DE7304C - Neuerungen an Gesteinbohrmaschinen - Google Patents

Description

1878.

Klasse 5.

WILLIAM WALLACE DUNN in SAN FRANCISCO (Nord-Amerika). Neuerungen an Gesteinbohrmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 4. September 1878 ab.

Auf den beiliegenden Zeichnungen sind die in Rede stehenden Neuerungen zur Darstellung gelangt. Es bezeichnet:

Fig. ι die Seitenansicht einer mit einem Theil der Neuerungen ausgerüsteten Maschine;

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch dieselbe nach x-x in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt nach y -y in Fig. 1; Fig. 3a einen Längsschnitt nach x*-x* in

Kg· 3;

Fig. 4 einen besonderen Mechanismus des Apparates in der Ansicht;

Fig. 5 einen Querschnitt, welcher sich auf eine Modification der Vorrückvorrichtung bezieht;

Fig. 6 die Seitenansicht,

Fig. 7 die Oberansicht,

Fig. 8 die Vorderansicht eines verbesserten Werkzeugs der Maschine;

Fig. 9 die Seitenansicht,

Fig. 10 die Endansicht eines, die Maschine tragenden Gerüstes, mit Hülfe dessen gleichzeitig eine genaue Einstellung möglich ist;

Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie z-z in Fig. 9.

Ein Hauptrahmen A trägt den Cylinder a, dessen Construction die gewöhnliche sein kann; b ist der Kolben, b' die Kolbenstange und c, Fig. 6, 7, 8, das Bohrwerkzeug.

Um den Bohrapparat zu möglichst grofser Kraftäufserung und möglichst zweckmäfsiger Leistung zu veranlassen, ist die Einrichtung getroffen worden, dafs der gesammte Dampf- oder Luftdruck bis zu dem Augenblicke auf dem Kolben lasten bleibt, in welchem die Bohrspitze gegen den Stein trifft. Dadurch ist jener Kraftverlust vermieden, welcherbei den »mitExpansion arbeitenden« Gesteinbohrmaschinen auftritt.

Der Steuermechanismus hat folgende Einrichtung: Es ist e^l der eigentliche Schieber, i'² der Schieberträger, eingepafst in ein Gehäuse d, welches zum Cylinder α ζ. B. die in der Zeichnung, Fig. i, angegebene Lage einnehmen kann. > Das Gehäuse d besteht mit dem Cylinder a aus einem Stück. An seinen Enden ist es durch eine besondere Art von Kopfschrauben d'd¹ verschlossen.

In diesem cylindrischen Gehäuse ist der Schieber, welcher den Einlafs bezw. das Absperren des bewegenden Agens, also z. B. des Dampfes, in die bezw. von den Kanälen / und g zu besorgen hat, hin und her beweglich. Seine Bewegung erfolgt lediglich unter Wirkung von Dampfdruck, welchem die Endflächen e^z e³ des Schieberträgers e~ ausgesetzt sind. Der mittlere Theil e des Trägers e^% ist von geringerem Durchmesser, als die erwähnten Endstücke e³, welche, da ihnen Kolbenfunctionen zur Ausübung obliegen, dem entsprechend beschaffen sein müssen.

Die Schiebergleitfläche ist halbrund gestaltet. Der Schieber e^l legt sich in eine Aussparung des Trägers e² sicher ein, doch so, dafs zwischen seinem Rücken und der Unterfläche des Trägers noch ein geringer Spielraum verbleibt. In diesen vermag Dampf mit einzutreten, und es ist auf diese Weise Vorsorge getroffen, dafs der Schieber auch bei erfolgender Abnutzung mit seiner Gleitfläche in steter Berührung zu bleiben gezwungen ist, also Dampfverluste in dieser Hinsicht vermieden werden. / und g sind die nach den beiden Cylinderenden führenden Dampfkanäle, Fig. 2, während h, Fig. 3, den Abgangsdampf kanal bezeichnet.

An einem oder^an beiden Enden des Schiebergehäuses d befinden sich verschiebbare Stifte i, innen mit Köpfen/¹ versehen, Fig. 3. Dadurch, dafs der Maschinenwärter den Stift i auf einer Seite des Cylinders ganz hineindrückt und damit den Schieber von einer Seite des Gehäuses nach der gegenseitigen verschiebt, vermag er die Maschine sofort in Gang zu setzen.

Jede der Deckelschrauben d^l ist mit einer kleinen Spiralfeder versehen, bestimmt, als Kissen für den Schieber zu dienen und so Schläge und Stöfse zu vermeiden.

