AT13738U1 - Bohrkrone - Google Patents

Abstract

Bei einer Bohrkrone (1) für eine Vorrichtung zum Bohren von Löchern in weichem bzw.mildem Boden- oder Gesteinsmaterial mit einer Mehrzahl von sich zumindest über eineStirnfläche (2) der Bohrkrone (1) erstreckenden Schneiden (3, 5), welche Schneiden (3, 5) mitsowohl wenigstens zwei voneinander verschiedenen "radialen" Erstreckungen als auch zweivoneinander verschiedenen "axialen" Erstreckungen in Richtung einer Drehachse (6) derBohrkrone (1) ausgebildet sind, sowie wenigstens eine Öffnung (11) zum Ausbringen vonSpülfluid, erstreckt sich eine eine geringere radiale Erstreckung aufweisende erste Schneide (3)über den gesamten Bohrkronendurchmesser (a), sind an die eine geringere radiale Erstreckungaufweisende erste Schneide (3) zwei über einen Außenumfang der Stirnfläche (2) der Bohrkrone(1) weiter als die erste Schneide (3) vorragende zweite Schneiden (5) vorgesehen und diezweiten Schneiden (5) sind im Bereich der Stirnfläche (2) der Bohrkrone (1) und/oder im Bereicheines Bohrkronenschafts (4) geneigt, mit der ersten Schneide (3) und/oder der mit derDrehachse (6) der Bohrkrone (1) einen spitzen Winkel (α) einschließend ausgebildet.

Description

österreichisches Patentamt AT13 738 U1 2014-07-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bohrkrone für eine Vorrichtung zum Bohren von Löchern in weichem bzw. mildem Boden- oder Gesteinsmaterial mit einer Mehrzahl von sich zumindest über eine Stirnfläche der Bohrkrone erstreckenden Schneiden, welche Schneiden mit sowohl wenigstens zwei voneinander verschiedenen "radialen" Erstreckungen als auch zwei voneinander verschiedenen "axialen" Erstreckungen in Richtung einer Drehachse der Bohrkrone ausgebildet sind, sowie wenigstens einer Öffnung zum Ausbringen von Spülfluid.

[0002] Die Ausbildung von Löchern in weichem bzw. mildem Boden- oder Gesteinsmaterial wird üblicherweise mit einem drehenden oder einem drehenden und schlagenden Bohrverfahren erreicht, bei welchem durch eine Drehbewegung oder durch eine gleichzeitige Drehbewegung und Schlagbewegung der Bohrkrone mittels den auf dieser ausgebildeten bzw. festgelegten Schneiden ein Bohrloch ausgebildet wird. Bohrkronen für die Ausbildung von Löchern in weichem Boden- oder Gesteinsmaterial sind hierzu mit Schneidleisten ausgestattet, welche sich wenigstens über einen Durchmesser eines zentralen Teils der Bohrkrone erstrecken und welche häufig eine Mehrzahl von einander schneidenden bzw. einen Winkel miteinander einschließenden Schneiden ausgebildet sind. Die Schneidleisten bzw. Schneiden können hierbei weiterhin die Stirnfläche der Bohrkrone überragen und weisen zumindest teilweise eine nicht ebene Kontur der Schneidleiste auf, wenn sie in Bezug auf das Bohrlochinnere gesehen werden.

[0003] So ist beispielsweise aus der EP 1 045 112 B1 A1 ein Gesteinsbohrer bzw. eine Bohrkrone für einen derartigen Gesteinsbohrer bekannt geworden, bei welchem die Schneidleiste bzw. die Schneidleisten eine abfallende Kontur aufweisen, insbesondere eine derartig abfallende Kontur aufweisen, dass die Schneidleisten im Wesentlichen in Form eines Dachs ausgebildet sind, dessen First am weitesten zum Bohrlochinneren gerichtet ausgebildet ist.

[0004] Eine andere Form einer Bohrkrone für einen Anker, der für das Ausbilden von Löchern in weichen bzw. lehmigen Gesteinen gedacht ist, ist der DE 197 12 181 A1 zu entnehmen, welche Bohrkrone im Wesentlichen zwei aufeinander normal stehende Schneiden aufweist, von welchen eine sich über die Stirnfläche der Bohrkrone erhebt und die andere im Wesentlichen in der Ebene der Stirnfläche der Bohrkrone ausgebildet ist, welche beiden Schneiden symmetrisch zueinander ausgebildet sind und über den Umfang der Bohrkrone vorragen.

[0005] Nachteilig an derartigen bekannten Bohrkronen ist einerseits, dass aufgrund der symmetrisch über den Umfang der Bohrkrone ausgebildeten Schneideleisten, insbesondere diejenigen Schneidleisten, welche weiter zum Bohrlochinneren vorragen, rasch abgenützt werden und andere Schneidleisten, welche von dem Bohrlochinneren weiter entfernt angeordnet sind, an der Ausbildung des Bohrlochs nur einen untergeordneten bzw. geringen Anteil aufweisen, so dass die Schneidleisten von ein und derselben Bohrkrone meist unterschiedlich lange Standzeiten aufweisen.

