DE1251706B

DE1251706B - Führungsvorrichtung für Schlagbohrer

Info

Publication number: DE1251706B
Application number: DENDAT1251706D
Authority: DE
Inventors: Sandviken Bengt Erik Ragnwald Löfqvist (Schweden)
Original assignee: Sandvikens Jernverks Aktiebolag, Sandviken (Schweden)
Priority date: 1961-10-12
Publication date: 1967-10-12
Also published as: FR1303414A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4MBTWWS PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CI.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

E 21b

Deutsche KL: 5 a -17/10

S 76221VI a/5 a

11. Oktober 1961

12. Oktober 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Führungsvorrichtung für Schlagbohrer, deren den Bohrkopf tragendes, im Querschnitt rundes Bohrschaftvorderende dreh- und verschiebbar in einer Führungshülse sitzt, die mit Außenlängsrippen im Bohrloch geführt ist. Bei 5 den bekannten Vorrichtungen dieser Art besaß die Führungshülse nach hinten keinen Anschlag auf dem Bohrschaft, so daß sie sich durch das nach rückwärts gelangende Bohrgut sehr bald an den Wänden des Bohrloches verklemmt und dadurch ihre Führungsfunktion für den Bohrkopf verlor, wodurch ein starkes Abweichen der Bohrrichtung von der gewünschten Geraden auftrat. Diese Wirkung erfolgte sowohl bei senkrechten wie auch bei waagerechten Bohrungen.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß die Führungshülse mit einem geringen axialen Spiel zwischen zwei auf dem Bohrschaft angeordneten Anschlägen gelagert ist, wobei sie dünnwandig und wellenförmig ausgebildet ist. Dadurch kann der Bohrkopf frei die axialen Schwingungen als auch die Drehbewegungen ausführen. Die am Bohrkopf auftretenden Rückstöße gelangen nicht auf die Führungshülse, weil sie von dem zwischen Bohrkopf und Hülse vorhandenem axialen Spiel aufgenommen werden, wodurch die Lebensdauer der Hülse stark verlängert wird. Der rückwärtige Anschlag wirkt hammerartig auf die Hülse und treibt sie zwangläufig vorwärts, so daß sie stets ihre Führungsfunktion an dem Bohrkopf ausüben kann. Wird die Masse der Führungshülse möglichst klein gehalten, so tritt ein großer Energiegewinn am Bohrkopf auf, weil die auf den Schaft ausgeübten Schläge dann nur eine geringe Hülsenmasse mitbewegen müssen, so daß der Hauptteil der Schlagenergie an den Bohrkopf gelangt. Der vordere Anschlag am Bohrkopf begrenzt die axiale Bewegung des Schaftes in der Hülse und hält diese damit in der zu einer guten Führung notwendigen Lage zum Bohrkopf. Erst durch die Vereinigung dieser Merkmale wird eine einwandfreie Geradführung des Bohrkopfes auch bei langen Bohrlöchern von beispielsweise 50 m erreicht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die inneren Teile der wellenförmigen Führungshülse den runden Schaft mit einer eine Drehung und Verschiebung ermöglichenden Passung umgeben, während die äußeren Teile der Wellen etwa den Durchmesser der Bohrkrone besitzen.

Zweckmäßig wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der vordere Anschlag für die Führungshülse an dem Bohrkopf und der hintere Anschlag an einer Kupplungsmuffe für eine Verlängerung des Bohrschaftes vorgesehen.

Führungsvorrichtung für Schlagbohrer

Anmelder:

SANDVIKENS JERNVERKS AKTIEBOLAG, Sandviken (Schweden)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 5

Als Erfinder benannt:

Bengt Erik Ragnwald Löfqvist,

Sandviken (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 12. Oktober 1960 (9730)

