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wenn er nicht, wie gewöhnlich der Fall, von selbst abbricht, in ½-1 m langen Stücken abgerissen und gibt, zu Tage gefördert, viel zuverlässigern Aufschluß über die Art und die Lagerungsverhältnisse des Gesteins in jeder Tiefe als bei dem gewöhnlichen stoßenden Bohren der Bohrschmant, einer der wesentlichen Vorzüge des Diamantbohrens, gegenüber dem stoßenden Bohren. Das Abreißen der Kerne geschieht häufig mittels der Bohrkrone selbst, indem der bei der Einstellung der Bohrarbeit zu Boden sinkende Bohrschmant sich zwischen Bohrkrone und Kern derart festlagert, daß beim Aufziehen des Bohrers der Kern mitgerissen wird. Der Bohrschlamm wird beim Diamantbohren stets durch einen Wasserstrom (Spülstrom) zu Tage gefördert, welcher durch das röhrenförmige Gestänge eintritt und in dem Ringraum zwischen Gestänge und Bohrlochrand mit dem Schmant wieder aufsteigt. Das Diamantbohren ist dann am Platz, wenn es darauf ankommt, in sehr festem Gestein möglichst schnell vorzugehen; jedoch ist es sehr kostspielig.
Das stoßende Bohren wird nur für festes Gestein verwendet und besteht darin, daß man einen schweren meißelförmigen Körper in fortwährender Wiederholung zu Boden fallen läßt, indem man ihn zugleich zwischen je zwei Schlägen um einen kleinen Winkel [* 2] dreht. Bei jedem Schlag dringt der Meißel [* 3] wie ein Keil ein und bewirkt das Absplittern eines kleinen doppeltsektorförmigen Streifens von der Bohrlochsohle. Das gleichmäßige Drehen zwischen den Schlägen (das sogen. Umsetzen) ist von Wichtigkeit, weil sich ohne dieses der Bohrer, [* 4] wenn er öfters in denselben Spalt hineinschlägt, leicht festklemmt.
Unter den Bohrwerkzeugen für stoßendes Bohren ist das wichtigste 1) der Bohrmeißel oder Meißelbohrer [* 1] (Fig. 2), der in seiner gewöhnlichen einfachen Form aus dem Spaten a mit der Schneide, dem Schaft b und dem Hals c mit einer Schraube zum Anfügen an das Bohrgestänge besteht. Die Spatenbreite richtet sich nach dem Durchmesser des Bohrloches, die Schneide wird am besten (wie in der [* 1] Figur) geradlinig gemacht, ihr Zuschärfungswinkel variiert zwischen 40° für mürbes und 70° für sehr festes Gestein.
Früher fertigte man die Meißel aus Schmiedeeisen mit verstählter Schärfe, jetzt macht man sie meist ganz aus Gußstahl. Sehr vielfach gibt man dem Meißel an beiden Enden der Schneide kurze Ansätze von Querschneiden, um das beim einfachen Meißel leicht eintretende Unrundwerden des Bohrloches möglichst zu verhüten, und nennt ihn dann Meißel mit Ohrenschneiden oder Laschenbohrer. Als Erweiterungen des Meißelbohrers sind die Schachtbohrer zu betrachten, mittels welcher man mehrere Meter im Durchmesser haltende Schächte stoßend abbohrt [* 1] (Fig. 3). Es sind das starke, rahmenartige Gestelle aus Stahlschienen, die unten mit einer ganzen Reihe von Meißeln besetzt sind.
2) Der Kreuzmeißel oder Kreuzbohrer, ein durch zwei sich rechtwinkelig kreuzende Schneiden gebildeter Meißel, ist für das Bohren in stark geneigten und verschieden festen Schichten zu empfehlen.
3) Hat das Bohrloch einmal seine runde Gestalt verloren, so muß mit dem Glockenbohrer (Bohrbüchse), einem an seiner Unterkante angeschärften Stahlcylinder, nachgebohrt (nachgebüchst) werden.
4) Der Bohrlöffel (s. oben 4) muß den Bohrschmant von Zeit zu Zeit (bei Gestein von mittlerer Festigkeit [* 5] etwa alle 2-3 Stunden) herausbringen, weil einmal bei zu großer Schlammansammlung die Wirkung des Bohrers beeinträchtigt würde und zweitens der Schlamm hier das einzige Mittel zur Erkennung der erbohrten Gesteinsschichten ist. Übrigens wird auch beim stoßenden Bohren häufig statt des Bohrlöffels ein Wasserstrom angewendet.
5) Um auch beim stoßenden Bohren die Beschaffenheit des Gesteins genauer ermitteln zu können, bohrt man zuweilen Steinkerne heraus mittels der Kindschen Bohrbüchsen (gußeiserne, an ihrer Stirnfläche mit vier radialen Meißelschneiden versehene Büchsen).
