DE3225095A1 - Vorrichtung zum kuppeln einer bohrstange fuer schachtofenabstichloecher mit dem arbeitswerkzeug einer bohrmaschine - Google Patents

Description

Dxe Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln einer Bohrstange für Schachtofenabstiohlooher nut dem Arbeitswerkzeug einer Bohrmaacnine zur Durchführung eines Verfahrens, naca weichem das Schiiessen und das üeffnen des Abstichloches eine Positionxerphase, bzw. eine Rückzugphase der Bohrstange umfasst, welche zwischen zwei aufeinander folgenden Abstichen in der Stopfmasse des Abstichlocnes belassen wird.

Dieses verhältniemässig neue Verfahren zum Oeffnen des Abstichloches mittels einer Bohrstange, welche zwischen zwei aufeinander folgenden Abstichen im Abstichloch belassen wird, ruft ein Immer grosser werdendes Interesse hervor auf Kosten der herkömmlichen Verfahren, darin bestehend, die Abstichlöcher mittels einer Bohrstange zu«bohren. Für nähere Einzelheiten über dieses Verfahren und seine Vorteile sowie über die dazu benötigte Ausrüstung beziehe man sich auf das luxemburger Patent Nr 82.943.

Um die Bohrstange aus dem Abstichloch herauszuziehen muss die Bohrmaschine in Arbeitsstellung gebracht werden und das entlang der Lafette der Bohrmaschine verschiebliche Arbeitswerkzeug mit der herausragenden Extremität der Bohrstange gekuppelt werden. Nach der Durchführung dieses Kuppelvorgangs kann das Herausziehen dadurch vorgenommen werden, dass das Arbeitswerkzeug bei gleichzeitiger Betätigung der Scnlagvorrichtung zum Lösen der Bohrstange aus der erhärteten Stopfmasse im Abstichloch zurückgeschoben wird.

Es gibt verschiedene Systeme zur Durchführung des Aneinanderkuppelns von Bohrstangen und Arbeitswerkzeug. Die meisten dieser Systeme bedingen jedoch ein manuelles Eingreifen der Bedienungsperson. Ein solches manuelles Eingreifen kann jedoch nur auf Kosten der Sicherheit des Bedienungspersonais geschehen, da es auf Grund der Stelle, an der es sich abspielt, einen Risikofaktor darstellt. Zwecks Ausschaltung dieses Nachteils ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum automatischen Kuppeln vorzuschlagen, bei welcher kein manuelles Eingreifen notwendig ist, also jede Unfallgefahr beseitigt ist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung zum Kuppeln einer Bohrstange für Schachtofenabstichlöcher mit dem Arbeitswerkzeug einer Bohrmaschine der eingangs erwähnten Gattung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angeführten Merkmale gelöst.

Bedient man sich der zweiten Haltemittel , so ist die Bohrstange nicht bis auf den Grund der Bohrung eingefünrt; um zu vermeiden, dass hierbei die elastischen Mittel die gesamte, beim Hineinpositionieren der Stange auftretende Schubkraft aufnehmen müssen, ist ein entfernbarer Anschlag vorgesehen, welcher dazu bestimmt ist, zwischen dem Bohrungsgrund und der ExtremitSt der Bohrstange eingeklemmt zu werden.

Die elastischen Mittel bestehen aus einem U-förmigen Splint aus Federstahl, welcher quer durch die Muffe hindurchgeführt ist, und, wenn die Bohrstange sich am entfernbaren Anschlag abstützt, auf jeder Seite tangential durch eine Ringnut hindurchgeht, welche zu diesem Zweck an der Bohrstange vorgesehen ist.

