DE2457505A1

DE2457505A1 - Tiefloch-bohrkopf

Info

Publication number: DE2457505A1
Application number: DE19742457505
Authority: DE
Inventors: Frederick Gordon Williams
Original assignee: Toolmasters and Technical Developments Birmingham Ltd
Current assignee: Toolmasters and Technical Developments Birmingham Ltd
Priority date: 1973-12-08
Filing date: 1974-12-05
Publication date: 1975-07-03
Also published as: US3998566A; GB1487183A

Description

Toolmasters and Technical Developments (Birmingham) Ltd. Winster Grove, Off Shady Lane, Great Barr, Birmingham, Großbritannien

Tiefloch-Bohrkopf

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tiefloch-Bohrkopf mit einem Schaftteil, dessen eines Ende ein Bohrwerkzeug trägt und dessen anderes Ende an einer Bohrstange angebracht ist.

Der nachfolgend verwendete Ausdruck "bohren" umfaßt nicht nur das Einbringen einer einfacheri Bohrung in ein massives Werkstück, sondern schließt auch ein Ausbohren oder Erweiterungsbohren ein, bei dem eine Vorbohrung erweitert wird. In entsprechender Weise sind auch die Ausdrücke "Bohrkopf" und "Bohrwerkzeug" zu interpretieren; sie umfassen Köpfe und Werkzeuge sowohl für ein einfaches Bohrverfahren als auch für das Erweiterungsbohren.

Beim Tieflochbohren verwendete herkömmliche Bohrköpfe tragen ein Bohrwerkzeug und sind an einer langen Bohrstange

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befestigt. Diese Bohrstange wird beispielsweise von einem Elektro- oder Hydraulikmotor gedreht und während des Bohrfortschritts in ein stationäres Werkstück vorgetrieben. In alternativer Anordnung kann auch das Werkstück bei festgehaltener Bohrstange gedreht werden, oder Werkstück und Bohrstange werden in gleicher Richtung bei unterschiedlichen Drehzahlen oder auch in entgegengesetzten Richtungen gedreht. Mit diesen Verfahren können Löcher von mehr als neun Meter Tiejfe gebohrt werden.

Eines der Hauptprobleme beim Tiefbohren ist die genaue Ausrichtung und Führung des Bohrwerkzeugs.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Tiefloch-Bohrkopf anzugeben, der dieses Problem in einfacher und wirksamer Weise ausräumt.

Ausgehend von einem Tiefloch-Bohrkopf der eingangs angegebenen Art, wird erfindungsgemäß zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß an dem Schaftteil eine Anzahl von Pührungselementen einstellbar befestigt sind, deren Anordnung so getroffen ist, daß sie während des Tieflochbohrens an der Bohrlochwand unter Führung des Bohrwerkzeugs in Anlage stehen, und daß eine Stellvorrichtung zur Einstellung der radialen Abstände der Führungselemente von der Bohrachse mit den Führungselementen verbunden ist.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Bohrkopfs zum Tieflochbohren können zunächst andere Werkzeuge und Köpfe zur Herstellung eines Führungslochs des erforderlichen Durchmessers verwendet werden, wobei das Führungsloch so tief ist, daß es den erfindungsgemäßen Bohrkopf aufnehmen kann. Sodann wird der erfindungsgemäße Bohrkopf in das Führungsloch eingesetzt und die Radialstellung der Führungselemente derart eingestellt,

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daß sie mit der Oberfläche des Führungslochs in Kontakt kommen. Danach wird die Bohroperation unter Verwendung des Tiefloch-Bohrkopfs fortgesetzt, der dabei von den Führungselementen geführt wird.

Als Alternative ist es möglich, ein Tiefloch unter direkter Verwendung des erfindungsgemäßen Bohrkopfs zu bohren, d.h. ohne Verwendung eines anderen Werkzeugs und eines anderen Kopfs für die Vor- bzw. Führungsbohrung.

Wie einleitend bemerkt, kann der erfindungsgemäße Bohrkopf sowohl zur Herstellung einer Einfachbohrung als auch zum Ausbohren verwendet werden* Gegebenenfalls kennen diese beiden Operationen auch gleichzeitig ausgeführt werden, indem der Bohrkopf mit einem Werkzeug zur Herstellung der Vorbohrung und einem oder mehreren 'anderen Werkzeugen, die an der Bohrstange seitlich des zuerst genannten Werkzeugs angeordnet sind, zur Aus— bohrung der Vorbohrung versehen werden.

