DE2014870C

DE2014870C - Rock drills for rotary base drilling machines

Info

Publication number: DE2014870C
Authority: DE
Inventors: Otto 7402 Kirchentellinsfurt Scholz Werner 8135 Socking Böhm
Original assignee: Werkzeugbau Gmbh, 8130 Starnberg
Publication date: 1971-09-09

Description

DIo Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer für Die größere Festigkeit gegenüber dem bekannten Drehschlagbohrmaschinen, mit einem als zweigön- Gesteinsbohrer erklart eich bei sonst vergleichbaren gige Förderschnecke für das Bohrmehl ausgebildeten Daten schon allein dareue,, dafl die susammenhan-Schaft, der im Übergangsbereioh zum Bohrerkopf gende und für die Festigkeit des Querschnitts der verdickt, mit vom Bohrerkopf in Richtung auf das 5 Bohrerseele ausschlaggebende Fläche größer ist als Aufnahmeende zu abnehmenden Querschnitt, aus- bei dem bekannten Bohrer, dessen Querschnittsgebildet ist. fläche jeweils zur Bohrerlängsachse symmetrisch Ui,The invention relates to a rock drill for the greater strength compared to the known Rotary percussion drills, with one declared as a two-tone rock drill with otherwise comparable The current screw conveyor for the drill dust already shows that the coherent shaft in the transition area to the drill head and the strength of the cross-section of the thickened, with from the drill head in the direction of the 5 drill core decisive area is larger than Receiving end with decreasing cross-section, from the known drill, the cross-section of which is formed. surface in each case symmetrical to the longitudinal axis of the drill Ui,

Erfahrungsgemäß treten bei Gesteinsbohrern be- so daß lediglich die der Querschnittsfläche eingesondors große Belastungen durch äußere Kräfte im schriebene Kreisfläche fUr die Berechnung der Fe-Bereich des Übergangs vom Bohrorkopf zum Boh- jq stigkeit des jeweiligen Querschnitts herangezogen rerscheft auf. Dies ist darauf zurückzuführen, daß werden kann. Im Gegensatz dazu verschiebt sich der am maschlnenseltigen Ende mehr oder Weniger beim Erflndungagegenstand. der für die Ermittlung frei geführte Bohrer mit seinem anderen Ende, also der Festigkeit in einen bestimmten Querschnittsiin Bereich des Bohrerkopfs, fest im Gestein gehal- bereich ausschlaggebende Flächenschwerpunkt geten ist; hinsichtlich der am Bohrer angreifenden 15 genüber der Bohrerlängsachse; daraus resultiert auch Biegemomente entspricht dies in etwa dem BeIa- eine Erhöhung der Torsionssteißgkeit, da das äußere stungsfall eines einseitig eingespannten Stabs, dessen Torsionsmoment für einen bestimmten Querschnitt gefährdeter Querschnitt sich in der Nähe des Ein- gleich ist der Summe aller statischen Momente aller spannendes, das ist im Falle des Gesteinsbohrers un- äußeren Kräfte in bezug auf die Tangente der Vermittelbar hinter dem Bohrerkopf, befindet. Jede un- ao bindungslinie der Flächenschwerpunkte im Querregelmäßige seitliche Ausweichbewegung des Bohrers schnittsschwerpunkt. Der Angriffspunkt der Torwirkt sich also verstärkt auf den Querschnitt im Über- sionskraft ist also nicht mehr die Bohrerlängsachse, gangsbereich vom Bohrerkopf zum Bohrerschaft aus. sondern die Verbindungslinie der Flächenschwer- Experience has shown that in rock drills, only the large loads caused by external forces in the circular area of the cross-sectional area are used for the calculation of the Fe area of the transition from the drill head to the drilling strength of the respective cross-section. This is due to the fact that can be. In contrast to this, the one at the machine end shifts more or less in the case of the invention. the other end of the freely guided drill bit, ie the strength in a certain cross-section in the area of the drill head, is firmly in the rock-containing area, the decisive area center of gravity; with regard to the 15 acting on the drill compared to the drill's longitudinal axis; This also results in bending moments, which corresponds roughly to the case of an increase in torsional rigidity, since the external case of a bar clamped on one side, whose torsional moment for a certain cross-section endangered cross-section is close to the same as the sum of all static moments of all exciting, In the case of the rock drill, this is external forces in relation to the tangent that can be communicated behind the drill head. Every un- ao connection line of the surface centers of gravity in the transversely regular lateral evasive movement of the drill cutting center of gravity. The point of application of the gate thus has an increased effect on the cross-section in the transfer force is no longer the drill longitudinal axis, the transition area from the drill head to the drill shank. but the line connecting the area

