DE1072938B - Friction connection piece for a hammering boring bar with two conical plug-in openings - Google Patents
Friction connection piece for a hammering boring bar with two conical plug-in openingsInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft ein Reibungsverbindungsstück für eine schlagend arbeitende Bohrstange mit einem Bohrkopf, dessen Bohrschneiden aus Hartmetallplättchen bestehen, zur Herstellung von Gesteinsbohrlöchern, das an seinen einander entgegengesetzten Enden zwei konische Einstecköffnungen aufweist.The invention relates to a friction connector for a boring bar working with percussion a drill head, the cutting edges of which are made of carbide plates, for the production of rock drill holes, which has two conical insertion openings at its opposite ends.
Es ist bekannt, zwischen Bohrkopf und der schlagend arbeitenden Bohrstange ein Reibungsverbindungsstück (Kupplung) vorzusehen (vgl. Patentschrift 170 651) und dieses Verbindungsstück an seinen einander entgegengesetzten Enden mit zwei kegelförmigen Einstecköffnungen zur Aufnahme entsprechend geformter Zapfen des Bohrkopfes bzw. der Bohrstange zu versehen.It is known to have a friction connection piece between the drill head and the hammering drill rod (Coupling) to be provided (see patent specification 170 651) and this connector on its opposite ends with two conical insertion openings for receiving accordingly to provide shaped pin of the drill head or the drill rod.
Dieses Verbindungsstück nach der genannten Patentschrift dient jedoch nicht als Führung für die Bohrstange und den Bohrkopf im Bohrloch, denn sein Durchmesser ist größer als der des Bohrkopfes; es kann daher nicht in das Bohrloch eingeführt werden, um als Führung für den Bohrkopf zu dienen. Nach der deutschen Patentschrift 361 953 ist ein in das Bohrloch einzuführendes Verbindungsstück bekannt, dessen Durchmesser kleiner ist als der des Bohrkopfes. Demgemäß kann es wegen seines geringeren Durchmessers nicht als Führung für die Bohrstange und den Bohrkopf im Bohrloch dienen.However, this connector according to the cited patent does not serve as a guide for the Drill rod and the drill head in the borehole, because its diameter is larger than that of the drill head; it can therefore not be introduced into the borehole to serve as a guide for the drill head. According to the German patent specification 361 953 a connecting piece to be introduced into the borehole is known, whose diameter is smaller than that of the drill head. Accordingly, it can be because of its inferiority Do not serve as a guide for the drill rod and the drill head in the borehole.
Mit der Erfindung soll nun ein zwischen dem Bohrkopf und der Bohrstange befindliches Verbindungsstück geschaffen werden, das im Vergleich zum Durchmesser des Bohrloches so groß ist, daß das Verbindungsstück als Führungsvorrichtung für diese Teile dient und dennoch das Vorbeiströmen der Spülflüssigkeit von der Sohle des Bohrloches am Bohrkopf und dem Verbindungsstück vorbei ermöglicht.The aim of the invention is to provide a connecting piece located between the drill head and the drill rod be created that is so large compared to the diameter of the borehole that the Connecting piece serves as a guide device for these parts and still allows the flushing liquid to flow past from the bottom of the borehole past the drill head and the connecting piece.
