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Haltevorrichtung für Gesteinsbohrer Gegenstand der Erfindung ist eine
Vorrichtung zum unterirdischen Bohren von Tunnelgängen o. dgl. in Gestein.
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Beim Vorbohren von Löchern zur Aufnahme von Explosivladungen in Gestein
werden in der Regel Drehbohrer verwendet. Wegen des erforderlichen Druckes zum Vortreiben
der Bohrspitze in die Gesteinsfläche ist dabei oft eine Vorschubvorrichtung mit
einer Stütze zur Aufnahme des Bohrdruckes vorgesehen. Die Stütze ist zwischen der
Decke und dem Boden oder zwischen den Seitenwänden vor der zu bohrenden Gesteinsfläche
festgekeilt oder sonstwie festgetrieben. Sollen auf der Gesteinsfläche mehrere Bohrlöcher
in bestimmten Zwischenräumen angebracht werden, wie z. B. beim Bohren eines Tunnels,
so kann eine einmal gesetzte Einzelstütze nur schwer zum Halten des Bohrers und
der Vor-Schubvorrichtung bei allen Bohrlöchern dienen. Entweder muß die Stütze dabei
mehrfach neu gesetzt, oder es müssen mehrere Stützen verwendet werden.
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Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine leicht tragbare
Bohrvorrichtung zu schaffen, die nach dem einmaligen Setzen eine Stütze für einen
oder mehrere Bohrer und Vorschubvorrichtungen zum Ansatz an einem beliebigen Punkt
innerhalb eines weiten Bereichs der Gesteinsfläche bildet.
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Gemäß der Erfindung umfaßt die Bohrhilfsvorrichtung einen Dorn zum
Anbringen etwa im Mittelpunkt der zu bohrenden Fläche, wobei der aus der Gesteinsfläche
herausragende Dornteil einen oder mehrere radiale Arme trägt, die- in den gewünschten
Winkel gedreht und darin gegen die Decke, die Wand oder den. Boden des Arbeitsraumes
abgestützt
werden können. In den radialen Armen sind Einstellglieder vorgesehen, um die Bohrer
in ihrer Arbeitsstellung festzulegen und den Bohrdruck aufrechtzuerhalten. Die Einstellglieder
können längs der radialen Arme verschieblich sein, so daß die Bohrlöcher in jeder
beliebigen Entfernung vom Dorn gebohrt werden können. Zum Festlegen des Dorns kann
eine Spreizvorrichtung mit keilartig gegen die Seiten des Anfangsbohrloches gepreßten
Flächen dienen. Möglich ist es aber auch, dafür einen Bohrkopf mit unterbrochenem
Schraubengewinde zu verwenden, der sich sein eigenes Gewinde in das vorgebohrte
Ausgangsgesteinsloch schneidet.
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Ein Zentrierloch für den Dorn muß tief genug in das Gestein vorgetrieben
sein, um der Biegebeanspruchung durch das Anziehen der Fe§tstellvorrichtungen an
den Enden der radialen Arme und durch das Gewicht der Bohrer zu widerstehen. Vorzugsweise
wird eine gerade Zahl radialer Arme, z. B. zwei, verwendet, so daß die Arme einander
gegenüberliegen und gegenseitig ihre auf den Dorn ausgeübte Biegebeanspruchung ausgleichen,
während mindestens zwei Bohrer gleichzeitig an einander entgegengesetzten Punkten
der Bohrfläche in Tätigkeit sind.
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Die Arme der Vorrichtung können zusammenlegbar ausgebildet sein, so
daß die Vorrichtung nur die halbe Länge der üblichen Stützen oder Stempel einnimmt.
Ferner ist es möglich, den Dorn leicht abnehmbar in der Vorrichtung zu befestigen,
so daß er bei Nichtgebrauch herausgenommen und zwischen die Arme gelegt werden kann.
Die Vorrichtung bildet damit ein kompaktes, leicht tragbares Ganzes.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere zum Vortreiben
von Tunnels annähernd kreisrunden oder regelmäßig vieleckigen Querschnitts. Sie
kann aber auch an anderen Arbeitsstellen verwendet werden, wo sie eine hinreichende
Stützfläche innerhalb des Bereichs der Enden der radialen Arme vorfindet. Für unregelmäßige
Bohrquerschnitte können die radialen Arme verlängerbar sein, indem sie aus ineinander
verschiebbaren und gegeneinander feststellbaren Teilen bestehen.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen
gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht einer
Ausführungsform, Fig. 2 eine Vorderansicht der gleichen Vorrichtung, Fig.3 eine
Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. i, Fig.
