DE1558958C - Bohrkrone fur ein schlagend oder stoßend arbeitendes Kernbohrgerat - Google Patents

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

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)

i QOO Patentansprüche:

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.
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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