XLVII. Ueber die von Trouillet erfundenen Cavatoren, neue Apparate zur Erweiterung der Bohrlöcher bei der Gesteinsarbeit; Bericht vom Oberbergingenieur Callon. Aus dem Bulletin de la Société d'Encouragement, August 1865, S. 453. Mit Abbildungen auf Tab. IV. Trouillet's Apparate zur Erweiterung der Bohrlöcher bei der Gesteinsarbeit. Trouillet, Unternehmer öffentlicher Arbeiten zu Dijon, hat der Société d'Encouragement mehrere von ihm erfundene Apparate zur Erweiterung des unteren Theiles von Bohrlöchern für die Schießarbeit vorgelegt, welche dazu dienen sollen, in den Bohrlöchern eine Art von Pulverkammern herzustellen, durch deren Explosion die Wirkung des Schusses verstärkt wird. Der Vortheil derartiger Pulverkammern ist im Principe leicht zu begreifen. Nehmen wir an, in einem gewöhnlichen Abbaustoße solle ein Loch abgebohrt werden. Bevor der Häuer seine Arbeit beginnt, bestimmt er zunächst mit vorzugsweiser Berücksichtigung der Richtung der Linie des kleinsten Widerstandes, den Ansatzpunkt des Bohrloches, dessen Durchmesser, namentlich aber die Richtung, in welcher dasselbe geführt, und die Tiefe, bis zu welcher es abgebohrt werden soll, so daß, nachdem es dem besonderen Falle entsprechend, zu einem Drittel, zur Hälfte oder zu zwei Dritteln mit Pulver besetzt worden, letzteres durch seine Entzündung die größtmögliche Wirkung ausübt. Zur Erreichung dieses Zweckes muß die Gesammtfläche, auf die das Pulver wirkt, auf eine zur Linie des geringsten Widerstandes perpendiculäre Ebene projicirt, eine bestimmte Ausdehnung haben; denn diese Projection dient einigermaßen als Maaßstab für die Intensität der in der Richtung dieser Linie des kleinsten Widerstandes ausgeübten Kraft. Bei dieser bergmännischen Operation läßt sich der Aufwand an Handarbeit oder Menschenkraft als proportional dem Volum des Bohrloches betrachten; denn in der That muß die ganze, dieses Volum ausfüllende Gesteinsmenge durch den Stoß des vom Häuer geführten Gezähes in mehr oder weniger feinen Staub verwandelt werden. Wenn man nun durch irgend einen Kunstgriff den Durchmesser des mit dem Pulverbesatze nicht ausgefüllten Theiles vom Bohrloche geringer nehmen, oder, was gleichbedeutend ist, den Durchmesser des mit Pulver besetzten Theiles vergrößern kann, so hat man damit ein Loch abgebohrt, welches beim Wegthun des in ihm enthaltenen Schusses denselben Effect zu erzeugen vermag, als wenn es in seiner ganzen Tiefe mit demselben Durchmesser, den es in seinem unteren Theile hat, abgebohrt worden wäre. Durch ein solches Verfahren würde allerdings nicht an Pulver, sondern nur an Arbeit, an Menschenkraft gespart werden; bei genauerer Untersuchung der Sache würde sich jedoch ergeben, daß dieses Verfahren auch eine gewisse Pulverersparniß ermöglicht, indem einerseits der Schuß im Augenblicke des Wegthuns dem Versagen weniger ausgesetzt, andererseits auch die von der Raumnadel gebildete Spur, durch welche ein Theil der durch die Verbrennung des Pulvers entwickelten Gase entweicht, von desto geringerer Bedeutung als bei gewöhnlichen Bohrlöchern ist, je größer die angewendete Pulvermenge ist. Dieser flüchtigen theoretischen Darlegung wird jeder Sachverständige sicherlich beipflichten. Schon vor längerer Zeit hat Hr. Courbebaisse, ein ausgezeichneter Ingenieur des Brücken- und Straßenbau-Corps, zur Darstellung derartiger Pulverkammern ein Mittel empfohlen und selbst angewendet, welches ihm gute Resultate gegeben, freilich nur in Kalkgesteinen und zwar in recht dichten und kluftfreien Kalkgesteinen. Dieses Mittel besteht im Eingießen von Salzsäure in das auf die gewöhnliche Weise abgebohrte Loch.Auch in Deutschland sind mehrfache Versuche