DE102005054041A1

DE102005054041A1 - Bohrwerkzeug zum Bohren in erdigem und/oder steinigem Grund

Info

Publication number: DE102005054041A1
Application number: DE200510054041
Authority: DE
Inventors: Mark Fuchs
Original assignee: KARNEBOGEN GmbH
Current assignee: KARNEBOGEN GmbH
Priority date: 2005-11-12
Filing date: 2005-11-12
Publication date: 2007-05-24
Also published as: WO2007054154A3; WO2007054154A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Bohren in erdigem und/oder steinigem Grund, mit einem an seinem einen Ende an einem Bohrgestänge angeordneten drehbaren Bohrkörper, mit einer an dem anderen Ende des Bohrkörpers vorgesehenen Bohrkrone, die exzentrische zur Drehachse des Bohrkörpers verschwenkbar ist, mit Anschlägen zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Bohrkrone, hierbei nimmt beim Bohrvorgang die Bohrkrone zum Bohrkörper ihre exzentrische Stellung ein, während bei einer zum Bohrvorgang entgegengesetzten Drehung des Bohrkörpers die Bohrkrone zum Bohrkörper eine zentrische Lage einnimmt. Erfindungsgemäß deckt die Außenumfangsfläche von Bohrkrone und/oder Bohrkörper die Anschläge und Gegenanschläge sowohl in der zentrischen als auch in der exzentrischen Stellung der Bohrkrone ab.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Bohren in erdigem und/oder steinigem Grund mit einem drehbaren an seinem einen Ende an einem Bohrgestänge festgelegten Bohrkörper gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. Derartige Bohrwerkzeuge werden gerne zur Erstellung von Bohrlöchern verwendet. Um das drehbare Bohrgestänge wird ein Rohr nachgeführt, das einen größeren Innendruchmesser aufweist als der Bohrkörper. Der beim Bohren entstehende Abraum wird durch eine Wasserspülung und Luftspülung innerhalb des Rohres vom Bohrkörper aus nach außen gespült. Um das Bohrloch genügend groß zu machen, ist die Bohrkrone des Bohrwerkzeuges exzentrisch gelagert, so dass die beim Bohrvorgang verschwenkte Bohrkrone ein großes Bohrloch erzeugt, so dass das Rohr leicht nachgeführt werden kann. Die Bohrkrone ist über Anschläge und Gegenanschläge verschwenkbar gehaltert.
Falls der Bohrkörper oder das Bohrgestänge ausgetauscht werden muss, wird durch Änderung der Drehrichtung die Bohrkrone aus ihrer exzentrischen Lage zum Bohrkörper heraus in eine zentrische Lage zum Bohrkörper geführt. Dadurch ist der Außendurchmesser von Bohrkörper und Bohrkrone kleiner als der Innendurchmesser des Schutzrohres, so dass Bohrgestänge und Bohrwerkzeug nach außen gezogen werden kann. Bei einer bekannten Ausführung eines solches Bohrwerkzeuges sind die Anschläge und Gegenanschläge, die die beiden Endstellungen der Bohrkrone festlegen, vom Außenumfang der Bohrkrone bzw. des Bohrkörpers zugänglich. Hierdurch kann es leicht passieren, dass durch Verunreinigungen oder durch Steine od.dgl. die Schwenkbewegung der Bohrkrone in ihre zentrische Stellung verhindert wird. Das Bohrwerkzeug kann nicht mehr aus dem Bohrloch entfernt werden kann bzw. nur mit großen Schwierigkeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bohrwerkzeug der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass die Schwenkbewegung von Bohrkrone zum Bohrkörper nicht durch Verunreinigungen oder Steine od.dgl. behindert wird.

Diese Aufgabe wird durch folgende Merkmale gelöst. Die Außenumfangsfläche von Bohrkrone und/oder Bohrkörper deckt die Anschläge und Gegenanschläge sowohl in der zentrischen als auch in der zentrischen Stellung der Bohrkrone ab. Hierdurch können zwischen Gegenanschlägen und Anschlägen keine Gesteinsbrocken oder Erde hineinrutschen, so dass die Funktion der Schwenkbewegung von Bohrkrone zum Bohrkörper nicht beeinträchtigt wird. Bei Drehung in einer Richtung nimmt daher die Bohrkrone ihre exzentrische Stellung ein. Bei Drehung in der anderen Richtung nimmt die Bohrkrone die zentrische Stellung ein, so dass sie in diesem Falle mit dem Bohrkörper herausgezogen werden kann. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass beim Spülvorgang, also bei der Beförderung der Felsstücke bzw. Erdstücke aus dem Bohrloch nach außen kein Abraum zwischen die Anschläge kommen kann. Die Vollfunktionsfähigkeit des Bohrwerkzeuges ist gewährleistet.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Bohrkrone einen exzentrisch zur Drehachse des Bohrkörpers angeordneten zapfenartige Führungsteil auf, der in eine Aufnahme des Bohrkörpers eingreift. Hierbei ist der Anschlag an der Innenwandung der Aufnahme und der Gegenanschlag am Außenumfang des zapfenartigen Führungsteiles vorgesehen. Anschlag und Gegenanschlag sind durch die besondere Anordnung des zapfenartigen Führungsteiles in der Aufnahme des Bohrkörpers geschützt. Verunreinigungen können nicht eindringen, darüber hinaus gestattet der zapfenartige Führungsteil eine sichere Ausführung der Schwenkbewegung.