Bci einem bekannten Gesteinsbohrer mit in sei- punkte, die etwa die Form einer Spiralwendel um nein Schaft eingebrachter zweigängiger Förder- as die Bohrerlängsachse aufweist,
schnecke soll der hohen Belastung des Übergangs- Anschaulich gesprochen bedeutet das, hinsichtbereichs dadurch entgegengetreten werden, daß die Hch der einen Querschnitt beanspruchenden Biege-Bohrerseele in diesem Bereich verstärkt ausgebildet und Torsionsmomente, daß sich diese Momente im ist. Entsprechend dem Herstellungsverfahren bei Bereich der Verdickung nicht auf die kürzere Bohdem bekannten Gesteinsbohrer, dessen Gewinde- 30 rerlängsachse — wie im bekannten symmetrischen gänge mittels um 180° zueinander versetzt am Um- FaIi — sondern auf die längere, in Art einer Spiralfang angreifender Werkzeuge eingebracht sind, wendel verlaufende Verbindungslinie der Schwernimmt der Querschnitt im Übergangsbereich vom punkte der Querschnittsflächen konzentriert. Dar-Bohrerschaft zum Bohrerkopf hin von Schnecken- aus ergibt sich' eine bessere Verteilung der gang zu Schneckengang zu, wobei die Querschnitts- 35 Kräfte und damit der Querschnittsspannungen in» flächen bezüglich der Bohrerlängsachse jeweils sym- Bereich der Verdickung. Bei sonst gleichen geomemetrisch sind. frischen Bedingungen ist damit der erfindungs-Bci a known rock drill with in sei- points, which has approximately the shape of a spiral helix around no shaft introduced two-flight conveyor as the drill longitudinal axis,
Spiral is intended to counteract the high load on the transitional area, which means that the Hch of the bending drill core demanding a cross-section is reinforced in this area and torsional moments so that these moments are in the. In accordance with the manufacturing process in the area of the thickening, not on the shorter drill hole known rock drill, whose thread longitudinal axis - as in the known symmetrical passage by means of 180 ° offset from one another on the circumference - but on the longer tools that act in the manner of a spiral catch , spiral connecting line of the Schwern, the cross-section is concentrated in the transition area from the point of the cross-sectional areas. From the drill shank to the drill head from the worm, the result is a better distribution of the thread to the worm thread, the cross-sectional forces and thus the cross-sectional stresses in the areas relative to the longitudinal axis of the drill in each case in the area of the thickening. All other things being equal are geometrical. fresh conditions is thus the inventive

Demgegenüber hat sich die Erfindung zur Auf- gemäße Gesteinsbohrer im Übergangsbereich wiedergabe gestellt, einen Gesteinsbohrer mit erhöhter «standsfähiger gegen Torsion aber auch gegen Festigkeit im Übergangsbereich zu schaffen. 40 Verbiegung sowie gegen eine Überlagerung dieserIn contrast, the invention for the proper rock drill in the transition area has been reproduced posed, a rock drill with increased «more stable against torsion but also against To create strength in the transition area. 40 bending as well as against a superposition of this

