DE3225093A1 - Vorrichtung zum kuppeln einer bohrstange fuer schachtofenabstichloecher mit dem arbeitswerkzeug einer bohrmaschine - Google Patents

Description

3225Θ93

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 2um Kuppeln einer Bohrstange für Schachtofenabstichlöcher mit dem Arbeitswerkzeug einer Bohrmascnine zur Durchführung eines Verfahrens, nacn welchem das Schliessen und das Oeffnen des Abstichloches eine Positionierphase, bzw. eine RCickzugphase der Bohrstange umfasst, welche zwischen zwei aufeinander folgenden Abstichen in der Stopfmasse des Abstichlocnes belassen wird.

Dieses verhältnismässig neue Verfahren zum Oeffnen des Abstlcnloches mittels einer Bohrstange, welche zwischen zwei aufeinander folgenden Abstichen im Abstichloch belassen wird, ruft ein immer grosser werdendes Interesse hervor auf Kosten der herkömmlichen Verfahren, darin bestehend, die Abstichlöcher mittels einer Bohrstange zu· bohren. Für nähere Einzelheiten über dieses Verfahren und seine Vorteile sowie über die dazu benötigte Ausrüstung beziehe man sicft auf das Luxemburger Patent Nr 82.943.

Um die Bohrstange aus dem Abstichloch herauszuziehen muss die Bohrmaschine in Arbeitsstellung gebracht werden und das entlang der Lafette der Bohrmaschine verschieblicüe . Arbeitswerkzeug mit der herausragenden Extremität der Bohrstange gekuppelt werden. Nach der Durchführung dieses Kuppelvorgangs kann das Herausziehen dadurch vorgenommen werden, dass das Arbeitswerkzeug bei gleichzeitiger Betätigung der Scftlagvorrichtung zum Lösen der Bohrstange aus der erhärteten Stopfmasse im Absticnloch zurückgeschoben wird.

Es gibt verschiedene Systeme zur Durchführung des Aneinanderkuppelns von Bohrstangen und Arbeitswerkzeug. Die meisten dieser Systeme bedingen jedoch ein manuelles Eingreifen der Bedienungsperson. Ein solches manuelles Eingreifen kann jedoch nur auf Kosten der Sicherheit des Bedienungspersonals geschehen, da es auf Grund der Stelle, an der es sich abspielt, einen Risikofaktor darstellt. Zwecks Ausschaltung dieses Nachteils ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum automatischen Kuppeln vorzuschlagen, bei welcher kein manuelles Eingreifen notwendig ist, also jede Unfallgefahr beseitigt ist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung zum Kuppeln einer Bohrstange für Schachtofenabstichlöcher mit dem Arbeitswerkzeug einer Bohrmaschine der eingangs erwähnten Art, durch die im Kennzeicnen des riauptanspruchs angeführten Merkmale gelöst.

Die elastischen Mittel bestehen aus einem U-förmigen Splint aus Federstahl, welcher quer durch die erste Kupplungsmuffe gesteckt ist und, wenn die Bohrstange vollständig in die Muffe eingeführt ist, an jeder Seite der Bohrstange tangential in einer hierfür an der Bohrstange vorgesehenen Ringnut liegt.

Um das manuelle Einführen der Bohrstange in die erste Kupplungsmuffe zu erleichtern, liegt vor der Ringnut ein kegelstumpfförmiger Teil, welcher das Spreizen der beiden Splintschenkel erleichtert.

Um ein leichtes Kuppeln und Entkuppeln, ohne Blockiergefahr, mit Hilfe der zweiten Muffe zu ermöglichen, liegt die Steigung der schraubenförmigen Rille und diejenige der Leiste vorzugsweise zwischen 40 und 60 . Die Extremität der Bohrstange ist vorzugsweise verjüngt ausgeführt, während die Bohrungsöffnungen der beiden Muffen vorzugsweise von innen nacn aussen divergierend verlaufen, wodurch ein eventueller Fluchtungsfehler zwischen der Bohrstange und der Kupplungsmuffenachse korrigiert wird. .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit den gleichen Referenzzahlen versehen sind, dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1, die schematische Seitenansicnt einer Bohrmaschine in Arbeitsstellung zum Einrammen der Bohrstange durch die Stopfmasse des Abstichloches hindurch;

Figur 2, eine analoge Ansicht entsprechend dem Moment vor dem Kuppeln der Bohrstange mit dem Bohrwerkzeug zum Herausziehen der Bohrstange;

Figur 3, die beiden Extremitäten der Bohrstange?

