DE1783112C2 - Hydraulisch betätigtes Gerat zum mechanischen Zerlegen von Gestein Ausscheidung us 1652483 - Google Patents

Description

35

Es ist bekannt, in Steinbrüchen und steinverarbeitenden Betrieben Gestein, beispielsweise größere Steinblöcke, dadurch zu zerlegen, daß in gewünschter Spaltrichtung hintereinander Bohrlöcher angebracht werden, in die Keile eingeschlagen oder gepreßt werden. Hierzu weiden neuerdings geteilte Einsatzstücke verwendet, die in die Bohrlöcher eingesetzt und durch Keile auseinandergedrückt werden.

Es ist auch nicht neu (vgl. unter anderem die deutsche Patentschrift 960167 und die USA.-Patcntschrift 2 385 753), die Keile hydraulisch zu betätigen.

Diese bekannten Geräte haben den Nachteil, daß sie infolge ihrer Bauart Bohrlöcher mit sehr großen Durchmessern benötigen und deshalb unwirtschaftlich arbeiten. Man ist natürlich bestrebt, die Durchmesser der zum Zerlegen von Gesteinsbrocken notwendigen Bohrlöcher möglichst klein zu halten, da die zu ihrer Herstellung erforderliche Bohrarbeit mit dem Lochdurchmesser wächst.

Bei der Anordnung nach der zweitgenannten Patentschrift sind zwischen die Einsatzstücke und dem einschiebbaren Keil Rollenlager eingebaut. Diese haben den Nachteil, daß sie einen großen Platzbedarf aufweisen und daß wegen der starken Beanspruchung bei Hartgestein sowohl der Keil als auch die Einsatzstücke stark bemessen werden müssen. Hinzu kommt, daß Rollenlager den bei Verwendung hoher hydraulischer Drücke auftretenden Beanspruchungen nicht standhalten und durch den in sie unvermeidbar eindringenden Gesteinsstaub sehr rasch zerstört werden. Endlich werden die Bohrlöcher sehr hllui'ig nicht »cridünw gebohrt, weil die schweren Bohrhammer von Hand aeführi werden und infolgedc- η die verstärkte Bohrkrone der Bohrstange leicht ν ::-

lieh ausweicht. „, , „ .

Aus der US.V-P.nentsehrifi 2 093-b2 ist tor- ein Steinspaltgerät mit einem hydraulisch au-! - baren Druckkeil bekannt, der mit zu seinem ir, .-, Fnde konisch aufeinander zu laufenden Gleittla-: >, /wischen in Bohrlocher einsetzbare, beschränkt einanderschiebhare iMnsatzstücke gebracht ν. .'. welche der Neigung des Druckkeils ei,!sprecht .· Gleitflächen aufweisen.

Dieses Gerät besitzt abgesehen von konstrukr-Mängeln, die vor .illem in der unvorteilhaften Auii
suns" der Ein^iUiUicke bestehen, nicht die vu-,
fiend geschilderten Nachteile. Dennoch ist es 1 viele Anwendungszwecke, insbesondere zum Absprengen dickwandigen Gesteins, grundsätzlich urv eignet. Das gleiche "gilt für das früher vom Erfin... : vorgeschlagene Gerät gemäß der nachveröffentli Ί ten "US A. -Patentschrift 3 414 328.

Bei besonders dickwandigem Gestein müssen ni^; ;
lieh zwangläufig liefe Bohrlöcher vorgesehen werdwelche die Verwendung von Steinsprenggeräten η ': langen Einsatzstücken und einem langen Keil erf ·.
derlich machen. Die bisher verwendeten Gleitkeil weisen einen von der Spitze bis zum Ende kontinuierlich zunehmenden Querschnitt auf. Diese Ausb:
dung bedingt, daß ein langer Keil im oberen Berek!-- relativ stark wird, so daß in entsprechender Wek: bei dickwandigem Gestein Bohrlöcher mit größere;., Durchmesser vorgesehen werden müßten. Hierdurch. wird in nachteiliger Weise die Bohrarbeit vermehr.. Außerdem wird es schwieriger. Gesteinsbrocken über ihre gesamte Höhe zu spalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Keilanordnung für Steinsprenggeräte der erläuterten Gattung /u entwickeln, welche es ermöglicht, dickwandiges Gestein zu zerlegen, ohne daß hierbei stärkere Einsätze und damit größere Bohrlöcher vorgesehen werden müssen.