zum Abbohren von solchen sicherlich höchst zweckmäßigen Löchern gemacht worden, welche unten weiter als oben sind.H. Dieses Verfahren von Courbebaisse wird in manchen Gegenden fast täglich angewendet; so namentlich im Isère-Departement beim Steinbruchsbetriebe auf Bausteine. Auch für den Abbau dichter und massiger, als Gesteine auftretender Eisenerze ist das Mittel empfohlen, indessen, soviel mir bekannt, bis jetzt noch nicht praktisch angewendet worden. Uebrigens würde es auf Kiesel- und Feldspathgesteinen – z.B. Quarzsandsteinen, Granit, Gneis, Glimmerschiefer, den verschiedenen Eruptivgesteinen etc. – gar nicht angewendet werden können. Trouillet's System hingegen ist bezüglich seiner Anwendbarkeit von der chemischen Beschaffenheit des Gesteins ganz unabhängig. Es besteht im Wesentlichen in der Anwendung von Cavatoren oder Erweiterungsapparaten, welche den beim Erdbohren angewendeten analog sind, und von denen der eine durch Percussion oder Stoß, der andere dagegen durch Rotation oder Drehung wirkt, und zwar im letzteren Falle entweder mittelst stählerner Spitzen oder Meißel, oder mittelst eines Kranzes oder vielmehr Kranztheiles, welcher mit schwarzen Diamanten auf gleiche Weise wie bei dem von Pihet d. Jüng. angefertigten Leschot'schen BohrapparateLeschot's Bohrapparat ist im polytechn. Journal Bd. CLXXIII S. 248 beschrieben. armirt ist. Doch ist diese letztere Einrichtung in Trouillet's Systeme bis jetzt noch nicht über das Stadium des Probirens und der Versuche hinausgekommen. Die Bohrgezähe Trouillet's sind sehr zweckentsprechend construirt und in ihren Einzelheiten wohl durchdacht. Derjenige von den Trouillet'schen Apparaten namentlich, welcher durch Stoß wirkt und daher der Abnutzung und dem Verderben durch den Gebrauch am meisten ausgesetzt zu seyn scheint, ist so eingerichtet, daß der Rückwirkung, welcher er im Augenblicke des gleichzeitigen Schlages der beiden Meißel gegen das Gestein ausgesetzt ist, die möglich größte Metallfläche entgegengesetzt wird. Die Schneide des einen dieser Meißel ist horizontal, die andere vertical. Auf diese Weise wird während des von einer sehr langsamen helicoidalen Bewegung des ganzen Systems begleiteten Schlagens jeder Punkt der Bohrlochswandung nach und nach in zwei zu einander rechtwinklichen Richtungen angegriffen, wodurch nothwendigerweise das Aufreißen der Wandflächen erleichtert und das Erweitern oder Nachbohren des Loches beschleunigt werden muß. Wir müssen hier bemerken, daß die Trouillet'schen Apparate mit ihren jetzigen Dimensionen bei gewöhnlichen, mit Bohrern von 35 bis höchstens 45 Millimeter Meißelbreite abgebohrten Löchern nicht angewendet werden können. Sie müßten demnach, wenigstens für jetzt, für größere, mehrmännische Bohrlöcher, wie sie bei Tagebauen abgebohrt werden, reservirt bleiben. Davon abgesehen, und mit den nöthigen Vorbehalten bezüglich der Nachtheile des Abbohrens zu großer Bohrlöcher für manche Fälle, sowie bezüglich der Anwendbarkeit des rotirend wirkenden Gezähes bei sehr harten Gesteinen, spricht der Prüfungs-Ausschuß seine Ansicht dahin aus, daß die Trouillet'schen Apparate beim Abbohren von Bohrlöchern bestimmter Dimensionen eine gewisse Ersparniß von Arbeit ermöglichen und daß sie daher in den Händen intelligenter Bohrhäuer recht nützliche Dienste leisten können. Erklärung der Abbildungen. I. Das rotirend oder durch Drehung wirkende System. Figur 1 ist die Totalansicht des Apparates und seiner Aufstellung. Fig. 2 ist der Verticaldurchschnitt des unteren Theiles des Rohres, welcher die die Meißel oder Erweiterungsgezähe (Nachbohrer) tragende Stange einschließt. Fig. 3 ist die Seitenansicht des unteren Theiles