DE1115665B

DE1115665B - Extraction machine with a drill head

Info

Publication number: DE1115665B
Application number: DEU4179A
Authority: DE
Inventors: Roy Alexander Parsons
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1956-01-26
Filing date: 1956-10-26
Publication date: 1961-10-19
Also published as: GB792403A; US2810566A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Bergbau verwendete Gewinnungsmaschine. Bei derartigen Abbaumaschinen ist es schon bekannt (USA.-Patentschrift 2 669 441), hinter dem Bohrkopf eine Förderschnecke vorzusehen, die das vom Bohrkopf ausgebohrte Material aus dem Bohrloch nach hinten herausbefördert. Man hat z. B. die Förderschnecke innerhalb einer rohrförmigen Bohrerwelle so angeordnet, daß sie sich mit dieser Welle dreht. Bei solchen Vorrichtungen ist der Durchmesser des Bohrkopfes bedeutend größer als der Durchmesser der rohrförmigen Bohrerwelle, so daß das Bohrloch zwischen seiner Wandung und der das Förderrohr bildenden Bohrerachse einen derart geräumigen Ringraum enthält, daß ein Mann hineinkriechen und den Bohrkopf kontrollieren kann.The invention relates to a mining machine used in mining. With such mining machines it is already known (US Pat. No. 2,669,441) that a screw conveyor is located behind the drill head to provide the material drilled by the drill head from the borehole to the rear promoted out. One has z. B. the screw conveyor is arranged within a tubular drill shaft so that that it rotates with this shaft. In such devices, the diameter of the drill head is significantly larger than the diameter of the tubular drill shaft, so that the borehole between its wall and the drill axis forming the delivery pipe contains such a spacious annular space, that a man can crawl in and control the drill head.

Ein solcher Bohrer ist nur für hartes Gestein brauchbar. Denn wenn er durch lockere Schichten sich durchbohrt, kann losbrechendes Material in den Ringraum im Bohrloch nachrutschen und es verstopfen, so daß der Bohrer steckenbleibt und sich festklemmt.Such a drill can only be used for hard rock. Because when he's through loose layers pierces itself, erupting material can slip into the annulus in the borehole and clog it, so that the drill gets stuck and jams.

Es sind ferner auch Bohrmaschinen bekannt (USA.-Patentschrift 1 653 111), welche insbesondere für Durchhiebe durch Pfeiler bestimmt sind, die eine fest auf der Bohrerwelle angeordnete Förderschnecke haben, die sich in einem ebenfalls rotierenden Förderrohr dreht. Auf dem Bohrerkopf ist weiterhin ein kurzer Hohlzylinder angeordnet, der mitgedreht wird und dessen Durchmesser ungefähr gleich dem Bohrer und damit dem Bohrlochdurchmesser ist. Er soll Materialeinbrüche in das Bohrloch unterbinden. Dieser kurze Zylinder dreht und verschiebt sich mit dem Bohrkopf. Einbrüche loser Schichten können hinter ihm erfolgen und auch bei den verhältnismäßig nur kurzen Bohrlöchern, wie in diesem Fall erzielt werden sollen, die Hohlwelle des Bohrkopfes, in welcher sich die Förderschnecke bewegt, festklemmen, so daß die Maschine zum Freimachen stillgesetzt werden muß.There are also drilling machines known (US Pat. No. 1,653,111), which in particular intended for chopping through pillars that have a screw conveyor fixed on the drill shaft that rotates in a conveyor pipe that is also rotating. There is still a on the drill head short hollow cylinder arranged, which is rotated and whose diameter is approximately the same as the drill and thus the borehole diameter. It should prevent material from entering the borehole. This short cylinder rotates and moves with the drill head. Break-ins of loose layers can take place behind him and also with the relatively short boreholes, as in this case to be achieved, clamp the hollow shaft of the drill head in which the screw conveyor moves, so that the machine has to be stopped to clear it.

