Titel: Ziebarth, über Gesteinsbohrmaschinen der Wiener Weltausstellung.
Autor: Ziebarth, R.
Fundstelle: 1875, Band 215 (S. 298–303)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj215/ar215076

Die Gesteinsbohr-Maschinen der Wiener Ausstellung 1873; von R. Ziebarth.

Mit Abbildungen auf Taf. VI, VII, und VIII,.

(Schluß von S. 207 des vorhergehenden Heftes.)

Die neuere Form der Sachs'schen Gesteinsbohrmaschine, wie sie von der Maschinenbau-Actiengesellschaft „Humboldt“ in Kalk zur Ausstellung gebracht war, ist auf Taf. VII [d/1] dargestellt, wo sich in Figur 1 bis 5 Ansichten und Durchschnitte derselben vorfinden. Hier dient für die Umsteuerung ein gewöhnlicher Muschelschieber, welcher von der Kolbenstange b aus bewegt wird. An dem hinteren Ende derselben ist nämlich ein Halsband c angebracht (Fig. 1), mit welchem die Stange d gelenkig verbunden ist. Diese schiebt sich in einer Hülse, die an den einen Arm eines Winkelhebels e faßt, während dessen zweiter Arm wiederum in einen Schlitz der Stange des Schiebers f greift und diesem dadurch eine hin und her gehende Bewegung ertheilt. Die Zuführung der arbeitenden Luft erfolgt unter den Schieber durch die mit der Leitung verbundene Oeffnung o, während die verbrauchte Luft durch die Oeffnungen p, p (Fig. 2) im Schieberkasten entweichen kann.

Gleichzeitig ist aber mit dem Arme e des vorgenannten Winkelhebels ein dritter Arm g (Fig. 2) verbunden, welcher bei seiner Bewegung die in zwei auf einer Verbreiterung des hinteren Cylinderdeckels stehenden Führungsbüchsen gleitende Stange h vor- und rückwärts schiebt. Ein auf dieser Stange befestigter Kreuzkopf trägt die beiden Sperrhacken i und k, welche an der Bewegung der Stange h theilnehmen. Von diesen wirkt der erstere auf ein Sperrrad l, welches mit der hinteren Stopfbüchse der Kolbenstange in einem Stück gegossen ist. Diese Stopfbüchse hat eine Nuth, entsprechend einer über die ganze Länge der Kolbenstange sich erstreckenden Feder, und in Folge dessen folgt die Kolbenstange der Drehung des Rades m und bewirkt dadurch die Umsetzung des Bohrers, welcher an dem vorderen Theile a der Kolbenstange befestigt ist. Der zweite Sperrhaken k veranlaßt eine entsprechende |299| Drehung des Sperrrades m; dieses ist mit der langen Mutter für die Leitspindel n verbunden. Hierdurch ist auch ein selbstthätiger Vorschub des Bohrers hergestellt. Die Leitspindel, mit hoher Steigung versehen, bildet den einen Träger, mittels dessen die Maschine auf einem bockförmigen Gestelle ruht; die Unterstützung auf der anderen Seite erfolgt durch eine glatte Stange, wie aus Fig. 5 zu ersehen ist. Dieser Bock dient dazu, die Maschine universalgelenkig an einem größeren Gestelle zu befestigen.

War bei den bisher beschriebenen Gesteinsbohrmaschinen der Mechanismus zum großen Theil noch außerhalb des Cylinders angebracht, so ist dies bei den nachfolgenden mehr oder weniger vermieden worden.