Zu diesem Zweck kennzeichnet sich das Reibungs-Verbindungsstück nach der Erfindung für eine schlagend arbeitende Bohrstange mit einem Bohrkopf, dessen Bohrschneiden aus Hartmetallplättchen bestehen, zur Herstellung von Gesteinsbohrlöchern, das an seinen einander entgegengesetzten Enden zwei konische Einstecköffnungen aufweist, durch die Kombination folgender Merkmale:To this end, the friction connector according to the invention is characterized by a hitting working boring bar with a boring head, the cutting edges of which are made of hard metal plates, for the production of rock boreholes, the two at its opposite ends has conical insertion openings, through the combination of the following features:
a) In der einen konischen Einstecköffnung des hohlen Verbindungsstückes von entsprechend widerstandsfähiger Wandstärke ist der Bohrkopfzapfen und in der anderen Einstecköffnung sein Bohrstangenende angeordnet;a) In the one conical insertion opening of the hollow connecting piece of correspondingly more resistant The wall thickness is the drill head pin and the drill rod end in the other insertion opening arranged;
b) der Durchmesser des dem Bohrkopf in das Bohrloch folgenden Verbindungsstückes ist kleiner als der größte Durchmesser des Bohrkopfes und so groß bemessen, daß das Verbindungsstück der Führungskörper für den Bohrkopf und das Bohrgestänge ist;b) the diameter of the connecting piece following the drill head into the borehole is smaller than the largest diameter of the drill head and dimensioned so large that the connector of the Guide body for the drill head and the drill pipe is;
Reibungs verbindungsstückFriction connector
für eine schlagend arbeitende Bohrstange mit zwei konischen Einstecköffnungenfor a percussive boring bar with two conical insertion openings
Anmelder:Applicant:
Canadian Ingersoll-Rand CompanyT Canadian Ingersoll-Rand Company T
Limited,
Montreal, Quebec (Kanada)Limited,
Montreal, Quebec (Canada)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauerstr. 2, Patentanwälteand Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
Munich 27, Pienzenauerstr. 2, patent attorneys
Beanspruchte Priorität:
Kanada vom 30. Januar 1953Claimed priority:
Canada January 30, 1953
c) der Außendurchmesser des Verbindungsstückes ist um so viel kleiner' als der Durchmesser des Bohrloches, daß zwischen der Außenfläche des Verbindungsstückes und " der Bohrlochwandung gerade noch genügend Zwischenraum für den Durchlauf der Spülflüssigkeit vorhanden ist.c) the outer diameter of the connecting piece is so much smaller than the diameter of the Borehole that between the outer surface of the connector and "the borehole wall there is just enough space left for the flushing liquid to flow through.
Trifft die Schneidkante des Bohrkopfes auf hartes Gestein, so hat der Bohrkopf das Bestreben, seitlich auszuweichen, so daß ein schiefer Schlag erfolgt und sich die Bohrstange biegt. Nach der Erfindung legt sich das Reibungsverbindungsstück an eine Seite des Bohrloches an und begrenzt infolgedessen die Aus-If the cutting edge of the drill head hits hard rock, the drill head tends to move laterally to avoid, so that an oblique blow occurs and the boring bar bends. According to the invention sets the friction connector adjoins one side of the borehole and consequently limits the
φο weich- oder Kippbewegung des Bohrkopfes und wirkt als ein Mittel, das den Bohrkopf im Bohrloch führt, wobei jedoch — wie oben angegeben — noch genügend Zwischenraum zwischen der Bohrlochwandung und der Außenfläche des Verbindungsstückes für denφο soft or tilting movement of the drill head and works as a means that guides the drill head in the borehole, but - as stated above - still sufficient Space between the borehole wall and the outer surface of the connector for the
Durchlauf von Spülflüssigkeit und Bohrmehl verbleibt. Diese Führung des Bohrkopfes im Bohrloch mittet die Bohrstange und den Bohrkopf im Bohrloch ein und verringert somit das seitliche Schlagen" und eine schädliche Vibration der Bohrstange. Durch.The flushing fluid and drilling dust run through. This guidance of the drill head in the borehole centers the drill rod and the drill head in the borehole and thus reduces the lateral impact " and harmful vibration of the drill rod. By.