Es ist zwar schon bekannt, die Führungshülse in axialer Richtung elastisch gegenüber dem Bohrkopf zu lagern, indem die Hülse mit einer als Puffer wirkenden Gummieinlage gegen den Bohrkopf anliegt. Hierbei fehlt aber der hintere Anschlag für die Hülse, so daß sich diese sehr bald, wie oben ausgeführt, von dem Bohrkopf entfernt und damit die Pufferwirkung der Gummieinlage entfällt. Die Erfiindung sieht die Anordnung von elastischen Federscheiben vor, die zwischen Hülse und Bohrkopf und gegebenenfalls auch noch zwischen Hülse und Kupplungsmuffe angebracht werden, wodurch die auf die Hülse ausgeübte Hammerwirkung des hinteren Anschlages noch verstärkt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben, von denen F i g. 1 und 2 zwei benachbarte Teile eines Schlagbohrschaftes für das Bohren langer Bohrlöcher mit der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung zeigen, während Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie ITI-III in F i g. 1 darstellt.

In der Zeichnung bezeichnet 10 einen Schlagbohrkopf, der mit Schneideeinsätzen 11 aus Sinterkarbid oder Sinterhartmetall versehen ist. Der Bohrkopf 10 kann mit einem Gewinde 12, beispielsweise einem Rundgewinde, zur Verbindung mit einem entspre-

709 677/51

chenden Gewinde 13 vorn an einem Bohrschaft 14 sitzen. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Bohrkopf 10 einen hülsenförmigen Teil auf, der mit einem Innengewinde versehen ist, während das Ende des Bohrschaftes 14 mit einem entsprechenden Außengewinde versehen ist. Der Bohrschaft 14, der in der Regel eine Bohrung 15 für das Spülmittel aufweist, ist am hinteren Ende mit einem weiteren Bohrschaft 17 mit Hilfe einer Kupplungsmuffe 16 verbunden. Die Kupplungsmuffe kann, wie in F i g. 2 gezeigt, wie der Bohrschaft mit einem Innengewinde 18 versehen sein, während die Endteile der Bohrschafte 14 und 17, die von der Kupplungsmuffe 16 umgeben sind, entsprechende Außengewinde 19 und 20 haben.

F i g. 1 und 2 zeigen, wie erwähnt, den vordersten und den anschließenden Teil eines Schlagbohrers mit einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung. Diese Führungsvorrichtung weist eine Führungshülse 21 auf, die mit mehreren Vertiefungen 29 versehen und zweckmäßig zwischen elastischen Elementen 22, 23 gelagert ist. Die Führungshülse 21 und die elastischen Elemente 22,23 sind konzentrisch um den Bohrschaft 14 angeordnet, wobei die elastischen Elemente 22,23 die Führungshülse 21 elastisch gegen den Bohrkopf 10 und die Kupplungsmuffe 16 abstützen, so daß die Führungshülse 21 zwischen den Anlageflächen am Bohrkopf 10 und der Kupplungsmuffe 16 eingespannt wird, wodurch die Führungshülse 21 der Drehung des Bohrers folgen kann. Durch die Zwischenschaltung der elastischen Elemente 22, 23 kann der Hauptteil der Stoßwellen, die durch das Schlagbohren verursacht werden und sich in beiden Richtungen des Bohrers bewegen, aufgenommen werden, um eine wesentlich erhöhte Lebensdauer der Führungsvorrichtung zu erzielen.

Die elastischen Elemente 22,23 werden zweckmäßig als Federscheiben ausgebildet und liegen an Abstandsringen 25, 26, 27, 28 an, die zwischen den Federscheiben und dem Bohrkopf 10 bzw. der Kupplungsmuffe 16 und der Führungshülse 21 angeordnet sind. Es ist auch möglich, nur an dem vorderen oder nur an dem hinteren Ende der Hülse 21 eine Federscheibe anzuordnen.

Die Vertiefungen 29 an der Führungshülse 21 dienen zur Rückführung des Bohrschuttes und verlaufen in der Regel parallel zur Bohrachse. Sie können aber auch in Schraubenform verlaufen, in welchem Fall es möglich ist, die Führungshülse 21 mit einer einzigen Vertiefung zu versehen. Gewöhnlich soll aber die Zahl der Vertiefungen mindestens zwei, vorzugsweise drei bis sechs betragen. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Führungshülse mit einer verhältnismäßig dünnen Wand und im Querschnitt im wesentlichen wellenförmig auszubilden, wie F i g. 3 zeigt. Bei einer derartigen wellenförmigen Führungshülse sollen die oberen Enden der Vertiefungen eine abgerundete Form haben. Die Führungshülse erhält auf diese Weise ein geringes Gewicht und ist gleichzeitig leicht herstellbar. Ferner bietet die Zentrierung mit Bezug auf den Bohrschaft 14 keinerlei Schwierigkeiten.

Die Führungshülse 21 soll einen größten Außendurchmesser haben, der geringfügig kleiner ist als der größte Durchmesser des Bohrkopfes.

Die Führungshülse 21 besitzt einen solchen Innendurchmesser, daß sie leicht über den Bohrschaft aufgeschoben werden kann. In der Regel soll der kleinste Innendurchmesser der Führungshülse geringfügig größer sein als der Außendurchmesser des Bohrschaftes 14.

Als Beispiel der Verwendung der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung wird auf die folgende Ausführungsform verwiesen.

Die wellenförmige Führungshülse wurde an dem vordersten Verlängerungsschaft zwischen einem Schlagbohrkopf von 5 cm (2") und der ersten Kupplungsmuffe 16 angeordnet, wobei die Länge der Führungshülse so eingestellt wurde, daß sie geringfügig kürzer als der Abstand zwischen dem Bohrkopf und der Kupplungsmuffe war. Zum Schutz der Führungshülse und ihrer Enden gegen Verschleiß wurden Stoßdämpfer zwischen dem Bohrkopf 10 und der Führungshülse 21 und zwischen der Führungshülse 21 und der Kupplungsmuffe 16 angeordnet. Die Stoßdämpfer bestanden aus zwei oder mehreren gehärteten. Stahlringscheiben, zwischen denen ein Federelement angeordnet war. Als Federelement wurden eine oder mehrere im wesentlichen ringförmige Federscheiben aus gehärtetem Stahl od. dgl. verwendet, die an einer Stelle aufgeschnitten waren. Beim Bohren von Bohrlöchern von 5 cm (2") mit einer Länge von 50 m unter Verwendung des vorerwähnten Schlagbohrers, der mit der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung versehen war, wurden Bohrlöcher erzielt, die über ihre volle Länge eine sehr gute Geradheit zeigten.

Es ist auch möglich, die Führungshülse nicht unmittelbar auf den Bohrkopf 10 einwirken zu lassen, sondern zwischen diese Teile ein Zwischenstück einzuschalten, an das der Bohrkopf angeschraubt wird. Dies erleichtert das Auswechseln der Bohrköpfe, weil dann nicht das erforderliche Spiel zwischen Bohrkopf und Führungshülse neu eingestellt werden muß.

Auch können mehrere Abstandsringe zwischen der Führungshülse 21 und dem Bohrkopf 10 bzw. der Kupplungsmuffe 16 vorgesehen sein, um den axialen Abstand dieser Teile auf das erforderliche Maß zu bringen.

Claims

Patentansprüche:

1. Führungsvorrichtung für Schlagbohrer, deren den Bohrkopf tragendes, im Querschnitt rundes Bohrschaftvorderende dreh- und verschiebbar in einer Führungshülse sitzt, die mit Außenlängsrippen im Bohrloch geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (21) mit einem geringen axialen Spiel zwischen zwei auf dem Bohrschaft (14) angeordneten Anschlägen (25, 28) gelagert ist, wobei sie dünnwandig und wellenförmig ausgebildet ist.

2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Teile der Wellen den runden Bohrschaft (14) mit einer eine Drehung und Verschiebung ermöglichenden Passung umgeben, während die äußeren Teile der Wellen etwa den Durchmesser der Bohrkrone besitzen.

3. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschlag (25) für die Führungshülse (21) an dem Bohrkopf (10) und der andere Anschlag (28) an einer Kupplungsmuffe (16) für eine Ver-

längerung (17) des Bohrschaftes (14) vorgesehen sind.

4. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Führungshülse (21) und dem Bohrkopf (10) und gegebenenfalls zwischen der Führungshülse (21) und der Kupplungsmuffe (16) elastische Federscheiben (22, 23) eingelegt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 745 658, 964 311; USA.-Patentschrift Nr. 2 177 300.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen