DE1961341A1

DE1961341A1 - Vorschubmechanismus fuer Schlauchfuehrung von Gesteinsbohrmaschinen

Info

Publication number: DE1961341A1
Application number: DE19691961341
Authority: DE
Inventors: Rudman Frederik R
Original assignee: Gardner Denver Inc
Current assignee: Gardner Denver Inc
Priority date: 1968-12-09
Filing date: 1969-12-06
Publication date: 1970-06-18
Also published as: FR2025625A1; US3500941A; GB1249526A

Description

Dr. A. Wentzel
Dipl-lng.W.Dahlke

Patentanwälte 4. Dezember 1969

Refrath bei Köln Wa/D

Frankenforst 137

Gardner-Denver Company Quiney, Illinois, Y.St.A.

"Vorschubmechanismus für Schlauchführung von Gesteinsbohrmaschinen"

Die Erfindung betrifft einen Vorschubmechanismus, für die Schlauchführung von Gesteinsbohrmaschinen,

Bei Gesteinsbohrmasohinen ist es üblich, die Bohrmaschinen auf Lafetten, zu lagern, um die Bohrmaschine in Längsrichtung der Lafett umsteuerbar vorzuschieben. Diese Lafetten sind zur La-

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gerung an universal verstellbaren Auslegern vorgesehen, die auf

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einem fahrbaren Gerät sitzen, bei dem es sich um ein Rad-"oder Kettenfahrzeug mit Eigenantrieb handeln kann» Die Gesteins- ' bohrmaschinen müssen ferner mit einer Anzahl flexibler Mediumschläuche bestückt sein, die zum Motorblock der Bohrmaschine führen, um das für den Antrieb des Motors erforderliche Druckmedium und das zum Reinigen des Lochs erforderliche Spülmittel zur Bohrmaschine zu leiten. Wenn Bohrmaschinen also in der angegebenen Art gelagert sind, besteht als Folge der erforderlichen Schlauchlängen die Gefahr, daß sie einknicken oder verdrallt oder beschädigt werden, indem sie über rauhen Untergrund gezogen werden beispielsweise den Boden eines Bergwerkstollens oder einer Baustelle. Es ist deshalb zweckmäßig, eine Führungs- und Spannvorrichtung vorzusehen, um die Schläuche insgesamt aufgewickelt zu halten, damit deren Beschädigung oder Verwickelung verhindert wird, gleichzeitig aber die Möglichkeit gegeben wird, daß sie der Bohrmaschine an der Bohr lafette entlang nachlaufen.

Führungs- und Spannvorrichtungen für die Mediumschläuche von Gesteinsbohrmaschinen sind bekannt. Die bekannten Vorrichr tungen haben Anwendung gefunden in den Hochlei8tungs-Lafetten mit Kettenvorschubvorrichtungen, bei denen Gewicht und Raum nicht von ausschlaggebender Bedeutung in der Konstruktion des Vorschubsupports sind. Es ist jedoch auch erwünscht, formschlüssig angetriebene Schlauchspanntrommeln an den leichten

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Spindel-Yorschubsupporten vorzusehen, "bei denen in der Konstruktion ein Hauptgesichtspunkt die Verringerung des Gewichts und der Abmessung ist.

Die Erfindung besteht in der Schaffung einer formschlüssig angetriebenen Fülirungs- und Spannvorrichtung für die Mediumschläuche eines SpindelnSupports für Gesteinsböhrmaschinen. Die Erfindung sieht ein,langgestrecktes Vorschubglied vor, das auf einem.Spindel-Vorschubsupport parallel zur Förderspindel für den Bohrmaschinenbiock drehbar gelagert ist und das zum Antreiben einer Schlauchführungs- und Spanntrommel mit festgelegter Geschwindigkeit relativ zur Vorschubgeschwindig-, keit der Bohrmaschine eingerichtet ist. .

