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Bohrkopf für drehendes Tiefbohren.
Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf für drehendes Tiefbohren, mit an seinem unteren Ende schräg abwärts und einwärts gerichteten Lagerzapfen, auf denen konische mit Zahnreihen versehene
Messer mittels je eines an der Basis des konischen Messers angeordneten Rollenlagers und eines am Ende des Lagerzapfens angeordneten Kugellagers drehbar angeordnet sind. Bei der bekannten Bauart dieser
Art ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten beim Einführen der Kugeln des Kugellagers in ihre Lauf- bahn, und zu diesem Zweck muss das Lager des Messers aus mehreren Teilen hergestellt werden, die durch
Verschweissen miteinander verbunden werden.
Dieser Mangelj wird gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, dass jeder Lagerzapfen des Bohrkopfes von einer zur Achse des Bohrkopfes im wesentlichen rechtwinkeligen Bohrung durchsetzt ist, durch welche die Kugeln des Kugellagers bequem eingeführt werden, ohne dass die Herstellung des Messers aus mehreren Teilen erforderlich wäre.
Zur Erhöhung der Sicherheit der hochbeanspruchten Lagerung des Messers ist vorteilhaft an der
Stirnseite jedes Lagerzapfens ein gehärteter Bolzen eingesetzt, der in eine Bohrung des Messers eingreift, wodurch ein erhöhter Schutz gegen Verkanten des Messers geboten wird.
Gemäss der Erfindung sind ferner im Bohrkopf mehr als, wie üblich, zwei Messer angeordnet, wobei die Zahnreihen jedes Messers auf dem Grunde des Bohrloches eine andere Bahn beschreiben als die entsprechenden Zahnreihen des vorhergehenden Messers. Die Anordnung von drei oder vier Messern hat den Vorteil, dass der Bohrkopf am Bohrgrund eine bessere Stütze findet und das Bohren ruhiger und ohne Vibrationen vor sich geht. Ferner besteht der Vorteil, dass die ineinanderpassenden Zahnreihen benachbarter Bohrer in viel geringerem Masse in gegenseitigem Eingriff stehen als bei einem Bohrkopf mit zwei Messern, so dass auch bei vorkommenden Abnutzungen der Messerlager und damit geringen
Verlagerungen der Messer vermieden wird, dass benachbarte Messer sich gegenseitig verklemmen und an der Verdrehung hindern.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen
Bohrkopf mit zwei Messern in Seitenansicht und zur Hälfte im Längsschnitt, Fig. 2 einen Bohr- kopf mit drei Messern, Fig. 3 eine Unteransicht auf die in Fig. 2 dargestellten Messer und Fig. 4 die Messer nach Fig. 3, wobei dieselben nach einer zentralen Längsebene geschnitten sind ; diese Ansicht zeigt, wie die Messerzähne ineinanderpassen.
Gemäss Fig. 1 ist der Bohrerkopf 1 längs einer mit 2 bezeichneten lotrechten, diametralen Ebene geteilt. Dieser Kopf besitzt einen verjüngten und mit einem Schraubengewinde versehenen Schaft 3, welcher mit dem Bohrerbund oder der Bohrerkupplung am unteren Ende der nicht dargestellten Bohrer- spindel verbunden wird. Der Bohrerkopf weist zwei Arme 4 auf, an deren unteren Enden schräg ein- wärts und abwärts gerichtete Lagerzapfen 5 vorgesehen sind, die ungefähr unter einem rechten Winkel zu den inneren abgeflachten Flächen der Arme 4 geneigt sind. Der Schaft 3 besitzt eine Bohrung 6, die zu einer Öffnung 7 des Schaftes führt, durch welche die Spülflüssigkeit zu den Messern geleitet wird.
Auf den beiden Zapfen 5 ist je ein im wesentlichen konisches Messer 8 drehbar gelagert, das an seiner Mantel- fläche mit in Reihen angeordneten Zähnen 9 versehen ist. Die Zähne 9 beider Messer passen ineinander, so dass die Messer sich gegenseitig von Material reinigen können, das sich während der Arbeit ansetzt.
Die Lagerzapfen 5 sind in der Nähe der Arme 4, d. h. an der Basis des Messerkegels, mit einer
Rollenlaufbahn 10 versehen, die gemäss der Zeichnung ein wenig in den Zapfen 5 eingeschnitten sein kann und Rollen 11 aufnimmt. In einem gewissen Abstande von der Rollenlaufbahn ist gegen das Ende des Lagerzapfens 5 zu eine Kugellaufbahn 12 zur Aufnahme einer Reihe von Kugeln 13 vorgesehen.
