DE102012212438A1

DE102012212438A1 - Method and components for producing a tool unit for a deep hole drilling machine

Info

Publication number: DE102012212438A1
Application number: DE102012212438.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bernt; Gerhard Mack
Original assignee: TBT Tiefbohrteckhik GmbH and Co KG
Current assignee: TBT Tiefbohrteckhik GmbH and Co KG
Priority date: 2012-07-16
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2014-01-30
Also published as: WO2014012821A1; EP2872276A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Werkzeugeinheit (100) für eine Tiefbohrmaschine wird ein auswechselbarer Werkzeugkopf (130), z.B. ein Bohrkopf, an einem Bohrrohr (110, 310) lösbar befestigt. Das Bohrrohr hat ein maschinennahes Ende mit Einrichtungen zur Aufnahme des Bohrrohrs an einer Arbeitsspindel der Tiefbohrmaschine und ein maschinenfernes Ende mit einer ersten Verbindungsstruktur (112, 312) zum Anbringen eines Werkzeugkopfs. Der Werkzeugkopf weist eine zweite Verbindungsstruktur (136) auf. Der Werkzeugkopf (130) wird unter Zwischenschaltung einer mehrteiligen Adaptereinheit (150) an dem Bohrrohr (110) befestigt, wobei ein erstes Adapterstück (160) der Adaptereinheit mit dem Bohrrohr (110) verbunden wird, ein zweites Adapterstück (170) der Adaptereinheit mit dem Werkzeugkopf (130, 330) verbunden wird, und das erste und das zweite Adapterstück mittels korrespondierender erster und zweiter Schnittstellenstrukturen einer Adapter-Schnittstelle (200) drehfest und zentriert miteinander verbunden werden. Die Adapter-Schnittstelle ist vorzugsweise als axiale Steckverbindung gestaltet.In a method for producing a tool unit (100) for a deep drilling machine, an exchangeable tool head (130), e.g. a drill head, releasably attached to a drill pipe (110, 310). The drill pipe has an end near the machine with devices for receiving the drill pipe on a work spindle of the deep drilling machine and an end remote from the machine with a first connection structure (112, 312) for attaching a tool head. The tool head has a second connection structure (136). The tool head (130) is attached to the drill pipe (110) with the interposition of a multi-part adapter unit (150), a first adapter piece (160) of the adapter unit being connected to the drill pipe (110) and a second adapter piece (170) of the adapter unit to the Tool head (130, 330) is connected, and the first and second adapter pieces are connected to one another in a rotationally fixed and centered manner by means of corresponding first and second interface structures of an adapter interface (200). The adapter interface is preferably designed as an axial plug connection.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Werkzeugeinheit für eine Tiefbohrmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Bei dem Verfahren wird ein auswechselbarer Werkzeugkopf an einem Bohrrohr lösbar befestigt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Werkzeugeinheit für eine Tiefbohrmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6. Die Werkzeugeinheit weist ein Bohrrohr und einen lösbar an dem Bohrrohr befestigten oder befestigbaren auswechselbaren Werkzeugkopf auf.The invention relates to a method for producing a tool unit for a deep drilling machine according to the preamble of claim 1. In the method, a replaceable tool head is releasably secured to a drill pipe. The invention further relates to a tool unit for a deep hole drilling machine according to the preamble of claim 6. The tool unit has a drill pipe and a replaceable tool head removably attached or attachable to the drill pipe.

Tiefbohren ist ein spezielles Bohrverfahren, das vor allem zur Herstellung von Bohrungen mit einem Durchmesser von 1 mm bis 1.500 mm bei einer Bohrungstiefe von mehr als dem Dreifachen des Durchmessers eingesetzt wird, wobei auch sehr tiefe Bohrungen mit einem Tiefe/Durchmesser-Verhältnis größer 200 hergestellt werden können. Deep hole drilling is a special drilling method used primarily to make 1mm to 1,500mm diameter holes with a hole depth in excess of three times the diameter, with very deep holes having a depth / diameter ratio greater than 200 being made can be.

Eine Werkzeugeinheit zum Tiefbohren hat üblicherweise ein Bohrrohr, das wie eine Verlängerung wirkt, und einen am vorderen Ende des Bohrrohrs angebrachten Werkzeugkopf, an dem eine oder mehrere Schneiden angeordnet sind. Ein Werkzeugkopf, mit dem eine Bohroperation ausgeführt werden kann, wird üblicherweise auch als Bohrkopf bezeichnet.A tooling unit for deep drilling usually has a drill pipe that acts like an extension and a tool head attached to the front end of the drill pipe, on which one or more cutting edges are arranged. A tool head, with which a drilling operation can be performed, is commonly referred to as a drill head.

Für das Tiefbohren charakteristisch ist eine kontinuierliche Kühlschmierstoffzufuhr unter Druck und eine stetige Spanabfuhr ohne Ausspanhübe. Dies bedeutet, dass auch tiefe Bohrungen durch das Tiefbohrverfahren in einem Durchgang gefertigt werden können, und die Werkzeugeinheit nicht zwischendurch zum Entspanen aus der Bohrung entfernt werden muss. Man unterscheidet im Wesentlichen drei Tiefbohrverfahren, nämlich das Einlippen-Tiefbohren, das BTA-Tiefbohren, welches auch als STS(„Single Tube System“)-Tiefbohren bezeichnet wird, und das Ejektor-Tiefbohren, das auch als Tiefbohren mit Zweirohr-System bekannt ist. Diese Verfahren unterscheiden sich hinsichtlich der Konstruktion der verwendeten Werkzeugeinheiten, im Kühlschmierstofffluss sowie im Spänefluss.A characteristic feature of deep drilling is a continuous supply of cooling lubricant under pressure and a constant removal of chips without swarf strokes. This means that even deep holes can be made by the deep drilling in one go, and the tool unit does not have to be removed in between for reloading from the hole. Essentially, there are three types of deep hole drilling, namely single lip deep drilling, BTA deep drilling, also referred to as single tube system (STS) deep drilling, and ejector deep drilling, also known as two hole deep hole drilling , These processes differ with regard to the design of the tool units used, the flow of cooling lubricant and the chip flow.

Beim BTA- bzw. STS-Tiefbohren erfolgt die Kühlschmierstoffzufuhr von außen über eine spezielle Kühlschmierstoffzuführeinrichtung. Dabei wird der Kühlschmierstoff unter Druck in einen Ringraum zwischen der Außenseite des Bohrwerkzeugs und der Innenwand der Bohrung gefördert. Die Kühlschmierstoff- und Spänerückführung erfolgt durch einen im Inneren des Tiefbohrwerkzeugs vorgesehen Hohlraumkanal.With BTA or STS deep drilling, the cooling lubricant is supplied from outside via a special coolant lubricant supply. The cooling lubricant is conveyed under pressure into an annular space between the outside of the drilling tool and the inner wall of the bore. The cooling lubricant and chip return takes place through a cavity channel provided in the interior of the deep drilling tool.

Das Ejektor-Tiefbohren ist eine Variante des BTA-Tiefbohrens. Beim Ejektor-Tiefbohren wird ein Bohrrohr mit zwei konzentrisch angeordneten Rohren, einem Außenrohr und einem Innenrohr, verwendet. Die Zufuhr des Kühlschmierstoffes erfolgt durch eine Kühlschmierstoffzuführeinrichtung in einen Ringraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr. Der Kühlschmierstoff fließt im Ringraum des Bohrrohrs entlang und tritt erst in der Bohrung vorne am Werkzeugkopf bzw. Bohrkopf seitlich nach außen aus und umspült diesen von außen. Anschließend fließt der Kühlschmierstoff gemeinsam mit den Spänen zurück, und zwar im Innenrohr, das den Hohlraumkanal bildet. Ejector deep drilling is a variant of BTA deep drilling. Ejector deep drilling uses a drill pipe with two concentrically arranged tubes, an outer tube and an inner tube. The supply of the cooling lubricant is carried out by a cooling lubricant supply device in an annular space between the outer tube and the inner tube. The coolant flows along in the annular space of the drill pipe and emerges laterally outwards in the hole at the front of the tool head or drill head and flows around it from the outside. Subsequently, the cooling lubricant flows back together with the chips, in the inner tube, which forms the cavity channel.

Bohrköpfe oder andere Werkzeugköpfe werden üblicherweise über ein am Werkzeugkopfkörper ausgebildetes Anschlussgewinde an das Bohrrohr geschraubt, welches hierzu am maschinenfernen Ende ein korrespondierendes Anschlussgewinde hat. Falls die Anschlussgewinde von Bohrrohr und Werkzeugkopf nicht zueinander passen, kann an das Bohrrohr ein beidseitig mit Gewindeabschnitten versehenes Adapterrohr angeschraubt werden, das an seinem rohrseitigen Ende zum Anschlussgewinde des Bohrrohrs passt und am anderen Ende ein zum Anschlussgewinde des Werkzeugkopfs passendes Anschlussgewinde hat. Das Adapterrohr bildet dann das freie Ende des Bohrrohrs. Die Anschlussgewinde können als Außengewinde oder Innengewinde ausgeführt sein. Die gebräuchlichsten Gewindeformen sind eingängige und viergängige Gewinde. Drilling heads or other tool heads are usually screwed to the drill pipe via a connecting thread formed on the tool head body, which has a corresponding connecting thread at the machine-distal end for this purpose. If the connection threads of the drill pipe and the tool head do not match one another, an adapter pipe provided on both sides with threaded sections can be screwed to the drill pipe, which fits at its tube-side end to the connection thread of the drill pipe and at the other end has a connection thread matching the connection thread of the tool head. The adapter tube then forms the free end of the drill pipe. The connection threads can be designed as external thread or internal thread. The most common thread types are single-start and four-start threads.

Beim Werkzeugkopfwechsel wird der Werkzeugkopf mittels eines Hakenschlüssels von Hand gelöst und von dem Bohrrohr abgeschraubt. Der neue Werkzeugkopf wird mit seinem rohrseitigen Anschlussabschnitt in oder auf das Bohrrohr gesteckt und mit dem Hakenschlüssel von Hand festgezogen. Ein derartiger Werkzeugkopfwechsel dauert normalerweise je nach Durchmesser des Werkzeugkopfs zwischen 1 und 20 Minuten. Bei Bohreinheiten für größere Bohrungsdurchmesser kann eine Flanschverbindung zwischen dem Bohrrohr und dem Werkzeugkopf vorgesehen sein.When changing the tool head, the tool head is released by hand using a hook wrench and unscrewed from the drill pipe. The new tool head is inserted with its pipe-side connection section in or on the drill pipe and tightened by hand with the hook wrench. Such a tool head change usually takes between 1 and 20 minutes, depending on the diameter of the tool head. In drilling units for larger bore diameter, a flange connection between the drill pipe and the tool head may be provided.

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den Werkzeugkopfwechsel an Werkzeugeinheiten für Tiefbohrmaschinen zu vereinfachen. Insbesondere sollen eine Werkzeugeinheit sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung bereitgestellt werden, die einen automatisierten Werkzeugkopfwechsel ermöglichen. Vorzugsweise soll ein automatisierter Werkzeugkopfwechsel unter Verwendung von handelsüblichen Bohrrohren bzw. Bohrköpfen ermöglicht werden. It is an object of the invention to simplify tool head replacement on tool units for deep hole drilling machines. In particular, a tool unit and a method for its production are to be provided, which enable an automated tool head change. Preferably, an automated tool head change is to be made possible using commercially available drill pipes or drill heads.

Zur Lösung dieser Aufgaben stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Werkzeugeinheit für eine Tiefbohrmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird eine Werkzeugeinheit für eine Tiefbohrmaschine mit dem Merkmal bei Anspruch 6 bereitgestellt. Darüber hinaus wird eine Adaptereinheit mit den Merkmalen von Anspruch 20 bereitgestellt. To solve these objects, the invention provides a method for producing a Tool unit for a deep hole drilling machine with the features of claim 1 ready. Furthermore, a tool unit for a deep hole drilling machine having the feature of claim 6 is provided. In addition, an adapter unit having the features of claim 20 is provided.

Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Werkzeugeinheit für eine Tiefbohrmaschine wird ein Bohrrohr verwendet, das ein maschinennahes Ende mit Einrichtung zur Aufnahme des Bohrrohrs an einer Arbeitsspindel der Tiefbohrmaschine und ein maschinenfernes Ende mit einer ersten Verbindungsstruktur zum Anbringen eines Werkzeugkopfs aufweist. Weiterhin wird ein Werkzeugkopf verwendet, der eine zweite Verbindungsstruktur aufweist. Die erste und die zweite Verbindungsstruktur können beispielsweise als zueinander passende Anschlussgewinde gestaltet sein, die es erlauben, den Werkzeugkopf direkt am maschinenfernen Ende des Bohrrohrs anzuschrauben. Es ist jedoch nicht zwingend, dass die erste und die zweite Verbindungsstruktur unmittelbar zueinander passen.In the method of manufacturing a tooling unit for a deep hole drilling machine, a drill pipe is used which has a machine end with means for receiving the drill pipe to a work spindle of the deep hole drilling machine and a machine distal end having a first connection structure for mounting a tool head. Furthermore, a tool head is used, which has a second connection structure. The first and the second connection structure can be designed, for example, as mating connection threads, which allow the tool head to be screwed directly to the machine-distal end of the drill pipe. However, it is not mandatory that the first and the second connection structure match each other directly.

Im Gegensatz zur herkömmlichen Vorgehensweise wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung der Werkzeugkopf unter Zwischenschaltung einer mehrteiligen Adaptereinheit an dem Bohrrohr befestigt. Dabei wird ein erstes Adapterstück der Adaptereinheit mit dem Bohrrohr verbunden, ein zweites Adapterstück der Adaptereinheit wird mit dem Werkzeugkopf verbunden und das erste und das zweite Adapterstück werden mittels korrespondierender erster und zweiter Schnittstellenstrukturen einer Adapter-Schnittstelle drehfest und zentriert miteinander verbunden. In contrast to the conventional procedure, the tool head is attached to the drill pipe with the interposition of a multi-part adapter unit in the method according to the invention. In this case, a first adapter piece of the adapter unit is connected to the drill pipe, a second adapter piece of the adapter unit is connected to the tool head and the first and the second adapter piece are rotatably and centered connected by means of corresponding first and second interface structures of an adapter interface.

Vorzugsweise hat das erste Adapterstück hierzu an seinem maschinenseitigen Ende eine mit der ersten Verbindungsstruktur des Bohrrohrs korrespondierende erste Verbindungsstruktur zur Verbindung mit dem Bohrrohr und an seinem maschinenfernen Ende erste Schnittstellenstrukturen der Adapter-Schnittstelle. Das zweite Adapterstück hat an seinem maschinenfernen Ende eine mit der zweiten Verbindungsstruktur des Werkzeugkopfs korrespondierende zweite Verbindungsstruktur zur Verbindung mit dem Werkzeugkopf und an seinem maschinennahen Ende zweite Schnittstellenstrukturen der Adapter-Schnittstelle. Die Begriffe "maschinennah" bzw. "maschinenfern" beziehen sich hierbei auf die Orientierung dieser Enden in zusammengebautem Zustand der Werkzeugeinheit, wobei das Bohrrohr die maschinennahe Komponente der Werkzeugeinheit ist.For this purpose, the first adapter piece preferably has at its machine-side end a first connection structure corresponding to the first connection structure of the drill pipe for connection to the drill pipe and first interface structures of the adapter interface at its machine-distal end. The second adapter piece has at its machine-distal end a second connection structure corresponding to the second connection structure of the tool head for connection to the tool head and at its machine-end second interface structures of the adapter interface. The terms "near the machine" and "remote from the machine" here refer to the orientation of these ends in the assembled state of the tool unit, wherein the drill pipe is the machine-related component of the tool unit.

Durch die Zwischenschaltung der mehrteiligen Adaptereinheit wird eine für den Werkzeugkopfwechsel besonders vorteilhafte neue Schnittstelle in Form der Adapter-Schnittstelle zwischen Bohrrohr und Werkzeugkopf eingefügt. Dadurch ist man für den Werkzeugkopfwechsel nicht mehr an die für den herkömmlichen Werkzeugkopfwechsel nötigen Arbeitsbewegungen gebunden. Vielmehr kann die neu eingefügte Schnittstelle im Hinblick auf einen automatischen Werkzeugkopfwechsel optimiert sein. Through the interposition of the multi-part adapter unit for the tool head change particularly advantageous new interface in the form of the adapter interface between drill pipe and tool head is inserted. As a result, it is no longer bound to the tool head change necessary for the conventional tool head changes working movements. Rather, the newly inserted interface can be optimized with regard to an automatic tool head change.

Dadurch ist es einfacher und schneller als bisher möglich, mit der gleichen Tiefbohrmaschine in ein Werkstück Bohrungen mit verschiedenen Durchmessern einzubringen. Weiterhin kann die Tiefbohrmaschine wesentlich schneller als bisher für die Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke und/oder für die Durchführung unterschiedlicher Tiefbohrprozesse umgerüstet werden.This makes it easier and faster than previously possible to use the same deep hole drilling machine in a workpiece holes with different diameters introduce. Furthermore, the deep hole drilling machine can be converted much faster than previously for the processing of different workpieces and / or for the implementation of different Tiefbohrprozesse.

Die Herstellung der Verbindung zwischen dem ersten Adapterstück und dem Bohrrohr kann zeitlich vor oder nach der Verbindung des zweiten Adapterstücks mit dem Werkzeugkopf erfolgen, gegebenenfalls auch gleichzeitig damit. Häufig wird es vorteilhaft sein, wenn zwei oder mehr gleichartige oder unterschiedliche Werkzeugköpfe bereits für den Bohrkopfwechsel vorbereitet werden, indem entsprechende zweite Adapterstücke mit den Werkzeugköpfen verbunden werden. Die auf diese Weise vorbereiteten Einheiten mit einem Werkzeugkopf und einem damit verbundenen zweiten Adapterstück, die in dieser Anmeldung auch als Werkzeugkopf-Einheiten bezeichnet werden, können in entsprechenden Ablageplätzen für den späteren Werkzeugkopfwechsel vorgehalten werden.The preparation of the connection between the first adapter piece and the drill pipe can take place before or after the connection of the second adapter piece with the tool head, possibly also simultaneously with it. Often it will be advantageous if two or more similar or different tool heads are already prepared for the Bohrkopfwechsel by corresponding second adapter pieces are connected to the tool heads. The prepared in this way units with a tool head and an associated second adapter piece, which are referred to in this application as a tool head units can be kept in appropriate storage locations for later tool head change.

An dem Bohrrohr kann ein passendes erstes Adapterstück angebracht werden, so dass das Bohrrohr für die Aufnahme von unterschiedlichen vormontierten Werkzeugkopf-Einheiten vorbereitet ist. Eine derart vormontierte Einheit mit Bohrrohr und erstem Adapterstück wird in dieser Anmeldung auch als Bohrrohr-Einheit bezeichnet. A suitable first adapter piece can be attached to the drill pipe so that the drill pipe is prepared for receiving different preassembled tool head units. Such a preassembled unit with drill pipe and first adapter piece is referred to in this application as a drill pipe unit.

Bei manchen Ausführungsformen ist die am Bohrrohr ausgebildete erste Verbindungsstruktur als Anschlussgewinde (Außengewinde oder Innengewinde) gestaltet und die am Werkzeugkopf ausgebildete zweite Verbindungsstruktur ist als ein zu diesem Anschlussgewinde korrespondierendes Anschlussgewinde (Innengewinde oder Außengewinde) gestaltet. In diesem Fall kann das erste Adapterstück durch Anschrauben unmittelbar mit dem Bohrrohr verbunden werden und das zweite Adapterstück kann durch Anschrauben unmittelbar mit dem Werkzeugkopf verbunden werden. In some embodiments, the first connection structure formed on the drill pipe is designed as a connection thread (external thread or internal thread) and the second connection structure formed on the tool head is designed as a connection thread (internal thread or external thread) corresponding to this connection thread. In this case, the first adapter piece can be connected by screwing directly to the drill pipe and the second adapter piece can be connected by screwing directly to the tool head.

Anstelle einer Verbindung mit ineinandergreifenden Anschlussgewinden kann auch eine Flanschverbindung vorgesehen sein. In diesem Fall kann am maschinenfernen Ende des Bohrrohrs ein Flanschelement und am ersten Adapterstück ein dazu passendes Gegen-Flanschelement vorgesehen sein, die beispielsweise durch Schrauben miteinander verbunden werden. Eine entsprechende Verbindung kann zwischen dem zweiten Adapterstück und dem Werkzeugkopf vorgesehen sein. Flanschverbindungen haben den Vorteil, dass die miteinander zu verbindenden Elemente beim Herstellen und Lösen der Verbindung nicht gegeneinander verdreht werden müssen.Instead of a connection with intermeshing connection threads, a flange connection can also be provided. In this case, a flange element can be provided at the machine-distal end of the drill pipe and a mating flange element mating thereto can be provided on the first adapter piece be connected for example by screws. A corresponding connection may be provided between the second adapter piece and the tool head. Flange connections have the advantage that the elements to be joined together do not have to be rotated against each other during the manufacture and release of the connection.

Sofern die am Werkzeugkopf ausgebildete zweite Verbindungsstruktur nicht ummittelbar zur ersten Verbindungsstruktur am Bohrrohr passt, kann die notwendige Adaption bzw. Anpassung mit Hilfe der mehrteiligen Adaptereinheit erreicht werden. Auf die Verwendung eines herkömmlichen Adapterrohrs kann dann verzichtet werden, da die Adaptereinheit dann eine mechanische Doppelfunktion haben kann (Bereitstellung der Adapter-Schnittstelle und Adaption der rohrseitigen und kopfseitigen Verbindungsstrukturen). Als weitere Funktion kann eine Medienübergabe für steuerbare Werkzeugsysteme über die Adapter-Schnittstelle vorgesehen sein. If the second connection structure formed on the tool head does not fit directly to the first connection structure on the drill pipe, the necessary adaptation or adaptation can be achieved with the aid of the multi-part adapter unit. The use of a conventional adapter tube can then be dispensed with since the adapter unit can then have a mechanical double function (provision of the adapter interface and adaptation of the tube-side and head-side connection structures). As a further function, a media transfer for controllable tool systems can be provided via the adapter interface.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens werden das erste und das zweite Adapterstück zur Herstellung der Verbindung zwischen den Adapterstücken über eine axiale Relativbewegung ineinander gesteckt. Der Begriff "axial" bezeichnet in dieser Anmeldung generell eine Richtung parallel zur Mittellängsachse der Werkzeugeinheit, die der Rotationsachse der Werkzeugeinheit während des Betriebs entspricht. Die Adapter-Schnittstelle ist in diesen Fällen als Steckverbindung ausgestaltet. Dadurch ist es möglich, beim Anbringen des Werkzeugkopfs am Bohrrohr auf Relativverdrehungen zwischen diesen Komponenten zu verzichten. Axiale Steckverbindungen eignen sich besonders gut für eine Automatisierung des Werkzeugkopfwechsels. In preferred embodiments of the method, the first and the second adapter piece are inserted into one another via an axial relative movement for the purpose of establishing the connection between the adapter pieces. The term "axial" in this application generally refers to a direction parallel to the central longitudinal axis of the tool unit, which corresponds to the axis of rotation of the tool unit during operation. The adapter interface is designed in these cases as a plug connection. This makes it possible to dispense with the mounting of the tool head on the drill pipe on relative rotations between these components. Axial connectors are particularly well suited for automation of tool head replacement.

Anstelle der Steckverbindung kann auch eine Schraubverbindung vorgesehen sein, so dass die Adapterstücke zur Herstellung einer Schraubverbindung unter Relativverdrehung direkt ineinander geschraubt werden können. Dies kann z.B. gewünscht sein, wenn eine automatisierte Einrichtung zur Drehung des Bohrrohrs um seine Achse und/oder eine automatisierte Einrichtung zur Drehung des Werkzeugkopfs um seine Achse vorhanden ist. Das erste und das zweite Adapterstück können dann an der Adapter-Schnittstelle als Schnittstellenstrukturen zueinander passende Gewinde haben, die ein direktes Einschrauben eines der Adapterstücke in das andere Adapterstück ermöglichen.Instead of the plug connection, a screw connection can also be provided so that the adapter pieces can be screwed directly into one another under relative rotation in order to produce a screw connection. This can e.g. be desired when an automated means for rotating the drill pipe about its axis and / or an automated means for rotating the tool head about its axis is present. The first and the second adapter piece can then have matching threads at the adapter interface as interface structures, which allow direct screwing of one of the adapter pieces into the other adapter piece.

