DE2837038C2 - Bohrkopf zum Erweitern von Gesteinsbohrlöchern durch Aufwärtsbohren - Google Patents

Description

55

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf zum Erweitern von Gesteinsbohrlöchern durch Aufwärtsbohren mit einem Körper, an dem mehrere Meißelrollen angeordnet sind, und mit einem vom Körper abnehmbaren, an seinem unteren Teil mit einem Flansch versehenen Schaft, dessen eines Ende in einer zentrischen Axialbohrung des Körpers befestigt und dessen anderes Ende in das zu erweiternde Bohrloch einführbar ist, wobei das in der zentrischen Axialbohrung des Körpers gehaltene Ende des Schaftes zwei zylindrische Abschnitte aufweist, von denen der obere einen geringeren Durchmesser besitzt als der untere und beiden Abschnitten entsprechend ausgebildete zylindrische Abschnitte in der zenirischen Axialbchrung des Körpers zugeordnet sind.

Bohrköpfe für Erweiterungsbohrcr zum Aufwärlsbohrcn werden zum Bohren einer aufwärtsführenden Bohrung durch Erweitern einer Führungsbohrung auf den gewünschten Durchmesser verwendet. Der Bohrkopf besteht üblicherweise aus mehreren Walzenfräscrn. die ringförmig auf einem Aufwärtsbohl kopfkörper angeordnet sind und die gedreht werden, während gleichzeitig der Bohrkopf nach aufwärts vorgeschoben wird, wodurch das Gestein um das Führungsloch zerkleinert wird. Der Schaft ist während des Bohrens in das Führungsloch eingesetzt, das im voraus gebohrt worden ist. und es sollte aus diesem Grunde der Schaft einen Durchmesser haben, der eng in das Führungsloch paßt. Wenn der Durchmesser des Führungsloches geändert wird und der Schaft oder der Bohrkopf repariert werden soll, ist es wünschenswert, daß der Schaft leicht abnehmbar ist und durch einen neuen Schaft mit gleicher oder unterschiedlicher Abmessung ersetzt werden kann und daß dies von der Arbeitsseite mit Hilfe einfacher Handwerkzeuge erfolgen kann. Auch aus Transportgründen ist es erwünscht, daß der Schaft abnehmbar ist.

Aus der US-PS 39 93 147 ist es bekannt, Aufwärtsbzw. Ziehbohrköpfe mit einem abnehmbaren Schaft der obengenannten Art zu versehen. Die in der genannten Patentschrift offenbarte lösbare Verbindung hat aber in gleicher Weise wie andere ähnliche Verbindungen konischer Form (US-PS 39 17 009 und 40 11019) Nachteile insofern, als es schwierig ist, die Verbindung nach einer gewissen Bohrzeit zu lösen. Die Arbeit zum Lösen des Schaftes erfordert deshalb viel Zeit und muß außerdem mit Hilfe von Spezialwerkzeugen, wie hydraulischen Pressen und dergleichen, durchgeführt werden.

Es ist ferner ein Erweiterungsbohrkopf bekannt (US-PS 38 66 698), bei welchem am unteren Ende des abnehmbaren Antriebsschaftes ein Tragflansch befestigt ist, mit dem allein der Schaft am Bohrkopf mit Hilfe von Stiften und Schrauben befestigt ist. Diese Verbindung gewährleistet keine sichere Halterung.

Es ist auch ein Erweiterungsbohrkopf bekannt (»Glückauf« vom 20. 5. 1976, Seite A 321), bei welchem der Schaft an seinem unteren Teil mit einem Flansch versehen ist ajnd eine zentrisch angeordnete, durchgehende Bohrung des Bohrkopfes durchsetzt. Hier erfolgt eine axiale Lastübertragung vom Schaft auf den Bohrkopf nur durch den Flansch. Wegen der durchgehend zylindrischen Bohrung ergeben sich hier Probleme. Bei genauer Passung von Schaft und Bohrung ist ein Auswechseln des Schaftes schwierig, während bei ungenauer Passung eine sichere Halterung nicht gewährleistet ist.

