DE19601237C2 - Bohrkrone - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bohrkrone gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Bohrkronen sind in unterschiedlichen Ausführungs­ formen bekannt, wobei üblicherweise stiftförmige Hartmaterialien Verwendung finden, welche in entsprechenden Sacklöchern des Bohrkopfes eingesetzt und beispielsweise durch Löten oder Schrumpfen befestigt werden. So ist der DE-PS 28 07 353 bei­ spielsweise eine Gesteinsbohrkrone zu entnehmen, bei welcher der Grundkörper bzw. Bohrkopf für einen Preßsitz bemessene Löcher aufweist, wobei nachfolgend die stiftförmigen Hartmaterialein­ sätze in diese Löcher eingepreßt werden. Eine ähnliche Ausfüh­ rungsform einer Bohrkrone mit in entsprechenden Ausnehmungen im Bohrkopf festgelegten, stiftartigen Hartmaterialeinsätzen ist beispielsweise auch der DE 27 52 544 C2, der EP 0 122 242 B1 oder der DE 41 01 458 A1 zu entnehmen. Weiters ist der DE 19 44 551 C3 eine Gesteinsbohrkrone zu entnehmen, bei welcher derartige stiftartige, wenigstens teilweise aus Hartmaterial bestehende Einsätze zwischen schneidenförmigen Einsätzen verteilt angeord­ net und insbesondere in entsprechenden Ausnehmungen verlötet sind. Im allgemeinen werden bei einer Mehrzahl derartiger Hart­ materialstifte diese zumindest teilweise zur zentralen Achse der Bohrkrone geneigt im Bohrkopf angeordnet, um einen entsprechend guten Abbau des Materials zu ermöglichen.

Üblicherweise muß weiters der Bohrkopf bzw. Grundkörper einer derartigen Bohrkrone vor dem Einsetzen der Hartmaterial­ stifte durch eine Wärmebehandlung vergütet werden, um entspre­ chend günstige Materialeigenschaften auch des Bohrkopfes zu er­ zielen. Da die Ausnehmungen bzw. Bohrungen für die Aufnahme der Hartmaterialstifte jedoch zumeist für einen Preßsitz ausgelegt sein müssen, kann eine derartige Wärmebehandlung nur begrenzt vorgenommen werden, um die entsprechende Passung der Hartmate­ rialstifte in weiterer Folge zu ermöglichen. Weiters ist be­ kannt, Hartmaterialstifte in den Bohrkopf einzusetzen und nach­ folgend durch eine gezielte Wärmebehandlung in dem Bohrkopf zu verankern, wobei auch in diesem Fall die Toleranzen sehr gering sein müssen und ein genau abgestimmter Temperaturverlauf bei der Bearbeitung des Materials des Grundkörpers bzw. des Bohrkopfes sowie der Hartmaterialeinsätze berücksichtigt werden muß.

Nachteilig bei sämtlichen dieser bekannten Ausführungen von Bohrkronen ist die Tatsache, daß für eine ordnungsgemäße Veran­ kerung die Hartmaterialeinsätze als Stifte ausgebildet sind, wobei ein Großteil des für die Hartmaterialeinsätze aufge­ wendeten, zumeist sehr teurem Material im Querschnitt des Bohr­ kopfes aufgenommen wird und somit für die Abbauarbeit ebenfalls nicht zur Verfügung steht. Bei den bekannten Hartmaterialstiften ist weiters nachteilig, daß diese aufgrund der Sprödheit, welche derartige Materialien bzw. Hartmaterialien üblicherweise auf­ weisen, bei außermittiger Beanspruchung die Stifte im Bereich der Grenzfläche des Bohrkopfes leicht brechen oder absplittern und somit für eine weitere Abbauarbeit ebenfalls nicht mehr zur Verfügung stehen. Weiters ist durch die Tatsache, daß die stift­ artigen Hartmaterialeinsätze über einen Großteil ihrer Lange in dem Material des Bohrkopfes aufgenommen sind, bei entsprechend außermittiger Beanspruchung der Hartmaterialeinsätze eine große Beanspruchung auf die unmittelbar den Hartmaterialeinsatz um­ gebenden Bereiche des Bohrkopfes wirkt, so daß auch das Material des Bohrkopfes an diesen Stellen leicht ausbrechen kann, wodurch entweder der stiftförmige Hartmaterialeinsatz unmittelbar ver­ loren geht oder ein neuerliches Einsetzen in jedem Fall un­ möglich wird. Darüberhinaus sind derartige eingepreßte, stift­ artige Hartmaterialeinsätze, welche beispielsweise durch ein Brechen beschädigt wurden oder nach entsprechend langem Einsatz verschlissen wurden, praktisch nicht aus ihren Aufnahmeöffnungen im Bohrkopf zu entfernen, so daß nach einem Abbrechen einer entsprechenden Anzahl von Stiften bzw. einem entsprechenden Ver­ schleiß die gesamte Bohrkrone nicht mehr weiter- bzw. wieder­ verwendbar ist.

