[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Ankerbohr- und -setzeinrichtung z.B. für Bergbau,
Tunnelbau od.dgl.
[0002] Im Bergbau, insbesondere Kohlebergbau und im Tunnelbau, kommt dem Ausbau der Strecke
mit Haft- oder Spreizanker immer größere Bedeutung zu. Bei Durchführung des Verfahrens
wird nun im allgemeinen so vorgegangen, daß mit einer Bohrmaschine ein oder mehrere
Bohrlöcher in das Gestein und zwar etwa in radialer bzw. normaler Richtung bezogen
auf den Tunnelquerschnitt in das Gestein getrieben werden. In diese Bohrlöcher werden
sodann Spreizanker oder Beton bzw. ein Zweikomponentenkleber eingebracht, worauf der
Haftanker eingefügt wird. Nach dem Erhärten des Haftmittels, das bei einem Zweikomponentensystem
kurzzeitig der Fall ist, werden die Muttern am herausstehenden Ende des Ankers angezogen,
wobei zwischen Gestein und Mutter eine Platte angeordnet ist, um eine oberflächliche
Zerstörung des Gesteins zu vermeiden. Durch derartige Anker wird nun erreicht, daß
auf das Gestein Spannungen, insbesondere Druckspannungen ausgeübt werden, wodurch
ein Art Gewölbeeffekt erzielt wird, und das Gestein des Tunnels od.dgl. eine Art selbsttragende
Struktur bildet.
[0003] Da es erforderlich ist, im noch uriausgebauten Bereich des Tunnels oder Stollens
das Ankerloch zu fertigen, das Haftmittel einzubringen, den Anker zu setzen und auch
diesen anzuziehen, besteht das dringende Bedürfnis, diese Vorgänge, soweit wie möglich,zu
automatisieren, um eine Gefährdung der Bedienungsmannschaft zu vermeiden.
[0004] Es ist bereits eine Ankerbohr-und -setzeinrichtung bekannt geworden, welche eine
Lafette aufweist, entlang welcher abwechselnd das Bohraggregat bzw. der Ankersetzschlüssel
mit einem weiteren Motor verfahren werden kann. An dem dem Bohrloch abgewandten Ende
der Lafette befindet sich eine quer zu dieser und beidseitig über diese hinausreichende
Aufnahme für das Bohraggregat bzw. den Motor für den Ankersetzschlüssel. Sowohl der
Bohrmotor als auch der Motor des Ankersetzschlüssels befindet sich auf einem eigenen
Schlitten und kann von einer Arbeitsstellung auf der Lafette entlang der Führung in
eine Ruheposition verschoben werden, wonach das andere Aggregat in Arbeitsposition
verbracht werden kann. Dieses Verschieben der Aggregate muß entweder händisch oder
mit zusätzlichen Zylindern durchgeführt werden. Weiters weist diese Vorrichtung ein
Ankermagazin mit Kette auf, welches man bei Erfordernis so vorschwenken kann, daß
ein Anker dem Magazin entnehmbar ist. Das Aggregat für das Ankersetzen und der Ankersetzschlüssel
können ohne Anker von der Arbeitsstellung in die Ruhestellung verschoben werden, wohingegen
der Bohrer bei der translatorischen Bewegung aus der Arbeitsin die Ruhestellung mitgenommen
werden muß, wodurch eine querverschiebliche Führung für den Bohrer ebenfalls erforderlich
ist.
[0005] Diese bekannte Ankerbohr- und -setzeinrichtung ist apparativ aufwendig, da sie beispielsweise
ein Bohraggregat und ein Aggregat zum Ankersetzen benötigt, eine quer zur Lafette
angeordnete Führung für die Ruhepositionen der-Aggregate aufweist und beansprucht
aufgrund der Anordnung der Querführung, des Ankermagazins und des Einbringrohres für
das Haftmittel ein großes Volumen, wodurch der Einsatz insbesondere im Bergbau nur
beschränkt möglich ist. Weiters liegt eine besonders große Störungsanfälligkeit durch
die zusätzliche Querführung vor, sodaß der Bedienungsmann erneut in den unausgebauten
Bereich der Strecke sich begeben muß um das Gerät wieder in Funktion zu bringen oder
es muß der gesamte Wagen aus der nichtausgebauten Strecke abgezogen werden und nach
Reparatur der Ankerbohr- und--setzeinrichtung der Wagen wieder in die nichtausgebaute
Strecke verbracht und dort erneut ausgerichtet werden.
