DE10161187B4

DE10161187B4 - Gesteinsbohrkopf

Info

Publication number: DE10161187B4
Application number: DE10161187.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Richter; Udo Hauptmann; Stefan Götzfried; Werner Kleine
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: US20030116359A1; CH695787A5; PL357738A1; US6845827B2; ZA200210110B; CA2413947A1; DE10161187A1; SE0203503L; CA2413947C; AU2002315902B2; SE0203503D0; PL199540B1; SE524381C2

Abstract

Bohrkopf zum Bohren von Gestein mit Schneiden (1) aus Hartstoff, welcher über eine Führungsfläche (3) axial geführt mit einer Bohrstange (4) mit zumindest einem radial auskragenden Mitnahmeflügel (5a, 5b, 5c) über eine zugeordnete bajonettförmig ausgebildete Verbindungsnut (6a, 6b, 6c) lösbar verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsnut (6a, 6b, 6c) vorhanden ist, welche zwei axial gegenüberliegende Hinterschnitte (7a, 7b) ausbildet, innerhalb derer der Mitnahmeflügel (5a, 5b, 5c) begrenzt axial beweglich ist.

Description

Die Erfindung bezeichnet einen Bohrkopf für einen zumindest teilweise drehend und schlagend angetriebenen Gesteinsbohrer, insbesondere zum Bohren von Sprenglöchern.
Derartige mit Schneiden aus Hartstoff besetzte Bohrköpfe für Gesteinsbohrer im Durchmesser von ca. 30 mm sind als Verschleissteile lösbar mit dem vorderen Ende einer zumindest teilweise drehend und schlagend angetrieben mehrere Meter langen Bohrstange verbunden, welche üblicherweise einen hohlen Spülkanal aufweist.
Nach der US 6021855 A ist ein mit Schneiden aus Hartstoff besetzter Bohrkopf einige Millimeter begrenzt axial frei beweglich mit einer hohlen Bohrstange verbunden, wodurch sich eine bessere Schlagimpulseinleitung in das Gestein ergibt.
Nach der DE 9308444 U1 ist ein Bohrkopf mit einer Bohrstange über eine Bajonettverbindung verbunden, wobei der Bohrkopf an einem Führungszapfen zwei radial auskragende Mitnahmeflügel ausbildet, welche in zugeordnete Verbindungsnuten eingreifen. Der bohrkopfseitig teilweise offene Axialanschlag der Verbindungsnut ist für einen begrenzt axial frei beweglichen Bohrkopf nicht verwendbar.
Nach der US 4043409 A ist ein mit Schneiden aus Hartstoff besetzter topfförmig ausgebildeter Bohrkopf mit einer hohlen Bohrstange über eine Bajonettverbindung axial elastisch gedämpft sowie lösbar verbunden, wobei die Bohrstange mindestens zwei radial auskragende Mitnahmeflügel ausbildet, welche in zugeordnete innere Verbindungsnuten des Bohrkopfes eingreifen und peripher und axial versetzt sein können. Durch den elastisch gepufferten Bohrkopf ist eine begrenzt axial freie Bewegung nicht möglich.
Die EP 0 782 840 A1 beschreibt einen Fräskopf, der mittels eines Bajonettverschlusses mit einem Gestänge verbunden werden kann.
Die DE 101 29 064 A1 betrifft einen Gesteinsbohrer, bei dem ein Drehmitnahmesteg an einer Bohrstange in einen längs der Werkzeugachse verlaufenden Schlitz an einem Bohrkopf eingreift, wobei der Steg mittels eines federelastischen Rings im Schlitz gesichert wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung eines lösbar mit der Bohrstange verbindbaren, begrenzt axial frei beweglichen Bohrkopfes.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im wesentlichen weist ein mit Schneiden aus Hartstoff besetzter Bohrkopf, welcher über eine Führungsfläche axial geführt mit einer Bohrstange mit zumindest einem radial auskragenden Mitnahmeflügel über eine zugeordnete bajonettförmig ausgebildete Verbindungsnut lösbar verbindbar ist, zumindest eine Verbindungsnut auf, welche zwei axial gegenüberliegende Hinterschnitte ausbildet, innerhalb derer der Mitnahmeflügel einige Millimeter begrenzt axial beweglich ist.
Durch die zwei axial gegenüberliegenden Hinterschnitte in der bajonettförmig ausgebildeten Verbindungsnut ist ein begrenzt axial frei beweglicher Bohrkopf bei gleichsinniger Drehung sicher mit der Bohrstange verbunden sowie durch gegensinnige Drehung lösbar.
Vorteilhaft ist der axiale Abstand der gegenüberliegenden Hinterschnitte kleiner als die doppelte axiale Länge des zugeordneten Mitnahmeflügels, wodurch trotz begrenzt axialer Beweglichkeit des Mitnahmeflügels eine zur Drehmomentübertragung notwendige/hinreichende Formsteifigkeit des die Bajonettverbindung ausbildenden Mitnahmeflügels und der Verbindungsnut gegeben ist.
Vorteilhaft sind zwei Mitnahmeflügel und zwei zugeordnete bajonettförmig ausgebildete Verbindungsnuten vorhanden, wodurch im wesentlichen eine axialsymmetrische Kraftübertragung erfolgt.
Vorteilhaft sind drei Mitnahmeflügel und drei zugeordnete bajonettförmig ausgebildete Verbindungsnuten vorhanden, wodurch bei einem beim Bohren auftretenden Biegemoment eine weitgehend gleichmässige Biegebeanspruchung erfolgt.
Vorteilhaft ist zumindest ein zweiter Mitnahmeflügel und/oder eine zweite Verbindungsnut bezüglich Form und/oder Anordnung abweichend von einer ganzzähligen Rotationssymmetrie angeordnet, wodurch der Bohrkopf ausschliesslich in einer Lage der Bohrstange zuordenbar ist, in welcher sich durch Reibverschleiss und Verfestigung die Bajonettverbindung passend einarbeitet.
Vorteilhaft ist die Form bezüglich der Breite und/oder der Länge zweier Verbindungsnuten abweichend, was technologisch einfach ist.
Vorteilhaft sind in einem topfförmigen Bohrkopf die Verbindungsnuten radial offen als Schlitze ausgebildet, was technologisch einfach herstellbar ist.
Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
1 als Gesteinsbohrer
2 als Variante des Gesteinsbohrers
Nach 1 weist ein im Schnitt dargestellter Gesteinsbohrer einen mit Schneiden 1 aus Hartstoff besetzten, topfförmigen Bohrkopf 2 auf, welcher über umfängliche innere Führungsflächen 3 axial geführt mit einer nur teilweise dargestellten hohlen, sich kopfseitig radial verjüngenden Bohrstange 4 mit zwei radial auskragenden Mitnahmeflügeln 5a, 5b formschlüssig drehfest sowie lösbar verbunden ist, zwei, den Mitnahmeflügeln 5a, 5b zugeordnete bajonettförmig ausgebildete Verbindungsnuten 6a, 6b auf, innerhalb derer der Mitnahmeflügel 5a, 5b einige Millimeter begrenzt axial beweglich ist.
Nach 2 sind bei einer Variante des Gesteinsbohrers drei, im wesentlichen um 120° peripher versetzte, wobei der Mitnahmeflügel 5a, 5b, 5c und drei zugeordnete, in Gegendrehrichtung axial schaftseitig offen bajonettförmig ausgebildete, radial offene Verbindungsnuten 6a, 6b, 6c vorhanden, wobei jeweils der Mitnahmeflügel 5a und die Verbindungsnut 6a im nicht dargestellten Bildhintergrund sind. Die Verbindungsnut 6b bildet zwei axial gegenüberliegende Hinterschnitte 7a, 7b aus und unterscheidet sich in ihrer Länge und Breite von der Verbindungsnut 6c. Der axiale Abstand der gegenüberliegenden Hinterschnitte 7a, 7b ist kleiner als die doppelte axiale Länge des zugeordneten Mitnahmeflügels 5a.

