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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bohrmeißelanordnung für fluidbetätigte Schlagbohrwerkzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Bohrmeißelanordnung zur Verwendung mit ”Imloch”-Bohrhämmern.
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Hintergrund der Erfindung
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Einige Ausführungsformen von Imloch-Bohrhämmern und fluidbetriebenen Schlagbohrwerkzeugen weisen einen äußeren Zylinder oder eine äußere Verschleißbuchse auf, in welcher ein innerer Zylinder angebracht ist, welcher wiederum mit einer Aufnahmeanordnung zusammengreift. Ein sich gleitend hin und her bewegender Kolben wirkt mit dem inneren Zylinder und der Aufnahmeanordnung zusammen, wobei dieser, wenn über die Aufnahmeanordnung Druckluft zugeführt wird, mit einem Schlageffekt auf einen Bohrmeißel einwirkt, welcher in einem Futter an der äußeren Verschleißbuchse gehalten ist.
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Üblicherweise ist der innere Zylinder koaxial in der äußeren Verschleißbuchse angebracht. Ein Gleitkolben ist in bekannter Weise für eine hin und her gehende Bewegung innerhalb des inneren Zylinders und der äußeren Verschleißbuchse angebracht, um auf eine Hammerspitze zu schlagen, die gleitend bewegbar in einem am vorderen Ende der äußeren Verschleißbuchse Futter angebracht ist. Ein Fußventil ist oberhalb des Bohrmeißels angeordnet.
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Die ältere Patentanmeldung der Anmelderin mit der Veröffentlichungsnummer
WO 2004/031530 offenbart einen Imloch-Bohrhammer, bei welchem der Bohrmeißel einen länglichen Schaftbereich aufweist, der an seinem oberen Ende eine ringförmige Schlagfläche (oder Amboss) aufweist, gegen welche der Kolben schlägt, um eine Schlagkraft auf den Bohrmeißel aufzubringen. Das untere Ende des Bohrmeißelschafts ist außenseitig mit mehreren Keilprofilen ausgebildet, welche um den Umfang des Bohrmeißelschafts herum mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind und sich in axialer Richtung erstrecken. Die Keilprofile greifen gleitend mit komplementären Keilprofilen zusammen, die an der Innenwand eines ringförmigen Futters ausgebildet sind. Das Futter ist einschraubbar mit dem Boden der äußeren Verschleißbuchse verbunden. Der Bohrmeißel ist in der Hammeranordnung durch einen Bohrmeißelrückhaltering gehalten, welcher oberhalb des Futters sitzt und mit einer an dem Bohrmeißel ausgebildeten Ringschulter zusammenwirkt. Dies verhindert ein Herausfallen des Bohrmeißels aus der Anordnung während des Betriebs.
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Im Betrieb ist der Bohrmeißelschaft aufgrund der Schlagwirkung des Hammers Kräften und einem durch das Futter aufgebrachtem Drehmoment ausgesetzt. Hierdurch werden erhebliche Biegemomente auf den oberen Teil des Bohrmeißelschafts aufgebracht, wodurch die Gefahr des Brechens des Schafts durch Rissbildung erhöht wird. Die Herstellung von Bohrmeißeln und das Zurückholen von in einem Bohrloch verlorenen Bohrmeißeln sind sehr teuer. Dass dies ein erhebliches Problem bei Bohrmeißeln herkömmlicher Imloch-Bohrhämmer ist, zeigt sich anhand der Tatsache, dass eine Vielzahl von Patenten existiert, die auf das Zurückhalten eines abgebrochenen Bohrmeißels in der Bohrmeißelanordnung gerichtet sind, um das Fallen desselben in das Bohrloch zu verhindern. Beispiele für diese Patente sind
US 5,065,827 ,
US 4,003,442 ,
WO 96/15349 ,
WO 98/05476 ,
WO 03/062585 ,
WO 03/062586 . Die in diesen Patenten offenbarten Erfindungen betreffen die Lösung von Problemen, die sich nach dem Brechen des Bohrmeißelschafts ergeben, und nicht an erster Stelle das Verhindern des Brechens.