Die Gestänge und Seile. Handelt es sich um Bohrungen von nur wenigen Metern Tiefe in milden Massen, z. B. bei agronomischen Aufnahmen, bei Untersuchungen von Baugrund, zur Herstellung von Löchern für Zaunpfähle etc., so wendet man Handbohrer, möglichst leichte, daher dünne, häufig aus einer einzigen Stange bestehende Erdbohrer [* 6] an, deren unteres Ende, zu einem Löffel oder einer Schraube geformt, das Bohrwerkzeug darstellt, deren oberes Ende einen Griff zum Drehen, auch wohl darüber eine knopfartige Verstärkung [* 7] (Amboß) zum Einschlagen mittels eines Hammers trägt.
Das Zwischenstück bildet hier das Gestänge. Diese aus Einem Stück bestehenden Handbohrer, deren man mehrere von verschiedener Länge nacheinander eintreibt, sind für häufigen Gebrauch vorteilhafter als die aus Bohrwerkzeug, Kopfstück und mehreren Gestängestücken mittels Schrauben [* 8] oder Bajonettverschlüssen zusammengesetzten, weil bei dem dünnen Gestänge die Verbindungsteile sehr schwach werden müssen und daher fortwährend zu Reparaturen Veranlassung geben.
Für größere Tiefen bedarf man notwendig besonderer zusammensetzbarer
Gestänge oder aufwickelbarer
Seile, die an
einem besondern
Gerüst (Bohrgerüst) oder Gebäude (Bohrturm) angebracht sind. a) Die
Gestänge bestehen aus
Holz,
[* 9] massivem
Eisen
[* 10] oder eisernen
Röhren
[* 11] und zwar aus einzelnen
Stücken von 4-12 m
Länge (je nach der
Höhe des Bohrgerüstes oder
-Turms),
welche durch die Stange
nschlösser miteinander so verbunden werden, daß die
Verbindung möglichst schnell
gelöst und wiederhergestellt werden kann, eine
Arbeit, die jedesmal zu verrichten ist, wenn der
Bohrer stumpf geworden ist
oder der Bohrschmant mit dem Bohrlöffel entfernt werden soll,
da man das
Gestänge wegen seiner
Länge nicht in Einem
Stück
herausziehen kann. Die röhrenförmigen Gestängestücke sind einfach durch Schraubenmuttern miteinander verbunden. Die
vorzugsweise verwendeten eisernen (fast immer vierkantigen)
Stangen sind behufs
Verbindung mit
Gabel- oder Schraubenschlössern
versehen, d. h. verbolzten Blattzapfen- oder
Schrauben-
[* 1] ^[Abb.: Fig. 2. Bohrmeißel.]
[* 1] ^[Abb.: Fig. 3. Schachtbohrer.] ¶
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verbindungen, unter denen sich ein Bund zum Abfangen der Stangen während des An- und Abschraubens befindet. An den Holzstangen
(wegen des geraden Wuchses meist aus Fichten- oder Lärchenholz bestehend) sind beiderseits Eisenbeschläge angebracht, mittels
welcher die Stange
nverbindung in derselben Weise hergestellt wird wie bei den Eisengestängen.
1) Für drehendes Bohren bedarf man verhältnismäßig starker, speziell für das Diamantbohren röhrenförmiger Gestänge, um die schon erwähnte Wasserspülung zur Schlammentfernung zu ermöglichen.
2) Beim stoßenden Bohren unterscheidet man das Bohren mit steifem Gestänge (englisches Bohrverfahren), bei welchem der Bohrer einfach am untersten Gestängestück befestigt ist, vom Bohren mit Zwischenstücken (neueres Gestängebohren), bei welchem der Bohrer an einem besondern beweglichen Stück befestigt ist. Das steife Gestänge ist zweckmäßig nur bis 100 m Tiefe zu gebrauchen, weil bei größern Tiefen infolge des großen Gestängegewichts beim Auffallen des Bohrers heftige, mir häufigen Gestängebrüchen verbundene Stöße entstehen. Hölzerne Gestänge sind hierbei wegen ihrer ungenügenden Stabilität überhaupt nicht anwendbar.
Beim neuern Gestängebohren ist das Gestänge gegliedert in das Obergestänge (den ganzen bis beinahe zum Bohrer reichenden Teil des Gestänges), die Zwischenstücke und das Untergestänge (Bär, Bohrklotz, Schlaggewicht). Letzteres ist ein schweres Gestängestück, welches, unmittelbar über dem Bohrer angebracht, den Zweck hat, dem Bohrer, der jetzt in gewisser Begehung vom Gestänge unabhängig ist, die zu einem kräftigen Stoß erforderliche Belastung und zugleich mittels einer am obern Ende angebrachten sogen. Lehre [* 13] die nötige Führung im Bohrloch zu geben.
Die Zwischenstücke haben den Zweck, den Stoß, der beim Auffallen des Bohrers entsteht, zur Verhütung von Brüchen des Obergestänges möglichst auf Bohrer und Untergestänge zu beschränken. Eine wichtige Erfindung in dieser Hinsicht war die Rutsch- oder Wechselschere (von Oynhausen ^[richtig: Öynhausen], modifiziert von Kind), bei welcher sich das Untergestänge mittels einer Führung frei in das Obergestänge hineinschieben kann. Beim Anheben des Gestänges wird das Untergestänge, in der Schere [* 14] hängend, mit hochgenommen.
