durch gekennzeichnet, dass die Lafette (4) um eine horizon­ tale Achse (3) schwenkbar an der Grundplatte (1) befestigt ist.