der Bohrstange, nach einer zur Ebene der Fig. 2 rechtwinkligen Verticalebene. Fig. 4 ist der verticale Durchschnitt des unteren Theiles des Rohres, der die Stelle zeigt, welche die Erweiterungsgezähe oder Nachbohrer einnehmen, ohne die Stange, an der sie sitzen. Fig. 5 und 6 sind Horizontaldurchschnitte nach den Linien 1–2 und 3–4 der Fig. 2. Fig. 7 ist ein Horizontaldurchschnitt nach der Linie 5–6 der Fig. 4. Fig. 8 ist ein Horizontaldurchschnitt nach der Linie 7–8 der Fig. 3. A, der aus zwei, durch Schraubenbolzen mit einander verbundenen Theilen bestehende Support des Apparates Fig. 1. B, vier eiserne, mit dem Support A verbundene Füße, mit denen der Apparat auf dem Boden ruht. C, Rohr des Apparates, welches die die Erweiterungsgezähe tragende Stange einschließt und durch den, von den beiden Theilen des Supportes A gebildeten Muff frei hindurchgeht. Im unteren Theile dieses Rohres sind zwei Spalten oder Schlitze einander diametral gegenüber angebracht, durch welche die Nachbohrer oder Erweiterungsgezähe hindurchgehen. D, umgekehrter Kegel, welcher in der Mündung des Bohrloches steckt und das Rohr C umgibt, welches er gegen Oscillirungen schützt (also gewissermaßen eine Art Bohrtäucher). E, E', E'', am Rohre C befestigte Bundringe oder Preßschrauben. F, ein das Rohr C frei umgebender Muff, der die Fortsetzung des Muffes des Supportes A bildet, auf welchem er aufliegt und sich unabhängig vom letzteren drehen läßt, in welchem Falle er mittelst einer Klampe in den am Rohre C festsitzenden Bundring E greift und seine horizontale Drehung dem ersteren mittheilt. G, ein auf dem Muffe F festgekeiltes Winkelrad, welches zur Transmission der rotirenden Bewegung dient. H, H', Kurbeln, durch welche das Rad G mittelst zweier verticalstehender Triebe bewegt wird. I, Stange, an welcher die Erweiterungsgezähe oder Nachbohrer befestigt sind; sie tritt frei in das Rohr C hinab. Diese Stange läßt sich in verticaler Richtung unabhängig vom Rohre bewegen, muß aber der Drehung desselben folgen, und an derselben Theil nehmen. Der obere Theil der Stange ist cylindrisch und endigt in ein Schraubengewinde; ihr unterer Theil dagegen ist flach (Fig. 2, 3, 5 und 6) und mit zwei einander diametral gegenüber stehenden Einschnitten oder Nuthen versehen, welche eine geneigte Lage haben. J, J, Meißel oder Erweiterungsgezähe (Nachbohrer), mit Nuthen, welche denen der Bohrstange I entsprechen und in dieselben, bevor die letztere in das Rohr hineingelassen wird, eingeschoben werden (Figur 1, 2, 3 und 5). Sobald die Bohrstange in den unteren Theil des Rohres gelangt, fangen die Meißel an, aus den Schlitzen des letzteren hervorzutreten, und da die Einschnitte der Stange eine geneigte Lage haben, so werden die Meißel um so weiter hinaustreten, je weiter die Stange hinabsinkt. Durch dieses allmähliche Vortreten nun, durch welches das Rohr eine drehende Bewegung erhält, wird das Bohrloch erweitert, d.h. es wird in demselben allmählich eine cylindrische Kammer ausgehöhlt. Die Meißel bestehen für die gewöhnlichen Fälle aus gehärtetem Stahl, bei der Bohrarbeit auf sehr festem Gesteine dagegen aus mit schwarzen Diamanten garnirtem Eisen. K, feststehende Schraubenmutter, durch welche die Stange I hindurchgeht und durch deren Drehung letztere auf und ab bewegt wird. L, ein auf der Mutter K festgekeiltes Handrad, durch welches der ersteren eine drehende Bewegung mitgetheilt wird. M, Bohrloch (Fig. 1); M', die durch die Nachbohrer bewirkte Erweiterung desselben. Anwendungsweise des Apparates. – Nachdem das Rohr in das abgebohrte Loch bis zur erforderlichen Tiefe hinabgelassen und dann gehörig festgestellt ist, dreht ein Bergarbeiter