Die Führungselemente können gemäß einer Weiterbilding der Erfindung in Streifenform ausgebildet und im wesentlichen parallel zur vorgesehenen Bohrrichtung angeordnet sein. Gemäß einer alternativen Weiterbildung können die Führungselemente in Streifenform ausgebildet und in zur Bohrrichtung geneigten Richtungen verlaufen. So können die Führungselemente beispielsweise als teil— schraubenförmige Streifen ausgebildet sein, die am Umfang des Schaftteils derart angeordnet sind, daß eine parallel zur Bohr-richtung auf der Mantelfläche des Schaftteils gezogene Gerade wenigstens zwei Führungselemente berührt oder schneidet.

Vorzugsweise sind die Führungselemente auf dem Schaftteil derart angeordnet, daß sie durch Verschiebung in Richtung ihrer Längsachsen gegenüber der Bohrachse verstellbar sind*

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In bevorzugter Ausführungsform weisen die Führungselemente jeweils einen Streifen aus einem Material mit niedrigem Reibepunktskoeffizienten auf, der mit einem im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Schuh in eine im Schaftteil vorgesehene Schwalbenschwanznut eingreift, wobei die Schwalbenschwanznut derart geneigt ist, daß ihre Tiefe von einem zum anderen Ende zunimmt. Vorzugsweise sind dabei die Nuten derart geneigt ausgebildet, daß ihre Tiefen in Richtung ihrer dem Bohrwerkzeug benachbarten Enden abnehmen. Diese Ausbildung ermöglicht eine Vergrößerung der Wirkungsradien der Führungselemente, gemessen von der Bohrachse aus, durch einfache Verschiebung der Führungselemente in Richtung der Nuten von dem dem Bohrwerkzeug entgegengesetzten Ende des Schaftteils aus.

Bei der zuvor angegebenen Anordnung kann die Stellvorrichtung eine mit Innengewinde versehene Büchse bzw. Hülse aufweisen, die auf einen am werkzeugfernen Ende des Schaftteils vorgesehenen Gewindeabschnitt aufgeschraubt ist. Die Hülse ist dabei am werkzeugfernen Stirnende der Führungselemente derart in Anlage, daß eine Drehbewegung der Hülse in der ihrer Axialbewegung in Werkzeugrichtung entsprechenden Drehrichtung eine Längsbewegung und eine radiale Auswärtsbewegung der Führungselemente bewirkt.

Die Stellvorrichtung weist Arretierungsmittel zum Festlegen der Hülse in der axialen Sollstellung auf dem Schaftteil auf, wodurch die Führungselemente mit der Bohrlochwand in Berührung gehalten werden. Diese Arretierung mittel sind vorzugsweise durch einen auf dem Gewindeabschnitt des Schaftteils aufgeschraubten Sperring gebildet. Der Sperring wird gegen die Hülse geschraubt, die sodann geringfügig zurückgedreht wird, um die Hülse gegen den Sperring zu kontern.

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Der Bohrkopf kann auf verschiedene Weise an der Bohrstange befestigt werden. So kann beispielsweise das an der Bohrstange zu befestigende Ende des Schaftteils mit einer Fassung zur Aufnahme eines am Ende der Bohrstange angeformten Zapfens bzw. Zentrieransatzes versehen sein.

In der Fassung können zwei axial verlaufende, um winkelversetzte Keilnuten ausgebildet sein, in die zwei am Bohrstangenzapfen befestigte Keile unter Formschluß eingreifen. Hierdurch wird eine relative Verdrehung von Bohrstange und Bohrkopf verhindert.

Bei dieser Anordnung kann der Bohrkopf auf der Bohrstange durch zwei versenkte, mit konischen Köpfen versehene Stellschrauben axial festgelegt sein, die mit Spiel zwei im Schaftteil vorgesehene Bohrungen durchgreifen und in mit Innengewinde versehene Blindbohrungen im Bohrstangenzapfen eingeschraubt sind. Durch eine exzentrische Ausbildung der Senklöcher im Schaftteil für die Stellschrauben relativ zu den Bohrungen selbst hat ein Anziehen der Stellschrauben eine Keilwirkung zwischen den Schraubenköpfen und den Senklöchern zur Folge, durch die der Bohrkopf in Richtung der Bohrstange verschoben und die Basis der Fassung gegen die Stirnseite des Bohrstängenzapfens verspannt wird.