Die Erfindung·umfaßt einen VorSchubmechanismus für eine Schlauchführungs tromme.l, die' zur lagerung an einem leichten Vorschubsupport für die Bohrmaschine geeignet ist. Dabei ist der gesamte Vorschubmechanismus innerhalb des normalen Querschnitts des Supports untergebracht. Die Zuverlässigkeit der Schlauchtroiaiae Iv or richtung wird durch die mechanische Einfachheit und die Eabustheit des Sclilauchtromael-Vorschubmechanismus gemäß.der Erfindung erhöht.

Ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung eines. Antriebs, der eine Bolirnaschinen-Vorschubspindel und eine Sclilauchführungs-Vorschubspindel"miteinander koppelt, derart, daß· die beiden Spindeln- mit .proportionaler Geschwin-

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digkeit angetrieben werden, um "bestimmte relative Vorschubge-. schwindigkeiten zwischen der Schlauchführungstrommel und der Bohrmaschine zu ergeben.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer universal verstellbaren Bohrmaschine , die auf einem fahrbaren Fahrgestell sitzt;

Fig. 2 ein Schnitt im wesentlichen an der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine Einzelheit in Ansicht und teilweise im Schnitt, die den Spindel-Vorschubsupport gemäß Fig. 1 darstellt, wobei Einzelheiten der Vorschubspindel der Schlauchführung und des Antriebsmechanismus gezeigt sind und

Fig. 4 eine Einzelheit als Variante der Vorscimb-

spindel der Schlauchführung und des Antriebsmechanismus.

In Fig. 1 ist eine fahrbahre GesteinsbOhrmaschine 10■'"

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gezeigt. Die Maschine 10 weist ein gummibereiftes "Fahrzeug 12 mit Eigenantrieb auf, auf dem ein universal stellbarer Ausleger 14 gelagert ist, der am Fahrzeug am Gelenk 16 angelenkt ist. Das entfernte Ende, des Auslegers 14 ist zum Tragen eines Gelenkhalters 18 ausgebildet, an dem eine langgestreckte Vorschublafette 20 befestigt ist. Die Vorschublafette 20 dient zur gleitenden Lagerung eines Sehlagmotors 22 der Gesteinsbohrmasdiine, der in Längsrichtung an der Lafette 20 entlang vorschiebbar ist, um Sprenglöcher uctgl.' zu bohren, indem Drehschläge · über den Bohrstahl 24 auf einen Bohrkranz übertragen werden, der nicht dargestellt ist.

Die Art und Weise, wie der Ausleger 14 und die Vorschublafette 20 gelagert sind, und das Vorsehen druckmittelbeaufschlagter Arbeitszylinder 26, 28 und 50 gestattet das Bohren von Löchern unter den verschiedensten Winkeln an den verschiedensten Stellen relativ zur Bohrstelle 32» Obgleich zur Vereinfachung der Darstellung nur ein Ausleger gezeigt ist, sitzen an"Fahrzeugen 12 häufig mehrere Ausleger, so daß ein großer Flächenbereich rasch von einer Bedienungsperson mit Bohrlöchern versehen werden kann, die am Steuerpult 34 sitzt.

Der Motor 22 der Bohrmaschine, bei dem es sich um einen bekannten Druckmittelmotor handelt, erfordert eine Anzahl flexibler Mediumschläuche 36, die zum Motorblock von einer nicht dargestellten Druckmittelquelle aus führen. Die Schläuche 36 er-

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strecken sich notwendigerweise "vom Steuerpult 34 aus und' müssen eine ausreichende Länge haben, um eine freie Bewegung des Motors 22 längs der Torschublafette 20 zu ermöglichen. Die Schläuche 36 müssen ferner ausreichend lang sein, um eine Lage der Vorschublafette 20 relativ zum Ausleger 14 zu ermöglichen, wie sie beim größten Ausfahren der Druckmittelzylinder 26, 28 und 30 erreicht wird.