[0006] Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, derartige Bohrkronen dahingehend weiterzubilden, dass einerseits mit einer derartigen Bohrkrone ein rascher Bohrfortschritt erzielt werden kann und überdies eine möglichst gleichmäßige Abnutzung der Schneidleisten zur Verfügung gestellt werden kann und dadurch die Standzeit der Bohrkrone gegenüber herkömmlichen Bohrkronen deutlich erhöht werden kann.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Bohrkrone im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass eine eine geringere radiale Erstreckung aufweisende erste Schneide sich über den gesamten Bohrkronendurchmesser erstreckt, dass auf die eine geringere radiale Erstreckung aufweisende erste Schneide zwei über einen Außenumfang der Stirnfläche der Bohrkrone weiter als die erste Schneide vorragende zweite Schneiden vorgesehen sind und dass die zweiten Schneiden im Bereich der Stirnfläche der Bohrkrone und/oder im Bereich des Bohrkronenschafts geneigt, mit der ersten Schneide und/oder mit der Drehachse der Bohrkrone einen spitzen Winkel einschließend ausgebildet sind. Indem die Bohrkrone zwei voneinander verschiedene Formen von Schneiden aufweist, eine, welche im Wesentlichen den Bohrfortschritt in Richtung zu dem Bohrlochinneren bewerkstelligt und einen kleineren Durch- 1 /12 österreichisches Patentamt AT13 738 U1 2014-07-15 messer eines Bohrlochs zur Verfügung stellt und wenigstens eine zweite Schneide, welche über den Außenumfang der Stirnfläche der Bohrkrone weiter als die erste Schneide vorragt, vorgesehen ist, welche somit im Wesentlichen zur Ausbildung des gewünschten Durchmessers des Bohrlochs vorgesehen ist, wird sichergestellt, dass einerseits ein ausreichend rascher Bohrfortschritt erzielt wird und andererseits eine im Wesentlichen gleichmäßige Abnützung der Schneiden gewährleistet wird. Indem weiterhin die zweiten Schneiden im Bereich der Stirnfläche und/oder des Bohrkronenschafts geneigt mit der Drehachse der Bohrkrone einen spitzen Winkel einschließend ausgebildet sind, kann die Bohrkrone nach Art einer Schraube in das Boden-bzw. Gesteinsmaterial eingetrieben werden und somit wird nicht nur ein rascher Bohrfortschritt zur Verfügung gestellt, sondern es wird weiterhin aufgrund der geometrischen Ausbildung, insbesondere der Neigung der zweiten Schneiden im Bereich der Stirnfläche und/oder des Bohrkronenschafts eine rasche und vollständige Abförderung des Bohrkleins aus dem Bereich der Bohrkrone sichergestellt. Schließlich kann einer derartige Bohrkrone nicht nur für ein drehendes Bohren eingesetzt werden, sondern sie ist aufgrund ihrer speziellen Geometrie auch für ein drehendes und schlagendes Bohren einsetzbar.

[0008] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Neigung der zweiten Schneiden hierbei so ausgebildet, dass bei einer Drehung der Bohrkrone, die zweiten Schneiden zuerst mit ihren an die erste Schneide angrenzenden Bereichen in Eingriff mit dem zu lösenden Gestein gelangen. Indem bei einer Drehung der Bohrkrone die zweiten Schneiden zuerst mit ihren an die erste Schneide angrenzenden Bereichen in Eingriff mit dem zu lösenden Gestein gelangen, wird das zu lösende Gestein nach Art eines Schnecken- bzw. Spiralbohrers zuerst gelöst und dann sicher und zuverlässig aus dem Bohrkronenbereich abgefördert, so dass ein Verlegen der Schneiden bzw. ein Verlangsamen des Bohrfortschritts aufgrund von übermäßigen Mengen an Bohrklein im Inneren des Bohrlochs mit Sicherheit hintangehalten ist. Vorzugsweise schließen hierbei, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht die zweiten Schneiden mit der Drehachse der Bohrkrone einen Winkel von 2° bis 15 insbesondere 5° bis 10° ein. Durch eine derartige Ausbildung wird einerseits sichergestellt, dass die Schneidkante gleichmäßig zur Lösearbeit beitragen und andererseits bereits durch die Geometrie der Schneiden ein Abtransport des Bohrkleins in Richtung zu einem Bohrlochäußeren bewirkt.