diese Begrenzung der Querbewegung des Bohrkopfes wird die Biegung der Bohrstange und damit die Beanspruchung des Gestänges durch Knickung verringert, wobei die auf den Bohrkopf über die Bohrstange ausgeübten Schläge stärker in Längserstreckung desthis limitation of the transverse movement of the drill head becomes the bending of the drill rod and thus the stress of the rod reduced by kinking, with the on the drill head over the drill rod Strikes exerted stronger in the longitudinal extension of the
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Gestänges gerichtet sind und dadurch besser zur Wirkung kommen. Die Erfahrungen haben gezeigt, daß infolge dieser Führung auch tiefere Bohrlocher einen geraden Verlauf nehmen, so daß auch das Ziehen des Gestänges und das Einbringen der Sprengladung erleichtert wird. Ferner ist das Ausblasen der geraden Bohrlöcher wirksamer. Der Erfindungsgegenstand eignet sich somit besonders für gerade Bohrlöcher erfordernde Zielbohrungen. In der Zeichnung zeigtRods are directed and thus come better into effect. Experience has shown that as a result of this leadership also deeper boreholes take a straight course, so that the pulling the linkage and the introduction of the explosive charge is facilitated. Furthermore, the blowing out is the straight holes more effective. The subject matter of the invention is therefore particularly suitable for straight Target drilling requiring boreholes. In the drawing shows
Fig. 1 einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausfuhrungsform des Verbindungsstückes mit einem Bohrkopf und einer Bohrstange,Fig. 1 is a longitudinal section of a preferred embodiment of the connector with a Boring head and a boring bar,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene schaubildliche Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Verbindungsstückes undFIG. 2 is a partially sectioned perspective view of the connecting piece shown in FIG. 1 and
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, gesehen in Richtung der Pfeile.3 shows a section along line 3-3 of FIG. 2, seen in the direction of the arrows.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Form des Verbindungsstückes 10 zusammen mit einer Bohrstange 11 und einem Bohrkopf 12 einer stoßend arbeitenden Gesteinsbohrmaschine dargestellt. Das Verbindungsstück besteht aus einer Rohrhülse 13, die an dem einen Ende eine kegelförmige Einstecköffnung 14 zur Aufnahme eines kegelförmigen Endes 15 des Zapfens 16 vom Bohrkopf 12 hat. Eine Einstecköffnung 19, die der Größe und dem Kegel der Einstecköffnung 14 entspricht, ist an dem gegenüberliegenden Ende der Rohrhülse 13 zur Aufnahme des Rohrstangenendes 20 vorgesehen.In FIG. 1, a preferred form of the connector 10 is shown together with a drill rod 11 and a drill head 12 of a pushing rock drilling machine. The connector consists of a tubular sleeve 13, which has a conical insertion opening 14 at one end Receipt of a conical end 15 of the pin 16 from the drill head 12 has. An insertion opening 19, which corresponds to the size and taper of the insertion opening 14, is at the opposite end of the pipe sleeve 13 for receiving the pipe rod end 20 is provided.
Der Stirnseite des Bohrkopfes 12 wird Spülflüssigkeit zum Ausspülen der Bohrungen mittels der in der Bohrstange 11, dem Zylinder 13 bzw. Bohrkopf 12 befindlichen Kanäle 9, 21 und 8 zugeführt. Die seitlich am Bohrkopf 12 befindlichen Nuten 7 ermöglichen den Durchgang des Bohrkleins und der Spülflüssigkeit an der Außenseite des Bohrkopfes. Der dargestellte Bohrkopf 12 ist mit Hartmetallplättchen 17 bestückt, die verschließfeste Schneidkanten 18 bilden. Ein solcher Bohrkopf oder Bohrköpfe ähnlicher Art werden aus den später erläuterten Gründen bei dem Verbindungsstück verwendet.The face of the drill head 12 is flushing liquid for flushing out the bores by means of those located in the drill rod 11, the cylinder 13 or the drill head 12 Channels 9, 21 and 8 fed. The grooves 7 located on the side of the drill head 12 enable the Passage of the cuttings and the flushing fluid on the outside of the drill head. The one shown The drill head 12 is equipped with hard metal plates 17 which form cutting edges 18 that are resistant to wear. A Such drill head or drill heads of a similar type are for the reasons explained below in the connection piece used.