Ein ,erhebliches Maß an freiem Durchhängen der Schläuche 36 würde in bestimmten Stellungen des Bohriaaschineniaotors und der Vorschublafette entstehen, was zu einem Knicken, zu einem Verwickeln und zu einem ITachsteifen führen würde, wenn keine Führungs- und Spannvorrichtung vorgesehen wäre, die durch die Schlauchtrommel 38 gebildet ist, welche beweglich an der Vorschublafette 30 gelagert ist. Gemäß der Darstellung in Fig-. 1 sind die Schläuche 36 säuberlich in den Fächern der Trommel 38 aufgewickelt, von denen aus sie zum Bohrmaschinenmotor 22 führen. Durch Führen der Schläuche 36 durch den Hänger 40 am Ausleger 14 und' durch Verbinden der Schläuche mit der Vorschublafette 20 mittels der Schelle 42 in der Hähe der Anlenkung der Vorschubhalterung 18 besteht keine Gefahr einer Verwicklung oder einer Beschädigung.

ι Gemäß der Darstellung in Fig. 2 und 3 ist die Vorschublafette 20 in Leichtbauweise vorgesehen und hat einen Träger, der eine schmale Querschnittsform hat (Fig. 2). Dieser Träger ist

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in bekannter Weise aus stranggepreßter Aluminiumlegierung oder aus Stahl hergestellt. Der Bohrmaschinenmotor 22 ist in bekannter Weise verschiebbar auf der Lafette 20 gelagert, und er wird umsteuerbar in Längsrichtung derselben durch ein langgestrecktes, drehbar gelagertes Vorschubglied angetrieben, das durch eine Spindel 44 gebildet ist, welche in der Mitte in der Lafette 20 gelagert ist und im Gewindeeingriff mit den Bohrmaschinen 22,steht, und zwar durch eine drehfeste Mutter 46. Die Vorschubgeschwindigkeit der Bohrmaschine ist eine Punktion der Steigung des Gewindes und der Drehzahl der Spindel 44. Gemäß der Darstellung in Fig. 3· kann die Spindel 44 durch einen druckmittelbetätigten Motor 4ö gedreht werden, der an der Lafette 20 über ein zweistückiges Getriebegehäuse 50 und eine Konsole 52 gelagert ist. Der Motor 48 erhält und gibt ab Druckmitte^6urcn Leitungen 50 und 56, und er, ist ebenfalls von dem Steuerpult 34 aus bedienbar. Der Motor 48 treibt die Vorschubspindel 44 über ein Zahnradvorgelegt umsteuerbar an, das durch ein Ritzel 58 und ein Untersetzungszahnrad 60 gebildet ist, das mit einer eiiistückigen Verlängerung 62 der Vprschubspindel 44 verteilt ist. Das Untersetzungszahnrad 60 und die Spindelverlängerung 62 sind in Lagern 64 bzw. 66 gelagert. Das gegenüberliegende Ende der Vorschub-•spindel 44 der Bohrmaschine ist ebenfalls in einem bekannten Lager (nicht dargestellt) gelagert.

Gemäß der Darstellung in ffig.- .2 besteht die -Schlauohtrammel ,

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30 aus einer unterteilten Trommel 68, die auf einer Nabe 70 frei drehbar ist» Die Nabe sitzt an einem Rahmen 72. Der Rahmen 72 umfaßt seitlich vorspringende'Rippen 74, die verschiebbar in Führungen 76 sitzen, die in Längsrichtung der Vorschublafette 20 vorgesehen sind. Der Trommelrahmen 72 erstreckt sich in eine Längsausnehmung 78 in der Vorschublafette 20 und umgibt die Vorschubspindel. 44 der Bohrmaschine. Eine Längsbohrung 80 durch den Rahmen 72 sorgt für die erforderliche Freiheit für die Vorschubspindel der Bohrmaschine. Gemäß der Darstellung in Fig.. 3 umfaßt der Trommelrahmen 72 eine · Mutter 82, die mit dem Rahmen durch einen Bolzen 84 drehfest verbunden ist. Die Mutter 82 befindet sich im Gewindeeingriff mit'einem langgestreckten g Glied, das durch eine Spindel 86 gebildet ist, die in der Ausnehmung 78 parallel zur Vorschubspindel 44 der Bohrmaschine drehbar gelagert ist. Die Spindel 86, die einen Vorschubmechanismus für die Schlauchtrommel 38 bildet, erstreckt sich im wesentlichen über die halbe Länge der Vorschublafette 20 und ist in einem Lager 88 an einem Ende drehbar gelagert. Eine Schaftverlängerung 9Ö> auf der ein Zahnrad 72 drehfest sitzt, ist in Lagern 94 im Getriebegehäuse 50 gelagert. Die Vorschubspindel 44 der Bohrmaschine und die Vorschubspindel 86 der Schlauchtrommel sind durch Mittel miteinander drehbar verbunden, die durch das Zahnrad 92 gebildet ist, das mit einem Zahnrad 96 kämmt. Dieses Zahnrad 96 sitzt auf der Spindelverlängerung 62. Das Zahnrad 96' ist • ■■■ ^:' .:-■.■■■ "■■■■■■: , -.9-

