DE2621809C2

DE2621809C2 - Bohreinrichtung für einen Gesteinsbohrer, insbesondere einen Schlagbohrer, Hammerbohrer und dergleichen

Info

Publication number: DE2621809C2
Application number: DE2621809A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Hawera Probst GmbH
Current assignee: Robert Bosch Power Tools GmbH
Priority date: 1976-05-15
Filing date: 1976-05-15
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE2621809A1; DK204077A; AT349411B; CH619027A5; ATA348277A; FR2351242B1; BE854497A; NL7705354A; GB1566340A; FR2351242A1; SE7705496L; JPS5314101A; IT1084823B

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohreinrichtung für einen ^6l Gesteinsbohrer nach dem Oberbegriff des Anspruches I.

Bei dieser Bohreinrichtung (DEOS 24 32 105) liegt das Mitnehmerglied, im Radialschnitt gesehen, über die ganze Breite des Bodens der Ausnehmung flächig am Boden an. In der Mitnahmestellung, in der das Mitnehmerglied die Antriebskraft der Bohrmaschine vom Antriebsteil auf den Bohrer überträgt, liegt es am Boden der Ausnehmung und an der Innenseite des Sicherungsteiles an, das linsenförmig ausgebildet ist und die Aufnahmevorrichtung im Bereich der Ausnehmung umgibt. Beim Bohren wirken sämtliche Drehmomentkräfte radial nach außen auf das Sich rungsteil. Wegen dieser ungünstigen Kraftverteilung ergibt sich eine verminderte Drehmomentübertragung vom Antriebskopf auf den Bohrer, wodurch die Antriebsleistung der Bohreinrichtung verringert wird. Das Mitnehmerglied liegt darüber hinaus in einer Ausnehmung des Antriebskopfes, die in Umfangsrichtung durch senkrecht zum Boden dieser Ausnehmung verlaufende Wärme begrenzt ist. Bei der Drehmomentbelastung treten im Bereich dieser Seitenwände, deren Dicke vom Boden der Ausnehmung nach außen stetig abnimmt, so hohe Kräfte auf, daß der Bohrerschaft im Bereich seiner Anlage am Mitnehmergiied gestaucht wird. Dadurch wird der Bohrerschaft im Antriebskopf verklemmt, so daß er sich nicht mehr aus der Aufnahmevorrichtung ziehen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Bohreinrichtung so auszubilden, daß der Bohrer und/od'ir die Aufnahmevorrichtung die beim Betrieb der Bohreinrichtung auftretenden Kräfte so aufnehmen können, daß der Bohrer jederzeit leicht von der Aufnahmevorrichtung gelöst bzw. in diese gesteckt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Ansprcuhes 1 gelöst.

Die linienförmige Anlage des Mitnehmergliedes in der Sperrstellung am Boden der Ausnehmung sowie der spitze öffnungswinkel im Bereich von 5° und 45" zwischen dem Boden der Bohrerschaftausnehmung und der in Richtung der Mitnahmebewegung vorlaufenden, quer zur Richtung der Mitnahmehewegung verlaufen den Fläche des Mitnehmergliedes ergeben eine sehr günstige Druckverteilung. Infolge dieser Eingriffsverhältnisse treten die durch das Drehmoment erzeugten Kräfte überwiegend als Umfangskräfte auf. Dadurch wird das vom Antriebskopf gelieferte Drehmoment günstig über das Mitnehmerglied auf den Bohrer übertragen, so daß die erfindungsgemäße Bohreinrichtung eine entsprechend hohe Antriebsleistung hat. Das Mitnehmerglicd wird nur von im Vergleich zu den Umfangskräften geringen Rjdialkräften belastet, die einwandfrei vom .Sicherungsteil aufgenommen werden Dadurch kann auch der Verschleiß der H.ji:tt"lc gering gehalten und das bei bekannten Bohr-.-inncht'jngen auftretende Aushämmern vermieden werden, so daß der Bohrer jederzeit aus der Aufnahmevorrichtung gc/ogen werden kann, wenn das Mitnehmerglied seine Freigabe stellung einnimmt

Vorteilhafte Weiterbildungen der F.rfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

F i g. I eine erfindungsgemäße Bohreinrichtung teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht.