Figur 4, einen Längsschnitt durch die erste Kupplungsmuffe j

Figur 5, einen Längsschnitt durch die zweite Kupplungsmuffe;

Figur 6, einen Längsschnitt durch ein Verbindungsstück zum Verbinden der beiden Muffen mit dem Schlagorgan;

Figur 7, die Kupplung der Bohrstange mit der ersten Kupplungsmuffe?

Figur 8, die Kupplung der Bohrstange mit der zweiten Kupplungsmuffe;

Figur 9, einen Querschnitt nacn der Schnittlinie IX-IX in Figur 7.

In den Figuren 1 und 2 ist die Basis einer Hochofenwandung mit der Referenzzahl 10" bezeicnnet. Die Referenzzahl 12 bezeichnet das durch eine Stopfmasse 14, wie erhärteter Lehm, verstopfte Abstichloch; durch diese Stopfmasse 14 wird vor ihrer vollständigen Erhärtung eine Bohrstange 16 eingeführt. Nacn dem Einführen dieser Bohrstange durch die Masse 14 hindurch wird sie in dieser, in Figur 2 dargestellten Stellung bis zum nächsten Oeffnungsvorgang für das Absticnloch belassen, wobei dieser Oeffnungsvorgang darin besteht, diese bohrstange Iu zurückzuziehen zwecks Freigabe des Abstichloches 12.

Das Herausziehen und das Einführen der Bohrstange 16 geschieht mit Hilfe eines Arbeitswerkzeugs mit einem Scnlagorgan, welches in den beiden Richtungen scnlagen kann. In den Figuren ist die Referenzzahl 18 die Lafette einer Abstichlochbohrmaschine mit einem an dieser Lafette 18 längsverschieblich angebrachten Arbeitswerkzeug 22

, welches- ~ mit einem solchen Schlagorgan ausgerüstet ist.

Die Referenzzahl 20 bezeichnet ein Verbindungsstück, mit Hilfe dessen jede der beiden Kupplungsmuffen mit dem Arbeitswerkzeug 22 verbunden werden kann. in Figur 4

ist eine erste Kupplungsmuffe 24 dargestellt, welche dazu bestimmt ist, die Bohrstange 16 einzuführen. Figur 2 zeigt eine zweite Kupplungsmuffe 26, welche dazu bestimmt ist, die Bohrstange 16 zu ergreifen und herauszuziehen. Die nachfolgenden Figuren zeigen Einzelheiten dieses Kupplungsmechanismus, bei welchem kein manueller Eingriff mehr notwendig ist.

Die Auslegung dieses Kupplungsmechanismus entspringt dem Wunsch, die Bohrmaschinen verwenden zu können, welche sich ebenfalls für herkömmliche Bohrungen mit rotierenden Bohrstangen eignen, insbesondere zum Ausnutzen der Möglichkeit des Arbeitswerkzeugs dieser Maschinen, schlagend und rotierend arbeiten zu können.

