Titel: Neuerungen in der Tiefbohrtechnik.
Autor: Gad, E.
Fundstelle: 1892, Band 286 (S. 78–81)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj286/ar286022

Neuerungen in der Tiefbohrtechnik.

Von E. Gad in Darmstadt.

Mit Abbildungen.

Bei der wachsenden Bedeutung, welche die Elektricität als Betriebskraft für Gesteins- und Tiefbohrmaschinen gewinnt, wird die schematische Beschreibung der Art und Weise von Interesse sein, wie beispielsweise die Edison General Electric Co. bei ihrem Marvin drill (D. p. J. 1892 283 174) die Elektricität für die Stossbohrung verwendet (Fig. 1).

Textabbildung Bd. 286, S. 78
Auf einem entsprechenden Gestell ruht ein etwa 75 cm langes, 17,5 cm weites Kesselrohr. In der vorderen Hälfte dieser Hülse sind die beiden hohlen cylindrischen Drahtbündel a und b in der Form von Solenoiden angebracht, jedes etwa 20 cm lang, von 17 cm Stärke, so dass sie lose in die Hülse passen, und mit einer Höhlung von etwa 6,25 cm lichter Weite. Die Bohrspindel c bewegt sich frei innerhalb dieser Solenoide und wird ausserhalb derselben durch Führungen gehalten. Im hinteren Theil der Hülse befindet sich eine Spiralfeder. Das Mittelstück der |79| Bohrspindel bestellt in Länge von 35 cm aus Schmiedeeisen, womit das 33 cm lange Vorderstück aus Aluminiumbronze fest verbunden ist, welches links die Zwinge für den Bohrmeissel trägt, während das gleichfalls an das Mittelstück fest anschliessende und aus Aluminiumbronze gefertigte Hinterstück e auf etwa 22 cm seiner Länge vom Ende ab eine gewundene Reifelung hat. Am äussersten Ende stösst ein Stahlpuffer an die Spiralfeder. Die Reifelung dient, wie bei anderen Stossbohrern, zum Umsatz des Bohrmeissels beim Stoss.

Die Enden der Drahtbündel sind zu Contactstücken auf den oberen Theilen der Solenoide geführt, deren aus einander stehende Endflächen durch den Metallbügel f leitend verbunden sind. Drei Leitungen g, h und i führen vom Bohrapparate nach dem Generator 7c, der einfachster Art ist, und zwar Leitung g vom Solenoid a, Leitung h vom Bügel f und Leitung i vom Solenoid b aus. Die Drahtumwickelungen der Armatur l enden in den isolirten Kragen m und n auf der Welle o, von denen m ein ganzer, n ein halber Metallring ist. Die Bürste p stellt die Verbindung des Ringes m mit dem Bügel f und daher mit beiden Solenoiden zugleich her, während die Bürsten q und r bei Drehung des Halbringes n abwechselnd die Solenoide a und b mit der Leitung verbinden.

Wenn nun die Armatur l in einem besonders erregten magnetischen Felde Drehung erhält, so wird ein elektrischer Strom zum Halbringe n gehen; dort wird z.B. die Bürste q den Strom abnehmen und durch die Leitung i nach dem Solenoid b führen, von wo er durch den Bügel f und die Leitung h nach dem Ringe m und zur Armatur zurückkehrt. Durch diesen Strom wird der Solenoid b zum starken Magnete, der das eiserne Mittelstück c der Bohrspindel kräftig anzieht. Bei fortgesetzter Drehung der Welle o schliesst sich indessen die Leitung n-r-g-a-f-h-p-m-l und der Solenoid a wird zum Magnete, während der Solenoid b seine Kraft verliert. Es erhellt mithin, dass bei fortwährender Drehung der Welle o im magnetischen Felde wechselnd die Solenoide den Bohrmeissel hin und zurück bewegen, wobei die Spiralfeder in der Hülse die Stosskraft des Meissels verstärkt.

Textabbildung Bd. 286, S. 79
Mit grossem Erfolge sind 600 Umdrehungen, also auch Stösse, in der Minute angewandt, und man hat dabei mit 3 Löcher von 4 cm Weite in härtesten Granit 10 cm tief in der Minute gebohrt.

