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Verfahren und Maschine zum Gewinnen von Werksteinen Beim Gewinnen
von Werksteinen atis anstehendem Gestein im Steinbruch verfährt man in der Regel
so, daß man mittels Sprengung, Handschrot oder Drahtseilsäge Stücke loslöst, die
der Quaderform möglichst nahekommen. Danach werden diese Quader an einer besonderen
Bearbeitungsstelle weiter behauen oder durch Sägen, Fräsen o. dgl. in die jeweils
erforderliche genaue Form gebracht. Der hierbei anfallende Steinabfall ist unregelmäßig,
kleinstückig und nicht weiter verwendbar. Dies trifft selbst dann zu, wenn man die
Quader maschinell, z. B. mit gatterartigen Sägen, aus dem anstehenden Gestein herausschneidet,
weil diese Sägen usw. nie so genau geführt werden können, daß nicht ein Nachbearbeiten
des Rohblocks notwendig würde. Bei der Anwendung von Maschinen für die endgültige
Bearbeitung mußten diese immer wieder entsprechend den stets wechselnden Formen
der Rohquader neu eingestellt werden. Zur Vermeidung dieser Mängel ist gemäß der
Erfindung vorgesehen, daß an der Gewinnungsstelle zunächst in an sich bekannter
Weise aus dem anstehenden Gestein zylindrische Stücke ausge-, schnitten, in bekannter
Weise, z. B. durch Abkeilen, an der Grundfläche gelöst und daß erst aus diesen Zylinderstücken
die prismatischen Steine herausgeschnitten werden. Die Zylinderstücke haben entsprechend
ihrer Gewinnungsart bei Verwendung von Bohrrohren oder -trommeln auch als Rohblöcke
ziemlich genaue und gleichbleibende Abmessungen. Die Maschinen, mit denen die endgültigen
Quader aus dem Zylinderstück herausgeschnitten werden, brauchen deshalb nicht immer
neu eingestellt zu werden. Die Tatsache, daß bei diesem Verfahren größere Stücke
als bisher abfallen, ist nicht, wie es auf den ersten Blick den Anschein hat, nachteilig.
Im Gegenteil, ihre stets gleiche und regelmäßige Form sowie ihre Größe gestatten
es, diese abfallenden
Stücke z. B. zu Steinplatten .weiter zu zerlegen,
so daß, insgesamt gesehen, weniger unbrauchbarer Abfall anfällt als bei den bisher
bekannten Verfahren.
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Das neue Verfahren wird vorzugsweise in der Weise ausgeübt, daß das
Schneidwerkzeug, z. B. die Bohrtrommel, jeweils so angesetzt wird, daß sein Schnitt
den Rand des natürlichen Gesteins bzw. den Nachbarschnitt anschneidet. Auf diese
Weise läßt sich der beim Bohren entstehende Schlamm am einfachsten aus der Schnittfuge
herausbefördern. Indessen wäre die Schlammaustragung auch durch Einführen von kräftigen
Wasserstrahlen, durch Anordnen von Austragspiralen am Bohrzylinder u. dgl. möglich.
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Eine Maschine, die sich zum Herausschneiden zylindrischer Stücke aus
anstehendem Gestein mit Hilfe einer Bohrtrommel, also insbesondere für das Verfahren
nach Anspruch i und 2 eignet, ist gemäß der Erfindung in der Weise gestaltet, daß
die Bohrtrommel auf einer zentralen, auf dem Gestein abgestützten Säule drehbar
und längs geführt ist. 1-fit dieser Maschine ist das Verlaufen der Bohrtrommel weitgehend
verhindert, inbesondere wenn die Bohrtrommel noch zusätzlich auf ihrer Innenseite
an am Säulenfuß vorgesehenen Rollen geführt ist.
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Weitere Vorteile und neue Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu erkennen.
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In der Zeichnung ist ein solches Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt,
und zwar zeigen die auf zwei getrennten Blättern aufgezeichneten, jedoch zusammengehörenden
Figurenteile, nämlich Fig. i a und i b, im Längsschnitt die Maschine bei ganz hochgezogener
Bohrtrommel in Verbindung mit einem Säulenkran zum Versetzen der Maschine von einer
Bohrstelle zur penachbarten; Fig. 2a und 2b zeigen die Maschine in gleichem Längsschnitt,
die Maschine während des Bohrvorgangs und den Säulenkran mit ausgeschwenktem Ausleger;
Fig.3 zeigt die Anordnung der Bohrstellen zur Erläuterung der Arbeitsfolge; Fig.4
schließlich veranschaulicht die Anwendung der Maschine bei waagerechten Bohrungen.
Die zentrale Säule i der Maschine ist auf dem anstehenden Gestein 2 in der Weise
aufgestellt, daß sie mit ihrem unteren Ende über eine Zentrierscheibe 3 auf einem
mit dem Gestein verankerten Zentrierbolzen 4 gegen Querverschiebung gesichert ist.