Wie aus Figur 3 hervorgeht, weist die Bohrstange 16 einen zugespitzten Kopf 28 auf, wodurch das Eindringen in die Stopfmasse des Abstichloches erleichtert wird. Die entgegengesetzte Extremität 30 ist leicht verjüngt ausgeführt, wodurch das Eindringen in die beiden Muffen 24 und 26 erleichtert und ein eventueller Fluchtungsfehler zwischen den Achsen dieser Muffen und der Stange 16 korrigiert wird. An dieser Stange 16 ist in kennzeichnender Weise eine schraubenförmige Leiste 32 vorgesehen. Diese Leiste 32 ist linksgängig und zwar um den Umstand ausnützen zu können, dass die herkömmlichen Bohrmaschinen für ein Bohren mit Linksdrehung ausgelegt sind. Die beiden Extremitäten der Leiste, insbesondere diejenige, welche in die Kupplungsmuffen 24 und 26 eindringen soll, sind vorzugsweise zur Erleichterung dieses Vorgangs abgerundet. Gemäss einer weiteren Besonderheit ist die Bohrstange 16 mit einer im Profil halbkreisförmigen Ringnut 34 versehen, deren Punktion mit Bezug auf die nachfolgenden Figuren im einzelnen beschrieben wird.

Die erste, in Figur 4 dargestellte Kupplungsmuffe 24 hat eine axiale Bohrung 36, deren Durchmesser etwas grosser ist als der Maximaldurchmesser der Bohrstange 16 im Bereich der schraubenförmigen Leiste 32. Diese Bohrung 36 hat eine von innen nach aussei! leicht divergierende

Eintrittsöffnung 38 zur Erleichterung des Kuppeins mit der Bohrstange 16 und zum Kompensieren eines eventuellen Fluchtungsfehlers zwischen dieser Bohrstange und der Achse der Muffe 24. Der Grund 40 der Bohrung 36 ist ebenfalls leicht verjüngt ausgeführt, wodurch eine feste Lage der Stange 16 gewährleistet ist, wenn sie mit dieser Muffe im Eingriff ist.

Die zweite Kupplungsmuffe 26 (siehe Figur 5) ist ebenfalls mit einer axialen Bohrung 42 versehen. Diese Bohrung 42 ist in ihrem zylindrischen Teil mit einer schraubenförmigen Rille 44 versehen, welche der Leiste 32 an der Bohrstange 16 entspricht und dazu bestimmt ist, mit dieser Leiste zusammen zu wirken. Diese Bohrung 42 hat desweiteren ein von innen nach aussen divergierende Eintrittsöffnung 46 mit denselben Aufgaben wie die Eintrittsöffnung 38 der Muffe 24.

Anstatt nur eine einzige schraubenförmige Rille 44 vorzusehen, kann man deren zwei oder mehr vorsehen, unter der Bedingung, dass die schraubenförmige Leiste der Bohrstange 16 ebenfalls entsprechend zwei- oder mehrgängig ist. Es ist wesentlich, dass die schraubenförmige Rille 44 und die Leiste 32 eine starke Steigung haben, d.h. über 30°, vorzugsweise zwischen 40° und 60°, damit nach dem Einführen der Stange eine Selbsthemmung beim Entkupplungsvorgang vermieden wird.

Grundsätzlich genügt es, wenn die Rille 44 und die Leiste 32 nur eine komplette Umdrehung von 360 machen. Wenn die Rille 44 und die Leiste 32 zweigängig sind, ist sogar eine halbe Umdrehung ausreichend« Dies ist jedoch keine Bedingung und man wird die Länge der Leiste 32 und der Rille 44 so gross machen, wie es den Erfordernissen entspricht.

In Figur 6 ist das Verbindungsstück 20 dargestellt, mit Hilfe dessen jede der beiden Muffen 24, 26 mit dem Schlagorgan des Arbeitswerkzeugs 22 verbunden werden Kann (Figuren 1 und 2). Die Befestigung zwischen den Muffen 24, 26 und dem Verbindungsstück 20 kann mittels an sich

bekannten Mitteln durchgeführt werden, im Beispiel nach Figur 6 etwa mit Hilfe eines Keils 48, welcher mit einem Zapfen 50 an jeder der beiden Muffen 24 und 26 zusammenwirkt und die Verankerung des Zapfens in einer Bohrung des Verbindungsstücks 20 wahrnimmt. Dieses Verbindungsstück 20 ist seinerseits mit an sich bekannten Mitteln lösbar am Schlagorgan befestigt, z.B. mit Hilfe einer Bajonettbefestigung.