4 eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsform, Fig.5 eine Seitenansicht, teilweise
im Schnitt, der Ausziehvorrichtung für die radialen Arme, Fig.6 eine Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, der handbetätigten Vorschubvorrichtung für den Bohrer.
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Nach Fig. i, 2 besteht der Mitteldorn i aus einer starken Stange,
die in der Gesteinsfläche 2 mittels einer Befestigungsvorrichtung aus einer geschlitzten
Hülse 3 mit zulaufender Innenwand 4 und einem darin eingesetzten Keil 5 gehalten
wird. Der Keil 5 kann mittels eines Gewindeansatzes 6 in die Hülse 3 hineingezogen
werden und spreizt sie gegen die Wand des Bohrloches. Der Gewindesatz 6 ist in eine
Bohrung 7 des Dorns i eingeschraubt und kann durch Drehen des Kopfes 8 angezogen
werden, um den Keil 5 in die Hülse 3 hineinzuziehen. Das Zentrierloch 9 ist tief
genug in die Gesteinsfläche 2 gebohrt, um den Dorn i unverrückbar festzulegen. Zu
diesem Zweck kann die Außenfläche io der Hülse 3 zusätzlich aufgerauht sein.
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Bei der Ausführung nach Fig. i, 2 sind zwei radiale Arme i i, 12 vorgesehen,
die lösbar auf einer Zylinderfläche 13 nahe dem freien Ende des Dorns angebracht
und durch den Flansch 14 festgehalten sind. Durch Herausnehmen des Zapfens oder
Bolzens 15 kann der Flansch 14 und können damit auch die radialen Arme i i, 12 gelöst
werden. Die Arme i i, 12 können so auf der Tragfläche 13 in jedem gewünschten Winkel
eingestellt werden. Nach Fig. 2 ist der Arm 12 senkrecht eingestellt, wobei seine
Fußzapfen 16 sich auf dem Boden 17 des Arbeitsraumes abstützen. Der Arm i i ist
dagegen in geneigter Stellung festgelegt; so daß seine Fußzapfen 18 sich gegen die
Deckenwand i9 des Tunnels stützen. Die Fußzapfen 16, 18 werden durch Verlängern
der Arme i i, 12 in den Fels gedrückt. Zu diesem Zweck bestehen die Arme aus je
zwei teleskopartig ineinander geschobenen Teilen, und zwar einem inneren Teil 20
mit einer Zahnstangenfläche 21 und einem äußeren Röhrenteil 22. In dem Röhrenteil
22 ist ein Kitzel 23 gelagert (Fig. 5), das mit der Zahnstange 21 kämmt und durch
einen Handgriff 24 in der einen oder anderen Richtung gedreht werden kann. Auf diese
Weise werden die Außenteile 22 der Arme nach außen bewegt, bis die Zapfen 16, 18
fest an der Gesteinswand anliegen, worauf das Ritzel23 durch eine Sperrklinke Zia
festgelegt wird, indem der Fingerhebel 24a in Eingriff mit einem Kitzel 23a auf
der Spindel des Kitzels 23 gebracht wird. Die Klinke Zia wird in ihrer Sperrstellung
mittels eines federbelasteten Zapfens 23b ähnlich dem unten beschriebenen Zapfen
46 in Fig. 6 festgehalten.
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Jeder Arm i i, 12 ist gegenüber der Nabe am Dorn schwenkbar, kann
also zur Gesteinsfläche 2 hin oder von ihr weg geschwenkt werden. Zu diesem Zweck
ist das Innenende des Teiles 20 jedes Armes bei 25 gegabelt, umfaßt den Vorsprung
26 und ist mit diesem durch den Zapfen 27 verbunden. In Fig. i sind beide Arme il,
12 rechtwinklig zur Achse des Dorns i dargestellt, sie können aber auf die beschriebene
Weise in einem begrenzten Winkel geschwenkt werden.