Die Erfindung geht von einem Gerät zum mechanischen Zerlegen von Gestein mit einem Zylinderblock aus, in dem ein hochdruckhydraulisch betätigbarer Kolben längsbeweglich angeordnet ist. mit welchem ein Druckkeil mit zu seinem freien Ende Konisch aufeinander zu laufenden Gleitflächen zwischen in Bohrlöcher einsetzbare, beschränkt auseinanderschiebbare Einsatzstücke gebracht wird, welche der Neigung des Druckkeils entsprechende Gleitflächen aufweisen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Gleitkeil vorgeschlagen, an dessen vorderem, spitz auslaufendem Abschnitt sich ein mittlerer Abschnitt mit parallel zueinander verlaufenden sowie ein hinterer Abschnitt von der Mitte zum Ende auseinanderlaufenden Gleitflächen anschließen, wobei die nacheinander zur Wirkung kommenden konischen Gleitflächen des Druckkeils eine unterschiedliche Neigung aufweisen.

Während bei Keilen mit kontinuierlich von einem Ende zum anderen zunehmenden Querschnitt die Stärke des Einsatzes im Bereich des Zylinders und damit die maximale Größe des Bohrloches mit der Länge des Gleitkeils wächst, erlaubt die erfindungsgemäße Lösung die Verwendung eines längeren Gleitkeils ohne Vergrößerung des Bohrlochdurch-

messers. Außerdem kommt bei einer derartigen Keilausbildung die volle Sprengkraft des Geräts zeitlich nacheinander in unterschiedlichen Höhen des Bohrlocheinsatzes zur Wirkung.

Der zuletzt genannte Effekt ergibt sich zwar auch bei dem mechanisch betätigten Zugkeiigerät nach der britischen Patentschrift 15*490, A.D. 1912. aus welcher ein Gerät bekannt ist. bei welchem der Gleitkeil und in entsprechender Weise die Einsatzstücke in Zugrichtung axial hintereinander angeordnete und nacheinander zur Wirkung kommende Gleitflächen aufweisen.

Von diesem Gerät unterscheidet sich das erfindunesgemiiße Druckkeilgerät vor allem dadurch, daß tier Druckkeil verschiedene Abschnitte mit unterschiedlichen Neigungen aufweist. Bei dieser Ausbildung kann z. B. der zunächst außerhalb eines Bohrloches gelegene Abschnitt des Gleitkeils einen stumpferen Keilwinkel besitzen, so uaß der erfindungsgemäß ausgebildete Einsatz in ein Bohrloch mit relativ geringem Durchmesser eingesetzt werden kann, in welchem dank des geringen Neigungswinkels der vorn gelegenen Gleitflächen eine große Sprengkraft erzeugt wird. Ist das Gestein aufgesprengt, kann es mit dem nun zur Wirkung kommenden hinteren Gleitkeilabschnitt, der einen größeren Neigungswinkel besitzt und damit einen größeren Querhub erzeugt, weiter auseinander getrieben ".verden. Diese Anordnung läßt sich bei einem Zugkeilgerät in dieser Form nicht verwirklichen, da bei letzterem die gesamte Keilanordnung innerhalb des Bohrloches gelegen sein muß.

Den gleichen Nachteil besitzt das Gerät nach der USA.-Patentschrift 1 858 378, das zwar auch einen Zugkeil mit in Zugrichtung axial hintereinander angeordneten Keilabschnitten besitzt, die jedoch nicht wie beim Gegenstand der Erfindung nacheinander, sondern gleichzeitig zur Wirkung kommen.

Die Gleitflächen der Einsatzstücke sind, wie erwähnt, dem Gleitflächenverlauf des Druckkeils angepaßt.