Das Schiebergehäuse ist mit einer leicht zu entfernendenDeckelplatteverschlossen. d*d* sind zwei seitlich ins Gehäuse eingesetzte Platten, bis an die vorspringenden Ränder des Schiebers e' hinab ragend; durch sie soll der cylindrische Schieber an einer Rotation um seine Längsaxe verhindert werden.

Von zwei Punkten k und / im Cylinder gehen zwei Kanäle nach den beiden entgegengesetzten Enden des Schiebergehäuses aus, Fig. 3 und 2; dieselben sind so gestellt, dafs die beiden Theile des Kolbens b sie eben frei machen (d. h. in Communication mit dem Cylinderinneren treten lassen), sowie die Kolbenstange ihren Hub

/sowohl nach der einen als auch nach der anderen Richtung hin vollendet hat. Hat der Kolben sein Hubende links erreicht, Fig. 2, so wird der Kanal / frei, wenn jenes rechts (punktirt angegeben), so wird k frei. Im letzteren Falle vermag Dampf in den Raum d" hinter dem Schieberkolben e* zu treten, im ersteren in den Raum d^z.

Die Wirkungsweise ist nun diese: Der in das Gehäuse d eintretende Dampf gelangt durch den vom Schieber e¹ eröffneten Kanal (in der Stellung in Fig. 3 Kanal g) in den Cylinder und treibt den Kolben b vorwärts bis an sein Hubende; der auf der Gegenseite des Kolbens befindliche Dampf strömt dabei durch f und h ins Freie. Ist der Kolben b am Ende seines Hubes angekommen, Fig. 2, so wird die betreffende Oeffnung im Cylinder α frei (in diesem FaIIeT), der Dampf tritt aus dem Cylinder a in erwähnten Kanal ein und findet so Zugang hinter den betreffenden Kolben des Schiebers e^l (hier also durch / nach dem Raum d³); er verschiebt infolge dessen den Schieber e¹ in seine entgegengesetzte Lage, d. h. läfst einmal den frischen Dampf durch / eintreten und so die Rückbewegung des Kolbens b veranlassen, ermöglicht sodann gleichzeitig den Austritt des Dampfes vor dem Kolben durch / und h ins Freie. So setzt sich das Spiel ununterbrochen fort.

Ein besonderer Theil der Erfindung bezieht sich auf Anbringung eines Signalapparates, vermöge welches der die Maschine Bedienende in den Stand gesetzt ist, sofort zu erkennen, ob und wann die Bohrerführung einer Veränderung (Verstellung) bedarf. Die hierauf bezügliche Vorrichtung besteht aus einem an der Seite des .Hauptcylinders α angeordneten kleinen Cylinder in, einem darin beweglichen Kolben 11 mit Kolbenstange η' und einer Glocke o. An letztere stöfst die Stange η * zu den Zeiten an, wo der Bohrer einer Verstellung (Vorrückung) bedarf. Der Cylinder m communicirt durch zwei Oeffnungen m' und m ² mit dem Hauptcylinder a, durch welche zu geeigneten Zeitpunkten Dampf aus α nach m überzutreten vermag.

Die Wirkung des kleinen Kolbens η ist, wie nachfolgend erläutert wird, vollständig abhängig von der Stellung des grofsen Kolbens b. Die Oeffnungen bezw. kurzen Kanäle m' und m ~ sind an solchen Stellen des Cylinders a angeordnet, dafs die Oeffnung m' nicht zum Austritt eröffnet wird, so lange der Bohrer normal arbeitet, dafs also der Druck des hinter dem kleinen Kolben η stehenden Dampfes diesen Kolben in derjenigen Lage erhält, welche die Zeichnung in Fig. 2 angiebt. Sobald aber mit dem Bohrer eine Vorrückung vorgenommen werden mufs, tritt die Oeffnung m² der im Hauptkolben b angebrachten Rinne m³ gegenüber, welche letztere durch einen Kanal m'¹ mit dem Raum vor dem Hauptkolben communicirt. Beachtet man ferner, dafs der lange Hauptkolben b in seinem mittleren Theile b- auf einen geringeren Durchmesser abgedreht ist, als der Durchmesser des Hauptcylinders beträgt, so dafs also hier ein längerer ringförmiger Zwischenraum zwischen Kolbentheil b² und Cylinder a entsteht, und bemerkt weiter, dafs dann, wenn dieser ringförmige Raum den Oeffnungen 111^l und m² gegenübersteht, also mit je einem derselben communicirt, Dampf aus dem Cylinder m in den erwähnten Ringraum -übertritt, von da aber durch m ⁵ in den Ausgangskanal h gelangt (s. auch Fig. 3), so erkennt man, dafs zur Zeit des Zusammentreffens die Nuth m³ im Kolben mit der Oeffnung ni- wegen des nun erfolgenden abwechselnden Dampfzutrittes zu beiden Enden des kleinen Kolbens η demselben eine hin- und hergehende Bewegung zugetheilt wird. Die Folge davon ist ein Anschlagen an die Glocke oder Läutevorrichtung o.

