Titel: Sommelier's Bohrmaschine.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1862, Band 163, Nr. LXVI. (S. 254–260)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj163/ar163066

LXVI.  Sommelier's Bohrmaschine.

Aus der berg- und hüttenmännischen Zeitung, 1862, Nr. 1 und 2.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Das zweite Heft des 14. Jahrganges der Mémoires et Compte-rendu des travaux de la Société des Ingénieurs Civils enthält über die von Erfolg gekrönten Bemühungen, welche in Sardinien zur Erzielung eines maschinellen Bohrens aufgewendet wurden, einen Bericht des Bergingenieurs Noblemaire, welcher auf eigener Anschauung der jetzt im Mont-Cenis-Tunnel41) auf der Seite von Bardonnèche arbeitenden |255| Bohrmaschinen zu beruhen scheint, und daher die Beachtung aller Fachmänner verdient.

Diese Bohrmaschinen, von denen die Figuren 2325 Skizzen des Grundrisses und der Seitenansicht geben, sind die Erfindung Sommelier's. Bei denselben ist der Haupttheil ein Cylinder H von 6 Centimeter Weite, in welchem die comprimirte Luft einen Kolben mit 20 Centimeter Hub und 200 Schlägen hin- und herbewegt, dessen Kolbenstange zu beiden Seiten durch die Cylinderdeckel hindurchgeht. Diese Stange ist auf der einen Seite mit Schraubengewinde versehen, durch welches das Nachschieben des Cylinders bewirkt wird, und trägt auf der andern Seite eine Dülle, in welcher der Bohrmeißel befestigt wird. Die Steuerung dieser Maschine weicht aber wesentlich von derjenigen der gewöhnlichen Dampfmaschinen ab, indem sie durch eine besondere kleine, durch comprimirte Luft betriebene und wie eine Dampfmaschine eingerichtete Maschine I bewirkt wird, deren Kolben 6 Centim. Stärke und 10 Centim. Hub besitzt. Dieses Auskunftsmittel zur Erzielung einer regelmäßigen Steuerung bei der Bohrmaschine erscheint jedenfalls zweckmäßiger, als die Steuerung per Hand, andererseits wird freilich dadurch die Maschine schwerer und umfänglicher, was sie zu eigentlichen bergmännischen Arbeiten nicht geeigneter macht. Eine selbstthätige Steuerung dürfte kaum möglich seyn, da der Hub des Bohrers von der Festigkeit des Gesteines, der Länge des Bohrers, dem Abstande der Bohrmaschine u.s.w. abhängig und daher sehr veränderlich ist.

Dieser Apparat liegt nun auf 2,7 Meter langen Balken L, L, von 3 Centim. Breite und 5 Centim. Höhe in 9 Centim. Abstand von einander, welche auf der innern Seite mit schraubengangartiger Verzahnung versehen sind (Fig. 23), so daß sie den Eingriff der Schraube V gestatten, auf der unteren Seite aber eine Sperrradverzahnung besitzen (Fig. 24). Von diesen Einrichtungen wird sogleich weiter die Rede seyn.