Um unter Umständen einen Tausch derartiger Hartmaterial­ einsätze in einer Bohrkrone zu ermöglichen und somit eine mehr­ fache Verwendbarkeit einer derartigen Bohrkrone vorzusehen, wurde beispielsweise weiters in der EP 0 511 200 A1 vorgeschla­ gen, daß derartige Hartmaterialeinsätze durch lösbare Verriege­ lungselemente in der Bohrfläche der Bohrkrone festgelegt werden sollen. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist die kompli­ zierte und aufwendige Konstruktion der Bohrkrone für eine lös­ bare Festlegung der Hartmaterialeinsätze, wobei bei hoher Bean­ spruchung der Bohrkrone nicht unbedingt sichergestellt ist, daß sich die Verriegelungselemente wiederum entfernen lassen und so­ mit ein Austausch der Hartmaterialeinsätze tatsächlich möglich wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Bohrkrone, insbesondere Schlag- oder Drehschlag­ bohrkrone, zur Verfügung zu stellen, welche zum einen einen geringeren Materialverbrauch für die Hartmaterialeinsätze er­ fordert und gleichzeitig die Gefahr eines Brechens der Hartmate­ rialeinsätze im Bereich der Grenzfläche des Bohrkopfes sowie ein Ausbrechen von Teilen des Bohrkopfes selbst verringert.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Bohrkrone mit den Merk­ malen des Anspruchs 1.

Dadurch, daß erfindungsgemaß die Hart­ materialeinsätze im wesentlichen kugelförmig ausgebildet sind, ist der Volumenanteil der Hartmaterialeinsätze, welcher für eine Verankerung im Material des Bohrkopfes aufgenommen wird und somit nicht für die Abbauarbeit genutzt werden kann, etwa die Hälfte des Gesamtvolumens des Hartmaterialeinsatzes. Dies ergibt im Vergleich zu stiftartigen Hartmaterialeinsätzen, deren im Bohrkopf bzw. Grundkörper aufgenommene Länge ein Vielfaches der der Abbauarbeit zur Verfügung stehenden Länge ausmacht, eine be­ trächtliche Reduzierung des eingesetzten Hartmaterials, welches beispielsweise von einem Hartmetall gebildet sein kann. Da, wie bereits oben erwähnt, derartige Materialien bzw. Hartmetalle zumeist sehr kostspielig sind, ergibt sich allein aufgrund der kugelförmigen Konstruktion des einzusetzenden Hartmaterialein­ satzes eine beträchtliche Kostenersparnis bei der Herstellung einer derartigen Bohrkrone. Darüberhinaus lassen sich mit allge­ mein bekannten Fertigungstechniken kugelformige Hartmaterial­ einsätze mit wesentlich geringerem Aufwand fertigen als im wesentlichen stiftförmige, mit geringen Toleranzen zu fertigende Hartmaterialeinsätze, wie sie gemäß dem bekannten Stand der Technik Verwendung finden, so daß auch das Herstellungsverfahren für die zu verwendenden Hartmaterialeinsätze vereinfacht wird und somit eine weitere Kostenreduktion bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Bohrkrone erzielbar ist. Diese im wesentlichen kugelförmigen Hartmaterialeinsätze lassen sich in einfacher Weise in komplementären, im wesentlichen halbkugelförmigen Aus­ nehmungen des Bohrkopfes festlegen, insbesondere verlöten, wobei insbesondere bei einer Verlötung das gegenüber dem Material der kugelförmigen Hartmaterialeinsätze weiche Lötmaterial eine nachgiebige Lagerung in dem Bohrkopf gewährleistet. Durch die kugelförmige Ausbildung der Hartmaterialeinsätze ist weiters die Gefahr, daß der Hartmaterialeinsatz im Bereich der Grenzfläche des Bohrkopfes bricht oder absplittert, beträchtlich reduziert, da im Gegensatz zu einem stiftartigen Hartmaterialeinsatz, welcher in dem üblicherweise für den Abbau zur Verfügung stehen­ den Bereich entweder kegelstumpfartig oder bogenförmig ausgebil­ det ist, eine einen Bruch begünstigende Übergangsstelle zwischen unterschiedlichen geometrischen Konfigurationen bei einer Kugel naturgemäß nicht auftritt. Durch die Kugelform läßt sich die Einleitung der Kräfte in den Bohrkopf bzw. den Grundkörper leichter verteilen, so daß punktuelle, übermäßige Beanspru­ chungen des Kopfes auch bei Auftreten von außermittigen Bean­ spruchungen weitestgehend vermieden werden und somit die Gefahr eines Ausbrechens des Materials des Bohrkopfes im Bereich einer Ausnehmung zur Festlegung eines Hartmaterialeinsatzes beträcht­ lich verringert wird. Weiters lassen sich verschlissene, kugel­ förmige Hartmaterialeinsätze, falls erforderlich, beträchtlich einfacher aus ihren halbkugelförmigen Ausnehmungen, in welchen sie im Bohrkopf festgelegt sind, entfernen, so daß eine Weiter­ bzw. Wiederverwendung des Bohrkopfes bzw. Grundkörpers mit neu eingesetzten Hartmaterialeinsätzen ohne weiteres möglich wird.

