DE2420442C3

DE2420442C3 - Schlagbohrkrone

Info

Publication number: DE2420442C3
Application number: DE2420442A
Authority: DE
Inventors: David C. Claysburg Johnstone; John F. Bedford Kita
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kenroc Tools Corp Toronto Ca
Priority date: 1973-05-24
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1980-02-07
Also published as: US4069880A; AU6834874A; FR2230850A1; DE2420442A1; CA994323A; GB1465560A; ZA742560B; FR2230850B1; DE2420442B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schlagbohrkrone mit im wesentlichen i_.ialen Spülkanälen an ihrer Umfangsfläche und einem außermittig ·" die mit stift- bzw. knopfförmigen Hartmetalleinsätzen versehene, im wesentlichen eben ausgebildete Stirr'-läche einmündenden Spülkanal.

Eine Bohrkrone dieser Art ist bereits aus der US-PS 30 71 201 bekannt. Hierbei ist es von Vorteil, daß der die Spülflüssigkeit zuführende Spülkanal außermittig in die Stirnfläche einmündet, so daß im Zentrum bzw. gar im Mittelpunkt ein Hartmetalleinsatz vorgesehen sein kann, so daß nicht etwa im Zentrum Material stehenbleibt, welches immer erst nachträglich fortg·:- brochen werden müßte, jedoch ist die Spülwirkung durch diese außermittige Einmündung des Spülkanals nachteilig beeinflußt. Das Spülmittel sucht sich nämlich den Weg des geringsten Widerstands und fließt daher bevorzugt zu dem näher gelegenen Umfangsbereich ab. Der übrige Bereich bzw. Sektor der Bohrlochsohle, sowie des Bohrlochringraums, wird weniger gut freigespült. Zwar wird die Bohrkrone nach jedem Schlag umgesetzt, so daß sie sich also ruckweise dreht: diese Drehung ist aber zu langsam, um die durch die Exzentrizität des Spülkanals bedingte Ungleichmäßigkeit in der Spülwirkung auszugleichen.

Aus der US-PS 36 93 736 ist ferner eine Bohrkrone begannt, die über ihren Umfang verteilt axiale Rippen oder Flügel aufweist, deren Enden sowohl radial außen als auch radial innen abgeschrägt sind und mit Hartmetalleinsätzen besetzt sind. Zwischen diesen axial vorstehenden Stirnflächenteilen verbleibt ein relativ großflächiger, zurückversetzter Zentralabschnitt, in den mehrere Spülkanäle ausmünden und der in seinem mittleren Bereich mit weiteren Härtmetälleinsätzen Versehen ist. Auch bei dieser Bohrkrone erscheint die Spülwirkung unkontrolliert; da mehrere Zuführ^Spülkähaie vorgesehen sind, ist die Festigkeit herabgemindert; auch ist die Formgebung relativ kompliziert und damit es die Herstellung IeUeT.

Def Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bohrkrone der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, daß die Spülwirkung über den gesamten Bohrlochquerschnitt vergleichmäßigt wird. Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 definiert.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Bohrkrone ist nicht im wesentlichen nur ein einziger, bevorzugter Weg für das Spülmittel gegeben, sondern es sind mehrere, gegeneinander winkelversetzte Kanäle oder Wege gegeben, längs denen ungefähr der gleiche Strömungswiderstand eingestellt ist Das Spülmittel wird sich also über diese mehreren Wege verteilen und somit das Bohrloch gleichmäßig und wirksam rreispülen.

In weiterer Ausgestaltung ist eine koaxiale Spülbohrung an ihrem Endbereich abgewinkelt zu der außermittigen Einmündung in die Stirnfläche. Durch diese Abwinklung ist also eine relativ einfache Verbindung geschaffen zwischen der außermittigen Einmündung und der koaxialen Spülbohrung.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Bohrkrone, und zwar nach der Linie 1-1 in Fig. 2.

F i g. 2 ist eine axiale Draufsicht auf die Stirnfläche der Bohrkrone.

F i g. 3 zeigt ausschnittsweise einen Schnitt nach Linie III-IIIinFig.2.

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 wesentlichen ebene bzw. flache Arbeitsfläche bzw. Stirnfläche 12 auf, die umlaufende Kante ist abgeschrägt 14. Zur Stirnfläche 12 hin nimmt der Durchmesser der Btifkrone zu bzw. die Bohrkrone erweitert sich konisch.

Über die im wesentlichen zylindrische Umfangsfläche der Bohrkrone sind axiale Rillen bzw. Kanäle verteilt angeordnet; und zwar sind ziemlich weite, flachere Kanäle 16 und etwas engere, tiefere, und sich damit axial über eine längere Strecke erstreckende Kanäle 18 vorgesehen. Diese Spülkanäle 16, 18 dienen zum Abtransport von an der Bohrlochsohle gelösten Bohrkleins.

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 mit den axialen äußeren Kanälen 16 bzw. 18 verbinden. Bei der exzentrischen 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 lieferen, engeren Kanal 18 am Umfang führt.

In den Flächen zwischen den Kanälen 24, 26 sind Hartmetalleinsätze 28 auf der Stirnfläche vorgesehen. Die Hartrrielalleinsälze 28 Stehen axial Vor, VorzUgswel· se bestehen sie aus Wolframcarbid. Sie sind eingelötet, zementiert oder mit Preßsitz eingebracht in entspre^ chende Aufnahmelöchef. Diese Hartrnetalieinsätze bewirken die eigentliche Zerkleinerungsarbeit.

Längs des äbgeschfäglen Umfängs 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 einerseits die Stirnfläche 12 relativ wenig unterbrochen und damit 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.

Die Arbeitsfläche 12 ist im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse vorgesehen und im wesentlichen nur durch die Mündung 22 des zentralen Spülkanals sowie die sich im wesentlichen radial erstreckenden Kanäle 24, 26 unterbrochen. Bei dieser Ausbildung ist die

Stirnfläche nur geringen Scherkräften ausgesetzt, die Stirnfläche ist nur wenig unterbrochen bzw. durchbrochen (praktisch nur durch die Spülkanalmündung 22), wodurch eine größere Stärke bzw. Festigkeit erreicht ist. Dabei 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, und nur eine einzige SpQlkanalmündung 22 vorgesehen ist Die exzentrische Anordnung der Spülkanalmündung 22 gestattet die Anordnung von Hartmetalleinsätzen im Zentrum der Bohrkrone, so daß die mittleren Teile der Bohrlochsohle gleichmäßig mit dem äußeren Teil abgetragen werden. Die Bohrlochsohle wird also gleichmäßig über ihren ganzen Querschnitt abgetragen und dank der verbesserten Spülung erreicht man einen größeren Bohrfortschritt

Käeizu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schlagbohrkrone mit im wesentlichen axialen Spülkanälen an ihrer Umfangsfläche und einem außermittig in die mit stift- bzw. knopfförmigen Hartmetalleinsätzen versehene, im wesentlichen eben ausgebildete Stirnfläche einmündenden Spülkanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülkanäle (16,18) an der Umfangsfläche aus flacher und breiter ausgebildeten Kanälen (16) sowie tiefer und schmaler ausgebildeten Kanälen (18) bestehen und auf der Stirnfläche (12) zwei längere Spülkanäle (24) und ein kürzerer Spülkanal (26) vorgesehen sind, wobei die längeren Spülkanäle (24) mit jeweils einem der flacheren, breiteren auf der Umfangsfläche angeordneten Kanäle (16) und der kürzere Spülkanal (26) mit einem der tieferen, schmaleren auf der Umfangsflache angeordneten Spülkanäle (18) in Verbindung stehen.

2. Schlagbohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine koaxiale Spülbohrung (18') an ihrem Endbereich (20) abgewinkelt ist zur außermittigen Einmündung in die Stirnfläche (12).

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