DE3143099A1

DE3143099A1 - Boring head for a shaft-boring machine

Info

Publication number: DE3143099A1
Application number: DE19813143099
Authority: DE
Inventors: Shuichi Ajiro; Yasuaki Ishikawa; Masami Ibaraki Wada
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1981-10-30
Filing date: 1981-10-30
Publication date: 1983-05-11

Abstract

A boring head for a shaft-boring machine for reversing circular boring has cutter arrangements with rotary cutters (21) and drag cutters (22). The rotary cutters and the drag cutters are arranged radially and inclined to a vertical axis of the boring head, and the rotary cutters each have cutting teeth (23) on their periphery, of which each has an inclined side face (25). This side face lies in a conical plane whose centre axis coincides with the axis of rotation of the rotary cutter (21). The side face of each cutting tooth points in the direction of inclination of the associated elements of the cutter arrangements and is arranged in such a way that it projects beyond the line which is formed by the cutting tips of the drag cutters (22). <IMAGE>

Description

Bohrkopf für eine Schachtbohrmaschine Drill head for a shaft drilling machine

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf für eine Schachtbohrmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und insbesondere einen Bohrkopf für eine Bohrmaschine, die zum Umkehr-Kreisbohren verwendet wird.The invention relates to a drill head for a shaft drilling machine according to the preamble of claim 1 and in particular a drill head for a Drilling machine used for reverse circular drilling.

Die Umkehr-Kreisbohrtechnik wird weithin angewandt beim Bohren von Bohrlöchern für Stützsäulen bei der Konstruktion von Gebäuden.Reverse circular drilling technique is widely used in drilling Drilling holes for support columns in the construction of buildings.

Stützsäulen für die Konstruktion von großen Gebäuden werden Dzmck ausgesetzt, so daß sie in die Fetsschicht eindringen, welche Felsschicht unterhalb der Bodenschicht (Erdschicht) liegt. Die Bohrköpfe einer Bohrmaschine bestehen aus zwei Typen, von denen der eine zum Aushöhlen des Bodens und der andere zum Durchführen eines Bohrvorganges in Felsgestein gedacht ist. Die Vorgehensweise ist so, daß eine Erdschicht und eine Felsschicht mit unterschiedlichen Bohrköpfen ausgebohrt wird, entsprechend der Art des auszuhöhlenden Bodens.Support columns for the construction of large buildings will be Dzmck exposed so that they penetrate into the layer of fat, which layer of rock is below the soil layer (earth layer) lies. The drill heads of a drill consist of two types, one for hollowing out the ground and the other for performing a drilling process in rock is intended. The procedure is such that a A layer of earth and a rock layer is drilled with different drill heads, according to the type of soil to be excavated.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bohrkopf zu schaffen, mit dem sowohl Erdschichten als auch Felsschichten ohne Austausch des Bohrkopfes durchbohrt werden können.The object of the invention is to create a drill head with which both layers of earth and rock can be drilled through without replacing the drill head can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß celöst mit einem Bohrkopf r;iit. den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.According to the invention, this object is achieved with a drill head r; iit. the characterizing features of claim 1.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem Bohrkopf verwirklicht, der gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 4 ausgebildet ist.Another embodiment of the invention is implemented in a drill head, which is designed according to the characterizing features of claim 4.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous refinements and improvements of the invention can be found in the subclaims.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und weitere Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden: Es zeigt: Fig. 1 eine erläuternde Darstellung, in der die allgemeine Konstruktion einer Meißel-Bohrmaschine dargestellt ist, bei der das Umkehr-Kreis-Bohrverfahren verwendet wird, Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Schneide- bzw. Bohrkopf, Fig. 3 eine schematische Seitenansicht auf den erfindungsgemäße Bohrkopf, teilweise entlang der Linie II-II der Fig.2 geschnitten, Fig. 4 eine schematische Aufsicht von unten auf den erfindungsgemäßen Bohrkopf, Fig. 5 eine schematische, vergrößerte Seitenansicht eines Drehschneiders oder Drehmeißels in dem erfindungsgemäßen Bohrkopf, geschnitten entlang der Linie V - V in Fig. 3, Fig. 6 eine schematische Vorderansicht des Drehmeißels, geschnitten entlang der Linie VI - VI in Fig. 5, wobei auch seine Stellung relativ zu dem Schleppmeißel dargestellt ist, Fig. 7 A bis Fig. 7 D schematische perspektivische Ansichten einiger Ausführungsbeispiele des Schleppmeißels, der in dem erfindungsgemäßen Bohr - oder Meißelkopf verwendet wird, Fig. 8 eine schematische, vergrößerte Seitenansicht des Schleppmeißels, geschnitten entlang der Linie XIII - XIII in Fig. 3, Fig. 9 eine schematische, erläuternde Darstellung der Drehmeißel und der Schleppmeißel in dem erfindungsgemäßen Bohr- oder Meißelkopf, Fig. 10 und Fig. 11 schematische und erläuternde Darstellungen, in der die Meißel des erfindungsgemäßen Bohrkopfes eine Felsschicht durchbohren, dabei zeigt Fig. 10 eine Darstellung, wie der Bohrkopf arbeitet, von der Seite, Fig. 11 eine Schnittansicht gem. der Linie XI - XI der Fig. 10, Fig. 12 eine schematische, erläuternde Darstellung, in der die räumliche Zuordnung eines Drehmeißels relativ zu der zentralen Drehachse des erfindungsgemäßen Bohrkopfes und Fig. 13 eine schematische Vorderansicht, in der eine andere Ausgestaltung des Drehmeißels im erfindungsgemäßen Bohrkopf dargestellt ist.Based on the drawing, in which some embodiments of the invention are shown, the invention and further advantageous embodiments are intended and further improvements are explained and described in more detail: It shows: Fig. 1 is an explanatory diagram showing the general construction of a chisel drilling machine is shown in which the reverse circle drilling method is used, Fig. 2 a schematic top view of the cutting or drilling head according to the invention, FIG. 3 a schematic side view of the drill head according to the invention, partially along cut along the line II-II of FIG. 2, FIG. 4 is a schematic plan view from below of the drill head according to the invention, FIG. 5 is a schematic, enlarged side view a rotary cutter or lathe chisel in the drill head according to the invention, cut along the line V - V in Fig. 3, Fig. 6 is a schematic front view of the turning tool, sectioned along the line VI - VI in Fig. 5, its position also being relative is shown for the drag chisel, FIGS. 7A to 7D are schematic perspective views Views of some embodiments of the drag chisel in the invention Drilling or chisel head is used, FIG. 8 is a schematic, enlarged side view of the drag chisel, sectioned along the line XIII - XIII in Fig. 3, Fig. 9 is a schematic, explanatory illustration of the turning chisel and the drag chisel in the drill or chisel head according to the invention, FIGS. 10 and 11 are schematic and explanatory views in which the chisels of the drill head according to the invention drilling through a rock layer, FIG. 10 shows a representation of how the drill head 11 is a sectional view along the line XI-XI of FIG Fig. 10, Fig. 12 is a schematic, explanatory representation in which the spatial Assignment of a lathe tool relative to the central axis of rotation of the invention Drilling head and FIG. 13 is a schematic front view in which another embodiment of the lathe chisel is shown in the drill head according to the invention.

Der erfindungsgemäße Bohrkopf ist in einer Bohrmaschine eingebaut, mit der ein Umkehr-Kreis-Bohrverfahren durchgeführt wird. Die Fig. 1 zeigt eine typische Ausgestaltung einer derartigen Bohrmaschine.The drill head according to the invention is installed in a drilling machine, with which a reverse-circle drilling process is carried out. Fig. 1 shows a typical configuration of such a drilling machine.

Der Grundrahmen 1 ist auf der Bodenoberfläche aufgestellt. Auf dem Grundrahmen oder Grundrahmengestell 1 ist ein Drehtisch 2 angebracht.The base frame 1 is set up on the floor surface. On the A turntable 2 is attached to the base frame or base frame 1.

Auf dem Drehtisch 2 ist axial bewegbar ein Bohrrohr 3 angeordnet. An dem Ende des Bohrrohres, das sich unterhalb der Bodenoberfläche befindet, ist ein Bohrkopf 4 angebracht. An dem Ende oberhalb der Bodenoberfläche ist eine Gelenkverbindung 5 angeordnet. Das Bohrrohr 3 und der Bohrkopf 4 sind an einem nicht dargestellten Kran aufgehängt.A drill pipe 3 is arranged on the turntable 2 so as to be axially movable. At the end of the drill pipe that is below the soil surface is a drill head 4 attached. At the end above the ground surface is a hinge connection 5 arranged. The drill pipe 3 and the drill head 4 are on a not shown Crane suspended.

Der Bohrkopf 5 besitzt eine Hauptwelle 6, die mit dem Bohrrohr 3 verbunden ist. Ein Stützelement oder ein Stutzflügel 7 ist an der Hauptwelle 6 angebracht. An dem untersten Ende der Hauptwelle 6 ist ein Führungsbohrer 8 befestigt. Ein Bohrvorgang wird durchgefünrt, wenn derDrehtisch 2 auf dem Grundgestell 1 in Drehung versetzt wird und wenn die Meißelanordnungen, die an den Stützelementen angebracht sind, den Boden progressiv entsprechend der Drehung des Drehtisches aushöhlen, während das Borrohr zusammen mit dem Bohrkopf 4 sich fortschreitend absenkt . Während des Aushöhlens, also während des Bohrvorganges, verhindern der Führungsbohrer 8 ebenso wie Schablonenbohrer 20, die an dem äußersten Umfang des Stützelementes angeordnet sind, jede exzentrische Drehung des Bohrkopfes 4, und gleichzeitig führt ein Stabilisator 9 den Bohrkopf 4, so daß dieser ein Bohrloch genau gerade ohne jegliche Abweichung bohren kann.umi Bodenstücke und dergleichen aus dem Bohrloch auszubringen, ist ein Auslaß- oder Ausbringrohr 10 mit dem oberen Ende des Bohrrohres 3 über die Gelenkverbindung verbunden und mit dem Bohrrohr ist ein Luftversorgungsrohr 10 A verbunden. Das Ausbringen von Bodenstücken und Felsbrocken wird so bewirkt, daß komprimierte Luft, die von einem auf der Erdoberfläche angeordneten Druckluftkompressor 10 B dem Luftversorgungsrohr 10 A zugeführt wird, in das Bohrrohr 3 eingeblasen wird, und daß unter der Wirkung der ausströmenden Druckluft die Erdstücke oder Bodenstücke und Felsbrocken, die während des Bohrens des Schachtes oder Bohrloches erzeugt worden sind, zusammen mit dem in dem Bohrloch befindlichen Wasser in die ohle Hauptwelle des Bohrloches eingesaugt werden und daß sie durch das Bohrrohr 3 auf die Erdoberfläche ausbracht werden. Das Ausbringen könnte auch mittels einer mit dem Ausbringrohr verbundenen Pumpe anstatt dem Druckluftkompressor und dem Luftversorgungsrohr durchgeführt werden.The drill head 5 has a main shaft 6 which is connected to the drill pipe 3 is. A support member or wing 7 is attached to the main shaft 6. At the lowest end of the main shaft 6 is a Guide drill 8 attached. A drilling operation is performed when the turntable 2 is on the base 1 is set in rotation and when the chisel assemblies attached to the support elements are attached to progressively hollow out the floor according to the rotation of the turntable, while the boron tube together with the drill head 4 is progressively lowering. While The guide drill 8 prevents hollowing out, i.e. during the drilling process as well as template drills 20, which are arranged on the outermost periphery of the support element are, any eccentric rotation of the drill head 4, and at the same time a stabilizer performs 9 the drill head 4, so that this one drill hole is exactly straight without any deviation boring can bring pieces of soil and the like out of the borehole is one Outlet or discharge pipe 10 with the upper end of the drill pipe 3 via the articulated connection and an air supply pipe 10 A is connected to the drill pipe. The spreading of soil and boulders is so effected that compressed air released from an air compressor 10 B arranged on the earth's surface to the air supply pipe 10 A is supplied, is blown into the drill pipe 3, and that under the action the outflowing compressed air the pieces of earth or pieces of soil and boulders that have been generated during the drilling of the well or borehole, together with the water in the borehole into the hollow main shaft of the borehole are sucked in and that they are discharged through the drill pipe 3 to the surface of the earth will. The discharge could also be carried out by means of a device connected to the discharge pipe Pump instead of the air compressor and air supply pipe.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen Details des erfindungsgemäßen Bohrkopfes.2 to 4 show details of the drill head according to the invention.

Die Hauptwelle 6 ist umfasst von einem hohlen, am Ende offenen Rohr und besitzt einen Flansch 11, der am oberen Ende des Rohres angeordnet ist und dieser Flansch ist mittels Schraubenbolzen mit einem Flansch verbunden, der an dem unteren Ende des Bohrrohres 3 anyebracht ist. Die Stützelemente 7 bilden jeweils einen spitzen Winkel « mit einer horizontalen Ebene und ebenso einen spitzen Winkelpmit einer vertikalen Ebene. Diese Stützglieder 7 sind radial zu der mittleren Drehachse der Hauptwelle 6 ausgerichtet. Die Endabschnitte dieser Stützelemente 7 sind am Umfang der Hauptwelle 6 angeschweißt.The main shaft 6 is encompassed by a hollow tube that is open at the end and has a flange 11 which is arranged at the upper end of the tube and this Flange is connected to a flange by means of screw bolts, which is attached to the lower End of the drill pipe 3 is any brought. The support elements 7 each form a pointed one Angle «with a horizontal plane and also an acute angle with a vertical plane. These support members 7 are radial to the middle Axis of rotation of the main shaft 6 aligned. The end sections of these support elements 7 are welded to the circumference of the main shaft 6.

Die Verstärkungsplatten 12, 12' verbinden die freien Enden der Stützelemente 7 mit der Umfangsfläche der Hauptwelle 6 bzw. verbinden auch die festen Enden der Stützelemente 7 mit der Umfangsfläche der Hauptwelle 6. Sowohl die Stützelemente 7 und die Verstärkungsplatten 12 besitzen eine eigene Verlängerung 13 bzw. 14, so daß diese Stützelemente 7 und die Verstärkungsplatten 12 zum Transport des gesamten Bohrkopf-Systems in Einzelteilen abmontiert werden können. Einstückig mit diesen Verlängerungen ist ein Stabilisator 9 verbunden.The reinforcement plates 12, 12 'connect the free ends of the support elements 7 with the peripheral surface of the main shaft 6 and also connect the fixed ends of the Support elements 7 with the peripheral surface of the main shaft 6. Both the support elements 7 and the reinforcement plates 12 have their own extension 13 and 14, see above that these support elements 7 and the reinforcing plates 12 for transporting the entire Drill head system can be dismantled in individual parts. One piece with these A stabilizer 9 is connected to extensions.

Schablonenbohrer bzw. Schablonenschneider 20 sind so angeordnet, daß sie in gleichen Abständen an dem äußersten Umfang der jeweiligen Stützelemente 7 liegen. An den Stützelementen 7 sind Schneidelemente oder Bohrelemente vorgesehen, so daß sie zwischen den Schablonenschneidern 20 und der Hauptwelle 6 angeordnet sind. Jede Schneidanordnung besteht aus Drehmeißeln 21 und Schleppmeißeln 22. Der Drehmeißel 21 ist an dem zugehörigen Stützelement 7 frei drehbar angebracht, und ein Schleppmeißel 22 ist an dem zugehörigen Stützelement 7 mittels Schweißens befestigt.Template drill or template cutter 20 are arranged so that they at equal intervals on the outermost circumference of the respective support elements 7 lie. Cutting elements or drilling elements are provided on the support elements 7, so that they are arranged between the template cutters 20 and the main shaft 6 are. Each cutting assembly consists of lathe chisels 21 and drag chisels 22. The Lathe chisel 21 is freely rotatably attached to the associated support element 7, and a drag chisel 22 is attached to the associated support element 7 by means of welding.

Wie man aus den Fig. 5 und 6 am besten erkennen kann, ist der Drehmeißel 21 mit einer Scheibe gebildet, die im wesentlichen dreieckför mige oder konische Schneidezähne 23 aufweist, die am Umfang der Scheibe angebracht bzw. gebildet sind. Diese Schneidezähne sind radial zu der mittleren Drehachse des Drehmeißels 21 ausgerichtet.As can best be seen from FIGS. 5 and 6, the lathe tool is 21 formed with a disc that is substantially dreieckför shaped or conical Has cutting teeth 23 which are attached or formed on the circumference of the disc. These cutting teeth are aligned radially to the central axis of rotation of the lathe tool 21.

Die Spitze 24 jedes Schneidezahnes liegt auf einem Kreis der parallel zur zentralen Drehachse des Drehmeißels 21 verläuft, oder auf einer ylindrischen Fläche, deren Mittelachse mit der zentralen Drehachse des DrehmeiRels zusammenfällt. Eine seitliche Fläche 25 jedes Schneidezahnes ist als eine flache Ebene ausgebildet, die die mittlere Achse des Drehmeißels 21 rechtwinklig schneidet. Die andere Seitenfläche des zahnes ist schräg ausgebildet, um eine geneigte Fläche 26 zu schaffen.The tip 24 of each incisor lies on a circle of the parallel runs to the central axis of rotation of the lathe tool 21, or on a ylindric Area whose central axis coincides with the central axis of rotation of the lathe tool. A lateral surface 25 of each incisor is formed as a flat plane, which intersects the central axis of the lathe tool 21 at right angles. The other side face the tooth is sloped to create an inclined surface 26.

Diese geneigte Fläche 26 ist in einer konischen Ebene angeordnet, deren Apex auf der mittleren Drehachse des Drehmeißels 21 liegt. Der Winkel der zwischen der seitlichen Fläche 26 des Schneidezahnes und der Ebene gebildet ist, die im rechten Winkel zu der mittleren Drehachse des Drehmeißels oder der seitlichen Fläche 25, je nach Wunsch, liegt, ist so ausgewählt, daß er im Bereich zwischen 150 bis 750 liegt.This inclined surface 26 is arranged in a conical plane, the apex of which lies on the central axis of rotation of the lathe tool 21. The angle the is formed between the lateral surface 26 of the incisor and the plane, those at right angles to the central axis of rotation of the lathe tool or the lateral ones Area 25, as desired, is selected to be in the range between 150 to 750.

