DE3338577A1

DE3338577A1 - Drucklufthammer-bohrvorrichtung

Info

Publication number: DE3338577A1
Application number: DE19833338577
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Saitama Hamamuram; Hiroyuki Tokyo Kawasaki
Original assignee: Tone Boring Co Ltd
Current assignee: Tone Boring Co Ltd
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1983-10-24
Publication date: 1984-04-26
Also published as: GB2132252A; SE8305716D0; GB2132252B; GB8326683D0; SE8305716L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucklufthammer-Bohrvorrichtung, die zum Bohren von gewachsenen Felsschichten, geeignet ist, und insbesondere auf ein Drucklufthammer-Bohrgerät oder -werkzeug, bei dem eine Mehrzahl von Meißeln an einem einzigen Meißelträger., der zum Bohren Schlagkräfte von einem Drucklufthammer empfängt, befestigt ist.

Wie bekannt ist, wird bei einer Drucklufthammer-Bohrvorrichtung ein Stoß- oder Druckstempel in vertikaler Richtung durch Druckluft bewegt, wobei von dem Druckstempel Schlagkräfte auf den Meißel für ein Bohren aufgebracht werden, so daß ein hartes, gewachsenes Felsgestein wirkungsvoll gebohrt werden kann. Da der Meißel bei einem solchen Bohrgerät dazu dient, das harte Felsgestein 7u bohren, wie oben gesagt wurde, muß ein beschädigter Meißel in einem vorgegebenen Zeitraum durch einen neuen ersetzt werden. Der herkömmliche Hammermeißel ist einstückig ausgebildet worden. Insofern wird bei einem Drucklufthammer-Bohrgerät

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für das Bohren eines Lochs mit großem Durchmesser der Meißeldurchmesser dementsprechend vergrößert, wodurch ein Ersatz des Meißels von großem Durchmesser erhöhte Kosten verursacht, was unwirtschaftlich ist. Im Hinblick hierauf ist vorgeschlagen worden, eine Mehrzahl von Meißeln mit kleinem Durchmesser am Front- oder Stirnteil des Drucklufthammer-Bohrgeräts in lös- oder abbaubarer Weise vorzusehen, so daß nur ein beschädigter oder die beschädigten Meißel zu ersetzen sind und Vorteile in bezug auf die Wirtschaftiichkeit, d.h. Einsparungen, erzielt werden können. Jedoch treten bei einem Drucklufthammer-Bohrgerät Erschütterungsoder Stoßwellen auf, weshalb der konstruktiven Ausbildung der Meißelbefestigung Bedeutung zukommt. So sind insbesondere bei einem Drucklufthammer-Bohrgerät während des Bohrens die Meißel Schlagkräften vom Druckstempel her ausgesetzt, wodurch auf die Befestigungsstellen der Meißel Stoßwellen einwirken, was die Möglichkeit einer Beschädigung der durch Schweißen, Schrauben od. dgl. bewirkten Befestigung der Meißel bietet.

Die Anordnung eines Drucklufthammers an der Bohrmaschine macht es zwar möglich, wirkungsvoll Felsgestein zu bohren, jedoch entsteht dadurch auch der Nachteil, daß nämlich das Bohren mit einem Drucklufthammer mit Erschütterungen verbunden ist, wodurch das Loch zum Ein^ij- oder Zusammenfallen neigt. Insofern ist die Anwendung dieser Art des Bohrens auf gleichförmiges,einheitliches und stabiles Felsgestein beschränkt. Um diesen Nachteil zu umgehen, wurde das Drucklufthammerbohren unter Anwendung eines Verrohrungsvorgangs in die Praxis umgesetzt. Gemäß dem herkömmlichen Verrohrungsvorgang wird jedoch eine Verrohrung von gegenüber dem Meißel größerem Durchmesser eingepreßt, wodurch es nicht möglich ist, die Verrohrung im Zug oder Verlauf des Vorgangs einzubringen, so daß das Loch nicht am Einfallen gehindert werden kann, was möglicherweise eine Störung oder ein Fehlschlagen im Bohren zum Ergebnis hat.

Es besteht deshalb die Notwendigkeit und das Verlangen für einen mit einem Unterschneidvorgang zugleich ausführbaren Verrohrungsvorgang und für ein Drucklufthammer-Bohrgerät oder eine solche Bohrvorrichtung, das bzw. die in der Lage ist, den Schutz- oder Abschirmvorgang für ein Drucklufthammerbohren von zum Zusammenfallen oder Nachrutschen neigenden Schichten u.dgl. auszuführen.