Es ist schließlich auch ein Erweiterungsbohrer der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 40 07 799), bei welchem der Schaft mit einer Ringschulter versehen ist, welche an einer innerhalb des Bohrkopfes vorgesehenen Anschlagfläche anliegt und welche die gesamte axiale Last aufnimmt. Dabei ist zwischen Schaft und den ihn aufnehmenden Bohrungsteilen des Bohrkopfes ein radiales Spiel vorgesehen. Dieser bekannte Bohrkopf ermöglicht keine sichere Hallerung bei gleichzeitig leichter Auswechselbarkeit des Schaftes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrkopf der eingangs genannten Art so auszubilden,

daß der Schaft leicht auswechselbar ist und trotzdem eine sichere Halterung gewährleistet. Dies wird erfindungsgemäU dadurch erreicht, daß ausschließlich der Flansch zur Übertragung der axialen Kräfte des Schaftes auf den Bohrkopfkörper vorgesehen ist. daß mindestens der obere der beiden /vlindrischen Abschnitte von Schaft und zentrischer Axuilbohriing des Körpers eine genaue Passung aufweist und daß die zylindrischen Abschnitte des Schaftes und/oder der zentrischen Axialbohrung des Körpers durch eine dazwischenliegende Aussparung voneinander gelrennt sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Untcransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispiclen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. I einen axialen Schnitt durch einen Erweilerudgsbohrkopf zum Aufwärtsbohren gemäß der Erfindung, und

Fi g. 2 einen Teilschnitt des Mittelteiles des Dohrkopfes nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zum Aufwärtsbohren enthält einen zentrischen Führungszapfen oder Schaft 10, um den Walzenfräser 12 auf einem Bohrkopfkörper 11 drehbar gelagert sind. Die Mantelfläche der Fräser ist konisch, und sie ist mit Schneideinsätzen 13 aus Hartmetall oder einem anderen verschleißfesten Material versehen. Die Fräser 12 sind auf feststehenden zylindrischen Achswellen gelagert, die in Auflagern 14, die an dem Bohrkopfkörper 14 befestigt sind, angeordnet sind. Das obere Ende des Schaftes ist mit einem konischen Gewinde 15 versehen, das für die Kupplung des Schaftes 10 mit einer Bohrstange verwendet werden kann, die für den Antrieb des Aufwärtsbohrkopfes verwendet wird.

Der Schaft 10 erstreckt sich durch eine /entiisclie Öffnung 16 in dem Körper II. Das dem Gewindeende gegenüberliegende Ende des Schaftes 10 ist mit einem Flanschteil 18 versehen, der mit Hilfe von Bolzen 17 von <o unten an dem Körper befestigt ist. Der Teil des Schaftes, der innerhalb des Körpers liegt, ist von einer Hülse 19 eingeschlossen, die mit Hilfe von Schweißnähten 20 am Körper 11 befestigt ist und dessen zentrische Bohrung bildet.

Die Hülse 19 besteht aus einem oberen Teil 21 und einem unteren Teil 22 sowie einem Mittelteil, der eine innere Aussparung 23 bildet. Der Innendurchmesser des oberen Teiles 21 der Hülse ist etwas geringer als der Durchmesser des unteren Teiles 22. Der Teil des Schaftes 10, der sich innerhalb der Hülse 19 befindet, hat in entsprechender Weise zwei zylindrische Teile 24 und 25, deren Außendurchmesser so gewählt sind, daß ein guter Schiebesitz in be/.ug auf die I lülsentcile 21 bzw. 22 erreicht wird. Der zylindrische Teil 25 des Schaftes 10 erfordert nicht in gleicher Weise eine genaue Passung in dem Hülsenieil 22 wie der zylindrische Schaftteil 24 in dem Hülsenteil 21 zur Erzielung einer voll genügenden Stabilität der Anordnung. Der Schaft IO besitzt in gleicher Weise wie die Hülse 19 einen ausgesparten Teil 26 zwischen seinen beiden Teilen 24 und 25 mit verschiedenen Durchmessern.

Als praktisches Beispiel der Abmessungen des Schaftes kann der obere Teil 24 einen Durchmesser von 340 mm. der untere Teil 25 einen von 342 mm aufweisen, wobei also die Differenz 2 mm beträgt. Der Zweck dieser Anordnung ist es, die Gefahr eines Festfressens /wischen dem Schaft und dem Bohrkopfkörper während des Zusammenbaus oder des Lösens zu verringern.