Im folgenden seien konkrete Abmessungen der jeweiligen Abschnitte eines Drehmeißels aufgezählt: Der Durchmesser (Entfernung von Blattspitze zu Blattspitze) des Drehmeißels beträgt 175 mm, die Breite desselben 55 mm, die Anzahl der Schneidezähne beträgt 13 und der durch die Flächen benachbarter Schneidezähne gebildete Winkel, d.h. der Nutwinkel, beträgt 630 42', die mittlere axiale Länge an der Spitze des Blattes oder des Zahnes beträgt 10 mm, die Breite der Spitze des Zahnes 2 mm und der winkel der geneigten Fläche des Zahnes, d.h. der oben erwähnte Winkel beträgt 540 6', Wie oben dargestellt, sind die jeweiligen Drehmeißel 21 mit denzugehörigen Stützelementen frei drehbar verbunden. Zu diesem Zwecke sind die jeweiligen Drehmeißel 21 mittels eines Lagers an einer Welle 27 angebracht. Diese Welle 27 ist umgekehrt mit einem Trägeransatz 28 fest verbunden, der mittels Schraubenbolzen an einer Grundplatte 29 befestigt ist, die umgekehrt an dem zugehörigen Stützelemcntmittels Schweißen befestigt ist. The following are specific dimensions of the respective sections of a lathe chisel: The diameter (distance from blade tip to blade tip) of the lathe chisel is 175 mm, the width of the same 55 mm, the number of incisors is 13 and the angle formed by the surfaces of adjacent incisors, i.e. the groove angle, is 630 42 ', the mean axial length at the tip of the Blade or tooth is 10 mm, the width of the tip of the tooth 2 mm and is the angle of the inclined face of the tooth, i.e. the angle mentioned above 540 6 ', As shown above, the respective turning tools 21 with the associated Support elements freely rotatable connected. The respective turning tools are used for this purpose 21 attached to a shaft 27 by means of a bearing. This shaft 27 is reversed firmly connected to a support attachment 28, which is attached to a base plate by means of screw bolts 29 is attached, the reverse to the associated support member by means of welding is attached.

Jeder Drehmeißel 21 ist im allgemeinen so angeordnet, daß die geneigten Flächen der Schneidezähne in Richtung der Neigung der Stützelemente ausgerichtet sind, undjeder Drehmeißel 21 ist so angeordnet, daß seine zentrale Achse durch die zentrale Drehachse des Bohrkopfes 4 hindurchläuft. Wie jedoch weiter unten beschrieben werden soll, wird vorzugsweise jeder Drehmeißel 21 so angeordnet, daß seine mittlere Drehachse versetzt zu der geraden Linie ausgerichtet ist, die durch die mittlere Drehachse des Bohrkopfes 4 hindurchläuft. Each lathe tool 21 is generally arranged so that the inclined Face of the incisors aligned in the direction of the inclination of the support elements and each lathe tool 21 is arranged so that its central axis passes through the central axis of rotation of the drill head 4 runs through it. However, as described below is to be, each lathe tool 21 is preferably arranged so that its middle The axis of rotation is offset from the straight line passing through the center The axis of rotation of the drill head 4 runs through it.

Als Schleppmeißel kann jede bekannte Type verwendet werden. Beispielsweise kann er eine meißelartige Blattspitze besitzen, die durchaus eine sehr komplizierte Form aufweisen kann. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, daß die Blattspitze eine konische Endform besitzt. Derartige Blätter werden entweder unabhängig oder allein oder in einer gewünschten Kombination verwendet. In den Fig. 7 A bis C sind einige Beispiele derartiger meißelartiger Schlepp-Schneidwerkzeuge dargestellt. Das Werkzeug gem. Fig. 7 (A) ist einem Meißel sehr ähnlich und besitzt eine flache schaufelartige, nach oben weisende Fläche 22 d und eine flache Auslauffläche 22 b. Das Werkzeug gem. Fig.7fB) besitzt eine obere Meißelfläche 122 a in Form eines umgekehrten V oder eines umgekehrten Kegelstumpfes, wobei die hintere Fläche seitlich angebracht ist. Das Werkzeug gem. Fig. 7 (C) besitzt eine flache Meißelfläche 222 a; die hintere Ablauffläche 222 b ist gekrümmt. Die Fig. 7 (D) zeigt ein Meißelwerkzeus, das eine konische Endspitze des Blatttyps aufweist, und dieses Ende 322 a ist so angeordnet, daß es um den Schaft drehen kann. Ein Werkzeug, wie es aus der Fig. 8 am besten zu ersehen ist, ist an dem Stütz- oder Halteelement 7 dadurch angebracht, daß derjenige Abschnitt, der von der Blattspitze entfernt liegt, mittels Schweißen an dem Trägerelement oder Stützelement 7 befestigt ist. Any known type can be used as a drag chisel. For example he may have a chisel-like blade tip that definitely one can be very complicated in shape. On the other hand, there is also the possibility that the tip of the blade has a conical end shape. Such sheets will either used independently or alone or in a desired combination. In Fig. 7 A through C are some examples of such chisel type drag cutting tools shown. The tool according to Fig. 7 (A) is very similar to a chisel and has a flat scoop-like, upwardly facing surface 22 d and a flat outlet surface 22 b. The tool according to Fig.7fB) has an upper chisel surface 122 a in the form of a inverted V or an inverted truncated cone, with the posterior surface laterally is appropriate. The tool of FIG. 7 (C) has a flat chisel surface 222 a; the rear drainage surface 222 b is curved. Fig. 7 (D) shows a chisel tool, which has a conical end tip of the blade type, and this end 322 a is so arranged so that it can rotate about the shaft. A tool as shown in Fig. 8 is best seen, is attached to the support or holding element 7 by that the portion that is remote from the blade tip, by means of welding is attached to the carrier element or support element 7.

