DE2205521B2

DE2205521B2 - Richtungssteuerung zum positionieren einer vorschublafette fuer die bohrmaschine einer gesteinsbohrvorrichtung

Info

Publication number: DE2205521B2
Application number: DE19722205521
Authority: DE
Inventors: Laurence B Pine Col Nanson (V St A)
Original assignee: Gardner Denver Inc
Current assignee: Cooper Industries LLC
Priority date: 1971-05-04
Filing date: 1972-02-05
Publication date: 1973-05-10
Also published as: US3721304A; CA950893A; FR2135537B1; AU3533871A; ZA717403B; DE2205521C3; GB1325240A; SE380867B; NO134712B; DE2205521A1; FR2135537A1; AU460374B2; IT947550B; JPS5248922B1

Description

Die Erfindung betrifft die Richtungssteuerung zum Positionieren einer Vorschublafette für die Bohrmaschine einer Gesteinsbohrvorrichtung, wobei die Gesteinsbohrvorrichtung, einen beweglichen Ausleger, eine langgestreckte Vorschublafette für die Bohrmaschine, eine Schwenkverbindung zwischen der Vorschublafette und dem Ausleger, einen Bohrmaschinenmotor und eine langgestreckte Bohrstange mil einer Längsachse, die zur Bewegung längs der Vorschublafette angeordnet ist, Stellmotoren, die mil dem Ausleger und der Vorschublafette derart verbunden sind, daß diese dem Ausleger gegenüber bewegbar ist, und eine zumindest mit der Vorschublafette verbundene Richtungsmeßeinrichtung aufweist, die zur Erzeugung von Signalen für die Betätigung der Stellmotoren zum Einrichten der Voischublafette in eine bestimmte Ausrichtung in Abhängigkeit vor der Bewegung des Auslegers ausgebildet ist.

Derartige Gesteinsbohrvorrichtungen werden beirr Abbau von Gestein verwendet, um Schnitte in der Boden an festgelegten Ebenen entlang vorzunehmen die die Grenzen des auszuhebenden Bereiches bilden Solche Schnitte können eine geneigte Fläche schaffen, die stabil und damit sicher und wartungsfrei ist Zur Bildung solcher Flächen werden eine Anzah parallel verlaufender Löcher in engem Abstand nebeneinander auf eine festgelegte Tiefe gebohrt. Nach dem Füllen der Löcher mit Sprengladungen und derr anschließenden Sprengen entsteht ein sauberei Schnitt im Boden, der eine im wesentlichen glatte und spaltfreie Fläche darstellt. Beim Herstellen solcher Flächen ist es besonders wichtig, daß die im engen Abstand angeordneten Sprenglöcher parallel unc in einer gleichen Ebene gebohrt werden, um sicherzustellen, daß beim Sprengen eine glatte Spaltung entsteht.

Bei einer bekannten Gesteinsbohrvorrichtung dei besagten Art war bereits eine Richtungsmeßeinrich tung vorgesehen, die zur Erzeugung von Signalen zui Betätigung der Stellmotoren zum Einrichten der Lafette in eine bestimmte Ausrichtung gegenüber den Ausleger ausgebildet ist. Die Steuerung erfolgt be der bekannten Bohrvorrichtung derart, daß die

3 4

Schwenkachse der Vorschublafette gegenüber dem F ig. 3 eine Ansicht der Anordnung der Rieb Ausleger parallel zu den Schwenkarmen des Ausle- tungsmeßeinrichtung in einem größeren Maßstab,
gers gegenüber deren Träger liegt. Bei gewissen Ar- Fig.4 eine Draufsicht auf die in Fig.5 aargeten von Gesteinsbohrvorrichtungen, insbesondere bei stellte Anordnung der Richtungsmeßeinnchtung,
solchen, die zum Bohren von etwa vertikalen oder 5 Fig.5 eine Draufsicht auf die Gesteinsbohrvorzur Vertikalen geneigten Bohrungen verwendet wer- richtung nach F i g. 1, die Lage des Auslegers una den, kann die Vorschublafette nicht so günstig am der Vorschublafette während des Bohrens einer AnAusleger angelenkt sein, daß sie um Achsen zahl von Bohrlöchern veranschaulichend,
schwingt, die parallel zu den Schwenkachsen des F i g. 6 eine schematische Darstellung emes typi-Auslegers selbst verlaufen. io sehen Querschnittes einer Straßengrube mit schragen

Bei dieser bekannten Richtungssteuerung sind Seiten, .

elektrisch wirkende Winkelfühler in den Schwenk- Fig. 7 einen Längsschnitt durch die Kicntungs-

achsen des Auslegers und der Vorschublafette an- raeßeinrichtung an der Linie 7-7 der F ι g. 4,

geordnet. Diese Anordnung der Winkelfühler macht Fig. 8 einen Schnitt an der Linie 8-8 der t ig. /,

Schwenklager erforderlich, die wesentlich größer als 15 Fig.9 eine schematische Darstellung der Kicn-

normal erforderlich sind. Darüber hinaus hat man tungsmeßeinrichtung und einer Steuerschaltung ge-

die Erfahrung gemacht, daß elektrisch wirkende maß der Erfindung,

Winkelfühler bei den in der Gesteinsbohrtechnik rau- F i g. 10 eine Einzelheit aus der Lagerung der vor-

hen Methoden leicht beschädigt werden können, so schublafette und _

daß die einwandfreie Wirkung der Richtungssteue- 20 Fig. 11 eine Einzelheit an der Linie 11-U eier

rung schnell beeinträchtigt ist, wodurch die exakte F i g. 7.