Für elektrischen Betrieb geeignet ist auch die neue Gesteinsbohrmaschine von Eimer A. Sperry in Chicago (Amerikanisches Patent Nr. 459596 vom 15. September 1891), Fig. 2.

Der Motor a dreht die Welle b mit dem Schneckenrade c, das durch die Spiralfeder d in normaler Stellung erhalten wird. Durch das Schneckenrad c erhält das Zahnrad e seine Drehung, wobei die Stifte f desselben abwechselnd die Bohrspindel g unter Anspannung der Spiralfeder h zurückziehen bezieh. wieder vorschnellen lassen.

Einen neuen elektrischen Tiefbohrapparat hat Wesley Webber in Pittsburg erfunden (Amerikanisches Patent Nr. 463880 vom 24. November 1891), Fig. 3a und 3b.

Textabbildung Bd. 286, S. 79
In der Hülse a bewegt der Motor b das Bohrgestänge mit dem Kegelrad c, von dem aus durch das in Fig. 3b dargestellte Vorgelege der Bohrmeissel d mit spannbaren Schneiden seine Drehung erhält. Die Spannung erhalten die Schneiden durch das Gewicht der Hülse unter Ausgleichung durch die Spiralfeder e. Die Pumpe f mit dem Saugventile g und einem zu Tage führenden Schlauchkabel wird gleichfalls durch den Motor b betrieben.

Von neuen Gesteinsbohrmaschinen für Dampf- bezieh. Druckluftbetrieb sind zu erwähnen solche von Charles Cummings in Oakland, Californien (Amerikanisches Patent Nr. 456942 vom 4. August 1891); George M. Githens in Brooklyn (Amerikanisches Patent Nr. 457348 vom 11. August 1891); R. Stephens und W. C. Stephens in Pool, Cornwall (Englisches Patent Nr. 2053 vom 7. Februar 1890).

Textabbildung Bd. 286, S. 79
Die letztere Maschine (Fig. 4) zeigt auf dem Gestelle a das Lager b, in welchem sich mittels der Schraube c der Cylinder d bewegen kann. Im Cylinder d arbeitet die Kolbenstange e mit dem Meissel am vorderen Ende und den beiden Kolben f und g. Die Kolbenstange erhält in gewöhnlicher Weise Drehung durch die gereifelte Stange h, die in den gereifelten Führungskragen des Lagers b passt und welche hinten die gezahnte Scheibe i trägt. In diese greift die zweite gezahnte Scheibe k, die an der Drehung durch die Ohren l verhindert und normal durch eine Feder an die Scheibe i angedrückt wird. Auf dem Lagerstücke b ist der Ventilkasten befestigt, in den durch eine hintere (in der Abbildung nicht sichtbare) Oeffnung der Dampf bezieh. die Druckluft führt. Der Ventilkasten besitzt zwei Einlassöffnungen o und p, die durch die Kanäle q und r nach den beiden Enden des Lagers führen, und zwei Auslassöffnungen s und t nach der Atmosphäre. Die auf der |80| Studel u von der Verstärkung v der Kolbenstange e bewegte Ventilklappe w ist mit entsprechenden Durchschnitten und Vertiefungen versehen, um die Betriebskraft den Druckflächen der Kolben zuzuführen, und zwar in paarweiser Anordnung, so dass dieselbe Platte mit den zweiten Vorrichtungen durch Umstellung noch zu brauchen ist, wenn die ersten ausgeleiert sind.

Auch die Gesteinsbohrmaschinen von A. W. und Z. W. Daw in Laurvig, Norwegen (Englisches Patent Nr. 11216 vom 18. Juli 1890 – eine Verbesserung gegen Patent Nr. 8873 desselben Jahres), und von J. W. Larmuth und R. B. Howarth in Pendleton, Lancashire (Englisches Patent Nr. 10050 vom 13. Juni 1891) zeigen zweckmässige Zuführungen von Dampf bezieh. Druckluft zu den Stosskolben. Besonders einfach ist die Führung der Kolbenstange mit hinterem Ansatz von vielseitigem Querschnitt, der sich in dem gleichgeformten Hülsentheile unter Haltung durch eine Klinke bewegt, bei dem Gesteinsbohrer von A. Ball in Claremont, N. H. (Amerikanisches Patent Nr. 475506 vom 11. August 1891), der von der bekannten Sullivan Machine Co. verwendet wird.