[0006] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Ankerbohr- und -setzeinrichtung
zu schaffen, die es erlaubt, den gesamten Arbeitsvorgang so durchzuführen, daß der
Bedienungsmann nicht im unausgebauten Bereich sein muß, wobei gleichzeitig eine kompakte
Bauweise ermöglicht sein soll und es soll weiters durch eine Konstruktion einfacher
Bauart die Betriebssicherheit besonders hoch gehalten werden.
[0007] Die erfindungsgemäße Ankerbohr- und -setzeinrichtung, z.B. für Bergbau, Tunnelbau
od. dgl., die über eine Lafette, Lafettenhalter, gegebenenfalls einen Bohrarm, mit
einem Wagen, einer Schrämmaschine od. dgl. verbindbar ist, mit einem Bohr- insbesondere
Drehschlagmotor, der auf einem Schlitten entlang der Lafette verschiebbar angeordnet
ist, einer beweglichen Bohrstangenführung,einem schwenkbaren Ankermagazin, einer Ankerhalterung
zum Setzen der Anker, einem Ankersetzschlüssel, welcher über einen Schlitten entlang
der Lafette bewegbar ist, gegebenenfalls einem Einbringrohr für das Haftmittel, z.B.
Klebstoff, besteht im wesentlichen darin, daß die Halterung für das Ankermagazin,
die Bohrstangenführung,die Ankersetzschlüsselhalterung und gegebenenfalls die Halterung
für das Einbringrohr um eine gemeinsame Achse drehbar angeordnet sind, wobei die Aufnahme
für die Bohrstange in der Bohrstangenführung, der Ankersetzschlüssel und vorzugsweise
ein Anker und gegebenenfalls das Einbringrohr denselben Abstand von der gemeinsamen
Achse aufweisen, wobei in jeder Stellung des Bohr- insbesondere Drehschlagmotors der
Abstand desselben von der Achse gleichbleibend ist. Mit einer derartigen Konstruktion
ist es möglich, daß mit einem einzigen Motor die Bohrlöcher angefertigt und die Anker
eingesetzt und angezogen werden können. Es muß lediglich hiezu die Bohrstange dem
Bohraggregat entnommen werden, und der Ankersetzschlüssel eingeführt werden. Dadurch,
daß die verschiedenen Halterungen bzw. Werkzeuge um eine gemeinsame Achse jeweils
vor das Aggregat drehbar angeordnet sind, ist ein besonders einfacher Wechsel der
Werkzeuge möglich, wobei gleichzeitig ein geringster Platzbedarf für die gesamte Einrichtung
ermöglicht wird.
[0008] Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Ankersetzschlüsselhalterung,
die den Ankersetzschlüssel,gegebenenfalls mit federnden Aufnahmen trägt, insbesondere
über einen Ein- und Ausrückzylinder, in Lafettenlängsrichtung bewegbar. Da in der
Regel die Bohrstange länger sein muß als der Anker, ist es von Vorteil, zuerst den
Ankersetzschlüssel in den Motor einzusetzen und sodann erst den Felsanker in den Ankersetzschlüssel
einzuführen. Eine derartige Vorgangsweise wird durch die Beweglichkeit der Ankersetzschlüsselhalterung
in Lafettenlängsrichtung ermöglicht.
[0009] Ist in Schwenkrichtung um die Achse gesehen zwischen der Bohrstangenführung und der
Ankermagazinhalterung die Ankersetzschlüsselhalterung angeordnet, so kann ein besonders
rascher Arbeitsvorgang mit besonders einfacher Steuerung ermöglicht werden, da lediglich
für den Arbeitsvorgang die Drehung um die Achse in eine Richtung erfolgen muß.
[0010] Weisen das Einbringrohr und der Ankersetzschlüssel dieselbe Winkellage auf der Achse
auf, so kann in einer Position der Ankersetzschlüssel in den Motor eingebracht werden
und gleichzeitig in das Bohrloch das Haftmittel, insbesondere das Zweikomponentenklebesystem
eingebracht werden. Ist ein ein- und ausrückbarer Ankergreifer zur Aufnahme eines
Ankers aus dem vor dem Bohrmotor bewegten Ankermagazin vorgesehen, so kann dem Ankermagazin
in dieser Stellung ein Anker entnommen werden, wobei während des Einführens des Ankers
in das Bohrloch der Ankergreifer wieder ausgerückt werden kann, sodaß Anker mit.der
Scheibe und der Mutter bereits im Magazin angeordnet werden können, wodurch jegliche
weitere Manipulation, z.B. händisches Aufbringen der Platte und Mutter oder ein zusätzlicher
automatischer Arbeitsablauf nicht erforderlich ist.