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relativ zur Spindel 44 drehfest angeordnet.

Mit der in Fig. 1 gezeigten Anordnung zum Führen und Spannen der Schläuche 36 > bei der die Schläuche umgekehrt um die Trommel 38 herumgeführt und fixiert relativ zur Vorschublafette durch die Schelle 42 angeordnet sind-, muß die Trommel 38 mit der halben Vorschubgeschwindigkeit des Bohrmaschinenmotors 22 wandern, um die gewünschte Spannung aufrechtzuerhalten. Demgemäß sind in dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel die Zahnräder 96 und 92 so ausgelegt, daß sie ein Drehzahlverhältnis von 1:1 haben. Die Steigung des Gewindes der Vorschubspindel 86 der Trommel beträgt dabei die halbe Steigung des Gewindes der Vorschubspindel 44 der Bohrmaschine. Deshalb wird, auch wenn die Spindeln 44 und 86 im Betrieb mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit gedreht werden, die Schlauchtrommel 38 an der Vorschublafette 20 mit der halben Geschindigkeit des Bohrmaschinenmotors 22 vorgeschoben und zurückgezogen. Da die Spindeln in entgegengesetzte Richtungen wandern, ist es allerdings erforderlich, daß das Gewinde der Spindeln jeweils links- bzw. rechtsgängig sind. Gewinde mit gleicher Gangrichtung könnte für die zwei Vorschubspindeln verwendet werden, wenn ein Zwischenzahnrad in einen Eingriff zwischen das Zahnrad 92 und das Zahnrad 96 gebracht werden.

i-Es ist nicht erforderlich, daß die Zahnräder 92 und 96 so

ausgelegt sind, daß das Drehzahlverhältnis zwischen den mit-

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einander verbundenen Forderspindeln 1:1 beträgt. In dem in M¹Ig. 4 gezeigten Ausführungsbeisxjie 1 ist eine Förderspindel 100 einer Schlauchtrommel gezeigt, die eine GewindeSteigung hat, welche gleich der Gewindesteigung einer Vorschubspindel 102 des Bohrmaschinenmotors ist, in dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gewinde jedoch mit entgegengesetzter Steigung vorgesehen. Die Vorschubspindel 100 der Trommel befindet sich im Gewindeeingriff mit einer Mutter 103, die

_ drehfest am Trommelrahmen 72 angeordnet ist, und zv/ar anstelle der Mutter 82. Das Getriebevorgelege, das in einem abgewandelten Getriebegehäuse 104 untergebracht ist, umfaßt ein Zahnrad 106 auf der Verlängerung 108 der Spindel 102, die mit einem Zahnrad 110 auf der Verlängerung 112 der Spindel 100 im Eingriff steht. Das Teilia?eis-Durchmesserverhältnis des Zahnrads 110 zum Zahnrad 106 beträgt 2:1, so daß die Drehzahl der Vorschubspindel 100 der Trommel halb so groß wie die Drehzahl der Vorschubspindel 102 des Bohrmaschinenmotors ist. Damit beträgt die Vorschubgeschwindigkeit der Schlauehtrominel