Für die Realisierung einer als Steckverbindung ausgelegten Adapter-Schnittstelle hat es sich als günstig herausgestellt, wenn eines der Adapterstücke, insbesondere das am Bohrrohr anzubringende, also das maschinenseitige erste Adapterstück, eine Schnittstellenstruktur mit einer Kegelaufnahme mit einem Innenkonus aufweist und das andere Adapterstück, insbesondere das dem Werkzeugkopf zugeordnete zweite Adapterstück, eine korrespondierende Schnittstellenstruktur mit einem zu dem Innenkonus korrespondierenden Außenkonus aufweist. Hierdurch ist es möglich, ohne weitere Maßnahmen eine exakte Zentrierung der miteinander zu verbindenden Adapterstücke zu erreichen. Außerdem bietet eine Kegelverbindung Potenzial für hohe Spannkräfte. For the realization of a designed as a plug adapter interface, it has been found to be advantageous if one of the adapter pieces, in particular to be attached to the drill pipe, so the machine side first adapter piece, an interface structure with a cone seat with an inner cone and the other adapter piece, especially the The second adapter piece assigned to the tool head has a corresponding interface structure with an outer cone corresponding to the inner cone. This makes it possible, without further action to achieve an exact centering of the adapter pieces to be joined together. In addition, a conical connection offers potential for high clamping forces.

Bei manchen Ausführungsformen ist an der Außenfläche des Außenkonus mindestens eine Ausnehmung bzw. Vertiefung ausgebildet, die als Eingriffsstruktur für ein oder mehrere Verriegelungselemente einer Verriegelungseinrichtung dienen kann. Die Ausnehmung kann als umlaufende Spannrille, vorzugsweise mit schrägen Seitenflächen, ausgebildet sein.In some embodiments, at least one recess or depression is formed on the outer surface of the outer cone, which can serve as an engagement structure for one or more locking elements of a locking device. The recess may be formed as a circumferential clamping groove, preferably with inclined side surfaces.

Die Schnittstellenstruktur mit Außenkonus kann auch nach Art eines Hohlschaftkegels (HSK) ausgebildet sein. Hier können Eingriffsstrukturen für ein oder mehrere Verriegelungselemente im Inneren des Hohlschaftkegels ausgebildet sein.The interface structure with outer cone can also be designed in the manner of a hollow shaft cone (HSK). Here, engagement structures for one or more locking elements may be formed in the interior of the hollow shaft cone.

Eine sichere Drehmomentübertragung auch bei großen Bearbeitungskräften wird bei manchen Ausführungsformen dadurch erreicht, dass das erste Adapterstück und das zweite Adapterstück korrespondierende Mitnehmerstrukturen aufweisen, die beim axialen Zusammenstecken des ersten und des zweiten Adapterstücks zur Herstellung einer in Umfangsrichtung wirksamen formschlüssigen Verbindung ineinandergreifen. Hierzu können an einander zugewandten Stirnflächen der Adapterstücke beispielsweise entsprechende Verzahnungen oder Vorsprünge bzw. Ausnehmungen vorgesehen sein, ggf. können auch ein oder mehrere Passstifte genutzt werden, die beim Zusammenstecken in korrespondierende Bohrungen eingreifen. A secure torque transmission even with large machining forces is achieved in some embodiments in that the first adapter piece and the second adapter piece have corresponding driver structures which engage in the axial mating of the first and second adapter piece for producing a circumferentially effective positive connection. For this purpose, corresponding toothings or projections or recesses may be provided on mutually facing end faces of the adapter pieces, if necessary, one or more dowel pins may also be used, which engage in corresponding holes during mating.

Im Hinblick auf das Ziel, neben einer sicheren Drehmomentübertragung und einer exakten Zentrierung im Bereich der neuen Schnittstelle auch hohe Spannkräfte zu realisieren und dadurch einen zuverlässigen Halt der im Bereich der Adapter-Schnittstelle aneinander gekoppelten Baueinheiten zu erreichen, ist bei manchen Ausführungsformen vorgesehen, dass das erste Adapterstück und das zweite Adapterstück nach dem axialen Zusammenfügen mittels einer maschinenseitig betätigbaren Verriegelungseinrichtung axial verriegelt werden. Nach der Verriegelung sind die aneinander gekoppelten Adapterstücke durch einen in Axialrichtung wirkenden Formschluss gegen Lösen der Steckverbindung gesichert. Eine Auftrennung der Werkzeugeinheit im Bereich der Adapter-Schnittstelle ist dann nur noch nach einer Entriegelung bzw. nach dem Öffnen der Verriegelungseinrichtung möglich. With regard to the aim of realizing not only a secure torque transmission and an exact centering in the area of the new interface but also high clamping forces and thereby achieving a reliable hold of the units coupled to one another in the area of the adapter interface, it is provided in some embodiments that the first adapter piece and the second adapter piece are axially locked after axial assembly by means of a machine-actuated locking device. After locking the mutually coupled adapter pieces are secured by a force acting in the axial direction positive locking against loosening the connector. A separation of the tool unit in the area of the adapter interface is then possible only after unlocking or after the opening of the locking device.

Vorzugsweise sind Elemente der Verriegelungseinrichtung derart gestaltet, dass bei der Herstellung der Verriegelungskonfiguration, in der die Adapterstücke in Axialrichtung durch Formschluss gegen Lösen der Verbindung gesichert sind, zusätzlich eine in Axialrichtung der Werkzeugeinheit wirkende Einzugskraft erzeugt wird. Hierdurch kann die Adaptereinheit im Bereich der Adapter-Schnittstelle zusätzlich stabilisiert werden. Preferably, elements of the locking device are designed such that in the manufacture of the locking configuration, in which the adapter pieces are secured in the axial direction by positive engagement against loosening of the connection, additionally acting in the axial direction of the tool unit retraction force is generated. As a result, the adapter unit can be additionally stabilized in the area of the adapter interface.

Eine Verriegelungseinrichtung kann so konstruiert sein, dass sie mithilfe eines elektrischen Antriebs von Seiten der Tiefbohrmaschine angesteuert werden kann. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die Verriegelungseinrichtung hydraulisch betätigt. Hierzu können ggf. an der Tiefbohrmaschine für die Kühlschmierstoffzuführung ohnehin vorhandene Hydraulikeinheiten genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verriegelung mittels Federkraft vorgesehen sein.A locking device may be designed so that it can be controlled by means of an electric drive from the side of the deep hole drilling machine. In preferred embodiments, the locking device is actuated hydraulically. For this purpose, possibly existing hydraulic units can be used anyway on the deep hole drilling machine for the cooling lubricant supply. Alternatively or additionally, a locking can be provided by means of spring force.

Bei einer Ausführungsform weist die Verriegelungseinrichtung eine axial verschiebbare Betätigungsstange auf, die maschinenseitig an einen Kolben gekoppelt ist, der verschiebbar in einem Zylinderraum angeordnet ist. Der Zylinderraum ist über eine erste Steuerleitung an die Druckseite einer Hydraulikpumpe anschließbar. Vorzugsweise hat die Betätigungsstange einen axial durchgehenden Durchlasskanal, der maschinenseitig an eine zweite Steuerleitung anschließbar ist, welche ein Bestandteil eines hydraulischen Werkzeugsteuersystems zur Betätigung einer steuerbaren Schneide des Werkzeugkopfs sein kann. So können für die Verriegelung und eine ggf. gewünschte Steuerung eines steuerbaren Werkzeugkopfs zwei unabhängig steuerbare Hydrauliksysteme genutzt werden. Die Betätigungsstange kann auch zwei, drei oder mehr getrennte axiale Durchlasskanäle aufweisen, um die Ansteuerung komplexerer Werkzeugköpfe zu ermöglichen.In one embodiment, the locking device has an axially displaceable actuating rod, which is coupled on the machine side to a piston, which is arranged displaceably in a cylinder space. The cylinder chamber can be connected via a first control line to the pressure side of a hydraulic pump. Preferably, the actuating rod has an axially continuous passage, the machine side is connectable to a second control line, which may be a part of a hydraulic tool control system for actuating a controllable cutting edge of the tool head. Thus, two independently controllable hydraulic systems can be used for the locking and any desired control of a controllable tool head. The actuator rod may also have two, three or more separate axial passageways to facilitate the control of more complex tool heads.

Ein Bohrrohr kann insbesondere für diesen Fall eine an eine erste Hydraulikpumpe anschließbare erste Steuerleitung und eine unabhängig davon nutzbare, an eine zweite Hydraulikpumpe anschließbare zweite Steuerleitung aufweisen. Die Steuerleitungen können im Bohrrohr mittels geeigneter Halter fixiert sein.A drill pipe can have, in particular for this case, a first control line which can be connected to a first hydraulic pump and a second control line which can be used independently and can be connected to a second hydraulic pump. The control lines can be fixed in the drill pipe by means of suitable holders.

In einem Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Adapterstück ist bei manchen Ausführungsformen eine druckdicht schließende Schnellsteck-Kupplung für ein fluides Steuermedium vorgesehen. Dabei sind ein bohrrohrseitige erstes Kupplungsteil und ein werkzeugkopfseitiges zweites Kupplungsteil vorzugsweise derart gestaltet, dass ein eventueller Schrägversatz und/oder Axialversatz beim Ankuppeln der Werkzeugkopf-Einheit an die Bohrrohr-Einheit automatisch ausgeglichen wird. Damit kann bei einem Wechsel der Werkzeugkopf-Einheit ohne weiteres auch eine druckdichte Verbindung für fluides Steuermedium, z.B. Hydraulikflüssigkeit, geschaffen werden. Vorzugsweise sind die Kupplungsteile der Schnellsteck-Kupplung im gekoppelten Zustand gemeinsam axial bewegbar. Dann kann die Kupplung auch während eines Betätigungshubes einer Betätigungsstange dicht geschlossen bleiben.In a transition region between the first and the second adapter piece, a pressure-tight closing quick-plug coupling for a fluid control medium is provided in some embodiments. In this case, a first pipe-side coupling part and a tool-head-side second coupling part are preferably designed such that a possible skew offset and / or axial offset during coupling of the tool head unit to the drill pipe unit is automatically compensated. Thus, with a change of the tool head unit also a pressure-tight connection for fluid control medium, e.g. Hydraulic fluid to be created. Preferably, the coupling parts of the quick-release coupling in the coupled state are jointly axially movable. Then, the clutch can remain tightly closed during a Betätigungshubes an actuating rod.

Beim BTA-Tiefbohren und beim Ejektor-Tiefbohren erfolgt die Rückführung von Kühlschmierstoff und Spänen durch einen im Inneren der Werkzeugeinheit gebildeten Hohlraumkanal, so dass bei entsprechenden Bohrköpfen mindestens ein vom maschinenfernen Ende zum maschinennahen Ende durchgehender Hohlraumkanal vorgesehen ist. Für diese Fälle kann auch am ersten Adapterstück mindestens ein dazu kommunizierender durchgehender Hohlraumkanal vorgesehen sein, der bei zusammengebauter Werkzeugeinheit in das Innere des Bohrrohrs führt. Somit steht für diejenigen Elemente, die zur Adapter-Schnittstelle gehören, ggf. nur sehr wenig Bauraum in Radialrichtung zur Verfügung. Um dennoch eine zuverlässige Betätigung beweglicher Elemente der Adapter-Schnittstelle zu ermöglichen, ist bei manchen Ausführungsformen in dem ersten Adapterstück ein Kolbenraum gebildet, in dem ein Kolbenelement aufgenommen ist, das durch Beaufschlagung mit Hydraulikdruck gegen die Kraft einer Kolbenfeder in dem Kolbenraum bewegbar ist, wobei mindestens ein Hydraulikkanal von dem Kolbenraum in Richtung der am ersten Adapterstück ausgebildeten ersten Verbindungsstrukturen führt. Hierdurch können Betätigungskräfte, die z.B. zur Verriegelung und/oder zur Erzeugung ausreichender Einzugskräfte benötigt werden, unmittelbar im Inneren des ersten Adapterstücks erzeugt werden. Der Kolbenraum ist bei bevorzugten Ausführungsformen ein Ringraum und das zugehörige Kolbenelement ist ein ringförmiges Kolbenelement, wobei der Ringraum und das Kolbenelement einen axial durchgehenden Kanal im Inneren des ersten Adapterstücks umschließen. Hierdurch ist es trotz der Bauraumbeschränkungen durch den axial durchgehenden Hohlraumkanal möglich, über den Umfang der Adapter-Schnittstelle gleichmäßig wirkende Betätigungskräfte zum Verriegeln und Spannen der im Bereich der Schnittstelle zusammenwirkenden Elemente zu erreichen. In BTA deep drilling and ejector deep drilling, the recycling of cooling lubricant and chips is effected by a cavity channel formed in the interior of the tool unit, so that at least one cavity channel is provided in the case of corresponding drill heads at least from the machine-distal end to the machine-near end. For these cases, at least one continuous cavity channel communicating therewith can also be provided on the first adapter piece, which leads into the interior of the drill pipe when the tool unit is assembled. Thus, for those elements that belong to the adapter interface, if necessary, only very little installation space in the radial direction is available. In order to still allow a reliable operation of movable elements of the adapter interface, in some embodiments in the first adapter piece, a piston chamber is formed in which a piston member is received, which is movable by applying hydraulic pressure against the force of a piston spring in the piston chamber, said at least one hydraulic channel leads from the piston chamber in the direction of the first connecting piece formed on the first connecting structures. As a result, operating forces, e.g. are required for locking and / or generating sufficient pull-in forces are generated directly in the interior of the first adapter piece. The piston chamber is in preferred embodiments an annular space and the associated piston element is an annular piston element, wherein the annular space and the piston element enclose an axially continuous channel in the interior of the first adapter piece. This makes it possible despite the space limitations through the axially continuous cavity channel to achieve uniformly acting actuation forces for locking and clamping the cooperating in the interface area elements over the circumference of the adapter interface.