Um eine möglichst große Fläche entsprechend sicher und ohne übermäßige Krafteinleitung bohren bzw. abbauen zu können, ist die Ausbildung bevorzugt so getroffen, daß die Hartmaterial­ einsätze wenigstens teilweise in von der Achse der Bohrkrone unterschiedlichem Abstand angeordnet sind.

Derartige Bohrkronen werden üblicherweise zum Abbau von sehr hartem Gestein verwendet, wofür die entsprechenden Hart­ material- bzw. Hartmetalleinsätze vorgesehen sind. Da bei großer Bohrtiefe die genaue Zusammensetzung der zu durchbohrenden Schichten zumeist nicht vorab entsprechend genau bestimmt werden kann und ein möglichst ununterbrochener Bohrvorgang unabhängig von der Zusammensetzung des zu durchbohrenden Materials ange­ strebt wird, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs­ form vorgesehen, daß der Bohrkopf auf seinem Außenumfang abge­ setzte und/oder abgeflachte umfangsbereiche aufweist, welche in Drehrichtung der Bohrkrone mit Schneiden ausgebildet sind. Mit den mit Schneiden versehenen, abgesetzten oder abgeflachten Umfangsbereichen des Bohrkopfes gelingt ein einfaches Lösung von weichen Materialien, so daß die erfindungsgemäße Bohrkrone ohne Adaptierungsarbeiten sowohl in hartem als auch in weichem Ge­ stein unter Ausnutzung einer optimalen Vortriebs- bzw. Bohr­ geschwindigkeit eingesetzt werden kann.

Um die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Bohrkrone in unterschiedlichsten Gesteins- bzw. Bodenarten weiter zu er­ höhen und insbesondere auch Bohrungen mit großem Durchmesser, beispielsweise über 100 mm Durchmesser, in einem Arbeitsgang durchführen zu können, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Aus­ führungsform die Ausbildung so getroffen, daß die Hartmaterial­ einsätze in wenigstens zwei entlang der Längserstreckung des Bohrkopfes zueinander versetzten Ebenen angeordnet sind. Durch Anordnung der Hartmaterialeinsätze in wenigstens zwei zueinander versetzten Ebenen entlang des Bohrkopfes wird ein zentraler Bohrkopfbereich mit geringerem Durchmesser ausgebildet, welcher auch Pilotbohrkrone genannt wird. Anschließend in Längsrichtung des Bohrkopfes sind auf größerem Durchmesser weitere Hartmate­ rialeinsätze zurückversetzt angeordnet, welche ein Aufbohren der Bohrung auf den gewünschten, großen Durchmesser durch den soge­ nannten Räumteil ermöglichen.

