Gesteinsbohrkrone

Abstract

 Das Gesteinsbohrwerkzeug weist einen in Vorschubrichtung an den Schaft (1) anschliessenden konischen Bereich (3) und einen in gleicher Richtung daran anschliessenden, zylin­drischen Bereich (4) auf. Der konische Bereich (3) ist mit Durchtrittsöffnungen (6) versehen, welche dem Durchtritt des Bohrkleins von der Innenseite zur Aussenseite der Bohrkrone dienen. Die Bohrkrone weist ausserdem stiftförmige Schneid­körper (9) sowie einen die Bohrkrone axial überragenden Zen­trierbohrer (8) auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gesteinsbohrwerkzeug mit Bohr­krone, die einen sich in Vorschubrichtung im Innen- und Aus­sendurchmesser erweiternden, mit wenigstens einer im wesent­lichen axial verlaufenden, zur Aussenkontur hin offenen Durchtrittsöffnung für das Bohrklein versehenen Bereich auf­weist.

[0002] Aus der DE-OS 2 856 205 bekannte Gesteinsbohrwerkzeuge wei­sen einen Schaft und am vorderen Ende einen glockenförmig ausgebildeten Bohrkopf auf. Der Bohrkopf ist an seiner Stirn­seite mit Schneidstiften versehen. Ausserdem weist der Bohr­kopf vom Umfang ausgehende Nuten auf, welche dem Durchtritt des Bohrkleins dienen. Nachdem die Führungslänge dieses Bohr­kopfes gering ist, lassen sich genaue Bohrungen, beispiels­weise zur Aufnahme von mechanisch zu spreizenden Dübeln, nicht herstellen. Durch die aufwendige Formgebung ist eine Herstellung dieser Bohrwerkzeuge nur durch Schmieden und anschliessende spanabhebende Bearbeitung möglich, was zu hohen Herstellkosten führt.

[0003] Aus der DE-OS 3 041 135 sind weitere Gesteinsbohrwerkzeuge bekannt, deren Aussendurchmesser vom Schaft her in Vorschub­richtung konisch zunimmt. Diese Bohrwerkzeuge weisen die Form einer geschlossenen Glocke auf. Die Bohrtiefe dieser Bohrwerkzeuge ist dadurch begrenzt. Falls mit diesen Bohr­werkzeugen Durchbrüche in Wänden mit grösserer Wandstärke hergestellt werden sollen, so muss dies in mehreren Etappen erfolgen, weil jeweils nach einer Etappe der Bohrkern ent­fernt werden muss.

[0004] Neben diesen bekannten Gesteinsbohrwerkzeugen ist aus der DE-PS 2 928 445 ein glockenartiges Meisselwerkzeug ersicht­lich, das zusammen mit einem Schläge abgebenden Gerät ver­wendet wird. Dieses Werkzeug ist an seiner Aussen- und Innen­seite zumindest teilweise in Vorschubrichtung konisch er­weitert. Das in Setzrichtung vordere Ende des Werkzeuges ist als Ringschneide ausgebildet. Das Werkzeug weist ferner zur Längsachse geneigt angeordnete, von der Innen- zur Aussen­seite führende Durchtrittsöffnungen auf, die der Abfuhr des Bohrkleins dienen, das durch die konische Innenform gebrochen und zerkleinert wird. Durch die Auslegung auf rein schlagen­den Betrieb werden an dieses zum Erdbohren verwendete Werk­zeug keine Anforderungen hinsichtlich Führung gestellt.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gesteinsbohr­werkzeug zu schaffen, das zur Schaffung tieferer Bohrlöcher mit genauer geometrischer Form geeignet ist und sich wirt­schaftlich herstellen lässt.

[0006] Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass sich in Vorschubrichtung an den Bereich mit sich erweiterndem Innen- und Aussendurchmesser ein zylindrischer Bereich mit konstantem Innen- und Aussendurchmesser anschliesst, dessen Stirnseite entlang des Umfanges mit Schneidkörpern versehen ist.

[0007] Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Formgebung ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung, insbesondere durch Fliess­pressen. Massgebend hierzu ist vor allem der Umstand, dass keine grossen Sprünge in den Materialstärken vorhanden sind. Durch die kegelartige Ausbildung in Verbindung mit dem zylin­drischen Bereich sind zudem aus der Sicht des Materialflus­ses ideale Voraussetzungen für ein Fliesspressverfahren ge­geben. Ausserdem wird dadurch eine bessere Stossübertragung ermöglicht.

[0008] Der sich in Vorschubrichtung an den Bereich mit sich erwei­terndem Innen- und Aussendurchmesser anschliessende zylind­rische Bereich schafft eine gute Führung des Bohrwerkzeuges im Bohrloch. Die an der Stirnseite angeordneten Schneidkör­per dienen dem Bearbeiten des Untergrundes, wobei der ste­henbleibende Kern beim Auflaufen auf den konischen Bereich der Bohrkrone gebrochen und zerkleinert wird, so dass das entstehende Bohrklein durch die Durchtrittsöffnungen aus der Bohrkrone heraustreten kann und in den Bereich einer gege­benenfalls sich rückseitig an die Bohrkrone anschliessenden Transportwendel gelangt. Im konischen Auflaufbereich können verschleissfeste Elemente angeordnet werden.