Textabbildung Bd. 286, S. 80
Einen einfachen und compendiösen, pneumatischen Gesteinsstossbohrer hat Daniel Drowbough in Eberly's Mill, Pa., in zwei Formen (Amerikanische Patente Nr. 464820 und Nr. 464821 vom 8. December 1891) für die Pneumatic and Electric Tool Co. in New Jersey hergestellt.

Die amerikanische Handgesteinbohrmaschine von E. Bromfield in Glenbrook, Connect. (Fig. 5) hat das D. R. P. Nr. 56312 vom 2. Juli 1890 erhalten. Beim Drehen der Schwungräder a heben die Kurbeln b den Hebel c gegen den Druck der Feder d in die Höhe, so dass auch die Bohrstange e mitgenommen wird. Verlässt die betreffende Kurbel b den Hebel c, so wirft die Feder d die Bohrstange e gegen das Gestein. Mittels des Hebels f und der Zahnstange g kann die Spannung der Feder d geregelt werden, h ist die Umsetz- und i die Vorschubvorrichtung.

Ein etwas complicirterer, aber kräftig wirkender Gesteinsstossbohrer mit Federwirkung ist von Henry S. Grace in San Francisco (Amerikanisches Patent Nr. 464340 vom 1. December 1891) construirt. Ein leichter Kohlenbohrer ist von W. Bullock in Centralia, Pa. (Amerikanisches Patent Nr. 462199) erfunden. Grössere Gesteinsbohrmaschinen mit Vorgelege sind ferner von Daniel Mit in Hei am, Pa. (Amerikanisches Patent Nr. 464612 vom 8. December 1891) und Walter Arnold in Sank Rapids, Minn. (Amerikanisches Patent Nr. 458612 vom 1. September 1891) zu verzeichnen. Eine Minirmaschine für Handbetrieb mit vier gleichzeitig wirkenden Drehbohrern haben Lewis W. Le Grand und Josef Klotz in West Pittston, Pa. (Amerikanisches Patent Nr. 464374 vom 1. December 1891) hergestellt. Schliesslich ist hier noch ein kräftiger Kreuzbohrmeissel mit auswechselbaren Stahlschneiden von Rufus A. Farrar in New-York (Amerikanisches Patent Nr. 455963 vom 14. Juli 1891) bemerkenswerth.

Von completten Tiefbohrmaschinen kommen zwei neue Brunnenbohrapparate in Betracht, von denen der eine von Charles E. Wyman in Martinsburg, Ind. (Amerikanisches Patent Nr. 457552 vom 11. August 1891) mit vollem Holzgestänge durch Anheben mittels einer Klemmvorrichtung stossend wirkt, der zweite von Alfred O. Hiscock in Wyoma (Amerikanisches Patent Nr. 462134 vom 27. October 1891) für stossend wirkendes Rohrgestänge am Seil eingerichtet ist.

Textabbildung Bd. 286, S. 80
Besonders beachtenswerth sind die neuen Vorschubeinrichtungen der Firma Milan C. Bullock in Chicago für ihre Diamantbohrmaschinen. Es sind im Allgemeinen drei verschiedene Systeme im Gebrauch, um den wechselnden Gestängedruck auf die Bohrsohle, je nach Tiefe der Bohrung und dem Wechsel der Gesteinshärte zu reguliren, und zwar erstens Ausgleich des Gestängegewichtes durch Gegengewichte, zweitens Anordnung von ein bis drei Paar Frictionsrädern, oder drittens die Verwendung von einem oder zwei Druckwassercylindern.

Der einfache Vorschubcylinder der American Well Works in Aurora ist D. p. J. 1889 271 298 beschrieben.