Um eine Überbeanspruchung der erfindungsgemäßen Bohrkrone zu vermeiden und durch den zentralen Bohrkopf abschnitt bzw. durch die Pilotbohrkrone eine ausreichende Führung bei Herstel­ lung der Bohrung zu ermöglichen, ist gemäß einer weiteren bevor­ zugten Ausführungsform die Ausbildung so getroffen, daß die auf größerem, radialen Durchmesser als die zentralen Hartmaterial­ einsätze angeordneten Hartmaterialeinsätze in einem Abstand von der Spitze der Bohrkopfes liegen, welcher einem Vielfachen der Abmessungen der Hartmaterialeinsätze entspricht.

Wie oben bereits ausgeführt, kann der Bohrkopf der erfin­ dungsgemäßen Bohrkrone an seinem Außenumfang abgesetzte und/ oder abgeflachte Umfangsbereiche aufweisen, um ein Ausbringen des abgebauten Materials bzw. bei weichem Gestein unmittelbar ein Schneiden und somit eine verbesserte Vortriebsgeschwindig­ keit zu ermöglichen. Bei einer Ausbildung einer erfindungsge­ mäßen Bohrkrone mit in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Hartmaterialeinsätzen ist in diesem Zusammenhang, wie es einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspricht, vorgesehen, daß die auf größerem, radialen Durchmesser liegenden Hartmaterial­ einsätze in Bereichen längs des Umfanges der Bohrkopfes ange­ ordnet sind bzw. an diese Bereich anschließen, in welchen der Bohrkopf mit den abgeflachten und/oder abgesetzten Umfangs­ bereichen ausgebildet ist. Durch die auch in Umfangsrichtung versetzte Anordnung der Hartmaterialeinsätze in den unterschied­ lichen Ebenen ergibt sich somit eine gleichmäßige Beanspruchung der Bohrkrone, wobei dies insbesondere bei in diesen Fällen vor­ gesehenen, größeren Durchmessern der gesamten Bohrkrone beson­ ders wichtig ist.

Eine weitere Vergleichmäßigung der auf die Bohrkrone im Einsatz einwirkenden Belastungen kann darüberhinaus dadurch er­ zielt werden, daß die auf größerem, radialen Durchmesser liegen­ den Hartmaterialeinsätze auf im wesentlichen ebenen Abschnitten in unterschiedlichem Abstand von der Spitze des Bohrkopfes ange­ ordnet sind, wie dies einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspricht. Dadurch ergibt sich für die auf größerem, radialen Durchmesser angeordneten Hartmaterialeinsätze eine im wesent­ lichen spiralförmige Anordnung in Richtung der Längsachse des Bohrkopfes gesehen, wobei diese Hartmaterialeinsätze an den zentralen Bereich des Bohrkopfes anschließen.

Um beim Bohren von sehr hartem Gestein ein Überhitzen der Bohrkrone zu vermeiden oder auch, um in dem Bereich der Bohr­ krone ein Material zum Verfestigen des das Bohrloch umgebenden Bereiches zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß weiters vorge­ sehen, daß die Bohrkrone mit wenigstens einem Kanal zum Ein­ bringen einer Spülflüssigkeit und/oder eines Verfestigungs­ mittels in dem Bereich der Bohrfläche ausgebildet ist, wie dies einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspricht. Bei Einbringen einer Spülflüssigkeit in den Bereich der Bohrkrone kann eine Kühlung der Bohrkrone bei gleichzeitigem Abtransport des abgebauten Materials vorgenommen werden. Falls über den Kanal ein Verfestigungsmittel in den Bereich der Oberfläche eingebracht wird, kann dieses Verfestigungsmittel einerseits zur Armierung des das Bohrloch umgebenden Gesteins vorgesehen sein. Es kann jedoch auch unmittelbar bei Fertigstellung der Bohrung die Bohrkrone als verlorene Bohrkrone im Bohrloch belassen werden, wobei erfindungsgemäß die Verwendung der Bohrkrone als Verankerungselement vorgeschlagen wird, wobei eine mit der Bohr­ krone zu verbindende Bohrstange als Ankerstange dient. Dies kann insbesondere in denjenigen Fällen ins Auge gefaßt werden, in welchen ein Herausziehen der Bohrstange mitsamt der Bohrkrone nach Fertigstellung der Bohrung beispielsweise aufgrund der Tatsache nicht durchführbar ist, daß hereinbrechendes Material ein Verlegen der Bohröffnung verursachen könnte, welche unter Umständen eine Länge von mehreren Metern aufweist, so daß nach fertiggestellter Bohrung das Einbringen eines getrennten Ver­ ankerungselementes nicht ohne weiteres möglich ist. In diesem Fall kann aufgrund der Tatsache, daß die Bohrkrone nach Fertig­ stellung der Bohrung im Gestein als Verankerungselement ver­ bleibt, ein entsprechend kostengünstiger Bohrkopf mit entspre­ chend geringem Anteil an Hartmaterialeinsätzen verwendet wird, dessen Haltbarkeit auf die Herstellung einer einzigen Bohrung beschränkt ist.

