DE3011263A1

DE3011263A1 - Maschine zum bohren in gesteinen

Info

Publication number: DE3011263A1
Application number: DE19803011263
Authority: DE
Inventors: Goete Ingemar Hansson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1980-03-24
Publication date: 1980-10-09
Also published as: SE7902850L; US4278136A; SE429149B; CA1109055A

Description

DR. ING. HANS LICHTI · DIPL.-INC. HEINER LICHTI DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT 3011 PATENTANWÄLTE D-75OO KARLSRUHE 41 (CRÖTZINGEN) · DURLACHER STR. 31 (HOCHHAUS)

TELEFON (0721) 48511

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21. März 1980 5567/80

Beschreibung;

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Gegenstand der Erfindung ist eine Maschine zum Bohren in Gesteinen mittels einer Schlagbohrkrone am unteren Ende eines Bohrgestänges, das mit einem über Erde gelegenen Antriebsmotor drehend angetrieben wird.

\ ' Verschiedene solche Bohrmaschinen sind bekannt. Gemäss einer Type wird einehydraulisch oder pneumatisch angetriebene Schlagmaschine am oberen Ende des Bohr-

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bestänges angetrieben. Dadurch dass die Hammerschläge siah durch das ganze Bohrgestänge fortpflantzen muss und dieses ;}a an mehreren Stellen zusammengesetzt werden muss, wird die Schlagkraft gegen die Bohrkrone sehr reduziert. Um diesen Nachteil zu beseitigen wurde eine Bohrmaschine gebaut, wo die Schlagmaschine am unteren Ende des Bohrgestänges derart angebracht ist, dass die Hammerschläge direkt auf die Bohrkrone treffen. Eine derartige Schlagmaschine konnte bisher nur mit Druckluft oder mit Wasserkraft von einem Aggregat über Erde angetrieben werden. Wenn es gilt, grosse Bohrlöcher - von der G-rössenordnung 0,5-1 m Durchmesser oder mehr - herzustellen, gibt eine pneumatisch oder mit Wasserkraft über eine Turbine angetriebene Schlagmaschine einen allzu kleinen Effekt um ökonomisch wirtschaftlich zu werden.

Durch die vorliegende Erfindung wird das Problem, eine gute Wirkung beim Herstellen von grossen löchern zu erhalten, gut gelöst. Kennzeichnend für die Erfindung ist, dass zwischen dem Bohrgestänge und der Bohrkrone ein Maschinengehäuse angebracht ist, das eine vom Bohrgestänge drehend angetriebene Hydraulpumpe enthält, welche Druckflüssigkeit an ein Schlagwerk liefert und dieses antreibt, welches Schlagwerk mit einem Hammer versehen ist, der auf die Bohrkrone schlägt, wobei im Maschinengehäuse wenigstens ein von der Druckflüssigkeit

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angetriebeper Hydraulmotor angebracht ist, der die Bohrkrone drehend antreibt, sowie dass das Maschinengehäuse mit hydraulisch betätigten Sperrgliedern versehen ist, die das Gehäuse verhindern, sich zu • drehen aber es erlauben sich gegenüber der Wandung des Bohrloches zu sinken, wenn die Bohrkrone arbeitet,

welche Sperrglieder durch die Druckflüssigkeit der Hydraulpumpe gesteuert sind.

Uebrige Kennzeichen der Erfindung gehen aus dem Folgenden hervor mit Hinweis auf die beigefügte, teilweise schematische Zeichnung, worin

Fig. 1 ein lotrechter Längsschnitt durch eine Bohrmaschine unten in einem Bohrloch,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Maschine nach der linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 in kleinerem Masstabe das hintere Ende eines Wagens mit einer zur Bohrmaschine gehörenden Ausrüstung zeigt.

Am unteren Enüe des aus einer Anzahl) übereinander

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festgeschraubter Rohre 1a, 1b bestehenden Bohrgestänges 1 ist ein zylinderförmiges Maschinengehäuse 2 angebracht. Das untere Ende des Rohres 1a ist an einem'Rohrstutzen 3 festgeschraubt, der ih einem Lager 4 am oberen Ende, des Maschinengehäuses 2 drehend gelagert ist. Das untere Ende des Rohrstutzens