Günstig ist es hierbei, wenn der Gegenanschlag am freien Ende des zapfenartigen Führungsteiles angeordnet ist, um so Anschläge und Gegenanschläge möglichst weit im Inneren des Führungsteiles zu haltern und so zu schützen. Darüber hinaus kann praktisch die gesamte Länge des zapfenartigen Führungsteiles zur Führung bei der Schwenkbewegung der Bohrkrone ausgenutzt werden.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
1 zeigt eine Längsansicht des Bohrwerkzeuges,
2 einen Schnitt gemäß dem Einschnitt nach der Linie IV-IV der 3,
3 eine Draufsicht auf den Bohrkörper,
4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der 1,
5 eine Seitenansicht auf die Bohrkrone,
6 eine Unteransicht der Bohrkrone,
7 eine Draufsicht auf die Bohrkrone.
Das in 1 dargestellte Bohrwerkzeug 10 besteht aus einem Bohrkörper 11 und einer Bohrkrone 12.
Der Bohrkörper 11 ist mit einer Verlängerung 13 ausgestattet, die an ihrem Umfang Längsrippen 14 trägt sowie an ihrem Ende Radialvorsprünge 15. Die Verlängerung nimmt das nicht dargestellte Bohrgestänge drehfest auf, das über Längsrippen 14 und Radialvorsprünge 15 gehaltert wird, um den Bohrkörper 11 mit der Bohrkrone 12 mit Gestänge drehen zu können.
Die Bohrkrone 12 selber trägt ein an ihrem freien Ende eine Hartmetallbestückung 18. Diese Hartmetallbestückung dient beim Bohrvorgang des Bohrwerkzeuges dazu, insbesondere beim Schlagvorgang, Gesteinsteile zu zertrümmern.
Bohrkörper 11 und Bohrkrone 12 werden über Stifte (nicht dargestellt), die in Querbohrungen 17 eingreifen, aneinander gehalten.
Es sei hier noch nachgetragen, dass in 1 die exzentrische Stellung der Bohrkrone zum Bohrkörper strichpunktiert dargestellt ist.
In Längsrichtung des Bohrkörpers 11 verlaufen an dessen Umfang Spülnuten 21. Diese Spülnuten haben beim Bohrvorgang die Aufgabe, Bohrreste außerhalb des Bohrloches zu fördern. Hierzu wird ein Medium mittig im Bohrkörper bzw. der Bohrkrone zum Boden der Bohrung zugeführt. Hierdurch entsteht ein Druck, so dass dann das Medium einschließlich von den Erd- und Gesteinsresten über die Spülnuten innerhalb des Rohes nach außen geführt wird.
In 3 ist die Draufsicht auf den Bohrkörper 11 zu erkennen. Die Aufnahme 19 mit Anschlag 20 ist ersichtlich. Der Anschlag 20 ist halbkreisförmig ausgebildet. Er liegt an den Innenumfang der Aufnahme 19. An den beiden Seiten radial zum Innenumfang der Aufnahme sind Anschlagflächen 22 vorgesehen. In der Aufnahme 19 ist eine Öffnung 23, durch die das Spülmedium zur Bohrstelle gepumpt wird. An der Außenfläche des Bohrkörpers sind die Spülnuten 21 für den Rücktransport des Mediums deutlich ersichtlich.
In dem Schnitt nach 4 sind Querbohrungen 17 vorgesehen. Diese Querbohrungen nehmen Stifte auf (nicht dargestellt), um die Bohrkrone haltern zu können.
In 5 ist die Bohrkrone 12 dargestellt. Diese weist das zapfenartige Führungsteil 31 auf, die in der Aufnahme 19 des Bohrkörpers zum Eingriff kommt. Wie zu erkennen ist, weist der obere Teil des Führungsteiles 3l eine umlaufende Halbrundnut 24 auf. Die Halbrundnut 24 ist so ausgebildet, dass sie mit den Querbohrungen fluchtet. Beim Einführen der Stifte greifen diese in die Querbohrung und in die Halbrundnut ein. Hierdurch ist die Bohrkrone an dem Bohrkörper befestigbar. Das freie Ende trägt den Gegenanschlag 25 mit zwei Gegenanschlagflächen 26, die mit den Anschlagflächen 22 des Anschlages 20 in Verbindung treten bei einer Schwenkbewegung der Bohrkrone. Der Gegenanschlag 25 hat etwa eine sektorförmige Gestalt von 90 Grad, wie aus 6 hervorgeht.
Weiter sei noch hervorgehoben, dass das Führungsteil 31 exzentrisch zur Drehachse 16 des Bohrkörpers 11 angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich in einer Schwenkstellung, dass die bei Anschlagfläche mit einer anderen Gegenanschlagfläche in Verbindung tritt und die Schwenkbewegung die Bohrkrone begrenzt, während, wenn sich die beiden anderen Flächen berühren, die Bohrkrone in Verlängerung des Bohrkörpers 11 liegen.
Mittig weist das Führungsteil eine Bohrung 27 auf, durch die das Spülmedium zugeführt wird.
In 7 ist die Draufsicht auf die Bohrkrone vorgesehen. Es sind hier punktiert die Hartmetallbestückung 18 eingetragen, außerdem die Ausflussöffnungen 28 für das Spülmedium. Diese Ausflussöffnungen werden über die Bohrung 27 gespeist. Zum Bohren wird üblicherweise ein sogenanntes Schlagbohrverfahren eingesetzt, d.h., die Bohrkrone dreht sich und hämmert zugleich auf dem Untergrund.
Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungsformen nur eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung. Diese ist nicht darauf beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen möglich. Wichtig ist auf jeden Fall, dass die Anschläge und die Gegenschläge durch die Umfangsflächen von 29 und 30 von Bohrkörper und Bohrkrone abgedeckt werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel greifen die Anschläge und Gegenanschläge in die Aufnahme bzw. liegen geschützt in der Aufnahme. Es könnte auch sein, dass sie etwas höher angeordnet sind, so dass sie direkt am oberen Ende des zapfenartigen Führungsteils angeordnet sind. Auf jeden Fall ist sichergestellt, dass keine Verunreinigungen zwischen die Anschläge und Gegenanschläge, insbesondere nicht an die Anschlagflächen, kommen können. Die sektorförmige Ausbildung des Gegenanschlages sowie die halbkreisförmige Ausbildung des Anschlages erlauben eine ausreichende Verschwenkbewegung.