Um eine Spülflüssigkeit bzw. ein Verfestigungsmittel mög­ lichst gleichmäßig über den gesamten Umfang der Bohrkrone in dem Bereich der Bohrfläche derselben ausbringen zu können, ist die Ausbildung bevorzugt so getroffen, daß der Kanal von einer zen­ tral ausgebildeten, zu dem von der Bohrfläche abgewandten Ende hin offenen Sackbohrung gebildet ist, an welche im wesentlichen radial verlaufende Austrittsbohrungen anschließen, welche in den abgesetzten oder abgeflachten Umfangsbereichen der Bohrkrone münden.

Wie oben bereits angedeutet, ermöglicht die Verwendung von kugelförmigen Hartmaterialeinsätzen eine einfache Festlegung derselben in den Ausnehmungen des Bohrkopfes und es können die Hartmaterialeinsätze auch ohne relativ großen Aufwand wiederum aus diesen entfernt werden. Um weiters einen entsprechenden Freiraum für das Lötmaterial zu ergeben und gleichzeitig eine geringfügige Beweglichkeit der Hartmaterialeinsätze in den Ausnehmungen des Bohrkopfes sicherzustellen, ist weiters bevor­ zugt vorgesehen, daß der Durchmesser der halbkreisförmigen Aus­ nehmungen zur Aufnahme der Hartmaterialeinsätze den Durchmesser der Hartmaterialeinsätze um wenigstens 1,5 bis 5% übersteigt.

Derart gelingt auch bei außermittigen Beanspruchungen der Hart­ materialeinsätze ein Ausgleich bzw. eine geringfügige Ausweich­ bewegung der Hartmaterialeinsätze′ ohne unmittelbar das Material des Bohrkopfes im Sinne eines Ausbrechens desselben übermäßig zu beanspruchen. Für einen einfach herstellbaren und kosten­ günstigen Bohrkopf kann hiebei erfindungsgemäß der Bohrkopf als Gußkörper ausgebildet, geschmiedet oder mechanisch, beispiels­ weise durch Drehen hergestellt sein.

Für eine einfache Festlegung der Bohrkrone an einem Bohr­ gestänge ist erfindungsgemäß die Ausbildung weiters so ge­ troffen, daß der Bohrkopf an seiner von der Bohrfläche abge­ wandten Endfläche mit einer zylindrischen oder konischen Auf­ nahmeöffnung zur Festlegung einer Bohrstange ausgebildet ist.

Eine besonders einfache Festlegung der Bohrkrone an einer Bohrstange läßt sich gemäß einer abgewandelten Ausführungsform weiters dadurch erzielen, daß der Bohrkopf über eine Gewindever­ bindung an einer Bohrstange festlegbar ist.

Um mit den im Bereich der Bohrfläche der Bohrkrone ange­ ordneten Hartmaterialeinsätzen den Querschnitt der herzustellen­ den Bohrung möglichst vollständig zu bestreichen und gleich­ zeitig einen Abtransport des abgebauten Materials sowie eine leichte Bearbeitbarkeit eines weichen Materials durch die Schneiden im Bereich der abgesetzten bzw. abgeflachten Bereiche des Bohrkopfes zu ermöglichen, ist gemäß einer weiteren bevor­ zugten Ausführungsform die Ausbildung so getroffen, daß der Bohrkopf einen ausgehend von der Bohrfläche sich verjüngenden Außenquerschnitt aufweist und daß die den Bohrlochdurchmesser bestimmende Außenkontur der Bohrkrone durch zwischen benach­ barten, abgesetzten oder abgeflachten Bereichen angeordnete Hartmaterialeinsätze bzw. durch auf größerem radialen Durch­ messer liegende Hartmaterialeinsätze sowie die Schneiden der abgeflachten oder abgesetzten Bereiche definiert ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beige­ schlossenen Zeichnung näher dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer erfin­ dungsgemäßen Bohrkrone zeigt;

Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Pfeil II auf die Bohrkrone der Fig. 1 ist;

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab die Festlegung eines kugelför­ migen Hartmaterialeinsatzes im Bohrkopf einer erfindungsgemäßen Bohrkrone zeigt;

Fig. 4 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung einer Seiten­ ansicht eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone zeigt; und

Fig. 5 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles V auf die Bohr­ krone der Fig. 4 ist.