Von diesen ist zunächst die Burleigh'sche Maschine zu erwähnen, welche bei den Arbeiten am Hossac-Tunnel (vergl. 1874 214 32) in Amerika zuerst in Betrieb kam und auf der Ausstellung mit einigen Verbesserungen von der Firma Mahler und Eschenbacher in Wien vorgeführt wurde und dort häufige Proben ihrer Wirksamkeit gegen einen großen Granitblock ablegte. Wie aus den Zeichnungen in Fig. 6 bis 9 auf Taf. VII [d/4] hervorgeht, wirkt behufs der Umsteuerung die Kolbenstange mit einer Verstärkung a (s. Fig. 9) bei ihrem Vor- und Rückwärtsgange auf einen der beiden unteren Ansätze eines dreiarmigen Hebels b, dessen oberer Arm mit der Stange des Muschelschiebers r verbunden ist. Für das Umsetzen des Bohrmeisels, welcher in den Vordertheil der Kolbenstange eingeklemmt ist, hat die rückwärtige Verlängerung d der letzteren eine schraubenförmige Nuth c, in der ein Zahn in der Nabe des Rades e (Fig. 9) sich führt. Letzteres liegt in einer Verlängerung des Cylinders und ist außen mit Sperrzähnen versehen, in welche die durch die Cylinderwandung tretende Sperrklinke i (Fig. 8) eingreift und bei dem Rückgange des Bohrers eine Drehung des Rades verhindert. Dadurch ist die Kolbenstange gezwungen, eine dem Wege des Zahnes in der Schraubennuth entsprechende Drehung zu machen. Bei dem Vorwärtsgange dreht sich dagegen das Sperrrad, während die Kolbenstange ohne Drehung vorgeht, weil die Reibung des Kolbens gegen die Cylinderwandung größer ist als die des Sperrrades gegen ein neben ihm liegendes Frictionsrad g. Der Widerstand des letzteren, welches mit einem Zahne in der achsialen Nuth h der Kolbenstange gleitet, kann noch durch die kleine Bremse f (Fig. 9) regulirt werden. Dieselbe drückt mit einem Schuh auf den Umfang des Rades g und kann mittels einer Schraube mehr oder weniger fest gegen den Umfang angestellt werden. Der ganze Mechanismus zur Umsetzung des Bohrers liegt zwischen der hinteren Stopfbüchse und einem Stellringe, |300| welche beide durch die Pressionsschrauben k und l (Fig. 7) in ihrer Lage festgehalten werden.

Bei kleineren Maschinen erfolgt der Vorschub des Bohrers von Hand, indem die Leitspindel in, welche in eine Bohrung der hinteren Kolbenstange eintreten kann, mittels Handkurbel gedreht wird. Die Spindel hat ihre Mutter in n und findet ihr Widerlager in einem Bügel, der an dem halbröhrenförmigen Untersatz der Maschine festgeschraubt ist. Für größere Apparate ist zum Zwecke des Vorschubes ein eigenes Schaltwerk angebracht, von welchem Fig. 9 eine genauere Darstellung gibt. Dringt nämlich der Bohrer so tief in das Loch ein, daß der Kolben nahezu den vorderen Cylinderdeckel erreicht, so trifft die Verstärkung a der Kolbenstange gegen den kleinen, durch eine Feder niedergehaltenen Hebel q, hebt diesen aus und bringt dadurch den bisher von q gestützten Arm des größeren Hebels o zum Niederfallen, so daß dieser ebenfalls von der Verstärkung a erreicht und abwechselnd gehoben werden kann. Der zweite Arm dieses Hebels trägt eine Sperrklinke, mittels deren er das mit der Mutter der Leitspindel verbundene Sperrrad p in Drehung versetzt. Sobald hierdurch genügender Vorschub gegeben ist, trifft die Verstärkung nicht mehr gegen q, und dieses hält den Hebel o in die Höhe.

Eigentlich von denselben Gesichtspunkten wie die vorbeschriebene geht die für Brydon, Davidson und Warrington patentirte Maschine aus, welche unter dem Namen „Power Jumper“ von Whitley Partners in Leeds mit ziemlichem Erfolge eingeführt wird. Sie ist im Ganzen als eine Vereinfachung ihres amerikanischen Vorbildes zu betrachten; außerdem sind bei ihr auch noch die Theile, welche dort außerhalb der Umhüllung des Apparates lagen, in dieselbe verlegt. Wir verweisen dafür auf die Abbildungen in Fig. 1 bis 4, Taf. VIII.