Die Extremität der Bohrstange ist vorzugsweise verjüngt ausgeführt, während die Eintrittsöffnung der Bohrung vorzugsweise von innen nach aussen divergent ist, wodurch auf einfache Weise ein eventueller Flucntungsfehler zwischen der Bohrstange und der Kupplungsmuffenachse 5 ausgeglichen werden kann. Die Verjüngung der Bohrstange erleichtert desweiteren das Einführen der Stange in die Muffe, indem sie die Spreizung der beiden Splintschenkel unterstützt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit den gleichen Referenzzahlen versehen sind, dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1, eine schematische Seitenansicht einer Bohrmaschine in Arbeitsstellung zum Einführen der Bohrstange durch die Stopfmasse des Abstichloches hindurch;

Figur 2, eine analoge Ansicht entsprechend dem Augenblick vor dem Kuppeln der Bohrmascnlne mit der Bohrstange zwecks Rückzugs letzterer aus dem Abstichloch;

Figur 3, die beiden Extremitäten der Bohrstange; Figur 4, einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Figur 3;

Figur S, einen Längsschnitt durch die Kupplungsmuffe;

Figur 6, eine Frontalansicht der Kupplungsmuffe gemäss Richtung VI in Figur 5;

Figur 7, einen Querschnitt durch die Kupplungsmuffe entlang der Schnittlinie VII-VII;

Figur 8, einen Querschnitt durch die Kupplungsmuffe entlang der Schnittlinie VIII-VIII; Figur 9, die in die Muffe eingeführte Bohrstange, welche dort durch den Splint gehalten wird;

Figur 10, einen Schnitt analog der Figur 9 mit einer anderen Ausgestaltung des entfernbaren Anschlags; Figur 11, die in die Muffe eingeführte Bohrstange, welche dort durch den Bajonettverschluss gehalten wird.

In den Figuren 1 und 2 ist die Basis einer Hochofenwandung mit der Referenzzahl 10 bezeichnet. Die R eferenzzahl 12 bezieht sich auf das Abstichloch, welches durch eine Stopfmasse 14, wie etwa erhärteter Lehm, verschlossen ist. 5 Durch diese Stopfmasse hindurch wird vor der vollständigen Erhärtung eine Bohrstange 16 eingeführt. Nachdem diese Bohrstange 16 durch die Masse 14 eingeführt worden ist, wird sie in dieser, in Figur 2 gezeigten Stellung belassen und zwar bis zum nächsten Oeffnungsvorgang des Abstichloches, welcher darin besteht, dass die Bohrstange 16 zwecks Freigabe des Abstichloches 12 herausgezogen wird.

Das Herausziehen und das Hineinführen der Bohrstange 16 geschieht mit Hilfe eines Arbeitswerkzeugs, welches mit einem Schlagorgan zum Schlagen in den beiden Richtungen ausgerüstet ist. In den Figuren ist die Lafette einer Stichlochbohrmaschine mit der Referenzzahl 18 bezeichnet;

diese Lafette 18 trägt ein längsverschieblich angeordnetes Arbeitswerkzeug 22, welches mit einem solchen Schlagorgan ausgerüstet ist.

Die Referenzzahl 20 bezeichnet eine Kupplungsmuffe, mit Hilfe derer das Arbeitswerkzeug 2 2 die Bohrstange 16 ergreifen (Figur 1) und loslassen kann (Figur 2), und zwar automatisch, d.h. ohne manuelles Eingreifen.

Die nachfolgenden Figuren zeigen die Einzelheiten dieses Kupplungsmechanismus.

Die Ausgestaltung dieses Kupplungsmechanismus fusst auf dem Umstand, dass sowohl die Bohrmaschine als auch das dieser zugeordnete Arbeitswerkzeug vom klassischen Typ sind, d.h. dass das Arbeitswerkzeug 22 dafür ausgelegt ist, in einer Richtung drehen zu können. Man bedient sich dieser Möglichkeit der Rotation zum Ausführen des KuppelVorgangs und zur Halterung der Bohrstange mittels eines Bajonettverschlusses .

Wie aus Figur 3 hervorgeht, ist die Bohrstange 16 mit einem zugespitzten Kopf 28 versehen, wodurch das Eindringen in die Stopfmasse des Abstichloches erleichtert wird. Die entgegengesetzte, zum Einführen in die Kupplungsmuffe 2 0 bestimmte Extremität weist eine leichte Verjüngung 29 auf, wodurch das Eindringen in die Muffe 20 erleichtert und ein eventueller Fluchtungsfehler zwischen der Achse dieser Muffe 20 und der Stange 16 korrigiert wird.

Die Bohrstange 16 weist desweiteren einen oder mehrere, im dargestellten Beispiel zwei Vorsprünge 30 auf, welche die aktiven Teile des Bajonettverschlusses in der Muffe 2 0 darstellen.

Figur 5 zeigt die Kupplungsmufie 20 zum Verbinden der Bohrstange 16 mit dem Arbeitswerkzeug 23. Zu diesem Zweck ist die Muffe 20 entsprecnend ausgelegt, um am Arbeitswerkzeug befestigt werden zu können und sie kann hierfür, wie im dargestellten Beispiel gezeigt, eine dxiale Oeffnung ί'2

aufweisen, womit sie mit dem Schlagorgan in Eingriff gebracht und an dieser durch an sich bekannte Mittel befestigt werden kann, wie z.B. mittels einer Bajonettverbindung.

Zur Aufnahme der Extremität der Bohrstange 16 weist die Muffe 20 im wesentlichen eine axiale Bohrung 34 auf, welche auf dem grössten Teil ihrer Länge zylindrisch ist, mit einem zwecks Erleichterung der Einführung der Bohrstange 16 leicht divergierenden Ausgang 36. Der vordere Teil dieser Bohrung 34 ist entsprechend geformt, um durch Zusammenwirken mit den Vorsprüngen 30 der Bohrstange einen Bajonettverschluss zu bilden. Zu diesem Zweck ist die Bohrung 34 mit zwei gegenüber liegenden Längsnuten 38 versehen, welche den beiden Vorsprüngen 30 (siehe Figur 6) entsprechen. Im für die Darstellung nacn Figur 7 gewählten Bereich der Schnittebene erweitern sich diese Nuten 38 und bilden breitere Kammern 40, welche eine Relativdrehung zwischen Muffe 20 und Stange 16 zulassen. Durch eine solche Drehung, sei es der Stange 16 oder der Muffe,20,wird die Stange 16 axial in der Muffe 20 blockiert.

Ein zweites Halterungsmittel für die Stange 16 in der Muffe 20 besteht aus einem U-förmigen Splint 42 (siehe Figur 8) aus Federstahl, dessen zwei Schenkel auf jeder Seite der Stange 16 tangential durch eine Ringnut 44 hindurcngehen, welche speziell zu diesem Zweck an der Stange 16 vorgesehen ist. Der normale Abstand zwischen den beiden Schenkeln dieses Splints 42 ist kleiner als der Durchmesser der Stange 16. Durch die Elastizität dieses Splints 42 können jedoch beim Einführen der Stange 16 in der Muffe 20 seine beiden Schenkel gespreizt werden, desgleichen, wenn diese Muffe 20 von der Stange 16 abgezogen wird, nachdem diese im Abstichloch positioniert worden ist. Es sei bemerkt, dass die verjüngte Extremität 2 9 der Stange 16 die Spreizung der Schenkel des Splints 42 unterstützt und damit das manuelle Einführen der Bohrstange 16 in die Muffe 20 erleichtert. Es soll unters ericnen werden, dass der

Splint 42 nur ein Beispiel ist zur Verwirklichung einer Fixierung der Stange 16 in der· Muffe 2 0 und dass es möglich ist andere an sich bekannte Mittel vorzusehen, welche die gleichen Aufgaben übernehmen, wie z.B. federnde Stahlringe.