In den Fig. 1 bis 3 ist allgemein mit 1 eine Bohrkrone be­ zeichnet, wobei in deren Bohrkopf 2 eine Mehrzahl von Hart­ materialeinsätzen 3 festgelegt bzw. aufgenommen ist. Die Hart­ materialeinsätze 3 sind im wesentlichen kugelförmig ausgebildet, wie dies insbesondere aus Fig. 3 deutlich ersichtlich ist. Diese Hartmaterialeinsätze 3 sind in zu der Kugelform der Hartmate­ rialeinsätze 3 komplementären, im wesentlichen halbkugelförmigen Ausnehmungen 4 des Bohrkopfes 2 festgelegt, insbesondere ver­ lötet, wobei der Durchmesser der Ausnehmungen 4 den Durchmesser der kugelförmigen Hartmaterialeinsätze geringfügig, beispiels­ weise etwa 1,5 bis 5%, übersteigt.

Der Bohrkopf 2 weist, wie dies in Fig. 1 und 2 näher darge­ stellt ist, neben den an seiner Vorderfläche eingesetzten Hart­ materialeinsätzen 3 eine Mehrzahl von abgesetzten bzw. abge­ flachten Umfangsbereichen 5 auf, welche schematisch angedeutete Schneiden 6 aufweisen, wobei diese abgeflachten bzw. abgesetzten Bereiche 5 mit ihren Schneiden 6 zum Abbau sowie zum Räumen von weichem bzw. weicherem Gestein dienen. In die abgesetzten bzw. abgeflachten Umfangsbereiche 5 münden im wesentlich radial ver­ laufende Kanäle bzw. Austrittsbohrungen 7, welche mit einem im wesentlichen zentralen Kanal 8 im Inneren der Bohrkrone in Ver­ bindung stehen. Im Bereich des zentralen Kanales 8 ist weiters an der der Oberfläche abgewandten Endfläche des Bohrkopfes 2 eine Aufnahmeöffnung 9 für eine nicht näher dargestellte Bohr­ stange vorgesehen. Über diese in der Aufnahmeöffnung 9 auf zu­ nehmende Bohrstange kann durch den zentralen Kanal 8 über die Austrittsbohrungen 7 ein Spülmittel oder ein Verfestigungs­ mittel, beispielsweise Zementleim, in dem Bereich der Bohrkrone 1 ausgebracht werden. Bei Ausbringen einer Spülflüssigkeit kann ein Abtransport des abgebauten Materials vorgenommen werden.

Falls ein Verfestigungsmittel über die Kanäle 7 und 8 ausge­ bracht wird, kann das die Bohrkrone 1 umgebende Material ver­ festigt werden und es kann weiters bei Einsatz als verlorene Bohrkrone und in weiterer Folge als Verankerungselement durch Einbringen von Zementleim die Bohrkrone 1 entsprechend im um­ liegenden Gestein verankert werden.

Weiters ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß die Bohrkrone aus­ gehend von der Bohrfläche 11 einen sich verjüngenden Außenquer­ schnitt aufweist und daß der Bohrlochdurchmesser durch die Schneiden 6 der abgeflachten Bereiche 5 sowie den zwischen den abgeflachten Bereichen in radialem Abstand vom Zentrum 10 der Bohrkrone 1 angeordneten Hartmaterialeinsätzen 3 definiert ist. Die Hartmaterialeinsätze 3 können hierbei zumindest teilweise in unterschiedlichem, radialen Abstand zur zentralen Achse 10 der Bohrkrone angeordnet sein, um die abzubauende Fläche entspre­ chend gleichmäßig zu überstreichen.