Um auch bei interner Spänerückführung noch eine gesonderte Zuführung von Steuerfluid (z.B. Öl) z.B. zur Betätigung einer Verriegelungseinrichtung zu ermöglichen, ist bei manchen Ausführungsformen in das Bohrrohr koaxial ein zylindrisches Innenrohr eingesetzt, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Bohrrohrs, so dass zwischen dem Bohrrohr und dem Innenrohr ein axial durchgehender Ringspalt verbleibt. Dieser kann zu Zufuhr von Steuerfluid in Richtung der Adaptereinheit genutzt werden, während der Hohlraumkanal zur Spänerückführung im Innenrohr verläuft.To provide a separate supply of control fluid (e.g., oil), even with internal chip recycling. to enable the actuation of a locking device, in some embodiments in the drill pipe coaxial, a cylindrical inner tube is used whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the drill pipe, so that an axially continuous annular gap remains between the drill pipe and the inner tube. This can be used to supply control fluid in the direction of the adapter unit, while the cavity channel for chip recovery runs in the inner tube.

Ein automatisierter Werkzeugkopfwechsel ist besonders schnell und einfach dann möglich, wenn die Werkzeugkopf-Einheit (Werkzeugkopf und daran angebrachtes zweites Adapterstück) mithilfe einer Greifereinheit eines Werkzeugkopfwechselsystems zuverlässig erfasst und lagerichtig mit dem am Bohrrohr angebrachten ersten Adapterstück verbunden werden kann. Hierzu sind bei bevorzugten Ausführungsformen an der Außenseite des zweiten Adapterstücks Greiferstrukturen ausgebildet, die an entsprechende Gegenstrukturen an der Greifereeinheit so angepasst sind, dass eine durch eine Greifereinheit gegriffene Werkzeugkopf-Einheit eine vordefinierte Axialposition relativ zur Greifereinheit und vorzugsweise auch eine vordefinierte Drehposition relativ zur Greifereinheit einnimmt. Dadurch kann mittels exakter Steuerung der Position der Greifereinheit die Werkzeugkopf-Einheit zur Bohrrohr-Einheit exakt positioniert werden und die Schnittstellenstrukturen der Adapter-Schnittstelle können ohne ungewollte Kollision ineinandergreifen. Die Greiferstrukturen können beispielsweise eine oder mehrere in Umfangsrichtung teilweise oder vollständig umlaufenden Greiferrillen aufweisen. An automated tool head change is particularly fast and easy if the tool head unit (tool head and second adapter attached thereto) reliably detected by a gripper unit of a tool head changing system and can be connected in the correct position with the mounted on the drill pipe first adapter piece. For this purpose, in preferred embodiments, gripper structures are formed on the outside of the second adapter piece, which are adapted to corresponding counter-structures on the gripper unit such that a tool head unit gripped by a gripper unit occupies a predefined axial position relative to the gripper unit and preferably also a predefined rotational position relative to the gripper unit , As a result, by means of precise control of the position of the gripper unit, the tool head unit for drill pipe unit can be positioned exactly and the interface structures of the adapter interface can interlock without unwanted collision. By way of example, the gripper structures can have one or more gripper grooves which are partially or completely circumferential in the circumferential direction.

Um einen störungsfreien automatischen Werkzeugkopfwechsel zu unterstützen, sind bei manchen Ausführungsformen am Außenumfang des Bohrrohrs und/oder am Außenumfang des ersten Adapterstücks mehrere Abstützleisten angebracht, die beim Werkzeugkopfwechsel mit Gegenelementen an der Innenseite eines Bohrölzufuhrapparates zusammenwirken und die Werkzeugeinheit für einen Werkzeugkopfwechsel zentrieren. Damit ist ein verschleißarmer, kollisionsfreier Wechsel möglich.In order to support a trouble-free automatic tool head change, in some embodiments on the outer circumference of the drill pipe and / or on the outer circumference of the first adapter piece a plurality of support strips are mounted, which cooperate with counter elements on the inside of Bohrölzufuhparparates a tool head change and center the tool unit for a tool head change. This makes a low-wear, collision-free change possible.

Die Erfindung betrifft auch eine Adaptereinheit der in dieser Anmeldung beschriebenen Art. Die mehrteilige Adaptereinheit besteht vorzugsweise aus genau zwei miteinander lösbar verbindbaren Einheiten (den Adapterstücken). Ein Adapterstück kann einstückig (nur ein Bauteil) oder aus mehreren zusammengefügten Elementen mehrstückig aufgebaut sein. Durch Verwendung einer solchen Adaptereinheit in Verbindung mit handelsüblichen Bohrrohren und Werkzeugköpfen ist es in der Regel möglich, herkömmliche Tiefbohrsysteme für einen automatischen Werkzeugkopfwechsel umzurüsten bzw. nachzurüsten. The invention also relates to an adapter unit of the type described in this application. The multi-part adapter unit preferably consists of exactly two detachably connectable units (the adapter pieces). An adapter piece may be constructed in one piece (only one component) or in several pieces from a plurality of assembled elements. By using such an adapter unit in conjunction with commercially available drill pipes and tool heads, it is usually possible to convert or retrofit conventional deep drilling systems for automatic tool head change.

Die Erfindung betrifft auch eine Tiefbohrmaschine mit einem automatischen Werkzeugkopfwechselsystem. Das Werkzeugkopfwechselsystem weist vorzugsweise eine oder mehrere Adaptereinheiten der in dieser Anmeldung beschriebenen Art auf. The invention also relates to a deep hole drilling machine with an automatic tool head changing system. The tool head change system preferably has one or more adapter units of the type described in this application.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.These and other features will become apparent from the claims but also from the description and drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous and protectable Can represent versions. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail below.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Werkzeugeinheit für eine Tiefbohrmaschine, wobei die Werkzeugeinheit einen Werkzeugkopf in Form eines BTA-Bohrkopfs hat, der unter Zwischenschaltung einer Adaptereinheit an ein Bohrrohr angekoppelt ist; 1 shows a schematic longitudinal section through an embodiment of a tool unit for a deep hole drilling machine, the tool unit has a tool head in the form of a BTA drill head, which is coupled with the interposition of an adapter unit to a drill pipe;

2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Werkzeugeinheit aus 1 im Bereich der Adapter-Schnittstelle zwischen den Adapterstücken der Adaptereinheit; 2 shows an enlarged section of the tool unit 1 in the area of the adapter interface between the adapter pieces of the adapter unit;

3 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Werkzeugeinheit für eine Tiefbohrmaschine, wobei die Werkzeugeinheit einen Bohrkopf mit aussteuerbarer Schneide zum Aufbohren einer vorgebohrten Bohrung aufweist; und 3 shows a schematic longitudinal section through another embodiment of a tool unit for a deep hole drilling machine, the tool unit has a drill head with controllable cutting edge for drilling a predrilled hole; and

4 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung eines Ausschnitts der Werkzeugeinheit aus 3 im Bereich der Adapter-Schnittstelle. 4 shows an enlarged detail of a section of the tool unit 3 in the area of the adapter interface.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

In 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Werkzeugeinheit 100 für eine Tiefbohrmaschine in einer Bohrkopfwechselstellung bzw. Werkzeugkopfwechselstellung gezeigt. Einige zur Tiefbohrmaschine gehörenden Einheiten, nämlich ein Bohrölzufuhrapparat 192 sowie eine davon getragene Bohrbuchse 194 und eine Drehdurchführung 196, sind mit gestrichelten Linien dargestellt. In 1 is a schematic longitudinal section through an embodiment of a tool unit 100 shown for a deep hole drilling machine in a Bohrkopfwechselstellung or tool head change position. Some units belonging to the deep drilling machine, namely a drill oil feeder 192 and a boring bush carried thereon 194 and a rotary union 196 , are shown with dashed lines.

Die Werkzeugeinheit weist ein metallisches Bohrrohr 110 mit zylindrischem Querschnitt auf, an dessen maschinennahem Ende Einrichtungen zur Aufnahme des Bohrrohrs an einer Arbeitsspindel der Tiefbohrmaschine angebracht sind. Mithilfe der Arbeitsspindel kann die Werkzeugeinheit im Betrieb um die Werkzeugachse 102 gedreht werden. Am maschinenfernen Ende des Bohrrohrs ist eine erste Verbindungsstruktur 112 in Form eines Anschlussgewindes ausgebildet, das als viergängiges Innengewinde zum Anschluss eines handelsüblichen Bohrkopfs oder eines anderen Werkzeugkopfs mit entsprechendem viergängigen Außengewinde ausgestaltet ist. The tool unit has a metallic drill pipe 110 having a cylindrical cross-section, at the machine-near end means for receiving the drill pipe are attached to a work spindle of the deep hole drilling machine. The tool spindle can be used around the tool axis during operation using the work spindle 102 to be turned around. At the far end of the drill pipe is a first connection structure 112 designed in the form of a connection thread, which is designed as a four-thread internal thread for connecting a commercial drill head or other tool head with a corresponding four-course external thread.

Andere Rohrkoppelgewinde sind möglich, ebenso andere Rohrquerschnitte. Other pipe coupling threads are possible, as well as other pipe sections.

In das Bohrrohr ist koaxial ein zylindrisches Innenrohr 120 eingesetzt, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Bohrrohrs, so dass zwischen Bohrrohr und Innenrohr ein axial durchgehender Ringspalt 115 verbleibt. Das Innenrohr ist bei Bohrrohren, die für das Ejektor-Tiefbohren vorbereitet sind, bereits vorhanden. Bei Bohrrohren, die für das BTA-Tiefbohren eingerichtet sind, kann ein Innenrohr nachgerüstet werden. Am Außenumfang des Bohrrohrs sind in der Nähe des vorderen Anschlussgewindes mehrere axial verlaufende Abstützleisten 114 angebracht, die beim Bohrkopfwechsel mit Gegenelementen an der Innenseite des Bohrölzufuhrapparates zusammenwirken und die Werkzeugeinheit für den Bohrkopfwechsel zentrieren.In the drill pipe is coaxial with a cylindrical inner tube 120 used, whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the drill pipe, so that between the drill pipe and the inner tube an axially continuous annular gap 115 remains. The inner tube is already present on drill pipes prepared for ejector deep drilling. For drill pipes that are set up for BTA deep drilling, an inner pipe can be retrofitted. On the outer circumference of the drill pipe are in the vicinity of the front connection thread a plurality of axially extending support strips 114 mounted, which cooperate with counter-elements on the inside of Bohrölzufuhparparates when Bohrkopfwechsel and center the tool unit for Bohrkopfwechsel.

Das maschinenferne Ende der Werkzeugeinheit wird durch einen auswechselbaren Werkzeugkopf 130 gebildet, bei dem es sich im Beispielsfall um einen handelsüblichen BTA-Vollbohrkopf handelt, der es ermöglicht, im Tiefbohrverfahren ohne vorheriges Vorbohren tiefe Löcher in ein Werkstück einzubringen. Der Werkzeugkopf wird im Folgenden auch kurz als Bohrkopf 130 bezeichnet. Der Bohrkopf hat im Bereich seiner maschinenfernen Stirnseite eine oder mehrere Schneiden 132 und an seinem Umfang mehrere axial verlaufende Führungsleisten 134. Am maschinennahen Ende des Bohrkopfs ist eine zweite Verbindungsstruktur 136 in Form eines viergängigen Außengewindes ausgebildet, mit dessen Hilfe der Bohrkopf 130 unmittelbar in das Innengewinde 112 am Vorderende des Bohrrohrs eingeschraubt werden könnte. Im Bereich der maschinenfernen Stirnseite des Bohrkopfs befinden sich ein oder mehrere Spänesammelöffnungen, von denen ein axialer Hohlraumkanal 138 durch den mit Außengewinde versehenen Abschnitt zum maschinennahen Ende führt. The machine-distal end of the tool unit is replaced by a replaceable tool head 130 formed, which is in the example, a commercial BTA solid drill head, which makes it possible to bring deep holes in a workpiece without the pre-drilling deep hole drilling. The tool head will also be referred to as drill head in the following 130 designated. The drill head has one or more cutting edges in the area of its machine-distal end face 132 and at its periphery a plurality of axially extending guide rails 134 , At the machine-near end of the drill head is a second connection structure 136 designed in the form of a four-course external thread, with the help of the drill head 130 directly into the internal thread 112 could be screwed in at the front end of the drill pipe. In the area of the machine-remote end face of the drill head are one or more chips collecting openings, of which an axial cavity channel 138 through the externally threaded portion leads to the machine end.