Um den oben genannten, dem Stand der Technik anhaftenden Nachteilen zu begegnen, wurde der Erfindungsgegenstand mit dem Ziel konzipiert, ein Drucklufthammer-Bohrgerät zu schaffen, das an der Stirnseite des Geräts eine Mehrzahl von Meißeln kleinen Durchmessers lösbar tragen kann und das Befestigungsteile für die Meißel aufweist, deren Zerstörung oder Beschädigung durch Erschütterungswellen vermieden werden kann.

Um das zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, am Außenumfang eines jeden Meißelschafts eine Ringkehle vorzusehen, einen Meißelträger mit Befestigungslöchern zur Aufnahme der Meißelschäfte auszustatten, am Meißelträger Zwischenglieder vorzusehen, die an oder in den Ringkehlen jedes Meißelschafts in einem solchen Zustand angeordnet sind, daß die Meißelschäfte mit den Aufnahmelöchern eindeutig verbunden und die Meißel im Meißelträger gelagert und gehalten sind, und die Kopfflächen der Meißelschäfte in Anlage mit den Stirnflächen der Befestigungslöcher zu bringen, so daß sie Schlagkräfte vom Meißelträger übernehmen.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist darin zu sehen, ein Drucklufthammer-Bohrgerät zu schaffen, das in der Lage ist, den Durchmesser einer von den Meißeln ausgebildeten Bohrung für einen Unterschneidvorgang zu erweitern oder zu verringern, so daß zugleich mit dem Bohren einer Fels- oder Ge-Steinsschicht, die unstabile, nachrutschende oder einfallende Schichten u. dgl. und eine Grenzschicht zwischen einem harten sowie weichen Boden umfaßt, ein Verrohrungs- sowie

■l Schutz- oder Abschirmvorgang ausgeführt werden kann.

Zur Erreichung dieses Ziels sieht die Erfindung ein Drucklufthammer-Bohrgerät vor, das einen am vorderen Ende eines Hammerkörpers oder -gehäuses in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Meißelträger zur Aufnahme von Schlagkräften von einem in diesem Körper angeordneten Stoß- oder Druckstempel und eine Mehrzahl von am Meißelträger an Stellen, die vom Drehpunkt eines Bohrgestänges exzentrisch abgesetzt sind, gegen eine axiale Bewegung festgehaltenen, jedoch drehbar gelagerten Meißeln aufweist, die auf Grund eines Widerstands der Bodenfläche einer Bohrung während einer Drehung des Bohrgestänges in zu dessen Drehrichtung entgegengesetzter Richtung dreh- oder verschwenkbar sind, um dadurch den Durchmesser einer von den Meißeln ausgebildeten Bohrung zu erweitern oder zu vermindern, und die zusammen mit dem Meißelträger axial derart bewegbar sind, daß die jeweiligen Meißel an ihren bodenseitigen Stirnflächen miteinander bündig sind, wobei ferner am Meißelträger Anschläge oder Vorsprünge ausgestaltet sind, um die Meißel an den Stellen erweiterten sowie verminderten Durchmessers zu steuern bzw. in Lage zu halten.

Weitere Ziele und Vorteile des Erfindungsgegenstandes wie auch weitere Merkmale werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer zur Ausführung von Drucklufthammer-Bohrarbeiten ausgebildeten fahrbaren

Bohrmaschine;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Drucklufthammer-Bohrgeräts nach der Erfindung;

Fig. 3 einen lotrechten Schnitt durch einen Teil des in Fig. 2 gezeigten Bohrgeräts zur Erläuterung der Befestigung von ortsfesten Meißeln;

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Fig. 4 eine Unteransicht nach der Linie IV-IV in der

Fig. 3 zur Erläuterung der Ausgestaltung der Meißel; Fig. 5 den Querschnitt nach der Linie V-V in der Fig. 3; Fig, 6 den Querschnitt nach der Linie VI-VI in der Fig,3; Fig. 7 eine vergrößerte Schnittdarstellung des vom Kreis

A in Fig. 6 umfaßten Teils; Fig. 8 eine Unteransicht zur Erläuteurng einer anderen Ausgestaltung der Meißel;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines zur Ausführung von Bohrar- IQ beiten ausgebildeten Bohrturms;

Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein Drucklufthammer-Bohrgerät, dessen Außendurchmesser veränderbar ist, das also eine Spreiz-/Rückziehbauart aufweist; Fig. 11 den Querschnitt nach der Linie XI-XI in der Fig.10; Fig. 12 die Unteransicht nach der Linie XII-XII in der

Fig. 10;
Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Meißels in einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 14 einen Querschnitt zur Erläuterung der Meißelschaftbefestigung in dem Fall, da die Spreiz-ZRückziehbauart auf die Ausführungsform der ortsfesten Meißelbauart angewendet wird. .