Figur 7 zeigt, in welcher Art und Weise die Bohrstange 16 vor ihrem Eindringen in ihre Arbeitsstellung gemäss Figur 1 In der ersten Kupplungsmuffe 24 gehalten ,. ist. Die Stange 16 wird durch Hineinschieben in die Muffe 24 eingeführt, wobei die schraubenförmige Leiste 22 keinerlei Funktion hat. Um zu vermeiden, dass die Stange 16 beim Eindringen in ihre Arbeitsstellung nach Figur 1 aus der Muffe 24 herausgleitet, ist in der Muffe 24 ein U-förmiger Splint 52 (siehe auch Figur 9) aus Federstahl vorgesehen, dessen beide Schenkel sich beidseits der Stange 16 tangential durch die speziell zu diesem Zweck an der Stange 16 vorgesehene Ringnut 34 hindurch erstrecken. Der normale Abstand zwischen den beiden Schenkeln dieses Splints 52 ist kleiner als der Durchmesser der Stange 16. Durch die Elastizität dieses Splints 52 können jedoch die beiden Schenkel auseinander gebogen werden, wenn die Stange 16 in die Muffe 24 eindringt, und ebenfalls, wenn diese Muffe von der Stange 16 abgezogen wird, nachdem letztere in ihre Arbeitsstellung gebracht worden ist. Um das Auseinanderbiegen der beiden Schenkel des Splints 52 zu erleichtern, ist an der Stange 16 unmittelbar vor der Ringnut 34 ein Kegelstumpfförmiger Abschnitt 54 vorgesehen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Splint 52 nur ein Beispiel ist für die Möglicnkeiten die es gibt, um die Stange 16 in der Muffe 24 zu halten und dass andere an sich bekannte Mittel hierfür Verwendung finden können, wie z.B. dehnbare Ringe, federbelastete Kugeln usw.

In Figur 8 ist die mit der zweiten Kupplungsmuffe 26 in Eingriff befindliche Extremität der Bohrstange 16 gezeigt; auf diese Weise mit der Kupplungsmuffe 26 ge-

kuppelt wird die Bohrstange 16 aus dem Abstichloch 12 herausgezogen. Das Einführen der Stange 16 in die Kupplungsmuffe. 26 geschieht durch eine Drehung der Stange 16 oder der Muffe 26, welche im dargestellten Beispiel eine einzige Umdrehung umfasst. Es sei darauf hingewiesen, dass für die Kupplung'nach Figur 8 die Ringnut 34 keinerlei Funktion hat.

Um die Bohrstange 16 in ihre Arbeitsstellung nach Figur 1 zu bringen, wird sie manuell in die Muffe 24 eingeführt (siehe Figur 7). Dieser Arbeitsvorgang kann ohne Unfallgefahr manuell durchgeführt werden da zu diesem Zeitpunkt die Bohrmaschine sich in ihrer Ruhelage abseits . von der Abstichrinne befindet. Beim Einführen der Stange 16 in die Muffe 24 erleichtert der kegelstumpfförmige Abschnitt 24 das Auseinanderbiegen der beiden Schenkel des Splints 52, während der Einführvorgang beendet ist, wenn der Splint 52 sich in die Ringnut 34 einlegt. In diesem Zustand stützt die Stange 16 sich am Boden der Bohrung 36 ab, sodass das Arbeitswerkzeug 22 die Bohrstange 16 rammend in die Stopfmasse 14 des Abstichloches 12 einschlagen kann. Befindet sich die Bohrstange 16 vollständig im Abstichloch, so ist der Widerstand gegen ein Herausziehen der Stange grosser als die Haltekraft des Splints 52, sodass durch einen Rückzug des Arbeitswerkzeugs 22 die Muffe 24 gegen die Wirkung dieses Splints 52 von der Stange 16 gelöst wird.