W. 38 die Hälfte der Vorschubgeschwindigkeit des Bohrmaschinenmotors.

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Claims

Patentansprüche

!♦ Bohrvorrichtung mit einer langgestreckten Bohrmaschinenlafette, einem Bohrma schineniaot or, der auf der Lafette beweglich gelagert ist, flexiblen Leitungen, die mit einem Ende mit dem Böhrmaschinenmotor verbunden sind und die mit einem anderen Teil relativ zur Lafette fixiert sind, einem ersten langgestreckten Teil, das drehbar in der Lafette gelagert ist und in einer Wirkverbindung mit dem Bohrmaschinenmotor zum umsteuerbaren Vorschub desselben in Längsrichtung der Lafette steht, und einem Antriebsmotor, der in einer Wirkverbindung mit den ersten langgestreckten Teilsteht, d a durch gekennzeichnet, daß eine Leitungsführung (38) an der Lafette (20) zur Führung der flexiblen Leitungen (36) relativ zum Böhrmaschineumotor (22) beweglich gelagert ist, daß ein zweiter langgestreckter Teil (86) an der Lafette (20) im wesentlichen parallel zum ersten langgestreckten Teil (44) drehbar gelagert ist- und in einer Wirkverbindung mit der Leitungsführung (39) zum umsteuerbaren Vorschub derselben in Längsrichtung der Lafette (20) steht, unddaß ein Antriebsmechanismus (92, 96) die beiden langgestreckten Teile (44, 86) miteinander ver-

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bindet, derart, daß die Teile durch den Antriebsmotor (48) zum. Vorschieben des Bohrmasehinenmotors (22) und der Leitungsführung (38) in Längsrichtung der Lafette (20) mit festgelegter Geschwindigkeit gegeneinander rotierend angetrieben sind.

2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c & gekennzeichnet, daß der Antriebemechanismus ein Zahnrad (92) umfaßt, das am Vorschubteil der Leitungsführung (58) angeordnet ist und das mit einem Zahnrad (96) kämmt, das am Vorsehubteil des Bohrmaschinenmotors (22) angeordnet ist, und daß xn Abhängigkeit vom Lauf des Antriebsmotore (48) der Vorschubteil des Bohrmasehinenmotors (22) und der Vorschubteil der Leitungsführung (38) mit festgelegter Geschwindigkeit in Bezug aufeinander gedroht werden.

3,' Bohrvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h ge kenn ζ ei c h τι et, daß der YorechutH teil des Bohruaschineniaotors (22) eine Spindel umfaßt, die im Gewindeeingriff iait dem Bohrmäschinenmötor; (22) steht, und da/3 der Vorschubteil der Leitungsfilhrung (38) eine Spindel umfaßt, die im Gewindeeingriff mit der Leitimgsfülirung (38-) steht.

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4» Bohrvorrichtung nach Anspruch 3, da d u r G Ii gekennze i c la ti e t , daß das Drelizalilverhältnis der kämmenden, Zahnräder (92, 96). 1:1, "beträgt»

5. Bohrvorrichtung na ο Ii Anspruch. 4* dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubspindel der Leitungsfuhrung (38) eine Gewindesteigung hat, die die Hälite-der G- ewin de Steigung der Vorschubspindel des Bohrraascliinenmotors (22) beträgt, derart, daß in Abhängigkeit vom Lauf des Antriebsmotors (4o) die Leitungsführiing (38) in Längsrichtung der Lafette (20) mit der halben Geschwindigkeit des Bohriaaschineniiotors (22) bewegbar ist,

6. Bohrvorrichtung nach Anspruch^, d a d u r c h

_o· e k e η η 2 e lehnet , daß das Drehsahlverhältnis des Zahnrads an der Yorschubspindel des iiohrmaschinenmotors (22) relativ zvm damit kämiaenden iiahnrad an der Vorschubspindel der Leitangsführung (3ö) 2:1 beträgt,

7. .Bohrvorrichtung nach Anspimch 6, d a d u r c h g e k e η η s e i c h η e t , daß die Yorsoliubspindel der Leitungs.führung (38) eine Gewinde Steigung,

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liat, die glelcix der Gewindesteigung der "Vorschubspindel des Boliriaotors (22) ist, derart, daß in Abliängigkeit you lauf des Antriebsmotora (-!8) die Lei— tungsführung (38) in LängsriGhtung der Lafette (20) mit der halrjen Geschvfindigkeit des Bohrmascliinenmotors (22) bev/^egbar ist.

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