Parallelität der zu bohrenden Löcher nicht mehr ge- In F i g. 1 und 2 ist eine fahrbare Gesteinsbohrvor-

währleistet ist. richtung 10 gezeigt. Die Gesteinsbohrvorrichtung IU

Es ist daher erwünscht, eine Richtungssteuerung umfaßt ein Kettenfahrgestell 12 mit zwei Laufketten

zu schaffen, die von einer unveränderlichen Bezugs- 25 14, die schwenkbar mit einem Rahmen 16 verbunden

richtung abhängig wirkt. Eine solche unveränderliche sind. Der Rahmen 16 ist zum Stützen eines langge-

Bezugsrichtung ist beispielsweise die Schwerkraft. streckten beweglichen Auslegers 18 mit Hilfe einer

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Halterung 20 eingerichtet, die schwenkbar mit dem

eine Richtungssteuerung zum Positionieren einer Rahmen 16 verbunden ist, um Bewegungen um eine

Vorschublafette für die Bohrmaschine einer Ge- 30 im wesentlichen vertikale Schwenkachse 22 auszu-

steinsbohrvorrichtung zu schaffen, die in Abhängig- führen, und sie umfaßt eine Gabel 24 zur gelenkigen

keit von einer unveränderbaren Bezugsrichtung wirkt Verbindung des Auslegers mit der Halterung 20. Der

und die darüber hinaus mit dem gleichen Druckme- Ausleger 18 ist um die Gelenkverbindung 24 herum

dium arbeitet, wie auch die gesamte Gesteinsbohr- mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 26 hochfahrbar,

vorrichtung. 35 und er kann um die Schwenkachse 22 der Halterung

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch 20 mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 28 herumge-

gelöst, daß die Richtungsmeßeinrichtung an der Vor- schwungen werden.

schublafette selbst angeordnet ist und ein Gewicht Der Ausleger 18 ist in einer Teleskopkonstruktion

umfaßt, das die Signale mittels seiner Schwerkraft er- vorgesehen, die für Gesteinsbohrvorrichtungen schon

zeugt. Mit einer solchen Richtungssteuerung ist es 4° bekannt ist, und er umfaßt eine Partie 30, die der

möglich, die Vorschublafette der Bohrmaschine im- Partie 33 gegenüber ausgefahren werden kann. Das

mer wieder in die gleiche Schrägstellung zu bringen, entfernt liegende Ende der Auslegerpartie 30 umfaßt

da ihre Neigung gegenüber der Richtung der Schwer- einen Stellmechanismus 34, der daran angelenkt ist.

kraft leicht wiuierherstellbar ist. Ein hydraulischer Stellmotor in der Form des Zylin-

In Weilerbildung der Erfindung umfaßt die Steuer- 45 ders 36 ist vorgesehen, um den Stellmechanismus 34

einrichtung druckmittelbetriebene Stellmotoren und um eine erste Achse 38 zu verschwenken. Der

eine diesen Druckmittel zuführende Druckmittelsteu- Schwenkmechanismus umfaßt eine Halterung 40, die

erschaltung, die Regelventile aufweist, durch die auf zur Lagerung einer langgestreckten Lafette 42 einge-

ein Signal der Richtungsmeßeinrichtung den Stellmo- richtet ist, um umsteuerbar einen Schlagbohrmotor

toren Druckmittel zuleitbar ist. Die gesamte Rieh- 5° 44 in Längsrichtung derselben vorzuschieben. Die

tungssteuerung besteht somit aus Einzelteilen, die mit Halterung 40 ist dem Stellmechanismus 34 gegen-

dem gleichen Antriebsmedium betätigt werden, das über schwenkbar gelagert, derart, daß sie um eine

auch für die gesamte Gesteinsbohj vorrichtung An- zweite Achse 46 schwenkbar ist, die ;in rechten Win-

wendung findet. kel zur ersten Schwenkachse 38 liegt. Eine Schwenk-

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung um- 55 bewegung der Halterung 40 dem Stellmechanisrnus

faßt die Richtungsmeßeinnchtung Druckmittelven- gegenüber um die Achse 46 wird mit Hilfe eines

tile, die durch das Gewicht derart einstellbar sind, druckmittelbctätigten Stellmotors 48 bewirkt, der aus

daß Druckmittelsignale entstehen, die in Abhängig- einem Hydraulikzylinder besteht, der mit der Halle-

keit von der Bewegung des Gewichtes die Regelven- rung bei 50 verbunden ist, und eine Kolbenstange

tile betätigen. 60 hat, die gelenkig mit dem Stellmechanismus bei 52

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der (Fig. 10) verbunden ist.

Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbei- Die Vorschublafette 42 umfaßt einen druckmittelspiel einer erfindungsgemäßen Richtungssteuerung betätigten Vorschubmolor 54, der darauf gelagert ist darstellen. In diesen Zeichnungen zeigt und so betätigt werden kann, daß der Bohrmotor 44 Fig. 1 eine Seitenansicht einer Gesteinsbohrvor- 65 in Längsrichtung der Vorschublafette umslcuerbai richtung, vorgeschoben werden kann. Der BohrniOiOr ist se Fi g. 2 eine Draufsicht auf das Auslegergelenk in betätigbar, daß Schläge auf eine langgestreckte Bohreinem größeren Maßstab, stange 5(> ausgeübt werden können, die einen Bohr-

5 6

meißel 58 hat, welcher an einem Ende befestigt ist, Schwenkbewegung der Halterung 20 dazu führt, daß und die im Futter des Bohrmotors am gegenüberlie- Medium in das entsprechende Ende des Zylinders 80 genden Ende eingespannt ist. Die Bohrstange 56 gedruckt wird, um eine gleiche Bewegung des Zylinwird in der gewünschten Ausrichtung der Vorschub- ders 80 hervorzurufen, folglich also eine Winkelbelafette gegenüber durch einen Zentrierer 60 gehal- 5 wegung an der Scharnierpartie 72 um ihr Gelenk im ten. wesentlichen gleich der Winkelbewegung des Ausle-

Die bisher beschriebene Gesteinsbohrung 1.0 ist in gers 18 um die Schwenkachse 22 der Halterung 20. einer Konstruktion vorgesehen, wie sie allgemein für Solche Anordnungen von Druckmittelzylindern sind Erdbohrvorrichtungen bekannt ist, und sie ist dazu im allgemeinen in der Technik von Energieservomeeingerichtet, Sprenglöcher in einem großen Bereich io chanismen bekannt, und der Zweck einer solchen von Richtungen zu bohren. Solche Vorrichtungen Anordnung in Hinsicht auf die Richtsteuerung gesind mit druckmittelbetätigten Motoren bestückt, maß der Erfindung besteht darin, Mittel zur Steuebeispielsweise mit den Motoren 61 (F i g. 1 und 5), rung der Position der Meßeinheit 66 gegenüber einer wodurch sie von einer Bohrstelle zur anderen Bohr- Bezugstelle zu schaffen, was noch zu erläutern sein stelle bewegt werden können. Es ist üblich, solche 15 wird. Die Leitungen 86 und 88, die die Zylinder 80 Vorrichtungen mit in sich geschlossenen Antriebsag- und 84 miteinander verbinden, stehen ferner in einei gregaten zu bestücken, um eine Druckmittelquelle zu Fließverbindung mit Leitungen 90 und 92, die ihrerbilden, oder im Fall der Vorrichtung 10 wird ein seits mit einem Dreifachventil 94 verbunden sind, fahrbarer Verdichter oder eine fahrbare Pumpe das normalerweise geschlossen ist und das schema-(nicht dargestellt) verwendet, die mit der Vorrich- 20 tisch in F i g. 4 gezeigt ist. Das Ventil 94 steht mil tung durch geeignete flexible Schläuche verbunden einer Hydraulikquelle in Verbindung, die nicht gezeigi sind. Eine Umwandlung von Druckmittelenergie aus ist. Das Ventil 94 ist so betätigbar, daß das Druckmitder pneumatischen in die hydraulische Form oder tel mit dem einen oder dem anderen Ende des Zylinumgekehrt kann durch geeignete Motor-Pumpenein- ders 80 in Verbindung gebracht werden kann, ure heiten an Bord der Vorrichtung bewirkt werden. 25 eine Winkelverstellung der Scharnierpartie 72 dei

Gemäß Fig. 1, 3, 4 und 5 ist die Gesteinsbohrung Halterung 70 unabhängig von irgendeiner Bewegung 10 dazu eingerichtet, eine Steuerung zur Stellung der der Halterung 20 des Auslegers zu bewirken. In dei Vorschublafette 42 zu umfassen, um für eine be- in F i g. 1 und 2 gezeigten Anordnung der Vorrichstimmte Richtung der Längsachse der Bohrstange 56 tung 10 ist diese unabhängige Stellung der Halte zu sorgen (Fig. 1). Diese bestimmte Richtung wird 3" rungspartie 72 als Folge der Tatsache möglich, dat relativ zu einer Bezugsstelle definiert, die in der eine Druckbeaufschlagung des Zylinders 84 nich Richtsteuerung gemäß der Erfindung durch eine Lot- ausreicht, um die Haltekraft des Schwingzylinders 2f rechte 64 oder eine gerade Linie gebildet ist, die für den Ausleger zu überwinden,
durch den Schwerpunkt der Erde geht. Gemäß F i g. 7, 8 und 11 umfaßt die Meßeinhei