In alternativer Ausgestaltung kann der Bohrkopf mit einer Fassung versehen sein, die ein Innengewinde zur Aufnahme des mit einem komplementären Gewinde versehenen Endes der Bohrstange aufweist. Diese alternative Anordnung erfordert jedoch mehr zeit zum Zusammenbau und Auseinanderlegen als die zuvor erwähnte Stel 1-schraubenanordnung und führt daher zu größeren Totzeiten beim Auswechseln des Bohrkopfs.

Bei Tiefbohrmaschinen wird üblicherweise eine axiale öffnung in der Bohrstange und dem Bohrkopf vorgesehen, durch die eine Kühl— und Schmierflüssigkeit während des

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Bohrens geleitet wird. Um die Verbindung zwischen dem Bohrkopf und der Bohrstange abzudichten und ein Auslaufen dieser Flüssigkeit an der Verbindungsstelle zu verhindern, kann ein O-Ring zwischen dem Stirnende der Bohrstange und der Basis der Bohrkopffassung vorgesehen werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Teil eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bohrkopfs zum Aufbohren tiefer Löcher;

Fig. 2 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils A der Fig. 1;

Fig. 3 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils B der Fig. 1;

Fig. 4 und 5 Seiten- und Stirnansichten eines

Führungselements für den in Fig. 1 dargestellten Bohrkopf;

Fig. 6 eine Seitenansicht auf einen Werkzeug-Einspannkopf für den Bohrkopf gemäß Fig. 1;

Fig. 7 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils C der Fig. 6;

Fig. 8 eine Seitenansicht des Endes einer Bohrstange für den in Fig. 1 gezeigten Bohrkopf;

Fig. 9 eine Seitenansicht auf eine alternative

Ausführung der Bohrstangenendanordnung; und

Fig. 10 eine maßstabsreduzierte Seitenansicht auf einen Teil eines alternativen Ausführungsbeispiels des Bohrkopfs unter Verwendung von teilschraubenförmigen Führungselementen zur Verwendung beim Aufbohren tiefer Löcher,

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In der Zeichnung ist ein Tiefloch-Bohrkopf zum Ausbohren tiefer Löcher gezeigt, der einen allgemein zylindrischen Schaftteil T mit einer an einem Ende angeordneten Ausnehmung 2 aufweist, in der ein Ausbohrwerkzeug oder Werkzeuge durch einen Einspann— kopf 3 (Fig. 6 und 7) verspannt werden können. Eine Fassung bzw. ein Futter 4 ist am anderen Ende des Schaftteils 1 angeordnet und nimmt einen Zapfen bzw. Zentrieransatz 5 auf, der am Ende einer zugehörigen Bohrstange 6 (Fig. 8) vorgesehen ist.

Der Schaftteil 1 weist eine Anzahl von mit Umfangsabstand angeordneten Schwalbenschwanznuten 7 auf, welche "axial zum Bohrkopf verlaufen. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, sind die Nuten 7 derart geneigt, daß ihre Tiefe zu dem der Ausnehmung 2 benachbarten Ende hin abnimmt.

In jeder der Schwalbenschwanznuten 7 ist ein Führungselement (Fig. 4 und 5) in Form einer Auflagerleiste aus einem Material· niedrigen Reibungskoeffizienten in einem geneigten (keilförmigen) Metallschuh 9 mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt gehaltert. Die Auflagerleisten 8 sind mit versenkten Schrauben 10 an den Schuhen 9 befestigt.

Wie la der Zeichnung zu erkennen ist, können die radialen Abstände der Außen- bzw. Lagerflächen 11 der Auflagerleisten 8 von der Längs- bzw. Bohrachse X-X des Bohrkopfs durch Verschiebung der Schuhe 9 entlang den Nuten 7 geändert werden. Die Radialstellung der Außenflächen 11 der Auflagerleisten sollte so eingestellt werden, daß die Auflagerleisten mit der Wand des durch die Ausbohrwerkzeuge erweiterten Bohrlochs in Gleitkontakt stehen. Um die richtige Lage des oder der Werkzeuge während der Ausbohroperation zu gewährleisten, kann es erforderlich sein, das Ausbohren von Zeit zu Zeit zu unterbrechen, den Kopf aus dem Ausbohrloch zurückzuziehen und die Radialstellung der Auflager leisten ne^ einzustellen.