Die Firma Sullivan Diamond Prospecting Co. in Chicago verwendet für den grössten Theil ihrer Maschinen einen Vorschubcylinder a (Fig. 6), der in sich die Bohrspindel b aufnimmt. Die hohle Kolbenstange c mit dem Kolben d umgibt die Bohrspindel, deren Drehung, die sie durch das Kegelrad e von der Maschine her empfängt, vermöge des doppelten Rollkugellagers f in der Schutzhülse g eine ungemein leichte wird. Das Druckwasser findet Eintritt durch das -Stück h in die Röhren i und in den Cylinderraum sowie durch das -Stück k Auslass; die Ventile l, m, n und o dienen durch gegenseitiges Oeffnen und Schliessen mit der Hand zum Anheben und Senken des Kolbens d. An der Zwinge p wird das Bohrgestänge angeschlossen; durch einen Holländer am oberen Ende findet der Einlass des Spülwassers statt.

Die genannte Firma Bullock, die bisher meist Frictionsvorschub verwendete, hat nun neuerdings (Amerikanisches Patent Nr. 462393 vom 3. November 1891) auch eine Einrichtung für hydraulischen Vorschub (Fig. 7) getroffen, die allerdings etwas complicirt erscheint, dagegen wohl im Stande sein mag, den Vorschub sehr genau und glatt zu reguliren. Die Bohrspindel a wird mittels Getriebes durch die beiden Dampfcylinder b zwischen den beiden Druckcylindern c gedreht, indem die beiden in den Cylindern beweglichen Kolbenstangen d mittels des Querstückes e mit der Bohrspindel in Verbindung stehen. Ein besonderer Accumulator f mit dem Dampfcylinder g und dem Druckcylinder führt durch die Kolbenstange i mit den Kolben k und e1 und mittels der Schlauchverbindung m mit den Cylindern c die Vorschubregulirung aus.

Eine Verbesserung des Frictionsvorschubsystems Fig. 8 hat die Firma Bullock (Amerikanisches Patent Nr. 462428 vom 3. November 1891) gleichfalls eingeführt. Die zur |81| Aufnahme der Bohrspindel bestimmte Vorschubschraube a ist, unten von der Schraubenmutter b, oben am glatten Theil durch Splint und Nuthe verbunden, von der Vorschubhülse c umgeben. Die vom Maschinengetriebe gedrehte Vorschubhülse c trägt oben den Satz Frictionsscheiben d, welche mit dem Satz Frictionsscheiben e auf der Gegen welle f in einander greifen. Die Schraubenmutter b geht in das Zahnrad g über, das in das Zahnrad h der Welle i greift, welche letztere der Gegen welle f als Lager dient. Die Hebelvorrichtung k kann das Nähern und Abstellen der Gegenwelle in Bezug auf die Vorschubschraube bewirken. Das Rollkugellager l am unteren Theil der Vorschubschraube ist bestimmt, etwaige Rückstösse des Bohrgeräthes bei plötzlichem Wechsel zwischen weicherem und härterem Gestein in ihrer Wirkung auf die Maschine abzuschwächen. – Ausserdem sind von der genannten Firma noch verbesserte Einrichtungen für Spülung und Dichtung der Diamantbohrkrone, des Kernrohres und der Anschlüsse getroffen (Amerikanische Patente Nr. 462392 und Nr. 462400 vom 3. November 1891).

Textabbildung Bd. 286, S. 81
Textabbildung Bd. 286, S. 81
Auch eine andere amerikanische Tiefbohrfirma, C. Austin in Chicago, hat nach den Erfindungen von Arthur Cameron Verbesserungen sowohl für Drehbohrer, wie für Stossbohrer getroffen (Amerikanische Patente Nr. 460500 vom 29. September 1891 bezieh. Nr. 461903 und Nr. 461904 vom 27. October 1891).

Mehrere Erweiterungsbohrer sind ferner in Amerika neu construirt, und zwar von Benjamin B. Allen in Nashville, Tenn. (Amerikanisches Patent Nr. 456462 vom 21. Juli 1891), von Lewis B. Hart in Plaquemine, La. (Amerikanisches Patent Nr. 437713 vom 11. August 1891) und von Andrew J. Ross in Sioux Falls, S. D. (Amerikanisches Patent Nr. 459309 vom 8. September 1891).

Schliesslich ist von einzelnen amerikanischen Bohrgeräthen noch die neue Rutschschere von Clark F. Rigley in Coraopolis, Pa. (Amerikanisches Patent Nr. 466259 vom 29. December 1891) zu nennen, welche durch Einlage einer Springfeder eine bedeutende Elasticität erhalten hat.

(Fortsetzung folgt.)

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