Gemäß F i g. 1, 3 und 4 umfaßt die Richtungs- 35 66, wie bereits erwähnt, ein sphärisch geformtes Gesteuerung gemäß der Erfindung eine Richtungsmeß- häuse 68 mit einem hohlen Innenraum 96 und eine: einrichtung, bestehend aus einer Meßeinheit, die an Gewindepartie 98, die zur Aufnahme eines Bodender Vorschublafette 42 gelagert ist und allgemein mit Stücks 100 eingerichtet ist. Das Bodenstück 100 is¹ der Bezugszahl 66 gekennzeichnet ist. Die Meßein- so eingerichtet, daß es ein langgestrecktes rechtheit 66 ist durch ein im wesentlichen sphärisch ge- 40 eckiges Rohr 102 umfaßt, das sich von ihm nach unformtes Gehäuse 68 bestimmt, das an einer Halte- ten erstreckt. Das Bodenstück 100 umfaßt fernei rung 70 gelagert ist, welche mit der Vorschublafette eine Anzahl von vier zylindrischen Bohrungen 104 verbunden ist und eine Scharnierpartie 72 aufweist. die im gleichen Abstand voneinander um eine ersU Die Scharnierpartie der Halterung 70 umfaßt eine und eine zweite Mittellinie 106 und 108 angeordne Befestigungsplatte 74, die daran angebracht ist und 45 sind, die sich im rechten Winkel schneiden. In dei die mit der Platte 76 zusammenwirkt, um die Meß- Bohrungen 104 sitzen zylindrische Sitze 110, die Ku einheit 66 bewegbar einzuspannen. Die Platte 76 ist gelventilelemente 114 a, 114 6, 114 c und 114 rf ent durch Schrauben und Muttern 78 mit der Platte 74 halten. Die Kugelventilelemente sind so betätigbai verbunden. daß sie über den Enden von Kanälen 115 in den Sitz

Gemäß der Darstellung in Fig.4 und 5 ist die 50 elementen 110 sitzen, um ein Fließen von Mediun Scharnierpartie 72 der Vorschublafette 42 gegenüber durch die Kanäle in den hohlen Innenraum 96 zi wiederum in Erwiderung auf die Betätigung des dop- verhindern.

peltwirkenden Hydraulikzylinders 80 bewegbar, des- Die Meßeinheit 66 umfaßt ferner Mittel, die au

sen Stangenende an der Platte 74 angebracht ist. Das die Schwerkraft ansprechen, und diese Mittel beste gegenüberliegende Ende des Zylinders 80 ist gelenkig 55 hen aus einem Gewicht 116, das schwenkbar übe mit der Befestigungshalterung bei 82 verbunden. Der den Ventilelementen 114 a, 114 b, 114 c und 114 d ai Hydraulikzylinder 80 ist mit einem Hydrauiikzylin- einem Ständer 118 gelagert ist, der eine im wesentli der 84 verbunden, wie das schematisch in Fig.4 ge- chen sphärische Form, abgesehen von einer Partii zeigt ist, und zwar durch Leitungen 86 und 88. Der 120, hat. Der Ständer ist in einer Fassung 122 in Hydraulikzylinder 84 ist gelenkig mit dem Rahmen 60 Bodenstück 100 abgestützt, wobei die Fassung 12; 16 an einem Ende verbunden, und an seinem Stangen- am Schnittpunkt der Mittellinien 106 und 108 sitzt ende ist er schwenkbar mit der Gelenkhalterung 20 Der Ständer 118 sowie die Sitzelemente 110 sind an verbunden, die den Ausleger 18 abstützt (F i g. 2). Bodenstück 100 durch eine Platte 124 gehalten, dii Die Zylinder 80 und 84 sind an ihren jeweiligen Stel- in geeigneter Weise durch Schrauben 126 mit den len angeordnet und durch die Schläuche 86 und 88 65 Bodenstück verbunden ist.

miteinander verbunden, derart, daß eine Verdrän- Das Gewicht 116 umfaßt ferner eine Dompartii

gung von Medium von dem einen oder dem anderen 128, an der eine federbelastete Kolbensperre 130 an Ende des Zylinders 84 in Erwiderung auf eine greifen kann, die in der abgestuften Bohrung 132 in

Gehäuse 68 beweglich ist. Der Kolben 130 ist in der Bohrung 132 in Erwiderung auf das Einlassen von Druckmittel in den Innenraum 96 bewegbar, und /war gegen die Vorspannung der Feder 134, um ein ircfes Kippen des Gewichtes 116 der Mittellinie 136 gegenüber um den sphärischen Ständer 118 zu ermöglichen Die Mittellinie 136 geht durch den Schnittpunkt der Mittellinien 106 und 108 und steht im rechten Winkel zu den Mittellinien 106 und 108. Der Kolben 130 umfaßt einen O-Ring 138, der eine Dichtung zwischen dem Kolben und der Bohrung 132 bildet In Erwiderung auf ein die Fläche 140 beaufschlagendes Druckmittel ist der Kolben nach oben in die Bohrung 132 hinein bewegbar, bis der O-Ring 138 den unteren Rand von V-förmigen Kerben 142 (FiR 11) passiert, wodurch Druckmittel aus dem Innenraum 96 durch den Raum entweichen kann der zwischen dem Kolben 130 und der Bohrung 132 und den Kerben 142 gebildet ist. Die Feder ™4 hat eine bestimmte Größe, um ein Hochwandern dcs Ko icns um ein ausreichendes Maß zu ermöglichen um dessen Haltekrafl auf das Gewicht 116 zu föscn Td das Entweichen von Druckmittel aus dem nncnraum 96 zu ermöglichen. Dem Innenraum des Gehauses 68 wird Druckmittel durch Leitungen 144 a 144 6144 c und 144 d zugeleitet, die mit den Vcnülcn 114ΪΓΠ4 6, 114c bzw. IUd in Verbin-