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1,

Fig.3 eine Darstellung entsprechend Fig. 2, jedoch ohne Sicherungsteil. zur Erläuterung der bei Mitnahmestellung des Mitnehmergliedes auftretenden Mitnahme-

krafte,

Fig.4 einen Antriebskopf eines Antriebsteiles der enindungsgemäGen Bohreinrichtung,

Fig.5 den Bohrerschaft eines Gesteinsbohrers in Seitenansicht,

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in F i g. 5. Die Bohrunrichtung weist eine Aufnahmevorrichtung 1 und einen Gesteinsbohrer auf, dessen Schaft 2 eine verdickte Endzone 3 hat, mit der der Gesteinsbohrer in eine Läng: bohrung 4 eines Antriebskopfei 5 des Antriebsteiles der Bohreinrichtung gesteckt wird. Der Antriebskopf 5 ist Teil der Aufnahmevorrichtung 1 und weist einen gleichachsig zur Längsbohrung 4 angeordneten Antriebszapfen 6 auf, der wesentlich kleineren Durchmesser als der Antriebskopf 5 hat und zur Verbindung der Bohreinrichtung mit einer (nicht dargestellten) Bohrmaschine dient.

Zur Übertragung des von der Bohrmaschine gelieferten Antriebsdrehmomentes auf den Bohrerschaft 2 ist in dessen Endzone 3 eine Ausnehmung 8 vorgesehen (F i g. 5). Sie ist im Radialschnitt durch den Bohrerschaft 2 scgmcntförmig ausgebildet. Ihr Boden 9 bilde! eine Mitnahmefläche, die über die ganze Brt.;e des Bohrerschaftes 2 stetig durchgeht. Der Boden 9 hai einen Abstand a von der Bohrerachse 10 (Fig. 6), der vorteilhaft etwa V₅ des Durchmessers c/der Endzone 3 des Bohrerschaftes 2 beträgt. Im Ausführungsbeispiel ist der Boden 9 mit Hilfe eines Scheibenfräsers hergestellt, dessen spanabhebende Mantelfläche einen Arbeitsdurchmesser D hat. der vorteilhaft 60 bis 140 mm. beim Ausführungsbeispiel etwa 120 mm beträgt.

Zur formschlüssigen Mitnahme des Bohrers ist ein als Bolzen ausgebildetes Mitnehmerglied 12 vorgesehen, das in einer Querbohrung 13 im Antriebskopf 5 geführt ist. Das Mitnehmerglied 12 ist an seiner dem Bohrerschaft zugewandten Stirnfläche treppenförmig abgestuft (Fig. 2) und hat eine am Boden 9 der Ausnehmung 8 anliegende Stufenkante 14. die in der Nähe der Diametralen des Bolzenquerschnittes und der Querbohrung 13 verläuft.

Infolge dies.r Ausbildung der Stirnseite des Miinehmergliedes 12 ergibt sich eine sehr günstige Druckveileilung. die in Fig. 3 näher dargestellt ist. Die Stufenkante 14 liegt nämlich derart auf dem Boden 9 auf. daß sich ein öffnungswinkel -x zwischen dem Boden 9 der Ausnehmung 8 und der in Richtung der Mitnahmebewegung .orlaufenden. quer zur Richtung der Mitnahmebewegung verlaufenden Fläche 22 des Mitnehmergliedes 12 ergibt. Der öffnungswinkel \ befägt zweckmäßig zwischen 5' und 45°. Eine optimale Druckverteilung im Bereici. der Anlage des Mitnehmergliedes 12 am Boden 9 der Ausnehmung 8 ergibt sich, wenn der Öffnungswinkel α bei etwa 20° bis 30° liegt. denn dann werden die in Radialrichtung wirkenden Kräfte Pr am geringsten, so daß sich die vom Drehmoment erzeugten Kräfte überwiegend als Umfangskräfte P₁, ergeben. Da die Radialkraft P, klein ist. erfährt das Mitnehmcrglied 12 nur eine entsprechend kleine Radialkraft, die das Mitnehmerglied nach außen in seine Freigabestellung belastet.

Im Alisführungsbeispiel ist die Aufnahmevorrichtung I bzw. deren Äntr'iebskopf S von einem in axialer Richtung verschiebbaren Sicherungsteil 15 umgeben, das als Hülse ausgebildet ist und mit dem das Mitnehmerglied 12 in der in Fig. I durch ausgezogene Linien dargestellten Mitnahmestellung arretiert werden kann.
Das Sicherungsteil 15 st-¹It unter der Kraft einer zum Antriebskopf 5 gleichachsig angeordneten Schraubenfeder 16, die bestrebt ist, das Sicherungsteil in einer Stellung gegenüber dem Antriebskopf 5 zu halten oder in diese Stellung zu führen, in der es mit einem in axialer Richtung schmalen Bund 17 die Querbohrung 13 überdeckt und das darin geführte Mitnehmerglied 12 gegen die auf dieses ausgeübten, radial wirkenden Mitnahmekräfte abstützt. Im Bereich des Bundes 17 hat das Sicherungsteil 15 kleineren Innendurchmesser als im übrigen Bereich.