[0009] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohrkrone so ausgebildet ist, dass eine Schneidfläche der Schneiden um einen Winkel zur Waagrechten, insbesondere um einen Winkel von 1 bis 10° zur Waagrechten geneigt ist und insbesondere so weitergebildet ist, dass eine in Drehrichtung der Bohrkrone vorlaufende Schneidkante höher als eine in Drehrichtung der Bohrkrone nachlaufende Kante angeordnet ist, wird die in Drehrichtung der Bohrkrone vorlaufende Schneide zuerst in Einsatz mit dem zur lösenden Gestein gebracht, so dass ein rasches und sicheres Einschneiden der Schneidkanten der Bohrkrone in das zu lösende Gestein sichergestellt ist. Indem insbesondere die Schneiden um eine Winkel zur Waagrechten von 1° bis 10° geneigt sind, wird weiterhin sichergestellt, dass nicht nur die vorlaufende Kante in Eingriff mit dem zu lösenden Gestein kommt, sondern dass bei einem tiefen Einschneiden die Schneiden auch mit ihrer gesamten Schneidfläche zum Einsatz gelangen können und somit einen besonders raschen Bohrfortschritt sicherstellen können. Weiterhin wird mit einer derartigen Ausbildung einer Schneide sichergestellt, dass die Schneiden selbst nachschärfen und somit eine besonders lange Standzeit der Bohrkrone gewährleistet ist.

[0010] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Bohrkrone so ausgebildet, dass die erste Schneide in axialer Richtung der Bohrkrone im Wesentlichen sägezahnförmig mit zwei den Außenumfang der Bohrkrone übergreifenden sich entlang der Drehachse der Bohrkrone erstreckenden senkrechten Bereichen ausgebildet ist. Dadurch, dass die erste Schneide in axialer Richtung der Bohrkrone im Wesentlichen sägezahnförmig mit zwei den Außenumfang der Bohrkrone übergreifenden, sich entlang der Drehachse der Bohrkrone erstreckenden, senkrechten Bereichen ausgebildet ist, wird einerseits ein erster Durchmesser eines Bohrlochs durch die erste Schneide ausgebildet und andererseits sichergestellt, dass aufgrund der sägezahnförmigen Kontur dieser ersten Schneide zuerst ein am weitesten zum Bohrlochinneren vorragender Bereich des sägezahnförmigen Profils in Eingriff gelangt und eine erste Lösearbeit 2/12 österreichisches Patentamt AT13 738 U1 2014-07-15 verrichtet, worauf nach einem Eindringen dieses ersten Bereichs sukzessive die weiteren Bereiche des sägezahnförmigen Profils in Eingriff gelangen und den ersten Durchmesser des Bohrlochs ausbilden, ohne dass ein übermäßiger Kraftaufwand erforderlich wäre und ohne dass die erste Schneide übermäßig abgenützt würde. Insbesondere der Kraftaufwand kann dadurch verringert werden, dass die am weitesten vorragenden Bereiche des sägezahnförmigen Profils eine erste Lösearbeit ausbilden, worauf dem ersten Einschnitt benachbarte Bereiche leichter lösbar werden, da sie bereits eine gewisse Lockerung durch den Eingriff des am weitesten vorragenden Bereichs erfahren haben.

[0011] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, der sägezahnförmige Bereich der ersten Schneide an seinem am weitesten in das Bohrlochinnere ragenden Bereichen Abflachungen aufweist, wird am Weitesten in einem Bohrlochinneren ein im Wesentlichen ringförmiges Profil abgebaut, wodurch nicht nur die gesamte Lösearbeit erleichtert wird, sondern auch der Abtransport des Bohrkleins erleichtert wird.

[0012] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohrkrone so ausgebildet ist, dass die in Drehrichtung nachlaufenden Kanten der zweiten Schneiden an ihrem Knickpunkt zwischen der Stirnfläche der Bohrkrone und dem Bohrkronenschaft auf einer gemeinsamen durch einen Bohrkronenmittelpunkt verlaufenden Achse liegen und dass Anlenkbereiche der zweiten Schneiden an die erste Schneide den Bohrkronenmittelpunkt frei lassen, wird sichergestellt, dass auch einerseits durch die zweiten Schneiden, insbesondere der gesamte Durchmesser eines zu erzielenden Bohrlochs überstrichen wird und die zweiten Schneiden ausreichend zur Lösearbeit beitragen und andererseits sichergestellt, dass durch den speziellen Querschnitt der Bohrkrone Bohrklein sicher und zuverlässig abtransportiert wird. Weiterhin gelingt mit einer derartigen Ausbildung gelingt ein sicheres und zuverlässiges Lösen des Gesteins im gesamten Bohrkronenquerschnitt und überdies wird ein rascher Bohrfortschritt bei geringst möglicher Abnützung der Schneiden erzielt.

[0013] Um den Verschleiß der Bohrkrone noch weiter zu verringern und die Standzeit weiter zu erhöhen, ist die Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass die erste und die zweiten Schneiden der Bohrkrone an ihren mit zu lösendem Gestein in Eingriff gelangenden Breichen gehärtet ausgebildet sind und/oder mit einer Hartmaterial- bzw. Hartmetallplattierung versehen sind.

