DE10136094A1

DE10136094A1 - drilling

Info

Publication number: DE10136094A1
Application number: DE10136094A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Bayer; Dieter Wurm
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-02-20
Also published as: EP1419308B1; EP1419308A1; WO2003010409A1; DE50206158D1

Abstract

Bei einem Bohrwerkzeug zum Herstellen oder Aufweiten von Erdbohrungen oder auch zum Zerstören von im Erdreich verlegten Rohrleitungen ist ein Grundkörper so mit einer dem Erdreichabbau oder dem Zerstören der Rohrleitung dienenden Schneidkörper verbunden, daß die Schneide in einer komplementären Halterung des Grundkörpers verankert ist. Dies kann durch Verschrauben oder durch bloßen Reibungsschluß geschehen und ermöglicht es, einen einzigen Grundkörper mit unterschiedlichen Schneidkörpern für unterschiedliche Bodenverhältnisse oder unterschiedliche Solldurchmesser der Erdbohrung auszustatten.In the case of a drilling tool for producing or widening earth bores or also for destroying pipelines laid in the ground, a base body is connected to a cutting body which serves to dig or destroy the pipeline in such a way that the cutting edge is anchored in a complementary holder of the base body. This can be done by screwing or by mere frictional engagement and makes it possible to equip a single base body with different cutting bodies for different soil conditions or different nominal diameters of the earth hole.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Herstellen oder Aufweiten von Erdbohrungen oder auch zum Zerstören einer im Erdreich verlegten Rohrleitung gegebenenfalls mit gleichzeitigem Einziehen einer neuen Rohrleitung. The invention relates to a drilling tool for producing or expanding Earth bores or to destroy a pipeline laid in the ground if necessary with the simultaneous pulling in of a new pipeline.

Bohrwerkzeuge dieser Art bestehen üblicherweise aus einem Grundkörper sehr unterschiedlicher Beschaffenheit, der einstückig, beispielsweise durch Schweißen, mit Schneiden zum Abbau und/oder Aufweiten des das Werkzeug umgebenden Erdreichs einstückig verbunden sind. Der Grundkörper kann sehr unterschiedlicher Art sein und beispielsweise aus einem gezogenen und/oder geschobenen Gestängeabschnitt bestehen. Bei einem solchen, aus der US-Patentschrift 5 687 807 bekannten Bohrwerkzeug zum Aufbohren bzw. Aufweiten einer vorhandenen Erdbohrung ist der Gestängeabschnitt mit spitzwinkelig abstehenden Streben verschweißt, zwischen deren freien Enden und dem Gestängeabschnitt sich gebogene Messerbalken erstrecken, die mit Schneiden versehen sind. Die Messerbalken sind mit den Streben und dem Gestängeabschnitt verschweißt, so daß die Konstruktion insgesamt sehr aufwendig ist. Ein weiterer Nachteil derartiger Konstruktionen besteht darin, daß ein Austausch der Messerbalken und insbesondere auch eine Anpassung an unterschiedliche Ist- oder Solldurchmesser des Bohrlochs nicht möglich ist. Drilling tools of this type usually consist of one main body of different nature, in one piece, for example by Welding, with cutting edges for dismantling and / or expanding the tool surrounding soil are integrally connected. The basic body can be very be of different types and, for example, from a drawn and / or pushed rod section exist. In such a case, from the US Pat. No. 5,687,807 known drilling tool for boring or expanding an existing earth hole is the rod section with an acute angle protruding struts welded between their free ends and the Rod section to extend curved cutter bars with cutting edges are provided. The knife bars are with the struts and the Rod section welded, so that the construction is very expensive overall. On another disadvantage of such constructions is that an exchange the cutter bar and in particular also an adaptation to different ones Actual or target diameter of the borehole is not possible.