Das^StGc^ewicht 116 wird in der in F i g. 7 gezeigten Stellung durch den Spcrrkolbcn 139 gehalten, um eine unoewon c Bewegung des Gewichtes zu verhindem "'an sich die Richtungsmeßeinheit 66 nicht in BcSe befindet. Bei durch die Leitungen den Kanäfen ils den Ventilsitzen HO zugeleitetem Druckmittel "heben sich die Kugelventil elemente von den Shzcn ab um an der Fläche 146 des Gewichtes anzugreifen und ein Einströmen des Druckmittels in den Innenraum 96 zu ermöglichen. Das den Kolben 130 beaufschlagende Druckmittel bewirkt ein Hochwanen des Kolbens, um das Gewicht 116 zu entriegeln. Wenn die Richtungsmeßeinheit so orientiert ist, daß die resultierende Schwerkraft auf das Gewicht 116 _längs der MitteUinie 136 wirk, die eme Bezugsachse umfaßt eine Druckm.Uelzule.lung 150 wöbe, vorzugswe.se Druckluft as das Druckmittel verwendet wird, und dann sitzt ein Absperrventil 152. Die Zuleitung 150 .st mit jeder der Le.tungen 144«, 144 b, 144c und 144rf verbunden um Druckimttel zu den jeweiligen Ventilen 114«, 114 6, 114 c und 114 rf zu leiten. Durchflußdrosselstellen 154 s.nd vorgesehen, um das Fließen von Druckmittel zum jeweiligen Ventil zu begrenzen. Die Steuerung umfaßt ferner .o eine Hydiauliksteuerschaltung zu der der Pos.t.on.erungsmotor 36 gehört, wöbe. Le.tungen 156 und 158 zu dessen gegenüberliegenden Enden fuhren^ Ferner gehört dazu der Positionierungsmotor 48, der Le.-tungen 160 und 162 hat die zu dessen gegenuberl.egcnden Enden fuhren Die Le.tungen die zu den Positionierungsmotoren 36 und 48 fuhren sind mit einer Hydraiilikquelle verbindbar, beispielsweise mit der Pumpe 164 und mit e.nem Hydraulikbehalter 166, je nach der Position von Rege ventilen 168 und - 170, die in die Schaltung eingeschaltet sind D₁₆ Rege ventile 168 und 170, die schematich m Fig.9 gezeigt sind, s.nd in einer Ausfuhrung vorgesehen, die durch Druckmittel oder von Hand in die Positionen « und b gestellt werden können und die sich normaler- *5 we.se in der blockierten Stellung ein_ Erwiderung auf ausgesehene Stellkrafte oder auf kerne Stellkraft befinden. Gemäß der Dante lung m F,g.9 «nd die Ventile 114« und 114 b mit den Stellgliedern fur die Position « bzw. b des Regelventils 168 zur Steuerung der Arbeit des Posiüonierangsmotors 48 verbunden, und d.e Ventile 114 d und 114 c sind mit den Ste gliedern fur die Posit.on α bzw. b des Regelvent.ls 170 zur Steuerung der Arbeit des Positionierungsmotors 36 verbunden. Die Regelventil 168 und 170 und das AbsperrventilI 152 fur d.e Steuerschalung können in geeigneter Weise an der Vorschublafette 42 oder an einer Bedienungsstelle am Fahrgestell 12 sitzen.

Die Steuerschaltung gemäß Fig. 9 ist so betätigbar. daß die Pos.tionierungsmoloren 36 und 48 m Gang gesetzt werden, um die Vorschublafette 42 so zu positionieren, daß die Bohrstangenachse 62 eine

^ « tetem Druckmittel gestatten die Ventile 114« IUb,

ns;?y

G^chTSn Kippen des Gewichtes, um an einem odZ mogliSiemelse zwei angrenzenden Kugelventioaer mogiitnci^w^ die Ventile eeeen die ent-

^^^Ä¹^^ Hießen

Kanäle unter-

Set ein Signal in der Form einer Druckerhöhung in

den ieweüiS Leitungen, die zu den geschlossenen aen jewemg^i^u g , _höh ⁰ ₁ ^_{5 ein}

^T Vor-

schublafette 42 zu J^^dÄS^! Richtung en^prechendder A^t der der 118 kippen kann Wenn die Meßeinheit so positioniert ist, daß die Schwerkraft, die auf das Gewicht 116 einwirkt, im wesentlichen an der Mittellinie 136 des Gewichtes wix^ bleibt das Gewicht in der in Fig. 7 gezeigten Position, und alle Kugelventile bleibet ölen Die Durdiflußdrosselstellen sorgen fur einen gleichförmigen geminderten Druck in allen Leitungen, und bei gleichem Druck an den Stellgliedern für die Position a. und b der Regelventil 168 und 170 bleiben diese Ventile geschlossen bzw.