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Diese Kugelreihe, die În, einer entsprechenden Laufbahn 25 des Messers 8 liegt, hält das Messer auf dem Zapfen 5, d. h. sichert es gegen eine axiale Verschiebung. Die Kugeln werden durch eine quer zur Mittel-
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der Kugeln wird ein FÜllstÜck 15 in die Bohrung 14 eingesetzt. Das innere Ende des Füllstüekes ist entsprechend ausgenommen, u. zw. zwecks Anpassung an die Laufbahn J ? 2. Das äussere Ende des Fiillstückes M wird dann mit dem Bohrkopf. verselrweisst. und so festgelegt.
An der Stirnseite des Zapfens 6 ist eine. Bohrung angeordnet, die zur Aufnahme eines in einer Bohrung des Messers gelagerten Führungsbolzens. ? 7 dient. Dieser ist aus gehärtetem Stahl hergestellt und nimmt den seitlichen Druck des Messers auf, so dass er eine erhöhte Sicherheit der Messerlagerung und einen verstärkten Schutz gegen Verkanten des Messers bietet.
Im Betrieb können die Messer 8 frei auf ihren Zapfen 5 umlaufen, so dass sie, wenn der Bohrkopf unter Abrollen der Messer auf dem Grund des Bohrloches gedreht wird, nicht-klemmen oder stehenbleiben.
Das Rollenlager ll-bietet eine grosse Lagerfläche dar, um den radialen Arbeitsdruck aufzunehmen. Auf diese Weise sind die Kugeln 13 entlastet und halten mindestens so lange wie die Messerzähne. Die wesentliche Aufgabe der Kugeln'ist, nicht nur das Messer auf dem Zapfen 5 zu halten, sondern auch zur Verminderung der Reibung zu dienen.
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anordnung benutzt. In diesem Falle ist der Kopf l'in drei Teile geteilt, von denen jeder einen Zapfen 5 besitzt, auf dem ein Messer 8'gelagert ist. Zwecks Zentrierung der drei Teile des Kopfes beim Zusammenbau können an ihren Berührungsflächen Dübel 19 vorgesehen sein. Sodann werden die Teile miteinander verschweisst oder dadurch zusammengehalten, dass man den mit einem Schraubengewinde versehenen Schaft in einen Bohrerbund oder in eine Bohrerkupplung einschraubt.
Die Anordnung von drei Messern, u. zw. derart, dass die Zähne der einzelnen Messer ineinanderpassen können, wurde bisher als praktisch unmöglich angesehen, weil es schwierig ist, die Zahnreihen an einem Messer in die Zähne der beiden andern Messer passend zu bekommen, deren Zähne ebenfalls ineinanderpassen müssen. Es wurde jedoch festgestellt, dass dies möglich ist und dass, obgleich jedes Messer notwendigerweise eine geringe Anzahl von Zahnreihen aufweist, die Messer bei richtiger Anordnung zusammen den gesamten Grund des Bohrloches bearbeiten und ein glattes Laufen und ein rasches Bohren ermöglichen.
Bei allen diesen Messern liegen die Zähne, wie bei einem Bohrer mit zwei Messern, auf einer inneren Zone 20 und einer äusseren Zone M, die auf einer unter einem spitzeren Winkel verlaufenden Kegelfläche liegt als die innere Zone 20. Dies geschieht deshalb, um die äussere Zahnreihe 22 der Zone 21 ausser Eingriff mit der entsprechenden Zahnreihe des Nachbarmessers zu bringen.
An jedem Messer sind die Zahnreihen, mit Ausnahme der äusseren Reihe 22, derart angeordnet, dass sie auf dem Grund des Bohrloches eine Bahn ausserhalb jener des benachbarten, in der Drehrichtung vorhergehenden Messers bearbeiten bzw. schneiden. Dies ist aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, in welchen der Bohrer in Richtung des Pfeiles umläuft. Jede Zahnreihe an jedem Messer schneidet ihre eigene Bahn auf dem Bohrgrund, und die Gesamtwirkung der Zahnreihen aller Messer besteht darin, dass sie den gesamten Bohrgrund bestreichen bzw. schneiden.
Bei Benutzung von drei Messern im Bohrerkopf erhält der Bohrer eine Dreipunktstütze auf dem Bohrgrund und bohrt daher sanfter, und es ergibt sich daher eine geringere Vibration und eine bessere Schneidarbeit. Selbstverständlich können auch mehr als drei Messer verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Bohrkopf für drehendes Tiefbohren, mit an seinem unteren Ende schräg abwärts und einwärts
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Kugellagers drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lagerzapfen von einer im wesentlichen zur Achse des Bohrkopfes senkrechten Bohrung (14) durchsetzt ist, durch welche die Kugeln des Kugellagers (13) eingeführt werden.