10: Bohrwerkzeug
11: Bohrkörper
12: Bohrkrone
13: Verlängerung
14: Längsrippen
15: Radialvorsprünge
16: Drehachse
17: Querbohrung
18: Metallbestückung
19: Aufnahme in 11
20: Anschlag von 11
21: Spülnuten
22: Anschlagflächen an 20
23: Öffnung in 19
24: Halbrundnut an 13
25: Gegenanschläge an 13
26: Gegenanschlagflächen von 25
27: Bohrung in 13
28: Ausflussöffnungen an 12
29: Umfangsfläche von 11
30: Umfangsfläche von 12
31: zapfenartiges Führungsteil

Claims

Bohrwerkzeug (10) zum Bohren in erdigem und/oder steinigem Grund, mit einem an seinen einen Ende an einem Bohrgestänge angeordneten mit drehbaren Bohrkörper (11), mit einer an dem anderen Ende des Bohrkörpers (11) vorgesehenen Bohrkrone (12), die exzentrisch zur Drehachse (16) des Bohrkörpers (11) verschwenkbar ist, mit Anschlägen (20) und Gegenanschlägen (25) am Bohrkörper (11) und an der Bohrkrone (12) zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Bohrkrone (12), hierbei nimmt beim Bohrvorgang die Bohrkrone (12) zum Bohrkörper (11) ihre exzentrische Stellung ein, während bei einer zum Bohrvorgang entgegengesetzten Drehung des Bohrkörpers (11) die Bohrkrone (12) zum Bohrkörper (11) eine exzentrische Lage einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche (29, 30) von Bohrkrone (12) und/oder Bohrkörper (11) die Anschläge (20) und Gegenanschläge (25) sowohl in der zentrischen als in der exzentrischen Stellung der Bohrkrone (12) abdeckt.
Bohrwerkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone (12) ein zentrisch zur Drehachse (16) des Bohrkörpers (11) angeordnetes zapfenartiges Führungsteil (31) aufweist, der in eine Aufnahme (19) des Bohrkörpers (11) eingreift, hierbei ist der Anschlag (20) an der Innenwandung der Aufnahme (19) und der Gegenanschlag (25) am Außenumfang des zapfenartigen Führungsteiles (13) vorgesehen.
Bohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende des zapfenartigen Führungsteils (13) der Gegenanschlag angeordnet ist.