Die eigentliche Bohrmaschine ist mit einem Schiebergehäuse versehen, das durch drei Oeffnungen mit dem Cylinder communicirt, wie in Fig. 24 und 26 angedeutet ist. Es befindet sich nämlich am hinteren Ende der Eintrittscanal b und der Austrittscanal a, welche vom Schieber abwechselnd geschlossen werden, am vorderen Ende aber der Canal c, welcher stets offen und in Communication mit dem Schiebergehäuse B steht, das durch d mit comprimirter Luft gefüllt wird. Die Vorwärtsbewegung des Kolbens C erfolgt also durch die Differenz des Druckes auf seine beiden Seiten, wovon wegen der verschiedenen Stärke der Kolbenstange die vordere mehr Fläche bietet, als die hintere. Gegen Ende des Vorwärtsganges dient die vor dem Kolben befindliche Luft als Polster, welches |256| die Stöße unschädlich macht. Die Umsteuerung des Schiebers wird durch die auf der Welle T über der Maschine sitzende Scheibe S bewirkt, welche mittelst des conischen Vorgeleges K von der Steuermaschine I aus in Umdrehung gesetzt wird. Wird nun der Schieber vorwärts geschoben, so daß b geschlossen ist, so tritt die hinter dem Kolben befindliche Luft durch den Canal a und das Innere des Schiebers in die freie Luft, und der Kolben geht in Folge des Druckes auf der vorderen Seite wieder zurück. Letzterer Druck beträgt ungefähr 40, der Druck auf die hintere Seite des Kolbens ungefähr 95 Kilogramme. Bei dieser rückgängigen Bewegung wird übrigens ebenfalls ein Theil Luft abgesperrt, da der Canal b nicht am Ende des Cylinders befindlich ist, sondern vor Vollendung des Hubes abgeschlossen wird, und diese abgesperrte Luft dient wieder als elastisches Polster zur Unschädlichmachung der Stöße. Aus der letzteren Stellung springt der Schieber sofort wieder in seine erste Lage zurück, sobald der Wellfuß S ihn frei läßt, und es beginnt ein neues Spiel.

Die Umsetzung des Bohrmeißels wird ebenfalls von der Welle T aus bewirkt, und zwar mittelst des Sperrkegels D, welcher in das an der Kolbenstange sitzende Sperrrad R mit 16 Zähnen eingreift und dasselbe bei jeder Umdrehung der Welle T, also bei jedem Schlage des Bohrers, um einen Zahn fortschiebt. Sonach dreht sich der Meißel während 16 Spielen einmal im Kreise herum.

Das Nachschieben des Bohrcylinders wird durch das Wurmrad V, welches, wie bereits erwähnt, in die Verzahnung der Träger L, L eingreift, bewirkt, und es würde die Maschine innerhalb 16 Schlägen um eine Ganghöhe der Schraube vorrücken, wenn dieses Wurmrad an der Kolbenstange festsäße. Das Nachschieben muß aber von dem Eindringen des Bohrers abhängig gemacht seyn, weßhalb das Rad V lose aufgesteckt ist, und sich nur mit dreht, wenn es durch den Kuppelmuff M festgehalten wird. Letzterer wird zwar durch eine Schneckenfeder N constant gegen V hingedrückt, aber andererseits wieder durch eine unter der Bohrmaschine liegende Vorrichtung zurückgehalten. Wir sehen nämlich daselbst eine Stange F (Fig. 24), welche mit dem hinteren Ende in den Muff M eingreift, mit dem vorderen gegabelten Ende f aber sich in die Zähne an der unteren Seite der Balken stemmt, und also den Muff fest hält, so lange die Enden f nicht ausgelöst werden. Zu dem Ende ist aber die Stange f mit Scharnier und einem halbmondförmigen Ausgange g versehen, und es befindet sich an der Kolbenstange vorn ein Ansatz h (Fig. 23), welcher gegen g trifft, und das vordere Ende der Stange F auslöst, wenn der Bohrmeißel nicht mehr ordentlich den Boden des Loches trifft, also ein Nachschieben der Maschine erforderlich wird. Nunmehr wird erst der |257| Muff M frei und das Wurmrad V gekuppelt, und die Maschine wird nun um einen Zahn oder 4 Centimeter vorgeschoben, bis die Gabel f wieder in den nächsten Zahn einfällt und den Kuppelungsmuff M ausrückt. Um eben so viel rückt auch die Steuerscheibe S und die Klinkvorrichtung D vorwärts; gleichzeitig wird aber auch der Hub des Kolbens und Bohrers um 4 Centimeter verringert, so daß dieser Hub stets zwischen 16 und 20 Centimeter beträgt.

Zum Ausspülen des Bohrloches dient eine neben der Bohrmaschine hinführende enge Spritzröhre Q (Fig. 25), welche constant Wasser mit 5 Atmosphären Druck in das Bohrloch einführt, und den entstehenden Schmand ausspült. Diese constante Reinhaltung des Bohrloches ist von großer Wichtigkeit für die Conservirung des zugleich dadurch stets abgekühlten Bohrers, und man kann denn auch jetzt mit einem Bohrer zwei und drei Löcher schlagen, während man früher beim Bohren mit der Hand oft drei Bohrer pro Loch verschlug.

Was die Leistung dieser etwa 200 Kilogramme schweren Bohrmaschinen anlangt, so wird berichtet, daß eine Maschine in sechs Stunden 8 bis 11 Löcher von 4 Centimeter Weite und 0,9 Meter Tiefe schlagen kann, wobei man zu jedem Loche drei Bohrer von 0,5 bis 2 Meter Länge aufsteckt. Die Maschine kann um 0,8 Meter nachgeschoben werden, und macht 200 Schläge pro Minute. Der Luftdruck beträgt 5 Atmosphären im Reservoir und 4,9 Atmosphären am Ende der Windleitung. Das Gestein ist ein ziemlich regelmäßig geschichteter schwarzer Kalkstein mit 15° Fallen in Nord, welcher bald compact, bald schiefrig, bald rein mit wenigen weißen Kalkadern, bald stark mit Quarz imprägnirt auftritt. Vor der Anwendung dieser Maschinen wurden auf der Seite von Bardonnèche bereits 700 Meter auf die gewöhnliche Manier mit Häuern in achtstündigen Schichten aufgefahren, wobei man täglich 0,9 Meter vorrückte. (Der Richtstollen hat 4 Meter Weite und 3 Meter Höhe.) Seit Anwendung der Maschinen wird das Doppelte aufgefahren. Daß aber bei dieser letzteren Methode sehr viele Störungen und Reparaturen vorkommen müssen, möchte man daraus schließen, daß zwar nur 8 Maschinen in Gang sind, aber ungefähr 60 Maschinen vorräthig gehalten werden; auch sind trotz der selbstthätigen Steuerung zu jeder Maschine noch mehrere Arbeiter erforderlich, wie wir sogleich sehen werden.

Die Art und Weise, wie man am Mont-Cenis-Tunnel diesen Richtstollen ausführt, ist nämlich folgende. Man hat ein 15 Tonnen wiegendes eisernes Gestell (Fig. 28) hergestellt, welches auf einer Schienenbahn im Mittel des Stollens läuft und acht Bohrmaschinen trägt. Dasselbe besteht aus zwei Säulen, und verstellbaren Querriegeln und Armen an |258| jedem Ende, so daß man die Bohrmaschinen darauf unter verschiedenen Neigungen gegen den Horizont und gegen die Achse des Stollens aufstellen kann. Dieser Wagen trägt überdieß ein kleines Windreservoir und einen kleinen Wasserbehälter. Das Spritzwasser befindet sich übrigens in kesselförmigen Reservoirs, welche auf einer Art Tender ruhen, und in diese Kessel tritt Luft mit 5 Atmosphären Pressung ein, und drückt das Wasser nach dem Orte seiner Verwendung. Man braucht für 6 Stunden Arbeit und 70 Bohrlöcher 3 Kubikmeter Spritzwasser. Diese Wind- und Wasserreservoirs sind mit 6 doppelten Hähnen versehen, um daraus 10 Maschinen speisen zu können, und die Rohre sind von der Hauptleitung ab, welche aus gußeisernen 0,2 Meter weiten und 1 Centim. dicken Röhren besteht, von Kautschuk, 5 Centim. weit und 3 Millimeter dick.