Es können handelsübliche Bohrköpfe verwendet werden, beispielsweise wie beschrieben in der DE 10 2010 018 959 A1 . It can be used commercially available drill heads, for example, as described in the DE 10 2010 018 959 A1 ,

Der Bohrkopf 130 ist nicht unmittelbar (direkt) mit dem Bohrrohr 110 verbunden, sondern indirekt unter Zwischenschaltung einer mehrteiligen Adaptereinheit 150 koaxial mit diesem am Bohrrohr befestigt. Die Adaptereinheit hat an der Seite des Bohrrohrs ein erstes Adapterstück 160 und an der Seite des Bohrkopfs ein zweites Adapterstück 170. Die Adapterstücke können mithilfe korrespondierender Schnittstellenstrukturen einer Adapter-Schnittstelle 200 aneinander befestigt bzw. voneinander gelöst werden.The drill head 130 is not directly (directly) with the drill pipe 110 connected, but indirectly with the interposition of a multi-part adapter unit 150 coaxial with this attached to the drill pipe. The adapter unit has a first adapter piece on the side of the drill pipe 160 and on the side of the drill head, a second adapter piece 170 , The adapter pieces can be created using corresponding interface structures of an adapter interface 200 attached to each other or detached from each other.

Das mehrteilig aufgebaute erste Adapterstück 160 ist so konstruiert, dass es unmittelbar mit dem maschinenfernen Ende des Bohrrohrs verbunden werden kann und einen axial durchgehenden Hohlraumkanal für die Spänerückführung zum Bohrrohr aufweist. Hierzu ist an einem ersten hülsenförmigen Grundelement 161 des ersten Adapterstücks 160 eine erste Verbindungsstruktur 162 in Form eines Außengewindes ausgebildet, welches zum Anschlussgewinde 112 des Bohrrohrs passt, so dass das erste Adapterstück 160 in das Vorderende des Bohrrohrs 110 eingeschraubt werden kann. Das maschinenferne Ende des ersten Adapterstücks 160 wird durch ein zweites Grundelement 163 gebildet, das ebenfalls hülsenförmig ist und mit dem ersten Grundelement 161 über ineinandergreifende Gewinde direkt verschraubt werden kann. Am maschinenfernen Ende des ersten Adapterstücks erweitert sich dessen Innendurchmesser zum freien Ende hin konisch, so dass eine Kegelaufnahme 210 mit Innenkonus gebildet wird. Der Konuswinkel (Winkel zwischen Werkzeugachse und einer Mantellinie der innenkonischen Fläche) liegt im Beispielsfall bei ca. 5°, was einem Kegelverhältnis C von ca. 7/24 entspricht. Die Kegelaufnahme 210 mit Innenkonus ist Bestandteil der ersten Schnittstellenstruktur der Adapter-Schnittstelle 200. The multi-part constructed first adapter piece 160 is constructed so that it can be connected directly to the off-machine end of the drill pipe and has an axially continuous cavity channel for the chip return to the drill pipe. For this purpose, on a first sleeve-shaped base element 161 of the first adapter piece 160 a first connection structure 162 formed in the form of an external thread, which is the connection thread 112 the drill pipe fits, leaving the first adapter piece 160 into the front end of the drill pipe 110 can be screwed. The off-machine end of the first adapter piece 160 becomes through a second basic element 163 formed, which is also sleeve-shaped and with the first basic element 161 can be screwed directly by means of interlocking threads. At the machine-distal end of the first adapter piece, its inner diameter expands conically towards the free end, so that a taper receptacle 210 is formed with inner cone. The cone angle (angle between the tool axis and a generatrix of the inner conical surface) is in the example case at about 5 °, which corresponds to a cone ratio C of about 7/24. The cone shot 210 with inner cone is part of the first interface structure of the adapter interface 200 ,

Das erste Adapterstück 160 hat ein drittes Grundelement 164 in Form einer Innenhülse, die von der maschinenfernen Seite direkt mit dem ersten Grundelement 161 verschraubt wird. Die Innenhülse ist derart gestaltet, dass sich im montierten Zustand zwischen dem außen liegenden zweiten Grundelement 163 und der Innenhülse 164 ein Ringraum 165 bildet, der die Innenhülse und den durch diese führenden axialen Hohlraumkanal umschließt und zum maschinenseitigen Ende von der Stirnseite des ersten Grundelements 161 abgeschlossen wird. In den Ringraum 165 ist eine axial verschiebbare Schiebehülse 166 eingelegt, die sich über eine Druckfeder 167 an einem Ringbund der Innenhülse abstützt und gegen die Kraft dieser Feder beweglich ist. Von dem Kolbenraum 165 führen mehrere Hydraulikkanäle 168 durch das erste Grundelement 161 zum Ringspalt 115. The first adapter piece 160 has a third element 164 in the form of an inner sleeve, from the machine-distant side directly to the first basic element 161 is screwed. The inner sleeve is designed such that in the assembled state between the outer second basic element 163 and the inner sleeve 164 an annulus 165 forms, which surrounds the inner sleeve and the axial cavity channel leading through this and the machine-side end of the end face of the first base member 161 is completed. In the annulus 165 is an axially movable sliding sleeve 166 inserted, which is about a compression spring 167 supported on an annular collar of the inner sleeve and is movable against the force of this spring. From the piston chamber 165 lead several hydraulic channels 168 through the first basic element 161 to the annular gap 115 ,

Ein maschinenferner Abschnitt des Kolbenelements 166 steht mit einer Gruppe von innen liegenden Spannkugeln 169 in Kontakt, die abhängig von der axialen Stellung des Kolbenelements entweder in der gezeigten innen liegenden Verriegelungsstellung oder in einer nach außen gerückten Freigabestellung angeordnet sind. Das Kolbenelement 166 und die Spannkugeln 169 sind funktionale Bestandteile einer hydraulisch betätigbaren Verriegelungseinrichtung, die durch das Bohrrohr hindurch maschinenseitig betätigt werden kann.An off-machine section of the piston element 166 stands with a group of internal clamping balls 169 in contact, which are arranged depending on the axial position of the piston member either in the illustrated internal locking position or in an outwardly released release position. The piston element 166 and the clamping balls 169 are functional components of a hydraulically actuated locking device that can be actuated by the drill pipe through the machine side.

Das dem Bohrkopf zugeordnete zweite Adapterstück 170 ist ein relativ einfach zu fertigendes, im Wesentlichen hülsenförmiges metallisches Bauteil. Am maschinenfernen Ende ist eine zweite Verbindungsstruktur in Form eines Innengewindes 172 vorgesehen, mit dessen Hilfe das zweite Adapterstück auf das Außengewinde 136 des Bohrkopfs aufgeschraubt werden kann. Am gegenüberliegenden maschinennahen Ende ist eine zweite Schnittstellenstruktur der Adapter-Schnittstelle ausgebildet, die die Form eines Anschlusskegels 220 mit einem Außenkonus 222 hat, der mit dem Innenkonus am maschinenfernen Ende des zweiten Adapterstücks korrespondiert und den gleichen Konuswinkel hat. In der Nähe des rohrseitigen Endes ist am Außenkonus eine trapezförmig nach außen erweiterte Außenrille 224 (Spannrille) eingearbeitet, die funktionaler Bestandteil einer Verriegelungseinrichtung ist.The drill bit associated with the second adapter piece 170 is a relatively easy to manufacture, substantially sleeve-shaped metallic component. At the machine-distal end is a second connection structure in the form of an internal thread 172 provided, with the help of the second adapter piece on the external thread 136 the drill head can be screwed. At the opposite end of the machine a second interface structure of the adapter interface is formed, which takes the form of a connection cone 220 with an outer cone 222 has, which corresponds to the inner cone at the machine distal end of the second adapter piece and has the same cone angle. In the vicinity of the tube-side end is on the outer cone a trapezoidal outwardly expanded outer groove 224 (Clamping groove) incorporated, which is a functional part of a locking device.

Die Kegelwinkel des Innenkonus und des Außenkonus sind mit ca. 5° derart gewählt, dass eine zentrierte Kegelverbindung ohne Selbsthemmung entsteht, die sich ohne gesonderten Auswerfer lösen lässt. The cone angles of the inner cone and the outer cone are selected at about 5 ° such that a centered conical connection without self-locking arises, which can be solved without a separate ejector.

Am ersten Adapterstück 160 und am zweiten Adapterstück 170 sind an einander zugewandten Stirnflächen korrespondierende Mitnehmerstrukturen 226 in Form von Stirnverzahnungen vorgesehen, die beim axialen Zusammenstecken des ersten und des zweiten Adapterstücks zur Herstellung einer in Umfangsrichtung wirksamen formschlüssigen Verbindung ineinandergreifen. Dadurch ist eine sichere Drehmomentübertragung im Bereich der Adapter-Schnittstelle gewährleistet. At the first adapter piece 160 and at the second adapter piece 170 are corresponding driving structures on mutually facing end surfaces 226 provided in the form of serrations, which engage in the axial mating of the first and second adapter piece for producing a circumferentially effective positive connection. This ensures safe torque transmission in the area of the adapter interface.

Am zylindrischen Teil des Außenumfangs des zweiten Adapterstücks 170 ist eine im Querschnitt trapezförmige, sich nach innen verjüngende Greiferrille 174 eingearbeitet, in die ein korrespondierender Greifersteg einer Greifereinheit 250 eines automatischen Bohrkopf-Wechselsystems für den Bohrkopfwechsel eingreifen kann. Die Greifereinheit, die auch kurz als Greifer bezeichnet werden kann, kann z.B. als Greifzange konstruiert sein.On the cylindrical part of the outer periphery of the second adapter piece 170 is a trapezoidal in cross section, inwardly tapered gripper groove 174 incorporated, in which a corresponding gripper bar a gripper unit 250 an automatic drill head changing system for the Bohrkopfwechsel can intervene. The gripper unit, which can also be referred to as a gripper for a short time, can be constructed, for example, as gripping tongs.

Die zueinander korrespondierenden ersten und zweiten Schnittstellenstrukturen am ersten Adapterstück bzw. am zweiten Adapterstück gehören zu einer Adapter-Schnittstelle 200, die als Steckverbindung ausgelegt ist und die es erlaubt, die Bohrkopf-Einheit (mit dem zweiten Adapterstück) mit der Bohrrohr-Einheit (mit dem ersten Adapterstück) automatisch exakt zentriert mit hoher Spannkraft zu verbinden und gleichzeitig für eine sichere Drehmomentübertragung zwischen Bohrrohr und Bohrkopf zu sorgen. Ein Bohrkopfwechsel kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden. The mutually corresponding first and second interface structures on the first adapter piece or on the second adapter piece belong to an adapter interface 200 , which is designed as a connector and which allows the drill head unit (with the second adapter piece) with the drill pipe unit (with the first adapter piece) automatically centered exactly with high clamping force to connect and at the same time for a secure torque transmission between the drill pipe and drill head to care. A drill head change can be carried out, for example, as follows.

In einer Ausgangssituation ist die Werkzeugeinheit 100 in der in 1 und 2 gezeigten Weise fertig montiert, indem die Bohrkopf-Einheit (Bohrkopf mit aufgeschraubtem zweiten Adapterstück) mit der Bohrrohr-Einheit (Bohrrohr mit eingeschraubtem ersten Adapterstück) über die Adapter-Schnittstelle 200 zentriert und drehfest gekuppelt sind. Die im Ringspalt 115 und im Kolbenraum 165 befindliche Hydraulikflüssigkeit befindet sich noch unter Druck, so dass das als Schiebehülse gestaltete ringförmige Kolbenelement 166 gegen die Kraft der Feder 167 in die gezeigte maschinenferne vordere Stellung gedrückt wird. Dadurch werden die Spannkugeln 169 nach radial innen in die trapezförmig erweiterte Außenrille 224 am Ende des Außenkonus des zweiten Adapterstücks gedrückt. In dieser Verriegelungskonfiguration ist die Bohrkopf-Einheit formschlüssig gegen Herausnehmen aus der Bohrrohr-Einheit gesichert. In an initial situation, the tool unit is 100 in the in 1 and 2 shown assembled by the drill head unit (drill head with screwed second adapter piece) with the drill pipe unit (drill pipe with screwed in first adapter piece) via the adapter interface 200 centered and coupled rotatably. The in the annular gap 115 and in the piston chamber 165 located hydraulic fluid is still under pressure, so that designed as a sliding sleeve annular piston element 166 against the force of the spring 167 is pressed in the shown machine-distant front position. This will cause the clamping balls 169 radially inward into the trapezoidal widened outer groove 224 pressed at the end of the outer cone of the second adapter piece. In this locking configuration, the drill head unit is positively secured against removal from the drill pipe unit.