[0014] Für eine weitere Erhöhung der Standzeit der Bohrkrone und insbesondere, um einen möglichst großen und insbesondere gleichmäßigen Bohrlochdurchmesser zu gewährleisten, ist die Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass die im Bereich des Bohrkronenschafts geneigt ausgebildeten Bereiche der zweiten Schneiden von einem Bohrlochinneren zu einem Bohrlochäußeren im Wesentlichen keilförmig ausgebildet sind. Indem die geneigt ausgebildeten Bereich der zweiten Schneiden von einem Bohrlochinneren zu einem Bohrlochäußerem im Wesentlichen keilförmig ausgebildet sind, wird sichergestellt, dass in dem Bereich der zweiten Schneiden, wo diese die Hauptlösearbeiten zu verrichten haben, die zweiten Schneiden einen größeren Durchmesser und somit eine erhöhte Festigkeit bzw. Standzeit aufweisen.

[0015] Für einen verbesserten Abtransport des Bohrkleins in Richtung zu einem Bohrlochäußeren ist die Kontur der zweiten Schneiden im Wesentlichen so ausgebildet, dass die vorlaufende Kante des im Wesentlichen keilförmigen Bereichs der zweiten Schneiden gekrümmt ausgebildet ist. Durch eine derartige gekrümmte Kontur von zumindest Teilen der zweiten Schneiden wird während des Bohrens ein gleichmäßiger Abtransport des Bohrkleins entlang des Bereichs der Schneiden gewährleistet und somit ein Verlegen bzw. eine übermäßige Ansammlung von Bohrklein im Bereich der Stirnfläche der Bohrkrone mit Sicherheit hintangehalten.

[0016] Um insbesondere ein Ausreißen bzw. ein Abbrechen der über einen Durchmesser der Bohrkrone und insbesondere über den Durchmesser des Bohrkronenschafts vorragenden Bereiche der ersten und zweiten Schneiden mit Sicherheit hintanzuhalten, ist die Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass zwischen den über den Bohrkronenschaft vorragenden Bereichen der ersten und zweiten Schneiden Verstärkungsrippen, insbesondere im Wesentlichen schraubenlinienförmig um den Bohrkronenschaft verlaufende Verstärkungsrippen ausgebildet sind. 3/12 österreichisches Patentamt AT13 738 U1 2014-07-15 [0017] Weiterhin kann durch das Vorsehen von Verstärkungsrippen der vorragende Bereich der ersten und zweiten Schneiden und insbesondere jener der zweiten Schneiden relativ groß in Bezug auf den Durchmesser des Bohrkronenschafts gewählt werden und somit der erzielbare Bohrlochdurchmesser gegenüber jenem von herkömmlichen Bohrkronen deutlich vergrößert werden.

[0018] Um den Abtransport des Bohrkleins noch weiter zu beschleunigen und insbesondere zu vervollständigen, ist die Bohrkrone gemäß der Erfindung dahingehend weitergebildet, dass im Bohrkronenschaft wenigstens ein, im Wesentlichen normal auf die Drehachse der Bohrkrone stehender Spülkanal für ein Ausbringen von Spülfluid ausgebildet ist. Indem im Bohrkronenschaft ein im Wesentlichen normal auf die Drehachse der Bohrkrone stehender Spülkanal für ein Ausbringen von Spülfluid in dem Bohrkronenschaft ausgebildet ist, wird insbesondere Bohrklein, welches sich im Bereich des Bohrkronenschafts zwischen den vorragenden Bereichen der Schneiden und dem Bohrkronenschaft befindet, mit Sicherheit zu einem Bohrkronenäußeren abtransportiert.

[0019] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, der Spülkanal einen Winkel mit der Waagrechten zwischen 2° und 10° einschließt ist, wird das Spülfluid vor allem in Richtung zu einem Bohrlochinneren ausgebracht und somit der Bereich der Stirnfläche der Bohrkrone bzw. der zu einem Bohrlochäußeren gewandte Bereich des Bohrkronenschafts gespült, worauf Bohrklein entlang der Schraubenlinienform der über den Bohrkronenschaft vorragenden Bereiche der ersten und insbesondere der zweiten Schneiden zu einem Bohrlochäußeren ausgewaschen bzw. abtransportiert wird.

[0020] Indem schließlich, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohrkrone so weitergebildet ist, dass zwei Spülkanäle vorgesehen sind und dass die Spülkanäle über den Verstärkungsrippen und benachbart der vorlaufenden Schneidkante des geneigten Bereichs der zweiten Schneiden münden wird einerseits eine Verwirbelung des Spülfluids im Bereich der Stirnfläche der Bohrkrone gewährleistet und somit jegliches Bohrklein aus diesem Bereich abtransportiert und überdies sichergestellt, dass das Bohrklein weiterhin entlang der geneigten Bereiche der zweiten Schneiden in Richtung zu einem Bohrlochäußeren abtransportiert wird.

[0021] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, der (die) Spülkanal(kanäle) sich in Richtung zu einer Außenseite der Bohrkrone verjüngend ausgebildet Ist (sind) wird eine höhere Austrittsgeschwindigkeit des Spülfluids und somit ein schärferer Strahl des Spülfluids erreicht, wodurch ein noch vollständigerer und rascherer Abtransport des Bohrkleins aus denm Bereich der Bohrkrone und insgesamt aus dem Bohrloch erreicht wird.

