DE1111579B - Dichtung fuer den Spuelkanal von Bohrstangen fuer zentralgespuelte Gesteinsbohrhaemmer - Google Patents

Description

• Dichtung für den Spülkanal von Bohrstangen für zentralgespülte Gesteinsbohrhämmer Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung von Bohrstangen für Zentralspülung, die mit einem in der Längsachse verlaufenden Spülkanal versehen sind. Dieser läuft in ein Spülrohr aus, das in die Bohrung der Bohrstange hineinragt. Infolge des zwischen dem Spülrohr und der Spülbohrung der Bohrstange erforderlichen Spieles tritt je nach dem überwiegen des Preßluft- oder Spülwasserdruckes entweder Spülwasser aus und dringt in den Bohrhammer ein, oder es wird Preßluft in den Spülkanal gelassen, die in kleinen Perlen den Gesteinsstaub aufnimmt und die Gefahr von Silikose-Erkrankungen erhöht. Das Eindringen von Spülwasser in das Innere des Bohrhammers ist außerordentlich nachteilig und führt regelmäßig zu Störungen. Außerdem wird das zwischen dem Einsteckende der Bohrstange und seiner Führung eingeführte Fett herausgespült, was einen vorzeitigen Verschleiß des Einsteckendes zur Folge hat.
• Es sind zur Vermeidung dieser Nachteile mehrere Vorschläge zur Abdichtung des Zwischenraumes zwischen dem Spülrohr und der Bohrung des Einsteckendes gemacht worden. Beispielsweise ist es bekannt, Dichtungsringe in entsprechenden Quernuten des Spülkanals der Bohrstange einzulassen, die mit der Innenbohrung auf dem Spülrohr hin- und hergleiten. Bei hohem Gegendruck lassen diese Dichtungen leicht das Spülwasser durch und verschleißen außerdem sehr rasch. Darüber hinaus treten infolge der Quernut des Spülkanals in großer Zahl vorzeitige Brüche der Bohrstangen auf, weil im hochbeanspruchten Bereich des Einsteckendes durch diese Nut eine Schwächung des Querschnittes verursacht wird, die auf Grund der Kerbwirkung zu solchen Brächen führt.
• Nach einem weiteren Vorschlag ist an das Ende des Spülrohres ein Stückchen Gummischlauch anvulkanisiert. Hierdurch wird keine genügende Abdichtung erzielt, wenn die Außenseite des Gummiröhrchens nicht gleitend in der Spülbohrung der Bohrstange anliegt. Ist der Durchmesser der Gummidichtung größer gehalten, so unterliegt die Dichtung infolge größerer Reibung auf einen längeren Flächenabschnitt, starkem Verschleiß und großer Bewegungskräfte, die sie vom Spülrohr abzureißen versuchen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Dichtung an einem Teil des Bohrhammers befestigt ist, so daß dieser bei jeder Beschädigung des Dichtungselementes unbrauchbar wird und ein neues Spülrohr eingesetzt werden muß.
• Ein weiterer Vorschlag geht dahin, im Einsteckende der Bohrstange einen Abdichtring mit einem keilförmigen oder nierenförmigen Querschnitt anzubringen, der sich in Richtung auf die Bohrstangenspitze zu verjüngt und welcher mit seinem Innendurchmesser elastisch an der Außenwand des Spülröhrchens anliegt und die Dichtung hervorbringt; nach einem ähnlichen Vorschlag wird jedoch durch dieses Dichtelement die Abdichtung lediglich gegen das Bohrhammerinnere bewirkt, während durch zwei ineinanderpassende Konusfiächen am Einsteckende der Bohrstange und im Aufnahmeteil des Hammers das Austreten des Spülwassers zwischen diesen Teilen verhütet werden soll. Beide Maßnahmen können nicht befriedigen, weil eine Schwächung des Einsteckendes der Bohrstange durch darin .anzubringende Nuten oder Rillen zu erhöhter Bruchhäufigkeit führt und weil zum anderen eine Abdichtung zwischen Bohrstange und Bohrhammer durch ein nicht elastisches Mittel nicht voll wirksam ist.
• Ein weiterer bekanntgewordener Vorschlag geht dahin, das in die Bohrstange hineinragende Spülröhrchen nach vorn konisch zu verjüngen und die Dichtung durch ein in der ebenfalls konisch gehaltenen Innenbohrung der Bohrstange in nicht näher dargestellter Weise eingesetztes Dichtungsröhrchen zu bewirken.