Zum Herausziehen der Bohrstange 16 aus dem Abstichloch 12 wird die Muffe 24 durch die Muffe 26 ersetzt. Diese Arbeit kann ebenfalls in der Ruhelage der Bohrmaschine, d.h. abseits von der Abstichrinne, und ohne Unfallgefahr für die Bedienungsperson durchgeführt werden. Nach dem Austausch der Muffen wird die Lafette 18 in Arbeitsstellung gebracht und die Muffe 26 entsprechend der Figur 8 mit der Bohrstange 16 gekuppelt, indem das Arbeitswerkzeug 22 zum Drehen der Muffe 2 6 nach links betätigt wird. Von dieser Stellung ausgehend kann die Bohrstange 16 aus dem Abstichloch 12 herausgezogen werden indem das Schlagorgan nach hinten betätigt und das Arbeitswerkzeug 22 der Lafette 12 entlang nach hinten verschoben wird, wobei eine Drehung

der Muffe 16 nach rechts vermieden werden muss; während diesem Extraktionsvorgang kann die Muffe 26 auch nach dem Ankuppeln an die Bohrstange 16 nach links weiter drehen gelassen werden. Nach dem Rückzug der Bohrstange 16 aus dem Abstichloch kann die Bohrmaschine an ihre Ruhelage
zurückgeführt und die Stange manuell von der Muffe 2 6
gelöst werden.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Kuppeln einer Bohrstange für Schachtofenabstichlöcher mit dem Arbeitswerkzeug einer Bohrmaschine zur Durchführung eines Verfahrens, nach welchem das Schliessen und das Oeffnen des Abstichloches eine Positionlerphase, bzw. eine Rückzugphase der Bohrstange umfasst, welche zwischen zwei aufeinander folgenden Abstichen in der Stopfmasse des Abstichloches belassen wird, gekennzeichnet durch zwei Kupplungsmuffen (24, 26), wovon die erste (24) eine axiale Bohrung (36) aufweist, dazu bestimmt, durch Eindringen die Extremität der Bohrstange (16) aufzunehmen, sowie elastische Mittel zum Festhalten der Bohrstangenextremität in dieser Bohrung (36), jedoch dazu ausgelegt, bei einer bestimmten Kraft nacnzugeben, und wovon die zweite (26) eine axiale Bohrung (42) aufweist, dazu bestimmt, durch Eindringen und durch Drehung die Extremität der Bohrstange (16) aufzunehmen und zu diesem Zweck mindestens eine schraubenförmige Rille (44) aufweisend, während die eine der beiden Bohrstangenextremitäten eine der Rille (44) entsprechende schraubenförmige Leiste (32) aufweist, wobei die beiden Kupplungsmuffen (24, 26) in der Weise ausgelegt sind, dass sie vorübergellend fest mit einem Verbindungsstück (20) verbunden werden können, welches seinerseits fest mit dem Schlagorgan des Ärbeitswerkzeugs (22) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel der ersten Muffe (24) aus einem U-förmigen Splint (52) aus Pederstahl bestehen, welcher quer durch diese erste. Muffe (24) verläuft und, wenn die Bohrstange (16) vollständig in die Muffe (24) eingeführt ist, auf jeder Seite tangential durch eine Ringnut (34)/welcne zu diesem Zweck an der Bohrstange (16) vorgesehen ist / hindurchgeht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrstange (16) vor der Ringnut (34) einen kegelst umpfformigen Abschnitt (54) aufweist, welcher das Spreizen der beiden Schenkel des Splints (52) unterstützt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der schraubenförmigen Rille der zweiten Muffe (2 6) und diejenige der Leiste (32) der Bohrstange (16) mindestens 30 beträgt oder darüber.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die zum Einführen in die Muffen (24, 26) bestimmte Extremität der Stange (16) verjüngt ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnungen (38, 46) der Bohrungen (36, 42) der beiden Muffen (24, 26) von innen nach aussen divergent sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (36) der ersten Muffe (24) eine Verjüngung (40) zum Zusammenwirken mit der vorderen Extremität der Stange (16) aufweist.