Außerdem steckt dies untere Ende der Säule i in einem kreuzförmigen Säulenfuß 5.
An den Enden der Arme dieses Säulenfußes sind Rollen 6 mit senkrechter Achse gelagert.
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Auf der Säule i ist ein Gleitrohr 7 durch einen nicht dargestellten
Keil unverdrehbar, aber in Längsrichtung verschiebbar geführt. Dieses Rohr 7 ist
der Träger der gesamten Bohrvorrichtung. Auf ihm ist ein Rohr 8 beiderends mit Lagern
9 drehbar, aber in Längsrichtung unverschiebbar gelagert. Dieses Rohr 8 trägt über
ein Rahmenwerk io die eigentliche Bohrtrommel i i, die an ihrem unteren Stirnrand
mit den Schneidwerkzeugen 12 besetzt ist.
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An seinem oberen Ende trägt das Rohr .7 außerdem eine Traverse
13. An dem einen Arm dieser Traverse ist auf der Unterseite ein Motor 14
mit senkrecht stehender Achse angebracht, der mit einem auf seinem Achsstummel sitzenden
Ritzel 15 in eine Innenverzahnung 16 am Rahmenwerk io der Bohrtrommel i i eingreift
und auf diese Weise die Bohrtrommel in Umlauf setzt. An dem anderen Arm der Traverse
ist ein kleinerer Elektromotor 17 ebenfalls auf der Unterseite angebracht, der über
ein Getriebe 18 eine Seiltrommel i9 antreibt.
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Diese Seiltrommel dient zum Aufwickeln der Seile von insgesamt zwei
Seilzügen. Dabei sind diese Seile.der Trommel i9 in umgekehrter Aufwickelrichtung
zugeführt, so daß beim Umlauf der Trommel jeweils das eine der Seile aufgewickelt
und das andere in entsprechendem Maß abgewickelt wird.
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Das Seil 2o bildet den Seilzug für den Vorschub, und zwar in Form
eines doppelten Flaschenzugs. Das Seil 2o ist von der Trommel aus über eine Führungsrolle
22 und eine feste Umlenkrolle 23 durch das Rohrinnere zu einer am Unterende der
Säule i gelagerten Rolle 24 geführt, von der es auf der Außenseite der Säule i hochgeführt
ist zu einer losen Rolle 25 am unteren Ende des Gleitrohrs ; . Von hier ausgeht
das Seil wieder abwärts zu einer zweiten Umlenkrolle 26 am Unterende der Säule,
von wo es quer durch die Säule hindurch über eine diametral gegenüberliegende weitere
Rolle 27 gehend auf der Außenseite der Säule hochsteigt zu einer zweiten losen Rolle
28 am Führungsrohr über diese endlich ist das Seilende hinabgeführt zum Säulenfuß
5, an dem es bei 29 befestigt ist. Beim Aufwickeln des Seils 2o durch die Trommel
i9 wird das Rohr 7 auf der Säule i nach abwärts gezogen, und zwar zunächst in einem
dem geschilderten Flaschenzug entsprechenden übersetzungsverhältnis von i :3. Da
nämlich die Seiltrommel i9 mit dem Gleitrohr 7 nach abwärts wandert, entsteht zusätzlich
eine negative Seilgeschwindigkeit und ein negativer Seilweg.
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Bei der durch diesen Seilzug und zunächst auch unter dem Gewicht der
Bohrvorrichtung verursachten Abwärtsbewegung der Bohrtrommel i i gelangt diese zunächst
in Eingriff mit den sie an ihrer Innenfläche führenden Rollen 6 und sitzt schließlich
mit ihrer Bohrkrone 12 auf dem anstehenden Gestein auf. Unter der Einwirkung des
Seilzugs setzt sie alsdann ihre Vorschubbewegung fort, indem sie sich in das Gestein
einschneidet (Fig. 2a).
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In der Bohrtrommel ist noch ein Einsteigloch 30 erkennbar, durch welches
der Bedienungsmann im Bedarfsfalle ins Innere der Bohrtrommel gelangen kann, um
insbesondere beim Ansetzen der Bohrkrone eventuelle Schwierigkeiten zu beheben,
oder auch zum Schmieren, Nachsehen der Verankerung USW.
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Für den Rückhub der Bohrtrommel braucht die Seiltrommel i9 nur in
umgekehrter Richtung angetrieben zu werden. Hierbei wickelt sie das bei
der
Vorschubbewegung abgehaspelte Seil 21 auf, während nunmehr das Seil 2o abgehaspelt
wird. Das Seil 21 ist über die Rolle 23 und eine ihr diametral am oberen Ende der
Säule gegenüberliegende Rolle 31 zu einer losen Rolle 32 an der Traverse 13 geführt
und ist mit ihrem Ende schließlich an einem Ausleger 33 des Säulenoberendes befestigt.
