DE1002264B - Gesteinsdrehbohrer mit loesbar eingesetzten Schneidstaehlen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Gesteinsdrehbohrer, 1>ei denen der oder die Schneidstähle in eine Nut des Bohrkopfes eingetrieben werden, wonach sie ohne irgendwelche weiteren Befestigungsmittel mechanischer oder chemisch-physikalischer Art lediglich, auf Grund ihrer Haftreibung in der Nut gehalten werden.

Es sind bereits mehrere Formen von Schneidstählen bekannt, die nicht in den Bohrkopf eingelötet werden, sondern lösbar in ihm befestigt sind. Dies sind jedoch meist Vorrichtungen, bei denen der Schneidstaihl zusätzlich, z. B. durch Schrauben odl. dgl., festgeklemmt ist. Ferner sind aber bereits Ausführungen bekannt, bei denen der Schneidstahl nur durch Haftreibung in seinem Lagerbett festgehalten wird. Diese bisher bekannten Ausbildungen lassen sich jedoch nur bei Stählen anwenden, deren Schneide radial zur Bdhrkopfachse steht, z. B. Stoßmeißel. Würde eine Ausbildung bekannter Art dagegen bei z. B. an der Peripherie des Bohrkopfes angeordneten Schneidstählen angewendet, bei denen die Schneide bzw. die Körperlängsachse des Stahls mit der Drehrichtung zusammenfällt, dann würde derselbe sofort aus seinem Lagerbett herausgestoßen werden.

Die Erfindung sieht daher eine Verbesserung der Schneidstahlform vor, wobei insbesondere die nicht radial zur Bohrkopfachse angeordneten Stähle so gestaltet sind, daß ein Herausstoßen aus ihrem Lagerbett verhindert wird, die bei der Arbeit auftretenden Kräfte und Stöße im Gegenteil den Stahl noch tiefer in sein Bett hineintreiben, während außerdem bei der erfindungsgemäßen Gestaltung ein besserer Vorschub ermöglicht und ein Ausbrechen der Schneiden weitgehend verhindert wird.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den Bohrkopf mit eingesetzten Sohneidstählen nach der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Bohrkopfes gemäß Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung den Schnitt durch einen in den Bohrkopfumfang eingesetzten Schneidstahl nach der Linie III-III der Fig. 4,

Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3,

Fig. 5 das Schaubild einer Variante des Schneidstahls,

Fig. 6 den Axialsdmitt durch eine Variante des Bohrkopfs,

Fig. 7 die Seitenansicht eines Schneidstahls nach Fig. 6 und

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 6 durch einen Schneidstahl gemäß Fig. 7.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind im Bohrkopf 1, der wie üblich eine z. B. aus vier radial eingesetzten Gesteinsdrehbohrer
mit lösbar eingesetzten Schneidstählen

Anmelder:

Josef Dionisotti, Monthey, Wallis
(Schweiz)

ίο Vertreter: Dipl.-Ing. Dr. jur. O. Holmer, Patentanwalt, Friedrichshafen (Bodensee), Oranienstr. 5

Josef Dionisotti, Monthey, Wallis (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Stählen bestehende Krone besitzt, mehrere Nuten eingeschnitten, die zweckmäßig gekrümmt sind und in Drehrichtung verlaufen. Im Beispielsfalle weist der Bohrkopf je zwei diametral gegenüberliegende Nuten auf, die mit je einem Schneidstähl 3 besetzt werden.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Seitenflanken 3^a der Schneidstähle 3, die mit den Seitenflanken der Nut in Reibung stehen, entgegen der Arbeitsdrehriehtung des Bohrers konvergieren, die Stähle also in Form eines gekrümmten, etwa konzenirisch zur Bohrerachse angeordneten Keils ausgebildet sind.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die im durch die Pfeile D gekennzeichneten Drehsinn vorn liegende Stirnfläche 3^C des Stahls 3 größer ist als die hintere Stirnfläche 3^d. Ebenso ist dieser Größenunterschied deutlich in Fig. 1 gezeigt, wobei der Schnitt gemäß Linie I-I aus der Achse herausgelegt ist.. Die bei.der Arbeit auftretenden Stoßkräfte müssen daher die keilförmigen Schneidstähle 3 stets noch weiter in die Nuten hineintreiben, wodurch ein selbsttätiges Lösen der Stähle während der Arbeit unmöglich, ist.

Auch die Arbeitskräfte, die in Achsrichtung, also bei Fig. 1 von oben her auf die Stähle 3 einwirken, treiben diese noch tiefer in die Nuten, da hier die Seitenflanken 3" zur Fußfläohe 3⁶ hin konvergieren. Wenn jedoch die Seitenkräfte (z. B. bei sehr geringem \^rorschub des Bohrers) wesentlich größer sind, kann ein Auskippen des Stahls 3 dadurch verhindert werden, daß die Seitenflanken 5° gemäß Beispiel nach Fig. 5 zur Fußfläche 5^b des Stahls 5 hin divergieren, während der Stahl 5 sonst ebenso keilförmig ausgebildet ist wie der Stahl 3.

Sinngemäß auf gleiche Weise sind die beiden auf dem Bohrkopfumfang aufgesetzten Stähle 4 befestigt.

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Diese sind mit einem Schwalbenschwanz 4^e versehen, mit dem sie in eine Nut des Bohrkopfumfangs eingeschoben werden. Auch hier ist die inDrehriehtmigD vorn liegende Fläche 4^C größer als die hintere Fläche ¥■. Besonders deutlich geht dies aus Fig. 3 hervor, in der die Schnittfläche nahe des Vorderendes 4^C liegt und die hintere Fläche gestrichelt dargestellt ist. Besonders vorteilhaft ist es bei den umfänglich angeordneten Stählen 4, wenn die Außenfläche 4⁶ sich entgegen der Drehridhtung D zur Bohrerachse nähert, wie in Fig. 4 veranschaulicht. Die vordere Außenkante 4^e des Stahls 4 bewegt sich auf der gestrichelt gezeichneten Spurlinie ^S", die also mit der Bohrlochwand zusammenfällt. Erfahrungsgemäß reißt diese Außenkante 4^e oft kleinere Steine aus, die sich bei der üblichen Schneidstahlform (bei der die Außenfläche mit der Spurlinie 5* zusammenfällt) zwischen Stahl und Bohrlochwand festklemmen und so zu einer Überbeanspruchung des Bohrkopfes, des Gestänges und des Antriebs führen. Nähert sich dagegen die Außenfläche 4⁶ nach der Erfindung der Bohrerachse entgegen dem Drehsinn D, dann verbleibt ein sich erweiternder Spalt zur Bohrlochwand und nur die Vorderkante 4^C steht mit ihr in Verbindung, so daß das Abbruchmaterial keine Klemmung verursachen kann.

Zweckmäßig ist es insbesondere bei relativ großem Vorschub des Bohrers, wenn sich der Stahl 4 auf einem Flansch l^a des Bohrkopfes abstützt, wie in Fig. 1 dargestellt. Ist der Vorschub nur gering, dann kann ein Stahl nach Fig. 3 verwendet werden, der sich nur mit dem Schwalbenschwanz 4^a am Bohrkopf abstützt.

In Fig. 6 ist eine Abwandlung des Bohrkopfes dargestellt, bei dem eine Mehrzahl von Schneidstählen 7 auf dem Bohrkopf l^b stufenförmig angeordnet ist, die mit Schwailbenschwänzen 7^a in parallel zur Bohrkopfachse verlaufende Nuten von der Spitze her eingeschoben werden.. Auch dieser Schwalbenschwanz 7^a verjüngt sich, und zwar von der Spitze weg, also entgegen der Vorschubrichtung, wie aus der Ansicht des Stahls 7 in Fig. 7 gestrichelt zu ersehen ist. Ebenso wie im ersten Beispiel treiben die beim Vorschub auftretenden Kräfte bzw. Stöße die Stähle 7 noch fester in die Nuten des Bohrkopfes l^b ein. Es ist natürlich zweckmäßig, wenn der Schwalbenschwanz 7^a so dimensioniert ist, daß nach demEintreiben des Stahls 7 dieser noch nicht auf dler entsprechenden: Stufe des Bohrkopfes 1* aufsitzt, sondern ein -freier Raum verbleibt, in den der Stahl nodh weiter eindringen kann.