• Zur Vermeidung der Nachteile dieser bekannten Ausführungen wird erfindungsgemäß eine Dichtung für den Spülkanal von Bohrstangen für zentralwassergespülte Gesteinsbohrhämmer mit einer in die Bohrstange eingesetzten Dichtungsbüchse aus Gummi oder Kunststoff, die mit der Mantelfläche dichtend in der Spülbohrung befestigt ist, vorgeschlagen, bei welcher das in Richtung der Bohrstangenschneide konisch verjüngte vordere Ende der Dichtungsbüchse als elastisch bewegliche Dichtlippe von einem mit dem Spülkanal in Verbindung stehenden Ringraum umgeben ist und das Spülrohr des Bohrhammers, von der Spülflüssigkeit beaufschlagt, dichtend umschließt. Bei auftretendem Gegendruck des Spülwassers preßt das im Ringraum befindliche Wasser den verjüngten Teil der Dichtung auf das Spülröhrchen und dichtet bei zunehmendem Gegendruck des Spülwassers auch mit zunehmender Kraft ab.
• Beim Rückhub des Bohrhammerkolbens hebt sich auch der Bohrer etwas vom Gestein ab, und der Spülwasserdruck läßt nach, so daß dann der Anpreßdruck des verjüngten Teiles der Dichtung auf das Spülröhrchen geringer wird. Es ergibt sich daraus eine sehr geringe Reibung zwischen der Dichtung und dem Spülröhrchen während des Rückhubes beim Umsetzen des Bohrers. Die Dichtung ist vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff oder aus Gummi hergestellt, der sich unter dem Druck des Spülwassers gut an das Spülröhrchen anschließt. Es ist auch möglich, eine aus hartem Material hergestellte Büchse mit einem elastischen verjüngten Ansatz zu verwenden.
• Die Verjüngung der Büchse verläuft zweckmäßigerweise linear-konisch bis zu einer spitzen Kante, so daß bei geringem Gegendruck zunächst nur die sehr elastische Lippe, bei zunehmendem Gegendruck ein immer größerer Teil der Dichtung selbst auf dem Spülröhrchen zur Anlage kommt. Damit ist gewährleistet, daß die Reibung zwischen dem Spülröhrchen und der Dichtung jeweils audas für die Herbeiführung des Dichteffektes gerade erforderliche Minimum begrenzt bleibt. Um ein besseres Einführen des Spülröhrchens in die Bohrung der Dichtung zu ermöglichen, ist diese zum Bohrstangenende hin etwas erweitert und abgerundet. Diese Abrundung läßt beim Verkanten der Bohrstange oder bei verbogenem Spülröhrchen eine größere Beweglichkeit zu, ohne daß die Dichtung sofort beschädigt wird.
• Der zylindrische Außenteil der Dichtungsbüchse wird zum Zweck der besseren Haftung im Spülkanal der Bohrstange mit Rillen oder einem ähnlichen Profil versehen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Dichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.
• Abb. 1 zeigt das Einsteckende einer Bohrstange im Schnitt; Abb. 2 zeigt die Dichtung nach der Erfindung im Schnitt.
• In den Spülkanal l der Bohrstange ist die Dichtung 2 angepreßt, die nach der Bohrung das Spülrohr 3 des Bohrhammers dichtend umschließt. In Richtung der Bohrstangenschneide ist die Dichtungsbüchse 4 konisch verjüngt und läuft in eine elastische Dichtlippe 5 aus.
• Zwischen dem verjüngten Teil 4 der Dichtungsbüchse 2 und dem Spülrohr 3 bildet sich ein von der Spülflüssigkeit beaufschlagter, unter Spüldruck stehender Ringraum 6, dadurch wird die Dichtlippe 5 an das Spülrohr 3 angepreßt. Die Dichtungsbüchse 2 hat zum Bohrerende hin eine abgerundete Bohrung 7. Die zylindrische Außenseite 8 der Dichtungsbüchse 2 ist mit Rillen versehen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Dichtung für den Spülkanal von Bohrstangen für zentralwassergespülte Gesteinsbohrhämmer mit einer in die Bohrstange eingesetzten Dichtungsbüchse aus Gummi oder Kunststoff, die mit ihrer Mantelfläche dichtend in der Spülbohrung der Bohrstange befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung der Bohrstangenschneide konisch verjüngte vordere Ende der Dichtungsbüchse (2) als elastisch bewegliche Dichtlippe (5) von einem mit dem Spülkanal (1) in Verbindung stehenden Ringraum (6) umgeben ist und das Spülrohr (3) des Bohrhammers, von der Spülflüssigkeit beaufschlagt, dichtend umschließt.
2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Außenseite der Dichtungsbüchse (2) gerillt ist.
3. 3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsbüchse (2) eine zum Bohrerende hin abgerundete Bohrung hat. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1092 445; USA.-Patentschriften Nr. 1466 516, 2 164 886.