Der Stoß wird nun in der Art angegriffen, daß die beiden mittleren Maschinen zuerst einen Einbruch A (Fig. 29) herstellen, indem sie 12 Löcher in einer horizontalen Linie neben einander bohren. Diese Löcher sind nicht von gleicher Weite, sondern zwischen acht engere, nur 3 Centim. weite Löcher sind vier 9 Centim. weite Löcher vertheilt, welche später gar nicht besetzt werden, sondern beim Wegthun der engen Löcher gewissermaßen einen offenen Stoß repräsentiren. Der Neinbruch A, welchen man erhält, ist etwa 0,9 Meter tief, 1 bis 1,3 Meter lang und 0,2 bis 0,5 Meter hoch. Gleichzeitig hiermit bohren die vier außerhalb der Gestellsäulen liegenden Maschinen in den Linien a, a', b, b' 9 bis 10 Löcher von 4 Centimeter Weite, die unterste Maschine 8 bis 9 Löcher in den drei mit c bezeichneten Linien und die oberste Maschine 9 Löcher oben in den mit d bezeichneten Linien, so daß der Stoß mit 65 bis 70 Bohrlöchern besetzt ist.

Sind die Löcher gebohrt, so werden sie durch Einblasen von Luft getrocknet, resp. noch ausgewischt, dann wird der Wagen so weit zurückgeschoben, daß er gegen das fortgeschleuderte Gestein gesichert ist, und nun werden diese Löcher mit Patronen von circa 0,3 Meter Länge besetzt. Hierauf thut man zuerst die Löcher der Reihe A für sich weg, befestigt dann in den Löchern der Linien a, a', b, b' eine Zündschnur von einer solchen Länge, daß die entferntesten Löcher später losgehen müssen, als die dem Neinbruch näher gelegenen, und thut sie weg, sprengt in derselben Weise auch die Löcher der Gruppe d, und beräumt hierauf das ganze Ort, ehe die Gruppe c zum Wegthun kommt. Dabei wird das ganze Gestein in Stücken von höchstens 3 bis 4 Kubikdecimeter Inhalt zersprengt, welche sich leicht aufladen lassen.

Zur Bedienung der Maschinen bei dieser Arbeit sind im Ganzen 8 Mann erforderlich, nämlich für je zwei Maschinen 1 Mann zum Anstecken |259| und Auswechseln der Bohrer und 1 Mann zur Dirigirung und Aufsichtsführung über dieselben. Das Besetzen und Wegthun der Löcher besorgen wieder 2 Mann, welche in jeder zwölfstündigen Schicht bloß 2 Stunden zu arbeiten haben. Zum Fortschaffen der Berge sind 8 Mann erforderlich, welche auch nur zum Theil beschäftigt sind, und endlich ist für jede Schicht ein Aufseher angestellt, zusammen sind also auf 24 Stunden 28 Mann Belegung nöthig. Allerdings war das Personal zur Zeit, wo unser Berichterstatter diese Anlagen besuchte, noch nicht völlig eingerichtet, so daß er glaubt, man werde das Vorrücken pro Tag auf 2 Meter und bei Verminderung des Querschnittes, Verstärkung der Maschinen, Verbesserungen in dem Beräumen des Ortes u.s.w. auf 2,5 bis 3 Meter steigern können.

Aber außer diesem Personal ist nun noch ein gar nicht unbedeutendes weiteres Personal zur Beaufsichtigung der Luftcompressionsmaschinen und Aufschlagegräben (11 Mann), so wie in der Schmiede zur Reparirung der Maschinen u.s.w. (24 Mann) erforderlich, so daß sich die zur Besorgung der Maschinen sammt Zubehör erforderliche Mannschaft auf 60 Mann beläuft.