Beim Niedergehen des Gestänges stößt nur der Bohrer mit dem Untergestänge auf, das Obergestänge rutscht mittels der Schere noch ein Stück frei weiter, bis es ohne Stoß zum Stillstand kommt, um beim nächsten Aufgang das Untergestänge wieder mit anzuheben. Die Rutschschere wird jetzt meist nur beim Löffeln verwendet (Löffelschere), während beim Bohren die noch bei weitem vorteilhaftere von Kind erfundenen Freifallapparate (Freifallinstrumente) gebraucht werden.
Diese bestehen im Prinzip aus einer Sperrvorrichtung, welche das Untergestänge beim Aufgang des Obergestänges mitnimmt, jedoch in dem Moment der Bewegungsumkehrung ausgelöst wird und das Untergestänge frei fallen läßt (wovon letzteres hier Abfall- oder Freifallstück heißt); das Obergestänge folgt langsamer nach, bis es in seiner tiefsten Stellung wieder das Abfallstück mittels der Sperrvorrichtung erfaßt hat. Das Fallenlassen oder Abwerfen des Freifallstückes geschieht nach zwei verschiedenen Methoden, entweder selbstthätig durch den Widerstand des im Bohrloch stehenden Wassers oder von der Hand [* 15] eines Arbeiters (des sogen. Krückelführers) durch ruckweises Drehen des Obergestänges.
Nach dem erstern Prinzip wirkt das Kindsche Freifallinstrument [* 12] (Fig. 4). Beim Senken des Obergestänges gleiten die hakenförmigen Enden der Zange [* 16] bb über das Köpfchen d des Abfallstückes a fort, um es im ersten Moment des Aufganges zu umfassen, indem der dabei durch den Widerstand des im Bohrloch stehenden Wassers abwärts gedrückte Kolben c mittels der Stange e die Zange zum Schluß bringt. Während des ganzen Aufganges bleibt die Zange geschlossen, nimmt also das Abfallstück mit aufwärts.
Sobald aber das Gestänge seinen Niedergang beginnt, drückt das Wasser von unten gegen c und öffnet dadurch die Zange bb, so daß a frei fallen kann. Der neuere, zuverlässiger wirkende Zobelsche Apparat hat statt des Zangenapparats einen sogen. Flügelkeil mit Schieberstück. Der Fabiansche Freifallapparat kommt durch Drehung des Gestänges zur Wirkung, indem dabei ein am Abfallstück angebrachtes System von Vorsprüngen von seinem Sitz abgleitet. b) Statt der Gestänge verwendet man beim stoßenden Bohren auch Seile (Hanf- oder Drahtseile), eine den Chinesen schon seit den ältesten Zeiten bekannte Bohrmethode (chinesisches Seilbohren).
Das Umsetzen des Bohrers erfolgt hier zwar selbstthätig infolge der jedesmal beim Anheben des Bohrers entstehenden Aufdrehung des Seils, jedoch sehr unzuverlässig, weshalb das Bohrloch sehr oft unrund wird und nachgebüchst werden muß. Das amerikanische Seilbohren unterscheidet sich vom chinesischen durch Anwendung eines sehr schweren Untergestänges mit Rutschschere und durch einen bedeutend größern Hub des Bohrers. Übrigens werden auch beim Seilbohren Freifallapparate verwendet, auf die hier nicht weiter eingegangen werden kann. Außer der unzuverlässigen Umsetzung sind beim Seilbohren an Nachteilen im Vergleich zum Gestängebohren noch der unsichere Hub und der geringe Bohreffekt zu nennen; dagegen sind als Vorteile besonders die Schnelligkeit, mit welcher der Meißel aufgeholt und eingehängt werden kann, und das geringe Gewicht des Seils anzusehen.
Kopfstücke mit Bewegungsvorrichtung. Beim drehenden Bohren bedient man sich eines Kopfstückes mit Querstange
, an
welcher die Arbeiter angreifen. Speziell beim Diamantbohren besteht das Kopfstück aus einer das oberste Gestängestück umfassenden
Röhre, welche durch konische Räder in Umdrehung versetzt wird. Beim stoßenden Bohren geschieht die Bewegung durch die sogen.
Schlagvorrichtung, einem starken hölzernen, zweiarmigen Hebel
[* 17] (Bohrschwengel), dessen eines Ende von Arbeitern oder einer
Dampfmaschine
[* 18] bewegt wird, während am andern Ende das Bohrgestänge mittels des Kopfstückes hängt.
[* 12]
Fig. 5 zeigt
das Ende eines Bohrschwengels mit dem Kopfstück, das letztere besteht aus der Stellschraube a, deren Mutter den obern Teil
der Schere b bildet, und welche dazu dient, das Gestänge allmählich etwas zu senken, und aus dem Wirbel
c unter welchem der Krückel d (zum Umsetzen des Bohrers) und die zum Aufschrauben auf das Obergestänge