Das Sicherungsteil 15 ist an seinem antriebsseitigen Endabschnitt 18 rohrförmig ausgebildet und auf einem Ringbund 19, der an der Obergangszone vom Antriebskopf 5 zum Antriebszapfen 6 vorgesehen ist, mit Schiebesitz gelagert Der Ringbund ist durch eine bohrerseitig quer zur Antriebsachse verlaufende Ringschulter 20 begrenzt, an der die Schraubenfeder 16 anliegt Eine gegenüberliegende Anlage fläche 21 für die Schraubenfeder 16 wird durch eine Stirnseite des

-° Bundes 17 gebildet. Er kann durch Zug am Sicherungsteil 15 in die in Fig. 1 mit strichpu '.tierten Linien angedeutete Stellung so weit verschober, werden, daß er das Mitnehmerglied 12 in radialer Richtung freigibt. Durch Drehen des Bohrers entgegen seiner Drehrich-

■' tung kann dann das Mitnehmerglied 12 radial nach außen in 'eine in F i g. 1 durch strichpunktierte Linien angedeutete Freigabestellung verschoben werden. Der Bohrer läßt sich dann aus der Längsbohrung 4 des Antriebskopfes 5 herausziehen. Es ibt also nur

^!l> notwendig, das Sicherungsteil 15 gegen die Kraft der Feder 16 zurückzuschieben und den Bohrer entgegen Drehrichtung zu drenen, wodurch zwangsläufig das Mitnehmerglied 12 infolge seiner Anlage am Boden 9 der Ausnehmung 8 radial nach außen so weit verschoben wird, daß es vollständig aus der Ausnehmung 8 austritt und den Bohrer zum Herausziehen freigibt.

Zur Aufnahme des Mitnehmergliedes 12 in der in Fig.) mit strichpunktierten Linien angegebenen Freigabestellung weist das Sicherungsteil 15 an seinem bohrerseitigen Bohrungsabschnitt einen vom Bund 17 bis ζ r Stirnseite des Sicherungsteiles reichenden Endabschnitt 2J auf. der eine ausreichende radiale Ausweichmöglichkeit für das Mitnehmerglied 12 gewährleistet und in der Mitnahmestellung eiiien die Axialbewegung des Sicherungsteiles 15 begrenzenden O-Ring 24 übergreift. Er ist in eine in der zylindrischen Mantelfläche des Antriebskopfes 5 vorgesehene Ringnut 25 eingesetzt und besteht im Ausführungsbeispiel

'" aus Gummi. Im Betrieb der Bohreinrichtung dient der O-Ring 24 auch als Dichtung und verhindert, daß Bohrstaub und dgl. in die Aufnahmevorrichtung 1 gelangt.

Das M'tnehmerglied 12 ist an seiner dem Antnebs-

'⁵ zapien b zugewandten Seite mit einer Abflachung 27 versehen, mit der es an einer Anstauchung an der Querbohrung 13 anliegt. Die Anstauchunp ist an dem zum Antriebskopf 5 benachbarten Teil der Umfangsfläche der Querbohrung 13 vorgesehen und bildet eine

Verdrehsicherung fü- das Mitnehmerglied 12. so daß es in bezug auf dm Boden 9 der Ausnehmung 8 die richtige Lage einnimmt. Die Abflachung 27 des Mitnehmergliedes 12 dient gleichzeitig als axiale Begrenzung, wenn sich beispielsweise der Bohrer beim Herausziehen aus

^h seinem Bohrloch verklemmt hat und zum Lösen des Bohrers an der Aufnahmevorrichtung gezogen wird. Dann legt sich in der aus F i g. 5 erkennbaren Weise das Mitnehmerglied 12 gegen eine rückwärtige Seitenfläche

7. welche die Ausnehmung 8 in axialer Richtung begrenzt. Beim Zurückziehen liegt das Mitnehmerglied 12 dann flächig an der Seitenfläche 7 an. so daß die beim Zurückziehen auftretenden Kräfte flächig vom Mitnehmerglied 12 auf die Seitenfläche 7 übertragen werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Gratbildung an der Seitenfläche vermieden, die in diesem Bereich bei Linienberührung auftreten und das Herausziehen des Bohrers aus der Aufnahmevorrichtung 1 erschweren würde.