Soll die Bohrstange 16 in das Abstichloch 12 eingebracht werden, so wird die Stange 16 manuell in die Muffe 20 eingeführt. Dieser Vorgang kann ohne Unfallgefahr manuell durchgeführt werden, da hierbei die Bohrmaschine

ID sich in ihrer Ruhestellung abseits der Abstichrinne befindet. Beim Einführen der Stange 16 in die Muffe 2 0 erleichtert die verjüngte Extremität 29 der Stange 16 die Spreizung der beiden Schenkel des Splints 42, wobei dieser Verbindungsvorgang durch das Einschnappen des Splints 42 in die Ringnut 44 der Stange 16 abgeschlossen wird. Diese Stellung ist in Figur 9 dargestellt. Es ist also Aufgabe dieses Splints 42, die Stange 16 zu halten und zu vermeiden, dass sie aus der Muffe 20 herausfällt, wenn die Stange 16, wie in Figur 1 dargestellt, vor das Abstichloch 12 gebracht wird. Die axialen Stellungen der Ringnut 44 und des Splints 42 sind solcherart, dass beim Zusammenwirken von Splint 42 und Ringnut 4 4 der Bajonettverschluss nicht wirksam ist. Die Figur 9 zeigt nämlich, dass in der betreffenden Stellung die Vorsprünge 30 sich immer noch im Bereich der Nuten 3 8 befinden und eine Drehung zwecks Einklinkung in die Kammern 40 unmöglicn ist. Durch diese Massnahme wird vermieden, dass ein nicht gewünschtes Einklinken des Bajonettverschlusses vor oder während der Positionierung der Bohrstange 16 eintritt und das Lösen der Muffe 20 von der Extremität der Stange 16 verhindert.

Das Eindrücken der Bohrstange 16 in die Stopfrnasse 14 des Stichloches 12 geschieht durch die Betätigung des Arbeitswerkzeugs 22, indem dieses entlang der Lafette 18 nach vorne verschoben wird. Damit der Bajonettverschluss nicht in dieser Stellung, wie so eben beschrieben, einklinken kann, ist die Länge der Bohrung 34 der Muffe 20 so gross, dass die Extremität der Stange 16 sich nicht auf dem Grund dieser

— 9 — „. «♦« ·~ '

Bohrung 34 abstützt, wenn der Splint 42 die Ringnut 44 umschliesst. Um trotzdem den Schub der Muffe 20 auf die Stange 16 übertragen zu können, ohne dass der Splint 42 hierbei mit einer Schubkraft beaufschlagt wird, wird zwischen die Extremität der Stange 16 und dem Grund der Bohrung 34 der Muffe 20 ein entfernbarer Anschlag eingeführt. Im Beispiel nach Figur 9 besteht dieser Anschlag einfach aus einer Kugel 46, welche vor dem Einführen der Stange 16 in die Muffe 20 eingelegt wird, entweder axial durch die Bohrung 34 hindurch oder durch eine seitliche Oeffnung in der Muffe 20 im Bereich der Stelle, an welcher die Kugel sich befinden muss.

Der eatfernbare Anscnlag kann ebenfalls aus einem Stift 48 gestehen, wie im Ausführungsoeispiel nacn Figur dargestellt ist. Dieser Stift 48 wird quer durch die Muffe 20 eingeführt und kann durcn eine Spange 50 an Ort und Stelle gehalten werden. Es sei darauf hingewiesen, dass dieser bewegliche Anschlag auch durcn andere als durcn die in den beiden Ausführungsbeispielen nacn den Figuren 9 und 10 gezeigten Mittel realisiert werden kann.

Ist die Bohrstange 16 vollständig in die Stopfmasse 14 des Absticnloch.es 12 eingeführt, so ist der Widerstand gegen ein Herausziehen grosser als die Haltekraft des Splints 42, sodass durch ein Zurückgehen des ArbeitswerK-zeugs 22 die Muffe 20 gegen die WirKung dieses Splints 42 von

der Stange 16 abgezogen wird. Nachdem die Muffe 20 abgezogen ist kann die Kugel 46 oder der Stift 48 manuell entfernt werden.