Es sind schließlich Bohrköpfe bekannt (USA.-Patentschrift 2 594 256), deren Welle zwar als Rohr ausgebildet, das aber nicht zur Förderung des ausgebohrten Materials bestimmt ist. Hierzu dient eine Förderschnecke, welche außen auf dem Wellenrohr sitzt. Deren Durchmesser ist praktisch gleich dem des Bohrkopfes, so daß das Bohrloch auch als Förderkanal dient. Hier ist am Bohrkopf, den Anfang der Förderschnecke umkleidend, ein Hohlzylinder fest angebracht, welcher praktisch den Durchmesser von Bohrkopf und Förderschnecke hat. Auf diesem Hohlzylinder sitzen außen und innen Schraubengang-Finally, drill heads are known (US Pat. No. 2,594,256) whose shaft is actually a tube formed, but not intended to promote the drilled material. A Conveyor screw, which sits on the outside of the shaft tube. Their diameter is practically the same as that of the Drill head, so that the borehole also serves as a production channel. Here is the drill head, the beginning of the Enclosing the screw conveyor, a hollow cylinder is firmly attached, which practically has the diameter of Has drill head and screw conveyor. Screw threads sit on the outside and inside of this hollow cylinder

Anmelder:Applicant:

United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 4Representative: Dr.-Ing. E. Maier, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 4th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Januar 1956 (Nr. 561524)Claimed priority:
V. St. v. America January 26, 1956 (No. 561524)

Roy Alexander Parsons, Wilcoe, Va. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenRoy Alexander Parsons, Wilcoe, Va. (V. St. A.),
has been named as the inventor

rippen. Das losgebohrte Material wird daher durch den Hohlzylinder hindurch der Förderschnecke zugeführt und so aus dem Bohrloch entfernt. Wenn der Bohrer lockere Schichten durchbohrt, so kann es vorkommen, daß hinter dem Bohrkopf losbrechendes Material sich auf den Holhlzylinder preßt und trotz der Außenrippen auf diesem eine Stockung der Bohrerdrehung verursacht. Um die Verstopfung zu beseitigen, muß auch hier die Maschine stillgesetzt werden, was Zeit und damit Kosten verursacht.ribs. The material that has been drilled loose is therefore fed to the screw conveyor through the hollow cylinder and so removed from the borehole. If the drill pierces loose layers, it can happen that behind the drill head breaking loose material presses on the hollow cylinder and despite the outer ribs on this cause a blockage in the rotation of the drill. To clear the blockage, the machine must also be shut down here, which causes time and thus costs.

Es ist ferner schon bekanntgeworden (deutsche Patentschrift 380 631), an Schürftrommeln von Abbaumaschinen, welche am Trommelmantel Messer tragen, das hereingenommene Material durch Mantellöcher der Trommel auf eine Schüttelrinne innerhalb der Schürftrommel fallen zu lassen.It has also become known (German patent specification 380 631), on digging drums of mining machines, who wear knives on the drum shell, the material taken in through shell holes to drop the drum onto a chute inside the scraper drum.

Schließlich ist auch schon vorgeschlagen worden (»Bergbau-Rundschau«, 1950, S. 373), bei Kohlehohlbohrern das rohrförmige Bohrgestänge mit Mantellöchern zu versehen. Diese sollen hier aber dazu dienen, Kohlenstaub, der dem Bohrkern anhaftet, nach außen treten zu lassen, wo er durch eine Förderschneckenrippe außen auf der Rohrwelle nach hinten befördert wird.Finally, it has already been suggested ("Bergbau-Rundschau", 1950, p. 373) for hollow coal drills to provide the tubular drill pipe with jacket holes. But these should be added here serve to let coal dust, which adheres to the drill core, escape to the outside, where it passes through a screw conveyor rib is conveyed to the rear of the tubular shaft on the outside.

Um die obigen Nachteile zu beseitigen, ist erfindungsgemäß der die Förderschnecke abkleidende Hohlzylinder mit Einlaßöffnungen versehen und auf der Bohrerantriebswelle drehbar angeordnet und zum Ein- und Auskuppeln einer ihn mit dem Bohrkopf verbindenden Klauenkupplung verschiebbar auf dieser gelagert.In order to eliminate the above disadvantages, according to the invention, the one covering the conveyor screw Hollow cylinder provided with inlet openings and rotatably arranged on the drill drive shaft and for Coupling and uncoupling of a claw coupling connecting it to the drill head, displaceable thereon stored.

