NOISE DAMPING MEANS FOR DRILLING RODS

Abstract: 1. Arrangement for sound quieting to be applied in the operation of percussive drills particularly in underground mining and tunnel construction, in that the resistance of the drilling rod which has any of the known polygonal, round or elliptic cross-sections, and which is provided for being inserted between drill hammer and drill bit, is increased thus inhibiting the generation of natural acoustic oscillations by means of additional masses that are attached to the drilling rod and permanently fixed thereto, characterized in that a sleeve-like metallic compound (3) consisting of two individual masses (4, 5) separated by a simply slipped-on sleeve-like spacer (6) made of rubber, synthetic material or a metal piece of pipe with internal rubber or plastic coating, is attached to the drilling rod directly before the shank (2) of the drilling rod (1) to be inserted into the drill hammer ; this is done in a permanent way - for example by means of pressing on, possibly after previous insertion of rubber of synthetic rings between drilling rod (1) and individual masses (4, 5), in order to improve non-skidding properties - whereby the - preferably identical - individual masses (4, 5) themselves as well as the mass compound (3) as a whole are dimensioned such that they are short in relation to the overall length of the drilling rod (1), but do represent a sensible additional mass in relation to the mass of the drilling rod (1).

Description: Lärmgedämpite Bohrstange Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lärmminderung beim Betrieb von insbesondere im Untertagebergbau und Tunnelbau verwendeten Schlagbohrmaschinen durch Erhöhung des Widerstandes der zwischen Bohrhammer und Bohrkrone eingesetzten Bohrstange gegen die Erzeugung akustischer Eingenschwingungen. Bei den im Untertagebergbau und Tunnelbau verwendeten Schlagbohrmaschinen, insbesondere zur Herstellung von Bohrlöchern Ùr Sprengschüsse, sind im wesentlichen zwei Geräuschquellen zu separieren, die zur Vermeidung von Gesundheitsschäden des im Bereich der Schlagbohrmaschinen tätigen Personals unabhängig voneinander reduziert werden müssen. Die eine Quelle bildet der normalerweise init Druckluft betriebene Bohrhammer selbst, die andere Quelle stellt die Borhstange dar, die im Betrieb zu akustischen Eingenschwingungen - auch und gerade im hörbaren Bereich angeregt wird, die sie dann über i.hre Oberfläche an die umgebende Luft überträgt. Die Schallabstrahlung vom Bohrhammer konnte in der Ver gangenheit bereits durch eine gan; Reihe von Massnahmen weitgehend reduziert werden, z. B. durch kompaktere Bau weise und damit verminderter Oberfläche, Ersatz von Blechdurch Kunststoffteile und insbesondere durch Schalldäm pfungsmassnahmen im Weg der aus dem Bohrhammer austretenden Druckluft. Für eine Reduzierung der Geräuschentwicklung der Bohrstange wurde in der Vergangenheit z. B. in der DE-OS 29 20 139 die Lösung vorgeschlagen, durch eine Bedeckung der gesamten Bohrstangenlänge mit einer Kunststoffumhül- lung die Abstrahlung mechanischer Schwingungsenergie weitgehend zu dämpfen und mit Hilfe von abschnittsweise darauf aufgebrachten Zusatzmassen einen merklichen Widerstand der Bohrstangenanordnung gegen das Entstehen von akustischen Bohrstangenschwingungen zu erzeugen. Eine derartige Anordnung führt aber einerseits zu einer erheblichen Gewichtszunahme der Bohrstangenanordnung, anderer- seits erfordert sie zur Abbeförderung des Bohrkleins aus dem Bohrloch eine Bohrkrone mit vergrössertem Durchmesser gegenüber dem Betrieb der gleichen Bohrmaschinenanordnung mit einfacher Bohrstange. Beide Effekte-führen im allgemeinen Jedoch zu einem erheblichen Leistungsverlust einer einmal vorgegebenen Bohrmaschinenanordnung bei Verwendung der vorgeschlagenen Schalldämpfungsmassnahmen. Die vorliegende Erfindung hat sich demgegenüber die Auf- gabe gestellt, eine optimale Schalldämpfung der Bohr stangenanordnung ohne unzumutbaren Leistungsverlust der gesamten Bohrmaschinenanordnung zu erreichen. Dies geschieht dadurch, dass auf der Bohrstange mit bekann- tem mehrkantigen, runden oder ellitischon Querschnitt im unmittelbaren Anschluss an ihr in den Bohrhammer einzufüh- rendes Einsteckende ein mehrteiliger hülsenartiger metallischer Massenbund dauerhaft befestigt - beispielsweise aufge presst - wird, dessen Einzelmassen durch hülsenartige Abstandsstücke aus Gummi, Kunststoff oder auf de Innen- seite mit Gummi oder Kunststoff beschichteten Metallrohrstücken voneinander getrennt werden. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass sie von vornherein die Entstehung akustischer Eigenschwingungen der Bohrstange - insbesondere im Bereich höherer Frequenzen des Schallwellenspektrums - erheblich einschränkt und bereits damit eine einer vollständig mit Gummi oder Kunststoff bedämpften Bohrstange vergleichbare Lärmminderung ergibt, ohne einen Leistungsverlust durch die für die Abbeförderung des Bohrklein erforderliche Vergrösserung des Bohrkronendurchmessers bei. Verwendung einer beschichteten Bohrstange in Kauf nehmen zu müssen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Konzentration der zusätzlich an der Bohrstange angebrachten Massen direkt vor dem Bohrhammer gegenüber einer kontinuierlichen Verteilung der Zusatzmassen (Bedämpfung) über die gesamte Bohrstangenlänge einen wesentlich geringeren Leistungsverlust verursacht, für ausgewählte - zulässige Betriebszustände sogar keinen Leistungsverlust bzw. grössere Bohrleistu@gen gege@über einer unged@@pften Bohrstange ergibt - auch wenn die gesamte Zusatzmasse im Falle der vorliegenden Erfindung bzw. einer kontinuierlichen Verteilung üb±-r die gesamte Bohrstangenlänge in der gleichen Grössenordnung liegt. Ein Bei spiel für einen mehrteiii gen hüls enarti gen metalli- schen Massenbund zeigt die Fig. 1 Direkt sm Anschluss an das in den Bohrhammer einzuführende Einsteckende (2) der Bohrstange (1) sind auf diese zwei metallische Einzelmassen (4,5) mit definiertem Abstand untereinander so aufgepresst, dass die Befestigung einer Belastung von mindestens 5 t standhält, nachdem vor dem Aufpressen zwischen Bohrstange und Einzelmassen Gummi oder Kunststoffringe (7) eingebracht worden sind. Der Abstand zwischen den Einzelmassen wird durch ein Ab- standsstück (6) definiert, das aus Gummi, Kunststoff oder einem auf der Innenseite mit Gummi oder Kunststoff beschichteten Metallrohrstück besteht und vor dem Auf pressen der Einzelmassen zwischen diesen auf die Bohr stange aufgeschoben wird. Zur Anwendung sind bisher u. a. folgende beispielhafte Daten gekommen: Länge der Bohrstange: 3000 mm Aussendurchmesser der Bohrstange: 25 mm Masse der Bohrstange: 9,4 kg Länge einer Einzelmasse: 85 mm Aussendurchmesser einer Einzelmasse: 42 m Masse einer Einzelmasse: ca4 725 g Länge eines Abstandsstückes: 80 mm Aussendurchmesser eines Abstandsstückes: 32 mm Masse eines Abstandsstückes: ca. 150 g Zahl der - symmetrischen - Einzelmassen: 2 Zahl der Abstandsstücke: 1 Erreichte Lärmminderung gegenüber ungedämpfter Bohrstange gleichen Typs ca. 4 dB (A) Erreichte Bohrleistung gegenüber unge- dämpfter Bohrstange gleichen Typs mit gleichem Bohrhammer ca. + 30 % 1 Bohrstange 2 Einsteckende der Bohrstange 3 Massenbund 4 Einzelmasse 1 5 Einzelmasse 2 6 Abstandsstück aus Gummi, Kunststoff oder auf der Innenseite mit Gummi oder Kunststoff beschichtetem Metallrohrstück 7 Gummi- oder Kunststoffring