Bei der verfahrbaren Bohrmaschine von Fig. 1 zur Ausführung von Drucklufthammer-Bohrarbeiten mit einem unterschneidenden Verrohrungsvorgang sind ein Kompressor 1, ein Druckluftbehälter 2, eine Hauptmaschine (Maschinenbasis) 3, eine Stangenwechselvorrichtung 4, ein Drehkopf 5, ein Hebewerk 6, ein Futterrohr 7, ein Staubfänger 7A, ein Bohrgestänge 8, ein Keilprofilteil 9 und ein Drucklufthammer-Bohrgerät 10 vorhanden.

Die Fig. 2 zeigt die allgemeine Ausbildung des Drucklufthammer-Bohrgeräts (im folgenden nur noch als Bohrgerät bezeichnet) 10 gemäß der Erfindung, das einen zylindrischen Hammerkörper oder ein zylindrisches Hammergehäuse 12, einen darin unter Druckluft vertikal bewegbaren Stoß- oder Druck-

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! stempel 14, einen Amboß 16, der einen Meißelträger bildet und Schlagkräfte vom Druckstempel 14 empfängt, sowie Bohrmeißel 18, die lösbar am bodenseitigen Stirnteil des Ambosses 16 angeordnet sind, umfaßt. Der Amboß 16 ist an aer Innenumfangsflache des Hamrnerkörpers 12 gelagert, und zwar über eine Keilnutverbindung 19, wobei der Amboß 16 gegen An schläge 20 an der Innenumfangsflache des Hammerkörpers anstößt.

Wie den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, sind von der bodenseitigen Fläche des Ambosses 16 her an um 180° auseinanderliegenden Stellen Befestigungslöcher 22 ausgebildet, in denen jeweils Meißelschäfte 24 der Bohrmeißel 18 aufgenommen sind. Wie Fig. 5 zeigt, sind die mittleren Teile der

i§ Befestigungslöcher 22 und auch die mittleren Abschnitte der Meißelschäfte 24 im Querschnitt jeweils sechseckig ausgebildet. Der obere Teil eines jeden der Befestigungslöcher 22 ist zylindrisch ausgebildet, und eine dazu tangential liegende Bolzenbohrung 26 schneidet jedes Befestigungsloch 22 im Amboß 16. Ferner hat der obere Abschnitt eines jeden Meißelschafts 24 eine zylindrische Gestalt und weist eine Ringkehle 28 an dem der Bolzenbohrung 26 gegenüberliegenden Außenumfangsteil auf. Die Bolzenbohrung 26 auf Seiten des Ambosses 16 und die Ringkehle 28 auf seilen des Meißel-Schafts 24 stimmen dann überein, wenn die Kopffläche 30 des Meißelschafts 24 mit der Stirnfläche 32 des Befestigungslochs 22 in Anlage kommt.

Die jeweiligen Meißel 18 sind derart befestigt, daß ihre bodenseitigen Flächen miteinander fluchten, d.h., bündig sind. Ein ein Zwischenglied bildender Bolzen 34 ist in der Bolzenbohrung 26 in einer zur Achse des Bohrgestänges 8 rechtwinkligen Richtung, d.h. in der tangierenden Richtung, die in Fig. 6 zu erkennen ist, angeordnet. Ein Teil des Bolzens 34 liegt dabei in der mit der Bolzenbohrung 26 zusammenfallenden Ringkehle 28, so daß der Meißelschaft 24 vom Amboß 16 getragen wird. Ein an einem ersten Endteil

36 des Bolzens 34 ausgebildeter Kopf ist an einem stufenförmigen Ausschnitt 38 des Ambosses 16 angeordnet, der andere zweite Endteil 42 ist für ein nietkopfartiges Aushämmern ausgebildet. Wie die Fig. 7 im einzelnen zeigt, ist eine Beilagscheibe 44 am zweiten Endteil 42 des Bolzens 34 befestigt, worauf das Endteil 42 mit einem Brenner oder dgl. auf Rotglut erhitzt und dann dieses Teil 42 in die in Fig.7 strich-punktierte Gestalt gehämmert wird. Damit ist der Bolzen 34 an einer Verlagerung gehindert, so daß der Meißelschaft 24 über den Bolzen 34 vom Amboß 16 getragen wird.