Daraus folgt, daß für unterschiedliche Bohrungsdurchmesser, aber auch für unterschiedliche Bodenverhältnisse jeweils ein komplettes Werkzeug aus Grundkörper und Schneidkörpern bzw. Schneiden erforderlich ist. Hinzu kommt, daß ein Austausch beschädigter oder verschlissener Schneidkörper und Schneiden nur mit großem Aufwand möglich ist. It follows that for different bore diameters, but also for different soil conditions each a complete tool Basic body and cutting bodies or cutting is required. Come in addition, that an exchange of damaged or worn cutting bodies and Cutting is only possible with great effort.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Bohrwerkzeug zu schaffen, das sich unterschiedlichen Bohrbedingungen und Bodenverhältnissen anpassen läßt und gegebenenfalls auch ein leichtes Auswechseln der hoch beanspruchten Schneiden erlaubt. The invention is therefore based on the problem of a drilling tool create that different drilling conditions and soil conditions can be adjusted and, if necessary, an easy replacement of the high stressed cutting allowed.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Bohrwerkzeug aus einem Grundkörper und mindestens einem feststehenden Schneidkörper, bei dem der Schneidkörper erfindungsgemäß in einer vorzugsweise komplementären Halterung des Grundkörpers verankert ist. Zur Verankerung kann der Schneidkörper ein Basisteil besitzen, das vorzugsweise reibungsschlüssig in einer Halterung in Gestalt einer Grundkörperausnehmung verankert ist. Um das zu ermöglichen, können das Basisteil und die Ausnehmung keilförmig oder konisch ausgebildet sein. Durch Einpressen oder auch Einschlagen läßt sich das Basisteil des Schneidkörpers dann durch Reibungsschluß fest in der Ausnehmung verankern. Im Gebrauch wird dann die Haltekraft zwischen Basisteil und Grundkörper noch erhöht, wenn eine Kraftkomponente aus der mechanischen Beanspruchung des Schneidkörpers in Richtung der Ausnehmung wirkt. The solution to this problem consists in a drilling tool from a Base body and at least one fixed cutting body, in which the Cutting body according to the invention in a preferably complementary Bracket of the base body is anchored. The cutting body can be used for anchoring have a base part, which is preferably frictionally engaged in a holder Shape of a body recess is anchored. To make that possible the base part and the recess can be wedge-shaped or conical his. The base part of the Then anchor the cutting body firmly in the recess by friction. The holding force between the base part and base body is then still in use increases when a force component from the mechanical stress of the Cutting body acts in the direction of the recess.

Solche reibungsschlüssigen Verbindungen lassen sich auch wieder lösen, wenn ein Austausch der Schneidkörper erforderlich ist, beispielsweise gegen Schneidkörper mit einem größeren Durchmesser der Hüllfläche zum Erreichen eines größeren Durchmessers der Erdbohrung oder zum Austausch einer nicht mehr brauchbaren Schneide. Dies kann mit Hilfe eines Lösedorns geschehen, der in eine Kammer des Grundkörpers eingeschlagen wird, wenn die Basisteile mit ihren freien Enden in die Kammer ragen. Such frictional connections can also be broken if an exchange of the cutting body is necessary, for example, against Cutting body with a larger diameter of the envelope surface to reach a larger diameter of the earth hole or to replace one not more usable cutting edge. This can be done with a release pin, which is hammered into a chamber of the base body when the base parts protrude into the chamber with their free ends.

Der Schneidkörperaustausch wird vereinfacht, wenn der Grundkörper Halterippen bzw. -laschen besitzt, an denen bzw. zwischen denen die Schneidkörper mit Ihrer Basis verankert sind. Das kann beispielsweise durch Verschrauben geschehen. The cutting body exchange is simplified if the base body Has holding ribs or tabs, on or between which the cutting body are anchored to your base. This can be done, for example, by screwing happen.