Besonders aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Volumenanteil des kugelförmigen Hartmaterialeinsatzes 3, welcher im Bohrkopf 2 aufgenommen wird und somit für eine Abbauarbeit nicht zur Verfü­ gung steht, gegenüber stiftartigen Hartmaterialeinsätzen, deren im Bohrkopf 2 festgelegte Längserstreckung ein Vielfaches des für die Abbauarbeit zur Verfügung stehenden Anteils beträgt, be­ trächtlich verringert werden kann. Weiters ist ersichtlich, daß durch Verwendung der kugelförmigen Hartmaterialeinsätze 3 defi­ nierte Übergangs- bzw. Grenzflächen im Bereich der Bohrfläche 11 des Bohrkopfes 2 vermieden werden können und somit die Bruchge­ fahr der Hartmaterialeinsätze 3 im Bereich der Grenzfläche des Bohrkopfes 2 ebenfalls beträchtlich reduziert werden kann.

Bei der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 sind für gleiche Bauteile die Bezugszeichen der vorangehenden Figuren beibehalten worden. Die Bohrkrone 1 bzw. deren Bohrkopf 2 weist bei dieser Ausführungsform einen zentralen Bereich bzw. eine sogenannte Pilotbohrkrone 12 auf, welche im wesentlichen dient zu der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bohrkrone 1 ausgebildet ist. So sind auf dieser Pilotbohrkrone 12 wiederum eine Mehrzahl von im wesentlichen kugelförmigen Hartmaterialeinsätzen 3 in komplemen­ tären, im wesentlichen halbkugelförmigen Ausnehmungen 4 fest­ gelegt, wie dies in Fig. 4 schematisch angedeutet ist. Die Pilotbohrkrone bzw. der zentrale Führungsteil 12 der Bohrkrone 1 weist wiederum abgeflachte oder abgesetzte Umfangsabschnitte 5 auf, welche mit Schneiden 6 versehen sind und in welche zumin­ dest teilweise Kanäle 7 zum Einbringen einer Spülflüssigkeit und/oder eines Verfestigungsmittels in den Bereich der Pilot­ bohrkrone 12 münden.

Neben diesem zentralen Bereich der Bohrkrone 1 sind bei dieser abgewandelten Ausführungsform in wenigstens einer zweiten, zur Ebene der Pilotbohrkrone 12 in Längsrichtung ver­ setzten Ebene weitere Hartmaterialeinsätze 13 auf gegenüber den Hartmaterialeinsätzen 3 des zentralen Führungsteils 12 größerem, radialen Durchmesser relativ zur zentralen Achse 10 der Bohr­ krone 1 angeordnet, so daß insgesamt in einem einzigen Bohrvor­ gang eine Bohrung größeren Durchmessers hergestellt werden kann. Die auf größerem, radialen Durchmesser liegenden, zusätzlichen Hartmaterialeinsätze 13 sind hiebei im wesentlichen in den­ jenigen Umfangsbereichen angeordnet, in welchen der zentrale Führungsteil 12 die abgeflachten oder abgesetzten Bereiche 5 aufweist, so daß sich ein einfacher Abtransport des abgebauten Materials aus dem vordersten Bereich der Bohrkrone 1 ergibt.

Weiters sind die Hartmaterialeinsätze 13 auf jeweils im wesent­ lichen ebenen Abschnitten 14 angeordnet, wobei die einzelnen, am Umfang angeordneten, ebenen Abschnitte 14 in unterschiedlichem, axialen Abstand von der Spitze bzw. dem zentralen Führungsteil 12 der Bohrkrone 1 verlaufen können, so daß sich insgesamt eine spiralförmige Anordnung der Abschnitte 14 entlang des Außen­ durchmessers der Bohrkrone 1 ergibt.

Wie auch bei der vorangehenden Ausführungsform ist der Außenquerschnitt der Bohrkrone 1, ausgehend von dem zentralen Führungsteil 12 sowie von den auf gegenüber dem zentralen Führungsteil 12 größerem Durchmesser liegenden Hartmaterial ein­ sätzen 13 auf den Abschnitten 14, sich konisch verjüngend ausge­ bildet, um einen entsprechenden Abtransport des Materials zu er­ möglichen. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist hiebei an dem von der aktiven Bohrfläche abgewandten Endbereich der Bohrkrone 1 ein Gewinde 15 vorgesehen, über welches eine nicht näher dargestellte Bohrstange verschraubt werden kann.

Die Festlegung der einzelnen, im wesentlichen kugelförmigen Hartmaterialeinsätze 3 bzw. 13 erfolgt auch bei der Ausführungs­ form gemäß den Fig. 4 und 5 in analoger Weise zu der voran­ gehenden Ausführungsform, wie dies in vergrößertem Maßstab in Fig. 3 dargestellt ist.

