DE826896C

DE826896C - Einbruch-Kernbohrmaschine

Info

Publication number: DE826896C
Application number: DEK3251A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Meininghaus
Original assignee: FRIED KRUPP BERGWERKE ESSEN
Current assignee: FRIED KRUPP BERGWERKE ESSEN
Priority date: 1950-05-20
Filing date: 1950-05-20
Publication date: 1952-01-07

Description

Einbruch-Kernbohrmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Kernbohrmaschine zum Bohren von Einbrüchen in Strecken. Um die Abschlagtiefe solcher Einbrüche über das bei üblichen Einbrüchen durch Schießarbeit erreichbare Maß hinaus zu vergrößern, werden bereits mehrere parallel zueinander verlaufende Bohrlöcher vorgetrieben, von denen ein Teil mit Sprengstoff besetzt wird. Man hat auch schon Bohrlöcher großen Durchmessers zur Erzeugung von Einbrüchen hergestellt, was jedoch besonders unter Tage große Schwierigkeiten bereitet sowie langwierig und kostspielig ist, da eine im Verhältnis zum gesamten Ausbruch der Strecke viel zu große Säule aus Gestein durch die Bohrkrone zertrümmert werden muß. Die Schwierigkeiten liegen hierbei besonders in der Erzeugung der erforderlichen hohen Andrücke und in der Beschaffung von den außerordentlichen Beanspruchungen bei drehendem Bohren standhaltenden Bohrkronen. .Die Erfindung bezweckt, im wesentlichen eine Einbruch-Kernbohrmaschine zu schaffen, die es ermöglicht, lediglich eine Bohrung vom Querschnitt eines Zylindermantels zu erzeugen, so daß in der Bohrung ein Kern verbleibt, der entweder beim Zurückziehen des Bohrgerätes von selbst abbricht oder durch Ausbrechen bzw. Schießen entfernt werden kann.
Bei der Einbruch-Kernbohrmaschine gemäß der Erfindung trägt ein mit seinem hinteren Ende an einem Fahrgestell drehbar gelagertes Kernrohr verhältnismäßig großen Durchmessers an seinem Mantel zwei oder mehrere entweder nur längs verschiebbare oder längs verschiebbare und je für sich drehbare, parallel zur Längsachse des Kernrohres liegende Bohrstangen, die je mit einem eigenen Antrieb verbunden sind, wobei die Bohrstangen und das Kernrohr als Ganzes vom Fahrgestell angetrieben werden. Die Bohrstangen greifen mit ihren hinteren Enden je in einen Abbauhammer ein. Die Abbauhämmer sind in einer Antriebsvorrichtung angeordnet, an der auch das Kernrohr mit seinem hinteren Ende gelagert ist. Zweckmäßig liegen die Abbauhämmer zwischen zwei gemeinsam um eine mit der Drehachse des Kernrohres gleichlaufende Achse angetriebenen Zahnrädern. In dem vorn liegenden, das Kernrohr tragenden Zahnrad können ein Mittelrad und in dieses eingreifende Umlaufräder gelagert sein, die um parallel zur Drehachse des Kernrohres liegende Achsen drehbar sind. Das Mittelrad wird durch einen zwischen den Zahnrädern liegenden und mit diesem umlaufenden Motor, der zweckmäßig als Preßluftmotor ausgebildet ist, angetrieben. Die Bohrstangen sind in den Naben der Umlaufräder längs verschiebbar, aber undrelibar gelagert.
:gut ner Rückseite der Umlaufräder ist je eine Haube zur Zuführung von Spülwasser unter Vermittlung von Schleitdichtungen angeordnet, und in den iNaben der Umlaufräder sind Kanäle für den Durchtritt des Spülwassers von der Haube nach den Rohren der Bohrstangen vorgesehen.
Auf der Rückseite des hinteren Zahnrades ist eine Einrichtung zum Zuführen von Preßluft und Spülwasser vorgesehen. Eine Preßluftleitung und eine Spülwasserleitung münden in voneinander getrennte Kammern einer gegen das Zahnrad abgedichteten Haube. Die Kammern sind durch Rohrleitungen mit den Hauben an den Umlaufrädern, dem Preßluftmotor und den Abbauhämmern verbunden, die zweckmäßig mit einer Luftpufferung versehen sind.
Das Fahrgestell ist auf Schienen verfahrbar, die auf einem besonderen Fahrgestell angeordnet sind. Der Mantel des Kernrohres ist mit schraubenförmigen Leisten, die als Förderschnecke wirken, und mit Durchbrechungen versehen.