Wenn dies Seil 21 aufgewickelt wird, wird die Traverse 13 und mit ihr die
ganze Bohrvorrichtung angehoben und die Bohrtrommel aus dein Bohrschlitz herausgezogen.
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Neben der Bohrsäule ist in einem dem Bohrtrommelaußendurchmesser entsprechenden
Abstand eine Kransäule 41 mit einem Kranfuß 42 aufgestellt und gegebenenfalls an
einem Verlängerungsstück 49 mit Hilfe von Seilen 5o abgespannt. Um diese Säule sind
zwei Ausleger 43 bzw. 44 schwenkbar, die sich über Streben 45 und Ringplatten 46
bzw. 47 gegeneinander abstützen. Der obere Ausleger 44 ist an einem Ansatzstuck
34 der Bohrsäule i z. B. durch einen Querbolzen 35 dauernd befestigt (der Ansatz
34 trägt im übrigen noch einen Aufhängehaken 36 für größere Transportwege mit Hilfe
des Steinbruchkrans). Der untere Ausleger 43 ist so ausgebildet, daß er bei vollständig
hochgezogener Bohrtrommel i i (Fig. i a und i b) bis an die Bohrsäule i herangeschwenkt
und mit dieser z. B. durch Querbolzen 37 fest verbunden werden kann. Wenn man die
Bohrmaschine nun versetzen will, so muß der Ausleger 43 mit nicht gezeichnetenAnhebemitteln
gehoben und dann verschwenkt werden. Er hebt und schwenkt dabei in gleichem Ausmaß
auch den Ausleger 44. Am neuen Aufstellungsort wird die Säule i auf einen neuen
Zentrierbolzen 4 aufgesetzt, wonach der Arm 43 wieder aus dem Bereich der Bohrmaschine
tierausgeschwenkt wird (Fig. 2b). Am Arm 43 greift außerdem ein Ballast 48 an.
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Wenn die Säule i wieder an der neuen Arbeitsstelle abgesetzt ist,
bleibt der Arm 44 auch während des Bohrens mit ihr in Verbindung und dient dann
zur Sicherung ihrer senkrechten Aufstellung.
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Bei der beschriebenen Transportart mit Hilfe des Säulenkrans 41 bis
5o können die Arbeitsstellen natürlich sich nur konzentrisch um die Mittelachse
der Säule 41 herum gruppieren. Wenn aber, wie vorgesehen, der Abstand von Bohrsäule
und Kransäule demAußendurchmesser derBohrtrommel entspricht, wird erreicht, daß
die einander anschneidenden, nebeneinander vorgesehenen Bohrstellen sich zu sechsen
so um die Kransäule gruppieren lassen, daß der Schnitt der sechsten Arbeitsstelle
auch denjenigen der ersten Arbeitsstelle berührt.
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In Fig. 3 ist dies im einzelnen dargestellt. Mit VII ist der Aufstellungsort
der Kransäule bezeichnet, während die Ziffern I bis VI die sechs um die Säule herum
angeordneten Arbeitsstellen bezeichnen, wobei die Pfeile die Wanderrichtung der
Bohrmaschine andeuten. Nach auf einem Kreis vom doppelten Durchmesser einer Bohrung
liegenden !, sechs Bohrungen bleibt ein Kern VII mit Sternquerschnitt stehen. Nachdem
man dann den Kran 41 bis 5o mitsamt der Bohrmaschinensäule i versetzt hat, kann
der Stern VII in gleicher Weise wie die ausgebohrten Steinzylinder I bis VI an der
Grundfläche gelöst und weiterverarbeitet werden. Der Kran wird für die nächste Bohrungsserie
am besten so aufgestellt, daß der um seinen neuen Rufstellplatz V111 gruppierte
Ring von weiteren Arbeitsstellen I\, \ sich an den ersten anschließt und so fort.
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Die Fig. 3 deutet an, wie man auf diese Weise fortschreitend das anstehende
Gestein restlos in dicht nebeneinanderstehende Zylinder- und Kernstücke aufteilen
kann, die zweckmäßig erst dann an ihrer Grundfläche durch Abkeilen o. dgl. vom anstehenden
Gestein gelöst werden, wenn ein größeres Gebiet vollständig mit zylindrischen Einschnitten
versehen ist.
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In Fig.4 erkennt man in verkleinerter Darstellung die Möglichkeit
einer gerade bei wertvollen Gesteinen oft wichtigen Horizontalbohrung. Hier ist
der Fuß 5 der Bohreinrichtung mit der senkrechten Wand des anstehenden Gesteins
fest verbunden, und das obere Ende 34 der Bohrsäule wird von einem besonderen Mast
39 und außerdem von einem oder mehreren Spannseilen 40 getragen.
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Man kann die ÄIaschine auch auf einem in beliebiger Richtung fahrbaren
Untergestell aufbauen und dann Reihenbohrungen vornehmen und zwischen diesen große,
vom Massiv leicht trennbare Kerne stehenlassen.