[0022] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In diesen zeigen: [0023] Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bohrkrone gemäß der Erfindung, [0024] Fig. 2 eine Draufsicht auf die Bohrkrone von Fig. 1,

[0025] Fig. 3 einen Schnitt durch eine Bohrkrone gemäß der Erfindung entlang der Linie A-A von Fig. 2, [0026] Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Bohrkrone gemäß der Erfindung von der

Seite, und [0027] Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Bohrkrone von Fig. 4 in einer um 90° um eine

Drehachse der Bohrkrone gedrehten Position.

[0028] Im Einzelnen ist in Fig. 1 eine Bohrkrone 1 dargestellt, welche wenigstens eine sich über die Stirnfläche 2 erstreckende erste Schneide 3 aufweist. Die erste Schneide 3 ist hierbei im Wesentlichen sägezahnförmig ausgebildet und erstreckt sich geringfügig über den Außendurchmesser a der Bohrkrone 1 bzw. des Bohrkronenschafts 4 hinaus. Im Wesentlichen normal auf die sägezahnförmige Schneide 3 ist wenigstens eine zweite Schneide 5 ausgebildet, welche 4/12 österreichisches Patentamt AT13 738 U1 2014-07-15 sich einerseits über die Stirnfläche 2 der Bohrkrone 1 erstreckt und andererseits seitlich zumindest teilweise über den Bohrkronenschaft 4 hinuntergezogen ist. Die gesamte Schneide 5 ist hierbei zu einer Drehachse 6 der Bohrkrone 1 geneigt ausgebildet und schließt mit dieser Drehachse 6 der Bohrkrone 1 einen Winkel a ein. Sowohl die Schneide 3 als auch die Schneide 5 wiesen einen Durchmesser b auf, welcher für beide Schneiden im Wesentlichen gleich groß sein kann. An einem nach außen, d.h. zu einem Bohrlochinneren und einer Bohrlochwandung gerichteten Bereich der Schneiden 3 und 5 sind die Schneiden 3 und 5 hierbei mit einer Hartmetallplattierung 7 versehen, wie dies schematisch durch die schraffierte Fläche der Schneiden 3 und 5 dargestellt ist. Die mit der Hartmetallplattierung 7 versehene Fläche der Schneiden 3 und 5 ist hierbei weiterhin zu einer Waagrechten derart geneigt ausgebildet, dass eine in Drehrichtung, welche mit dem Pfeil 8 angedeutet ist, der Bohrkrone 1 vorlaufende Kante 9 bei einem drehenden Bohren einer Bohrkrone 1 zuerst in Eingriff mit einem zu lösenden Gestein gelangt und eine in Drehrichtung 8 nachlaufende Kante 12 der Schneiden 3 und 5 die eigentliche Lösearbeit erst zu einem späteren Zeitpunkt, insbesondere lediglich hilfsweise zum Einsatz gelangt.

[0029] Der Neigungswinkel ß der Schneiden 3, 5 ist hierbei so gewählt, dass die Oberfläche der Schneiden 3 und 5 mit der Waagrechten einen Winkel zwischen 10 und 10° einschließen wobei weiterhin die maximale Neigung derart gewählt ist, dass eine die Hartmetallplattierung 7 der Schneiden 3 und 5 verlängernde Gerade eine Tangente an die der Stirnfläche der Bohrkrone benachbarten Umfangskante darstellt. Daraus folgt jedoch weiterhin, dass die Neigung der Schneiden sich verändernd über die Länge der Schneiden ausgebildet sein kann.

[0030] Schließlich sind die Schneiden 3 und 5 derart ausgebildet, dass sie im Bereich des Bohrkronenschafts 4 über dessen Außendurchmesser a, insbesondere um einen voneinander verschiedenen Betrag vorragen. Zwischen den vorragenden Bereichen der Schneiden 3 und 5 sind hierbei, um ein unbeabsichtigtes Abbrechen bzw. Ausbrechen der Schneiden 3 und 5 mit Sicherheit hintanzuhalten, Verstärkungsrippen 10 vorgesehen. Die Verstärkungsrippen 10 sind so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen schraubenlinienförmig um den Bohrkronenschaft 4 verlaufend angeordnet sind.

[0031] Um einen sicheren Abtransport von während des Bohrens gebildetem Bohrklein aus einem Bohrloch zu gewährleisten, sind im Bohrkronenschaft 4 Spülkanäle 15 sowie Spülöffnungen 11 ausgebildet. Die Spülkanäle 15 erstrecken sich hierbei einerseits entlang der Drehachse 6 im Inneren der Bohrkrone 1, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, und durch das Material der Bohrkrone im Wesentlichen normal auf die Drehachse 6.

