DE974523C

DE974523C - Druckluftbetriebene Schlagbohrvorrichtung zur Herstellung von Gesteinsbohrloechern

Info

Publication number: DE974523C
Application number: DEST5409A
Authority: DE
Inventors: Andre Stenuick
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-09-26
Filing date: 1952-09-27
Publication date: 1961-01-26

Description

AUSGEGEBEN AM 26. JANUAR 1961

St 5409 VI15 a

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckluftbetriebene Schlagbohrvorrichtung zur Herstellung von Gesteinsbohrlöchern unter Benutzung eines drehbaren, mit dem Fortgang der Bohrung absinkenden, an seiner Unterseite mit einem Meißel besetzten Hammerwerks mit frei fliegendem Schlagkolben, in dessen Zylinderwandung sich längserstreckende Druckluft-Auspuffkanäle verlaufen.

Es ist bekannt, das Antriebsmittel für den Schlagkolben einer derartigen Bohrvorrichtung am oberen Ende des Bohrwerks in das Bohrloch austreten zu lassen. Zur Entlüftung eines kleinen Raumes im Bereich des Ventils dient ein Auspuffkanal, der in der Stirnfläche des Kolbenzylinders ins Freie mündet. Dieser Kanal setzt sich aber infolge der Saugwirkung bei der Anhebbewegung des Schlagkolbens leicht mit Bohrstaub zu, was zu Betriebsstörungen führen kann. Auf keinen Fall vermag die am unteren Ende des Zylinders austretende Luft im wesentlichen Maße Bohrstaub und Bohrklein abzuführen.

Es ist ferner eine Bohrvorrichtung mit Schlagkolben bekannt, bei der aus dem Zylinderinnenraum ein erster Luftaustrittskanal zur Meißelspitze und ein zweiter Luftaustrittskanal seitlich durch den Kolbenzylinder geht. Durch diese Kanäle tritt

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die die Abwärtsbewegung des Kolbens bewirkende Luft aus. Durch die beim Anheben des Kolbens auftretende Saugwirkung aber setzen sich diese Kanäle leicht mit Bohrstaub voll, so daß auch hier die obengenannten Nachteile gelten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

Abfuhr des Bohrstaubs und Bohrkleins aus dem Bohrloch zu verbessern, dabei aber ein Vollsetzen der Auspuff-Luftleitungen auf jeden Fall zu ver-

la hindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auspuffkanäle¹ für die gesamte Druckluft an 'der unteren Stirnseite des Kolbenzylinders ins Freie ausmünden und über vom KoI- >5 ben abdeckbare Bphrungen mit der unteren Hälfte des Zylinderinnenraumes in Verbindung stehen.

Auf diese Weise unterliegen die Auspuff-Luftleitungen niemals einem Saugdruck; vielmehr herrscht in ihnen während eines sehr großen Teiles des Schlagkolbenzyklus ein Überdruck. Daher besteht keine Gefahr, die Auspuffleitungen im Bereich der unteren Stirnfläche des Zylinders münden zu lassen. Da die gesamte Druckluft, also sowohl die Luft zum Anheben des Schlagkolbens als auch die^a5 jenige zum. Niederwerfen, an dieser Stelle austritt, ist eine erhebliche Verbesserung der Bohrkleinabführung zu verzeichnen. Ferner ist beachtenswert, daß die als Antriebsmittel verwendete Druckluft ein kompressibles Medium ist; es treten daher bei jedem Zyklus des Schlagkolbens mehrfach Druckr stoße auf, welche insbesondere einer selbsttätigen Reinigung der Auspuffkanäle dienlich sind.

Es ist zwar auch noch ein Schlagbohrgerät bekannt, bei welchem die Längskanäle für den Durchtritt des vom Motor abgeleiteten Druckwassers an der unteren Stirnseite des Kolbenzylinders ins Freie münden; es handelt sich hierbei jedoch um einen hydraulisch angetriebenen Bohrer; ferner ist der Kolben mit dem Meißel fest verbunden, und überdies werden die Bohrungen zwischen Auslaßlängskanälen und dem Zylinderraum nicht vom Kolben auf seiner Bahn abgedeckt.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.

*5 Fig. ι ist ein Längsschnitt durch ein Hammerwerk gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht von unten, Fig. 3 zeigt eine komplette Anlage gemäß der j Erfindung.

Dem dargestellten, pneumatisch betriebenen Hammerwerk wird die Druckluft über das· Hohlgestänge ι zugeführt. In das unterste Glied dies Hohlgestänges ist ein. Anschluß stück 2 eingefügt, auf dessein unteres Ende der Zylinder 3 aufgeschraubt ist. Der Zylinder 3 dient zur Aufnahme undl Führung für den frei fliegenden Schlagkolben 4 und das eigentliche Bohrwerkzeug 5. Im Kopfende des Zylinders 3 ist der Ventilmechanismus untergebracht, der in der Hauptsache aus der Ventilscheibe 6 besteht, die je nach den Druckverhältnissen eine in den Raum 7 oberhalb des Schlagkolbens 4 ausmündende Bohrung 9 oder eine Bohrung 10 schließt oder freilegt, welch letztere mit dem Luftkanal 11 in Verbindung steht, der unmittelbar oberhalb des Bohrwerkzeugs 5 bei 12 im den Zylinderraum ausmündet.

In dier Wand des Zylinders 3 sind längs verlaufende Kanäle 13 vorgesehen, die an der unteren Stirnseite des Zylinders jeweils zwischen zwei benachbarten Flügeln 14 des Bohrwerkzeugs 5 ins Freie ausmünden. In der Innenwand 15 des Zylinders 3 vorgesehene Durchtrittsöffnungen. 16 stellen die Verbindung zwischen dem Zylinderraum 17 und dein Kanälen 13 her.