Zum Herausziehen der Bohrstange 16 aus dem Aostichloch 12 wird die Lafette 18 in Arbeitsstellung gebracht und das Arbeitswerkzeug 22 vollständig nacn vorne gefahren eis die Muffe 20 sich vollständig über die Extremität der Stange 16 £>is in die Stellung nach Figur 11 gelegt hat. Um in diese Stellung zu kommen, gent die Ringnut 44 über den Splint 42 hinweg und die Vorsprünge 30 dringen in den Bereich der Kammern 40 vor. Jetzt kann das ArDeitswerkzeug 22

betätigt und damit die Muffe 20 nach links gedrent werden, wodurcn der Bajonettverschluss im Bereich der Vorsprünge 30 und der Kammern 40 wirksam wird. Anscnliessend kann die Extraktion der Bohrstange vorgenommen werden indem das Arbeitswerkzeug 22 zurückgefahren und eventuell das Schlagorgan betätigt wird.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Kuppeln einer Bohrstange für Schachtofenabstichlöcher mit dem Arbeitswerkzeug einer Bohrmascnine zur Durchführung eines Verfahrens, nach welchem das Schliessen und das Oeffnen des Abstichloches eine Positionierphase, bzw. eine Rückzugphase der Bohrstange umfasst, welche zwischen zwei aufeinander folgenden Abstichen in der Stopfmasse des Abstichloches belassen wird, gekennzeichnet durch eine Kupplungsmuffe (20), welche dazu ausgelegt ist, um mit dem Arbeitswerkzeug (22) eine mechaniscne Einheit zu bilden und eine axiale Bohrung (34) aufweist, um, durch Drehung und/oder Eindringen, die Extremität der Bohrstange (16) aufzunehmen, welche desweiteren mit zwei unabhängigen Mitteln ausgestattet ist, um die Bohrstange (16) in der Muffe (20) zu halten, wobei das erste Mittel aus einem Bajonettverschluss besteht, welcner ausschliesslich zum Rückzug der Bohrstange (16) aus der erhärteten Stopfmasse (14) des Abstichloches (12) dient, während das zweite aus elastischen Mitteln zum Halten der Stange (16) in der Bohrung (34) besteht und ausschliesslieh zum Hineinposxtxonxeren der Stange (lö) in das Abstichloch (12) dient, jedoch so ausgelegt ist, dass es bei einer bestimmten Kraft nachgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen entfernbaren Anschlag, welcher dazu bestimmt ist, zwischen den Grund der Bohrung (34) und der Extremität der Bohrstange (16) eingeklemmt zu werden, wenn die Stange (16) in das Abstichloch (12) hineinpositioniert wird.

3. Vorricntung nacn Ansprucn 2, dadurch gekennzeichnet, dass der entfe/nbare Anschlag aus einer Kugel (46) besteht.

4. Vorricntung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der entfernbare Anschlag aus einem Stift (48) besteht, welcher quer durch die Wandung der Muffe (20) hindurch geführt und von einer Spange (50) gehalten wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprücnen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel aus einem U-förmigen Splint (42) aus Federstahl bestehen, welcner quer durch die Muffe (20) hindurchgesteckt ist und, wenn die Bohrstange sich am entfernbaren Anschlag abstützt, auf jeder Seite tangential durch eine Ringnut (44) hindurchgeht, welcne zu diesem Zweck an der Bohrstange (16) vorgesehen ist.

6. Vorricntung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonettverscnluss aus mehreren, an der Extremität der Stange (16) vorgesehenen Vorsprüngen (30) besteht, aus entsprechenden Längsnuten (38) in der Bohrung (34) und aus entsprechenden, erweiterten Kammern (44), welche eine Relativdrehung zwischen der Stange (16) und der Muffe (20) ermöglichen.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Eindringen in die Muffe

(20) bestimmte Extremität (29) der Stange (16) verjüngt ausgeführt ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprücnen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (36) der Muffe (20) von innen nach aussen divergent ist.