[0011] Eine konstruktiv besonders einfache Lösung ergibt sich dann, wenn die Halterung für
das Ankermagazin, die Ankersetzschlüsselhalterung und zumindest eine Bohrstangenführung
auf der gemeinsamen Achse drehfest angeordnet sind.
[0012] Um eine Führung der Bohrstange auch zwischen der vorderen Bohrstangenführung, die
auf der Drehachse starr befestigt ist,und dem in Anfangsstellung befindlichen Bohraggregat
zu ermöglichen, kann zumindest eine weitere Bohrstangenführung auf der Achse und zwar
auf dieser schwenkbar angeordnet sein.
[0013] Die Drehbewegung der Halterung für das Ankermagazin, der Ankersetzschlüsselhalterung
und der Bohrstangenführung um die gemeinsame Achse erfolgt durch einen Motor, insbesondere
einen Drehzylinder. Durch eine derartige konstruktive Anordnung ist ein besonders
störungsfreier Betrieb gewährleistet, wobei gleichzeitig der Platzbedarf gering gehalten
wird.
[0014] Um ein besonders einfaches Einbringen des Haftmittels in das Bohrloch zu ermöglichen,
kann das Einbringrohr für das Haftmittel in Lafettenlängsrichtung bewegbar sein.
[0015] Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich dann, wenn die Drehachse an oder in
den Stirnplatten der Lafette gelagert ist.
[0016] Der Ankergreifer kann besonders nahe an das Bohrloch herangebracht werden, wenn dieser
auf einer Stirnplatte, die gegebenenfalls einen Abstützdorn trägt, angeordnet ist.
[0017] Ist dem Bohrmotor in einer Einstellung des Schlittens gegenüber bezogen auf die Lafette
ein Vorschubmotor für den Schlitten angeordnet, so ist eine besonders einfache Konstruktion
gegeben.
[0018] Ist der Schlitten, welcher den Bohrmotor trägt, teilweise über das dem Bohrloch abgewandte
Ende der Lafette verschiebbar, so kann die Lafette kürzer gehalten werden, wobei zum
Einführen der Bohrstange in den Motor der Schlitten über das Lafettenende hinaus verfahren
werden kann.
[0019] Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
[0020] Es zeigen Fig. 1 eine Ankerbohr- und -setzeinrichtung in Schrägansicht, und die Figuren
2 und 3 die verschiedenen Arbeitspositionen der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seiten-und
Draufsicht.
[0021] Die in Fig. 1 dargestellte Ankerbohr- und -setzeinrichtung weist eine Lafette 1 auf,
die an ihren beiden Enden Stirnplatten 2 und 3 trägt. Entlang der Lafette 1 ist ein
Schlitten 4 bewegbar,auf dem ein Drehschlagmotor 5 angeordnet ist. Der Schlitten 4
wird über eine Kette 6, die durch einen Kettens.panner 7 gespannt wird, vom Vorschubmotor
8 bewegt. Über dem Vorschubmotor ist eine Abdeckung 9 vorgesehen. Die Lafette wird
über einen nicht dargestellten Lafettenhalter mit einem Bohrwagen, z.B. über einen
Bohrarm od. dgl., verbunden. Es kann auch vorgesehen sein, die Lafette,z.B. auf einer
Schrämmaschine, anzuordnen.
[0022] In den Stirnplatten 2 und 3 ist parallel zur Lafette eine Achse 10 gelagert, welche
über einen Drehzylinder 11 gedreht werden kann. Die Achse 10 trägt weiters Bohrstangenführungen
12, 13, 14, wobei die Bohrstangenführung 12 auf der Achse starr befestigt ist, wohingegen
die Bohrstangenführungen 13, 14 über eigene Zylinder 15, 16 aus ihrer Arbeitsstellung
drehbar sind, sodaß das Bohraggregat 5 bei seiner Bewegung entlang der Lafette nicht
behindert ist und anderseits die Führung der Bohrstange 17 mit Bohrkrone 18 voll gewährleistet
ist. Puf der Achse 10 ist weiterhin die Ankersetzschlüsselhalterung 19, die den Ankersetzschlüssel
20 über Federklammern 21 trägt, befestigt. Die Ankersetzschlüsselhalterung wird über
den Ein- und Ausrückzylinder 22 bewegt. Auf der Achse ist weiterhin eine Halterung
23 für das Ankermagazin 24 vorgesehen. Das Ankermagazin weist Aufnahmescheiben 25,
26 auf, die in der Halterung drehbar gelagert sind und durch einen Drehzylinder 27
gedreht werden können. Die einzelnen Anker 28 weisen bereits im Magazin Platten 29
auf, welche durch Muttern (nicht dargestellt) in ihrer Lage gehalten sind. Auf der
Achse ist eine Halterung 30 für das Einbringrohr 31 für das Haftmittel befestigt.