Für den Bohrkopfwechsel bzw. den Wechsel der Bohrkopf-Einheit greift die zangenartige Greifereinheit 250 am zweiten Adapterstück 170 an und baut den Spanndruck auf. Die in das Adapterstück eingearbeiteten Greiferrillen 174 verhindern dabei eine Verschiebung des Bohrkopfs in Axialrichtung sowie eine Verdrehung um die Achsrichtung, so dass der Bohrkopf axial und in Umfangsrichtung lagerichtig gegriffen wird. Sobald die Meldung "Greiferspanndruck erreicht" am Steuersystem anliegt, wird der Hydraulikdruck im Ringspalt 115 zwischen Innenrohr und Bohrrohr weggenommen. Dadurch bewegt sich die Schiebehülse unter der Einwirkung der Federkraft der Druckfeder 167 in Richtung Bohrrohr und gibt den Raum zum radialen Ausweichen der Spannkugeln 169 nach außen frei. Dadurch wird die Bohrkopf-Einheit entriegelt und der Greifer kann das Adapterstück mit dem Bohrkopf mit einer in Axialrichtung geführten Arbeitsbewegung nach vorne (in der Zeichnung nach links) abnehmen. Dadurch wird die Bohrkopf-Einheit von der Bohrrohr-Einheit im Bereich der Schnittstelle, d.h. im Bereich der Adapter-Schnittstelle 200, getrennt. For the drill head change or the change of the drill head unit engages the pincer-like gripper unit 250 on the second adapter piece 170 and builds up the clamping pressure. The gripper grooves incorporated in the adapter piece 174 thereby prevent a displacement of the drill head in the axial direction and a rotation about the axial direction, so that the drill head is axially and circumferentially correctly positioned. As soon as the message "Claw clamping pressure reached" is applied to the control system, the hydraulic pressure in the annular gap becomes 115 removed between inner tube and drill pipe. As a result, the sliding sleeve moves under the action of the spring force of the compression spring 167 towards the drill pipe and gives the space for radial deflection of the clamping balls 169 free to the outside. As a result, the drill head unit is unlocked and the gripper, the adapter piece with the drill head with an axially guided working movement forward (in the drawing to the left) decrease. As a result, the drill head unit of the drill pipe unit in the area of the interface, ie in the range of the adapter interface 200 , separated.

Der Greifer kann die Bohrkopfeinheit dann in einem freien Ablageplatz ablegen. The gripper can then place the drill head unit in a free storage space.

Für die Neubestückung der Bohrrohr-Einheit (Bohrrohr mit angebrachtem ersten Adapterstück) mit einer neuen Bohrkopf-Einheit, die beispielsweise einen Bohrkopf mit einem anderen Durchmesser haben kann, greift der Greifer eine entsprechende Bohrkopf-Einheit und bringt sie in eine axiale Position in einen definierten Abstand vor die Bohrrohr-Einheit. Dann fährt der Greifer parallel zur Achsrichtung in die Stellung "Werkzeugwechsel" in Richtung Bohrrohr. Durch die Ausbildung der Schnittstelle Werkzeug/Bohrrohr als Kegel können Winkelfehler unmittelbar ausgeglichen werden. Das Adapterstück mit Bohrkopf ist im Greifer 250 mittels entsprechender Greiferrillen gegen Verdrehung gesichert. Somit ist ein Einfahren in die integrierte Drehmomentmitnahme problemlos möglich. For the reassembly of the drill pipe unit (drill pipe with attached first adapter piece) with a new drill head unit, which may for example have a drill head with a different diameter, the gripper engages a corresponding drill head unit and brings them into an axial position in a defined Distance in front of the drill pipe unit. Then the gripper moves parallel to the axis direction to the position "tool change" in the direction of the drill pipe. By forming the interface tool / drill pipe as a cone angle errors can be compensated directly. The adapter piece with drill head is in the gripper 250 secured against rotation by means of corresponding gripper grooves. Thus, a retraction in the integrated torque driving is easily possible.

Sobald an der Steuerung die Meldung "Greifer in Wechselposition" ansteht, wird der Ringspalt 115 zwischen Innenrohr und Bohrrohr mit Hydraulikdruck beaufschlagt. Dadurch bewegt sich die Schiebehülse 166 in Richtung Bohrkopf und drückt die Spannkugeln 169 in die an dem bohrkopfseitigen Werkzeugkegel angearbeitete Spannrille 224. Durch die spezielle trapezförmige Form der Spannrille mit Einlaufschrägen wird eine axiale Einzugskraft erzeugt, die das zweite Adapterstück gemeinsam mit dem davon getragenen Bohrkopf in den Werkzeugkegel (Innenkonus) zieht. Durch die formschlüssige Verriegelung mithilfe der Spannkugeln 169 in Verbindung mit einem steuerseitig angebrachten Rückschlagventil ist auch bei einem Druckabfall der Hydraulik ein sicherer Halt des Werkzeugs gewährleistet. Die Plananlage in Verbindung mit den konischen Kupplungsflächen im Bereich der Adapter-Schnittstelle ergibt eine sehr steife Verbindung. Die Drehmomentmitnahme erfolgt formschlüssig über die ineinandergreifenden Mitnehmerstrukturen 226.As soon as the message "Gripper in change position" is present at the control, the annular gap becomes 115 between inner tube and drill pipe with Hydraulic pressure applied. This moves the sliding sleeve 166 towards the drill head and presses the clamping balls 169 in the worked on the drill head side tool taper clamping groove 224 , Due to the special trapezoidal shape of the clamping groove with inlet slopes an axial pull-in force is generated, which pulls the second adapter piece together with the boring head carried by it in the tool cone (inner cone). Due to the positive locking by means of the clamping balls 169 In conjunction with a control valve mounted on the control valve, a secure hold of the tool is guaranteed even with a pressure drop of the hydraulics. The plane system in conjunction with the conical coupling surfaces in the area of the adapter interface results in a very rigid connection. The torque transfer takes place positively via the intermeshing driver structures 226 ,

Durch die Verwendung von speziell angepassten Adapterstücken für Bohrrohr und Bohrkopf ist auf diese Weise der Einsatz von handelsüblichen Bohrrohren und Bohrköpfen möglich. Ein Nachrüsten auf bestehende Werkzeugausrüstungen beim Kunden ist jederzeit möglich. Through the use of specially adapted adapter pieces for drill pipe and drill head, the use of commercially available drill pipes and drill heads is possible in this way. Retrofitting to existing tool equipment at the customer is possible at any time.

Anhand der 3 und 4 wird eine andere Ausführungsform einer Werkzeugeinheit 300 erläutert, welche im Beispielsfall für das Aufbohren einer bereits vorhandenen Bohrung genutzt werden kann und zu diesem Zweck einen Bohrkopf 330 mit aussteuerbarer Schneide 332 aufweist. Ähnlich wie bei 1 ist die Werkzeugeinheit in einer Bohrkopfwechselstellung gezeigt, ein Bohrölzufuhrapparat 392 sowie eine davon getragene Bohrbuchse 394 sind mit gestrichelten Linien dargestellt. Die Bohrölzufuhr erfolgt ähnlich wie bei der Ausführungsform nach 1 von außen durch einen Ringspalt. Die Späneabfuhr vom Bereich des Bohrkopfs erfolgt durch die bereits vorgebohrte Bohrung hindurch, also parallel zur Vorschubrichtung. Bei solchen Werkzeugeinheiten muss somit im Inneren der Werkzeugeinheit kein Hohlraumkanal für die Spänerückführung zur Maschine vorgesehen sein, so dass sich andere konstruktive Möglichkeiten für den inneren Aufbau ergeben. Based on 3 and 4 will be another embodiment of a tool unit 300 explains which can be used in the example for drilling a hole already existing and for this purpose a drill head 330 with controllable cutting edge 332 having. Similar to 1 the tool unit is shown in a Bohrkopfwechselstellung, a Bohrölzufuhparparat 392 and a boring bush carried thereon 394 are shown with dashed lines. The Bohrölzufuhr takes place similar to the embodiment according to 1 from the outside through an annular gap. The chip removal from the area of the drill head takes place through the already pre-drilled hole, ie parallel to the feed direction. In the case of such tool units, no cavity channel for chip return to the machine must therefore be provided in the interior of the tool unit, so that other constructive possibilities for the internal structure result.

Die Werkzeugeinheit 300 weist ein metallisches Bohrrohr 310 mit zylindrischem Querschnitt auf, an dessen maschinennahem Ende Einrichtungen zur Aufnahme des Bohrrohrs an einer Arbeitsspindel der Tiefbohrmaschine angebracht sind. Im Betrieb wird die Werkzeugeinheit mittels der Arbeitsspindel um die Werkzeugachse 302 gedreht. Am maschinenfernen Ende des Bohrrohrs ist eine erste Verbindungsstruktur in Form eines viergängigen Innengewindes 312 zum Anschluss eines handelsüblichen Bohrkopfs mit dem entsprechenden viergängigen Außengewinde vorgesehen. The tool unit 300 has a metallic drill pipe 310 having a cylindrical cross-section, at the machine-near end means for receiving the drill pipe are attached to a work spindle of the deep hole drilling machine. In operation, the tool unit is rotated about the tool axis by means of the work spindle 302 turned. At the machine-distal end of the drill pipe is a first connection structure in the form of a four-pass internal thread 312 provided for connecting a commercial drill head with the corresponding four-course external thread.

Am maschinenfernen Ende der Werkzeugeinheit befindet sich der auswechselbare Bohrkopf 330, der gegenüber einer Führungsleiste 334 eine radial aussteuerbare Schneide 332 trägt, die hydraulisch zugestellt werden kann. Hierdurch kann der Durchmesser einer bereits vorgebohrten Bohrung durch Aufbohren erweitert werden. Am maschinennahen Ende des Bohrkopfs ist eine zweite Verbindungsstruktur 336 in Form eines viergängigen Innengewindes ausgebildet. Der Bohrkopf 330 könnte unter Zwischenschaltung eines einteiligen Adapters mit bohrkopfseitigem Außengewinde und bohrrohrseitigem Innengewinde am Bohrrohr befestigt werden. At the machine-distal end of the tool unit is the replaceable drill head 330 , opposite a guide rail 334 a radially controllable cutting edge 332 carries, which can be delivered hydraulically. As a result, the diameter of an already pre-drilled bore can be extended by drilling. At the machine-near end of the drill head is a second connection structure 336 formed in the form of a four-course internal thread. The drill head 330 could be attached to the drill pipe with the interposition of a one-piece adapter with drill head-side external thread and drill pipe-side internal thread.

Der Bohrkopf 330 ist indirekt unter Zwischenschaltung einer mehrteiligen Adaptereinheit 350 koaxial mit dem Bohrrohr an diesem befestigt. Die Adaptereinheit 350 hat an der Seite des Bohrrohrs ein erstes Adapterstück 360 und an der Seite des Bohrkopfs ein zweites Adapterstück 370. Die Adapterstücke können mit Hilfe korrespondierender Schnittstellenstrukturen einer Adapter-Schnittstelle 400 miteinander gekoppelt bzw. voneinander gelöst werden. The drill head 330 is indirectly with the interposition of a multi-part adapter unit 350 coaxial with the drill pipe attached to this. The adapter unit 350 has on the side of the drill pipe a first adapter piece 360 and on the side of the drill head, a second adapter piece 370 , The adapter pieces can with the help of corresponding interface structures of an adapter interface 400 be coupled together or detached from each other.