Der Flansch 18 auf dem Schaft dient zum Tragen des Bohrkopfes It in axialer Richtung auf dem Schaft 10. Die zylindrischen Teile auf dem Schaft und die zusammenpassenden Teile in der Bohrung 16 des Bohrkopfcs dienen zur Halterung des Bohrkopfcs und des Schafts in ausgerichteter Lage und zur Gegenwirkung gegen Schv/enkkräfte, die während des Bohrens auf den EJohrkopf einwirken und die aufgrund von ungleichem Kontaktdruck zwischen dem Bohrkopf und dem Fels entslchen. Die Passung zwischen dem Schaft und der Bohrung sollte deshalb eng genug sein, so daß eine Schwenkung des Bohrkopfkörpers auf dem Schaft nicht möglich ist. Gleichzeitig sollte die Passung ein Gleiten ermöglichen, um eine Trennung der beiden Teile zu erleichtern. Die Bolzen 17 tragen dazu bei, einer solchen Schwenkbewegung entgegenzuwirken.

Um die Ausrichtungswirkung zwischen den zylindrischen Flächen zu verstärken, ist es zweckmäßig, daß sie eine axiaie Länge besitzen, die einen wesentlichen Teil desjenigen Teiles des Schaftes einnehmen, der von der Bohrung umgeben ist. Zweckmäßig nehmen sie zusammen zumindest die Häfltc dieses Teiles ein. Der obere und der untere zylindrische Teil können zweckmäßig etwa die gleiche Länge haben.

Um das Einbringen von Bohrklein zwischen die zylindrischen Flächen zu verhindern, was die Lösung und den Zusammenbau beeinträchtigen könnte, ist neben dem Oberteil der oberen zylindrischen Flächen eine Dichtung 27 vorgesehen.

Mit dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Aufwärtsbohrkopf erhalten, in dem der Schaft mit Hilfe von einfachen Werkzeugen leicht gelöst werden kann. Das Lösen erfordert nur das Entfernen der Bolzen 17. Die einfache Konstruktion ermöglicht ferner eine kostengünstigere Herstellung als früher.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Bohrkopf zum Erweitern von Gesteinsbohrlöchern durch Aufwärtsbohren, mit einem Körper, an dem mehrere Meißelrollen angeordnet sind, und mit einem vom Körper abnehmbaren, an seinem unteren Teil mit einem Flansch versehenen Schaft, dessen eines Ende in einer zenirischen Axialbohrung des Körpers befestigt und dessen anderes Ende in das zu erweiternde Bohrloch einführbar ist, wobei das in der zentrischen Axialbohrung des Körpers gehaltene Ende des Schaftes zwei zylindrische Abschnitte aufweist, von denen der obere einen geringeren Durchmesser besitzt als der untere und beiden Abschnitten entsprechend ausgebildete zylindrische Abschnitte in der zentrischen Axialbohrung des Körpers zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich der Flansci'(18) zur Übertragung der axialen Kräfte des Schaftes (10) auf den Bohrkopfkörper (11) vorgesehen ist, daß mindestens der obere der beiden zylindrischen Abschnitte (24, 21) von Schaft (10) und zentrischer Axialbohrung (16) des Körpers (11) eine genaue Passung aufweist und daß die zylindrischen Abschnitte (24, 25; 21, 22) des Schaftes (10) und/oder der zentrischen Axialbohrung (16) des Körpers (11) durch eine dazwischenliegende Aussparung (26) voneinander geh ennt sind.

2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Längen der beiden zylindrischen Abschnitte (21,22; 24,25) des Schaftes (10) und/oder der zentrischen Bohrung (16) des Körpers (11) zusammen mehr als die Hälfte desjenigen Teiles des Schaftes (10) einnehmen, der von der zenirischen Bohrung (16) umgeben ist.

3. Bohrkopf nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der beiden zylindrischen Abschniitc (21, 22; 24, 25) des Schaftes (10) und/oder der zentrischen Bohrung (16) des Körpers (M) etwa gleich sind.

4. Bohrkopf nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die oberen zylindrischen Abschnitte (21, 24) des Schaftes (10) und der zenirischen Bohrung (16) des Körpers (11) eine Dichtung (27) eingesetzt ist.

5. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Flansch (18) und Schaft (10) aus einem Stück bestehen.

6. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der obere der beiden zylindrischen Abschnitte (24; 21) von Schaft (10) und zentrischer Axialbohrung (16) des Körpers (11) mit Schiebesitz ineinander passen.