Diese Halterung samt Einbringrohr 31 kann über einen Zylinder 32 in Lafettenlängsrichtung
bewegt werden. In der Stirnplatte ist weiters ein Ankergreifer 33 gelagert. Die Stirnplatte
trägt weiters einen Abstützdorn 34, der gegebenenfalls ausfahrbar ist.
[0023] Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist nun wie folgt. Bei der in Fig. 2 dargestellten
Stellung 1 ist der Abstützdorn 34 gegen den First 35 abgestützt. Die Lafette 1 befindet
sich in diesem Fall in vertikaler Richtung. Durch den Drehmotor 11 wird die Bohrstange,
die sich in der Bohrstangenführung 12, 13, 14 befindet, vor den Drehschlagmotor 5
gebracht, welcher zu diesem Zeitpunkt über das Lafettenende hinaus verfahren ist,
wonach der Motor wieder zum First bewegt wird, sodaß die Bohrstange in das Bohrfutter
des Motors zum Eingriff kommt. Die Aufnahmen in den Bohrstangenführungen 13, 14 weisen
einen identen Abstand r zur Achse 10 auf, wodurch die parallele Ausrichtung der Bohrstange
gewährleistet ist. Bei der Anfertigung des Bohrloches wird nun so verfahren, daß zuerst
die Bohrstangenführung 14, die die Bohrstange über eine Federklammer trägt, womit
die Bohrstange in Ruheposition festgehalten ist, ausrückt. Hienach wird die Bohrung
weiter vorangetrieben, bis der Schlitten zur Bohrstangenführung 13 gelangt, die ebenfalls
ausgeschwenkt wird, wonach das Bohrloch vollendet werden kann, und der Motor samt
Bohrgestänge wieder entlang der Lafette verfahren wird. Sodann werden die Bohrstangenführungen
13, 14 wieder in Eingriff mit der Bohrstange 17 gebracht, der Schlitten samt Motor
wird über die Lafette hinaus verfahren, sodaß das Bohrgestänge dem Bohrfutter entnommen
wird, worauf die Bohrstange durch Drehung der Achse 10 aus der Arbeitsposition geschwenkt
wird, wobei gleichzeitig die Ankersetzschlüsselhalterung 19 mit Ankersetzschlüssel
20 und die Halterung 30 samt Einbringrohr 31 für das Haftmittel in Arbeitsposition
gebracht werden. Diese Stellung ist in 2 dargestellt. Die jeweilige Winkellage ist
den Stellungen mit den Indizes a deutlich zu entnehmen. Der Stellung la ist besonders
deutlich zu entnehmen, daß die Aufnahme für die Bohrstange 17, der Ankersetzschlüssel
20 und ein Anker 28 denselben Abstand r von der Achse 10 aufweisen.
[0024] In Stellung 3 ist der Ankersetzschlüssel in den Drehschlagmotor 5 eingesetzt. Weiters
ist das Einbringrohr 31 bis zur Bohrlochmühdung 36 verfahren.
[0025] . Bei der in 4 (Fig. 3) dargestellten Arbeitsstellung ist das Ankermagazin 24 so
vor dem Drehschlagmotor gedreht, daß der Ankergreifer 33 an einen Anker 28 des Ankermagazins
angreifen kann, worauf der Drehschlagmotor in Lafettenlängsrichtung verfahren wird
und der Anker - wie in Stellung 5 dargestellt - in den Ankersetzschlüssel eingreift.
Sodann wird das Magazin herausgeschwenkt, wobei gleichzeitig ein Anker dem Ankermagazin
entnommen wird. Der Anker wird sodann durch das Drehschlagaggregat Gegenrichtung zur
Anzugsrichtung der Schrauben in das Bohrloch gedreht, wodurch der Zweikomponentenkleber,
der in das Bohrloch verbracht wurde, vermischt wird, sodann wird kurz abgewartet,
bis der Zweikomponentenkleber erstarrt ist und die Mutter in Gegenrichtung gedreht
wird, wodurch ein Anziehen derselben ermöglicht ist. Da der Ankergreifer 33 - wie
in 5a dargestellt - ausgeschwenkt ist, wobei die Schwenkbewegung über einen eigenen
Zylinder 27 durchgeführt wird, können die Anker bereits mit Ankerplatte und Mutter
im Magazin versehen werden.