Bohrstangen, die zwar mit dem Kernrohr umlaufen, sich jedoch nicht um ihre Achse drehen, tragen eine Bohrkrone mit Kreuzschneiden.
In manchen Fällen ist es besonders zweckmäßig, in der mittleren Längsachse des Kernrohres eine Bohrstange vorzusehen, die zur Übertragung einer Schlagbewegung an ihrem hinteren Ende mit einem Bohrhammer verbunden ist und mit ihrem vorderen Ende gegenüber den übrigen Bohrstangen vorragt.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. i zeigt eine Einbruch-Kernbohrmaschine in Ansicht, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B in Fig. i, in Richtung des Pfeiles x gesehen, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie C-D in Fig. 2, Fig. .4 einen Schnitt nach der Linie E-F in Fig. i, F ig. 5 eine andere Ausführungsform der Kernbohrmaschine in Ansicht und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie G-H in Fig. 5. An einem Zahnrad i ist ein Kernrohr 2 verhältnismäßig großen Durchmessers mit seinem hinteren Ende befestigt. In dem Mantel Jes Kernrohres sind vier Rohre 3 kleinen Durchmessers um 9o° versetzt angeordnet, die mit der Vorderkante des Kernrohres abschließen, das hintere Ende des Kernrohres jedoch um ein gewisses Maß überragen (Fig. 3). Die Rohre 3 dienen zur Aufnahme von Bohrstangen 4, die mit seitlichem Spiel in ihnen liegen, um ein Tanzen zu ermöglichen. Auf die vorderen Enden der Bohrstangen sind Bohrkronen 5 aufgesetzt, die hinteren Enden greifen je in einen Abbauhammer 6 ein.
Das Zahnrad i ist auf einem Fahrgestell 7 in Ritzeln 8 und 9 gelagert, von denen das Ritzel 8 durch eine Welle io und die Zahnräder i 1, 12 mit dem Antriebsmotor 13 verbunden ist. In dem Zahnrad i sind ein Mittelrad 14 und in dieses eingreifende Umlaufräder 15 um Achsen drehbar gelagert, die parallel zur Drehachse des Kernrohres 2 liegen. Das Mittelrad ist gleichachsig mit dem Kernrohr gelagert und wird durch einen Preßluftmotor 16 angetrieben, dessen Antriebswelle 17 mit ihrem vorderen Ende in dem Zahnrad i gelagert ist. In die Naben der Umlaufräder 15, die ebenfalls in dem Zahnrad i drehbar gelagert sind, greifen die hinteren Enden der Rohre 3 etwa bis zur Mitte jeder Nabe lose ein, die im übrigen mit einer Vierkantbohrung das hintere vierkantige Ende jeder Bohrstange 4 so umfaßt, daß diese leicht längs verschiebbar bleibt. Auf der Rückseite jedes Umlaufrades 15 ist eine Haube 18 angeordnet, in die ein Zulaufrohr i9 für Spülwasser mündet. Die Haube macht zwar die Umlaufbewegung des Zahnrades i5 init, nimmt aber an der Drehung dieses Zahnrades nicht teil und ist deshalb gegen dieses sowie gegen die durch die Haube hindurchtretende Welle .4 abgedichtet. Um ein Eintreten des Spülwassers in das Rohr 3 zu ermöglichen, ist die Nabe im Bereich der Vierkantbohrung mit Durchtrittskanälen versehen.
Die hinteren Enden der Abbauhämmer 6 und des Preßluftmotors 16 sind an einem "Zahnrad 20 gleichen Durchmessers und gleicher Zähnezahl wie das Zahnrad i angeordnet. Das Zahnrad 20 steht mit Ritzeln 21 im Eingriff, die den Ritzeln 8, 9 entsprechen und mit diesen auf den gleichen Wellen sitzen. Zwischen den Zahnrädern 1 und 20 ist ein auf dem Fahrgestell 7 ruhender, die Teile 6 und 16 umschließender Büge122 vorgesehen, in dessen oberem Teil eine Stange 23 befestigt ist. Auf den Enden dieser Stange sind Ritzel 24 und 25 fest angeordnet, die in die Zahnräder i und 2o eingreifen.
Das Zahnrad 20 trägt auf seiner Rückseite eine Einrichtung zum Zuführen von Preßluft und Spülwasser, und zwar münden die Preßluftleitung 26 und die Spülwasserleitung 27 in voneinander getrennte Kammern einer gegen das Zahnrad 20 abgedichteten Haube 28. Die Kammern stehen durch Rohrleitungen 19 und 29 mit den Hauben i8 an den Umlaufrädern und den Abbauhämmern in Verbindung.