Der Zweck der Nuth ist nach dem vorausgegangenen nur, dem auf der betreffenden Seite des kleinen Kolbens η befindlichen Dampf bei solcher Bewegung einen Ausgang zu bieten.

An Stelle des kleinen parallel zum grofsen Cylinder liegenden Cylinders m läfst sich auch ein anderer, einen rechten Winkel mit jenem Hauptcylinder einschliefsender Cylinder anbringen, welcher mittelst Hebel, der vom Kolben ausgeht, an das Läutewerk schlägt.

In einigen Fällen ist es gerathen, den beschriebenen Alarmapparat wegzulassen und dafür die Maschine mit einer selbsttätigen Vorrückvorrichtung zu versehen. Alsdann würde mit dem Hauptcylinder α ein Gehäuse /* zu verbinden sein (s. Fig. 5), in welchem sich, darin gleitend, ein cylindrischer Schieber/ befindet; dieser letztere trägt in seinem Mittelstück eine Aussparung, in welche sich ein auf einer Spindel q sitzender kurzer Hebel q' einlegt. Bewegt sich demnach der Schieber/, so wird dadurch eine gewisse Drehung der Spindel q bewirkt. Am anderen Ende dieser Spindel befindet sich ein Zahnrad q², welches mit jener durch Sperrrad und Klinke im Zusammenhang steht. Das Zahnrad q- ist entweder direct oder durch Vermittelung eines Zwischenrades mit einem anderen Zahnrad q³ in Eingriff, welches auf der Welle r der Zuführungsschraube sitzt.

Das Gehäuse /* steht durch geeignete Kanäle mit dem Hauptcylinder in Verbindung, so dafs für den erforderlichen Zutritt oder Austritt von Dampf behufs Bewegung des Schiebers/ Sorge getragen ist.

Gesetzt, dieser Apparat habe eben eine selbstthätige Vorrückimg vollführt, so kehrt der Schieber / in seine normale Stellung zurück, ebenso bewegt sich der Hebel q¹ zurück, nicht aber thun dies die gezahnten Räder; sie werden durch Sperrrad und Klinke davon abgehalten. Die Vorrichtung ist demnach für die folgende Fortrückung bezw. Drehung der Schraubenspindel r hergerichtet.

Fig. 6, 7 und 8 zeigen das verbesserte Bohrwerkzeug.

Dasselbe ist mit zwei Schneidkanten c¹ versehen, welche in der aus Fig. 8 ersichtlichen Weise mit einander convergiren, also nicht parallel liegen. Ein so gestalteter Bohrer erweist sich als ganz besonders wirksam zur Herstellung von Schrämen in Steine oder andere harte Stoffe.

Die seither für erwähnten Zweck benutzten Werkzeuge besitzen eine senkrecht stehende Schneidkante; während diese bei der Bildung eines Schrams im Stein eine Reihe von Furchen auf der Steinoberfläche zurücklassen, vollführt der neue Bohrer einen vollständig glatten, reinen Schnitt, indem die von der einen schrägen Schneidkante zurückgelassenen Furchen u. dergl. während des Vorrückens derselben von der anderen in entgegengesetzter Richtung sich einstellenden Schneidkante mit weggenommen werden.

Die convergirenden Schneidkanten des Bohrwerkzeuges können nach Befinden auch anders, als in der Zeichnung dargestellt, gebildet werden, so kann man ihnen z. B. runde oder jede andere als zweckmäfsig erachtete Gestalt ertheilen.

Um die Maschine in ihrer Verwendung bei Tunnelbauten und ähnlichen Arbeiten möglichst leicht und schnell aufstellen und zur Arbeit vorrichten zu können und sie gleichwohl sicher und fest zu lagern, sitzt der die Maschine tragende Ständer s mittelst konischen Zapfens s' in dem Fundamentstück s'², Fig. 9, 10, 11. Der Querschnitt des konischen Zapfens kann ein beliebiger sein.