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ist zu einem Zahnrad 5 ausgebildet oder mit einem Zahnrad versehen, das mit einem kleineren Zahnrad am oberen Ende einer in einem Lager 7 inwendig im Masohinengehäuse 2 drehend gelagerten, lotrechten Welle 8 zusammenarbeitet. Am unteren Ende dieser Welle ist ein Zahnrad 9 angebracht, das mit einem Zahnrad 10 am oberen Ende der angetriebenen Welle 11 einer Hydraulpumpe 12 zusammenarbeitet. Die Hydraulpumpe ist zusammen mit dem oben genannten Uebersetzungsgetriebe 5, 6, 9 und 10 in einem Flüssigkeitsbehälter 13 eingeschlossen, der durch einen Boden 14 vom übrigen Teil des Maschinengehäuses 2 abgetrennt ist. Eine Ablassleitung 15 für Druckflüssigkeit, zweckmässig OeI, von der Hydraulpumpe 12 ist an einer hydraulisch angetriebenen Schlagmaschine 16 angeschlossen, deren lotrecht angetriebener Hammer 17 auf das obere Ende einer Bohrkrone 19 schlägt. Das obere Ende 18 der Bohrkrone ist mit längsgehenden Rippen, s.g. Spliire's, versehen, die in entsprechende Rillen inwendig am Zahnrad 21 derart eingreifen, dass die Bohrkrone sich axial gegenüber dem Zahnrad versetzen kann. Dieses wirkt mit zwei diametral entgegengesetzt gelegenen Zahnrädern 22, 23 an der Treibwelle 24 bzw. 25 de eines durch

V Leitungen 26 bzw. 27 mit der Hydraulpumpe angeschlossenen

Hydraulmotors 28 bzw. 29 zusammen. Die Rückleitungen von der Schlagmaschine 16 und den Hydraulmotoren 28, 29 sind in der Zeichnung nicht dargestellt um diese nicht zu undeutlich zu machen.

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Mit einem Lagerflansch 30 am unteren Ende des Maschinengehäuses 2 ruht dieses auf einem Ringflansch 31 der Bohrkrone 19, die mittels der Motoren 28, 29 über die Zahnräder 22, 23 und 21 langsam, beispielsweise mit 7 zu 30 Umdrehungen pro Minute, in der einen Richtung, zweckmässig in der Umdrehungsrichtung des Bohrgestänges

1, gedreht wird, die durch die Umdrehungsrichtung eines am oberen Ende des Bohrrohres 1b angeschlossenen Treibmotors 32 bestimmt ist.

Damit das Maschinengehäuse 2 bei der Rotation des Bohrgestänges 1 und der Bohrkrone 19 um seine Längsaohse sich nicht dreht, ist das Gehäuse mit Sperrgliedern

33 versehen, die in wirksamer Lage gegen die Wandung

34 des Bohrloches 35_? das durch die Bohrkrone 19 hergestellt ist, gedrückt werden. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Sperrglied 33 aus einem Arm 36, der mit einem Bolzen 37 mit seinem inneren Ende an einem Schlitten 38 gelagert und mit seinem Greiferende 39 gegen die Lochwand 34 mittels der Kolbenstange 40 eines Hydraulzylinders 41 geschwenkt wird. Dieser erhält durch eine Leitung 42 seinen Flüssigkeitdruck von der Hydraulpumpe 12, wenn diese arbeitet. Der Schlitten 38 ist entlang einer längsgehenden Führung

' 43 an der Aussenseite des Maschinengehäuses 2

verschiebbar.

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Die Bohrkrone 19 ist mit Kanälen 44, 45 und 46 versehen, von welchen der letztgenannte durch ein Rohr _; 47 durch das Gehäuse 2 an den axialen Kanal 48 im Bohrgestänge 1 angeschlossen ist, welcher Kanal für den Zufuhr von Spülflüssigkeit dient.

Damit die Bohrkrone 19 nicht durch die Schwere des ganzen Bohrgestänges 1 belastet wird, ist zwischen diesem und dem Maschinengehäuse 2 ein federndes Organ 49 angebracht, Ausserdem hängt das Bohrgestänge 1 ^v in einem Zugseil "50, das nachgelassen wird je nachdem die Bohrarbeit fortschreitet.

