DRILLING AND BOLTING APPARATUS

Abstract: 1. Drilling and bolting apparatus for mining, tunnel construction or the like, adapted for connection by means of a mount (1), a mount holder, a drilling arm to a car, a mining machine or the like, comprising a drilling motor, particularly a rotary percussive motor (5), which is arranged slidably along the mount (1) on a slide (4), a movable drill rod guide (12, 13, 14), a pivotable rock bolt store (24), a rock bolt grip (23) for setting the rock bolts (28), a feed pipe (31) for a bonding agent, e.g. an adhesive compound, the rock bolt store (24), the drill rod guide (12, 13, 14) and the support (30) for the feed pipe (31) being arranged rotatably about a common shaft (10) and the distance from the shaft (10) being the same in any position of the drilling or rotary percussive motor (5), resp., characterised in that a rock bolt setting spanner (20) is arranged at the same distance from the shaft (10), which by means of the slide (4) is movable along the mount (1) and lies on a rock bolt setting spanner holder (19) which bears the rock bolt setting spanner (20) by means of resilient retainers (21) and which is movable in longitudinal direction of the mount by means of an engaging and disengaging cylinder (22).

Description: Ankebohr- und -setzeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Ankerbohr- und -setzeinrichtung z.B. für Bergbau, Tunnelbau od.dgl. 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. Da es erforderlich ist, im noch unausgebauten 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. 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. 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 Anprdnung 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. 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. 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- insbe sondere 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. 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 Vorte-il, 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. 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. 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. 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. 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. 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. Um ein besonders einfaches Einbringen des Haftmittels in das Bohrloch zu ermöglichen, kann das Einbringrohr für das Haftmittel in Lafettenlängsrichtung bewegbar sein. Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich dann, wenn die Drehachse an oder in den Stirnplatten der Lafette gelagert ist. Der Ankergreifer kann besonders nahe an das Bohrloch herangebracht werden, wenn dieser auf einer Stirnplatte, die gegebenenfalls einen Abstützdorn trägt, angeordnet ist. 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. 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. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. 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 Seitenund Draufsicht. 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 Kettenspanner 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. 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. Auf 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. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist nun kJie 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 vertikaier 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. In Stellung 3 ist der Ankersetzschlüssel in den Drehschlagmotor 5 eingesetzt. Weiters ist das Einbringrohr 31 bis zur Bohrlochmündung 36 verfahren. 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 Gegen- richtung 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. 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 2200.

Claims: Patenansprüche : 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.

Inventors: HOLTSCHULTE, ULRICH, KORTAN, OSKAR, SCHATZMAYR, GUSTAV, DR., SCHON, KONRAD, Schön, Konrad
Applicants: BOEHLER PNEUMATIK INT GMBH
Application year: 1984
Main classification: E21D20
IPC codes: E21B7, E21D20