Selbstverständlich können alle diese Stähle mit besonderen Hartmetallspitzen bzw. -schneiden 6 ausgestattet werden, wie z.B. in Fig. 5 oder 8 angedeutet, was jedoch bereits bekannt ist. Eine sehr vorteilhafte Gestalt der Schneide selbst ist im Beispiel nach Fig. 7 gezeigt. Es ist zwar bereits bekannt, bei radial angeordneten Schneiden dieselbe mit einer vertikalen Wölbung zu versehen. Insbesondere bei Stählen aber, deren Schneide mit der Drehrichtung zusammenfällt, besteht die große Gefahr des Ausbrechens speziell der Spitzen. Ist dagegen die Schneide vertikal so abgerundet, daß die in Drehrichtung vorn liegende Spitze 7^b mit einem größeren Radius abgerundet ist als die hintere Spitze 7°, dann ist ein Ausbrechen der Schneide so gut wie ausgeschlossen und ein wesentlich größerer Vorschub ermöglicht. Diese Ausbildung ist bei allen Stählen 3, 4, 5 und insbesondere bei den zuletzt aufgeführten Stählen 7 von wesentlicher Bedeutung.

Ein beträchtlicher Vorteil besteht bei allen Schneidstählen der Erfindung darin, daß sie auf leichteste Art, und zwar durch lediglich einen leichten Hammerschlag vom Bohrkopf gelöst werden können, da durch die Keilform schon nach einem Austrieb von wenigen Millimetern keine Reibung mehr vorhanden ist und der Stahl mit der Hand aus der Nut genommen werden kann.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gesteinsdrehbohrer mit durch Eintreiben in eine Nut des Bobrkopfes lösbar einsetzbarem Schneidstahl, der lediglich durch Haftreibung in dieser Nut festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß seine in dem Bohrkopfwerkstoff (1) eingebetteten Seitenflanken (3^a, 5°) entgegen der Drehrichtung (D) des Bohrers konvergieren, der Schneidstahlkörper (3, 5) in Drehrichtung gekrümmt und zur Fußfläche (5⁶) hin verbreitert ist.

2. Gesteinsdrehbohrer mit Schneidstahl, der durch einen Schwalbenschwanz an dem Bohrkopf befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schwalbenschwanz (4°, 7^a) entgegen' der Drehrichtung (D) des Bohrers oder in Achsrichtung von der Spitze weg verjüngt.

3. Gesteinsdrehbohrer mit Schneidstahl nach Anspruch 1 oder 2, dessen Schneide mit der Drehrichtung (D) des Bohrers zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß seine vordere und seine rückwärtige Spitze so abgerundet ist, daß der Abrundiungsradius vorn (7^Ö) größer als hinten (7^C) ist.

4. Gesteinsdrehbohrer mit Schneidstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der am Außenumfang des Bohrkopfs (1) oder an einer seiner Stufen (I⁶) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß seine Außenfläche (4⁶) sich entgegen der Drehrichtung (D) des Bohrers der Bohrerachse nähert (vgl. Fig. 2 und 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 243 644, 328 576, 630138, 817 887;

österreichische Patentschrift Nr. 171 827;

französische Patentschrift Nr. 955 978;

schweizerische Patentschriften Nr. 263 563,273 896; britische Patentschriften Nr. 410 947, 657 432, 991;

USA.-Patentschriften Nr. 2 099 677, 2 168 102,
252 745, 2 579 720;

Werbeblatt »Anker-Hairtmetall-Schlagbohrer« für hartes Gestein, Nr. 198, Detnag, Duisburg.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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