Zwischenlagen oder Einlagen 22 aus Messing oder einem ähnlichen Material liegen in bekannter Weise (s. deutsche Patentschrift 635 678) zwischen der Kegelfläche des Zapfens 16 und der Fläche der Einstecköffnung 14 sowie zwischen dem Bohrstangenende 20 der Bohrstange 11 und der Einstecköffnung 19. Der Zweck dieser Zwischenlage, deren Stärke beispielsweise 0,125 mm beträgt, besteht darin, eine größtmögliche Auflagefläche der Kegel herbeizuführen, da sich das verhältnismäßig weiche Messing allen kleinen Unregelmäßigkeiten der Kegelflächen der Bohrstange 11 und des Zapfens 16 anpaßt. Auch kann das Verbindungsstück 10 leichter von den Kegelflächen gelöst werden.Intermediate layers or inserts 22 made of brass or a similar material are in a known manner (See German Patent 635 678) between the conical surface of the pin 16 and the surface of the insertion opening 14 and between the drill rod end 20 of the drill rod 11 and the insertion opening 19. The The purpose of this intermediate layer, the thickness of which is 0.125 mm, for example, is the greatest possible To bring about the contact surface of the cone, since the relatively soft brass is all small Irregularities of the conical surfaces of the drill rod 11 and the pin 16 adapts. Also can Connection piece 10 can be released more easily from the conical surfaces.
Zum leichteren Lösen des Verbindungsstückes ist der Kegelwinkel von Bedeutung. Beträgt der Winkel zwischen dem Kegel und der außenliegenden Oberfläche des Verbindungsstückes (Winkel A in Fig. 3) 31A0 und daher der Einschlußwinkel 6V20, so ist ein ziemlich leichtes Herausziehen des Bohrkopfes oder der Bohrstange aus dem Verbindungsstück möglich, wobei jedoch die Verbindung während des Bohrvorganges vollkommen fest bleibt. Ein solcher Winkel von 6V20 ist für Konusverbindungen zwischen Bohrkopf bzw. Einsteckende und Bohrstange durch die USA.-Patentschrift 2 042 088 bekannt.The taper angle is important for easier loosening of the connecting piece. If the angle between the cone and the outer surface of the connecting piece (angle A in Fig. 3) is 3 1 A 0 and therefore the included angle 6V2 0 , the drill head or the drill rod can be pulled out of the connecting piece fairly easily, although the Connection remains completely secure during the drilling process. Such an angle of 6V2 0 is known for conical connections between the drill head or the insertion end and the drill rod from US Pat. No. 2,042,088.
Der Außendurchmesser des Verbindungsstückes ist im wesentlichen dem Durchmesser des Bohrkopfes an seinem Fuß oder an der Verbindungsstelle mit dem Zapfen 16 gleich und nur etwas kleiner als der größte Außendurchmesser des Bohrkopfes 12. Dieser Unterschied im Durchmesser des Verbindungsstückes und dem größten Durchmesser des Bohrkopfes ist nur so groß, daß Spülflüssigkeit und Bohrklein zwischen den Flächen des Verbindungsstückes und der Wand des Bohrloches hindurchtreten können. Ein derartig großer Durchmesser des Verbindungsstückes wird aus zwei Gründen gewählt:The outer diameter of the connecting piece is essentially the diameter of the drill head his foot or at the junction with the pin 16 is the same and only slightly smaller than the largest Outside diameter of the drill head 12. This difference in the diameter of the connector and the largest diameter of the drill head is only so large that flushing fluid and cuttings between the surfaces of the connector and the wall of the borehole can pass. One of those The large diameter of the connector is chosen for two reasons:
Der erste Grund ist darin zu sehen, daß hierdurch der Aufbau eines Verbindungsstückes ermöglicht wird, das an seinem kleinsten Querschnitt eine so große Wandstärke hat, daß es ohne Bruch und ohne merkbares Dehnen oder Erweitern seiner Wand den beim Schlagbohren auftretenden Beanspruchungen widersteht. (Reibungsverbindungsstücke, deren Wandstärke genügend groß ist, um ein Strecken des Kupplungsgliedes zu verhindern, sind durch die britische Patentschrift 170 651 bekannt.) Im Betrieb wurde festgestellt, daß ein Verbindungsstück, dessen Außendurchmesser 34,9 mm und dessen Wandstärke bei B (Fig. 3) 4,76 mm beträgt, bei einem Bohrkopf mit einem größten Außendurchmesser von 38,10 mm unter schwierigen Bohrverhältnissen einwandfrei arbeitet. Diese Wandstärke des Verbindungsstückes kann auch beibehalten werden, wenn der Außendurchmesser des Verbindungsstückes wesentlich kleiner