DE3842081A1 - Bohrgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrgerät, insbesondere für das Sprenglochbohren, mit einer Lafette für den Vor­ schub sowie das Ziehen des aus einzelnen Bohrstangen gebildeten Bohrgestänges, einem Vorschubsystem, einem druckmittelbeaufschlagten Antrieb für das Bohrgestänge, einem auf der Lafette mit dem sowie getrennt vom Bohr­ gestänge verfahrbaren Spülkopf, sowie einem am vorderen Ende des Bohrgestänges angeordneten, hydraulisch beauf­ schlagten Im-Loch-Hammer.

Bohrgeräte vorgenannter Art sind seit langem bekannt und finden insbesondere im Berg- und Tunnelbau sowie in der Steine- und Erdenindustrie Verwendung. Der Vor­ teil der Im-Loch-Hämmer besteht darin, daß deren Schlä­ ge direkt auf ihre Meißel erfolgen und somit Energiever­ luste im Bohrgestänge vermieden werden, gegenüber der Aus­ führung, bei der die Hämmer hinter den Bohrgestängen an­ geordnet sind. Bei mittels Druckluft angetriebenen Hämmern dient die Arbeitsluft derselben dazu, das Bohrklein aus­ zutragen. Das ist bei hydraulisch angetriebenen Hämmern nicht möglich, so daß für diese im Bohrgestänge drei Leitungen vorhanden sein müssen, nämlich einmal eine für den hy­ draulischen Zulauf zum Hammer, eine für den hydraulischen Rücklauf vom Hammer und eine für Druckluft zum Ausblasen des Bohrkleins. Diese Ausführung bringt den Nachteil mit sich, daß bei einem Bohrstangenwechsel die Hydraulikanlage abge­ schaltet werden muß und daß beim Trennen und (wieder) Zusam­ menfügen der Bohrstangen Verluste an Hydrauliköl in Kauf ge­ nommen werden müssen und sich Verschmutzungen nicht vermeiden lassen.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung vorer­ wähnter Nachteile ein Bohrgerät der eingangs genann­ ten Art zu schaffen, welches bei Verwendung eines am vorderen Ende des Bohrgestänges angeordneten, hydrau­ lisch beaufschlagten Im-Loch-Hammers einen einfachen und schnellen Gestängewechsel ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der druckmittelbeaufschlagte Antrieb des Bohrgestänges auf dieses eine hin- und hergehende Schwenkbewegung überträgt. In Abweichung von dem bisher üblichen Dreh­ antrieb findet nunmehr ein solcher für eine hin- und hergehende Schwenkbewegung Verwendung. Dadurch wird es möglich, die benötigten Schläuche im Ringraum zwischen Bohrgestänge und Bohrlochwandung unterzubringen mit der Folge, daß diese beim Gestängewechsel nicht unterbrochen werden müssen.

Um ein Optimum an Bohrleistung und Schonung der verwendeten Schläuche zu erreichen, ist der Schwenkbereich des Bohrge­ stänges vorzugsweise auf einen Schwenkwinkel zwischen 180 und 360 Grad beschränkt.

Vorteilhaft findet als Antrieb ein Schwenkmotor mit Getriebe Verwendung.

Die Drehmomentübertragung vom Antrieb auf das Bohr­ gestänge erfolgt durch Formschluß, vorzugsweise über eine Profilierung der Bohrstangen, und oder durch Kraft­ schluß, vorzugsweise über eine Klemmeinrichtung.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung befindet sich der druckmittelbeaufschlagte Antrieb für das Bohrgestänge an einem Schlitten, welcher auf der Lafette des Bohrgerätes verfahrbar ist. Das Verfahren des Schlittens mit dem Antrieb kann mittels der Vor­ schubkette über den Spülkopf und/oder über getrennte Antriebe derselben erfolgen.

Um einen Verschleiß der verwendeten Schläuche praktisch auszuschließen wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß die Bohrstangen zwei nach außen hin offene Längskanäle aufweisen, welche der Aufnahme der Schläuche für die Zu- und Ableitung des Drucköls für den Im-Loch-Hammer dienen. Die Hydraulikschläuche befinden sich somit innerhalb des Umfanges der Bohrstangen und stehen über diese nicht vor, so daß diese weitgehend gegen Verschleiß gesichert sind. Die Zufuhr der Spülluft erfolgt unmittelbar durch die hohlen Bohrstangen.

Die Längskanäle der Bohrstangen besitzen an ihren äu­ ßeren Bereichen eine geringere Weite als in ihren in­ neren Bereichen, so daß die Schläuche nach Eindrücken über die verengten Bereiche unter Ausnutzung der ihnen innewohnenden Elastizität sich im Inneren der Längskanäle wieder ausdehnen können und somit sicher in diesen ge­ halten sind.

Gemäß einem weiteren Vorschlage der Erfindung besitzen die Bohrstangen einen nach außen hin offenen Kanal zur Aufnahme eines Luftschlauches für die Spülluft.

Der Spülkopf ist, zumindestens in seinem unteren Bereich, ebenfalls mit Längskanälen zur Aufnahme von Hydraulik­ schläuchen und/oder des Luftschlauches ausgerüstet.

Die Bohrstangen sind an ihren Enden mit einander ange­ paßten Formstücken zur drehfesten Verbindung der Bohr­ stangen sowie zur fluchtenden Verbindung der Längska­ näle derselben versehen, so daß sichergestellt ist, daß nicht nur eine einwandfreie Übertragung des Drehmomentes bei der hin- und hergehenden Schwenkbewegung erfolgt, sondern auch bei einer Verbindung der einzelnen Bohrstangen miteinander deren Längskanäle immer miteinander fluchten, anderenfalls ein Zusammenbau nicht möglich ist.

Vorteilhaft bestehen die Formstücke aus an den einen Enden der Bohrstangen vorgesehenen, vorragenden Bolzen und aus an deren anderen Enden vorhandenen Ausnehmungen, welche in ihren Formgebungen einander angepaßt sind.

Die Enden aneinander angeschlossener Bohrstangen sind mittels federbelasteter Spannstifte miteinander gekoppelt, so daß diese leicht und schnell voneinander gelöst bzw. miteinander verbunden werden können.

Die Bohrstangen können mit Blasluftleitungen ausgerüstet sein, deren eine Enden sich innerhalb der Bohrstangen befinden und deren andere Enden aus diesen frei vorragen, wobei in diesen die federbelasteten Spannstifte angebracht sind, welche die Blasluftleitungen quer zu deren Längs­ achsen durchsetzen und in ihren Raststellungen in Boh­ rungen in den Wandungen benachbarter Bohrstangen eingreifen.

Auf der Lafette ist vor dem Verbindungsbereich zweier aneinander anzuschließenden Bohrstangen eine Schlauch­ ein- und -ausfädelungseinrichtung vorgesehen, mittels wel­ cher die Schläuche beim Gestängewechsel in die Längskanäle der neu eingelegten Bohrstange hineingedrückt werden bzw. beim Gestängeziehen aus diesen herausgedrückt werden. Beim Vorschub des Bohrgestänges werden die Schläuche dann ent­ sprechend dem Vorschub in die Längskanäle der vorstehenden Bohrstange eingefädelt bzw. beim Ziehen des Bohrgestänges ausgefädelt.

Die Schlauchein- und -ausfädelungseinrichtung ist am Schlitten des Antriebes für das Bohrgestänge angebracht und mit deren Antriebsorgan mittelbar oder unmittelbar gekuppelt, so daß diese Einrichtung die auf das Bohrge­ stänge übertragene Schwenkbewegung mit ausführt. Die Schlauchein- und -ausfädelungseinrichtung weist für jeden Schlauch ein Einfädelungs- und ein Ausfädelungs­ organ auf. Die Einfädelungs- und Ausfädelungsorgane bestehen aus Führungsrollen und/oder Gleitführungen.

Die Einfädelungs- und Ausfädelungsorgane für einen jeden Schlauch sind derart mit Abstand zueinander an­ geordnet, daß der zugehörige Schlauch um das dem Bohrgestänge abgewandte Ausfädelungsorgan herum- und zwischen Ausfädelungs- und dem dem Bohrgestänge zuge­ ordneten Einfädelungsorgan hindurchführbar ist.

Die Einfädelung- und Ausfädelungsorgane können aus dem Bereich des Bohrgestänges wegklappbar sein.

Das Bohrgerät selbst ist mit einer vorgespannten Trom­ mel für die Hydraulikschläuche und ggf. einem Luft­ schlauch ausgerüstet, so daß diese immer selbsttätig auf ihrer erforderlichen Länge gehalten sind. Die Länge der Schläuche ist so bemessen, daß diese in jedem Fall für die Tiefe der herzustellenden Bohrlöcher völlig ausreichend ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt diese:

Fig. 1 eine geschnittene Draufsicht einer ersten Ausführung einer Bohrstange,

Fig. 2 eine geschnittene Draufsicht einer zweiten Ausführung einer Bohrstange,

Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht des Übergangs­ bereichs zweier Bohrstangen gemäß der Ausfüh­ rung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht eines Bohrgestänges mit in der oberen Lage befindlichem Antrieb für das Bohr­ gestänge und

Fig. 5 eine Ansicht wie Fig. 4, jedoch mit in der unteren Lage befindlichem Antrieb für das Bohrgestänge.