^, das L Innenraum 96 einge-

D°e^SSSteierung gemäß der Erfindung umfaßt eine ruckimtteSrschaltung die schematisch in SSi9 ^ der Schwerkraft, die auf das der Vorschublafette 42 ändert, au? der die Meßein-

altung, die schematisch in Steuerschaltung gemäß Fig.9 an

_σ , __ . , 114 c

anzugreifen, um das Fließen von Druckmittel durch den zugehörigen Kanal zu unterbinden. Eine Druckerhöhung in diesen Fließweg führt zur Betätigung

309 519/72

9 10

des zugehörigen Stellglieds für das Regelventil, wo- Querschnitt durch eine Straßentrasse 172, bestehend durch eines der Regclvcntile 168 und 170 Druckmit- aus geneigten Seiten 174 und 176, die durch den tel zum jeweiligen Positionierungsmotor 48 und 36 Berg 178 geführt werden soll. Die Trennlöcher 180 fließen läßt, um damit eine Positionierung der Vor- (Fig. 5) werden am Schnitt 182 der Ebene der Neischublafette 42 zu bewirken. Es ist möglich, daß die 5 gung 176 mit der Ebene des Bergs 178 gebohrt, und Änderung in der Position der Vorschublafette 42 sie sollen parallel sein. Das Fahrgestell 12 wird dazu führt, daß das Gewicht 116 so kippt, daß es zweckmäßigerweise in eine Lage gebracht, wie das in eine Kombination einer der Ventile 114« oder 114 b F i g. 5 gezeigt ist, um die Relation zur Schnittlinie auf der Mittellinie 108 und eines der Ventile 114 c 182 einzunehmen, und die Vorschublafette 42 wird oder 114 c/ auf der Mittellinie 106 gleichzeitig be- ίο so positioniert, daß die Bohrstangenachse 62 sich in rührt, und in diesem Fall werden beide Regelventile der Ebene der Neigung 176 befindet. Die Ausrich- 186 und 170 betätigt, um den Positionierungsmoto- tung der Bohrstange kann zu Beginn nach bekannten ren 48 und 36 gleichzeitig Druckmittel zuzuleiten. Methoden erfolgen, beispielsweise durch die Verwen-Die Fläche 120 am Ständer 118 sorgt für eine ver- dung eines Nive?uwinkelmessers oder einer Böminderte Tendenz zum Kippen des Gewichtes, wenn 15 schungswaage. Die Vorschublafette 42 wird zunächst man auf kleine Abweichungen von der echten verti- so positioniert, daß der Sollwinkel der Bohrstangenkalen Orientierung d r Mittellinie 136 stößt. Das be- achse 62 zur Vertikalen bzw. zur Lotrechten 64 einflußt die Genauigkeit der Meßeinheit für die mei- (Fig. 1) eingenommen wird, indem von Hand die sten Fälle nicht, zu denen die hauptsächlichen Ver- Regelventile 168 und 170 verstellt werden, um die wendungszwecke der beschriebenen Bohrvorrichtung 2° jeweiligen Positionierungsmotoren 48 und 36 zu begehören, tätigen.

Beispielsweise kann zur Beschreibung der Arbeits- Wenn die gewünschte Richtung der Bohrstangenweise der Steuerung gemäß der Erfindung die Posi- achse 62 bestimmt worden ist, indem die Vorschubtion der Meßeinheit 66 in der Befestigungshalterung lafette 42 in die entsprechende Lage gebracht wor-72 an der Vorschublafette 42 als diejenige angenom- 25 den ist, wird die Meßeinheit 66 so positioniert, daß men werden, die in F i g. 3 gezeigt ist. Wenn die Vor- die Mittellinie 136 (F i g. 7) mit einer Lotrechten zuschublafette 42 aus der Vertikalen herausgeschwun- sammenfällt. Das kann dadurch bewirkt werden, daß gen wird, wie das durch die gestrichelte Position in die Spannplatte 76 gelöst wird und daß die röhren-F i g. 9 gezeigt ist, kippt das Gewicht 116, um am förmige Verlängerung 102 mit einem geeigneten An-Kugelventil 114 a anzugreifen und dieses Ventil zu 3° zeiger ausgerichtet wird, beispielsweise einer Böschließen, wodurch eine Druckerhöhung in der Lei- schungswaage odei einem Lot, das an der Halterung tung 144 α und eine Stellung des Regelventils 168 in 72 angebracht ist. Die schwenkbare Halterung 72 die Position α bewirkt wird. In der Position α leitet wird außerdem so ausgerichtet, daß die Mittellinie das Regelventil 168 Druckmittel zum Stangenende 108 der Meßeinheit 66 parallel zur Schnittlinie 182 des Positionierungsmotors 48, um damit ein Schwin- 35 liegt, folglich also zur Ebene der Schräge 176, indem gen der Vorschublafette um die Schwenkachse 46 zu- das Ventil 94 betätigt wird, um den Zylinder 80 zu rück in eine im wesentlichen vertikale Position zu be- bewegen. Wenn die Meßeinheit 66 ordnungsgemäß wirken, woraufhin die auf das Gewicht 116 einwir- eingerichtet worden ist, derart, daß die Mittellinie kende Schwerkraft dazu führt, daß das Gewicht die 136 mit einer Vertikalen oder Lotrechten zusammenin F i g. 7 gezeigte Position wieder einnimmt, wo- 40 fällt, werden dann, wenn die Vorschublafette aus der durch sich das Kugelventil 114 α wieder öffnen kann, in F i g. 5 gezeigten Mittelage bewegt werden soll, um um den Druck in der Leitung 144 a zu mindern, was die zusätzlichen Löcher 180 längs der Linie 182 zu zur Folge hat, daß das Regelventil 168 in die blök- bewegen, die Regelventile 168 und 170 von Hand kierende Position c wandert. Wenn die Vorschubla- zusammen mit geeigneten Steuerungen zum Schwinfette 42 um die Achse 46 in entgegengesetzter Rieh- 45 gen und Ausfahren der Teleskopauslegenpartie 30 tung verschwenkt würde, würde das Gewicht 116 betätigt, bis die Vorschublafette 42 sich in der entkippen, um das Ventil 114 b zu schließen, um damit sprechenden Lage und Anordnung zum Bohren beein Wandern des Regelventil 168 in die Position b findet. Danach wird die Meßeinheit 66 betätigt, inzu bewirken, wodurch Druckmittel zum gegenüber- dem das Ventil 152 geöffnet wird. Wenn die Meßeinliegenden Ende des Positionierungsmotors 48 geleitet 5° heit sich nicht in einer Relativlage befindet, in der wird, bis die Vorschublafette erneut vertikal ausge- die Mittellinie 136 mit der Vertikalen zusammenfällt, richtet ist. kippt das Gewicht 116, um die Steuerschaltung zu