Wie die Fig. 13 zeigt, ist der Amboß 16 in seinem mittigen Bereich mit einem Luftkanal 46 versehen, von dem kleinkalibrige Bohrungen 48, 50 und 52 an seiner Bodenseite abzweigen. Die kleinkalibrigen Bohrungen 48 und 50 öffnen zur Innenoberfläche der Befestigungslöcher 22 der Meißelschäfte 24 hin, wobei eine Luftabdichtungsfunktion zwischen den Befestigungslöchern 22 und den Meißelschäften 24 erfüllt wird. Wie Fig. 4 zeigt, ist die kleinkalibrige Bohrung 52 im Zentrumsbereich der Bodenfläche des Ambosses 16 offen, so daß im mittleren Bereich der Meißel 18 Bohrschlamm entfernt wird und die Meißel 18 gesäubert werden. Der Fig. 3 ist zu entnehmen, daß eine in radialer Richtung nach außen geneigte Bohrung 54 von der kleinkalibrigen Bohrung 52 ausgeht, und durch diese Bohrung 54 kann Luft zur Bohrlochwandung 56 geblasen werden, so daß eine Störung in der Drehung der Meißel 18 auf Grund von Sohrschlamm vermieden werden kann.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Meißelschäfte 24 in die Befestigungslöcher 22 des Ambosses oder Meißelträgers 16 in enger Kopplung eingesetzt und am Amboß 16 durch die tangential gerichteten Bolzen 34 gehalten oder gelagert, wobei der Amboß 16, die Meißelschäfte 24 und die Bolzen 34 nicht einstückig ausgebildet, sondern voneinander getrennt sind, d.h. eigene Teile sind, so daß eine Beschädigung der Befestigungsteüe der Meißelschäfte

24 durch vom Amboß 16 übertragene Stoß- oder Erschütterungswellen vermieden wird. Ferner können,wenn nach einer vorgegebenen Verwendungszeit die Notwendigkeit für einen Austausch der Meißel 18 auftritt, die zweiten Endteile 42 der Bolzen 34 durch einen Schmelzschnitt abgetrennt und entfernt werden, worauf neue Meißel 18 in die Befestigungslöcher 22 des Ambosses 16 eingebaut werden können. Somit ist es bei dieser Ausführungsform ausreichend, verschlissene oder beschädigte Meißel 18 durch neue zu ersetzen, und zwar auch einen einzelnen Meißel, so daß ein Ersatz des Bohrgeräts als Ganzes vermieden werden kann, was die Wirtschaftlichkeit wesentlich erhöht.

Wie Fig. 4 zeigt, ist bei dieser Ausführungsform ein Teil des Meißels 18, der mit der Bohrlochwandung 56 in Berührung kommt, als an der Außenseite des Meißels befindliche Schneideinsätze aus Metallstücken ausgebildet. Wenn die außenliegenden Schneideinsätze verschlissen sind, dann wird der Meißelschaft 24 im Befestigungsloch 22 in eine um 60° gedrehte Lage gebracht, so daß sich ein nicht verschlissener Schneideinsatz an der Außenseite befindet. Die Meißelschäfte und die Befestigungslöcher können übrigens auch eine andere Ausgestaltung aufweisen.

Die Fig. 8 zeigt eine andere Ausbildung für Bohrmeißel 18, die hier im wesentlichen eine Sektorform haben. Bei dieser Art des Meißels 18 kommt eine Anlage Fläche an Fläche mit der Bohrlochwandung 56 zustande, so daß die Lebensdauer der am Außenumf.ang angeordneten Schneideinsätze aus Metall in erwünschtem Maß verlängert werden kann.

Bei der obigen Ausführungsform werden die Bolzen 34 als Zwischenglieder verwendet; jedoch müssen nicht notwendigerweise Bolzen als Zwischenglieder zur Anwendung kommen, vielmehr kann stattdessen eine Ausbildung mit einer Mehrzahl von Stahlkugeln od.dgl., die in die Ringkehle eingesetzt werden, gewählt werden, wobei der Meißelschaft an der Boh-

rungswand des Ambosses 16 durch diese Stahlkugeln getragen wird. Ferner sind bei der obigen Ausführungsform zwei Meißel 18 vorhanden, worauf die Ausbildung jedoch nicht beschränkt ist, da auch beispielsweise drei Meißel 18 vorge-

_ sehen werden können.