Das auf Seiten des Bohrrohrs anzubringende erste Adapterstück 360 hat am maschinennahen Ende seines Grundelementes 361 eine erste Verbindungsstruktur 362 in Form eines Außengewindes, welches unmittelbare in das Innengewinde 312 am maschinenfernen Ende des Bohrrohrs eingeschraubt werden kann. Am Umfang des ersten Adapterstücks sind mehrere Abstützleisten 314 angebracht, die das erste Adapterstück bzw. die Bohrrohr-Einheit für den Bohrkopfwechsel im Bohrölzufuhrapparat zentrieren. Am maschinenfernen Ende des ersten Adapterstücks ist eine Kegelaufnahme 310 mit einem Innenkonus gebildet, dessen Konuswinkel so bemessen ist, dass beim Einziehen durch die automatische Spanneinheit am entsprechenden Gegenkonus leichte Selbsthemmung auftritt. Die Kegelaufnahme 310 ist Bestandteil der ersten Schnittstellenstruktur der Adapter-Schnittstelle 400, welche als Hohlschaftkegel-Schnittstelle (HSK-Schnittstelle) ausgelegt ist.The first adapter piece to be mounted on the side of the drill pipe 360 has at the machine-near end of its basic element 361 a first connection structure 362 in the form of an external thread, which directly into the internal thread 312 can be screwed on the machine remote end of the drill pipe. At the periphery of the first adapter piece are several support strips 314 attached centering the first adapter piece or the drill pipe unit for the Bohrkopfwechsel in Bohrölzufuhparparat. At the far end of the first adapter piece is a taper receptacle 310 formed with an inner cone whose cone angle is dimensioned so that when retracted by the automatic clamping unit on the corresponding counter-cone slight self-locking occurs. The cone shot 310 is part of the first interface structure of the adapter interface 400 , which is designed as a hollow shaft cone interface (HSK interface).

Bei einer nicht bildlich gezeigten Ausführungsform ist anstelle der HSK-Schnittstelle eine Steilkegel(SK)-Schnittstelle vorgesehen.In a non-pictorial embodiment, a steep taper (SK) interface is provided instead of the HSK interface.

Das dem Bohrkopf 330 zugeordnete zweite Adapterstück 370 hat einen Grundkörper 371, an dessen maschinenfernem Ende eine zweite Verbindungsstruktur in Form eines Außengewindes 372 vorgesehen ist, mit dessen Hilfe das zweite Adapterstück in das Innengewinde des Bohrkopfs 330 eingeschraubt werden kann. Am gegenüberliegenden maschinennahen Ende ist eine zweite Schnittstellenstruktur der Adapter-Schnittstelle 400 ausgebildet, die die Form eines Hohlschaftkegels 320 mit einem Außenkonus 322 hat, der mit dem Innenkonus am maschinenfernen Ende des zweiten Adapterstücks korrespondiert und den gleichen Konuswinkel hat. That the drill head 330 assigned second adapter piece 370 has a basic body 371 at the machine-remote end of a second connection structure in the form of an external thread 372 is provided, with the help of the second adapter piece in the internal thread of the drill head 330 can be screwed. At the opposite end of the machine is a second interface structure of the adapter interface 400 formed in the shape of a hollow shaft cone 320 with an outer cone 322 has that with the inner cone on remote machine end of the second adapter piece corresponds and has the same cone angle.

Die Adapter-Schnittstelle 400 hat bei Ausführungsformen für steuerbare Werkzeugsysteme mehrere Anforderungen zu erfüllen, da neben einer zentrierten und drehfesten mechanischen Kopplung der Adapterstücke auch noch eine zuverlässige Medienübergabe für das zum Steuern des Bohrkopfs genutzte Steuermedium (z.B. Hydrauliköl) sichergestellt werden muss. Die hierzu vorgesehenen Einrichtungen werden im Folgenden näher erläutert.The adapter interface 400 has to meet several requirements in embodiments for controllable tool systems, since in addition to a centered and rotationally fixed mechanical coupling of the adapter pieces also a reliable media transfer for the used for controlling the drill head control medium (eg hydraulic oil) must be ensured. The facilities provided for this purpose are explained in more detail below.

Die Adaptereinheit 350 nutzt für die mechanische Verbindung der beiden Adapterstücke 360, 370 die Vorteile einer Hohlschaftkegel-Schnittstelle und ist so konstruiert, dass das erste Adapterstück und das zweite Adapterstück nach dem axialen Zusammenfügen der Adapterstücke (durch Einstecken des Hohlschaftkegels 320 in die Kegelaufnahme 310) mit Hilfe einer maschinenseitig betätigbaren Verriegelungseinrichtung axial in der Weise eingezogen und verriegelt werden können, dass die aneinander gekoppelten Adapterstücke durch einen in Axialrichtung wirkenden Formschluss gegen Lösen der Steckverbindung gesichert sind und nur nach Entriegelung der Verriegelungseinrichtung die Verbindung wieder gelöst werden kann. Ähnlich wie bei der Variante aus 1 und 2 sind auch hier in Umfangsrichtung formschlüssig ineinandergreifende Mitnehmerelemente zur Drehsicherung vorgesehen.The adapter unit 350 uses for the mechanical connection of the two adapter pieces 360 . 370 the advantages of a hollow shaft taper interface and is constructed so that the first adapter piece and the second adapter piece after the axial assembly of the adapter pieces (by inserting the hollow shaft cone 320 in the cone shot 310 ) can be axially retracted and locked by means of a machine-actuated locking device in such a way that the mutually coupled adapter pieces are secured by a force acting in the axial direction positive connection against loosening the connector and only after unlocking the locking device, the connection can be solved again. Similar to the variant off 1 and 2 are here provided in the circumferential direction positively interlocking driver elements for rotation assurance.

Zu der Verriegelungseinrichtung gehört eine Gruppe von im Grundkörper 361 im Bereich der Kegelaufnahme 310 schwenkbar gelagerten Verriegelungselementen 382, deren radiale Schwenkbewegung über die axiale Bewegung einer im Inneren des ersten Adapterstücks 360 axial beweglich geführten Betätigungsstange 384 gesteuert wird. Am maschinenfernen Ende der Betätigungsstange ist ein Steuerelement 385 mit einer Außenkontur angebracht, die so gestaltet ist, dass die vorderen Enden der Verriegelungselemente beim Einziehen der Betätigungsstange in Richtung Tiefbohrmaschine in die in 4 gezeigte Verriegelungsstellung nach außen geschwenkt werden, an inneren Schrägflächen des Hohlschaftkegels angreifen und dabei den am zweiten Adapterstück 370 angebrachten Hohlschaftkegel 320 axial unter Spannung in die Kegelaufnahme 310 mit geeigneter Einzugskraft hineinziehen. Bei einem Entriegelungshub in entgegengesetzter Richtung (zum maschinenfernen Ende) werden die vorderen Enden der Verriegelungselemente aktiv nach innen verschwenkt und geben das zweite Adapterstück 370 bzw. dessen Hohlschaftkegel frei und dieses wird ausgestoßen, so dass die Bohrkopfeinheit (Bohrkopf 330 und zweites Adapterstück 370) nach vorne axial abgenommen werden kann. The locking device includes a group of in the main body 361 in the area of conical reception 310 pivotally mounted locking elements 382 , whose radial pivoting movement via the axial movement of an inside of the first adapter piece 360 axially movably guided operating rod 384 is controlled. At the far end of the actuator rod is a control 385 mounted with an outer contour which is designed so that the front ends of the locking elements when retracting the actuating rod in the direction of deep hole drilling machine in the in 4 shown locking position are pivoted outward, attack on inner inclined surfaces of the hollow shaft cone while the second adapter piece 370 mounted hollow shaft cone 320 axially under tension in the cone seat 310 pull in with a suitable pull-in force. In a Entriegelungshub in the opposite direction (to the machine-distal end), the front ends of the locking elements are actively pivoted inwards and give the second adapter piece 370 or its hollow shaft cone free and this is ejected, so that the drill head unit (drill head 330 and second adapter piece 370 ) can be removed axially forward.

Die axialen Arbeitsbewegungen der Betätigungsstange werden hydraulisch gesteuert. Hierzu ist das maschinennahe Ende der Betätigungsstange nach Art eines Kolbens 386 ausgestaltet, der radial abgedichtet im Inneren eines Zylinderraums 388 angeordnet ist, der maschinenseitig über eine erste Steuerleitung 389 an die Druckseite einer Hydraulikpumpe angeschlossen ist. Die Betätigungsstange 384 ist im Inneren des Grundkörpers 361 geführt und wird mit Hilfe eines die Betätigungsstange umschließenden Federpakets 391 zum maschinenseitigen Ende vorgespannt, so dass der Hydraulikdruck für den Entriegelungshub gegen die Kraft des Federpakets aufzubringen ist und in Abwesenheit von Druck in der ersten Steuerleitung 389 die Bohrkopf-Einheit mit der Bohrrohr-Einheit verriegelt ist. The axial working movements of the actuating rod are hydraulically controlled. For this purpose, the machine-near end of the actuating rod in the manner of a piston 386 configured, the radially sealed inside a cylinder chamber 388 is arranged, the machine side via a first control line 389 connected to the pressure side of a hydraulic pump. The operating rod 384 is inside the main body 361 guided and with the help of an operating rod enclosing spring package 391 biased to the machine-side end, so that the hydraulic pressure for the Entriegelungshub is applied against the force of the spring assembly and in the absence of pressure in the first control line 389 the drill head unit is locked to the drill pipe unit.

Für die Ansteuerung der Schneide 332 und/oder einer anderen steuerbaren Funktionseinheit des steuerbaren Bohrkopfs 330 ist ein hydraulisches Werkzeugsteuersystem vorgesehen. Hierzu gehört auf Seiten des Bohrrohrs eine zweite Steuerleitung 392, die von der zugeordneten maschinenseitigen Hydraulikeinheit zu einem im Inneren des Bohrrohrs befestigten Anschlusselement 393 führt, das an seiner maschinenfernen Seite eine mit der zweiten Steuerleitung kommunizierende, zentrale Sacklochbohrung hat, in die ein maschinenseitiger Endabschnitt der Betätigungsstange 391 eintauchen kann. Die Betätigungsstange ist im wesentlichen rohrförmig, wobei im Inneren der Betätigungsstange ein axial durchgehender Durchlasskanal gebildet wird, der durch den Bereich der Verriegelungselemente 382 hindurch bis zum maschinenfernen Stirnende der Betätigungsstange führt. Das maschinenferne Ende ragt somit bei zusammengebauter Werkzeugeinheit in das Innere des zweiten Adapterstücks hinein. For controlling the cutting edge 332 and / or another controllable functional unit of the controllable drill head 330 a hydraulic tool control system is provided. This includes a second control line on the side of the drill pipe 392 from the associated machine-side hydraulic unit to a connection element fixed inside the drill pipe 393 leads, which has on its machine-side side with the second control line communicating, central blind hole, in which a machine-side end portion of the actuating rod 391 can dive. The actuating rod is substantially tubular, wherein in the interior of the actuating rod, an axially continuous passageway is formed by the region of the locking elements 382 through to the machine distal end of the operating rod leads. The machine-distal end thus protrudes into the interior of the second adapter piece when the tool unit is assembled.

Am Übergang zum zweiten Adapterstück 370, welches zur Bohrkopf-Einheit gehört, ist eine druckdicht schließende Schnellsteck-Kupplung 395 für das fluide Steuermedium vorgesehen. Die lösbare Trennstelle zwischen den zur Bohrrohr-Einheit gehörenden Elementen und den zur Bohrkopf-Einheit gehörenden Elementen ist in 4 mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Das bohrrohrseitige Kupplungsteil und das bohrkopfseitige Kupplungsteil sind so gestaltet, dass eventueller Schrägversatz und Axialversatz beim Ankuppeln der Bohrkopf-Einheit an die Bohrrohr-Einheit automatisch ausgeglichen werden. Das bohrkopfseitige Kupplungsteil ist an einem Bolzen 373 befestigt, der innerhalb des Grundkörpers 371 des zweiten Adapterstücks gegen die Kraft einer Schraubendruckfeder 374 axial bewegt werden kann. Beim Entriegelungshub der Verriegelungseinrichtung taucht der Bolzen in Richtung Bohrkopf ein, wobei sich dabei auch die Position der Schnellsteck-Kupplung 395 innerhalb des zweiten Adapterstücks in Richtung Bohrkopf verlagert. Der Bolzen 373 hat eine axiale Durchgangsbohrung, dessen bohrkopfseitiges Ende eine zylindrische Erweiterung hat, in die bei zusammengebauter Bohrkopfeinheit ein am Bohrkopf abgedichtet angebrachtes Rohr 375 eintaucht. Die über das Rohr 375 vermittelte, abgedichtete Fluidverbindung zwischen dem zweitem Adapterstück 370 und Bohrkopf 330 wird beim Zusammenschrauben dieser Teile automatisch hergestellt. Das Steuermedium betätigt im Inneren des Bohrkopfs einen Kolben, der ein Zustellelement mit Schrägflächen betätigt, welche mit Schrägflächen an einem Träger der aussteuerbaren Schneide nach Art eines Keilantriebs zusammenwirkt, um die Schneide abhängig vom Hydraulikdruck radial zuzustellen. At the transition to the second adapter piece 370 , which belongs to the drill head unit, is a pressure-tight closing quick plug coupling 395 intended for the fluid control medium. The detachable separation point between the elements belonging to the drill pipe unit and the elements belonging to the drill head unit is in 4 shown with a dashed line. The drill pipe-side coupling part and the coupling part on the drill head side are designed so that any skew offset and axial offset during coupling of the drill head unit to the drill pipe unit are automatically compensated. The drill head coupling part is on a bolt 373 attached, the inside of the main body 371 of the second adapter piece against the force of a helical compression spring 374 can be moved axially. When Entriegelungshub the locking device of the bolt dives towards the drill head, which also includes the position of the quick-release coupling 395 shifted within the second adapter piece towards the drill head. The bolt 373 has an axial through hole whose The end of the drill head has a cylindrical extension, into which, when the drill head unit is assembled, there is a pipe which is sealed to the drill head 375 dips. The over the pipe 375 mediated, sealed fluid communication between the second adapter piece 370 and drill head 330 is produced automatically when these parts are screwed together. The control medium operates in the interior of the drill head a piston which actuates a feed element with inclined surfaces, which cooperates with inclined surfaces on a carrier of the controllable cutting edge in the manner of a wedge drive to deliver the blade radially depending on the hydraulic pressure.