Claims (16)

1. Bohrkrone (1), insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohr­ krone, deren Bohrkopf (2) Hartmaterialeinsätze (3, 13) aufweist, welche in Ausnehmungen des Bohrkopfes festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaterialeinsätze (3, 13) im wesent­ lichen kugelförmig ausgebildet sind und in komplementären, im wesentlichen halbkugelförmigen Ausnehmungen (4) des Bohrkopfes (2) festgelegt sind.

2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmaterialeinsätze (3, 13) in den Ausnehmungen (4) des Bohrkopfes (2) verlötet sind.

3. Bohrkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hartmaterialeinsätze (3, 13) wenigstens teilweise in von der Achse (10) der Bohrkrone (1) unterschiedlichem, radialen Abstand angeordnet sind.

4. Bohrkrone nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bohrkopf (2) auf seinem Außenumfang abgesetzte und/oder abgeflachte Umfangsbereiche (5) aufweist, welche in Drehrichtung der Bohrkrone (1) mit Schneiden (6) ausgebildet sind.

5. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hartmaterialeinsätze (3, 13) in wenigstens zwei entlang der Längserstreckung des Bohrkopfes zueinander ver­ setzten Ebenen angeordnet sind.

6. Bohrkrone nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf größerem, radialen Durchmesser als die zentralen Hart­ materialeinsätze (3) angeordneten Hartmaterialeinsätze (13) in einem Abstand von der Spitze der Bohrkopfes (2) liegen, welcher einem Vielfachen der Abmessungen der Hartmaterialeinsätze (3, 13) entspricht.

7. Bohrkrone nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die auf größerem, radialen Durchmesser liegenden Hart­ materialeinsätze (13) in Bereichen längs des Umfanges der Bohr­ kopfes (2) angeordnet sind bzw. an diese Bereich anschließen, in welchen der Bohrkopf (2) mit den abgeflachten und/oder abge­ setzten Umfangsbereichen (5) ausgebildet ist.

8. Bohrkrone nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf größerem, radialen Durchmesser liegenden Hartmaterialeinsätze (13) auf im wesentlichen ebenen Abschnitten (14) in unterschiedlichem Abstand von der Spitze des Bohrkopfes (2) angeordnet sind.

9. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bohrkrone (1) mit wenigstens einem Kanal (7, 8) zum Einbringen einer Spülflüssigkeit und/oder eines Ver­ festigungsmittels in dem Bereich der Bohrfläche (11, 12) ausgebildet ist.

10. Bohrkrone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal von einer zentral ausgebildeten, zu dem von der Bohr­ fläche (11, 12. 14) abgewandten Ende hin offenen Sackbohrung (8) gebildet ist, an welche im wesentlichen radial verlaufende Aus­ trittsbohrungen (7) anschließen, welche in den abgesetzten oder abgeflachten Umfangsbereichen (5) der Bohrkrone (1) münden.

11. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der halbkreisförmigen Aus­ nehmungen (4) zur Aufnahme der Hartmaterialeinsätze (3, 13) den Durchmesser der Hartmaterialeinsätze (3, 13) um wenigstens 1,5 bis 5% übersteigt.

12. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (2) als Gußkörper ausgebildet, geschmiedet oder mechanisch, beispielsweise durch Drehen, herge­ stellt ist.

13. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (2) an seiner von der Bohr­ fläche (11, 12, 14) abgewandten Endfläche mit einer zylind­ rischen oder konischen Aufnahmeöffnung (9) zur Festlegung einer Bohrstange ausgebildet ist.

14. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (2) über eine Gewindeverbindung (15) an einer Bohrstange festlegbar ist.

15. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (2) einen ausgehend von der Bohrfläche (11, 12, 14) sich verjüngenden Außenquerschnitt auf­ weist und daß die den Bohrlochdurchmesser bestimmende Außen­ kontur der Bohrkrone (1) durch zwischen benachbarten, abge­ setzten oder abgeflachten Bereichen (5) angeordnete Hartmate­ rialeinsätze (3) sowie die Schneiden (6) der abgeflachten oder abgesetzten Bereiche (5) bzw. durch auf größerem radialen Durch­ messer liegende Hartmaterialeinsätze (13) definiert ist.

16. Verwendung einer Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Verankerungselement, wobei eine mit der Bohrkrone (1) zu verbindende Bohrstange als Ankerstange dient.