Die Bohrmaschine arbeitet wie folgt. Venn der Motor 32 angelassen wird und das Bohrgestänge 1 anfängt sich zu drehen, steigt der Druck in der Hydraulpumpe und damit auch im Zylinder 41, wobei die Kolbenstange 40 den Sperrac-m 36 in wirksame Lage gegen die Bohrlochwand 34 schwenkt. In der Anfangslage befindet sich der Schlitten 48 und das ganze Sperrglied 33 am unteren Ende der Führung. Wenn der Hydrauldruck in der Schlagmaschine 16 genügend noch wird, fängt diese an zu arbeiten, und der Hammer schlägt mit gleichen Zeitabschnitten kräftig auf das obere Ende der Bohrkrone 19, v₍ die unter Rotation mittels der Motoren 28, 29 sich in

das Gestein hinein arbeitet. Das Maschinengehäuse 2 und auch das Bohrgestänge 1 folgen der Bohrkrone 19 in deren Senkbewegung, während das Sperrglied 33 in

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Eingriff mit der Bohrlochwand 34 bleibt. Nachdem das Bohren eine Strecke fortgeschritten ist, entsprechend der Länge eines Bohrrohrea 1a, und ein neues Rohr 1b am oberen Ende des Bohrrohres 1a angeschraubt worden ist, wird der Antriebsmotor 32 angehalten, wenn natürlich die Umdrehung des Rohrgestänges 1, des Uebersetzungsgetriebes 5, 6, 9 und 10 sowie der Hydraulpumpe 12 aufhört. Der Hydrauldruck lässt nach, auch im Zylinder 41, und der Eingriff des Sperrgliedes 33 in die Bohrlochwand 34 hört auf. Der Schlitten 38 und die ganze Sperrvorrichtung 33 gleitet durch die eigene Schwere zum unteren Ende der Führung 43 hinab. Wenn der Antriebsmotor 32 wieder angelassen wird, wiederholt sich der Vorgang, und das Bohren setzt wieder eine Bohrrohrslänge fort.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht kann es zweckmässig sein, drei Sperrglieder 33 mit je seiner längsgehenden Führung 43 zu verwenden, wobei diese Führungen mit gleicher Teilung aussen am Maschinengehäuse 2 angeordnet sein sollen. 'Uebrigens kann die Sperrvorrichtung verschiedentlich im Rahmen der Erfindung baulich verändert werden.

Desgleichen gilt für sowohl die Hydraulpumpe 12, die Schlagmaschine 16 und die Vorrichtungen für die drehend angetriebene Bohrkrone 19.

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Claims

DR. INC. HANS LICHTI · DIPL.MNG. HEINER LICHTI DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT OQI PATENTANWÄLTE D-7S00 KARLSRUHE 41 (GRÖTZINGEN) · DURLACHER STR. SI (HOCHHAUS) TELEFON (0721) 48511 21. März 1980 Göte Ingemar Hansson, Unternehmer, 5567/80 Strandvägen 31, S-453 00 Lysekil, Schweden "Maschine zum Bohren in Gesteinen" Pa tentansprüche:

1. Maschine zum Bohren in Gesteinen mittels einer

Schlagbohrkrone am unteren Ende eines Bohrgestänges, das mit einem über Erde gelegenen Antriebsmotor drehend angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bohrgestänge (1) und der Bohrkrone (19) ein Maschinengehäuse (2) angebracht ist, das eine vom Bohrgestänge drehend angetriebene Hydraulpumpe (12) enthält, welche Druckflüssigkeit an ein Schlagwerk liefert und dieses antreibt, welches Schlagwerk mit einem Hammer (17) versehen ist, der auf die Bohrkrone schlägt, wobei im

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MaaeMnengehäuse wenigstens ein von der Druckflüssigkeit angetriebener Hydraulmotor (28, 29) angebracht ißt, der die Bohrkrone drehend antreibt, sowie dass das Maschinengehäuse (2) mit hydraulisch betätigten Sperrgliedern (33) versehen ist, die das Gehäuse verhindern, sich zu drehen aber es erlauben sich gegenüber der

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Wandung (34) des Bohrloches (35) zu sinken, wenn die Bohrkrone arbeitet, welche "Sperrglieder durch die Druckflüssigkeit der Hydraulpumpe (12) gesteuert sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulpumpe (12) und gegebenenfalls auch ein Übersetzungsgetriebe (5, 6, 9, 10) zwischen dem Bohrgestänge (1) und der von diesem angetriebenen Welle (11) der Hydraulpumpe in einem Flüssigkeitsbehälter (13) im Maschinengehäuse (2) angeordnet sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengehäuse (2) mit seinem unteren Ende gegen eine ringförmige Schulter (31) der Bohrkrone (19) ruht.

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