Die Endzone 3 des Bohrerschaftes 2 weist eine Fase 28 auf. deren Größe etwa der Tiefe 11 der Ausnehmung 8 entspricht. Der durch die Fase 28 an der Planfläche 29 gebildete Kegelstumpf erleichtert das funführen des Bohrerschaftes in die Aufnahmevorrichtung 1. weil mit der Fase das Mitnehmerglied 12 radial nach außen geschoben werden kann, wenn sich das Sichcrungsteil 15 in der in Fig. I mit strichpunktierten Linien angegebenen Freigabestellung befindet.

Ausnehmung 8 versehenen Endzone 3 von 10 bis 12 mm die Bohrwerkzeuge einen Arbeitsdurchmesser bis zu 20 mm haben können. Infolge der Zwangsverriegelung mit Hilfe des Sicherungsteiles 15 sind die verwendeten ■ Bohrer in beiden Drehrichtungen gehalten, wodurch eine erhebliche Steigerung der Betriebssicherheit erreicht wird. Außerdem wird verhindert, daß sich der Bohrer in der Aufnahmevorrichtung verklemmt und deformiert wird.

Die beschriebene Ausbildung der Aufnahmevorrichtung I erlaubt ferner eine rasche Auswechselung der Bohrwerkzeuge ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie Schlüssel, Keile oder dgl. Bei dei beschriebenen Ausführungsform ist der Boden 9 leicht konvex gekrümmt. Fr kann aber auch eben oder leicht konkav ausgebildet sein. Wesentlich ist. daß der Boden stetig über die ganze zugehörige Breite der Endzone 3 verläuft Die Ausnehmung 8 läßt sich infolge ihrer im Querschnitt scgmcnlförmigcn Ausbildung sehr einfach

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darin, daß bei einem Durchmesser der mit der werden kann.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Bohreinrichtung für einen Gesteinsbohrer, insbes. einen Schlagbohrer, Hammerbohrer und dgl., mit einer zur drehfesten. lösbaren Halterung des ^r> Gesteinsbohrers dienenden und hierzu mit einer Längsbohrung versehenen Aufnahmevorrichtung, die einen zur Verbindung mit einer Bohrmaschine bestimmten Antriebsteil und ein darin quer zur Längsbohrung in eine Mitnahme- und eine Freigabe- hj stellung bewegbares Mitnehmerglied aufweist, das an einem als Mitnahmefläche dienenden, über die ganze entsprechende Breite des Bohrerschaftes stetig durchgehenden Boden einer im Bohrerschaft vorgesehenen Ausnehmung liegt, und mit einem am Antriebsteil gelagerten .Sicherungsteil, das in eine das Mitnehmerglied in dessen Mitnahmestellung festlegende Sperrstellung und in eine das Mitnehmerglied freigebende Stellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnahmer- -° glied (1?} während der Sperrstellung Linienberührung mn dem Boden (9) der Ausnehmung (8) im Bohrerschaft (2,3) hat. und daß zwischen dem Boden (9) der Bohrerschaftausnehmung (8) unJ einer in Richtung der Mitnahmebewegung vorlaufenden. ^:"· quer zur Richtung der Mitnahmebewegung verlaufenden Fläche (22) des Mitnehmergliedes (12) ein öffnungswinkel (a) gebilde; ist, der zwischen 5° und 45 liegt.
2. Bohreinrichtung nach Anspruch 1. dadurch ^!() gekennzeichnet, daß der Boden (9) der Ausnehmung (8) in bezug auf die Bohrerachse (10) schwach konvex oder konkav gekrümmt ist.
3. Bohreinnchiurg nac. Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (9) der ^r> Ausnehmung (8) in einen; Abstand von der Bohrerachse (10) liegt, der höchstens etwa 40%, vorzugsweise etwa 20% des Durchmessers des Bohrerschaftes(2, 3) beträgt.
4. Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche I ⁴ⁿ bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (8) in axialer Richtung des Bohrerschaftes (2, 3) durch wenigstens eine ebene, senkrecht zur Bohrerachse (10) verlaufende Querfläche (7) begrenzt ist.
5. Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 ⁴' bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerglied (12) an seiner dem Boden (9) der Ausnehmung (8) zugewandten Endzone treppenförmig abgestuft ist und am Boden mit einer Stufenkante (14) anliegt, die in der Nähe der Diametralen des Querschnittes ^V) des Mitnehmergliedes verläuft.
b. Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerglied (12) auf einem Teil seiner Mantelfläche abgeflacht ist und mit dieser Abflachung (27) an '' einer äußeren Anstauchung an einer Querbohrung (13) im Antriebstell (5,6) liegt.
7 Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel (λ) etwa 20ⁿ bis 30" betragt.

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