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Zum Vorschieben des Hohlzylinders ohne Drehung zusammen mit dem Bohrkopf ist auf der Bohrkopfwelle vor der Förderschnecke ein bei ausgekuppeltem Hohlzylinder als Widerlager dienender Bund für den am Hohlzylinder befestigten Kupplungsteil angebracht. To advance the hollow cylinder together with the drill head without rotating, is on the drill head shaft in front of the screw conveyor, when the hollow cylinder is disengaged, serving as an abutment collar for the attached to the hollow cylinder coupling part.

In den Zeichnungen sind Ausführungen der Erfindung beispielsweise dargestellt, von denenIn the drawings, embodiments of the invention are shown by way of example, of which

Fig. 1 eine Seitenansicht des Bohrkopfes und Hohlzylinders, teilweise im Schnitt, bei Ruhelage des Zylinders zeigt,1 shows a side view of the drill head and hollow cylinder, partly in section, with the cylinder in the rest position shows,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Hohlzylinders allein,2 shows a side view, partly in section, of the hollow cylinder alone,

Fig. 3 eine Stirnansicht desselben von rechts auf Fig. 2,Fig. 3 is an end view of the same from the right on Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht auf ein Bruchstück der Bohrerwelle am Beginn der Förderschnecke,4 shows a side view of a fragment of the drill shaft at the beginning of the screw conveyor,

Fig. 5 eine Rückansicht des Bohrkopfes,Fig. 5 is a rear view of the drill head,

Fig. 6 eine Seitenansicht desselben undFig. 6 is a side view of the same and

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Bohrerwelle mit Ansicht in Ebene VII-VII auf Fig. 6 zeigt.FIG. 7 shows a cross section through the drill shaft with a view in plane VII-VII in FIG. 6.

In Fig. 1 ist A ein üblicher Bohrer einer Gewinnungsmaschine, der in einem Kohleflöz C bohrt. Die Bohrerwelle trägt eine bekannte Förderschnecke 10 und eine bekannte Zentrierspitze 12 am Vorderende. Mit einem Armstern Aa im Vorderende ist, auf die Förderschnecke aufgezogen, der Hohlzylinder 1 auf der Bohrkopfwelle lose drehbar befestigt. Der Hohlzylindermantel enthält in regelmäßigen Abständen Öffnungen 2. An der Rückseite des Bohrkopfes ist ein Kranz von Kupplungsklauen 3 (Fig. 5 und 6) angebracht, der mit einem Kranz von Gegenklauen 4 (Fig. 2 und 3) auf der Vorderseite des Armsterns 4 a zusammenwirken kann. Außen trägt der Hohlzylinder 1 eine schraubengangförmige Rippe 5.In Fig. 1, A is a common mining machine drill bit drilling in a coal seam C. The drill shaft carries a known screw conveyor 10 and a known center point 12 at the front end. With an arm star Aa in the front end, the hollow cylinder 1 is loosely rotatably attached to the drill head shaft, pulled up onto the screw conveyor. The hollow cylinder jacket contains openings 2 at regular intervals. A ring of coupling claws 3 (Fig. 5 and 6) is attached to the rear of the drill head, which with a ring of opposing claws 4 (Fig. 2 and 3) on the front of the arm star 4 a can work together. On the outside, the hollow cylinder 1 has a helical rib 5.

Der Bohrkopf 12 trägt noch vor dem Kupplungsklauenkranz schraubengangförmige Leitrippen 6, welche abgebohrtes Material um die Kupplung zur Förderschnecke 10 herumleiten.The drill head 12 carries helical guide ribs 6 in front of the coupling claw ring, which lead drilled material around the coupling to the screw conveyor 10.