Das Fahrgestell 7 ist auf Schienen 30 verfahrbar, die auf einem Wagen 31 befestigt sind, mit ihren vorderen Enden weit über die Wagenkante hinausragen und mit diesen Enden auf in ihrer Höhe einstellbaren Stempeln 32 aufliegen. Der Vortrieb des Fahrgestells 7 erfolgt durch eine Seilwinde 33, die auf dem Fahrgestell angeordnet ist und deren Seil 34 an der abzubauenden Gesteinswand befestigt wird. Durch Drehen der Kurbel 36 wird dem Fortschritt des Bohrgerätes entsprechend die Maschine vorgedruckt.
Auf dem Mantel des Kernrohres 2 sind noch schraubenförmig verlaufende Leisten 37 befestigt, die das anfallende Bohrmehl aus dem Bohrloch befördern. Die Höhe der Leisten richtet sich nach dem `Virkungsdurchmesser der Bohrkronen, der so groß sein muß, claß sich die Leisten in der zylindrischen Bohrung bewegen können. Ferner sind im Kernrohr in den Feldern zwischen den Rohren 3 und den Leisten 37 Durchbrechungen 38 vorgesehen, durch die das Bohrmehl hindurchtreten kann. Die Förderleisten können auch auf dem Innenmantel oder innen und außen angeordnet werden. Um eine Behinderung der Bohrmehlförderung durch die Rohre 3, die ebenfalls auf dem Innen-oder Außenmantel des Kernrohres 2 angebracht sein können, zu vermeiden, kann das Kernrohr auch aus einem doppelten Mantel bestehen, in dem die Bohrstangenrohre liegen, während die Förderleisten außen oder innen oder außen und innen befestigt sind.
Durch I?inschalten des Motors 13 werden alle mit den Zahnrädern i und 20 verbundenen Teile der Maschine in Umlauf versetzt. Bei Einlassen von Preßluft dreht der Preßluftmotor 16 das Mittelrad i4, die Umlaufräder 15 und die Bohrstangen 4, denen gleichzeitig die Abbauhämmer rasch aufeinanderfolgende Stoßbewegungen erteilen. Damit sich die Bohrkronen besser den Unebenheiten bei Unterschieden in der Gesteinshärte anpassen können, sind die Abbauhämilier mit einer Pufferung versehen, die aus Federn, Gummipuffern oder Luftpolster 39 bestehen kann.
Der Ausführungsform nach Fig.5 und 6 liegt der Gedanke zugrunde, bei nicht von selbst brechendem Bohrkern diesen mit einer mittleren Bohrung zu versehen, in die Sprengstoff zum Herausschießen des Kerns eingebracht wird. Das mittlere Bohrloch soll mit der Bohrung des Kerns im gleichen Arbeitsgang erzeugt werden. Bei dieser Ausführungsform wird auf die Drehung der den Bohrzylinder erzeugenden Bohrstangen 4o verzichtet, so daß das Umlaufrädersystem, wie es bei der ersten Ausführungsform in dem Zahnrad i untergebracht ist, fortfällt. Die Bohrstangen laufen lediglich mit <lern Kernrohr 41 um und werden gleichzeitig durch die Bohrhämmer 42 in Schlagbewegung versetzt. Die Bohrkronen 43 sind mit Kreuzschneiden versehen, um einen stets gleich breiten Bohrweg zu erhalten. In der mittleren Längsachse des Kernrohres ist eine Bohrstange 44 vorgesehen, der durch einen Bohrhammer 45 eine schlagende Bewegung erteilt wird. Die Drehung der Bohrstange 44, die durch eine längere Führung 46 am Zahnrad 47 des Antriebes hindurchragt, ist gleich der Drehung des Bohrhammers 45 und der des Kernrohres 41. Die Bohrstange 44 ragt gegenüber den Bohrstangen 40 vor, so daß ihre zweckmäßig größer als die übrigen Bohrkronen gehaltene Bohrkrone 48 zunächst allein zum Eingriff kommt. Die Bohrkrone 48 wird vor Beginn des Bohrens entweder von Hand in die genaue mittlere Lage gebracht oder es wird eine Hilfszentriereinrichtung benutzt, die nach dem Eingreifen der Bohrkrone leicht zu entfernen ist.
Für die Bohrkronen 43 wird in ähnlicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine Wasserzuführung vorgesehen; die Bohrkrone 48 arbeitet ohne Zuführung von Spülwasser. Die Wasser- und Preßluftzuführungsvorrichtung ist an das hintere Zahnrad 49 angeschlossen.
Um die Drehzahl und den Drehsinn des Kernrohres und der Bohrstangen ändern zu können, kann in den Antrieb ein Regelgetriebe eingeschaltet werden, das je nach Bedarf stufenlos oder in Stufen veränderbar und umgekehrt ist.