Die Erfindung löst Jicse Aufgabe an unua Ge- Belastungsfälle, als der bekannte Gesteins-The invention solves the problem of unua ge load cases, as the known rock

aivwisL-uiiici üci eingangs erwähnten Art dadurch, bohret.aivwisL-uiiici üci type mentioned at the beginning thereby, bores.

daß die Seele des Bohrerschafts an jeder Stelle im Beim Herstellen des erfindungsgemäßen Gesteins-Bereich der Verdickung einen unsymmetrischen bohrers, beispielsweise durch Wirbeln oder Fräsen, Querschnitt aufweist, derart, daß die Flächenschwer- 45 ist zu beachten, daß der Schneidevorgang der einer punkte aller Querschnittsflächen etwa auf einer in der Zahl der gewünschten Schneckengänge ent-Spiralwendel um die Bohrerlängsachse !! ;gen. sprechenden Anzahl gleichzeitig eingesetzten Werk-that the soul of the drill shaft at every point in the When producing the rock according to the invention area the thickening of an asymmetrical drill, for example by whirling or milling, Has cross-section, such that the surface gravity 45 is to be observed that the cutting process of the one points of all cross-sectional areas, for example, on an ent-spiral helix in the number of the desired screw flights around the longitudinal axis of the drill !! ;gene. corresponding number of simultaneously used work

Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die den zeuge auf der Höhe derselben Mantellinie beginnt, Grund der Förderschnecke bildende Umfangsfläche so daß, bezogen auf diese Mantellinie, die radialen der Bohrerseele im Bereich der Verdickung in Art 50 Abmessungen jeweils zweier oder mehrerer übereiner Spiralwendel geschraubt ist. Eine Möglichkeit einanderliegender Schneckengänge gleich sind. Ferfür die pi aktische Herstellung des erfmdungsgemä- ner ist darauf zu achten, daß die Werkzeuge in ßen Gesteinsbohrers besteht darin, daß die beiden radialer Richtung zum Erzeugen der Verdickung Gewindegänge mittels auf der Höhe derselben Man- gemeinsam zugestellt werden.
teUinie mit dem Schneidvorgang beginnenden in 55 Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit des Geradialer Richtung gleichmäßig zugestellten Schneid- steinsbohrers kann eine der oben beschriebenen Werkzeugen eingebracht sind. Verstärkung der Übergangszone entsprechende Ver-In other words, this means that the circumferential surface, which forms the basis of the screw conveyor, begins at the level of the same surface line, so that, based on this surface line, the radial of the drill core is screwed in the area of the thickening in type 50 dimensions of two or more spiral helices . One possibility of mutually lying worm threads are the same. For the actual production of the invention, care must be taken that the tools in the rock drill consist in that the two radial directions for producing the thickening of the threads are fed together by means of the same level.
line beginning with the cutting process in 55 To further increase the strength of the cutting stone drill, which is evenly advanced in the straight direction, one of the tools described above can be inserted. Reinforcement of the transition zone

Im Gegensatz zu dem eingangs erwähnten be- Stärkung der Bohrerseele im Übergangsbereich vonIn contrast to the aforementioned strengthening of the drill core in the transition area from

kannten Gesteinsbohrer können nach dem erfin- dem im Querschnitt konstanten Abschnitt derKnown rock drill bits can, according to the invention, a section of the constant cross-section

dungsgemäßen Vorschlag ausgehend von einem ⁶° Bohrerseele zum Aufnahmeende des Bohrers vorge-proposed proposal based on a ⁶ ° drill core for the receiving end of the drill

Rohling mit gleichen Abmessungen und unter Ver- sehen sein.Be blank with the same dimensions and under provision.

wendung derselben Werkzeuge sowie gleicher Vor- In der Zeichnung ist ein Beispiel des erfindungs-use of the same tools and the same advantages In the drawing is an example of the invention

schübe, Drehzahlen usw. und damit unter Erzielung gemäßen Gesteinsbohrers in mehreren Figuren dar-Thrusts, speeds, etc. and thus with the achievement of the rock drill in several figures.