[0032] In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Bohrkrone 1 von Fig. 1 gezeigt, wobei ersichtlich ist, dass die Schneide 3 eine sich im Wesentlichen über den gesamten Durchmesser a der Bohrkrone 1 erstreckende Schneide 3 ist, wobei die Schneide 3 zusätzlich den Bohrkronenschaft 4 der Bohrkrone 1 außen im Wesentlichen gleichlaufend mit der Drehachse 6 der Bohrkrone 1 übergreift. Weiterhin ist in Fig. 2 zu sehen, dass die in Drehrichtung 8 der Bohrkrone 1 vorlaufende Kante 9 der Schneide 3 bei einem Drehen der Bohrkrone 1 in Richtung des Pfeils 8 zuerst mit dem zu lösenden Gestein in Eingriff gelangt. Die zweite Schneide 5 ist zweiteilig ausgebildet, wobei die Schneiden 5 jeweils außermittig von der Drehachse 6 der Bohrkrone 1 auf der Stirnfläche 2 der Bohrkrone 1 angeordnet sind. Die Schneiden 5 sind so ausgebildet, dass sie weiterhin auch geneigt über die Stirnfläche 2 der Bohrkrone 1 ausgebildet sind. Im Bereich des Bohrkronenschafts 4 sind die Schneiden 5 hierbei so ausgebildet, dass sie um einen Winkel a, welcher in Fig. 1 dargestellt ist, in Bezug auf die Drehachse 6 der Bohrkrone 1 um zwischen 2° und 15° geneigt ausgebildet sind, so dass bei einer Drehung der Bohrkrone 1 in Richtung des Pfeils 8 zuerst derjenige Teil der Schneide 5 mit dem zu lösenden Gestein in Eingriff gelangt, welcher der Schneide 3 am nächsten liegt und als letztes derjenige Bereich der Schneide 5 in Eingriff gelangt, welcher am weitesten von einem Bohrlochinneren, d.h. am weitesten von der Stirnfläche 2 der Bohrkrone 1 entfernt angeordnet ist. Gleichzeitig sind die Schneiden 3, 5 so ausgebildet, dass sie an ihrem die Stirnfläche 2 der Bohrkrone übergreifenden Bereich, den an der Bohrlochwandung anliegen und insbesondere den definitiven und gewünschten Bohrlochquerschnitt bzw. Durchmesser des Bohrlochs ausbilden. Mit einer derartigen Ausbildung tragen sämtliche Bereich der Schneiden 3, und 5 gleichmäßig zur Ausbildung des Bohrlochs bei und 5/12 österreichisches Patentamt AT13 738 U1 2014-07-15 werden somit auch gleichmäßig abgenützt, wodurch insgesamt die Standzeit der Bohrkrone 1 verlängert ist.

[0033] Anstelle einer gleichmäßigen Neigung der Schneiden 3, 5 um den Winkel α können diese, insbesondere ihre vorlaufende Kante 9 auch gekrümmt ausgebildet sein, um noch klarer bzw. vollständiger der gewünschten Schraubenlinienform, für einen verbesserten Abtransport von Bohrklein zu folgen.

[0034] Schließlich ist bei der Darstellung von Fig. 2 noch erkenntlich, dass die Stirnfläche 2 der Bohrkrone 1 im Wesentlichen aus 2 halbkreisförmigen Elementen 13 ausgebildet ist, welcher halbkreisförmigen Elemente 13 in Bezug auf die Schneide 3 zueinander versetzt sind. Weiterhin sind, um ein zufälliges Abbrechen bzw. Beschädigen der über dem Bohrkronendurchmesser a vorragenden Schneiden 3 und 5 zu vermeiden, im Bereich des Bohrkronenschafts 4 Verstärkungsrippen 10 ausgebildet, welche mit einer Hartmaterialplattierung 7 nicht versehen sind. Die Hartmetallplattierungen 7 sind auch in Fig. 2 als dunkel schraffierte Bereiche 7 dargestellt.

[0035] In Fig. 3, welche einen Längsschnitt durch die Bohrkrone 1 entlang der Linie A-A von Fig. 2 darstellt, ist ersichtlich, dass im inneren der Bohrkrone 1 einerseits ein Gewinde 14 vorgesehen ist, um beispielsweise eine nicht dargestellte Bohrstange oder einen Adapter einzufügen und die Bohrkrone 1 so an einer nicht dargestellten Vorrichtung zum Bohren von Löchern festzulegen und andererseits, dass im Inneren der Bohrkrone 1 weiterhin ein Spülkanal 15 geführt ist, welcher in einer Spülöffnung 11 an der Außenseite der Bohrkrone 1 im Bereich zwischen den Verstärkungsrippen 10 und den geneigten Schneiden 5 mündet. Der Spülkanal 15 ist hierbei im Wesentlichen normal auf die Drehachse 6 der Bohrkrone 1 ausgebildet, wobei er üblicherweise einen Winkel zwischen 2° und 10° mit der Waagrechten derart einschließt. Mit einer derartigen Ausbildung wird beim Ausbringen von Spülfluid, welches in bekannter Weise aus Wasser, Luft oder Mischungen davon gebildet sein kann, sichergestellt, dass vor allem im Bereich der Stirnfläche 2 der Bohrkrone 1 angesammeltes Bohrklein mit Sicherheit aufgewirbelt und entlang der im Wesentlichen spiralförmigen Ausbildung sowohl der Verstärkungsrippen als auch der Schneiden 5 nach rückwärts in Richtung zu einem Bohrlochäußeren abtransportiert ist. Die Spülöffnung 11 hat hierbei bevorzugt einen Durchmesser d, welcher im Wesentlichen gleich groß wie der Durchmesser bzw. die Dicke der Schneiden 3 und 5 ist.