Claims

PATENTANSPROCHE: i. Einbruch-Kernbohrniaschine, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit seinem hinteren Ende an einem Fahrgestell (7) drehbar gelagertes Kernrohr (2, 41) verhältnismäßig großen Durchmessers an seinem Mantel zwei oder mehrere entweder nur längs verschiebbare oder längs verschiebbare und je für sich drehbare, parallel zur Längsachse des Kernrohres liegende Bohrstangen (4, 40) trägt, die je mit einem eigenen Antrieb verbunden sind, wobei die Bohrstangen und das Kernrohr als Ganzes vom Fahrgestell aus angetrieben werden.
2. Einbruch-Kernbohrmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrstangen (4, 40) mit ihren ,hinteren Enden je in einen Abbauhammer (6, 42) eingreifen und die Abbauhämmer in einer Antriebsvorrichtung (1, 20) angeordnet sind, an der auch das Kernrohr (2, 41) mit seinem hinteren Ende gelagert ist.
3. Einbruch-Kernbohrmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbauhämmer (6, 42) zwischen zwei gemeinsam um eine mit der Drehachse des Kernrohres (2, 41) gleichlaufende Achse angetriebenen Zahnrädern (1, 20, 47, 49) angeordnet sind.
4. Einbruch-Kernbohrmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vorn liegenden, das Kernrohr (2) tragenden Zahnrad (i) ein Mittelrad (14) und in dieses eingreifende Umlaufräder (15) gelagert sind, die um parallel zur Drehachse des Kernrohres (2) liegende Achsen drehbar sind, das Mittelrad (44) durch einen zwischen den Zahnrädern (1, 20) liegenden und mit diesem umlaufenden Motor (zweckmäßig Preßluftmotor 16) angetrieben wird und die Bohrstange (4) in den Naben der Umlaufräder (15) längs verschiebbar, aber undrehbar gelagert sind.
5. Einbruch-Kernbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite der Umlaufräder (15) je eine Haube (18) zur Zuführung von Spülwasser unter Vermittlung von Schleifdichtungen angeordnet ist und in den Naben der Umlaufräder Kanäle für den Durchtritt des Spülwassers von der Haube (18) nach den Rohren (3) der Bohrstangen vorgesehen sind.
6. Einbruch-Kernbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des hinteren Zahnrades (20, 49) eine Einrichtung zum Zuführen von Preßluft und Spülwasser vorgesehen ist, eine Preßluftleitung (26) und eine Spülwasserleitung (27) in voneinander getrennte Kammern einer gegen das Zahnrad (20, 49) abgedichteten Haube (28) münden und die Kammern durch Rohrleitungen (19, 29) mit den Hauben (18) an den Umlaufrädern (15), dem Preßluftmotor und den Abbauhämmern (6"42) verbunden sind.
7. Einbruch-Kernbohrinaschine nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbauhämmer (6, 42) mit einer Pufferung (39) versehen sind. B.
Einbruch-Kernbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrgestell (7) auf Schienen (30) vierfahrbar ist, die auf einem besonderen Fahrgestell (3i) angeordnet sind. g.
Einbruch-Kernbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Kernrohres (2,41) mit schraubenförmigen Leisten (37) und Durchbrechungen (38) versehen ist. io.
Einbruch-Kernbohrmaschine nach den Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, claß das Kernrohr aus einem doppelten Mantel besteht, in dem die Bohrstangen liegen, während die Förderleisten außen oder innen oder außen und innen befestigt sind. i i.
Einbruch-Kernbohrinaschine nach den Ansprüchen i bis 3 und 8 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die mit (lein Kernrohr (41) umlaufenden, lediglich eine Schlagbewegung ausführenden Bohrstangen (4) Bohrkronen (43) mit Kreuzschneiden tragen.
12. Einbruch-Kernbohrmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 8 bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß in der mittleren Längsachse des Kerurohres (4i) eine. Bohrstange (44) vorgesehen ist, die zur Vbertragung einer Schlagbewegung an ihrem hinteren Ende mit einem Bohrhammer (45) verbunden ist und mit ihrem vorderen Ende gegenüber den übrigen Bohrstangen (4o) vorragt.