Gesteinsbohrkrone

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gesteinsbohrwerkzeug mit Bohrkrone, wobei die Bohrkrone einen sich in Vorschubrichtung im Innen- und Aussendurchmesser erweiternden Bereich aufweist, an den sich in Vorschubrichtung ein zylindrischer Bereich mit konstantem Innen- und Aussendurchmesser anschliesst, dessen Stirnseite entlang des Umfanges mit Schneidkörpern versehen ist, die den zylindrischen Bereich axial und radial überragen und wobei die Bohrkrone mit einem, diese axial überragenden Zentrierbohrer versehen ist, sowie wenigstens eine im wesentlichen axial verlaufende, zur Aussenkontur hin offene Durchtrittsöffnung für das Bohrklein aufweist.

[0002] Aus der DE-A-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-A-3 049 135 sind weitere Gesteinsbohrwerkzeuge bekannt, deren Aussendurchmesser vom Schaft her in Vorschubrichtung konisch zunimmt. Wie die DE-A-3 049 135 weisen auch die aus den bekannten Druckschriften AT-A-360 734 und US-A-2 334 453 Bohrwerkzeuge in Form einer wenigstens teilweise 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. Die Entleerungslöcher der AT-A-360 734 und der US-A-2 334 453 dienen der Enthiftung des Hohlraumes in der Glocke und dem Abtransport des abgebauten Gesteins.

[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] Die US-A-4,101,238 betrifft eine hartmetallbestückte Bohrkrone mit auswechselbarem Zentrierbohrer. Die in zentraler Lage in axialer Richtung angeordneten Durchtrittsöffnungen bilden Absaugkanäle für den beim Bearbeiten des Untergrundes entstehenden Bohrstaub. Bei der Erstellung von Bohrungen in Wänden mit grösserer Wandstärke müssen die sich in der Bohrkrone befindlichen Bohrkerne immer wieder entfernt werden.

[0006] Hartmetallbestückte Bohrkronen weisen den Nachteil auf, dass die Schneiden nach ihren äusseren Enden hin einem unterschiedlichen Verschleiss unterworfen sind. Die Fertigung derart ausgebildeter Bohrkronen, wie sie aus der US-A-4 101 238 bekannt sind, ist ausserordentlich schwierig. Durch die infolge der grossen, im wesentlichen linienförmigen Auflagefläche wird die durch die Schlagwirkung hervorgerufene Sprengwirkung der Bohrkrone stark herabgesetzt. Durch die grosse Auflagefläche wird das Bohrklein stärker zerkleinert. Dadurch wird unnützerweise Energie abgebaut, die für den Bohrfortschritt sinnvoller genützt werden könnte. Der allgemeine Bohrfortschritt wird dadurch geringer.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gesteinsbohrwerkzeug zu schaffen, das sich wirtschaftlich herstellen lässt, zur Abfuhr von Bohrklein aus dem Inneren des Gesteinsbohrwerkzeuges und zur Schaffung tieferer Bohrlöcher mit genauer geometrischer Form geeignet ist.

[0008] Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Durchtrittsöffnung im wesentlichen die gesamte Länge des den sich im Innen- und Aussendurchmesser erweiternden Bereiches der Bohrkrone durchsetzt und dass die Schneidkörper stiftförmig ausgebildet sind.

[0009] Der beim Bearbeiten des Untergrundes stehenbleibende Kern wird beim Auflaufen auf den konischen Bereich gebrochen, so dass das entstehende Bohrklein durch die Durchtrittsöffnung aus der Bohrkrone entweichen kann und in den Bereich einer gegebenenfalls sich rückseitig an die Bohrkrone anschliessenden Transportwendel gelangt. Im konischen Auflaufbereich können verschleissfeste Elemente angeordnet werden.

[0010] Durch die den zylindrischen Bereich sowohl radial als auch axial überragenden Schneidkörper wird beim Arbeiten mit dem erfindungsgemässen Bohrwerkzeug eine Ringnut herausgeschnitten. Der Kronenkörper kommt bei axial überragenden Schneidkörpern kaum in direkte Berührung mit dem Untergrund. Dies ermöglicht einerseits eine gute Abfuhr des Bohrkleins und verhindert andererseits einen Verschleiss des Kronenkörpers. Das radial Überragen der Schneidkörper kann sowohl nach aussen als auch nach innen erfolgen. 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] 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.

[0013] Für den Anbohrvorgang sowie auch für das Weiterführen der Bohrung ist die Bohrkrone mit einem, diese axial überragenden Zentrierbohrer versehen. Zu Beginn des Bohrvorganges kommt zuerst der Zentrierbohrer mit dem Untergrund in Berührung. Anschliessend gelangt die Bohrkrone am Untergrund in Eingriff. Durch den Zentrierbohrer wird ein seitliches Verlaufen des Bohrwerkzeugs 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 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.

[0015] 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.

[0016] 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 stiftförmigen 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, wobei die Bohrkrone einen sich in Vorschubrichtung im Innen- und Aussendurchmesser erweiternden Bereich (3) aufweist, an den sich in Vorschubrichtung ein zylindrischer Bereich (4) mit konstantem Innen- und Aussendurchmesser an schliesst, dessen Stirnseite entlang des Umfanges mit Schneidkörpern (9) versehen ist, die den zylindrischen Bereich axial und radial überragen und wobei die Bohrkrone mit einem, diese axial überragenden Zentrierbohrer (8) versehen ist, sowie wenigstens eine im wesentlichen axial verlaufende, zur Aussenkontur hin offene Durchtrittsöffnung (6) für das Bohrklein aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (6) im wesentlichen die gesamte Länge des sich im Innen- und Aussendurchmesser erweiternden Bereiches der Bohrkrone durchsetzt und dass die Schneidkörper (9) stiftförmig ausgebildet sind.

Claims

1. Rock drilling tool with cutter head, wherein the cutter head comprises an area (3) the inside and outside diameter of which widens in the feed direction and which is adjoined in the feed direction by a cylindrical area (4) of constant inside and outside diameter, the end surface of which is provided along its periphery with cutting elements (9) which axially and radially protrude over the cylindrical area, and wherein the cutter head is provided with a centring cutter (8) which axially extends beyond the latter, and comprising at least one passage (6) for the drilling waste, which extends substantially axially and is open towards the outside contour, characterised in that the passage (6) passes substantially through the entire length of the area of the cutter head the inside and outside diameter of which widens, and that the cutting elements (9) are pinshaped.

Revendications

1. Outil de perforation au rocher à couronne de fleuret, la couronne de fleuret présentant une région (3) dont les diamètres intérieur et extérieur s'élargissent dans la direction de creusement et à laquelle se raccorde, dans la direction de creusement, une région cylindrique (4) de diamètres intérieur et extérieur constants et dont le côté frontal est pourvu, le long de la périphérie, d'éléments coupants (9) qui dépassent axialement et radialement de la région cylindrique, et la couronne de fleuret étant pourvue d'un fleuret de centrage (8) qui en dépasse axialement, et elle présente au moins une ouverture de passage (6) pour les déblais de forage, ouverte vers le contour extérieur et s'étendant sensiblement axialement,
caractérisé en ce que l'ouverture de passage (6) traverse sensiblement toute la longueur de la région de la couronne de fleuret dont les diamètres intérieur et extérieur s'élargissent, et en ce que les éléments coupants (9) sont réalisés en forme de pointes.

Zeichnung