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Ein weiterer Nachteil im Zusammenhang mit herkömmlichen Schlagbohrwerkzeugen, wie Imloch-Bohrhämmer, liegt darin, dass der Bohrmeißel einen langen Schaftbereich aufweist, der teuer in der Herstellung ist. Der lange Schaftbereich ist erforderlich, um einen mit Keilprofilen versehenen Schaftbereich, dessen Länge ausreicht, um die Übertragung von Drehmomenten in ausreichendem Maß zu unterstützen, und einen Bereich über den Keilprofilen vorzusehen, welcher den Bohrmeißel hält. Bei herkömmlichen Bohrhämmern kann, wenn der Bohrmeißelkopf oder die Schneidfläche abgenutzt ist, der Schaft oftmals in gutem Zustand sein, jedoch muss er weggeworfen werden, da er einstückig mit der Schneidfläche ausgebildet ist. Ein vorzeitiger Verschleiß des Kopfs/der Schneidfläche kann auftreten, wenn das Bohren in stark abrasivem Fels oder einem Material erfolgt, das die Wolframkarbideinsätze in dem Schneidkopf abnutzt. Bei zahlreichen herkömmlichen Bohrhämmern ist es erforderlich, in dem Bohrmeißel Fußventile vorzusehen. Das Fußventil ist als integraler Bestandteil der Funktion des Bohrhammers erforderlich, d. h. wenn sich der Kolben in der Schlagposition befindet, ist die Bodenhubkammer durch die Bohrung des Kolbens und die Außenseite des Fußventils abgedichtet. Wäre dies nicht der Fall, würde der Kolben nicht heben. Das Fußventil neigt gelegentlich zu Brüchen, was zu Stillstandzeiten führt.
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Es ist daher erwünscht, eine Bohrmeißelanordnung für Schlagbohrwerkzeuge zu schaffen, bei welcher die Länge des Bohrmeißelschafts im Vergleich zu herkömmlichen Schlagbohrwerkzeugen erheblich reduziert ist. Wenn jedoch der Bohrmeißelschaft auf diese Weise verkürzt wird, wird das Halten des Bohrmeißels in dem Futter schwieriger. Zum Halten von langen Bohrmeißelschäften in Schlagbohrwerkzeugen verwendete herkömmliche Anordnungen, wie welchen ein Bohrmeißelhaltering oberhalb des Futters sitzt und mit einer ringförmigen Schulter an dem Bohrmeißel zusammenwirkt, sind zur Verwendung mit kurzen Stummelschäften ungeeignet. Dies liegt daran, dass die maximale Länge des Antriebsfutters durch die Länge des Stummelschafts begrenzt ist. Da das Futter einen oberen Gewindebereich zum Zusammengreifen mit der äußeren Verschleißbuchse und einen unteren Verlängerungsbereich zum Schutz des unteren Endes der äußeren Verschleißbuchse vor übermäßigem Verschleiß aufweisen muss, die jeweils ausreichend lang sein müssen, um den jeweiligen beabsichtigten Zweck zu erfüllen, ist es erwünscht, dass die Gesamtlänge des Futters innerhalb der durch die Schaftlänge gegebenen Grenzen maximiert ist. Es ist daher erwünscht eine Anordnung zu vermeiden, bei welcher ein Bohrmeißelhaltering oberhalb des Futters sitzen muss, wodurch die maximale Länge desselben weiter begrenzt ist.
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Das erteilte Patent Nr. 1 910 640 der Anmelderin beschreibt eine Bohrmeißelanordnung für ein fluidbetriebenes Schlagbohrwerkzeug, welche eine Anzahl der zuvor erörterten Probleme überwindet. Die Anordnung umfasst einen Schlagbohrmeißel mit einem Kopfbereich, der mit einem sich axial erstreckenden Stummelschaft ausgebildet ist. Der Stummelschaft ist mit sich axial erstreckenden Keilprofilen versehen, die gleitend in Eingriff mit komplementären Keilprofilen bringbar sind, welche an einem Antriebsfutter ausgebildet sind. Der Drehantrieb des Futters kann an den Stummelschaft mittels der Keilprofile übertragen werden. Bohrmeißelrückhalteeinrichtungen an dem Futter sind geeignet, mit komplementären Rückhalteeinrichtungen in einem Keilprofilbereich des Stummelschafts zusammenzugreifen, um den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zurückzuhalten. Eingreifeinrichtungen an dem Futter sind geeignet, das Futter mit einer Antriebseinrichtung des fluidbetriebenen Schlagbohrwerkzeugs zu verbinden.
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Diese Anordnung weist eine Anzahl von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Systemen auf. Da die Einrichtung zum Zurückhalten des Bohrmeißels in dem Futter in den Keilprofilbereich des Stummelschafts verlegt wurde, ermöglicht diese Anordnung einen verkürzten Schaft und eine maximale Futterlänge. Darüber hinaus ist eine Keilprofilstütze für die Übertragung von Drehmomenten sowohl oberhalb als auch unterhalb der Bohrmeißelrückhalteeinrichtung vorgesehen. Wo die komplementäre Rückhalteeinrichtung mehrere Ausnehmungen aufweist, die jeweils vollständig in einem der Keilprofile des Stummelschafts ausgebildet sind, ist die Keilprofilstütze für die Übertragung von Drehmomenten über die gesamte Länge des Keilprofils vorgesehen.
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Wenngleich sie für kleine Anordnungen geeignet ist, weist diese Anordnung jedoch einige Nachteile auf. Insbesondere erfordert diese Anordnung, dass eine oder mehrere Öffnungen oder Schlitze in dem Antriebsfutter vorgesehen sind. Dies kann das Futter schwächen und bei bestimmten Anwendungen zum Bruch führen.
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Es ist daher erwünscht, eine alternative Einrichtung zum Zurückhalten des Stummelschafts in dem Antriebsfutter zu schaffen, welche keine in dem Futter auszubildenden Schlitze oder Öffnungen erfordert, jedoch auch keine Verringerung der Gesamtlänge des Futters erfordert.
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Das
US-Patent Nr. 6,543,557 betrifft eine Imloch-Bohrhammeranordnung mit einem langen Bohrmeißelschaft und einem Bohrmeißelrückhaltering zum Zurückalten des Bohrmeißels in der Anordnung, wenn der Bohrmeißel herausfällt.
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Überblick über die Erfindung
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bohrmeißelanordnung für fluidbetriebene Schlagbohrwerkzeuge vorgesehen, welche aufweist:
einen Schlagbohrmeißel mit einem Kopfbereich, der mit einem sich axial erstreckenden Stummelschaft ausgebildet ist; sich axial erstreckende Keilprofile an dem Stummelschaft, die gleitend in Eingriff mit komplementären, an einem Antriebsfutter ausgebildeten Keilprofilen bringbar sind, wodurch der Drehantrieb von dem Futter auf den Stummelschaft übertragbar ist; eine Bohrmeißelrückhalteeinrichtung, die zum Zusammengreifen mit einer komplementären, an dem Stummelschaft ausgebildeten Rückhalteeinrichtung geeignet ist, um den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zurückzuhalten; und Eingreifeinrichtungen an dem Futter, welche geeignet sind, das Futter mit einer Antriebseinrichtung des fluidbetriebenen Schlagbohrwerkzeugs zu verbinden;
wobei die Bohrmeißelrückhalteeinrichtung einen Bohrmeißelrückhaltering aufweist, und die komplementäre Rückhalteeinrichtung eine Rückhalteschulter an dem Stummelschaft aufweist, wobei der Bohrmeißelrückhaltering derart angeordnet ist, dass er an der Rückhalteschulter angreift, um den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zurückzuhalten;
dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich des Bohrmeißelrückhalterings, der geeignet ist, an der Rückhalteschulter anzugreifen, um den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zurückzuhalten, in dem Futter angeordnet ist.
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Die oben beschriebene Anordnung weist zahlreiche Vorteile auf. Zunächst sind in dem Futter keine Öffnungen oder Schlitze erforderlich, um den Bohrmeißel in der Anordnung zu halten, und die Nachteile, mit dem Vorsehen dieser Öffnungen einhergehen, werden somit vermieden. Da ferner ein Bereich des Bohrmeißelrückhalterings, der zum Angreifen an der Rückhalteschulter geeignet ist, um so den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zurückzuhalten, kann die Gesamtlänge des Futters innerhalb der durch den Stummelschaft gesetzten Grenzen maximiert werden. Dies ermöglicht das Maximieren der Längen der Eingriffs- und Verlängerungsbereiche des Futters und das Gewichten des Verhältnisses zwischen den Längen dieser Bereiche entsprechend den Erfordernissen. Die Länge des Bohrmeißelrückhalterings, und somit der Punkt für das Zurückhalten des Stummelschafts, kann derart gewählt werden, dass das erforderliche Verhältnis zwischen den Längen dieser Bereiche gegeben ist.
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Vorzugsweise ist das Antriebsfutter mit einem Schraubgewinde ausgebildet, das geeignet ist, mit einem komplementären Schraubgewinde am unteren Ende einer Verschleißbuchse des Bohrwerkzeugs zusammenzugreifen. In geeigneter Weise sind die sich axial erstreckenden Keilprofile an einer äußeren zylindrischen Wand des Stummelschafts ausgebildet und greifen mit komplementären Keilprofilen zusammen, die im Inneren des Antriebsfutters ausgebildet sind.
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Vorzugsweise ist der Bohrmeißelrückhaltering im Wesentlichen ringförmig oder zylindrisch ausgebildet.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein unterer Bereich des Bohrmeißelrückhalterings innerhalb des Futters angeordnet. In geeigneter Weise ist der in dem Futter angeordnete untere Bereich des Bohrmeißelrückhalterings mit einem Anschlag versehen, der mit der Rückhalteschulter an dem Stummelschaft zusammengreift, um den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zurückzuhalten. Idealerweise handelt es sich bei dem Anschlag um einen nach innen gerichteten Anschlag. Wie zuvor erwähnt, kann die Länge des Bohrmeißelrückhalterings derart gewählt werden, dass der Rückhaltepunkt des Bohrmeißels in einer geeigneten Entfernung von dem unteren Ende des Futters liegt.
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In geeigneter Weise ist die Rückhalteschulter in dem Futter angeordnet, wenn sich der Bohrmeißel in der ausgefahrenen Position befindet. Die Rückhalteschulter kann an einem oberen Ende des Stummelschafts vorgesehen sein, so dass das obere Ende des Stummelschafts in dem Futter angeordnet ist, wenn sich der Bohrmeißel in der ausgefahrenen Position befindet.
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Nach einem Ausführungsbeispiel weist der Bohrmeißelrückhaltering mehrere nach innen gerichtete Anschläge um seinen Umfang herum auf, und der Bohrmeißel ist mit einer entsprechenden Anzahl von Rückhalteschultern versehen, wobei jeder Anschlag mit einer entsprechenden Rückhalteschulter an dem Stummelschaft zusammenwirkt, um den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zu halten. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Rückhaltering mit einer Einrichtung zum Zusammengreifen mit einer entsprechenden Positionierungseinrichtung aufweisen, die an dem Futter vorgesehen ist, um eine Drehbewegung des Rückhalterings in Bezug auf das Futter zu verhindern. Die Einrichtungen können beispielsweise eine am oberen Ende des Rückhalterings vorgesehene Nut umfassen, die zum Zusammengreifen mit einem entsprechenden Positionierungsansatz dient, welcher im Inneren des Futters vorgesehen ist, um eine Drehbewegung des Rückhalterings in Bezug auf das Futter zu verhindern.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Bohrmeißelrückhaltering ferner eine Schulter zum Zusammengreifen mit einem oberen Ende des Futters aufweisen. Idealerweise handelt es sich bei der Schulter um eine nach außen gerichtete Schulter. Bei einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Schulter um einen nach außen gerichteten Anschlag, der an einem oberen Ende des Rückhalterings vorgesehen und oberhalb des Futters angeordnet ist, um den Rückhaltering in der Anordnung an Ort und Stelle zu halten.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Schulter um eine nach außen gerichtete Schrägung, die zum Zusammengreifen mit einer (abgeschrägten) Gegenbohrung in dem Futter ausgebildet ist, um den Bohrmeißelrückhaltering in der Anordnung an Ort und Stelle zu halten. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirken die Gegenbohrung in dem Futter und die Schrägung des Bohrmeißelrückhalterings zusammen, um das Einführen des Rings in das Futter zu erleichtern, da die konische Gegenb0ohrung einen Keil- oder Verpressungseffekt auf den Ring ausübt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind sowohl der nach außen gerichtete Anschlag, als auch die nach außen gerichtete Schrägung vorgesehen, um den Ring in der Anordnung zu befestigen.
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In geeigneter Weise kann der Bohrmeißelrückhaltering zur Vereinfachung der Montage als eine Vielzahl von Segmenten ausgebildet sein.
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Nach einem anderen Aspekt schafft die Erfindung einen Imloch-Bohrhammer mit einer externen zylindrischen äußeren Verschleißbuchse, wobei ein Gleitkolben, der hin und her bewegbar in der äußeren Verschleißbuchse angebracht ist, vorgesehen ist, um auf einen Schlagbohrmeißel einer Bohrmeißelanordnung zu schlagen, welcher sich am vorderen Ende der äußeren Verschleißbuchse befindet, wobei die Bohrmeißelanordnung der obigen Beschreibung entspricht.
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Der Bohrhammer kann ein herkömmlicher Imloch-Bohrhammer oder ein Imloch-Bohrhammer mit Rückspülung sein.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Zwei Ausführungsbeispiele eines Imloch-Bohrhammers mit einem erfindungsgemäßen Bohrmeißelkopplungssystem werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer Bohrmeißelanordnung eines Imloch-Bohrhammers nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt in einer vormontierten Position;
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2 eine Schnittdarstellung der Bohrmeißelanordnung von 1 entlang der Linie AA;
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3 eine Schnittdarstellung der Bohrmeißelanordnung von 1 entlang der Linie BB;
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4 eine Seitenansicht der montierten Bohrmeißelanordnung von 1;
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5 eine Schnittansicht des montierten Imloch-Bohrhammers von 4, wobei der Bohrmeißel in der Schlagposition dargestellt ist;
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6 eine Schnittansicht der montierten Bohrmeißelanordnung von 4, welche den Bohrmeißel in der vom Boden beabstandeten (ausgefahrenen) Position zeigt;
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7 eine Schnittdarstellung der montierten Bohrmeißelanordnung von 4, entlang der Linie CC;
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8 eine isometrische Explosionsdarstellung der Bohrmeißelanordnung nach den 1 bis 7;
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9 eine Seitenansicht einer Bohrmeißelanordnung eines Imloch-Bohrhammers nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt in der vormontierten Position;
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10 – eine Schnittdarstellung der Bohrmeißelanordnung von 9 entlang der Linie DD;
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11 eine Schnittdarstellung der Bohrmeißelanordnung von 9 entlang der Linie EE;
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12 eine Seitenansicht der montierten Bohrmeißelanordnung von 9;
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13 eine Schnittansicht des montierten Imloch-Bohrhammers von 12, wobei der Bohrmeißel in der Schlagposition dargestellt ist;
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14 eine Schnittansicht der montierten Bohrmeißelanordnung von 12, welche den Bohrmeißel in der vom Boden beabstandeten (ausgefahrenen) Position zeigt;
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15 eine Schnittdarstellung der montierten Bohrmeißelanordnung von 12, entlang der Linie FF;
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16 eine Seitenansicht einer Bohrmeißelanordnung eines Imloch-Bohrhammers nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, dargestellt in der vormontierten Position;
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17 eine Schnittdarstellung der Bohrmeißelanordnung von 16 entlang der Linie GG;
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18 eine Schnittdarstellung der Bohrmeißelanordnung von 16 entlang der Linie HH;
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19 eine Schnittansicht des montierten Imloch-Bohrhammers von 16, wobei der Bohrmeißel in der Schlagposition dargestellt ist;
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20 eine Schnittansicht der montierten Bohrmeißelanordnung von 16, welche den Bohrmeißel in der vom Boden beabstandeten (ausgefahrenen) Position zeigt;
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21 eine Schnittdarstellung der montierten Bohrmeißelanordnung von 20, entlang der Linie JJ;
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22 eine Schnittdarstellung der montierten Bohrmeißelanordnung von 20, entlang der Linie KK; und
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23 eine isometrische Explosionsdarstellung der Bohrmeißelanordnung nach den 16 bis 22.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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Ein Imloch-Bohrhammer gemäß der Erfindung weist eine externe äußere Verschleißbuchse auf. Ein innerer Zylinder ist koaxial in der äußeren Verschleißbuchse angebracht. Ein Gleitkolben ist hin und her bewegbar in dem inneren Zylinder und der äußeren Verschleißhülse angebracht, um auf einen am vorderen Ende der äußeren Verschleißbuchse angeordneten Schlagbohrmeißel 1 zu schlagen, um so eine Schlagkraft auf den Bohrmeißel aufzubringen. Drehkräfte werden von der drehenden äußeren Verschleißbuchse über ein Futter 4 übertragen. Die Verschleißbuchse ist mit einem Bohrstrang verschraubt, welcher mit einem an einem an der Oberfläche befindlichen Bohrgestell vorgesehenen Drehmotor verbunden ist. Zwei Ausführungsbeispiele eines Imloch-Bohrers mit einem Bohrmeißelkupplungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie insbesondere in den 1 bis 8 dargestellt, weist der Kopfbereich 3 der Bohrmeißelanordnung den Schlagbohrmeißel 1 auf, welcher in bekannter Weise mit Wolframkarbideinsätzen 31 versehen ist. Der Bohrmeißelkopfbereich 3 ist mit einem axial verlaufenden Stummelschaft 32 ausgebildet. Der Stummelschaft 32 ist mit einem unteren Keilprofilbereich 33, welcher mehrere axial verlaufende Keilprofile 36 aufweist, einem oberen ringförmigen Rückhalteschulterbereich 37 und einem Zwischenbereich 50 versehen. Der Zwischenbereich 50 ist nicht mit Keilprofilen versehen. Auf den Bohrmeißelkopfbereich 3 wird durch das Futter 4 ein Drehmoment aufgebracht. Das hohlzylindrische Futter 4 ist innenseitig maschinell bearbeitet, um mehrere axial verlaufende innere Keilprofile 35 an dessen Innenwand auszubilden, welche mit den Keilprofilen 36 des Schafts 32 zusammengreifen, um einen Drehantrieb von dem Futter 4 auf den Bohrmeißel zu übertragen. Ein oberer Teil des Futters 4 ist mit einem Außengewinde versehen. Das Futter 4 ist ebenfalls mit einer äußeren Ringschulter 38 versehen, welche als Anschlag dient, wenn das Futter 4 in die Verschleißhülse eingeschraubt wird.
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Die Anordnung weist ferner einen Bohrmeißelrückhaltering 41 auf. Wie in den 2, 3, 6, 7 und 8 dargestellt, besteht der Ring 41 zur Vereinfachung der Montage aus zwei halbringförmigen Teilen 41a, 41b. Wie in den 5 und 6 dargestellt, ist im zusammengesetzten Zustand des Imloch-Bohrhammers ein unterer Bereich 42 des Rings 41 innerhalb des Futters angeordnet. Das untere Ende des Rings 41 ist mit einem nach innen gerichteten Anschlag oder einer solchen Schulter 43 versehen. Der Bohrmeißelrückhaltering 41 ist darüber hinaus mit einem nach außen gerichteten Anschlag oder einer solchen Schulter 44 an einem oberen Ende desselben versehen. Bei der zusammengesetzten Bohrmeißelanordnung greift der nach innen gerichtete Anschlag 43 mit der Rückhalteschulter 37 des Stummelschafts 32 zusammen, um den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zu halten. Das Futter 4 ist derart in das untere Ende der Verschleißbuchse geschraubt, dass die Schulter 44 des Rückhalterings 41 zwischen dem oberen Ende 45 des Futters 4 und entweder einer inneren Schulter der Verschleißbuchse oder einer durch zusammengesetzte Bauteile in der Verschleißbuchse gebildeten Schulter in Position gehalten wird. Darüber hinaus ermöglicht der Gewindeeingriff zwischen Futter 4 und Verschleißbuchse das Übertragen von Drehmomenten von der Verschleißbuchse über das Futter 4 an den Bohrmeißel 1.
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Ein hin und her gehender Kolben ist für eine Hin- und Herbewegung in dem inneren Zylinder und der äußeren Verschleißbuchse angebracht, um auf die Oberseite der Schulter 37 zu schlagen und auf den Bohrmeißel eine Schlagkraft aufzubringen. Die Keilprofile 35 des Futters 4 greifen gleitend mit den komplementären Keilprofilen 36 des Schafts 32 zusammen, so dass der Kopfbereich 3 während des Schlagens in Bezug auf das Futter axial bewegt wird. Wie am deutlichsten in 6 dargestellt, greift in der ausgefahrenen Position des Bohrmeißels 1 der nach außen gerichtete Anschlag 43 am unteren Ende des Bohrmeißelrückhalterings 41, das innerhalb des Futters 4 angeordnet ist, an der Rückhalteschulter 37 an, um den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zu halten.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 9 bis 15 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Länge des unteren Verlängerungsbereichs des Futters, welcher die äußere Verschleißbuchse vor übermäßigem Verschleiß schützt, im Vergleich mit dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel vergrößert. Um einen oberen Schraubgewindebereich des Futters mit einer ausreichenden Länge vorzusehen, muss die Gesamtlänge des Futters 4 entsprechend vergrößert werden. Die Länge des Bohrmeißelschafts bleibt jedoch gleich. Daher muss die Länge des Bohrmeißelrückhalterings vergrößert werden, so dass der Rückhaltepunkt des Bohrmeißels in einem geeigneten Abstand vom unteren Ende des Schafts vorgesehen werden kann.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das hohle Futter 4 mit einer inneren Gegenbohrung versehen, so dass die Innenbohrung des Futters am oberen Ende derselben einen vergrößerten Durchmesser aufweist. Der Durchmesser der Innenbohrung des Futters ist konisch ausgebildet, um eine innere Keil(nut)fläche 46 an dem oberen Ende des Futters 4 zu bilden. Der Rückhaltering 41 weist an einem oberen Ende desselben einen vergrößerten Durchmesser auf und eine sich verjüngende Schulter 47, welche in ihrer Form der Keil(nut)fläche 46 entspricht, ist in einem Mittelbereich desselben vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Ring 41 vier Teilringsegmente auf, wie am deutlichsten in den 9 und 10 gezeigt. Die konische Fläche 46 des Futters 4 und die Schulter 47 an dem Bohrmeißelrückhaltering wirken zusammen, um das Einführen des Rings in das Futter zu erleichtern, da die konische – Fläche 46 einen Keil- oder Verpressungseffekt auf den Ring 41 ausübt.
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Wenn das Futter 4 in die Verschleißbuchse eingeschraubt ist, wird die Schulter 44 des Rückhalterings zwischen dem oberen Ende 45 des Futters 4 und einer inneren Schulter, die in der Verschleißbuchse ausgebildet ist, in Position gehalten und die Schulter 47 greift mit der Fläche 46 zusammen, um den Rückhaltering in der Anordnung zu halten.
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Bei einem zu dem in den 9 bis 15 gezeigten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispiel kann der Anschlag 44 an dem Rückhaltering 41 entfallen, so dass der Rückhaltering 41 in dem Futter nur durch den Eingriff zwischen der Verjüngung 47 an dem Rückhaltering 41 und der sich verjüngenden Fläche 46 des Futters 4 gehalten ist.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 16 bis 23 dargestellt. Wie zuvor weist der Kopfbereich 3 der Bohrmeißelanordnung den Schlagbohrmeißel 1 auf, welcher in bekannter Weise mit Wolframkarbideinsätzen 31 versehen ist. Der Bohrmeißelkopfbereich 3 ist mit einem axial verlaufenden Stummelschaft 32 ausgebildet. Der Stummelschaft 32 ist mit einem unteren Keilprofilbereich 33, welcher mehrere axial verlaufende Keilprofile 36 aufweist, einem oberen ringförmigen Rückhalteschulterbereich 37 und einem Zwischenbereich 50 versehen. Der Zwischenbereich 50 ist nicht mit Keilprofilen versehen. Der obere ringförmige Rückhalteschulterbereich weist mehrere nach außen gerichtete Vorsprünge 37 auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind fünf Vorsprünge 37 vorgesehen, die gleichmäßig um den Umfang des Bohrmeißels herum angeordnet sind. Zwischen den Vorsprüngen 37 sind Nuten 52 ausgebildet. Drehmomente werden auf den Bohrmeißelkopfbereich 3 über das Futter 4 aufgebacht. Das hohlzylindrische Futter 4 ist auf der Innenseite maschinell bearbeitet, um mehrere axial verlaufende innere Keilprofile 35 auf dessen Innenwand auszubilden, welche mit den Keilprofilen 36 des Schafts 32 zusammengreifen, um die Drehantriebskraft von dem Futter 4 an den Bohrmeißel zu übertragen. Der obere Teil des Futters 4 ist mit einem Außengewinde versehen. Das Futter 4 ist ebenfalls mit einer äußeren ringförmigen Schulter 38 versehen, die als Anschlag dient, wenn das Futter 4 in die Verschleißbuchse eingeschraubt wird.
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Die Anordnung weist ferner einen Bohrmeißelrückhaltering 41 auf. Wie in den 19 und 20 dargestellt, ist im zusammengesetzten Zustand des Imloch-Bohrhammers der untere Bereich 42 des Rings 41 in dem Futter angeordnet. Das untere Ende des Rings 41 ist mit mehreren nach innen gerichteten Vorsprüngen oder Anschlägen 43, die um den Innenumfang desselben vorgesehen sind, ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind fünf einzelne Vorsprünge vorgesehen, die gleichmäßig beabstandet entlang dem Umfang des Rings 41 angeordnet sind. Nuten 53 sind zwischen den Vorsprüngen 43 vorgesehen. Der Bohrmeißelrückhaltering 41 ist zusätzlich mit einem nach außen gerichteten Anschlag oder einer solchen Schulter 44 an einem oberen Ende desselben versehen.
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Die Anordnung wird zusammengesetzt, indem die Nuten 52 an dem Bohrmeißel mit den Vorsprüngen 53 an dem Rückhaltering (und die Nuten 53 an dem Rückhaltering mit den Vorsprüngen 37 des Bohrmeißels) ausgerichtet werden, so dass die Teile in Position geschoben werden können. Sobald die Vorsprünge 43 des Rings an dem Schulterbereich 37 des Bohrmeißels geschoben wurden, werden der Bohrmeißel und der Ring relativ zueinander gedreht, so dass die Vorsprünge 43 mit den Rückhaltevorsprüngen 37 des Stummelschafts 32 zusammengreifen, um den Stummelschaft in der Bohrmeißelanordnung zurückzuhalten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden der Ring 41 und der Bohrmeißel 1 vorzugsweise um ungefähr 36° relativ zueinander gedreht. Der Rückhaltering und der Bohrmeißel werden sodann in Eingriff mit dem Futter 4 geschoben. Der Ring 41 ist an einer Drehung in Bezug auf das Futter 4 durch am oberen Ende des Rings vorgesehene Nuten 51 gehindert, die mit Positionierungsvorsprüngen 54 zusammengreifen, die in der Bohrung des Futters ausgebildet sind. Die Futter 4 wird in das untere Ende der Verschleißhülse eingeschraubt, so dass die Schulter 44 des Rückhalterings 41 zwischen dem oberen Ende 45 des Futters 4 und entweder einer inneren Schulter in der Verschleißhülse oder einer durch zusammengesetzte Teile in der Verschleißbuchse gebildeten Schulter in Position gehalten ist. Darüber hinaus ermöglicht die Schraubverbindung des Futters 4 mit der Verschleißbuchse das Übertragen eines Drehmoments von der Verschleißbuchse über das Futter 4 an den Bohrmeißel 1.
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Die Wörter ”aufweist/aufweisend” und die Wörter ”habend/umfassend” dienen, sofern sie vorliegend in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, der Spezifizierung angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte oder Bauteile, stehen jedoch nicht dem Vorhandensein oder dem Hinzufügen eines oder mehrerer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte oder Bauteile oder Gruppen derselben entgegen.
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Es ist ersichtlich, dass einige Merkmale der Erfindung, die aus Gründen der Klarheit in Zusammenhang mit separaten Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, auch in Kombination in einem einzigen Ausführungsbeispiel vorhanden sein können. Umgekehrt können verschiedene Merkmale der Erfindung, die der Kürze wegen in Zusammenhang eines einzigen Ausführungsbeispiels beschrieben wurden, auch separat oder in jeder geeigneten Unterkombination vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2004/031530 [0004]
- US 5065827 [0005]
- US 4003442 [0005]
- WO 96/15349 [0005]
- WO 98/05476 [0005]
- WO 03/062585 [0005]
- WO 03/062586 [0005]
- US 6543557 [0012]