[0036] In Fig. 4, welche eine perspektivische Seitenansicht der Bohrkrone von Fig. 1 zeigt, sind die Bezugszeichen der Fig. 1 bis 3 so weit als möglich beibehalten.

[0037] In der Darstellung von Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Schneide 3 sich im Wesentlichen über den gesamten Durchmesser a des Bohrkronenschafts 4 erstreckt und dass über den Außenumfang des Bohrkronenschafts 4 vorragende Bereiche 16 der Schneide 3 in ihrem oberen Bereich mit einer Hartmetallplattierung versehen sind und in dem Bereich, welcher weiter von einem Bohrlochinneren abgewandt ist, ist die Schneide 3 ohne Hartmaterialplattierung 7 ausgebildet. Zwischen der Schneide 3 und der Schneide 5 ist eine Verstärkungsrippe 10 vorgesehen, welche sich im Wesentlichen unter dem einem Bohrlochäußeren zugewandten Rand der Stirnfläche 2 der Bohrkrone 1 erstreckt. Die Dimensionierung der Verstärkungsrippe 10 bzw. Verstärkungsrippen 10 wird hierbei so gewählt, dass sichergestellt ist, dass in einem praktischen Einsatz ein Ausreißen der dadurch unterstützten bzw. gehaltenen Schneiden 3 5 sicher verhindert ist.

[0038] Die zweiten Schneiden 5 Sind an der Stirnfläche 2 der Bohrkrone 1 derart angebracht, dass die im Wesentlichen sägezahnförmig ausgebildete Schneide 3 ihren tiefsten Punkt 17 in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem Anlenkpunkt der nachlaufenden Kante 12 der Schneide 5 an die Schneide 3 aufweist. Weiterhin ist die Schneide 5 derart geneigt ausgebildet, dass sie sich im Wesentlichen nach Art einer der Drehbewegung der Bohrkrone gemäß dem Pfeil 8 folgenden Spirale um wenigstens einen Teil des Umfangs des Schafts 4 erstreckt. Das bedeutet, dass die Schneiden 5 mit einer „Balligkeit“ in Richtung des Pfeils 8 versehen sind.

[0039] Es erübrigt sich in diesem Zusammenhang festzuhalten, dass auch jeweils die gesamten Schneiden 3, 5 aus gehärtetem Material bzw. Hartmaterial ausgebildet sein können, um insbe- 6/12 österreichisches Patentamt AT13 738 U1 2014-07-15 sondere die Standzeit der Bohrkrone 1 weiter zu erhöhen oder diese auch für ein Bohren, insbesondere drehendes oder drehendes und schlagendes Bohren in mäßig hartem Gestein anwenden zu können.

[0040] Die Darstellung von Fig. 5 ist im Wesentlichen gleich der Darstellung von Fig. 4, wobei die Bohrkrone lediglich um 90° in Richtung des Pfeils 8 verdreht wurde. In Fig. 5 ist daher nicht nur eine Verstärkungsrippe 10 zwischen der Schneide 3 und den Schneiden 5 zu sehen, sondern es ist erkenntlich, dass sich auch die Verstärkungsrippen 10 im Wesentlichen nach Art einer Spirale um den Umfang des Schafts 4 der Bohrkrone 1 erstrecken. Schließlich ist der Darstellung von Fig. 5 die Austrittsöffnung 11 eines Spülkanals 15 entnehmbar und es ist ersichtlich, dass diese Austrittsöffnung 11 im Wesentlichen im Bereich der Grenzfläche zwischen der Schneide 5 und einer Verstärkungsrippe 10 mündet, so dass das austretende Spülfluid zwangsgeführt wird und insbesondere den Bereich der Bohrkrone 1, welcher zu einem Bohrlochinneren zugewandt ist, mit Sicherheit von Bohrklein frei spült. 7/12

Claims (16)