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Um die Stellung der Schuhe 9 innerhalb der Nuten 7 einzustellen, ist eine mit Innengewinde versehene Hülse bzw. Büchse 12 vorgesehen, die auf einen werkzeugfernen Gewindeabschnitt 13 des Schaftteils aufgeschraubt ist. Die Schraubbüchse 12 steht stirnseitig mit den Stirnenden der in den Nuten 7 eingesetzten Schuhe 9 in Berührung, so daß eine Drehung der Gewindebüchse in einer Richtung zu einer Axialverschiebung der Büchse in Richtung des oder der Werkzeuge und zu einer axialen und radialen (Auswärts-) Bewegung der Auflagerleiste 8 führt. Ein mit Innengewinde versehener Sperring 14 ist ebenfalls auf den Gewindeabschnitt 13 des Schaftteils aufgeschraubt. Der Sperring 14 kontert die Gewindebüchse 12 und damit die Auflagerleisten 8 während des Betriebs des Bohrkopfs in einer gewünschten Axial stellung. Dies geschieht dadurch, daß der Sperring gegen das Stirnende der Gewindebüchse 12 geschraubt und danach die Gewindebüchse 12 geringfügig in der Gegenrichtung gedreht wird, um die Büchse und den Ring fest zusammenzuschrauben. Die Büchse 12 und der Ring 14 sind mit über den Umfang verteilten Ausnehmungen 15 bzw. 16 versehen, um das Festschrauben zu erleichtern.

Um zu vermeiden, daß die Auflagerleisten und -schuhe im Bohrloch zurückgehalten werden, wenn der Bohrkopf aus dem Bohrloch gezogen wird, ist j eder Schuh 9 mit einer durch eine Gewindebohrung 18 durchgeschraubten Madenschraube 17 versehen. Nach dem Einstellen der Auflagerleiste 8 in der vorgesehenen Radialstellung mit Hilfe der Schraubbüchse 12 wird jede der Madenschrauben 17 gegen einen stärker geneigten, rampenförmigen Abschnitt 19 am Grund jeder Nut im Endbereich nahe dem oder den Werkzeugen angezogen. Dadurch wird verhindert, daß aufgrund der Reibwirkung zwischen den Auflagerleisten und der Bohrlochwandung die Auflagerleisten und -schuhe aus den Nuten abgezogen werden, wenn der Bohrkopf aus dem Loch herausgezogen wird.

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Der Bohrkopf selbst ist durch axial verlaufende, in gegenseitigem Winkelabstand angeordnete Keilnuten 20, die in der Fassung 4 eingearbeitet sind, gegen eine Drehung auf der Bohrstange 6 gesichert. Diese Keilnuten, die einen gegenseitigen Winkelabstand von 180 haben, wirken mit auf dem Bohrstangenzapfen 5 angeordneten, axial verlaufenden komplementären Keilen 21 zusammen. Der Bohrkopf ist durch zwei versenkte Schrauben 22 auf der Bohrstange befestigt. Diese Schrauben, die mit konischen Köpfen 23 versehen sind, durchgreifen mit Spiel im Schaftteil vorgesehene Senkbohrungen 24 und sind in Blindbohrungen 25 im Bohrstangenzapfen 5 eingeschraubt. Der Senkabschnitt 26 jeder Bohrung 24 ist relativ zum restlichen Teil der Bohrung exzentrisch ausgebildet, so daß beim Anziehen der Schrauben 22 eine KeilwJrkung zwischen den konischen Köpfen 23 und den Senkabschnitten 26 hervorgerufen wird, wodurch der Bohrkopf relativ zur Bohrstange verschoben und die Basis der Fassung 4 gegen das Stirnende des Zapfens 5 gedrängt wird. Bei Tiefbohrmaschinen ist üblicherweise in der Bohrstange und in dem Bohrkopf eine Zentralbohrung vorgesehen, durch die während des Bohrens eine Flüssigkeit als Kühl- und Schmiermittel geleitet wird. Gemäß Fig. 8 ist auch bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Bohrstange mit einer derartigen Zentralbohrung 27 versehen; der Bohrkopf hat eine Zentralbohrung 28, die an vier Stellen, von denen zwei in Fig. 1 mit 29 bezeichnet sind, mit der Außenfläche des Bohrkopfs in Verbindung steht. Um die Verbindungsstelle zwischen dem Bohrkopf und der Bohrstange gegen ein Austreten des Schmier- und Kühlmittels

ist
abzudichten, ein O-Ring 30 in eine stirnseitige Ringnut des Bohrstangenzapfens.5 eingelegt und gegen die Basis der Fassung 4 verspannt, wenn die Stellschrauben 22 angezogen sind.

Wie oben beschrieben, weist der Schaftteil 1 eine Ausnehmung 2 auf, in der Werkzeuge mit Hilfe eines Einspannkopfs 3 verspannt werden können. Bei der Anordnung gemäß

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den Fig. 1 und 2 kann der Bohrkopf zwei, in einem Winkelabstand von 180 angeordnete Werkzeuge tragen. Auf diese Weise kann der Bohrkopf zwei Ausbohroperationen gleichzeitig vornehmen, wobei ein Werkzeug eine Grobbohrung und das andere Werkzeug eine Endbohrung durchführt. Die Verwendung von um 180° versetzten Bohrwerkzeugen kann auch dazu beitragen, das Vibrationsproblem beim Ausbohren tiefer Löcher zu minimalisieren, da die symmetrische Anordnung zu einem ausgewogenen Bohrkopf führt. Gegebenenfalls kann der Schaftteil auch mehr als zwei Werkzeuge tragen, wobei die Werkzeuge vorzugsweise mit gleichem gegenseitigen Umfangsabstand am Schaftteil angeordnet sind. Gegebenenfalls können dLe Werkzeuge auch mit axialem Abstand am Schaftteil befestigt werden.

Der Werkzeug-Einspannkopf 3 (Fig. 6 und 7) , mit dem die Werkzeuge in der Ausnehmung 2 verspannt werden, weist eine Scheibe 31 auf, die am Schaftteil 1 durch vier, in der Zeichnung nicht dargestellte Schraubbolzen, die Bohrungen 32 in der Scheibe 31 durchgreifen und in mit Gewinde versehene Blindbohrungen 33 im Schaftteil eingeschraubt sind, befestigt i-^st. Die dem Schaftteil benachbarte Scheibenseite ist bei 34 zur Aufnahme von zwei Werkzeugen ausgenommen. Die Ausnehmung 34 wirkt mit der Ausnehmung 2 im Schaftteil derart zusammen, daß die Werkzeuge teilweise in der Scheibe und dem Schaftteil gehaltert sind. Vier Spannbolzen 3 5 durchgreifen in der Scheibe 31 ausgebildete Gewindebohrungen 36, wobei zwei Spannbolzen 35 jedes Werkzeug am Schaftteil verspannen. An der Scheibe angeordnete Zentrierstifte 37 greifen in an der Stirnseite des Schaftteils angeordnete kleine Aufnahmen und bewirken, daß die Scheibe und der Schaftteil in den richtigen Relativstellungen gehalten werden.

In Fig. 7 sind zwei Ausbohrwerkzeuge 39 und 40 gezeigt, die in der Ausnehmung 34 eingebettet sind. In der Arbeitsstellung der Werkzeuge stehen die Enden 41 und 42 der

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Werkzeuge mit Flächen 43 bzw. 44 der Scheibe in Berührung.

Als Alternative zur Stellschraubenanordnung für die Befestigung des Bohrkopfs an der Bohrstange kann der Bohrkopf einfach mit einer mit Innengewinde versehenen Fassung bzw. einem Futter ausgestattet werden, die bzw» das einen entsprechenden Gewindeabschnitt der Bohrstange aufnimmt. Bei einer solchen Anordnung, die in Fig. 9 dargestellt ist, ist die mit 50 bezeichnete Schraubfassung so angeordnet, daß die Drehbewegung der Bohrstange 51 während der Bohroperation die Bohrstange in der Fassung festschraubt.