Jeder Drehmeißel 21 ist so angeordnet, daß die Blattspitze 24 die am weitesten unten liegt, sich in einer Ebene befindet, die im rechten Winkel den Drehmittelpunkt der Hauptwelle 6 schneidet. Jeder Schleppmeißel 22 ist ebenso angeordnet, so daß die Blattspitze in einer Ebene liegt, die im rechten Winkel zu der mittleren Drehachse der Hauptwelle 6 verläuft. Dementsprechend sind die Spitzen der Schneidezähne der Drehmeißel ebenso wie die Blattspitzen der Schleppmeißel der jeweiligen Anordnungen so ausgerIchtet, daß sie im rechten Winkel die mittlere Drehachse der Hauptwelle 6 kreuzen, und daß sie in Ebenen liegen, die parallel zur mittleren Drehachse der Hauptwelle oder auf der aushöhlten Fläche des Bodens verlaufen. In dem erfindungsgemäDen Bohrkopf jedoch sind alle Dreh- und Schleppmeißel so angeordnet, daß der Abstand H21 der Spitze des untersten Schneidezahnes bis zur obersten Kante 7 A des zugehörigen Stützelementes 7, d.h. der Abstand in einer Richtung, die parallel zur mittleren Drehachse des Schneidekopfes verläuft, größer ist als der Abstand H22 zwischen der Blattspitze eines jeden der Schleppmeißel und der unteren Kante des zugehörigen Stützelementes. Daher sind die jeweiligen Meißel so angeordnet, daß während des Bohrvorganges zuerst die Drehmeißel und dann die Schleppmeißel in Berührung mit der Bodenoberfläche verbracht werden.Each lathe tool 21 is arranged so that the blade tip 24 the furthest down, is in a plane that is at right angles to the The center of rotation of the main shaft 6 intersects. Each drag chisel 22 is arranged in the same way so that the tip of the blade lies in a plane which is at right angles to the central one The axis of rotation of the main shaft 6 runs. The tips of the incisors are accordingly the lathe chisel as well as the blade tips of the drag chisels of the respective arrangements aligned so that it is at right angles to the central axis of rotation of the main shaft 6 cross, and that they lie in planes parallel to the central axis of rotation of the Main wave or run on the hollowed out surface of the floor. In the inventive Drill head, however, all rotary and drag bits are arranged so that the distance H21 of the tip of the lowest incisor to the uppermost edge 7 A of the associated Support element 7, i.e. the distance in a direction parallel to the central Axis of rotation of the Cutting head runs, is greater than the distance H22 between the blade tip of each of the drag chisels and the lower edge of the associated support element. Therefore, the respective chisels are arranged in such a way that that during the drilling process first the lathe chisel and then the drag chisel in Contact with the soil surface.

Eine Vielzahl von SchleppmeiBeln, beispielsweise vier, sind nahe bei einem Drehmeißel angeordnet. Diese Schleppmeißel befinden sich in enger Berührung mit dem zugehörigen Drehmeißel und in gleicher Weise in enger Berührung miteinander und sie können sich teilweise ü:erlappen, wenn es erforderlich wird.A variety of dragging bits, for example four, are close by arranged a lathe chisel. These drag chisels are in close contact with the associated turning tool and in the same way in close contact with each other and they can partially overlap if necessary.

Um zu verhindern, daß der Zwischenraum zwischen benachbarten bleißeln mit Erde und Felsbrocken verstopft wird, und um ebenso das Befestigen der Meißel an ihren zugehörigen Stützelementen zu erleichtern, werden die Drehmeißel und die Schleppmeißel verteilt an den Trägerelementen bzw. Stützelementen angebracht. Die Fig. 9 zeigt die Einzelheiten des Anbaues der Meißel. Jeweilige Träger- oder Stützelemente, Dreh- oder Schleppmeißel, sind mit entsprechenden tiefgestellten Ziffern bezeichnet. Der Schleppmeißel, der sich in der Nähe des Drehmeißels 211 an dem Trägerelement 71 befindet, ist der Drehmeißel 221l, der an dem SEtzelement 72 angebracht ist. Der Schleppmeißel9 der nahe dem Drehmeißel 2211 liegt, ist der Schleppmeißel 2212 an dem Stützelement 73.In order to prevent the space between adjacent lead from flashing being clogged with earth and boulders, and likewise the fastening of the chisel To facilitate on their associated support elements, the turning tools and the Drag chisels attached to the carrier elements or support elements in a distributed manner. the Fig. 9 shows the details of the attachment of the chisels. Respective carrier or support elements, Turning chisels or drag chisels are designated with corresponding subscripts. The drag chisel, which is located in the vicinity of the turning tool 211 on the carrier element 71 is the lathe tool 2211 attached to the SEetzelement 72. The drag chisel9, which is located near the turning chisel 2211, is the drag chisel 2212 on the support element 73.

Der Schleppmeißel, der in der Nähe des Drehmeißels 2212 liegt, ist der Schleppmeißel 2213 auf dem Stützelement 74. Und der Schleppmeißel, der in der Nähe des Drehmeißels 2213 liegt, ist der Schleppmeißel 2214, der an dem Stützelement 71 gehaltert ist. Wie dargestellt, sind die Schleppmeißel an ihren zugehörigen Stützelementen gehaltert. Darüberhinaus ist der Drehmeißel 2121 an dem Stützelement 72 so angeordnet, daß er neben dem Schleppmeißel 2214 liegt. Ebenso der Schleppmeißel 2221 an dem Stützelement 73, der Schleppmeißel 2222 an dem Stützelement 74, der Schleppmeißel 2223 an dem Stützelement 71 und der Schleppmeißel 24 an dem Trägerelement 72 sind so angeordnet, daß sie in dieser Reihenfolge nebeneinander liegen. In ähnlicher Weise ist der Drehmeißel 213 an dem Stützelement 73 an dem zugehörigen Stützelement angeordnet, so daß er in der Nähe der Schleppmeißel 2231, 2232, 2233 und 2334 liegt. Der Drehmeißel 214 ist so angeordnet, daß er nahe den Schleppmeißeln 2241, 2242, 2243 und 2244 liegt; der Drehmeißel 215 nahe den-Schleppmeißeln 2251, 2252, 2253 und 2254; der Drehmeißel 216 in der Nähe der Schleppmeißel 2261, 2262> 2263 und 22 ,; der Drehmeißel 217 in der Nähe der Schleppmeißel 2271, 2272 2273 und 2274; und der Drehrezßel 218 in der Nähe der Schleppmeißel 2281, 2282> 2283 und 2284> an ihren zugehörigen Stützelementen. Unter jenen Schleppmeißeln für die jeweiligen zugehörigen Drehmeißel sind diejenigen Schleppmeißel, die am weitesten innen liegen, so angeordnet, daß sie dicht bei ihren zugehörigen benachbarten Drehmeißeln liegen. In der Zeichnung sind der Schleppmeißel 2214 und der Drehmeißel 222, der Schleppmeißel 2224 und der Drehmeißel 215, der Schleppmeißel 2254 und der Drehmeißel 216, der Schleppmeißel 2264 und der Drehmeißel 217, und der Schleppmeißel 2274 und der Drehmeißel 218 dicht beieinander angeordnet. Auf diese Weise befinden sich die Drehmeißel in größerem Abstand zur mittleren Drehachse des Bohrkopfes 4. Andererseits sind die Schleppmeißel so angeordnet , daß sie zwischen den Drehmeißeln in entsprechend größerer Entfernung von der mittleren Drehachse des Bohrkopfes liegen.The drag chisel that is close to the lathe bit 2212 is the drag chisel 2213 on the support member 74. And the drag chisel, which is in the Located near the turning tool 2213 is the drag bit 2214, which is attached to the support element 71 is supported. As shown, the drag bits are on their associated support members held. In addition, the turning tool 2121 is arranged on the support element 72 in such a way that that it is lying next to the drag chisel 2214. Likewise the drag chisel 2221 on the Support element 73, the drag chisel 2222 on the support element 74, the drag chisel 2223 on the support element 71 and the drag chisel 24 on the carrier element 72 arranged so that they are next to each other in that order. In a similar way Way is the turning tool 213 on the support element 73 on the associated Support element arranged so that it is close to the drag chisel 2231, 2232, 2233 and 2334 lies. The lathe chisel 214 is arranged to be close to the drag chisels 2241, 2242, 2243 and 2244; the turning chisel 215 near the drag chisels 2251, 2252, 2253 and 2254; the turning chisel 216 near the drag chisel 2261, 2262> 2263 and 22,; the lathe chisel 217 near the drag chisel 2271, 2272 2273 and 2274; and the rotary turret 218 near the drag chisels 2281, 2282> 2283 and 2284> on their associated support members. Among those drag chisels for the respective associated turning tools are those drag chisels that are furthest lie inside, arranged so that they are close to their associated adjacent turning tools lie. In the drawing, the drag chisel 2214 and the turning chisel 222, the Drag chisel 2224 and the turning chisel 215, the drag chisel 2254 and the turning chisel 216, drag chisel 2264 and lathe chisel 217, and drag chisel 2274 and of the turning tools 218 arranged close together. This is how the Lathe chisel at a greater distance from the central axis of rotation of the drill head 4. On the other hand the drag chisels are arranged so that they are in between the turning tools accordingly greater distance from the central axis of rotation of the drill head.

Eine derartige Konfiguration der Drehmeißel und der Ausgestaltung sowohl der Drehmeißel als auch der Schleppmeißel wird das weiter unten dargestellte Bohrverhalten bewirken. Dies bedeutet, daß dann, wenn der Bohrkopf aus seiner Stellung nach unten verfahren wird, während er verdreht wird, die Drehmeißel, die in Drehung versetzt werden, den Boden aushöhlen werden, und dann werden die Schleppmeißel in den jeweiligen Anordnungen jene Abschnitte des Bodens ablösen, die von den Drehmeißeln nicht bearbeitet worden sind. Durch Wiederholung dieser Arbeitsvorgänge wird ein Bohrschacht oder ein Bohrloch erzeugt. Such a configuration of the turning bits and the design both the lathe chisel and the drag chisel are shown below Cause drilling behavior. This means that when the drill head is out of position is moved downward while it is being twisted, the lathe tool that is in rotation will be offset, the ground will be hollowed out, and then the drag chisels will be in the respective arrangements remove those sections of the floor that are from the turning tools have not been processed. By repeating these operations, a Well or a borehole generated.

Die Fig. 10 und 11 zeigen das Aushöhlen von Felsen. Der Bohrkopf wird, wie oben beschrieben, einer vertikalen Last während des Bohrvorganges unterworfen. Auf diese Weise werden die Meißel 21 belastet, so daß sie in die Felsen 31 vor den Schleppmeißeln 22 eindringen und Sprünge 32 in den Felsen erzeugen. Gleichzeitig werden die Drehmeißel dazu dienen, in den Felsen mittels der Ablaufseitenflächen 26 der Drehmeißel Scherungen zu erzeugen. Zur gleichen Zeit werden die Drehmeißel in der Richtung des Pfeiles R entsprechend der Drehung Hauptwelle in Drehung versetzt. Die sich drehenden Drehmeißel dienen dazu, mittels ihrer Blätter Felsen abzuhobeln und jene abgehobelten Felsbrocken 33 durch die zwischen den jeweiligen-Zähnen gebildeten Nuten nach rückwärts zu befördern. Wenn die Drehung des Schneidkopfes weiter fortschreitet, dann werden die Schleppmeißel 22 jene Felsbrocken 34, die durch die oben erwähnte Erzeugung von aufgrund der Drehmeißel entstandenen Sprüngen ge-Est worden sind, abhobeln. Durch Wiederholung dieser Arbeitsvorgänge wird die Felsschicht durchbohrt. Das Lösen der Felsbrocken durch die Drehmeißel reicht nur bis hin zu der durch die benachbarten Schleppmeißel erzeugte Aushöhlung und bis zur seitlichen Fläche jenes Schleppmeißels, der im benachbarten Schleppmeißel am nächsten liegt. Der Bereich der von dem dritten und dem vierten Schleppmeißel durchgeführten Aushöhlung wird von einem nächst liegenden Drehmeißel gelockert. Figures 10 and 11 show the excavation of rocks. The drill head is, as described above, subjected to a vertical load during the drilling process. In this way, the chisels 21 are loaded, so that they are in the rocks 31 before Drag chisels 22 penetrate and cracks 32 generate in the rock. At the same time the lathe chisels will serve to dig into the rock by means of the drainage side surfaces 26 of the lathe chisel to produce shears. At the same time the lathe tools are used rotated in the direction of arrow R corresponding to the rotation of the main shaft. The rotating lathe chisels are used to plan off rocks with their blades and those chipped boulders 33 by those formed between the respective teeth To convey grooves backwards. If the cutting head continues to rotate, then the drag chisels 22 are those boulders 34 that are cut by the above-mentioned Generation of cracks resulting from the turning tool have been ge-Est, plan off. By repeating these operations, the rock layer is drilled. The loosening of the boulders with the lathe chisel only goes as far as that with the neighboring drag chisel and that up to the side surface Drag chisel that is closest in the neighboring drag chisel. The area the excavation made by the third and fourth drag bits loosened by a nearest lathe tool.

Auf der anderen Seite drücken die Drehmeißel n normalen Erdschichten die Erdmassen durch ihre geneigten Seitenflächen beiseite, um auf diese Weise die Erdmassen zu lockern,und zur gleichen Zeit drehensie die Erdmassen mittels ihrer Schneidezähne und die Schleppmeißel sind in der Lage, um die so gelockerten Erdmassen sukzessive abzug hobeln.On the other hand, the turning tools press n normal layers of earth the masses of earth set aside by their inclined side surfaces, in order to this way the Loosen the earth masses, and at the same time rotate the earth masses by means of them Incisors and the drag chisel are able to move around the loosened earth planing successively.

Der erfindungsgemäße Bohrkopf ist auf diese Weise in der Lage, eine Aushöhlung eines Bodens vorzunehmen, wobei es gleichgültig ist, ob es nur Erde oder Felsen sind, ohne daß es erforderlich wird, den Bohrkopf auszutauschen. Weil die Schleppmeißel den durch die Drehmeißel aufgelockerten Grund abhobeln, ist es möglich-, den Bohrwiderstand, dem die Schleppmeißel ebenfalls unterworfen sind, ebenfalls zu minimalisieren. Darüberhinaus führen die Drehmeißel während des Drehens die Aushöhlung durch. Daher ist der Bohrwiderstand auch für die Drehmeißel klein. Demzufolge kann der gesamte Bohrwiderstand des Bohrkopfes verringert werden und man kann dadurch Energie sparen.The drill head according to the invention is able in this way, a To excavate a soil, regardless of whether it is just earth or Rocks are without the need to replace the drill head. Because the Drag chisel to plan the ground loosened by the turning chisel, it is possible - the drilling resistance to which the drag bits are also subjected to minimize. In addition, the turning tools guide the cavity during turning by. Therefore the drilling resistance is also for the turning tool small. As a result, the entire drilling resistance of the drill head can be reduced and you can save energy in this way.

Darüberhinaus ist es möglich, die Lebensdauer des Bohrkopfes zu verfingern.In addition, it is possible to reduce the service life of the drill head.

Um die Lebensdauer der Drehmeißel weiter-zu verlängern, werden die Drehmeißel vorzugsweise so angeordnet, daß die mittleren Achsen der jeweiligen Drehmeißel, wie oben beschrieben, bezogen auf die Achse, die im rechten Winkel die mittlere Drehachse des Bohrkopfes schneidet, versetzt sind. Die Fig. 12 zeigt eine derartige Anordnung im Detail.In order to further extend the service life of the turning tool, the Lathe chisels are preferably arranged so that the central axes of the respective lathe chisels, as described above, based on the axis that is at right angles to the middle one The axis of rotation of the drill head intersects, are offset. Fig. 12 shows one such Arrangement in detail.

Der Drehmeißel ist so angeordnet, daß seine mi-ttlere-Drehachse A einen Winkel 9 mit der Achse B bildet, die im rechten Winkel die mittlere Drehachse des Bohrkopfes schneidet. Auf diese Weise wird nur der Punkt M der flachen Seitenfläche des Schneidezahnes,der in den Boden oder Grund gedrückt wird, in Berührung mit dem ausgehöhlten Boden oder Grund verbracht, und da die Stellung dichter an dem Punkt M' vom Punkt M aus hinwandert, wird die flache Seitenfläche des Zahnes fortschreitend von der Seitenwandfläche C des ausgehöhlten Bodens sich entfernen. Demzufolge wird verhindert, daß jene Zähne anders als der Zahn oder die Zähne, die gerade die Aushöhlung des Bodens vornehmen, wiederholt in Berührung mit dem schon aushöhlten Boden gelangen.The lathe chisel is arranged so that its middle axis of rotation A forms an angle 9 with the axis B, which is the central axis of rotation at right angles of the drill head cuts. In this way, only point M becomes the flat face of the incisor, which is pressed into the ground or bottom, in contact with the excavated ground or ground spent, and since the position closer to the point M 'migrates from point M, the flat side surface of the tooth becomes progressive move away from the side panel C of the hollowed-out floor. As a result, will prevents those teeth other than the tooth or the teeth that are just hollowing out of the soil, repeatedly coming into contact with the already excavated soil.

Auf diese Weise kann die Lebensdauer des Drehmeißels verlängert werden.In this way, the service life of the lathe tool can be extended.

Der Winkel 0 liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 0,5° bis 100 im allgemeinen.The angle 0 is expediently in the range from 0.5 ° to 100 μm general.

Beim erfindungsgemäßen Bohrkopf ist der Schablonenmeißel, der am weitesten von der mittleren Drehachse des Bohrkopfes entfernt liegt, in gleicher Weise aus einer Scheibe gebildet, die wie der Drehmeißel, Schneidezähne aufweist, die mit einer geneigten Seitenfläche, die auf dem Umfang des Schablonenmeißels gebildet ist, versehen sind. Der Abstand zwischen dem untersten Schneidezahn und der oberen Kante des Stützelementes ist in gleicher Weise wie bei dem Drehmeißel ausgebildet.In the case of the drill head according to the invention, the template chisel is the furthest is removed from the central axis of rotation of the drill head, in the same way formed of a disc which, like the lathe chisel, has cutting teeth that are connected to an inclined side surface formed on the circumference of the template chisel is provided. The distance between the lowest incisor and the upper one The edge of the support element is designed in the same way as in the case of the turning tool.

Jedoch ist die seitliche, geneigte-Fläche dieses Zahnes so angeordnet, daß sie in einer vertikalen Ebene liegt.However, the lateral, inclined surface of this tooth is arranged in such a way that that it lies in a vertical plane.