Die Fig. 9 zeigt eine Bohrmaschine der Turmbauart, bei der der Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommen kann, und sie zeigt zugleich den Vorgang des Bohrens im Zusammenhang mit einem Verrohren. Gemäß Fig. 9 ist am unteren Ende des Bohrgestänges 60 ein Drucklufthammer 82 vorgesehen, an dessen Unterseite mehrere Meißel 66 der Spreiz~/Rückziehbauart an einem einen Meißelträger darstellenden Amboß 64 gelagert sind. Das Bohrloch ist von einem Futterrohr 68 ausgekleidet.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10, 11 und 12 wird der Mechanismus für das Spreizen oder Ausfahren und das Zurückziehen eines Meißels 66 erläutert. Wie Fig. 10 zeigt, ist im unteren Teil des Ambosses 64 ein zylindrisches Befestigungsloch 76 ausgebildet, in dem ein zylindrischer Meißelschaft 78 des Meißels 66 so gelagert ist, daß der Meißel um einen vorgegebenen Winkel verdreht oder verschwenkt werden kann. Der Amboß 64 weist Bolzenbohrungen 80, die zu den Bolzenbohrungen 26 von Fig. 3 und 6 gleichartig sind, auf, und jeder Meißelschaft 78 ist an seinem Außenumfang mit einer Ringkehle 82 versehen, so daß jeder Meißelschaft 78 über einen Bolzen 83 vom Amboß 64 getragen wird. Wie Fig. 11 zeigt, sind am Außenumfang des Meißelschafts 78 vorstehende Teile (Vorsprünge) 84 ausgebildet, während der Amboß 64 mit Anschlagflächen 86 für eine Spreizlage sowie Anschlagflächen 88 für eine zurückgezogene, den Durchmesser vermindernde Lage des Meißels 66 versehen ist. Daraus folgt, daß jeder der Meißel 66 lediglich in einem Bereich drehbar ist, der durch die Anschlagflächen 86 und 88 bestimmt ist.

ι Mit Bezug auf die Unteransicht von Fig. 12 wird die Ausgestaltung eines Meißels 66 erläutert. Das Bohrgestänge 60 hat das Drehzentrum 0, der Meißelschaft 78 hat das Drehzentrum 0·) . Die für den Meißel 66 mit ausgezogenen Linien gezeigte Stellung ist die für den ausgefahrenen, gespreizten Zustand, wobei eine Bohrung mit großem Durchmesser erstellt wird, die mit strich-punktierten Linien gezeigte Stellung gilt für den eingefahrenen, zurückgezogenen Zustand, in dem eine Bohrung mit kleinem Durchmesser erstellt wird. Die Außenumfangsfläehe des Meißels 66 ist durch eine das Zentrum 0 des Ambosses 64 oder Bohrgestänges 60 und das Zentrum O₁ des Meißelschafts durchsetzende, zum Meißelaußenurnfarig, wenn der Meißel in der ausgefahrenen Lage ist, geführte Linie in zwei Abschnitte unterteilt, und zwar in einen vorderen Halbteil zwischen den Stellen A und B - gesehen in der Drehrichtung während des Bohrens - und einen hinteren Halbteil zwischen den Stellen B und C₅ der an den vorderen Halbteil anschließt. Der vordere Halbteil hat eine Kreisbogenform mit einem dem Bohrlochdurchmesser gleichen Durchmesser, der hintere HaIbteil ist so ausgestaltet, daß der Meißel in der Drehrichtung beim Bohren drehbar ist. Der Umriß des Meißels 66 weist also einen Abschnitt zwischen A und B auf, der mit dem Zentrum 0 kreisbogenförmig ist und einen Radius R (das ist der Bohrlochradius beim Bohren mit erweitertem Durchmesser) hat, der anschließende Abschnitt zwischen B und C ist kreisbogenförmig mit dem Zentrum 0 ,, und hat einen Radius r^. Der Umriß des Meißels 66 nimmt zwischen den Stellen C und D im Radius fortschreitend ab, bis er eine Kreisbogenform mit dem Zentrum Oi und einen Radius r„ an der Stelle D erreicht. Der zwisehen den Stellen A und B gelegene Abschnitt ist der beim Bohren mit erweitertem Durchmesser zur Wirkung kommende Außenumfangsbereich, der zwischen den Stellen B und C gelegene Abschnitt dient dazu, den weiten Bohrlochdurchmesser auch dann aufrechtzuerhalten, wenn die Meißel auf Grund des von der Bohrlochwandung während des Bohrens mit weitem Durchmesser hervorgerufenen Widerstands geringfügig in die umgekehrte Richtung verschwenkt werden. Die Meißel 66 sind in