Claims

Bohrkopf zum Bohren von Gestein mit Schneiden (1) aus Hartstoff, welcher über eine Führungsfläche (3) axial geführt mit einer Bohrstange (4) mit zumindest einem radial auskragenden Mitnahmeflügel (5a, 5b, 5c) über eine zugeordnete bajonettförmig ausgebildete Verbindungsnut (6a, 6b, 6c) lösbar verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsnut (6a, 6b, 6c) vorhanden ist, welche zwei axial gegenüberliegende Hinterschnitte (7a, 7b) ausbildet, innerhalb derer der Mitnahmeflügel (5a, 5b, 5c) begrenzt axial beweglich ist.
Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand der gegenüberliegenden Hinterschnitte (7a, 7b) kleiner als die doppelte axiale Länge des zugeordneten Mitnahmeflügels (5a, 5b, 5c) ist.
Bohrkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Mitnahmeflügel (5a, 5b, 5c) und zwei zugeordnete bajonettförmig ausgebildete Verbindungsnuten (6a, 6b, 6c) vorhanden sind.
Bohrkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Mitnahmeflügel (5a, 5b, 5c) und drei zugeordnete bajonettförmig ausgebildete Verbindungsnuten (6a, 6b, 6c) vorhanden sind.
Bohrkopf nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter Mitnahmeflügel (5a, 5b, 5c) und/oder eine zweite Verbindungsnut (6a, 6b, 6c) bezüglich Form und/oder Anordnung abweichend von einer ganzzähligen Rotationssymmetrie angeordnet ist.
Bohrkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Form bezüglich der Breite und/oder der Länge zweier Verbindungsnuten (6a, 6b, 6c) abweichend ist.
Bohrkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem topfförmigen Bohrkopf (2) die Verbindungsnuten (6a, 6b, 6c) radial offen als Schlitze ausgebildet sind.