Da das gattungsgemäße Bohrgerät an sich bekannt ist, be­ darf es keiner Darstellung sowie eingehender Erläuterung desselben.

Mit 1 ist eine Bohrstange bezeichnet, welche zwei nach außen hin offene Längskanäle 2 aufweist. An ihren äu­ ßeren Bereichen 3 besitzen die Längskanäle 2 eine ge­ ringere Weite als in ihren inneren Bereichen.

In die Längskanäle 2 eingelegt sind die Hydraulikschläuche 4, 5, von denen der eine dem Zulauf und der andere dem Rück­ lauf für das Drucköl des am vorderen Ende des Bohrgestänges befindlichen Im-Loch- Hammers dient.

Die Bohrstange 1 selbst ist hohl ausgebildet, so daß die benötigte Spülluft für das Bohrklein durch die Bohrstan­ ge hindurchgeleitet wird.

Infolge der verringerten Weite an den äußeren Bereichen der Längskanäle 2 sind die Schläuche 4, 5 in diesen sicher gehal­ ten, da diese durch Zusammenpressen in die Längskanäle 2 hineingedrückt werden.

Die so geschützten Schläuche können die hin- und hergehende Schwenkbewegung des Bohrgestänges, beispielsweise um einen Schwenkwinkel zwischen 180 und 360 Grad ohne weiteres mit ausführen, ohne einem Verschleiß unterworfen zu sein.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 und 3 sind die Bohrstangen 1 aus vollem Material hergestellt. Da bei dieser Ausführung die Spülluft für den Im-Loch-Hammer nicht durch das Innere der Bohrstangen 1 geblasen werden kann, sind die Bohrstangen 1 mit Blasluftleitungen 6 ausgerüstet. Die einen Enden 7 der Blasluftleitungen 6 befinden sich innerhalb der Bohr­ stangen 2, während deren andere Enden 8 aus diesen frei vor­ ragen. In den frei vorragenden Enden 8 befinden sich feder­ belastete Spannstifte 9, welche die Blasluftleitung 6 quer zu ihren Längsachsen durchsetzen und in ihren Raststellun­ gen (Fig. 3) in Bohrungen 10 in den Wandungen benachbarter Bohrstangen 1 eingreifen. Durch die federbelasteten Spann­ stifte 9 ist ein schneller und einfach durchzuführender Wechsel der Bohrstangen 1 beim Vorschieben bzw. beim Ziehen des Bohrgestänges möglich.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Bohrstangen 1 an ihren Enden mit einander angepaßten Formstücken zur drehfesten Verbindung der Bohrstangen miteinander sowie zur fluchten­ den Verbindung der Längskanäle 2 derselben versehen. Die Formstücke bestehen aus an den einen Enden der Bohrstan­ gen 1 vorgesehenen, vorragenden Bolzen 11 und aus an deren anderen Enden vorhandenen Ausnehmungen 12. Die vorragenden Bolzen 11 und die diesen zugeordneten Ausnehmungen 12 sind in ihren Formgebungen einander angepaßt, so daß diese form­ schlüssig ineinandergreifen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, können die Bohrstangen 1 an ihren Außenseiten mit in ihren Längsrichtungen verlaufen­ den Profilierungen 13 versehen sein, welche der Drehmoment­ übertragung auf das Bohrgestänge dienen.

In den Fig. 4 und 5 ist mit 14 die Lafette des Bohr­ gerätes bezeichnet, welche in herkömmlicher Weise ausge­ bildet ist.

Der druckmittelbeaufschlagte Antrieb für die hin- und her­ gehende Schwenkbewegung des aus den einzelnen Bohrstangen 1 gebildeten Bohrgestänges ist mit 15 bezeichnet. Als An­ trieb 15 findet beispielsweise ein Schwenkmotor Verwendung, welcher mit einem Getriebe 16 ausgerüstet ist, dessen Antriebsritzel 17 auf die jeweils vorstehende Bohrstange 1 die hin- und hergehende Schwenkbewegung überträgt. Der Antrieb 15 mit seinem Getriebe 16 für das Bohrgestänge befindet sich an einem Schlitten 18, welcher auf der Lafette 14 verfahrbar ist. Das Verfahren des Schlittens 18 auf der Lafette 14 und des Spülkopfes 19 erfolgt entweder über den Vorschub des Spülkopfes 19 oder aber durch getrennte An­ triebe derselben.