In entsprechender Weise würde dann, wenn die betätigen, wie das beschrieben worden ist, bis die Po-Vorschublafette um die Schwenkachse 38 in die eine sitionierungsmotoren 36 und 38 die Meßeinheit 66 oder in die andere Richtung verschwenkt würde, der 55 derart orientiert haben, daß die Mittellinie 136 verti-Beginn der Funktion der Steuerung dazu führen, daß kai liegt Eine Betätigung der Positionierungsmotodas Gewicht 116 kippt, um entweder am Kugelventil ren durch eine Übersteuerung der automatischen Be-114 c oder 114 d anzugreifen, was zur Folge hat, daß tätigung der Regelventile 168 und 170 von Hand das Regelventil 170 in die Position b oder α wandert. kann erforderlich sein, bis der Bohrmeißel 158 getau Das führt zu einer Betätigung des Positionierungsmo- 60 über der gewünschten Lochstelle sitzt Die endgültige tors 36, derart, daß seine Kolbenstange ausgefahren Ausrichtung der Vorschublafette zum Legen der oder zurückgezogen wird, um die Vorschublafette in Bohrstangenachse 62 in die festgelegte Richtung wird die vertikale Position zurück zu verschwenken. jedoch mit der erfindungsgemäßen Steuerung sicher-

Wie bereits erwähnt, liegt eine vorteilhafte Ver- gestellt Ferner gestattet die Genauigkeit der Auswendung der Richtungssteuerung gemäß der Erfin- 65 richtung der Vorschublafette für alle Löcher 180 <ias dung darin, für das Bohren einer Serie im Abstand Bohren tieferer Löcher und damit das Herstellen ■angeordneter paralleler Sprenglöcher zu sorgen, um größerer Schnitte ohne Gefahr eines Entstehens feh-Stem zu spalten. F ig. 6 zeigt einen schematischen lerhafter Spalten oder Bruchstellen im Gestein.

11 12

Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist die das Bohren einer Serie im wesentlichen paralleler Meßeinheit 66 so ausgerichtet, daß die Mittellinie und in einer Ebene liegender Löcher zu ermöglichen. 108 parallel zur Schnittlinie 182 und der Ebene der Indem das Regelventil 94 in der Servoschaltung 86, Schräge 176 ist. Diese Ausrichtung wird mit ausrei- 88 vorgesehen wird, kann die Halterungspartie 72 chendcr Genauigkeit durch die DruckmiUelschaltung 5 parallel zur Schnittlinie 182 ausgerichtet werden, aufrechterhalten, zu der die Zylinder 80 und 84 ge- selbst wenn das Fahrgestell nicht orientiert ist, wie hören, wenn der Ausleger um die Achse 22 ver- das in Fig. 5 gezeigt ist. Ein gewisser Fehler in der schwenkt wird, und sie ist erforderlich, um eine ord- Positionierung der Halterung 72 in Erwiderung auf nungsgemäße Positionierung der Vorschublafette ein Schwenken des Auslegers 1.8 wird als Folge der durch den Positionierungsmotor 48 sicherzustellen. io Tatsache eingeführt, daß eine gleiche lineare Bewe-Fcrner ist es erforderlich, damit die Kugelventile gung der Kolbenstangen der Zylinder 64 und 80 un-1.14«, HAb, 114c und 114i/ ihre richtige Orientic- ter Umständen nicht eine gleiche Winkelbewegung rung der Vorschublafette 42 gegenüber beibehalten, des Auslegers 18 und der Halterungspartie 72 hereine Drehung der Meßeinheit 66 um die Achse bzw. vorrufen kann, und zwar jeweils in bezug auf ihre Mittellinie 136 zu verhindern. Zu diesem Zweck ist 15 eigenen Schwenkachsen. Solche Fehler haben jedoch ein Schlitz 186 (F i g. 3 und 4) an der Peripherie des innerhalb der Grenzen einer Winkelbewegung des Gehäuses 68 in einer Ebene durch die Mittellinie 136 Auslegers 18 um die Achse 22 für konventionelle gebildet. Ein zylindrischer Stift 188, der an der Hai- Bohrvorrichtung keine Auswirkung,
tcrungspartie 72 sitzt, steht in den Schlitz 186 in Die erfindungsgemäße Richtungssteuerung kann einer Ebene im rechten Winkel zur Mittellinie 36 vor 20 verwendet werden, um die Geschwindigkeit und Ge- und geht durch die Mitte des kugelförmigen Gchäu- nauigkeit in der Bohrung einer Vielzahl von Sprengses 68. Die Anordnung des Stiftes 188 und des löchern wesentlich zu verbessern, und zwar nicht nur Schlitzes 186 sorgt für eine Bewegung der Meßein- für den Baustellenbetrieb und Tagebau, sondern heil in jeder Richtung innerhalb der Umhüllung einer auch für die Bohrorte im Tunnelbau und für den Unkonischen Rotationsfläche um die Mittellinie 136, 25 tertagebau. Ferner kann die Richtsteuerung der Erwie das in Fig. 3 durch die gestrichelten Positionen findung vorteUhafterweise mit praktisch jeder Art der röhrenförmigen Verlängerung 102 gezeigt ist. von Bohrvorrichtung verwendet werden, die eine

