LXI. Erdbohr-Apparat mit Führungsstück; von John Thomson, zu Kensington bei Philadelphia. Aus dem Civil Engineer and Architect's Journal, März 1853, S. 88. Mit einer Abbildung auf Tab. IV. Thomson's Erdbohr-Apparat. Bericht einer Commission des Franklin-Instituts über diesen Erdbohr-Apparat. Dieser Apparat besteht aus einem cylindrischen eisernen Gewicht von 6 bis 8 Zoll Länge und von 3 bis 4 Zoll Durchmesser, mit dessen unterem Ende das Bohrwerkzeug verbunden ist. Eine eiserne Stange von ungefähr 1 Zoll im Quadrat-Stärke, welche auf einen Theil ihrer Länge eine Windung C von 1/4 bis 1/2 Drehung per 18 Zoll hat, ist mit dem obern Ende des cylindrischen Gewichts durch einen Wirbel verbunden. Der gewundene Theil der Stange geht durch zwei kleine Metallscheiben, von denen die eine eine quadratische Oeffnung hat und zur Führung der Stange dient. Diese Scheiben sind durch vier elliptische Stahlfedern verbunden, welche durch ihren Druck auf die Wände des Bohrlochs eine genaue Führung veranlassen. Auf dem gewundenen Theil der Stange sind bewegliche Köpfe so angebracht, daß nicht mehr als etwa 18 Zoll von der Stange frei durch die Führer gehen können; indem dieß geschieht, muß die Stange nothwendig eine Drehung machen, und da sich das Gewicht verhältnißmäßig langsam hebt und die Reibung des Wirbels bedeutend ist, so dreht sich das Gewicht mit ihr; beim Fallen findet jedoch wegen der Trägheit und der verminderten Reibung des Wirbels keine Drehung des Gewichts statt. Das Bohren wird auf chinesische Weise mit einem Seile bewirkt, welches an dem oberen Ende der Stange befestigt ist, und man kann jede erforderliche Anzahl von Schlägen bei einer Umdrehung machen, indem man die Stellung des verschiebbaren Kopfes verändert. Das ganze Bohrwerkzeug ist eine Verbesserung des chinesischen,Beschrieben im polytechn. Journal Bd. CV S. 14. welches ums Jahr 1828 in Europa eingeführt wurde, um gewisse Schwierigkeiten zu überwinden, welche mit den damals üblichen Gestängbohrern verbunden waren, und theilweise noch immer damit verbunden sind. Die wichtigsten dieser Schwierigkeiten sind nachstehende: 1) das Gewicht des Gestänges, wenn das Bohrloch eine bedeutende Tiefe erreicht hat; 2) die zum Reinigen des Bohrlochs erforderliche Zeit, weil das Reinigen bei jeder zunehmenden Tiefe von 12 bis 18 Zoll ausgeführt werden muß und eine solche Operation bisweilen einen ganzen Tag in Anspruch nimmt; 3) die Erschütterungen, welche durch das große Gewicht und die Länge des Gestänges veranlaßt werden, wodurch häufig Brüche entstehen; 4) Biegungen des Gestänges und folglich Veränderungen in der Richtung des Bohrens. – Von diesen Einwürfen ist die chinesische Methode zum großen Theil frei, wogegen sie einen andern wesentlichen Nachtheil darbietet, nämlich eine unregelmäßige Drehung des Bohrmeißels; daher ist ein Arbeiter stets mit der Drehung des Seils beschäftigt, während die übrigen an der Maschine arbeiten, aber dessen ungeachtet konnte man nie ganz genügende Resultate erzielen. Die Verbesserung dieser Mängel ist der Zweck der Thomson'schen Erfindung. Der Bohrer war in einem Modell angefertigt, welches der Beurtheilung der Commission unterworfen wurde. Dieselbe fürchtete, daß in der Praxis dessen Drehung durch die Reibung gegen das zu durchbohrende Gestein oder durch irgend eine geringe Verstopfung des Bohrlochs verhindert werden würde, wodurch natürlich die Vortheile des neuen Apparats großentheils aufgehoben würden. Um diesen Einwurf der Commission zu widerlegen, ließ Hr. Thomson eine wirklich zu betreibende Maschine anfertigen und durchbohrte damit ein hartes Gneisgestein; er bohrte in einem Tage 6 1/2 Fuß tief. Die Maschine wurde so aufgestellt, daß sie mit der größten Leichtigkeit beobachtet werden konnte. Man machte zuvörderst den Versuch, die Drehung dadurch zu verhindern, daß man die Hände zu beiden Seiten des Gewichts fest andrückte, und dann mittelst zweier an einem Ende an einander befestigter Bretter; obgleich aber die auf diese Weise veranlaßte Reibung so groß wurde, daß die äußerste Anstrengung von Seiten der Arbeiter erforderlich war um den Bohrer zu heben, zeigte sich doch, so lange als der die Reibung veranlassende Körper stationär blieb und die Hebung des Gewichts gestattete, daß sich letzteres mit derselben Genauigkeit und