Oben auf dem Ständer s sitzt drehbar ein Ring t'¹, versehen mit einem Zapfen für Aufnahme einer Führungsrolle t¹ für die Kette t. Mit Hülfe derselben ist ein schnelles Aufheben zu, bezw. Abheben der Maschine von der Säule s ermöglicht. Im Ringe t² angebrachte Stifte verhüten in Verbindung mit entsprechenden Vorsprüngen an dem Ständerkopf ein zu weites Herumdrehen dieses Ringes.

u ist ein verbessertes Verbindungsstück, welches je nach Erfordern hoch oder tief eingestellt werden kann. Von ihm gehen in horizontaler Richtung seitlich zwei Arme U¹U^, von denen der eine um ein geringes höher angebracht ist als der andere, aus. Auf jedem dieser Arme sitzt ein Träger u~ für die Bohrmaschine, welche letztere mit dem an ihrem Körper befindlichen unteren konischen Zapfen ν (s. Fig. 1) sich in eine der in das Tragstück κ² eingearbeiteten Vertiefungen einsetzt. Je nach der Seite der Säule s, auf welcher die Maschine arbeiten soll, wird die Maschine in den einen oder den anderen Träger u^% eingesetzt, und zwar ist sie derartig auf letzteren gepafst, dafs ihr eine Drehbarkeit in horizontaler Richtung verbleibt.

Daraus geht hervor, dafs fast augenblicklich durch eine Drehung des Kuppelungsstückes u, die sich auf einem der erwähnten Träger u"~ befindliche Maschine von einer Seite der Säule .r auf die andere gebracht werden kann. Es ergiebt sich ferner, dafs infolge ihrer Drehbarkeit auf dem Träger u^% die Maschine, welche alsdann in umgekehrter Richtung stehen würde, wieder richtig, d. i. mit nach vorn stehender Bohrspitze, eingestellt werden kann.

Nach jeder solchen Drehung des Kuppelungsstückes u um die Säule s, oder überhaupt nach einer Drehung unter irgend einem Winkel, mufs auch der die Kettenrolle t^x tragende Ring /² um einen der Drehung entsprechenden Betrag um die Säule gedreht werden. Während jeder solchen Ortsveränderung des Ringes t² nimmt man die Kette t ab.

Ein letzter Theil der Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung zur Drehung der Kolbenstange b' bezw. des Bohrwerkzeuges c während der Arbeit. Der innere Umfang des Cylinderkopfes ist, wie Fig. 4 erkennen läfst, mit Zähnen versehen, w ist eine in einer Nabe oder Scheibe w¹ ihren Stützpunkt habende Klinke; sie wird durch eine in derselben Scheibe w^l sitzende Feder w² (s. auch Fig. 2) gegen die Sperrzähne gedrückt. Erwähnte Scheibe sitzt am Ende einer Spiralstange. Während bei der seither vom Erfinder ausgeübten Construction am Ende der Spiralstange ein Sperrrad safs, welches bewegt wurde, sind die bei der neuen Construction vorkommenden Sperrzähne unabänderlich fest, und es bewegt sich die Klinke w während der Rotation des Kolbens b in diesen Sperrzähnen fort. Anstatt einer Sperrklinke w können selbstredend auch deren zwei angeordnet werden. Eben erwähnte Veränderung ist insofern eine Verbesserung, als sie eine Vereinfachung des »Setzmechanismus« an sich bedingt, und diesem nicht unwesentlichen Bestandtheil, welcher ins Innere verlegt ist, also geschützt liegt, eine gröfsere, fast absolute Zuverlässigkeit seiner Wirkung verleiht.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Die Anbringung eines ein Alarmwerk anschlägenden Kolbens, in Combination mit dem Hauptcylinder und dessen Kolben, sowie den erforderlichen Kanälen, in der erläuterten Weise und zu dem angegebenen Zweck.

2. Der selbsttätige Vorrückmechanismus in der in Fig. 5 dargestellten Anordnung, bestehend aus einem kleinen Kolben in einem entsprechenden Gehäuse, einem Hebel, Sperrrad- und Radmechanismus und einer Schraubenspindel, in geeigneter Verbindung mit der Bohrmaschine.

3. Die Anwendung des Sperrradmechanismus (in Fig.

4 und 2 dargestellt), zum Zwecke der nothwendigen Drehung des Kolbens und

Bohrers, in der aus den Zeichnungen ersichtlichen Art und Weise.

Die verbesserte Construction des Bohrmaschinengeriistes, wie aus den Fig. 9, 1 o, 11 hervorgehend; sich beziehend auf die Einsetzung der Hauptsäule mittelst konischen Zapfens in den Grundrahmen, ferner auf den Ring am oberen Ende dieser Säule und das doppelseitige Kuppelungsstück u in Verbindung mit den Trägern u^l zur Aufnahme und Lagerung der Maschine, wie nach Art und Zweck vorstehend erläutert.

5. Die Anbringung zweier convergirender Schneidekanten am Bohrwerkzeug, wie durch Zeichnungen und Beschreibung deutlich gekennzeichnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.