Die Arbeitsweise des pneumatischen Hammer-Werks mit dem frei fliegenden Schlagkolben vollzieht sich wie folgt:

Wenn der Schlagkolben 4 aufsteigt, steht der Raum 17 unterhalb des Kolbens über den Luftkanal 11 mit der öffnung 18, die Bohrung 10 und die Querkanäle 10' mit der Ringkammer 19 des Ventilmechanismus in Verbindung. Die dadurch in den Zylinderraum 17 eintretende Druckluft treibt den Kolben 4 hoch, der hierbei die öffnungen 16 in der Innenwand 15 des Zylinders 3 aufdeckt, wodurch die unter dem Kolben befindliche Luft durch die öffnungen 16 und die Kanäle 13 entweicht.

Am Ende des aufsteigenden Hubes des Schlagkolbens 4 erreicht die durch ihn in dem Raum 7 komprimierte Luft einen höheren Druck als er oberhalb der Ventilscheibe 6 herrscht. Diese wird dann angehoben, wodurch unter gleichzeitigem Abschluß der Bohrung 10 die Verbindung zwischen dem Raum 7 und der Ringkamrner 19 über die Bohrung 9 und die Querkainäle 9' hergestellt wird. Die Schwergewichtskräfte und der in dem Raum 7 sich einstellende hohe Druck treiben, den Schlagkolben 4 mit Vehemenz nach unten und verdrängen die in der Kammer 17 enthaltene Luft durch die ioo öffnungen 16 in die Kanäle 13.

Wenn der Schlagkolben sich dem Endle seines Abwärtshubes nähert, deckt er die öffnungen 16 zu und komprimiert die in dem Raum 17 enthaltene Luft, bis der hier herrschende Druck den. Druck übersteigt, der unterhalb der Ventilscheibe 6 herrscht Die Scheibe 6 wird dann nach unten zurückgedrückt und kommt zur Auflage auf ihrem ringförmigen Sitz 20. Der Kolben schlägt nunmehr auf das Bohrwerkzeugs auf. Der in der Kammer herrschende Druck wirkt durch den Luftkanal auf die Unterseite des Kolbens, dessen Oberseite infolge der abgedeckten oberen öffnungen 16 dem. atmosphärischen Druck ausgesetzt ist. Diese Druckdifferenz läßt den, Kolben wiederaufsteigen. Es ist leicht einzusehen, daß die durch die öffnungen und die Kanäle 13 ausgetretene Druckluft die durch die Wirkung des Bohrwerkzeugs anfallenden Rückstände aus dem Bohrloch, herausbefördert. Auf Grund der Druckerhöhungen, die jedesmal iao stattfinden, wenn der Kolben in seine obere und untere Lage gelangt, werden in dem System von Leitungen starke Stöße erzeugt, die der Herausbeförderung der Rückstände dienlich sind. Der frei fliegende Kolben bewirkt somit eine selbsttätige Reinigung des Bohrlochs.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführangsbeispiel ist das gleichzeitig die Druckluffleitung zum Hammerwerk bildende Hohlgestänge 1 für den Drehantrieb der Vorrichtung an einen Gleitschieber 22 angeschlossen, der sich längs einer feststehenden Gleitführung 23 verschiebt. Über ein Kabel 24 und eine Seilscheibe 25 ist eine Gewichtsausgleichsvorrichtung 26 angeschlossen, um die mit wachsender Bohrtiefe einhergehende Gewichtserhöhung der Antriebsgestänge auszugleichen.

Der Drehantrieb des Hohlgestänges 1 erfolgt über einen im Gehäuse 27 untergebrachten Schneckenantrieb 28, während die Druckluftzuführung in das Hohlgestänge durch das Rohr 29 geschieht. Die beschriebene Vorrichtung ist auf einem Wagen 30 montiert, der sie leicht verfahren läßt. Es versteht sich, daß der über Tage gelegene mechanische Drehantrieb auch anders ausgeführt sein kann.

Claims

Patentansprüche:

ι . Druckluftbetriebene Schlagbohrvorrichtung zur Herstellung von Gesteinsbohrlöchern unter Benutzung eines drehbaren, mit dem Fortgang der Bohrung absinkenden, an seiner Unterseite mit einem Meißel besetzten Hammerwerks mit frei fliegenden Schlagkolben, in dessen Zylinderwandung sich längserstreckende Druckluft-Auspuffkanäle verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffkanäle (13) für die gesamte Druckluft an der unteren Stirnseite des Kolbenzylinders (3) ins Freie ausmünden und über vom Kolben (4) abdeckbare Bohrungen (16) mit der unteren Hälfte des Zylinderinnenraumes (17) in Verbindung stehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Druckluft über ein aus starren Rohren bestehendes Gestänge zugeführt wird, das beim Fortgang der Bohrung durch hinzugefügte Rohre jeweils so weit verlängert wird, daß es oben aus dem Bohrloch hinausragt, gekennzeichnet durch eine über Tage gelegene Gewichtsausgleichsvorrichtung, welche die mit wachsender Bohrtiefe einhergehende Gewichtserhöhung des Gestänges derart ausgleicht, daß ein konstanter statischer Druck der Schneide auf dem Bohrlochgrund unabhängig von der Zahl der zugefügten Rohre aufrechterhalten bleibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 43 306, 96 092, 112066, 150632, 153606,158410,166349,200649^ 217306, 240112, 232612,267038,277428,317632, '55 372837, 494904. 507896,518913,581235,697466, 801452;
USA.-Patentschriften Nr. 2 388 741, 2422031,

2507439;

»Rock Products«, September 1942, S. 20.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 526/85 5.56 (009 691/2 1.61)