der Stellung für ein Bohren mit geringerem Durchmesser, wenn der Kreisbogenabschnitt mit dem Radius v^ an der Außenseite angeordnet ist.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert. Wenn das Bohrgestänge 60 bestrebt ist, in der durch den Pfeil P (Fig. 12) angegebenen Richtung zu drehen, so schwenken die Meißel 66 um das Zentrum 0 ₁ in der entgegengesetzen Richtung, d.h. in der durch den Pfeil Q angegebenen Richtung, was auf den Bohrwiderstand der Bodenfläche der Bohrung zurückzuführen ist. Sind die Meißel 66 bestrebt, in der Pfeilrichtung Q zu schwenken, dann ist der Abschnitt zwischen A und B an der Außenseite gelegen, wodurch der Bohrzustand mit erweitertem Durchmesser gegeben ist. Wenn die Meißel 66 in die mit ausgez-ogenen Linien in Fig. 12 angegebene Lage kommen, stoßen die Vorsprünge 84 gegen die in Fig. 11 gezeigten Anschlagflächen 86, an denen sie festgehalten werden, so daß sie nunmehr undrehbar sind. Wird unter den beschriebenen Umständen^das Bohrgerät gedreht, dann beginnen die Meißel 66 in den in Fig. 12 ausgezogen gezeichneten, festgehaltenen Lagen das Bohren mit erweitertem Durchmesser. Entsprechend dem Fortschreiten des Bohrens wird während des weiteren Bohrens ein Futterrohr 68 in die Bohrung eingesetzt.

Bei Beendigung des Bohrens werden die Meißel 66 auf den kleineren Durchmesser eingezogen, was anschließend beschrieben werden wird, um das Bohrgestänge 60 durch die Verrohrung 68 aufzuholen. Wird das Bohrgestänge 60 entgegen der Pfeilrichtung P gedreht, so werden die Meißel 66 auf Grund des Bohrwiderstands an der Bodenfläche der Bohrung in einer zur Pfeilrichtung Q entgegengesetzten Richtung gedreht oder verschwenkt, wobei der Bohrdurchmesser fortschreitend vermindert wird, bis sie schließlich in eine Lage gelangen, in der die Vorsprünge 84 durch die Anschlagflächen 88 gegen eine weitere Drehung festgehalten werden, d.h., daß sich die Meißel in der in Fig. 12 strich-punktiert gezeigten Lage

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ι befinden. In diesem Zustand des verkleinerten oder eingezogenen Durchmessers können die Meißel 66 durch das Futterrohr 68 gezogen werden, so daß demzufolge das Bohrgerät durch das und aus dem Futterrohr 68 aufgeholt werden kann.

Die oben geschilderte Ausbildungsform ist für einen Verrohrungsvorgang in bzw. durch einbrechbare oder nachrutschende Schichten geeignet, weil den Meißeln 66 die Möglichkeit für eine Erweiterung oder Verringerung im Durchmesser gegeben ist, so daß während des fortlaufenden Bohrens mit weitem Durchmesser der Meißel 66 ein Futterrohr 68 eingesetzt werden kann und nach Beenden des Bohrens die Meißel 66 auf den kleinen Durchmesser zurückgeführt und damit durch das Futterrohr 68 nach oben gezogen werden können.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind drei Meißel vorgesehen, jedoch besteht hierauf keine zwingende Beschränkung, vielmehr können auch mehr als drei Meißel zur Anwendung kommen. Andererseits können auch zwei Meißel in Gegen- überlage zueinander vorgesehen sein.

Die Fig. 13 zeigt eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung, wonach die Gestalt des Meißels 66 nicht auf die in Fig. 12 gezeigte begrenzt ist, vielmehr eine unvollkommene Kreisform, wobei ein Kreisabschnitt (Segment) von einem Kreis abgetrennt worden ist, das gesteckte Ziel ebenfalls erreichen läßt. Bei den Meißeln 66 sind von einem Kreis die Kreisabschnitte 90 abgetrennt worden, und die Fig. 13 zeigt die Lage der Meißel im Zustand mit verringertem Durchmesser für das Bohren, wogegen, wenn die den Radius r aufweisenden kreisbogenförmigen Teile außen am Bohrgerät liegen, der Zustand für das Bohren mit erweitertem Durchmesser gegen ist. Hieraus wird klar, daß jeglicher Meißel 66, dessen Gestalt durch eine Drehung verändert werden kann, das der Erfindung zugrunde liegende Ziel erreichen läßt.

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Wie beschrieben wurde, werden bei der Drucklufthammer-Bohrvorrichtung gemäß der Erfindung, wenn das Bohrgestänge, wobei die Meißel mit der Bodenfläche der Bohrung in Anlage sind, gedreht wird, dann die Meißel in den Zustand des größeren Durchmesser gebracht, wenn die Bewegung der Meißel durch die Anschläge für den erweiterten Durchmesser festgehalten wird, während die Meißel, wenn das Bohrgestänge in zur obigen Richtung entgegengesetzten Richtung gedreht wird_t durch die Anschläge für den verringerten Durchmesser festgehalten und damit eingezogen werden» so daß das Bohrgerät aus der Verrohrung herausgezogen werden kann.

Werden bei der obigen Ausführungsform in die von den Vorsprüngen 84 der Meißelschäfte 78 und den Anschlagflächen 86 oder 88 gebildeten Räume Abstandshalter eingesetzt, die die Spreiz~/Rückziehfunktion unterbinden, dann können die Meißel als ortsfeste Meißel arbeiten.