Der Bohrkopfwechsel wird im Wesentlichen analog zu der bereits beschriebenen Weise automatisch mithilfe eines automatischen Bohrkopfwechslers durchgeführt, der einen Greifer 450 hat, welcher in die Spannrille 324 am Umfang des zweiten Adapterstücks 370 eingreifen kann.The drill head change is carried out automatically analogously to the manner already described by means of an automatic Bohrkopfwechslers, the one gripper 450 which has in the tension groove 324 on the circumference of the second adapter piece 370 can intervene.

Bei den bildlich dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Werkzeugkopf jeweils als Bohrkopf (Vollbohrkopf bzw. Aufbohrkopf) ausgebildet, so dass die Werkzeugkopf-Einheit auch als Bohrkopf-Einheit und der Werkzeugkopfwechsel auch als Bohrkopfwechsel bezeichnet werden kann. Es ist jedoch nicht zwingend, dass der verwendete Werkzeugkopf ein Bohrkopf ist, der ausschließlich zum Bohren verwendet werden kann. Werkzeugköpfe können auch für einen oder mehrere andere Bearbeitungsprozesse ausgelegt sein. Ein Werkzeugkopf kann z.B. ein Kombinationswerkzeugkopf sein, an dem zwei oder mehr unterschiedliche, ggf. getrennt ansteuerbare Werkzeugelemente (z.B. Schälschneide, Rollierelement, Bohrschneide etc.) angebracht sein können. Es kann sich z.B. um einen 2-fach Kombinationswerkzeugkopf zum Schälen und Rollieren handeln oder um einen 3-fach Kombinationswerkzeugkopf, z.B. zum Aufbohren, Schälen und Rollieren.In the illustrated exemplary embodiments, the tool head is designed in each case as a drill head (full bore head or boring head), so that the tool head unit can also be referred to as a drill head unit and the tool head change can also be referred to as a drill head change. However, it is not mandatory that the tool head used is a drill head that can be used exclusively for drilling. Tool heads can also be designed for one or more other machining processes. A tool head may e.g. a combination tool head may be attached to the two or more different, possibly separately controllable tool elements (such as peeling blade, roller burnishing element, drill bit, etc.). It can be e.g. to handle a 2-fold combination tooling head for peeling and curling, or a 3-fold combination tool head, e.g. for boring, peeling and rolling.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010018959 A1 [0049]

Claims

Method for producing a tool unit ( 100 . 300 ) for a deep drilling machine, in which a replaceable tool head ( 130 . 330 ) on a drill pipe ( 110 . 310 ), wherein the drill pipe has a machine-near end with means for receiving the drill pipe to a work spindle of the deep hole drilling machine and a machine-distal end with a first connection structure ( 112 . 312 ) for attaching a tool head, and the tool head has a second connection structure ( 136 . 336 ), characterized in that the tool head ( 130 . 330 ) with the interposition of a multi-part adapter unit ( 150 . 350 ) on the drill pipe ( 110 . 310 ), wherein a first adapter piece ( 160 . 360 ) of the adapter unit with the drill pipe ( 110 . 310 ), a second adapter piece ( 170 . 370 ) of the adapter unit with the tool head ( 130 . 330 ), and the first and the second adapter piece by means of corresponding first and second interface structures of an adapter interface ( 200 . 400 ) rotatably and centered to each other.

A method according to claim 1, characterized in that the first and the second connection structure are designed as corresponding first and second connection threads, the first adapter piece ( 160 . 360 ) is connected by screwing directly to the drill pipe and the second adapter piece ( 170 . 370 ) is connected by screwing directly to the tool head.

Method according to claim 1 or 2, wherein the first adapter piece ( 160 . 360 ) and the second adapter piece ( 170 . 370 ) are inserted into one another via an axial relative movement for the production of the connection or are screwed directly into one another under relative rotation in order to produce a screw connection.

Method according to one of the preceding claims, wherein the first adapter piece ( 160 . 360 ) and the second adapter piece ( 170 . 370 ) are axially locked after the axial assembly by means of a locking device which can be actuated on the machine side, wherein the locking device is preferably hydraulically actuated.

Method according to one of the preceding claims, wherein an automated tool head change is performed, wherein a tool head unit having the tool head and a second adapter piece attached thereto, detected by a gripper unit of a tool head changer system and is connected in the correct position with the drill pipe mounted on the first adapter piece and / or is released from the first adapter piece attached to the drill pipe.

Tool unit ( 100 . 300 ) for a deep drilling machine, with a drill pipe ( 110 . 310 ) and to the drill pipe detachably fastened or attachable, replaceable tool head ( 130 . 330 ), whereby the drill pipe ( 110 . 310 ) a machine-near end with means for receiving the drill pipe to a work spindle of the deep hole drilling machine and a machine-distal end with a first connection structure ( 112 . 312 ) for attaching a tool head and the tool head ( 130 . 330 ) a second connection structure ( 136 . 336 ), characterized by, an adapter unit ( 150 . 350 ) for mounting the tool head on the drill pipe, wherein the adapter unit a first adapter piece ( 160 . 360 ) and a releasably connectable with the first adapter piece second adapter piece ( 170 . 370 ), the first adapter piece at a machine-side end with the first connection structure ( 112 . 312 ) corresponding first connection structure ( 162 . 362 ) for connection to the drill pipe and at a machine-distal end first interface structures of an adapter interface ( 200 . 400 ), the second adapter piece ( 170 . 370 ) at a machine-remote end, a second connection structure corresponding to the second connection structure ( 172 . 372 ) for connection to the tool head ( 130 . 330 ) and has at a machine-end second interface structures of the adapter interface ( 200 . 400 ), And the first and the second adapter piece by means of the corresponding first and second interface structures rotatably and centered connected or connectable.

A tool unit according to claim 6, wherein the first and second connecting structures are designed as corresponding first and second connecting threads such that the first adapter piece ( 160 . 360 ) by screwing directly to the drill pipe ( 110 . 310 ) and the second adapter piece ( 170 . 370 ) by screwing directly with the tool head ( 130 . 330 ) is connectable.

Tool unit according to claim 6 or 7, wherein the adapter interface ( 200 . 400 ) is configured as a plug connection such that the first adapter piece ( 160 . 360 ) and the second adapter piece ( 170 . 370 ) can be plugged into one another via an axial relative movement for producing the connection, or in which the adapter interface is designed as a screw connection

Tool unit according to one of claims 6 to 8, wherein one of the adapter pieces, in particular the first adapter piece ( 160 . 360 ), an interface structure with a cone receptacle ( 210 . 310 ) having an inner cone and the other adapter piece, in particular the second adapter piece ( 170 . 370 ), an interface structure with an inner cone corresponding to the outer cone ( 222 . 322 ), wherein preferably the first interface structure has a cone receptacle with an inner cone and the second interface structure has a connection cone with an outer cone which corresponds to the inner cone.

A tool unit according to claim 9, wherein on an outer surface of the outer cone ( 222 ) at least one recess ( 224 ), which can serve as an engagement structure for one or more locking elements of a locking device, wherein the engagement structure preferably as a circumferential outer groove ( 224 ), preferably with oblique side surfaces, is formed.

Tool unit according to claim 9, wherein the interface structure with outer cone in the manner of a hollow shaft cone ( 320 ), wherein preferably engagement structures for one or more locking elements ( 382 ) of a locking device are formed in the interior of the hollow shaft cone.

Tool unit according to one of claims 8 to 11, wherein the first adapter piece ( 160 ) and the second adapter piece ( 170 ) corresponding driver structures ( 226 ), which engage in the axial mating of the first and the second adapter piece for producing a circumferentially effective form-fitting connection with each other.

Tool unit according to one of claims 6 to 12, characterized by a machine-side operable locking device for axial locking of the first adapter piece ( 160 . 360 ) with the second adapter piece ( 170 . 370 ) after an axial assembly, wherein the locking device is preferably hydraulically actuated.

A tool unit according to any one of claims 6 to 13, wherein in the first adapter piece ( 160 ) a piston chamber ( 165 ) is formed, in which a piston element ( 166 ) by applying hydraulic pressure against the force of a piston spring ( 167 ) is movable in the piston chamber, wherein at least one hydraulic channel ( 168 ) leads from the piston chamber in the direction of the first adapter piece formed on the first connecting structure, wherein preferably the piston chamber ( 165 ) an annular space and the piston element ( 166 ) is an annular piston element, wherein the annular space and the piston element has an axially continuous cavity channel ( 138 ) enclose inside the first adapter piece.

Tool unit according to one of claims 13 or 14, wherein the locking device comprises an axially displaceable actuating rod ( 384 ), the machine side to a piston ( 386 ), which is displaceable in a cylinder space ( 388 ) is arranged, which via a first control line ( 389 ) is connectable to the pressure side of a hydraulic pump, wherein preferably the actuating rod ( 384 ) has at least one axially continuous passage, the machine side to a second control line ( 392 ), which is a component of a hydraulic tool control system for actuating a controllable functional unit, in particular a cutting edge ( 332 ), of the tool head is.

A tool unit according to any one of claims 6 to 15, wherein in the drill pipe ( 310 ) a connectable to a first hydraulic pump first control line ( 389 ) and a connectable to a second hydraulic pump second control line ( 392 Preferably, the first control line is a component of a hydraulically actuated locking device and the second control line is a component of a hydraulic tool control system for actuating a controllable functional unit, in particular cutting edge, of the tool head.

Tool unit according to one of claims 6 to 16, wherein in a transition region between the first and the second adapter piece a pressure-tight closing quick-plug coupling ( 395 ) is provided for a fluid control medium, wherein a drill pipe side first coupling part and a tool head side second coupling part are designed such that a possible skew offset and / or axial displacement when coupling the second adapter piece ( 370 ) to the first adapter piece ( 360 ) is automatically compensated, wherein preferably the coupling parts of the quick-release coupling in the coupled state are jointly axially movable.

Tool unit according to one of claims 6 to 17, wherein in the drill pipe ( 110 ) coaxial with a cylindrical inner tube 120 is inserted, whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the drill pipe, so that between the drill pipe and the inner tube an axially continuous annular gap ( 115 ) remains, through which a control fluid to the adapter unit is transportable.

Tool unit according to one of claims 6 to 18, wherein on the outer circumference of the drill pipe ( 119 ) and / or on the outer circumference of the first adapter piece ( 360 ) several support strips ( 114 . 314 ) are mounted, the tool head change with Counter elements on the inside of Bohrölzufuhparparates ( 192 . 392 ) and center the tool unit for a tool head change.

Adapter unit ( 150 . 350 ) for attaching a replaceable tool head ( 130 . 330 ) on a drill pipe ( 110 . 310 ) for a deep drilling machine, wherein the adapter unit a first adapter piece ( 160 . 360 ) and a releasably connectable with the first adapter piece second adapter piece ( 170 . 370 ), the first adapter piece on a machine-side end can be arranged a first connection structure ( 162 . 362 ) for connection to the drill pipe and at a machine remote end first interface structures of an adapter interface ( 200 . 400 ), the second adapter piece ( 170 . 370 ) at a machine-remote end, a second connection structure ( 172 . 372 ) for connection to the tool head ( 130 . 330 ) and has second interface structures of the adapter interface at an end that can be arranged close to the machine ( 200 . 400 ), And the first and the second adapter piece by means of the corresponding first and second interface structures rotatably and centered connected or connectable.

Adapter unit according to claim 20, characterized by the features of the characterizing portion of at least one of claims 7 to 14 or 17.