An dem Schlitten 18 ist die Schlauchein- und -ausfädelungs­ einrichtung 20 angebracht. Die Schlauchein- und -ausfäde­ lungseinrichtung 20 ist mit dem Antriebsritzel 17 des Getriebes 16 des Antriebes 15 für das Bohrgestänge verbun­ den, so daß diese die hin- und hergehende Schwenkbewegung des Bohrgestänges mit ausführt.

Die Schlauchein- und -ausfädelungseinrichtung 20 weist für jeden Hydraulikschlauch 4, 5 ein Einfädelungsorgan 21 und ein Ausfädelungsorgan 22 auf.

In der oberen Stellung des Schlittens 18, wie sie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Einfädelungs- und Aus­ fädelungsorgane 21, 22 als Gleitführungen dargestellt und in der unteren Stellung des Schlittens 18, wie aus Fig. 5 ersichtlich, als Führungsrollen.

Die Einfädelungsorgane 21 und die Ausfädelungsorgane 22 sind derart mit Abstand zueinander angeordnet, daß der zugehörige Hydraulikschlauch 4, 5 um das dem Bohrgestänge abgewandte Ausfädelungsorgan 22 herumgeführt und zwischen Ausfädelungsorgan 22 und Einfädelungsorgan 21 hindurch­ führbar ist. Außerdem ist die Ausgestaltung der Schlauch­ ein- und -ausfädelungseinrichtung 20 derart, daß die Ein­ fädelungs- und Ausfädelungsorgane 21, 22 sich in der oberen Haltestellung des Schlittens 8 mit dem Antrieb 15 im Bereich des Spülkopfes befinden, wobei die Ausfädelungsorgane 22 diesen noch überragen.

Die Hydraulikschläuche 4, 5 sind über Umlenkrollen 23 zu einer vorgespannten Trommel 24 geführt.

Die Wirkungsweise der Schlauchein- und -ausfädelungseinrich­ tung 20 gemäß Fig. 4 und 5 ist wie folgt.

In der in Fig. 4 gezeigten Stellung des Schlittens 18 mit Antrieb 15 und Spülkopf 19 kann das Abbohren der aus einem nicht weiter dargestellten Bohrstangenmagazin in herkömm­ licher Weise neu eingesetzten Bohrstange 1 erfolgen. Der Vorschub erfolgt beispielsweise über den Kettenvorschub des Spülkopfes 19. Sobald der Schlitten 18 seine untere, aus Fig. 5 ersichtliche Position erreicht hat und der Spülkopf 19 in seine obere Ausgangslage zurückgefahren ist, kann eine neue Bohrstange 1 aus einem Bohrstangen­ magazin eingesetzt werden. Das im Bohrloch befind­ liche Bohrgestänge wird durch den Haltekopf 25 in herkömmlicher Weise gehalten, woraufhin der Schlitten 18 mit dem Antrieb 15 in seine aus Fig. 4 ersichtliche obere Lage zurückfahren kann. Bei diesem Verfahren werden über die Einfädelungsorgane 21 die Hydraulikschläuche 4, 5 in die Längskanäle 2 der neu eingesetzten Bohrstange 1 eingedrückt. Daraufhin kann das Abbohren der neu einge­ setzten Bohrstange 1 erfolgen, wie aus Fig. 4 ersichtlich.

Beim Ziehen des Gestänges wird in umgekehrter Weise verfahren, wobei dann jeweils aus der zu entnehmenden Bohrstange 1 die Schläuche durch die Ausfädelungsorgane 22 beim Verfahren der Schlittens 18 herausgedrückt werden.

Claims (21)

1. Bohrgerät, insbesondere für das Sprenglochbohren, mit einer Lafette für den Vorschub sowie das Ziehen des aus einzelnen Bohrstangen gebildeten Bohrgestän­ ges, einem Vorschubsystem, einem druckmittelbeauf­ schlagten Antrieb für das Bohrgestänge, einem auf der Lafette mit dem sowie getrennt vom Bohrgestänge verfahrbaren Spülkopf sowie einem am vorderen Ende des Bohrgestänges angeordneten, hydraulisch beaufschlagten Im-Loch-Hammer, dadurch gekennzeichnet, daß der druck­ mittelbeaufschlagte Antrieb (15) des Bohrgestänges auf dieses eine hin- und hergehende Schwenkbewegung überträgt.

2. Bohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel des Bohrgestänges 180-360 Grad beträgt.

3. Bohrgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb (15) ein Schwenkmotor mit Getriebe (16) Verwendung findet.

4. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentübertragung vom Antrieb (15) auf das Bohrgestänge durch Formschluß, vorzugsweise über eine Profilierung (13) der Bohrstangen (1), und/oder durch Kraftschluß, vorzugsweise über eine Klemmeinrichtung, erfolgt.

5. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der druckmittelbeaufschlagte Antrieb (15) für das Bohrgestänge sich an einem Schlitten (18) befindet, welcher auf der Lafette (14) verfahrbar ist.

6. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren des Schlittens (18) mit dem Antrieb (15) und das Verfahren des Spül­ kopfes (19) über getrennte Antriebe derselben erfolgt.

7. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrstangen (1) zwei nach außen hin offene Längskanäle (2) aufweisen, welche der Aufnahme von Schläuchen (4, 5) für den Zulauf sowie den Rücklauf des Drucköls für den Im-Loch-Hammer dienen.

8. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskanäle (2) der Bohrstangen (1) an ihren äußeren Bereichen (3) eine geringere Weite besitzen als in ihren inneren Bereichen.

9. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrstangen (1) einen nach außen hin offenen Kanal zur Aufnahme eines Luft­ schlauches besitzen.

10. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülkopf (19) zumin­ destens in seinem unteren Bereich ebenfalls mit Längs­ kanälen (2) zur Aufnahme von Hydraulikschläuchen (4, 5) und/oder des Luftschlauches ausgerüstet ist.

11. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrstangen (1) an ihren Enden mit einander angepaßten Formstücken zur drehfesten Verbindung der Bohrstangen miteinander so­ wie zur fluchtenden Verbindung der Längskanäle (2) der­ selben versehen sind.

12. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke aus an den einen Enden der Bohrstangen (1) vorgesehenen, vor­ ragenden Bolzen (11) und aus an deren anderen Enden vorhandenen Ausnehmungen (12) bestehen, welche in ihren Formgebungen einander angepaßt sind.

13. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden aneinander an­ geschlossener Bohrstangen (1) mittels federbelasteter Spannstifte miteinander gekoppelt sind.

14. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrstangen (1) mit Blasluftleitungen (6) ausgerüstet sind, deren eine Enden (7) sich innerhalb der Bohrstangen (1) befinden und deren andere Enden (8) aus diesen frei vorragen und sich in die freien Enden benachbarter Bohrstangen erstrecken, wobei in diesen die federbelasteten Spann­ stifte (9) angebracht sind, welche die Blasluftleitungen (6) quer zu deren Längsachsen durchsetzen und in ihren Raststellungen in Bohrungen (10) in den Wandungen der Bohrstangen (1) eingreifen.

15. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lafette vor dem Verbindungsbereich zweier aneinander anzu­ schließender Bohrstangen (1) eine Schlauchein- und -aus­ fädelungseinrichtung (20) vorgesehen ist.

16. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchein- und -aus­ fädelungseinrichtung (20) am Schlitten (18) des Antrie­ bes (15) für das Bohrgestänge angebracht ist und mit dessen Antriebsorgan (17) mittelbar oder unmittelbar gekuppelt ist.

17. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchein- und -aus­ fädelungseinrichtung (20) für jeden der Schläuche (4, 5) ein Einfädelungs- (21) und ein Ausfädelungsorgan (22) aufweist.

18. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfädelungs- und Aus­ fädelungsorgane (21, 22) aus Führungsrollen und/oder Gleitführungen bestehen.

19. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfädelungs- und Aus­ fädelungsorgane (21, 22) für einen jeden Schlauch (4, 5) derart mit Abstand zueinander angeordnet sind, daß der zugehörige Schlauch (4, 5) um das dem Bohrgestänge ab­ gewandte Ausfädelungsorgan (22) herum- und zwischen Ausfädelungs- (22) und dem dem Bohrgestänge zugewandten Einfädelungsorgan (21) hindurchführbar ist.

20. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfädelungs- und Aus­ fädelungsorgane (21, 22) aus dem Bereich des Bohrge­ stänges wegklappbar sind.

21. Bohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses mit einer vorge­ spannten Trommel (24) für die Hydraulikschläuche (4, 5) und ggf. dem Luftschlauch ausgerüstet ist.