Ferner können, wenn man die letzt-genannte Ausführungsform in eine solche mit ortsfesten Meißeln umwandeln will, d.h. in eine Ausführungsform ohne Spreiz-/Rückziehfunktion, die Meißelschäfte 78 so ausgebildet werden, daß sie anstelle von Abstandshaltern selbst mit Abstandsstücken versehen werden, wie Fig. 14 zeigt, wobei zwischen die Anschlagflächen 86 und 88 für die Spreizlage bzw. eingezogene Lage Rippenteile 92 am Meißelschaft 78 ausgebildet sind, wodurch der Meißelschaft 78 wegen des Vorhandenseins der Rippenteile 92 mit Bezug zum Amboß 64 undrehbar wird. «Jedes der Rippenteile 92 des Meißelschafts 78 ist mit einer derartigen Größe ausgebildet, die der Summe eines Vorsprungs 84 und des vorher zu Fig. 11 erwähnten Abstandshalters gleich ist.

Bei dem Drucklufthammer-Bohrgerät erreichen Schaden an den frontseitigen Meißelteilen ihre größten Werte während des Bohrens. Die oben erläuterten Ausführungsforman sind insofern von Vorteil, als lediglich beschädigte Meißel austauschbar oder auszutauschen sind. Insbesondere bei einem Druckluft-

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hammer-Bohrgerät für einen großen Bohrungsdurchmesser machen die Herstellungskosten einen großen betrag aus, und insofern hat das Wiederbeginnen des Bohrens allein nach dem Austausch der frontseitigen Meißelteile, wodurch die Lebensdauer verlängert werden kann, einen hohen praktischen Wert und Nutzen. Darüber hinaus vurd bei dem Bohrgerät gemäß der Erfindung die Schlagkraft gleichzeitig auf die jeweiligen Meißel übertragen, wobei diese Meißel - mit ihren Frontseiten zueinander bündig - bewegbar sind, woraus folgt, daß das Drucklufthammer-Bohrgerät zum Bohren von Fels, der viele einbrechbare Schichten bzw. eine Grenzschicht zwischen hartem sowie weichem Material aufweist, hoch wirksam ist.

Claims

Patentansprüche

-durch ein drehbares sowie axial bewegbares Bohrgestänge (8, 60),

- durch einen am frontseitigen Endabschnitt des Bohrgestänges befestigten zylindrischen Hammerkörper (12),

- durch einen am frontseitigen Endabschnitt des Hammerkörpers axial verschiebbar gelagerten sowie von einem im Hammerkörper angeordneten Druckstempel (14) Schlagkräfte aufnehmenden Meißelträger (16, 64),

- durch eine Mehrzahl von am frontseitigen Endabschnitt des Meißelträgers lösbar befestigten Meißeln (18, 66),

- durch eine am Außenumfang eines Meißelschafts (24,78) eines jeden Meißels ausgebildete Ringkehle (28, 82),

- durch im Meißelträger ausgebildete, die Meißelschäfte aufnehmende Befestigungslöcher (22, 76),

- durch am Meißelträger angeordnete, in die Ringkehlen in einem Zustand, in dem die Meißelschäfte in den Be-

festigungslöchern aufgenommen sind, eingreifende und damit die Meißel am Meißelträger haltende Zwischenglieder (34, 83) und

- durch Anordnung der Kopfflächen (30) der Meißelschäf-

te in Anlage an den Stirnflächen (32) der Befestigungslöcher zur Aufnahme der Schlagkräfte vom Meißelträger,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Zwischenglieder als ein in einer zur Achse des Bohrgestänges rechtwinklig angeordneter Bolzen (34, 83) ausgebildet ist, dessen eines Ende (42) zur Unterbindung einer Entfernung verformt ist.
3. Drucklufthammer-Bohrvorrichtung,
gekennzeichnet

- durch ein drehbares sowie axial bewegbares Bohrgestänge (8),

- durch einen am frontseitigen Endabschnitt des Bohrgestänges befestigten zylindrischen Hammerkörper (12),

- durch einen am frontseitigen Endabschnitt des Hammerkörpers axial verschiebbar gelagerten sowie von einem im Hammerkörper angeordneten Druckstempal (14) Schlagkräfte aufnehmenden Meißelträger (16), - durch eine Mehrzahl von am frontseitigen Endabschnitt des Meißelträgers undrehbar sowie lösbar befestigten Meißeln (18)_s

- durch eine am Außenumfang eines Meißelschafts (24) eines jeden Meißels ausgebildete Ringkehle (28), - durch im Meißelträger ausgebildete, die Meißelschäfte aufnehmende Befestigungslöcher (22),