das Handrad L, wodurch die innere Stange nach abwärts bewegt wird, und die Meißel gegen das Gestein gepreßt werden; dann setzen zwei andere Arbeiter durch Drehen der Kurbeln H, H' das Rohr und mit demselben die Nachbohrer in drehende Bewegung. Bei jeder Umdrehung des Rohres läßt der das Handrad regierende Arbeiter die Stange von Neuem und allmählich hinabgleiten, bis sie an den Stoß des Bohrloches gelangt ist. Da in dem Augenblicke, wo letzteres der Fall, die Gezähe die ganze Leistung, welche sie bei dieser Stellung des Rohres vollbringen konnten, erfüllt haben, so wird nun die Stange gehoben, damit die Meißel wieder zurücktreten; das Rohr wird dann ebenfalls und zwar um die Höhe der Schneide dieser Meißel gehoben, und hierauf wieder festgestellt, worauf die Arbeit von Neuem beginnt, ganz wie vorher, und so wird fortgefahren, bis das Bohrloch auf die erforderliche Höhe, beziehungsweise Tiefe, erweitert worden ist. Diese Erweiterung oder dieses Nachbohren muß wegen des Bohrschwandes aufsteigend, d.h. von unten nach oben, geschehen. Wie aus den Figuren 5, 6 und 7 hervorgeht, ist das Rohr innen nach seinem unteren Ende zu nicht mehr vollkommen cylindrisch, sondern durch zwei Kreissegmente mit parallelen Sehnen verstärkt, welche letztere dazu dienen, die Meißel in möglichst steifer, unverrückbarer Stellung zu erhalten, ohne jedoch zu verhindern, daß sie beim Heben und Senken der sie tragenden Stange in verticaler Richtung auf- und abgleiten. II. Das stoßend wirkende System. Fig. 9 Totalansicht des Apparates und seiner Aufstellung. Fig. 10 Verticaldurchschnitt des oberen Theiles vom Apparate, ohne die die Erweiterungsgezähe tragende Stange, in größerem Maaßstabe als Fig. 9. Fig. 11 Horizontaldurchschnitt nach der Linie 9–10 der Fig. 10. Fig. 12 theilweise Seitenansicht vom unteren Theile des Apparates. Fig. 13 Verticaldurchschnitt dieses unteren Theiles nach einer zu Fig. 12 rechtwinkligen Ebene. Fig. 14 Horizontaldurchschnitt nach der Linie 11–12 der Fig. 12. Fig. 15 Horizontaldurchschnitt nach der Linie 13–14 der Fig. 13. Fig. 16 Horizontaldurchschnitt nach der Linie 15–16 der Fig. 10. Fig. 17 und 18 Seitenansicht des unteren Theiles der Stange ohne die von ihr getragenen Nachbohrgezähe, nach zwei zu einander rechtwinkligen Ebenen. Fig. 19 Verticaldurchschnitt dieses unteren Theiles. N, Rohr, worin sich die die Nachbohr- oder Erweiterungsgezähe tragende Stange bewegt; es nimmt diese Stange bei seiner Drehung mit (Figur 9, 10 und 11). Am unteren Theile (Fig. 13) hat dasselbe zwei diametral gegenüber liegende Schlitze, durch welche die Nachbohrgezähe hervortreten. O, hohle, aus Bronze bestehende Schraube, welche ein Stück des oberen Theiles vom Rohre N umgibt und an der Drehung des letzteren Theil nimmt, es dabei aber in verticaler Richtung aufwärts bewegt. P, gußeiserne Schraubenmutter, welche äußerlich die Gestalt eines abgestumpften Kegels hat und zum Aufwärts- oder Abwärtsbewegen der Schraube O, folglich auch des Rohres N dient. Diese Mutter wird mittelst einer in's Gestein versenkten Verankerung auf der Sohle unverrückbar befestigt. Q, ein am Rohre N gegen den Kopf der Schraube O befestigter Bundring; derselbe besteht aus zwei durch Schraubenbolzen mit einander verbundenen Backen und ist mit vier, in gemeinschaftlicher Horizontalebene liegenden Handgriffen versehen, mittelst deren der ganze Apparat gedreht und das Rohr N in jeder beliebigen Höhe festgestellt wird. R, Stange, welche die Stoßmeißel trägt und in ihrem unteren Theile aus Stahl besteht; sie übt ihre Wirkung im Rohre N frei aus, muß aber an der Drehung des letzteren Theil nehmen. S, S, scherenförmig verbundene Stahlmeißel oder