DE2420442A1

DE2420442A1 - Bohrkrone

Info

Publication number: DE2420442A1
Application number: DE2420442A
Authority: DE
Inventors: David C Johnstone; John F Kita
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kenroc Tools Corp Toronto Ca
Priority date: 1973-05-24
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1974-12-12
Also published as: ZA742560B; DE2420442B2; GB1465560A; US4069880A; CA994323A; DE2420442C3; FR2230850B1; AU6834874A; FR2230850A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrkrone mit Hartmetalleinsätzen auf ihrer Stirnfläche und mit einem im wesentlichen mittigen, axialen, auf der Stirnfläche ausmündenden Spülkanal.

Beim Bohren wird die Bohrlochsohle ständig durch die Stirnfläche der Bohrkrone angegriffen und zertrümmert, wobei das Bohrklein laufend von der Bohrlochsohle durch ein Spülmedium abgeführt wird. Besonders schwierig ist die Abführung des Bohrkleins bei nach unten gerichteten Bohrungen.

Die Bohrkronen haben im allgemeinen einen Grundkörper aus Stahl, in dessen Stirnüäche Hartnietalleinsätze eingesetzt sind, während das andere Ende mit einer Bohrstange bzw. Bohrstrang verbindbar ist. Durch die auf die Bohrkrone ausgeübten Schläge und Stöße wird die Bohrlochsohle fortschreitend abgetragen, wo-

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bei die Bohrkrone gleichzeitig gedreht"

; Die Bohrkronen sind, gewöhnlich mit einer sick axial dureti sie \

j hindurch erstreckenden Spülmittelbohrang verseilen, dureb/weiche !

. Spülmittel zur Bohrlochsohle 'geführt wlrd_f ctareti welches das \ ι Bohrklein-,abgeführt wird_s gleichzeitig wirtl die. Bobr-krone durcli ; das Spülmittel gekühlt.

; Bisher war die Stirnfläche im wesentlichen" glatt bzi?» j brechen im Bereich der Minduiig der zentrales Spülbohrung. Diese

' Anordnung Ist in vielen Fällen ausreichend für das Freiblasen bzw. Spülen des Bohrkleins radial naeli außen und rückwärts längs der Peripherie der Bohrkrone. In anderen Fällen ist je-

\ doch die Spülwirlcung des Spülmittels bzw. der Spülluft unzu-

i
reichend.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine ! Bohrkrone der eingangs genannten Art mit verbesserter Spülwirkung zu schaffen, insbesondere für abwärts gerichtete Bohrungen und insbesondere bei Luftspülung. Die Lösung dieser ^! Aufgabe besteht gemäß der Erfindung im wesentlichen darin, ι daß die Mindung des zentralen Spülkanals durch sich quer bzw. radial über die Stirnfläche erstreckende Kanäle mit dem Außenumfang, und zwar insbesondere mit am Außenumfang vorgesehenen axialen Nuten, Rillen oder Kanälen verbunden ist.

Dabei kommt es weiter darauf an, daß die Stirnfläche durch die

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radialen Kanäle möglichst wenig unterbrochen bzw. beeinträchtigt ist, so daß ihre Stärke und Verschleißfestigkeit erhalten bleibt. Zu diesem Zweck sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die genannten radialen Kanäle im wesentlichen bogenförmig bzw. haiblcreisförmig ausgebildet, wobei nach außen geneigte obere Seitenwände ausgebildet sein können.

Vorzugsweise liegt-die'Mindung der zentralen Spülbohrung exzentrisch, so daß im Zentrum Hartmetalleinsätze vorgesehen sein] können, um die Bohrlochsohle gleichmäßig auch im Zentrum abzutragen.

Vorzugsweise ist die Stirnfläche 12 am Umfang kegelig ahge- j

schrägt (14), und in der Abschrägung (14) sind sich schräg ]

nach außen erstreckende Kalibereinsätze vorgesehen. Diese j Kalibereinsätze bestimmen den Bohrlochdurchmesser und halten !

diesen"konstant. j

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Nachfolgend wird ein Auführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, wobei sich weitere wichtige Merkmale ergeben, die am besten im Zusammenhang mit der Zeichnung zu beschreiben sind.

^Aig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgeraäße

Bohrkrone, und av/ar nach dor Linie I-I in Ι^?ί£. 2. i^pig. 2 ist eine axiale Draufsicht auf die Stirnfläche der Bohrkrone;

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_ Δ. —

Fig. 3 zeigt ausscimittsweise einen Schnitt nach Linie III-1II i

in ^±?ig. 2. I

i Der Grundkörper 10 der Bohrkrone ist an seinem einen (nicht gezeigten) Ende zur Verbindung mit einer Bohrstange bzw. einem ^: Bohrstrang ausgebildet, die bzw. der seinerseits mit der Bohrmaschine bzw. Bohrhammer verbunden ist. An dem anderen ( in Figur linken) Ende weist die Bohrkrone eine im wesentliche ebene bzw. flache Arbeitsfläche bzw. Stirnfläche 12 auf, die ι umlaufende Kante ist abgeschrägt 14. Zur Stirnfläche 12 hin ; nimmt der Durchmesser der Bohrkrone zu bzw. die Bohrkrone erweitert sich konisch. ;

Über die im wesentlichen zylindrische IMfangsfläche der Bohrkrone sind axiale üillen bzw. Kanäle verteilt angeordnet; und zwar sind ziemlich weite, flachere Kanäle 16 und etxras engere, tiefere, und sich damit axial über eine längere Strecke erstreckende Kanäle 18 voi^gesehen sind. Diese Spülkanäle 16, 18 dienen zum Abtransport von an der Bohrlochsohle gelösten Bohrklein^

Im Zentrum der Bohrkrone ist ein Spülkanal 18' vorgesehen, dessen letzter, unterer Bereich 20 gegen die Achse geneigt ist und mit einer öffnung 22 auf der Stirnfläche 12 ausmündet (Fig. 2). Quer über die Stirnfläche 12 erstrecken sich Verbindungskanäle 24, 26, welche die Mündung 22 rät den axialen äußeren Kanälen 16 bzw. 18 verbinden. Bei der exzentrischen

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Lage der Mündung 22 ergeben sich längere Verbindungskanäle 24 und ein kürzerer Verbindungskanal 26. Die längeren Verbindungskanäle 24 führen zu je einem der weiteren, flacheren axialen ; Kanäle am Umfang der Bohrkrone, während der kürzere Kanal 26 zu einem tieferen, längeren Kanal 18 am Umfang führt.

In den Flächen zwischen den Kanälen 24, 26 sind Hartmetalleinsätze 28 auf der Stirnfläche vorgesehen. Die Hartmetalleinsätze 28 stehen axial vor, vorzugsweise bestehen sie aus Wolfram-J carbid. Sie sind eingelötet, zementiert oder mit Preßsitz eingebracht in entsprechende Aufnahmelöcher. Diese Hartmetalleinsätze bewirken die eigentliche Zerkleinerungsarbeit.

Längs des abgeschrägten Umfangs 14, jeweils zwischen zwei der axialen Kanäle 18, 16, sind weitere Einsätze 30 in entsprechende Bohrungen eingesetzt, die sich schräg nach außen erstrecken und den Durchmesser bzw. das Kaliber des Bohrlochs bestimmen.

Fig. 3 stellt einen typischen Querschnitt durch einen der Kanäle 24, 26 auf der Stirnfläche 12 dar. Die Nuten 24, 26 ! sind im wesentlichen halbkreisförmig mit nach außen geneigten ; Seitenwänden. Diese formgebung ist insofern günstig, als einer-.

j seits die Stirnfläche 12 relativ wenig unterbrochen und damit ·

ι geschwächt wird, andererseits ein relativ großer Querschnitt ; für den Abfluß von Bohrklein gegeben ist und des weiteren. ;

^; diese Querschnittsform nur einem relativ geringen Verschleiß durch das Bohrklein unterliegt.

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Gemäß der Erfindung ist die Arbeitsflacke 12 im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse vorgesehen mud im wesentlichen nur

j durch die Mindung 22 des zentralen Spülkanals sowie die sich i im wesentlichen radial erstreckenden Eanäle 24, 26 unterbrochen» Bei dieser Ausbildung ist die Stirnfläche nur geringen Scherkräften ausgesetzt, die Stirnfläche ist nur wenig unterbrochen i bzw. durchbrochen (praktisch nur durch die Spülkanalmündung 22) j,

wodurch eine größere Stärke bzw. Festigkeit erreicht ist. Da- i bei wird eine bessere, schnellere Abführung des Bohrkleins von ^; der Bohrlochsohle erreicht, so daß gelöstes Material nicht noch! weiter zerkleinert wird.

Es ist zu bemerken, daß sich das untere Ende des Zuführungskanals 18 in einem Winkel nach außen neigt, wobei nur eine einzige Spülkanalmündung 22 vorgesehen ist. Die exzentrische .Anordnung der Spülkanalmündung 22 gestattet die Anordnung von Kartaetalleinsätzen im Zentrum der Boiirkroiie, so daß die mittleren Teile der Bohrlochsohle gleichmäßig mit dem äußeren Toil abgetragen werden. Die Bohrlochsohle wird, also gleichmäßig über ihren ganzen Querschnitt abgetragen und dank der verbesserten. Spülung erreicht man einen größeren Bohrfortschritt.

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Claims

Patentansprüche

1. Bohrkrone mit Hartmetalleinsätzen auf ihrer Stirnfläche und mit einem im wesentlichen mittigen, axialen, auf der Stirnfläche ausmündenden Spülkanal ,
dadurch gekennzeichnet,

daß über den im wesentlichen zylindrischen Umfang der Bohrkrone verteilt sich axial erstreckende Nuten oder itillen (16, 18) vorgesehen sind, die durch sicli im wesentlichen quer bzw. radial über die Stirnfläche (12) sich erstreckende Nuten bzw. xiillen (24, 26) mit dem zentralen Spülkanal (18¹, 20, 22) verbunden sind.

2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die radialen Nuten bzw. radialen Spülkanäle (24, 26) im Querschnitt im wesentlichen halbkreisförmig sind.

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3. Bohrkrone nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Spülkanal (18·) an seinem Ende (20) zur Längsachse geneigt ist, so daß die Mindung (22) exzentrisch auf der Stirnfläche (12) liegt, wobei in den Bereichen zwischen den radialen Kanälen (24, 26) Hartmetalleinsätze (28) vorgesehen j sind.

j 4. Bohrkrone nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem abgeschrägten Umfangsteil (14) sich schräg erstreckende Kalibereinsätze (30) vorgesehen sind.

5. Bohrkrone nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei der sich axial am Umfang erstreckenden Spülkanälen (16, 18) je ein Kalibereinsatz (30) vorgesehen ist.

6. Bohrkrone nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibereinsätze im Querschnitt rund und mit abgerundeten Kuppen ausgebildet sind und vorzugsweise aus Wolframcarbid bestehen.

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