Eine weitere, in der Zeichnung nicht gezeigte Alternative kann darin bestehen, daß das Bohrstangenende kegel— stumpfförmig ausgebildet und in einer komplementär geformten Aufnahme im Bohrkopf gefaßt ist. Eine Relativdrehung und eine Axialverschiebung zwischen dem Bohrkopf und der Bohrstange können durch Keile, Nuten und Senkschrauben in der zuvor anhand des in den Fig. bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiels beschriebenen Weise verhindert werden, wobei die Keile und Nuten an den konischen Oberflächen der Bohrstange bzw. des Bohrkopfs vorgesehen werden.

Anders als bei der zuvor beschriebenen Anordnung, bei der die Führungselemente des Bohrkopfs etwa parallel zur Bohrachse verlaufen, können die Führungselemente und die ihnen zugeordneten Nuten auch in zur Bohrachse geneigten Richtungen verlaufen. So können gemäß Ausführungsbeispiel in Fig. 10 die Führungselemente 52 und die mit diesen zusammenwirkenden Nuten eine Teilschraubenform haben, derart, daß eine parallel zur Bohrachse längs der Außenfläche des Bohrkopfs gezogene fiktive Gerade wenigstens zwei Führungselemente berührt

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oder schneidet. Bei einer derartigen Anordnung können wiederum geneigte bzw. keilförmige Führungselemente und geneigte bzw. rampenförmige Nuten verwendet werden, wobei die Stirnseiten 53 der Führungselemente an deren werkzeugfernen Enden in der zuvor beschriebenen Weise an einer mit Innengewinde versehenen Einstellbüchse 54 anstoßen.

Die teilschraubenförmigen Führungselemente ergeben eine bessere Abstützung für den Bohrkopf, wenn der Kopf ein Loch ausbohrt, dessen Wandung eine axial verlaufende Unstetigkeit, z.B. eine axialverlaufende Nut hat. Da die teilschraubenförmigen Führungselemente nicht parallel zu einer solchen Nut verlaufen, können sie nicht in diese Nut eintreten, wie dies bei Bohrachsen parallelen Führungselementen der Fall wäre.

Wenn der Tiefloch-Bohrkopf zum Ausbohren eines tiefen Loches dienen soll, kann zunächst ein anderes Werkzeug und eine andere Kopfanordnung zur Herstellung einer Führungs- bzw. Vorbohrung geeigneten Durchmessers verwendet werden, wobei die Vorbohrung tief genug sein muß, um den zuvor beschriebenen Tiefbohrkopf aufzunehmen. Der Tiefloch-Bohrkopf wird sodann in die Vorbohrung eingesetzt, und es werden die Radialstellungen der Führungselemente mit Hilfe der Schraubbüchse 12 derart eingestellt, daß die Auflagerleisten 8 an der Wand der Vorbohrung in Anlage stehen. Die Aufbohrung wird sodann unter Verwendung des Tiefloch-Bohrkopfε fortgesetzt, wobei der Bohrkopf in der zuvor beschrieben Weise durch die Führungselemente geführt wird.

Die Möglichkeit der Einteilung der radialen Stellungen der Führungselemente stellt die Voraussetzung dafür dar, daß ein Bohrkopf zum Aufbohren verschiedener Bohrlochdurchmesser innerhalb eines Durchmesserbereichs verwendet werden kann, wodurch die Einstellung und Einrichtung des Bohrkopfs erleichtert wird. Dieser Änderungsbereich kann dadurch noch erweitert werden, daß die

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Auflagerleisten auf Schuhen unterschiedlicher Dicke montiert werden.

Die vorhergehende Beschreibung des Bohrkopfs zur Verwendung beim Ausbohren, Aufbohren oder Erweiterungsbohren eines vorhandenen Tiefbohrlochs schließt, wie oben erwähnt, nicht aus, daß die Erfindung auch auf Bohrköpfe anwendbar ist, welche zum direkten Bohren eines Bohrlochs in ein massives Werkstück dienen oder geeignet sind, sowohl das Einfachbohren als auch das Ausbohren gleichzeitig durchzuführen.

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Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · IiSSEN 1, ALFREDSTRASSt 343 · TEL.: (02141) 472687 Ansprüche

1. Tiefloch-Bohrkopf mit einem Schaftteil, dessen eines Ende ein Bohrwerkzeug trägt und dessen anderes Ende an einer Bohrstange angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schaftteil (1) eine Anzahl von Führungselementen (8, 9) einstellbar befestigt ist, deren Anordnung so getroffen ist, daß sie währenddes Tieflochbohrens an der Bohrlochwand unter Führung des Bohrwerkzeugs (39) in Anlage stehen, und daß eine Stellvorrichtung (12) zur Einstellung der radialen Abstände der Führungselemente von der Bohrlochachse (X-X) mit den Führungselementen verbunden ist.