Dieß erinnert uns noch an die höchst genial erfundenen Luftcompressionsmaschinen, welche am Mont-Cenis-Tunnel angewendet werden. Von denselben gibt Fig. 26 eine Skizze, und bezüglich ihrer Wirkungsweise ist voraus zu bemerken, daß sie derjenigen des hydraulischen Widders ähnlich ist. In der Figur sehen wir ein heberförmig gebogenes Rohr X, Y, Z und daran 3 Ventilgehäuse A, B, C. In A ist das Einlaßventil für das Kraftwasser, in B das Austrittsventil und in C das Absperrventil für die Luft angebracht. Die Ventile A und B werden durch Maschinerie bewegt, das Ventil C ist für gewöhnlich durch den Gegendruck der in dem Windreservoir D enthaltenen comprimirten Luft geschlossen. Ist das Einlaßventil A geschlossen, so steht das Rohr X voll und in der Röhre Y das Wasser bis an das Niveau des Ventiles B, und Z ist darüber bis unter das Ventil C mit Luft von gewöhnlicher Spannung gefüllt, welche durch die vier kleinen Saugklappen l eingedrungen ist. Oeffnet man nun plötzlich das Ventil A, und schließt gleichzeitig Ventil B, so wird sich das Wasser in das Rohr Y stürzen, daselbst die über dem Wasser befindliche, 4,3 Meter hohe Luftsäule comprimiren, und vermöge der erlangten lebendigen Kraft diese Compression so steigern42), daß sich das Ventil C öffnet, und die Luft nach D ausgetrieben |260| wird. Schließt man nun wieder A und öffnet man B, so kehrt Alles in den vorigen Stand zurück, wobei Luft durch die Klappe l angesogen wird.

Die Bewegung der Klappen wird durch Daumenwellen F bewirkt, welche selbst durch vier kleine Luftmaschinen getrieben werden. Die Einrichtung der Ventile erkennt man aus Fig. 27, welche das Austrittsventil B darstellt. In einem cylindrisch ausgebohrten Gehäuse bewegt sich ein eingeschliffener Röhrenkolben, welcher im tiefsten Stande die im äußeren Cylinder rings herum angebrachten Austrittsöffnungen verschließt. Bei dem Eintrittsventile wird dem Wasser der Durchgang geöffnet, wenn der Röhrenkolben niedergeschoben wird, und dieß wird durch den kleinen Kolben f bewirkt, auf welchen von oben comprimirte Luft aus dem Reservoir mit 5 Atmosphären Spannung drückt. Damit sich aber dieses Ventil nicht eher öffne, als bis auch wirklich das Ventil B geschlossen ist, so wird der Balancier des ersteren Ventiles durch eine in Fig. 30 dargestellte Vorrichtung festgehalten und erst nach dem Schluß des Ventils B freigegeben. Es befindet sich nämlich an seinem Ende ein Haken t, in welchem eine an dem zweiarmigen Hebel g befindliche Nase eingreift; andererseits ist an der Stange des Ventiles B ein Ansatz angebracht, welcher im tiefsten Stande dieses Ventiles gegen den Winkelhebel l, m stößt, und dadurch die durch eine Feder k gespannte Stange h zur Seite schiebt, wodurch der Balancier frei wird. Oeffnet sich das Ventil B wieder, so zieht die Feder k die Stange h zurück, und die Nase des Hebels g schnappt wieder ein.

Als Windreservoirs dienen cylindrische Kessel D von Eisenblech, welche 10 Meter lang sind und 17 Kubikmeter Luft fassen. Sie communiciren durch das Rohr V mit Wasserreservoirs, welche 50 Meter höher darüber aufgestellt sind, so daß die ausgetretene Luft durch Wasser ersetzt und die Pressung von 5 Atmosphären ganz gleichförmig erhalten wird. Eine Compressionsmaschine liefert pro Spiel 1,29 Kubikmeter comprimirte Luft, und eine Bohrmaschine braucht in den 14 bis 15 Stunden, welche sie täglich arbeitet, ungefähr 156 Kubikmeter Wind. Hierzu kommen noch für zwei Arbeiter und ihre Lampen stündlich 2 . 6 Kubikmeter und wegen des Pulververbrauches, den man pro Maschine zu 2,5 Kilogrammen ansetzen kann, 2,5 . 200 Kubikmeter.

|254|

Man s. über den Eisenbahntunnel durch den Mont-Cenis Rühlmann's Reisenotizen im polytechn. Journal Bd. CLIX S. 322.

|259|

Das Wasserreservoir steht bloß 3 Meter höher als die obere Oeffnung des Raumes X und die Luft wird auf 5 Atmosphären comprimirt.

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