Am Vorderende der Bohrkopfwelle sitzt ein Bund 7, der von dem Kupplungsteil 4 etwas weiter entfernt sitzt, als die Einrasttiefe der Kupplungsteile 3 und 4 ausmacht.At the front end of the drill head shaft sits a collar 7, which sits somewhat further away from the coupling part 4 than the engagement depth of the coupling parts 3 and 4 makes.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Während des Bohrens sind die Kupplungshälften 3 und 4 normalerweise ausgerückt, und der Bund 7 auf der Bohrerkopfwelle stößt an die Kupplungshälfte 4. Daher kann sich der Hohlzylinder 1 wohl mit dem Bohrkopf 12 zusammen im Bohrloch vorschieben, dreht sich jedoch nicht mit dem Bohrkopf. Die Förderschnecke 10 im Hohlzylinder 1 rotiert jedoch mitsamt dem Bohrkopf. Das von diesem abgebohrte Material tritt durch den Bohrkopf hindurch in die Förderschnecke, die es durch den Hohlzylinder 1 hindurch nach hinten befördert.The device works as follows: during drilling, the coupling halves 3 and 4 are normally disengaged, and the collar 7 on the drill head shaft abuts the coupling half 4. Therefore, can the hollow cylinder 1 is likely to advance together with the drill head 12 in the borehole, but rotates not with the drill head. However, the screw conveyor 10 in the hollow cylinder 1 rotates together with the Drill head. The material drilled off by this passes through the drill head into the screw conveyor, which it conveys through the hollow cylinder 1 to the rear.

Wenn nun das Hangende aufblättert und Material in den aufgebohrten Hohlraum eindringt, wie in Fig. 1 angedeutet, dann schützt der Hohlzylinder 1 die Förderschnecke vor Verstopfung durch das ihre Aufnahmefähigkeit übersteigende lose Material. Um nun dieses Material zu entfernen, wird der Bohrkopf etwas von seiner Angriffsstelle zurückgezogen. Er mahlt daher leer in dem abgebohrten Material. Hierbei kommt der Kupplungskranz 3 hinten am Bohrkopf 12 in Eingriff mit dem Kupplungskranz 4 vorn im Hohlzylinder 1. Der Bohrkopf nimmt daher den Hohlzylinder 1 auf Drehung mit, und das lose Materal tritt in ihn ein und wird durch die Förderschnecke, die ja mit dem Bohrkopf mitrotiert, nach hinten zu herausbefördert. Daß nicht zuviel dieses Materials auf einmal zur Förderschnecke gelangt, verhindern die im Abstand sitzenden Öffnungen 2, die also den Materialnuß regeln. Material außerhalb des Hohlzylinders 1 wird durch die außen am Hohlzylinder sitzende Schraubengangrippe 5 vor die Öffnungen geschoben, so daß es zur Förderschnecke gelangt.If now the hanging wall flakes open and material penetrates into the drilled cavity, as indicated in Fig. 1, then the hollow cylinder 1 protects the screw conveyor from clogging by the loose material exceeding its capacity. In order to remove this material, the drill head is pulled back slightly from its point of attack. He therefore grinds empty in the drilled material. Here, the coupling ring 3 at the rear of the drill head 12 engages with the coupling ring 4 in the front of the hollow cylinder 1. The drill head therefore rotates the hollow cylinder 1 with it, and the loose material enters it and is carried by the screw conveyor, which is connected to the drill head rotated with it, pushed out to the rear. That not too much of this material reaches the screw conveyor at once is prevented by the spaced openings 2, which regulate the nut of the material. Material outside the hollow cylinder 1 is pushed in front of the openings by the screw thread rib 5 seated on the outside of the hollow cylinder, so that it reaches the screw conveyor.

Der Hohlzylinder kann auf vorhandenen Bohrern mit nur geringen Abänderungen angebracht werden. Es ist nur erfoderlich, den Bohrkopf mit einem Kupplungskranz, Leitrippen und einem Bund zu versehen.The hollow cylinder can be attached to existing drills with only minor modifications. It is only necessary to provide the drill head with a coupling ring, guide ribs and a collar.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Extraction machine with a drill head and a lined by a hollow cylinder adjacent to the borehole wall, mounted on the drill drive shaft, characterized in that the hollow cylinder (1) is provided with inlet openings (2) and rotatable on the drill drive shaft and for engaging and disengaging a it is slidably mounted with the claw coupling (3, 4) connecting the drill head (12).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the drill head shaft in front of the Conveyor screw a collar (7) serving as an abutment when the hollow cylinder (1) is disengaged for the coupling part (4) attached to the hollow cylinder (1).

Considered publications:
German Patent Nos. 380 631, 469 694;
U.S. Patent Nos. 1,653,111, 2,594,256, 2,669,441;

"Bergbau-Rundschau", 1950, p. 373.

1 sheet of drawings