Es hat sich aus Festigkeitsgründen als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Einsatzstücke aus Rohlingen mit geradlinig verlaufenden Gleiiflächen hergestellt sind, velche zur Erzeugung der konisch verlaufenden Gleitflächen an der Übergangsstelle vorzußsweise unter Erwärmen abgebogen sind. Hierdurch wird der Faserverlauf der Einsatzstücke nicht unterbrochen. Im Ruhezustand liegen die Einsatzstücke am Gleitkeil an, so daß der derart gebildete Einsatz in kleine Bohrlöcher eingeführt werden kann. Werden die Druckstücke nunmehr unter der Wirkung der Hydraulik vorgeschoben, legen sich die Einsatzstücke mit ihren Außenflächen einerseits an die Bohrlochwandung und ihren Gleitflächen andererseits an den Gleitkeil an. wobei sie federnd auseinandergespreizt weruen. Ihre Elastizität ist so groß.

ίο daß zwischen den Gleitflächen kein übermäßig großer Spalt entsteht und in diesen kein schädlicher Gesteinsstaub u.dgl. eindringen kann. Wird der Gleitkeil wieder zurückgezogen, federn die Einsatzstücke dank ihrer Elastizität in ihre Ausgangslage zurück.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend an Hand eines Austührungsbeispielcs, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt des erfindungsgemäßen Einsatzes mit Gleitkeil und Einsatzstücken und

Fig. 2 einen Radialschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

Mit den nachstehend erläuterten F i g. 1 und 2 ist eine Keil- und Einsatzstückform dargestellt, welche gemäß der Erfindung verschiedene Gleitflächen un-

terschiedlicher Neigung aufweisen. Hierbei sind die Gleitflächen derart"ausgebilde-l und angeordnet, daß der Querschnitt des Gleitkeils im Bereich seines Kopfes geringer ist, als er es bei Gleitflächen mit kontinuierlich zunehmendem Querschnitt wäre, und daß die Sprengkraft zeitlich nacheinander in unterschiedlichen Höhen des Einsatzes erzeugt wird.

So weist der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Gleitkeil 22 einen unteren Abschnitt 22 c mit konisch spitz auslaufenden Gleitflächen, einen mittleren Abschnitt 22 b mit parallel zueinander verlaufenden Gleitflächen und einen oberen Abschnitt 22 a mit von der Mitte zum Ende konisch auseinanderlaufenden Gleitflächen auf.

Die Einsatzstücke 23 und 24 besitzen im oberen Bereich 23« und 24« parallel zueinander verlaufende Gleitflächen, im unteren Bereich 23 b und 24 b dagegen zusammenlaufende Gleitflächen. Sie sind derart geformt, daß sie sich dem Keil in eingezogenem Zustand eng anpassen. Es wurde bereits eingangs erläutert, daß sie aus Rohlingen mit geradlinig verlaufenden Gleitflächen hergestellt sind, die erst durch Warmverformung dem dargestellten Keilvcrlauf angepaßt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gerät zum mechanischen Zerlesen von Gestein mit einem Zylinderblock, in dem ein hoch-Jruckhydraulisch beüitigbarer Kolben längsbeweglich angeordnet ist. mit welchem ein Druckkeil mit zu seinem freien Ende konisch aufeinander zu laufenden Gleitflächen zwischen in Bohrlocher einsetzbare, beschränkt auseinanderschiebbare Einsatzstücke gebracht wird, weiche der Neigung des Dnickkeils entsprechende Gleitflächen aufweisen. dadurch gekennzeichnet, daß sich an den vorderen, spitz auslaufenden Abschnitt (22 c) des Druckkeils ein mittlerer Abschnitt (22 6) mit parallel zueinander verlaufenden sowie ein hinterer Abschnitt (22 a) mit von der Mitte zum Ende auseinanderlaufenden Gleitflächen anschließen und daß die nacheinander zur Wirkung kommenden konischen Gleitflächen des Druckkeils eine unterschiedliche Neigung aufweisen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen der Einsatzstücke so ausgebildet sind, daß sie an den Gleitflächen des eingezogenen Gleitkeils einerseits und der Bohrlochwandung andererseits eng anliegen.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tinsatzstücke aus Rohlingen mit geradlinig verlaufenden Gleitflächen hergestellt sind, welche zur Erzeugung der konisch verlaufenden Gleitflächen am Übergang vorzugsweise unter Erwärmen abgebogen werden.