1. österreichisches Patentamt AT13 738 U1 2014-07-15 Ansprüche 1. Bohrkrone (1) für eine Vorrichtung zum Bohren von Löchern in weichem bzw. mildem Boden- oder Gesteinsmaterial mit einer Mehrzahl von sich zumindest über eine Stirnfläche (2) der Bohrkrone (1) erstreckenden Schneiden, welche Schneiden (3, 5) mit sowohl wenigstens zwei voneinander verschiedenen "radialen" Erstreckungen als auch zwei voneinander verschiedenen "axialen" Erstreckungen in Richtung einer Drehachse (6) der Bohrkrone (1) ausgebildet sind, sowie wenigstens eine Öffnung (11) zum Ausbringen von Spülfluid, dadurch gekennzeichnet, dass eine eine geringere radiale Erstreckung aufweisende erste Schneide (3) sich über den gesamten Bohrkronendurchmesser (a) erstreckt, dass auf die eine geringere radiale Erstreckung aufweisende erste Schneide (3) zwei über einen Außenumfang der Stirnfläche (2) der Bohrkrone (1) weiter als die erste Schneide (3) vorragende zweite Schneiden (5) vorgesehen sind und dass die zweiten Schneiden (5) im Bereich der Stirnfläche (2) der Bohrkrone (1) und/oder im Bereich eines Bohrkronenschafts (4) geneigt, mit der ersten Schneide (3) und/oder der mit der Drehachse (6) der Bohrkrone (1) einen spitzen Winkel (a) einschließend ausgebildet sind.
2. 2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der zweiten Schneiden (5) derart ist, dass bei einer Drehung der Bohrkrone (1) die zweiten Schneiden (5) zuerst mit ihren an die erste Schneide (3) angrenzenden Bereichen in Eingriff mit dem zu lösenden Gestein gelangen.
3. 3. Bohrkrone (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schneiden (5) mit der Drehachse der Bohrkrone (1) einen Winkel (a) von 2° bis 15 °, insbesondere 5° bis 10° einschließen.
4. 4. Bohrkrone (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneidfläche der Schneiden (5) um einen Winkel (ß) zur Waagrechten, insbesondere um einen Winkel (ß) von 1 bis 10°zur Waagrechten geneigt ist.
5. 5. Bohrkrone (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Drehrichtung (8) der Bohrkrone (1) vorlaufende Schneidkante (9) höher als eine in Drehrichtung (8) der Bohrkrone (1) nachlaufende Kante (12) angeordnet ist.
6. 6. Bohrkrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schneide (3) in axialer Richtung der Bohrkrone (1) im Wesentlichen sägezahnförmig mit zwei den Außenumfang der Bohrkrone (1) übergreifenden sich entlang der Drehachse (6) der Bohrkrone (1) erstreckenden senkrechten Bereichen ausgebildet ist.
7. 7. Bohrkrone (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der sägezahnförmige Bereich der ersten Schneide (3) an seinen am weitesten in ein Bohrlochinneres ragenden Bereichen Abflachungen aufweist.
8. 8. Bohrkrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in Drehrichtung (8) nachlaufenden Kanten (12) der zweiten Schneiden (5) an ihrem Knickpunkt zwischen der Stirnfläche (2) der Bohrkrone (1) und dem Bohrkronenschaft (4) auf einer gemeinsamen durch einen Bohrkronenmittelpunkt verlaufenden Achse (A-A) liegen und dass Anlenkbereiche der zweiten Schneiden (5) an die erste Schneide (3) den Bohrkronenmittelpunkt frei lassen.
9. 9. Bohrkrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweiten Schneiden (3, 5) der Bohrkrone (1) in ihren mit zu lösendem Gestein in Eingriff gelangenden Bereichen gehärtet ausgebildet sind und/oder mit einer Hartmaterial bzw. Hartmetallplattierung (7) versehen sind.
10. 10. Bohrkrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich des Bohrkronenschafts (4) geneigt ausgebildeten Bereiche der zweiten Schneiden (5) von einem Bohrlochinneren zu einem Bohrlochäußeren im Wesentlichen keilförmig ausgebildet sind. 8/12 österreichisches Patentamt AT13 738 U1 2014-07-15
11. 11. Bohrkrone (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vorlaufende Kante (9) des im Wesentlichen keilförmigen Bereichs der zweiten Schneiden (5) gekrümmt ausgebildet ist.
12. 12. Bohrkrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den über den Bohrkronenschaft (4) vorragenden Bereichen (16) der ersten und zweiten Schneiden (3, 5) Verstärkungsrippen (10), insbesondere im Wesentlichen schraubenlinienförmig um den Bohrkronenschaft (4) verlaufende Verstärkungsrippen (10) ausgebildet sind.
13. 13. Bohrkrone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein, im Wesentlichen normal auf die Drehachse (6) der Bohrkrone (1) stehender Spülkanal (15) für ein Ausbringen von Spülfluid im Bohrkronenschaft (4) ausgebildet ist.
14. 14. Bohrkrone (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülkanal (15) um einen mit der Waagrechten zwischen 2 und 10° erschließenden Winkel (γ) in Richtung zu einem Bohrlochinneren geneigt ist.
15. 15. Bohrkrone (1) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Spülkanäle (15) vorgesehen sind und dass die Spülkanäle (15) über den Verstärkungsrippen (10) und benachbart der vorlaufenden Schneidkante (9) des geneigten Bereichs der zweiten Schneiden (5) münden.
16. 16. Bohrkrone (1) nach einem der Ansprüche 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der (die) Spülkanal(kanäle) (15) sich in Richtung zu einer Außenseite der Bohrkrone (1) verjüngend ausgebildet sind. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 9/12