Claims: Lärmgedämpfte Bohrstange Patentansprüche 1. Anordnung zur Lärmminderung beim Betrieb von insbesondere im Untertagebergbau und Tunnelbau verwendeten Schlag bohrmaschinen durch Erhöhung des Widerstandes der zwischen Bohrhammer und Bohrkrone eingesetzten Bohrstange gegen die Erzeugung akustischer Eigenschwingungen, dadurch gekenn zeichnet, dass auf der Bohrstange (1) mit bekanntem mehr kantigen, runden oder elliptischen Querschnitt im un mittelbaren Anschluss an ihr in den Bohrhammer einzuSüh- rendes Einsteckende (2) ein mehrteiliger hülsenartiger metallischer Massenbund (3) dauerhaft befestigt - bei- spielsweise aufgepresst - wird, dessen Einzelmassen (4,5) durch hülsenartige Abstandsstücke (6) aus Gummi, Kunst stoff oder auf der Innenseite mit Gummi oder Kunststoff beschichteten Metallrohrstücken voneinander getrennt werden. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Befestigen der hülsenartigen Einzelmassen (4F5) auf der Bohrstange Gummi oder Kunststoffringe (7) zwischen Bohrstange und Einzelmasse angeordnet werden. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelmassen (4,5) bezüglich Material, Masse und geometrischer Abmessungen im Rahmen der Herstellungs genauigkeit identisch sind 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelmassen (4,5) sowohl bezüglich des Materials als auch der Masse oder der geometrischen Abmessungen Unterschiede aufweisen können. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsstücke (6) bezüglich Materials Masse und geometrischer Abmessungen im Rahmen der Herstellungs genauigkeit identisch sind. 6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsstücke (6) sowohl bezüglich des Materials als auch der Masse oder der geometrischen Abmessungen Unterschiede aufweisen können.

Inventors: KLUGE, GUNTHER, DR.-ING., Kluge, Günther, Dr.-Ing.
Applicants: RUHRKOHLE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: E21B17
IPC codes: B25D17, E21B17