[0026] Der Schlitten mit Drehschlagmotor wird sodann wieder in seine Endstellung verfahren,
worauf der Ankersetzschlüssel mit der in Arbeitsstellung verbrachten Ankersetzschlüsselhalterung
19 dem Aggregat entnommen wird. Sodann beginnt der gesamte Arbeitsablauf erneut, wobei
die Arbeitswerkzeuge um die Achse 10 nicht in ihrer Gesamtheit gedreht werden, sondern
es folgt eine Schwenkbewegung um maximal 2
200.
1. Ankerbohr- und -setzeinrichtung, z.B. für Bergbau, Tunnelbau od. dgl., die über
eine Lafette (1), Lafettenhalter, gegebenenfalls einen Bohrarm mit einem Wagen, einer
Schrämmmaschine od. dgl. verbindbar ist, mit einem Bohr- insbesondere Drehschlagmotor
(5), der auf einem Schlitten (4) entlang der Lafette (1) verschiebbar angeordnet ist,
einer beweglichen Bohrstangenführung (12, 13, 14), einem schwenkbaren Ankermagazin
(24), einer Ankerhalterung zum Setzen der Anker (28), einem Ankersetzschlüssel (20),
welcher über einen Schlitten entlang der Lafette (1) bewegbar ist, gegebenenfalls
einem Einbringrohr (31) für das Haftmittel, z.B. Klebstoff, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halterung (23) für das Ankermagazin (24), die Bohrstangenführung (12, 13,
14),die Ankersetzschlüsselhalterung (19) und gegebenenfalls die Halterung (30) für
das Einbringrohr (31) um eine gemeinsame Achse (10) drehbar angeordnet sind, wobei
die Aufnahme für die Bohrstange (17) in der Bohrstangenführung (12, 13, 14), der Ankersetzschlüssel
(20) und vorzugsweise ein Anker (28) und gegebenenfalls das Einbringrohr denselben
Abstand (r) von der gemeinsamen Achse (10) aufweisen, wobei in jeder Stellung des
Bohr- insbesondere Drehschlagmotors (5) der Abstand desselben zur Achse (10) gleich
ist.
2. Ankerbohr- und -setzeinrichtung:nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ankersetzschlüsselhalterung (19), die den Ankersetzschlüssel (20), gegebenenfalls
mit federnden Aufnahmen (21) trägt, insbesondere über einen Ein- und Ausrückzylinder
(22) in Lafettenlängsrichtung bewegbar ist.
3. Ankerbohr- und -setzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in Schwenkrichtung um die Achse (10) gesehen zwischen der Bohrstangenführung (12,
13,
14) und der Ankermagazinhalterung (23), die Ankersetzschlüsselhalterung (19) angeordnet
ist.
4. Ankerbohr- und -setzeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einbringrohr (31) und der Ankersetzschlüssel (20) dieselbe Winkellage auf
der Achse (10) aufweisen.
5. Ankerbohr- und -setzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein ein- und ausrückbarer Ankergreifer (33) zur Aufnahme eines Ankers (28) aus
dem vor dem Bohrmotor (5) bewegten Ankermagazin (24) vorgesehen ist.
6. Ankerbohr- und -setzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halterung (23) für das Ankermagazin (24), die Ankersetzschlüsselhalterung
(19) und zumindest eine Bohrstangenführung (12) auf der gemeinsamen Achse (10) drehfest
angeordnet sind.
7. Ankerbohr- und -setzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine weitere Bohrstangenführung (13, 14) auf der Achse (10) auf dieser
schwenkbar angeordnet ist.
8. Ankerbohr- und -setzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehbewegung der Halterung (23) für das Ankermagazin (24) der Ankersetzschlüsselhalterung
(19) und der Bohrstangenführung (12, 13, 14) um die gemeinsame Achse durch einen Motor
(11), insbesondere Drehzylinder erfolgt.
9. Ankerbohr-und -setzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das. Einbringrohr (31) für das Haftmittel in Lafettenlängsrichtung bewegbar ist.
10. Ankerbohr-und -setzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Achse (10) an den Stirnplatten (2, 3) der Lafette (1) gelagert ist.
11. Ankerbohr- und -setzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Stirnplatte (2) den Ankergreifer (33) und gegebenenfalls einen Abstützdorn
(34) trägt.
12. Ankerbohr- und -setzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Bohrmotor (5) in einer Einstellung des Schlittens (4) gegenüber bezogen auf
die Lafette (1) ein Vorschubmotor (8) für den Schlitten angeordnet ist.
13. Ankerbohr- und -setzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitten (4), welcher den Bohrmotor (5) trägt, teilweise über das dem Bohrloch
abgewandte Lafettenende verschiebbar ist.