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Die Bohrer sind verstellbar an den Außenteilen 22 der Arme i i, 12
gelagert, und zwar sind sie daran durch Schellen 28 befestigt, die durch Handgriffe
29 und Schnellverschlußschrauben 30 schnell angebracht und gelöst werden
können. Die eigentlichen Bohrerhalter sind durch Kardangelenke 31 in Gabeln 32 an
den Klemmschellen 28 aufgehängt. Sie bestehen aus einer Zahnstange 33 mit Zähnen
34
an der Oberkante (s. besonders Fig. 6). Das Bohrergehäuse 35
ist an Osen 36 drehbar an der Zahnstange 33 aufgehängt und kann längs der Zahnstange
verschoben werden, um den Bohrer 37 in die Gesteinsfläche 2 vorzuschieben. Das Gehäuse
35 enthält einen kleinen, durch ein Kabel 38 gespeisten Elektromotor zum
Drehen des Bohrers 37. Der Motor treibt über ein Getriebe ein Ritzel 39 auf der
Zahnstange 34 und gibt dadurch dem Bohrer 37 Vorschub. Bei leichten Bohrern genügt
ein Handvorschub, wie er in Fig. 6 dargestellt ist. Ein Ritzel 4o in einem Gehäuse
41, das sich gegen die Rückseite des Bohrergehäuses 35 abstützt, greift in die Stangenzähne
34 ein und kann zum Vorschub des Bohrers mittels eines Schwinghebels 42 in einer
Richtung gedreht werden. Der Hebel 42 treibt das Ritzel 40 mittels einer nicht dargestellten
Zahnradübersetzung in seiner Nabe 43. Zum Festlegen des Ritzels 40 in jeder gewünschten
Stellung dient ein Fingernebel 44 ähnlich den Hebeln 24°. Er bringt eine Sperrklinke
45 zum Eingriff mit dem Ritzel 40 und hält sie dort durch einen federbelasteten
Zapfen 46, solange der Ritzel4o nicht durch den Handgriff 42 betätigt wird.
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Nach dem Befestigen des Dorns 1, dem Zusaminenbau und der Befestigung
der Arme 11, 12 und der Einstellung der Klemmschellen 28 in der gewünschten Stellung
kann demnach der Bohrermotor angeschaltet und der Bohrvorgang mit mechanischem Vorschub
oder Vorschub durch den Handgriff 42 aufgenommen werden. Der Druck des Bohrers 37
wird über das Gehäuse 35 und die Zahnstange 33 von dem Arm 11 bzw. 12 und damit
vom Dorn 1 und der Befestigungshülse 3 aufgenommen.
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In Fig. 1, 2 befindet sich die Bohrvorrichtung an der dem Gestein
entgegengesetzten Seite der Arme 11, 12, so daß diese Arme sich verhältnismäßig
dicht an der Gesteinsfläche befinden müssen und die Bohrergehäuse auf die Arme einen
Zug ausüben. In Fig. 3 sind die Bohrergehäuse an der dem Gestein zugewandten Seite
der Arme 11, 12 angebracht, so daß die Arme in ziemlich weitem Abstand von der Gesteinsfläche
stehen. Dadurch wird es möglich, die Bohrer 37 und ihre Gehäuse 35 an Zapfen 47
im Gestein. aufzuhängen. Diese Zapfen sind verschieblich in den Zahnstangen 33 gelagert
und werden durch Druckfedern 48 gegen die Felswand gedrückt. Um die Bohrer anzusetzen,
ruhen die Zahnstangen 33 verschieblich in Stutzen 49 an den Klemmschellen und können
durch handbetätigte Ritzel So ähnlicher Konstruktion wie die Ritzel 23 vorgeschoben
werden. Im übrigen entspricht die Lagerung und Bezeichnung der Teile der nach Fig.
1, 2.
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Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführung, die im wesentlichen der nach
Fig. 3 entspricht. Der einzige erhebliche Unterschied besteht darin, daß die beiden
Arme 11, 12 nicht selbständig schwenkbar sind, sondern fest in zwei Stutzen 52,
53 an der Mittelnabe 51 ruhen, in denen ihre Innenteile 2o befestigt sind. Somit
können sich beide Arme um ein zylindrisches Lager gleich dem Lager 13 am Dorn 1
nach Fig. 3 drehen. Die Verankerung des Dorns, das Abstützen und die Einstellung
der Bohrer und die Verlängerung der Arme 11, 12 entsprechen den Vorkehrungen nach
Fig. 3.