!einer ist es nicht erforderlich, daß das Fahrge- Vorschublafette hat, welche um zwei Achsen ver-

stdi 12 der Vorrichtung der Schnittlinie gegenüber schwenkt werden kann, die im rechten Winkel zuein-

so positioniert wird, wie das in F i g. 5 gezeigt ist, um 30 ander stehen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Richtungssteuerung zum Positionieren einer Vorschublafette für die Bohrmaschine einer Ge-Steinsbohrvorrichtung, wobei die Gesteinsbohrvorrichtung einen beweglichen Ausleger, eine langgestreckte Vorschublafette für die Bohrmaschine, eine Schwenkverbindung zwischen der Vorschublafette und dem Ausleger, einen Bohrmaschinenmotor und eine langgestreckte Bohrstange mit einer Längsachse, die zur Bewegung längs der Vorschublafette angeordnet ist, Stellmotoren, die mit dem Ausleger und der Vorschublafette derart verbunden sind, daß diese dem Ausleger gegenüber bewegbar ist, und eine zumindest mit der Vorschublafette verbundene Richtungsmeßeinrichtung aufweist, die zur Erzeugung von Signalen für die Betätigung der Stellmotoren zum Einrichten der Vorschublafette in eine bestimmte Ausrichtung in Abhängigkeit von der Bewegung des Auslegers ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsmeßeinrichtung (66) an der Vorschublafette (42) angeordnet ist und ein Gewicht (116) umfaßt, das die Signale mittels seiner Schwerkraft erzeugt.

2. Richtungssteuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch druckmittelbetriebene Stellmotoren (36, 48) und durch eine diesen Druckmittel zuführende Druckmittelsteuerschaltung, die Regelventile (168, 170) umfaßt, durch die auf ein Signal der Richtungsmeßeinrichtung (66) den Stellmotoren (36, 48) Druckmittel zuleitbar ist.

3. Richtungssteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsmeßeinrichtung (66) Druckmittelventile (114 a, 114 b, 114 c, 114 rf) umfaßt, die durch das Gewicht (116) derart einstellbar sind, daß Druckmittelsignale entstehen, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Gewichtes (116) die Regelventile (168,170) betätigen.

4. Richtungssteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Druckmittelventile (114 c, 114 d) der Richtungsmeßeinrichtung (66) längs einer ersten Mittellinie (106) angeordnet sind und zwei Druckmittelventile (114 a und 114 b) längs einer zweiten Mittellinie (108), die im rechten Winkel zur ersten (106) steht, und daß das Gewicht an der Richtungsmeßeinrichtung (66), in einer im rechten Winkel zur ersten und zweiten Mittellinie (106, 108) stehenden Bezugsachse (136) wirkend, derart angeordnet ist, daß bei einer Positionierung der Bohrstange (56) durch die Stellmotoren (30, 48) in einer bestimmten Ausrichtung die Bezugsachse (136) mit der auf das Gewicht (116) wirkenden Schwerkraft fluchtet.

5. Richtungssteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschublafette (42) eine die Richtungsmeßeinrichtung (66) schwenkbar tragende Halterung (70) umfaßt.

6. Richtungssteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesteinsbohrvorrichtung (10) einen Rahmen (16) umfaßt, der den Ausleger (18) durch einen Druckmittel-Stellzylinder (84) schwenkbar lagert, und daß die Halterung (70) für die Richtungsmeßeinrichtung (66) ein von der Vorschublafette (42) getragenes Scharnier (72) und einen Druckmittel-Stellzylinder (80) umfaßt, wobei beide Druckmittelstellzylinder (80, 84) miteinander verbunden sind unc das Scharnier (72) beim Verschwenken des Auslegers (18) derart ausrichtbar ist, daß die Mittellinie (108) in einer Ebene gehalten wird, die etwe parallel zu einer durch die Bohrstangenachse (62^ verlaufenden Ebene liegt.

7. Richtungssteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeiclinet durch eine ein Schwenker der Vorschublafette (42) um eine erste Schwenkachse (38) und eine zweite im rechten Winke zur ersten stehende Schwenkachse (46) ermöglichende Schwenkverbindung (34), die den die Vorschublafette (42) um die erste Schwenkachse (38) verschwenkenden Stellmotor (36) und der für ein Schwenken um die zweite Schwenkachse vorgesehenen Stellmotor (48) umfaßt.