der gleichen Geometrie der Förderschnecke in ihrem gestellt; es zeigtthe same geometry of the screw conveyor placed in their; it shows

über die Bohrerlängsachse konstanten Bereich Ge- ⁶S Fig. 1 einen Schaftabschnitt des GesteinsbohrersOver the longitudinal axis of the drill constant area Ge ⁶ S Fig. 1 a shank section of the rock drill

Steinsbohrer geschaffen werden, die der bekannten im Bereich der Verdickung in der Ansicht,Stone drills are created which are known in the area of the thickening in the view,

Ausführungsform durch eine größere Festigkeit im Fig. 2 einen axialen Mittelschnitt durch denEmbodiment by a greater strength in Fig. 2 an axial center section through the

Übergangsbereich überlegen sind. Abschnitt gemäß Fig. 1,Transition area are superior. Section according to Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Cysteinebohrer gemäß IIWII der Fig. 1,3 shows a cross section through the cysteine drill according to IIWII of FIG. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Gesteinsbohrer gemäß IV-IV der Flg. I,Fig. 4 shows a cross section through the rock drill according to IV-IV of Flg. I,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Gesteinsbohrer gemäß V-V der Fig. I.Fig. 5 shows a cross section through the rock drill according to V-V of Fig. I.

Gemäß FI g. 1 besitzt der Schaft 1 des Gesteinsbohrers zwei Ubereinandorliegende, voneinander unabhängige Uewindegänge α und b, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Gewindegänge α und b in ihrer Geometrie übereinstimmen. Die Bohrerseele 2 ist im Bereich der beiden untersten, unmittelbar an den Bohrerkopf anschließenden Gewindegänge am dicksten und nimmt in Richtung auf das Aufnahmeende des Bohrers ab und erreicht etwa in Höhe des Querschnitts III-III die normale Dicke, die sie über die übrige Länge des Bohrerschafts im wesentlichenAccording to FI g. 1, the shaft 1 of the rock drill has two superimposed, mutually independent U threads α and b, two successive threads α and b corresponding in their geometry. The drill core 2 is thickest in the area of the two lowest threads directly adjoining the drill head and decreases in the direction of the receiving end of the drill and reaches about the height of the cross-section III-III the normal thickness that it has over the remaining length of the drill shank essentially beibehält.maintains.

In Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Radien, bezogen auf die gleiche Mantellinie, jeweils in den beiden übereinanderliegenden Gewindegängen gleich sind und dann sprunghaft in Richtung auf das Aufnahmeende hin abnehmen; in dem gewählten Beispiel vor A₁ über R₁ auf Rs, Die sprunghafte Abnahme, V..0 sie in F i g, 2 gezeigt ist, erklärt sich aus der radialen Zustellung der Schnittwerkzeuge, die bei der Formung der Gewindegänge während einer Umdrehung um den Betrag (R₁ bis RJ bzw. (A₂ bis Rt) zugestellt werden.In Fig. 2 it can be seen that the radii, based on the same surface line, are the same in the two superimposed threads and then decrease abruptly in the direction of the receiving end; In the example chosen, before A ₁ via R ₁ to Rs, the abrupt decrease, V..0 it is shown in Fig Amount (R ₁ to RJ or (A ₂ to Rt)) .

Die in Fig. 3 gezeigte Querschnittsfläche entspricht den Querschnitten im konstanten Bereich desThe cross-sectional area shown in Fig. 3 corresponds to the cross-sections in the constant range of

1919th umaround

der Bohrerlängsachse.the longitudinal axis of the drill.

Claims

Patentansprüche: 1 r.eiteinsbohrer für Drehschlagbohrmaschi-Patent claims: 1 right side drill for rotary percussion drill

HBRS!HBRS!

»p»P

»5»5

3030th ^Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch^ Rock drill according to claim 1, characterized

übereinanderliegender Schneckengängesuperimposed worm threads

gleich sind.are the same.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings