DE1558958C - Bohrkrone fur ein schlagend oder stoßend arbeitendes Kernbohrgerat - Google Patents
Bohrkrone fur ein schlagend oder stoßend arbeitendes KernbohrgeratInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Bohrkrone für ein den Außendurchmesser der Bohrkrone bestimmten
schlagend oder stoßend arbeitendes Kernbohrgerät Fangbereiches liegen. Da mit dieser Ausführung eine
mit einem Kranz von in gleichem Umfangsabstand größere Menge an Gesteinsbrocken pro Eindringtiefe
angeordneten, axial vorstehenden, im Längsschnitt gefördert wird, ist die Eindringgeschwindigkeit
dreieckförmigen Zähnen, deren Schneiden in einer 5 kleiner.
Ebene senkrecht zur Bohrrohrachse liegen und radial Bei beiden alternativen Ausführungsfonnen der
angeordnet sind. Erfindung besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung
Eine derartige Bohrkrone ist bekannt (deutsche darin, daß in mindestens einigen der die Zähne
Patentschrift 3548, USA.-Patentschrift 2 807 443). tragenden Zarinfüße Axialkanäle vorgesehen sind,
Bei der bekannten Bohrkrone sind die im Quer- ίο die über Anschlußkanäle im Bereich der Basis der
schnitt dreieckförmigen Zähne an von der Bohr- Zähne in den mittleren Hohlraum der Bohrkrone
kronenwand axial vorstehenden prismatischen münden und am oberen Ende der Bohrkrone über
Körpern vorgesehen bzw. stehen von dieser Bohr- Verbindungskanäle an den Ringraum eines Doppelkronenwand
selbst axial vor. Die zwischen je zwei mantelrohres anschließbar sind. Vorteilhaft ist da-Zähnen
vorhandene Stirnwand der Bohrkrone hat 15 bei, daß die inneren Umfangsflächen der Zahnfüße
etwa die konstante Breite der Bohrkronenwandung, sich an die Mündungen der Anschlußkanäle andie
etwa der Länge der radialen Schneiden der Zähne schließende, vertikal nach oben verlaufende Nuten
entspricht. aufweisen. Diese Axialkanäle dienen der Zufuhr
Bei einem schlagend oder stoßend arbeitenden eines Spülmittels. Dank der Nuten wird verhindert,
Kernbohrgerät ist eine derartige Ausbildung der 20 daß die Öffnungen der Axialkanäle durch die GeBohrkrone
unvorteilhaft, weil die zwischen zwei Steinsproben verstopft werden können. Die Mündun-Zähnen
gebildete Stirnfläche der Bohrkrone der Ein- gen der Axialkanäle sind somit immer offen, und das
dringbewegung der Bohrkrone in das Gestein Wider- Spülmittel wird in scharfen Strahlen in das Innere
stand entgegensetzt. der Bohrkrone eingespritzt, so daß die im Inneren
Aufgabe der Erfindung ist es, die der bekannten 25 vorhandenen Gesteinsproben schnell nach oben geBohrkrone
anhaftenden Nachteile zu vermeiden und fördert werden.
diese insbesondere so auszubilden, daß der Eindring- An Hand der Zeichnung, die zwei Ausführungswiderstand
der Bohrkrone verringert wird. beispiele der Erfindung darstellt, sei diese näher er-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- läutert. Es zeigt
löst, daß sich die zwischen den Zähnen gebildeten 30 F i g. 1 einen Axialschnitt durch das untere Ende
unteren Stirnfiächenabschnitte der Bohrkrone, aus- des Bohrrohres mit angeschraubter Bohrkrone,
gehend von einer schmalen Basis, auf der Innen- F i g. 2 einen Querschnitt durch die Bohrkrone
oder Außenseite der Krone auf Höhe der Zahn- längs der Linie 2-2 der. F i g. 1 und
einfassung schräg nach oben zur jeweils gegenüber- F i g. 3 einen Axialschnitt durch eine abgewandelte
liegenden Seite der Bohrkrone verbreitern. 35 Ausführungsform einer Bohrkrone.
Die zwischen den Zähnen gebildeten Stirnflächen- Die Bohrkrone 36 besteht aus einem ringförmigen,
abschnitte der Bohrkrone liegen erfindungsgemäß unten spitzen Körper mit einer Axialbohrung 37 sonicht
wie bei der bekannten Bohrkrone innen und wie Ober- und Unterflächen 38 und 39, die in relativ
außen auf der gleichen Höhe, sondern verlaufen zueinander parallelen Ebenen liegen. An der Oberschräg nach oben. Die Bohrkrone kann also leichter 40 sehe 38 ist ein einstückiger zylindrischer Bund 40
in die Erdformationen eindringen. Die Festigkeit angebracht, beispielsweise angeschweißt, der ein
der Bohrkrone wird durch die erfindungsgemäße Innengewinde 41 aufweist. Die Unterseite; die durch
Ausgestaltung nicht beeinträchtigt, da die Zähne die strichpunktierte Linie 39 gekennzeichnet ist, ist
selbst in ihrer Form nicht verändert werden. axial ausgespart, wodurch sich mehrere Zähne 42,
Eine Ausfiihrungsform der Erfindung besteht 45 beispielsweise acht Stück, ergeben, die winkelmäßig
darin, daß die Schrägflächen vom inneren Bohr- in gleichem Abstand zur Körperachse liegen. Jeder
kronendiirchmesser im Bereich der Basis der Zähne Zahn 42 hat einen rechtwinkligen Querschnitt und
nach oben und außen zum äußeren Bohrkronen- eine Schneidkante 43 mit keil- oder meißeiförmiger
durchmesser verlaufen. Der Fangbereich einer der- Ausbildung. Alle Kanten liegen in der gemeinsamen
artigen Bohrkrone ist etwa auf den Durchmesser des 50 Ebene 39 ζψ Achse der Bohrkrone. Jede Kante ist
Axialkanals der Bohrkrone begrenzt. Es werden also weiterhin radial ausgerichtet, und alle Kanten haben
nur Lagerstättenproben nach oben gefördert, die in im wesentlichen dieselbe Länge. Die äußeren Seiten-
dius'cm Fangbereich liegen. Radial außerhalb dieses flächen 44 liegen längs einer Zylinderfläche, die
Fangbereiches liegendes Gestein wird nach außen etwas größer als der Außendurchmesser des Bundes
weggedrängt und gelangt nicht in das Innere des 55 40 der Bohrkrone 36 ist, so daß letztere leicht durch
Kcrnhnhrgcrülcs hinein. Hin Stau im Inneren des eine öffnung paßt, die von den Zähnen der Bohr-
Kernbohrgerätcs wird somit vermieden. Die Bohr- krone hergestellt worden ist.
geschwindigkeit ist erheblich größer, als wenn Der untere Teil der Bohrkrone 36 ist im Abstand
diese Schrägflächen nicht vorgesehen werden wür- von den Zähnen 42 mit einer konischen Schräge aus-
den. 60 gebildet, deren Durchmesser am unteren Rand 45 im
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung be- wesentlichen gleich dem der Axialbohrung 37 ist und
steht darin, daß die Schrägflächen vom äußeren dessen Durchmesser am Kopf 64 im wesentlichen
Bohrkronendurchmesser im Bereich der Basis der gleich dem des Begrenzungszylinders ist, der die
Zähne nach oben und innen zum inneren Bohr- Zähne umfaßt. Der untere Rand 45 des konischen
kroniMidurchmcsKcr verlaufen. Diese Ausführung hat 65 Teils liegt im Abstand oberhalb der Ebene 39 der
den Vorteil, daß der Fangbereich der Bohrkrone Zahnkanten und befindet sich vorzugsweise auf der
vergrößert wird, so daß alle gelösten Gesteinsbrocken Höhe der oberen Enden der ineißclfOrmigen Ab-
nach oben gefördert werden, die innerhalb des durch schnitte der Zähne. Die Bohrkrone kann aus jedem
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geeigneten Material bestehen, wie gehärtetem düsenartigen Öffnungen 48 in das Innere der Axial-Legierungsstahl,
das Gesteinsbrocken zerschlagen bohrung 37 geführt wird und die hier vorhandenen
kann, ohne selbst beschädigt zu werden, und das eine Bruchstücke 99 in axialer Richtung nach oben begenügende
Lebensdauer hat. In einer praktischen wegt.
Ausführungsform, die in der Lage ist, ein Bohrloch 5 Es ist zu sehen, daß die Schneidkanten 43 an ihren
von mehreren hundert Metern in Granitkies einzu- unteren Enden sich mindestens nach außen, vorzugsbringen,
bevor eine Auswechslung nötig ist, besitzt weise aber auch nach innen etwas erweitern. Der
der Körper einen Durchmesser von etwa · 14,6 cm, Durchmesser, auf dem die äußeren Enden der
eine radiale Zahnbreite von etwa 3,3 cm, eine Zahn- Schneidkanten 43 liegen, ist etwas größer als der
länge von etwa 6,6 cm und eine Zahndicke, die an io Außendurchmesser der Bohrkrone 36. Dies bringt
der Wurzel maximal 1,9 cm beträgt. Der kleinste den Vorteil, daß die bei 120 dargestellte Innenfläche
Durchmesser der Axialbohrung ist etwa 7,75 cm. des Bohrloches einen gewissen Abstand von der Um-
Jeder Zahn weist vorzugsweise einen Kanal 47 fangsfläche des Bohrrohres hat, so daß sich dieses
auf, um ein Medium durch die Bohrkrone 36 in die leichter bewegen läßt -
Axialbohrung 37 hineinströmen zu lassen. Dieser 15 Die Bohrkrone36 gemäß den Fig. 1 und 2 ist
Kanal erstreckt sich von der Oberfläche 38 parallel vorzugsweise zur Entnahme von Kiesproben gezur
Achse des Körpers nach unten. Am unteren eignet. Für befestigte Formationen, wie verfestigtes
Ende schließt sich ein sich radial einwärts und leicht Gestein, Kalkstein, Schiefergestein, Sandstein, Kohle
aufwärts erstreckender Abschnitt benachbart der usw., wird eine andersartige Kronenausbildung be-Zahnkante
43 an und mündet bei 48 an einem etwas 20 vorzugt (Fig. 3). Diese ist, im wesentlichen deroberhalb
des unteren konischen Randes 45 liegenden jenigen nach den F i g. 1 und 2 ähnlich, mit der AusPunkt
in die Bohrung 37. nähme, daß eine konische Axialbohrung 137 gebildet
Die Bohrkrone 36 ist mit ihrem Bund 40 auf eine ist, und zwar als Konus, der koaxial zur Achse der
Gewindehülse 77 der Umfangswand 76 eines Kupp- Bohrkrone liegt und sich nach oben bis auf den
lungsstückes 161 des Bohrrohres aufgeschraubt. Die as Durchmesser der öffnung 37 des Ringkörpers veruntere
Stirnfläche 78 des Kupplungsstückes 161 engt, wobei die Außenflächen 44 der Zähne und die
stößt, wie aus Fig. 1 deutlich hervorgeht, im Be- Seitenwand der Bohrkrone von identischem Durchtriebszustand
der Bohrkrone 36 gegen die obere messer sind. Der untere Endrand der konischen VerStirnfläche
38 der Bohrkrone. Dadurch wird die Ver- längerung des Kronenkörpers 36 ist die Kante 45,
schraubung von den auf das Bohrrohr übertragenen 30 deren Durchmesser im wesentlichen gleich dem der
Rammschlägen entlastet. Diese Schläge werden an Seitenflächen 44 ist.
den Stirnflächen übertragen. Die Brechwirkung der Bohrkrone gemäß Fi g. 3
den Stirnflächen übertragen. Die Brechwirkung der Bohrkrone gemäß Fi g. 3
Das Kupplungsstück 161 weist eine obere Stirn- im Gestein unterscheidet sich etwas von derjenigen
fläche 72 auf, von der die Innenbohrung 75 beginnt, der Spitze gemäß den F i g. 1 und 2. Bei letzterer
die sich in einer konischen Gewindebohrung 62 fort- 35 werden Bruchstücke 99, die nicht längs der Axialsetzt.
Am unteren Ende der Gewindebohrung 62 ist bohrung 37, jedoch in der Bewegungsbahn des
eine Nut 71 vorgesehen, in welcher ein Dichtungs- Körpers 36 liegen, seitlich nach, außen in die Erdring
70 eingelegt ist. In den Gewindeabschnitt 62 formationen gedrückt. Bei der alternativen Kronenwird
das untere Ende eines Bohrrohres eingeschraubt, form gemäß F i g. 3 brechen die Zähne 42 eine Ringdas
ein entsprechendes Außengewinde trägt. Eine 40 zone aus Gestein in Bruchstücke 99, die nach innen
am Bohrrohr vorgesehene Schulter legt sich auf die bewegt und im Axialkanal 37 nach oben gedrückt
obere Stirnfläche 72, so daß hier wieder die Axial- werden. Bei dieser Ausführung wird mehr Felskräfte
beim Einrammen der Bohrkrone übertragen material zerschlagen. Es ist daher ein größerer Arwerden.
Im Gewindeabschnitt 62 sind, am Umfang beitsaufwand nötig, woraus sich eine geringere Bohrverteilt,
einige Radialbohrungen 63 vorgesehen, die 45 geschwindigkeit ergibt. Es hat sich erwiesen, daß
außen in einer Umfangsnut 63 A münden, die ihrer- solche alternativen Kronenformen in der Lage sind,
seits mit einer Anzahl Axialkaiiäle 64 in Verbindung gerade Bohrlöcher zu bohren, die in vielerlei Hinsteht,
die bis zur unteren Stirnfläche 78 des Kupp- sieht einem Bohrloch überlegen sind, das mit
lungsstückes 161 führen und dort in einer Umfangs- Dreh- oder hin- und hergehenden Bohrkronen geringnut
79 enden. Diese Umfangsringnut steht mit 50 bohrt ist.
den Axialkanälen 47 der Bohrkrone 36 kommuni- Die Kronenöffnungen 48, die in den F i g. 1 und 2
zierend in Verbindung, so daß durch das Ver- gezeigt sind, sind in der Wand der Bohrung 37 vorschrauben
der Bohrkrone am Kupplungsstück eine zugsweise radial ausgespart, so daß sie in den Mittel-Strömungsmittelverbindung
zwischen den Axial- kanal des Körpers 36 geringfügig außerhalb der kanälen 64 und 47 erreicht wird, unabhängig von der 55 inneren Enden der Zähne 42 münden. Dies wird, wie
jeweiligen relativen Drohstellung der Bohrkrone am erläutert, erreicht, indem vertikale Nuten 148 vor-Kupplungsstück.
gesehen werden, die sich längs der Wand der
Das in der Zeichnung nicht dargestellte Bohrrohr Bohrung 37 bis zur Endfläche 38 erstrecken und ein
weist einen Ringraum auf, aus welchem Radialkanäle kurzes Stück unterhalb jeder Düse 48 in der Höhe
in eine äußere Ringnut münden, die im eingeschraub- 60 der kreisförmigen Kante 45 oder gerade über dieser
ten Zustand des Kupphingsstückes 161 mit den Höhe aufhören.
Radialbohrungcn 63 kommunizieren: Dadurch läßt Die vertikalen Nuten 148 dienen dazu. Luft frei
sich aus dem Ringraum des Bohrrohres Strömungs- in den Mittelkanal des Bohrrohres zuzuführen, wenn
mittel nach unten und in die Axialkanäle 64 hinein- immer die Kronenbohrung 37 weitgehend durch
führen, von wo es in die Kanäle 47 der Bohrkrone 65 Bruchstücke oder Lehmstopfen blockiert ist, die
gelaugt. Hier sorgen die radial verlaufenden und nicht vom Boden des Bohrloches getrennt worden
leicht nach oben gerichteten Kanalenden dafür, daß sind, wodurch zu jeder Zeit eine kräftige Aufwärtsdus
Spülmittel mit hoher Geschwindigkeit aus den strömung aufrechterhalten wird.
Claims (5)
1. Bohrkrone für ein schlagend oder stoßend arbeitendes Kernbohrgerät mit einem Kranz von
hi gleichem Umfangsabstand angeordneten, axial vorstehenden, im Längsschnitt dreieckförmigen
Zähnen, deren Schneiden in einer Ebene senkrecht zur Bohrrohrachse liegen und radial angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zwischen den Zähnen (42) gebildeten
unteren Stirnflächenabschnitte der Bohrkrone, ausgehend von einer schmalen Basis, auf der Innenoder
Außenseite der Krone auf Höhe der Zahneinfassung schräg nach oben zur jeweils gegenüberliegenden Seite der Bohrkrone verbreitern.
•
•
2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen vom inneren
Bohrkronendurchmesser im Bereich der Basis der Zähne (42) nach oben und außen zum äußeren
Bohrkronendurchmesser verlaufen.
3. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen vom äußeren
Bohrkronendurchmesser im Bereich der Basis der Zähne (42) nach oben und innen zum inneren
Bohrkronendurchmesser verlaufen.
4. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß hi mindestens
einigen der die Zähne tragenden Zahnfüße (44) Axialkanäle (47) vorgesehen sind, die über Anschlußkanäle
(48) im Bereich der Basis der Zähne (42) in den mittleren Hohlraum der Bohrkrone
münden und am oberen Ende der Bohrkrone über Verbindungskanäle an den Ringraum eines
Doppelmantelrohres anschließbar sind.
5. Bohrkrone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Umfangsflächen
der Zahnfüße (44) an die Mündungen der Anschlußkanäle (48) anschließende vertikal nach
oben verlaufende Nuten (48) aufweisen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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