Die Schneidkörper können auch in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnet sein, so daß sich bei auf einer Schrägfläche angeordneten Schneidkörpern durch einfaches Längsverschieben eine größere Hüllfläche bzw. Wirkfläche erreichen läßt. Um das zu ermöglichen, können die Schneidkörper, beispielsweise Schneidplatten, und/oder die Halterippen mit komplementären Bohrungen versehen sein. The cutting bodies can also be arranged displaceably in their longitudinal direction be so that when arranged on an inclined cutting bodies by simply shifting it longitudinally, a larger envelope or effective area can be achieved. To make this possible, the cutting bodies, for example Inserts, and / or the holding ribs with complementary holes be provided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen: The invention is illustrated below with reference to the drawing Exemplary embodiments explained in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines Bohrwerkzeugs mit einem Grundkörper und Schneidplatten, Fig. 1 is a perspective view of a drilling tool having a basic body and cutting inserts,

Fig. 2 den Grundkörper nach Fig. 1, Fig. 2 shows the basic body according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Grundkörpers der Fig. 1, Fig. 3 is an end view of the body of Fig. 1,

Fig. 4 einen Schneidkörper in Gestalt einer Schneidplatte, Fig. 4 shows a cutting body in the shape of a cutting plate,

Fig. 5 eine Bi-Metall-Schneidplatte, Fig. 5 is a bi-metallic cutting plate,

Fig. 6 die perspektivische Darstellung eines Grundkörpers mit einem Flycutter, Fig. 6 is a perspective view of a base body with a Flycutter,

Fig. 7 die Seitenansicht eins Grundkörpers mit einem Schneidkörper in Gestalt einer Schiene, Fig. 7 is a side view of one base body with a cutting body in the shape of a rail,

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Schneidkörper der Fig. 7, Fig. 8 is a plan view of the cutter body of Fig. 7,

Fig. 9 einen Grundkörper mit einem Lösedorn und Fig. 9 shows a base body with a release mandrel and

Fig. 10 einen Grundkörper mit zwei verschiedenen Schneidkörpern. Fig. 10 is a base body with two different cutting bodies.

Das Bohrwerkzeug besteht aus einem Grundkörper 1 mit Düsen 2 und einem Anschlußstück 3 für einen nicht dargestellten Spülmittelschlauch. Am gegenüberliegenden Ende ist der Grundkörper 1 mit einem Innengewinde versehen, in das ein Gestängeabschnitt 4 eingeschraubt ist, an dem eine Zugkraft, beispielsweise ein Zugseil, angreift. Auf seiner Oberfläche besitzt der Grundkörper paarweise parallel zueinander angeordnete, jedoch winkelig zu der Grundkörper-Längsachse verlaufende Halterippen 5, 6 mit einer dazwischen befindlichen schlitzartigen Ausnehmung 7, in der jeweils ein Schneidkörper in Gestalt einer Schneidplatte 8 angeordnet ist. Die vorderen Enden der Schneidplatten sind leicht nach innen abgebogen und übergreifen so käfigartig den rückwärtigen Teil des Gestängeabschnitts 4; sie bilden auf diese Weise einen käfigartigen Schutz für die angesichts der hohen Beanspruchung beim Bohren bzw. Aufweiten gefährdete Verbindung zwischen dem Grundkörper 1 und dem Gestängeabschnitt 4. The drilling tool consists of a base body 1 with nozzles 2 and a connector 3 for a detergent hose, not shown. At the opposite end, the base body 1 is provided with an internal thread, into which a rod section 4 is screwed, on which a traction force, for example a traction cable, acts. On its surface, the base body has holding ribs 5 , 6, which are arranged in pairs parallel to one another but run at an angle to the longitudinal axis of the base body, with a slot-like recess 7 in between , in each of which a cutting body in the form of a cutting plate 8 is arranged. The front ends of the cutting plates are bent slightly inwards and thus cage-like overlap the rear part of the rod section 4 ; in this way they form a cage-like protection for the connection between the base body 1 and the rod section 4 which is at risk in view of the high stress during drilling or expansion.

Der Freiraum zwischen den Halterippen dient zum Abführen des gelösten Erdreichs. The space between the holding ribs is used to discharge the loosened Soil.

Die Halterippen 5, 6 sind mit Bohrungen 9 versehen, die mit Bohrungen 10 im unteren Teil der Schneidplatten korrespondieren und der Aufnahme von nicht dargestellten Schraubzapfen zum Fixieren der Schneidplatten 8 dienen. The holding ribs 5 , 6 are provided with bores 9 , which correspond to bores 10 in the lower part of the cutting plates and serve to hold screw pins (not shown) for fixing the cutting plates 8 .

Im rückwärtigen Teil der Ausnehmungen 7 ist ein Führungskeil 11 mit einer Hinterschneidung 12 angeordnet, der beim Einschieben der Schneidplatte 8 von vorne in eine Nut 13 im unteren Teil der Schneidplatte eingreift. Der Keil 11 besitzt schräg in bezug auf den Grundkörper 1 verlaufende Führungsflächen, die mit korrespondierenden Führungsflächen der Nut 13 zusammenwirken und so geneigt angeordnet sind, daß sich beim Verschieben der Schneidplatten 8 nach vorne der Durchmesser der Schneidplatten-Hüllfläche verkleinert und beim Verschieben der Schneidplatten nach hinten vergrößert. Um die Schneidplatten dabei in verschiedener Lage fixieren zu können, besitzen die Halterippen 5, 6 und die Schneidplatten 8 die miteinander korrespondierenden Bohrungen 9, 10. In the rear part of the recesses 7 there is a guide wedge 11 with an undercut 12 which engages in a groove 13 in the lower part of the cutting plate from the front when the cutting plate 8 is inserted. The wedge 11 has oblique with respect to the base body 1 guide surfaces which cooperate with corresponding guide surfaces of the groove 13 and are arranged inclined so that the diameter of the insert surface decreases when the inserts 8 are moved forward and when the inserts are moved after enlarged at the back. In order to be able to fix the cutting plates in different positions, the holding ribs 5 , 6 and the cutting plates 8 have the mutually corresponding bores 9 , 10 .

Die Schneidplatten 8 können aus einem einheitlichen Werkstoff bestehen (Fig. 4) oder als Bi-Metall-Platten ausgebildet sein (Fig. 5). Bei den Bi-Metall-Platten ist ein plattenförmiger Basiskörper 14 aus einem verhältnismäßig zähen Werkstoff mit einer Kante 15 aus einem verschleißfesten Werkstoff verbunden. The cutting plates 8 can consist of a uniform material ( FIG. 4) or be designed as bimetallic plates ( FIG. 5). In the bimetallic plates, a plate-shaped base body 14 made of a relatively tough material is connected to an edge 15 made of a wear-resistant material.

Anstelle einzelner, direkt zwischen den Halterippen 5, 6 verankerter Schneidplatten 8 können zwischen den Halterippen auch Basisteile 16 eines mit Schneidelementen 17 versehenen Tragrings in Gestalt eines Flycutterings 18 verankert sein. Instead of individual, directly between the support ribs 5, 6 anchored cutting plates 8 and base portions 16 may be of a supporting ring provided with cutting elements 17 to be anchored in the form of a Flycutterings 18 between the retaining ribs.

Die Schneidplatten 8 und der Flycuttering 18 lassen sich nach einem Lösen der in die Bohrungen 9, 10 eingreifenden Schraubzapfen leicht entfernen und beispielsweise durch einen Flycuttering mit anderem Durchmesser bzw. speziellen Schneidplatten für eine andere Bodenbeschaffenheit oder Schneidplatten mit einer anderen Hüllfläche ersetzen. The cutting plates 8 and the flycuttering 18 can be easily removed after loosening the screw pins engaging in the bores 9 , 10 and replaced, for example, by a flycuttering with a different diameter or special cutting plates for a different soil condition or cutting plates with a different envelope surface.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 7 bis 10 ist der Grundkörper 19 mit unten offenen konischen Ausnehmungen 20 und einer Kammer 21 versehen. Eine schienenförmige Schneidplatte 22 greift mit ihren Basisteilen in Gestalt von konischen Steckzapfen 23 in die komplementären Ausnehmungen 20 ein und ist dort in Folge Reibungsschlusses verriegelt. Die Steckzapfen 23 sind so bemessen, daß ihre freien Enden ein kleines Stück in die Kammer 21 hineinragen. Die Verriegelung läßt sich auf einfache Weise durch Einschlagen eines Lösedorns 24 in die Kammer 21 lösen, um den Grundkörper frei zu machen für eine andere Schneidschiene. In the exemplary embodiments according to FIGS. 7 to 10, the base body 19 is provided with conical recesses 20 and a chamber 21 which are open at the bottom. A rail-shaped cutting plate 22 engages with its base parts in the form of conical plug pins 23 in the complementary recesses 20 and is locked there as a result of frictional engagement. The plug pins 23 are dimensioned so that their free ends protrude a little into the chamber 21 . The lock can be released in a simple manner by driving a release mandrel 24 into the chamber 21 in order to clear the base body for another cutting rail.

Der Grundkörper kann auch aus einem Bohrkopf 25 am vorderen Ende eines nicht dargestellten Gestänges oder eines ebenfalls nicht dargestellten, selbstbetriebenen Rammbohrgeräts bestehen und mit Schneidkörpern in Gestalt einer Schneidspitze 26 und/oder einer Schneidplatte 27 mit einer Lenkfläche 28 verbunden sein. The base body can also consist of a drill head 25 at the front end of a linkage (not shown) or a self-operated ram boring device (also not shown) and can be connected to cutting bodies in the form of a cutting tip 26 and / or a cutting plate 27 with a steering surface 28 .

Die einzelnen Ausführungsbeispiele veranschaulichen, wie sich verschiedenartige Schneidkörper auf unterschiedliche Weise lösbar mit einem Grundkörper verbinden lassen. The individual exemplary embodiments illustrate how different types of cutting body releasable in different ways with a base body get connected.

Claims

1. drilling tool from a base body ( 1 , 19 , 24 ) and a fixed cutting body ( 8 ; 17 ; 22 ; 25 ; 26 ), characterized in that the cutting body is anchored in a complementary holder ( 5 , 6 , 20 ) of the base body ,

2. Tool according to claim 1, characterized in that the cutting body ( 8 ; 22 ) is anchored to a base part ( 16 ; 23 ) in a complementary recess ( 7 , 20 ) of the base body ( 1 , 19 , 24 ).

3. Tool according to claim 2, characterized in that the base part ( 23 ) is anchored frictionally in the recess ( 20 ).

4. Tool according to claim 2 or 3, characterized in that the Base part and the recess are wedge-shaped.

5. Tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the base part ( 23 ) and the recess ( 20 ) are conical.

6. Tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that when the cutting body ( 22 , 25 , 26 ) is subjected to a force component acts in the direction of the recess ( 20 ).

7. Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the base body ( 1 ) is provided with retaining ribs ( 5 , 6 ).

8. Tool according to claim 7, characterized by paired holding ribs ( 5 , 6 ).

9. Tool according to claim 7 or 8, characterized in that cutting plates ( 8 ) with retaining ribs ( 5 , 6 ) are screwed.

10. Tool according to one of claims 7 to 8, characterized in that the cutting plates ( 8 ) are arranged displaceably on a surface inclined to the base body surface.

11. Tool according to claim 7 or 8, characterized in that a guide piece ( 11 ) engages in a groove ( 13 ) of the cutting plate ( 8 ).

12. Tool according to one of claims 7 to 11, characterized in that the cutting plates ( 8 ) and the ribs ( 5 , 6 ) are provided with corresponding bores ( 9 , 10 ).

13. Tool according to one of claims 7 to 12, characterized in that the cutting plates ( 8 ) consist of a base part ( 14 ) with high toughness and a wear-resistant cutting edge ( 15 ).

14. Tool according to claim 7 or 8, characterized in that base parts ( 16 ) are connected to a support ring ( 17 ) and the support ring is equipped with cutting elements ( 18 ).

15. Tool according to one of claims 1 to 14, characterized in that the base body ( 1 , 19 , 24 ) is connected to a rod section ( 4 ).

16. Tool according to claim 15, characterized in that the cutting plates ( 8 ) overlap the connection between the base body ( 1 ) and the rod section ( 4 ).

17. Tool according to one of claims 1 to 16, characterized in that the base body ( 1 , 19 ) is provided with nozzles ( 2 ).