Nach diesen hat die Maschine zwei Kolben a und b, verbunden durch die Kolbenstange c und mit der Bohrstange d. Da diese eine größere Stärke erhalten hat als die Kolbenstange, so ist, um gleichen Kolbenquerschnitt bei Vor- und Rückgang zu erhalten, dem Kolben b ein größerer Durchmesser gegeben. Die Umsteuerung erfolgt auf einfache Weise durch einen dreiarmigen Hebel, dessen beide Arme e und f, welche sich um die Kolbenstange herum krümmen (Fig. 2) von dem betreffenden Kolben getroffen werden und mittels des Armes g den Muschelschieber bei dem Umsetzen auf die andere Seite rücken. Die Zuführung der Luft erfolgt über dem Schieber bei h.

Für die Drehung des Bohrers ist ähnlich wie bei der Maschine von Burleigh die schraubenförmige Nuth auf der in dem hinteren |301| Cylinderdeckel drehbaren Stange i angeordnet, in welche ein in der Ausbohrung des hinteren Kolbens a eingesetzter Zahn sich führt und während des Rückganges den Kolben zur Drehung veranlaßt, da während dieser Zeit die Stange i durch das Sperrrad k an der Rotation verhindert ist. Umgekehrt wird, wenn die Kolben vorwärts gehen, die Kolbenstange c durch einen Sperrkegel l, welcher in Fig. 4 in größerem Maßstabe gezeichnet wurde, an der Drehung verhindert, während die Sperrung bei k jetzt ein Mitdrehen der Stange i gestattet. Die Kolbenstange ist für den angegebenen Zweck mit parallel zur Achse laufenden Rinnen versehen, und ergibt sich aus der Form des Sperrkegels l, daß der Kolbenstange eine Drehung nach einer Seite gestattet ist, während eben beim Rückwärtsgange die Führung in der Nuth i eine solche Umdrehung veranlaßt. Es dürfte diese Einrichtung der Arbeit der Maschine eine größere Sicherheit geben als die nur auf Reibung basirte entsprechende Anordnung an der Bohrmaschine von Burleigh.

Zur Erzielung größter Einfachheit ist der Vorschub des Bohrers nicht selbstthätig gemacht, sondern erfolgt von Hand, indem durch eine Kurbel die beiden Schrauben m, m (Fig. 3) in Umdrehung versetzt werden, welche mittels Schneckenräder die beiden Leitspindeln n, n bewegen und dadurch den Cylinder in dem kastenförmigen Gehäuse o vorwärts schieben. Dieses Gehäuse ist universalgelenkig auf dem Zapfen in dem einen Fuße des dreibeinigen Bohrgestelles befestigt, und geschieht die Feststellung in einer bestimmten Lage durch Anziehen der einen Mutter q, welche den Keil p fest gegen das Gehäuse preßt und dadurch eine Drehung des Reibungsstückes r sowohl in dem Gehäuse wie um den Zapfen des Gestellfußes unmöglich macht.

Endlich hat auch Azolino dell' Acqua in Mailand bei seiner Maschine die arbeitenden Theile vollständig in die äußere Umhüllung gelegt. Die Bohrmaschine ist in Fig. 5 bis 8 (Taf. VIII) in Längen- und Querschnitt und einigen Details dargestellt; sie unterscheidet sich von den früher beschriebenen durch Anwendung einer Hahnsteuerung und hat die Verwendung von Leitrinnen für die auszuführenden Bewegungen in weitestem Maße herangezogen. Es ist dabei eine äußerst interessante Anordnung und Verbindung der einzelnen Theile hervorgegangen, die allerdings durch ihre künstliche Einrichtung die Besorgniß erwecken wird, daß bei den vielen Stößen, welche die Arbeit der Maschine mit sich bringt, eine baldige Abnützung der arbeitenden Theile eintreten werde. Resultate über einen längeren Gebrauch dieser Maschine scheinen noch nicht vorzuliegen.