[0009] Zweckmässigerweise überragen die Schneidkörper den zylin­drischen Bereich axial. Durch diese den zylindrischen Be­reich überragenden Schneidkörper wird beim Arbeiten mit dem erfindungsgemässen Bohrwerkzeug eine Ringnut herausgeschnit­ten. Der Kronenkörper selbst kommt dabei kaum in direkte Berührung mit dem Untergrund. Dies ermöglicht einerseits eine gute Abfuhr des Bohrkleins und verhindert andererseits einen Verschleiss des Kronenkörpers.

[0010] Die Schneidkörper überragen den zylindrischen Bereich vor­teilhafterweise radial, wobei ein Ueberragen sowohl nach aussen als auch nach innen erfolgen kann. Dies ermöglicht ein Freischneiden und verhindert eine Berührung des zylin­drischen Bereiches des Kronenkörpers mit der Bohrlochwan­dung.

[0011] Zweckmässigerweise sind die Schneidkörper stiftförmig ausge­bildet. Solche Schneidkörper können in Bohrungen der Bohr­krone aufgenommen werden und sind dadurch in der Lage genau positioniert, wobei sie zudem in der Herstellung einfach sind und unter Umständen vom Anwender selbst ausgewechselt werden können.

[0012] Die Länge des zylindrischen Bereiches beträgt zweckmässiger­weise das 0,2- bis 3-fache des Aussendurchmessers. Eine in diesem Bereich liegende Länge des zylindrischen Bereiches schafft eine gute Führung.

[0013] Für den Anbohrvorgang sowie auch für das Weiterführen der Bohrung ist die Bohrkrone vorteilhafterweise mit einem diese axial überragenden Zentrierbohrer versehen. Zu Beginn des Bohrvorganges bohrt sich somit zuerst der Zentrierbohrer in den Untergrund ein. Kommt dann die Bohrkrone mit dem Unter­grund in Eingriff, so wird durch den Zentrierbohrer ein seit­ liches Verlaufen des Bohrwerkzeuges verhindert. Der Zen­trierbohrer ist einem relativ hohen Verschleiss unterworfen und sollte daher auswechselbar sein, da das Werkzeug bei einem Ausfall nur noch bedingt funktionstüchtig ist.

[0014] Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemässes Gesteinsbohrwerkzeug, teilweise im Schnitt dargestellt;

Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Gesteinsbohrwerkzeuges, in Richtung des Pfeiles A;

Fig. 3 eine Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Ge­steinsbohrwerkzeuges, in Richtung des Pfei­les B.

[0015] Das aus Fig. 1 bis 3 ersichtliche Gesteinsbohrwerkzeug be­steht im wesentlichen aus einem Schaft 1, der in seinem rück­wärtigen Endbereich mit Längsnuten 2 versehen ist. Diese Längsnuten 2 dienen der axialen Halterung und der Drehmit­nahme des Bohrwerkzeuges. Der Schaft 1 ist mit einem sich in Vorschubrichtung erweiternden, konischen Bereich 3 mit sich in Vorschubrichtung erweiterndem Innen- und Aussendurchmes­ser versehen. An den konischen Bereich 3 schliesst sich ein zylindrischer Bereich 4 an. Die Länge L dieses zylindrischen Bereiches 4 beträgt etwa das 0,2- bis 3-fache des Aussendurch­messers D. Das vordere Ende des zylindrischen Bereiches 4 ist als ringförmige Schneidkante 5 ausgebildet. Der konische Bereich 3 ist mit Durchtrittsöffnungen 6 versehen, welche der Abfuhr des sich im Innern der Bohrkrone bildenden Bohr­kleins dienen. Die Bohrkrone ist an ihrer Innenseite mit einer Aufnahmebohrung 7 für einen die Bohrkrone axial über­ragenden Zentrierbohrer 8 versehen. Zu Beginn des Anbohrvor­ganges kommt zunächst nur der Zentrierbohrer 8 mit der Ober­fläche des zu bearbeitenden Untergrundes in Eingriff. Die Bohrkrone ist im Bereich des Schneidkante 5 mit stiftför­ migen Schneidkörpern 9 versehen. Bei diesen Schneidkörpern 9 handelt es sich vorzugsweise um Hartmetallstifte. Diese Schneidkörper 9 können jedoch auch plattenförmig ausgebildet oder aus synthetischen, in eine Matrix eingebetteten Diaman­ten bestehen.

Ansprüche

1. Gesteinsbohrwerkzeug mit Bohrkrone, die einen sich in Vorschubrichtung im Innen- und Aussendurchmesser erwei­ternden, mit wenigstens einer im wesentlichen axial verlaufenden, zur Aussenkontur hin offenen Durchtritts­öffnung für das Bohrklein versehenen Bereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Vorschubrichtung an den Bereich (3) mit sich erwei­terndem Innen- und Aussendurchmesser ein zylindrischer Bereich (4) mit konstantem Innen- und Aussendurchmesser anschliesst, dessen Stirnseite entlang des Umfanges mit Schneidkörpern (9) versehen ist.

2. Gesteinswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, dass die Schneidkörper (9) den zylindrischen Be­reich (4) axial überragen.

3. Gesteinswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, dass die Schneidkörper (9) den zylin­drischen Bereich (4) radial überragen.

4. Gesteinsbohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkörper (9) stift­förmig ausgebildet sind.

5. Gesteinsbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des zylin­drischen Bereiches (4) das 0,2- bis 3-fache des Aussen­durchmessers (D) beträgt.

6. Gesteinsbohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone mit einem diese axial überragenden Zentrierbohrer (8) versehen ist.

Zeichnung