Sicherheit drehte, als wenn es frei war. Die Commission ist daher der Meinung, daß ihre anfängliche Befürchtung grundlos war, und daß die Maschine eine große und entschiedene Verbesserung der chinesischen Bohrmethode gewährt, daß sie auch vorzüglicher sey als irgend eine der ihr bekannten. Die Commission muß ferner annehmen, daß das Bestreben des chinesischen Bohrwerkzeugs, von der Senkrechten abzuweichen, bei dem Thomson'schen durch das Gewicht vermieden wird, welches durch die Führer immerwährend in der Achse des Bohrers erhalten wird. Beschreibung des Bohrapparats. A, Fig. 9, ist ein cylindrischer eiserner Stab, welcher fast das ganze Bohrloch ausfüllt und etwa fünf Fuß lang ist; am unteren Ende desselben ist der Bohrmeißel befestigt. Oben hat dieser Cylinder einen Bügel D, mit welchem mittelst eines Wirbels eine quadratische Eisenstange von etwa vier Fuß Länge und 1 Zoll Stärke verbunden ist, die durch eine elliptische Stahlfeder geht und oben an dem Seil B befestigt ist. Die elliptische Feder F besteht aus vier Stäben von 18 bis 20 Zoll Länge; sie füllt das Bohrloch so aus, daß sie genau an den Wänden desselben anliegt; ihre untere Scheibe hat eine runde und die obere eine quadratische Oeffnung, durch welche beide die Stange C hindurchgeht. Das obere Ende dieser Stange ist etwa auf 1/4 der Peripherie gewunden, und bei F befindet sich ein Ring oder Kopf, der nach Belieben verschoben und befestigt werden kann. Die Feder E wirkt als eine Klammer, indem sie nach außen drückt, und bleibt während der Wirkung des Bohrers in einer festen Stellung. Der Apparat kann auf verschiedene Weise in Bewegung gesetzt werden, entweder durch Menschen- oder durch Maschinenkräfte, indem es nur darauf ankommt den Bohrer um etwa 18 Zoll mittelst des Seils über den Boden emporzuheben. Die Figur stellt den Apparat vor, wie er in dem Bohrloch hängt und etwas gehoben ist; seine Wirkung ist folgende: die oben auf der Erdoberfläche wirkende Kraft hebt durch Aufrollen des Seiles das Ganze, mit Ausnahme der Feder E, indem der Stab C bloß hindurchgeht; da aber C einen quadratischen Querschnitt und die obere Scheibe der Feder eine quadratische Oeffnung hat, in welche jene genau paßt, und da der obere Theil des Stabes, wie bemerkt, mit einer Windung versehen ist, so folgt, daß der ganze Apparat, mit Ausnahme der Feder, sich um einen Theil der ganzen Peripherie dreht, wenn er gehoben wird. Da nun der Ring auf C, welcher innerhalb der Feder bei F dargestellt ist, durch eine Hebung von 18 Zoll fast den oberen Theil der Feder erreicht hat, und das Gewicht des Bohrers nunmehr ein Niederfallen veranlaßt, welches ganz frei erfolgt, so fällt der Bohrer mit dem Gewicht A genau in derselben Richtung nieder, in welcher er gehoben wurde, ohne dabei dem gewundenen Stabe zu folgen, der beim Fall seine frühere Stellung wieder annahm. Dieses gerade Niederfallen des schweren Gewichts wurde durch den Wirbel D bewirkt; denn obgleich der Wirbel das Gewicht hebt und es während des Aufganges dreht, so ist er doch beim Fallen nicht belastet, da der Stab C durch seine eigene Schwere eben so rasch fällt wie der Stab A. Bei einer zweiten Hebung wird der schwere Cylinder A mit dem Meißel um einen andern Theil des Kreises, mittelst der durch die Feder gehenden gewundenen Stange gedreht, und da er frei in der Mitte des Bohrlochs aufgehängt ist, so fällt er senkrecht und in der Stellung nieder, in welcher er hing. Die Feder wird nach und nach niederwärts geführt, wie das Bohrloch, tiefer wird. Der Bohrmeißel muß nach der Beschaffenheit des Gesteins bei jeder Umdrehung mehr oder weniger oft niederfallen, was man durch Verschiebung des Ringes F auf der Stange C bewerkstelligt, so daß eine größere oder geringere Länge von der Windung durch die Feder geht. Für die Reinigung des Bohrlochs wird der Apparat mittelst des Seils zu Tage gehoben, und statt des Bohrers das Räumwerkzeug gebraucht. Man kann jede beliebige Tiefe mit dem Apparat bohren, indem nur die Länge des Seils eine verschiedene zu seyn braucht. Der Apparat ist einfach und kann von jedem geschickten Zeugschmied angefertigt werden. Die Bohrwerkzeuge sind natürlich nach den Umständen verschieden und lassen sich leicht auswechseln. Die schnelle Manipulation beim Seilbohren gegen das Stangenbohren ist bekannt.