2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (8, 9) in Streifenform ausgebildet und im wesentlichen parallel zur vorgesehenen Bohrrichtung angeordnet sind.

3. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (52) in Streifenform ausgebildet sind und in zur Bohrrichtung geneigten Richtungen verlaufen.

4. Bohrkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (52) als teilschraubenförmige Streifen ausgebildet sind, die am Umfang des Schaftteils derart angeordnet sind, daß eine parallel zur Bohrrichtung auf der Mantelfläche des Schaftteils gezogene (fiktive) Gerade wenigstens zwei Führungselemente berührt oder schneidet.

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5. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (8, 9) auf dem Schaftteil (1). derart angeordnet sind, daß sie durch Verschiebung in Rihtung ihrer Längsachsen gegenüber der Bohrachse verstellbar sind.

6. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente jeweils einen Streifen (8) aus einem Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten aufweisen, der mit einem keilförmigen, in\ Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Schuh (9) in eine im Schaftteil (1 ) vorgesehene Schwalbenschwanznut (7) eingreift, wobei die Schwalbenschwanznut derart geneigt ist, daß ihre Tiefe von einem zum anderen Ende hin zunimmt.

7. Bohrkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) derart geneigt ausgebildet sind, daß ihre Tiefen in Richtung ihrer dem Bohrwerkzeug (39) benachbarten Enden abnehmen.

8. Bohrkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung eine mit Innengewinde versehene Büchse bzw. Hülse (12) aufweist, die auf einen am werkzeugfernen Ende des Schaftteils (1) vorgesehenen Gewindeabschnitt (13) aufgeschraubt ist und an den werkzeugfernen Stirnenden der Führungselemente (8, 9) derart in Anlage steht, daß eine Drehbewegung der Hülse in der ihrer Axialbewegung in Werkzeugrichtung entsprechenden Drehrichtung eine Längsbewegung und eine radiale Auswärtsbewegung der Führungselemente bewirkt.

9. Bohrkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, -daß Arretierungsmittel (14) zum Festlegen der Hülse

(12) in der axialen Sollstellung auf dem Schaftteil (1) vorgesehen sind.

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10. Bohrkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungsmittel durch einen auf den Gewindeabschnitt (13) des Schaftteils (1) aufgeschraubten Sperrring (14) gebildet sind.

11. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der Führungselemente (8, 9) gegen ein Herausziehen aus den ihnen zugeordneten Nuten beim Zurückziehen des Bohrkopfs aus dem Bohrloch jedes Führungselement durch eine Halteschraube (17) am Schaftteil (1, 19) feststellbar ist.

12. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das werkzeugferne Ende des Schaftteils (1) mit einer Fassung (4) zur Aufnahme eines am Ende der Bohrstange (6) angeformten Zapfens bzw. Zentrieransatzes (5) versehen ist.

13. Bohrkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fassung (4) zwei axial verlaufende, um 180° winkelversetzte Keilnuten (20) ausgebildet sind, in die zwei am Bohrstangenzapfen (5) befestigte Keile (21) unter Formschluß eingreifen.

14. Bohrkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf auf der Bohrstange (6) durch zwei versenkte, mit konischen Köpfen (23) versehene Stellschrauben (22) axial festgelegt ist, die mit Spiel zwei im Schaftteil (1) vorgesehene Bohrungen (24) durchgreifen und in mit Innengewinde versehene Blindbohrungen (25) im Bohrstangenzapfen (5) eingeschraubt sind, wobei die Stellschrauben-Senklöcher (26) im Schaftteil relativ zu den Bohrungen selbst exzentrisch sind, so daß ein Anziehen der Stellschrauben eine solche Keilwirkung zwischen den Schraubenköpfen und den Senklöchern bewirkt, daß der Bohrkopf in Richtung der Bohrstange (6) verschoben und die Basis der Fassung (4) gegen die Stirnseite des Bohrstangenzapfens verspannt wird.

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15. Bohrkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkopffassung (50) ein Innengewinde zur Aufnahme des mit einem komplementären Gewinde versehenen Endes (51) der Bohrstange aufweist.

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