Nachbohrgezähe (Figur 9, 12 und 14); dieselben sind am unteren Ende der Stange an einer Achse so befestigt, daß sie aus der verticalen Stellung aufwärts steigen und einen Viertelkreisbogen beschreiben können, sobald sie, durch die Bohrstange geführt, beim Abfallen auf zwei Stahlklötzchen stoßen. T, T (Fig. 13), stählerne Klötzchen mit convexer Oberfläche, welche am unteren Ende des Rohres angebracht sind. Sie dienen dazu, die Schere S, S zu öffnen und sind über einem, das untere Ende des Rohres N verschließenden Eisenstücke festgenietet, so daß sie sich bei zu starker Abnutzung leicht auswechseln lassen. U, U (Figur 13 und 14) sind Schlitze im unteren Theile des Rohres N den Stahlklötzchen T, T gegenüber angebracht, welche beim Schlagen der Stange dazu dienen, die Meißel aus dem Rohre hervortreten zu lassen. Anwendungsweise des Apparates. – Zwei Arbeiter bewegen die Stange in verticaler Richtung auf und ab, wie einen gewöhnlichen, stoßend geführten mehrmännischen Bohrer, und bringen auf diese Weise den Stoß der Meißel gegen die Wände des zu erweiternden Bohrloches hervor. Gleichzeitig setzt ein dritter Arbeiter den Apparat mittelst der Handgriffe des Bundringes Q in Drehung, und zwingt dadurch die Gezähe nach und nach auf alle Punkte des Loches zu wirken, so daß die Wandung derselben in einer Reihe von helicoidalen Linien in Angriff genommen wird. Sobald die Schraube O am Ende ihres Laufes angekommen ist, wird in entgegengesetzter Richtung von Neuem begonnen und in dieser Weise wird die Arbeit fortgesetzt, bis die Meißel das Maximum ihrer Entfernung von einander erreicht haben, was sich daran erkennen läßt, daß der Bundring V an der Stange R das obere Ende des Rohres N berührt. Zur Erleichterung der Arbeit hat Trouillet vier Meißelsätze von zunehmenden Dimensionen construirt; der kleinste derselben dient, im Gegensatze zu den bei gewöhnlichen Bohrlöchern angewendeten Bohrersätzen, als Anfangsgeböhre, die ferneren dienen als Mittelbohrer, der größte zum Abbohren. Die Abbildungen zeigen nur eine einzige dieser Dimensionen. Zur Erlangung günstiger Resultate muß der beim Drehen der Schraube angeführte Bergarbeiter sehr sorgfältig und aufmerksam zu Werke gehen, und immer aufmerksamer werden, je weiter die Erweiterung des Bohrloches fortschreitet, damit die Meißelschneiden die Wandungen des Bohrloches möglichst regelmäßig angreifen. Nach des Erfinders eigener Angabe hat die praktische Erfahrung gelehrt, daß beim Beginne des Bohrloches mit den kleinen Anfangbohrern die Bohrstange während einer Umdrehung der Bohrschraube zwanzig Schläge thun muß, während bei der Anwendung der größten Abbohrer oder Fertigbohrer innerhalb desselben Zeitraumes ungefähr siebzig Schläge erfolgen müssen. So wenig mit diesem, als mit dem vorigen Apparate darf man trocken bohren; man muß durchaus Wasser anwenden, damit die Gezähe nicht zu heiß werden und ihre Härte zu leicht verlieren. Das Herausschaffen des Bohrmehls oder das Ausschwanden des Bohrloches. Fig. 20 ist ein theilweiser Aufriß eines zum Ausschwanden des Bohrloches dienenden Krätzers. Fig. 21 ist ein theilweiser Verticalschnitt desselben, nach einer zu Fig. 20 rechtwinklichen Ebene. Fig. 22 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie 17–18 der Fig. 20. Fig. 23 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie 19–20 der Fig. 21. Wie die Abbildungen zeigen, ist dieser Krätzer oder Schwandlöffel lediglich eine archimedische Schraube im Kleinen. Beim Gebrauche wird sie bloß auf dem Boden des Loches umgedreht, dann herausgezogen und außerhalb des Bohrloches durch Abnehmen des nur von einer Feder festgehaltenen cylindrischen Theiles W entleert.