Beim Bohrvorgang verhindert ein derartiger Schablonenmeißel in Zusammenwirkung mit dem Führungsmeißel eine Ab weichung der mittleren Achse des Bohrkopfes während des Bohrvorganges. Auch ist es möglich, den Bohrvorgang während des Lockerns der Wände durchzuführen, die einen auszuhebenden Schacht oder ein auszuhebendes Bohrloch bilden.Such a template chisel prevents interaction during the drilling process with the guide chisel a deviation from the central axis of the drill head during the drilling process. It is also possible to stop the drilling process while loosening the To carry out walls, a shaft to be excavated or a borehole to be excavated form.

Bei dem erfindungsgemäßen Bohrkopf kann der Drehmeißel aus einer Vielzahl von Drehmeißeln hergestellt sein, die koaxial zueinander angeordnet sind. Die Fig. 13 zeigt eine solche Anordnung eines solchen Drehmeißels. Der Drehmeißel 121 a und der Drehmeißel 121 b sind identisch aufgebaut und sie sind integral auf einem einzigen Schaft 121 C gebildet. An einem Trägeransatz 128 ist eine Welle bebefestigt Die Drehmeißel sind an dieser WellXmittels ihres gemeinsamen Schaftes 121 C über ein Lager angebracht. In gleicher Weise sind die Drehmeißel so ausgebildet, daß jene, die nahe der Hauptwelle liegen, d.h. beispielsweise die Drehmeißel 216> 217> 218 in Fig. 9,jeweils aus einer starren Scheibe bestehen können, die einen spitzen oder scharfen Umfang hat, der weithin verwendet wird, um dadurch die Herstellungskosten zu verringern.In the case of the drill head according to the invention, the lathe chisel can be selected from a large number be made of turning tools, which are arranged coaxially to each other. The fig. 13 shows such an arrangement of such a turning tool. The turning tool 121 a and the turning tools 121 b are constructed identically and they are integral on a single one Shaft 121 C formed. A shaft is attached to a support attachment 128 Lathe chisels are on this WellX by means of their common shank 121 C via a Bearings attached. In the same way, the turning tools are designed so that those which are close to the main shaft, i.e. for example the turning tools 216> 217> 218 in FIG. 9, each of which may consist of a rigid disc that has a point or sharp circumference which is widely used to reduce manufacturing costs to reduce.

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Claims

A n p r ü c h e 1. Drilling head for a shaft drilling machine, for reverse circular drilling, characterized by chisel arrangements with lathe chisels (21) and drag chisels (22), which are arranged radially and inclined to a vertical axis of the drill head (4), wherein the turning tools each have cutting teeth (23) on their circumference, of which each has an inclined side surface (25) which is in a conical plane, the middle of which Axis coincides with the axis of rotation of the lathe tool, has which lateral Area of each incisor in the direction of inclination of the associated elements the chisel assemblies are directed and arranged so that they protrude beyond the line, which is formed by the cutting tips of the drag chisel.

2. Bchrkcpf according to claim 1, characterized in that the turning tool (21) the respective chisel arrangements at positions in the chisel arrangement mitfjeweiis progressively increasing radii based on the vertical axis of the drill head (4) are arranged, -and that the drag chisel (22) with the turning tools (21) jeteils form a pair pivotally mounted on the bit assemblies.

3. Drill head according to claim 2, characterized in that the middle Axes of rotation of the lathe chisels (21) are arranged offset with respect to an axis which runs at right angles to the central axis of rotation of the drill head (4).

4. Drilling head for a shaft drilling machine, for reverse circular drilling, characterized by a hollow main shaft formed with open ends, support elements (7), the acute angles (a and 3)) relative to a horizontal plane or a Form vertical plane and are arranged to run radially to the main shaft and having an end portion fixed to the peripheral surface of the main shaft is connected, a pilot drill (8) which is arranged at one end of the main shaft is a stabilizer (9) attached to the other end of the main shaft, Template drill (20) attached to the support members at their extreme end circumference are, and chisels, which are on the support elements (7) at intermediate positions between the Template drills and the main shaft are attached, the chisels each turning chisel (21) which are rotatable on their associated support elements (7) in such positions are arranged, di ¢ 9on the central axis of the main shaft (6) starting out step by step remove from this, and have drag chisels (22) attached to their associated Support elements are firmly attached to those locations that are close to the turning tools and are also located close to each other, the chisels each having a disc have, which on its circumference has a tooth arrangement (23), each of which Tooth an inclined Sentenfläche, 1) a conical plane, the central axis of which coincides with the axis of rotation of the associated turning tool, is arranged, has, and wherein the teeth with the lowermost tooth are arranged so that the distance between the lowest tooth and its 1) the in associated support element is greater than the distance between the blade tips of the drag chisels and theirs associated support elements.

5. Drill head according to claim 4, characterized in that the template drill (20) has a rotatable disc which has a tooth arrangement on its circumference, each of which has an inclined lateral face that is in a conical plane whose central axis coincides with the axis of rotation of the template drill, and which is attached to its associated support element, the inclined lateral Face is oriented vertically.

6. Drill head according to claim 5, characterized in that drag chisel (22) are arranged on their respective support elements (7) so that they are the furthest internally arranged turning tools (21) and are also closely adjacent to one another

7. Drill head according to claim 6, characterized in that the central axis of rotation of each turning tool (21) forms an angle () with an axis which, at right angles, is the central axis the main shaft cuts, and that each of the turning tools (21) is arranged so that only one or more of the teeth involved in the excavation or drilling is or are so attached or constructed that he or she is or are in Contact with the soil to be worked can be brought or are.

8. Drill head according to claim 7, characterized in that each of the DreheiRel (21) has a further lathe chisel, which is of the same design, and that the further turning tool is arranged coaxially to each turning tool so as to be freely rotatable is.

9. Drilling head according to one of claims 5 to 8, characterized in that that each of the teeth has an inclined lateral surface which is at an angle runs from 150 to 450 in relation to the other side surface.

10. Drill head according to claim 5, characterized in that the chisel of rigid disks, each of which has a sharp or pointed circumference, formed and on the inside of the innermost turning tool (21) in such positions are arranged, the gradually increasing radii of the axis of rotation of the drill head have, and that grouped drag chisels (22) to the associated Support elements (7) are attached, in each case in such positions that close together and just as close to the chisels.