als der größte Außendurchmesser des Bohrkopfes ist, indem einfach der Durchmesser des Kegels verkleinert wird. Doch kann dann die Verkleinerung des Zapfendurchmessers zu einem Bruch des Zapfens oder der Bohrstange führen. Außerdem hat eine solche Änderung im Außendurchmesser des Verbindungsstückes 10 und des Bohrkopfes 12 den Verlust des zweiten Vorteils zur Folge, der der Grund dafür ist, daß die beiden Durchmesser im wesentlichen gleich groß gemacht werden.The first reason is to be seen in the fact that this enables the construction of a connecting piece which has such a large wall thickness at its smallest cross section that it withstands the stresses occurring during hammer drilling without breaking and without noticeable stretching or widening of its wall. (Friction connecting pieces, the wall thickness of which is sufficiently large to prevent stretching of the coupling member, are known from British patent specification 170 651.) In operation, it was found that a connecting piece, whose outer diameter is 34.9 mm and whose wall thickness at B (Fig. 3) is 4.76 mm, works perfectly with a drill head with a largest outer diameter of 38.10 mm under difficult drilling conditions. This wall thickness of the connecting piece can also be maintained if the outside diameter of the connecting piece is significantly smaller than the largest outside diameter of the drill head by simply reducing the diameter of the cone. However, the reduction in the journal diameter can then lead to breakage of the journal or the drill rod. In addition, such a change in the outer diameter of the connector 10 and the drill head 12 results in the loss of the second advantage which is the reason that the two diameters are made substantially the same.
Der zweite Grund für die Maßnahme, den Außendurchmesser des Verbindungsstückes nur etwas kleiner als den größten Außendurchmesser des Bohrkopfes zu machen, ist darin zu sehen, daß das Verbindungsstück als Führungskörper für die Bohrstange dient. Wenn auch ein genügend großer Abstand zwischen den Außenseitenflächen des Verbindungsstückes und der Wand des Bohrloches belassen werden muß, damit die Spülflüssigkeit und das Bohrklein hindurchströmen können, braucht dieser Zwischenraum nicht groß zu sein. Beispielsweise wird ein Verbindungsstück mit einem Durchmesser von 34,9 mm bei einem Bohrkopf verwendet, dessen größter Außendurchmesser 38,1 mm ist. Bei einem Bohrkopf von 34,9 mm Außendurchmesser wird ein Verbindungsstück mit einem Durchmesser von 31,75 mm verwendet. Der Außendurchmesser des Verbindungsstückes 10 ist um so viel kleiner als der Durchmesser des Bohrloches, daß zwischen der Außenfläche des Verbindungsstückes 10 und der Bohrlochwandung gerade noch genügend Zwischenraum für den Durchlauf der Spülflüssigkeit vorhanden ist. Dadurch wird auch die in dem Verbindungsstück unter entsprechendem Kraftverlust auftretende Reibung vermindert. Der Beweis hierfür ist der kalte Zustand des Verbindungsstückes beim Arbeiten.The second reason for the measure, the outer diameter of the connector is only slightly smaller than to make the largest outer diameter of the drill head is to be seen in the fact that the connecting piece serves as a guide body for the boring bar. Albeit a sufficiently large distance left between the outer side surfaces of the connector and the wall of the borehole must be so that the flushing fluid and the cuttings can flow through, this gap needs not to be big. For example, a connector with a diameter of 34.9 mm used in a drill head, the largest outside diameter of which is 38.1 mm. With a drill head of 34.9 mm outer diameter becomes a connector with a diameter of 31.75 mm used. The outer diameter of the connecting piece 10 is so much smaller than the diameter of the borehole that between the outer surface of the connector 10 and the borehole wall there is just enough space left for the flushing liquid to flow through. This will the friction occurring in the connector with a corresponding loss of force is also reduced. The proof of this is the cold state of the connector when working.
Claims (1)
671959, 758 462;German patents No. 361 953, 635 678,
671959, 758 462;
Publications (1)
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| DE1072938B true DE1072938B (en) | 1960-01-14 |
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ID=597307
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