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Der Kolben a derselben hat zum Zwecke eines kräftigeren Schlages zwei sehr ungleiche Flächen, und ist die sehr starke vordere Kolbenstange zugleich als Führungsmutter für die Leitspindel b benützt. Die Umsteuerung erfolgt, wie schon bemerkt, durch einen Hahn, dessen hohl gearbeiteter Küken c mit dem Raum hinter dem Kolben und außerdem durch zwei schmale Schlitze mit dem Zuführungs- und Ableitungsrohr für die Luft in Verbindung steht. Die geringe Breite dieser Schlitze hat ihre vollständige Oeffnung auch schon bei einer kleinen Drehung der Hahnspindel zur Folge. Um nun diese Drehung zu bewirken, trägt das hintere Ende der hohlen Kolbenstange d einen Stift e, welcher sich in den eine Raute bildenden Ausschnitten der Platte f führt. Fig. 7 stellt die Form dieser Ausschnitte F dar und läßt ersehen, daß der Stift bei feststehender Kolbenstange am Ende jedes Vor- und Rückganges diese Führungsplatte um ein bestimmtes Stück zur Seite schiebt. An der Platte f ist ein Arm befestigt, welcher mit der Hahnspindel fest verbunden, diese um ein entsprechendes Stück nach rechts oder links dreht und so das Oeffnen und Schließen der Schlitze im Küken veranlaßt.

Da der Bohrer an der Leitspindel befestigt ist, so stehen Vorschub und Umsetzen des Bohrmeisels in genauem Zusammenhange und hängen gleichzeitig von dem Eindringen des Bohrers in das Gestein ab. Dieser Zusammenhang wird auf folgende Weise hergestellt.

Gegenüber dem Stifte e sitzt auf dem Ende der Kolbenstange der Stift g, welcher die letztere an jeder Drehung verhindert, indem er in der achsilen Nuth h geführt wird. Ferner bildet den hinteren Abschluß der rückwärts von dem hinteren Cylinderdeckel gelegenen Kammer ein Ring i, welcher an der Führung h befestigt ist und gleichzeitig die Spindel des Steuerungshahnes stützt. In diesem Ringe führt sich ein Muff k der seine zweite Führung auf der Kolbenstange findet und in seiner oberen und unteren Wand eine Durchbrechung hat, deren Form in Fig. 8 dargestellt ist. In diesen Durchbrechungen gleiten die bereits erwähnten Stifte e und g auf der Kolbenstange. Die Abbiegung der Durchbrechung an ihrem vorderen Ende veranlaßt, weil die Kolbenstange sich nicht drehen kann, eine Drehung des Muffes, und zwar ist letztere um so größer, je weiter der Kolben im Cylinder vorwärts geht, je weiter also der Bohrer in das Gestein eindringt. Auf den Ring i ist ferner eine Büchse l aufgesetzt, welche zwei weitere ringförmige Stücke einschließt, deren eines m an dem Ringe i, das andere n an dem Muff k befestigt ist. Wenn nun beim Rückwärtsgange des Kolbens die Stifte e und g in den geraden Theil der Durchbrechungen k treten, so macht der Muff einen |303| entsprechenden Ausschlag, nimmt das Ringstück n mit und schiebt mittels der an ihm angebrachten Sperrklinke o die inwendig mit Sperrzähnen versehene Büchse l mit sich herum. Dieselbe steht mittels des Keiles p mit der Leitspindel b in Verbindung, indem letztere ihrer Länge nach eine Nuth enthält, in welche der Keil hineinfaßt. Die Spindel b dreht sich dabei und schiebt sich gleichzeitig in dem Kolben vorwärts. Beim Vorwärtsgange macht der Muff allerdings den entgegengesetzten Ausschlag; doch kann ihm dann die Büchse l nicht folgen, weil der auf dem Ringstück n angebrachte Sperrkegel q die Drehung verhindert.

Der Keil p kann leicht herausgezogen werden, wenn mittels einer auf dem hinteren Ende der Leitspindel angebrachten Kurbel der Bohrer von Hand zurückgenommen werden soll.

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