- durch am Meißelträger angeordnete, in die Ringkehlen

in einem Zustand, in dem die Meißelschäfte in den Befestigungslöchern aufgenommen sind, eingreifende und damit die Meißel am Meißelträger haltende Zwischenglieder (34) und

- durch Anordnung der Kopfflächen (30) der Meißelschäfte

_x in Anlage an den Stirnflächen (32) der Befestigungslöcher zur Aufnahme der Schlagkräfte vom Meißelträger.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3₃ dadurch

gekennzeichnet, daß jeder der Meißel (18) im wesentlichen sektorförmig ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3_ä dadurch gekennzeichne t, daß jeder der Meißel (1&) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist.
6. Druck lufthammer-Bohrvorrichtung,
gekennzeichnet

- durch ein drehbares sowie axial bewegbares Bohrgestänge (60),

- durch einen am frontseitigen Endabschnitt des Bohrgestänges angeordneten Hammerkörper,

- durch einen am frontseitigen Endabschnitt des Hammerkörpers axial verschiebbar gelagerten sowie von einem im Hammerkörper angeordneten Druckstempel Schlagkräfte aufnehmenden Meißeijträjejr (64) _s

- durch eine Mehrzahl von am frontseitigen Endabschnitt des Meißelträgers an zum Drehzentrum (0) des Bohrgestänges exzentrischen Stellen gelagerten Meißeln (66), die in einer zur Drehrichtung des Bohrgestänges entgegengesetzten Richtung auf Grund des bei Drehung des Bohrgestänges von der Bodenfläche der Bohrung herrührenden Widerstands verschwenkbar sind, um den Bohrdurchmesser zu erweitern oder zu vermindern, - durch am Meißelträger (64) ausgebildete, eine Bewegung von den Meißeln zugeordneten Vorsprüngen (84) begrenzende Anschlagflächen (86, 88), die die Meißel in einer Stellung mit erweitertem oder verringertem Durchmesser halten,

- durch eine am Außenumfang eines Meißelschaftes (78) eines jeden Meißels ausgebildete Ringkehle (82),

- durch im Meißelträger ausgebildete, die Meißelschäfte

-4-aufnehmende Befestigungslöcher (76),

- durch am Meißelträger angeordnete, in die Ringkehlen

in einem Zustand, in dem die Meißelschäfte in den Befestigungslöchern aufgenommen sind, eingreifende und damit die Meißel am Meißelträger haltende Zwischenglieder (83) und

- durch Anordnung der Kopfflächen der Meißelschäfte in Anlage an den Stirnflächen der Befestigungslöcher zur Aufnahme der Schlagkräfte vom Meißelträger.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangsflache eines jeden der Meißel (66) durch eine das Zentrum (O) des Meißelträgers (64) und das Zentrum (O₁) des Meißelschafts (78) in der Stellung mit erweitertem Durchmesser der Meißel durchsetzende, zum Außenumfang sich erstrekkende Linie in zwei Abschnitte, nämlich einen in der Drehrichtung während des Bohrens vorderen Halbteil (A-B) und einen daran anschließenden hinteren Halbteil (B-C), unterteilt ist, von denen der vordere Halbteil kreisbogenförmig mit einem dem Durchmesser der Bohrung gleichen Durchmesser (R) ausgebildet ist und der hintere Halbteil eine solche Gestaltung hat, daß die Meißel in der Bohr-Drehrichtung verschwenkbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, daß jeder der Meißel (66) als unvollkommener Kreis mit einem abgetrennten Kreisabschnitt (90) ausgebildet ist.
9. Drucklufthammer-Bohrvorrichtung,
gekennzeichnet

- durch ein drehbares sowie axial bewegbares Bohrgestänge (60),

- durch einen am frontseitigen Endabschnitt des Bohrgestänges angeordneten Hammerkörper,

- durch einen am frontseitigen Endabschnitt des Hammer-

_x körpers axial verschiebbar gelagerten sowie von einem im Hammerkörper angeordneten Druckstempel Schlagkräfte aufnehmenden Meißelträger (64),

- durch eine Mehrzahl von am frontseitigen Endabschnitt des Meißelträgers an zum Drehzentrum (0) des Bohrgestänges exzentrischen Stellen gelagerten Meißeln (66),

- durch am Meißelträger (64) ausgebildete, eine Bewegung von den Meißeln zugeordneten Vorsprüngen (84) begrenzende Anschlagflächen (86, 88), die die Meißel in einer Stellung mit erweitertem oder verringertem Durchmesser halten,

- durch in Räume zwischen den Anschlagflächen des Meißelträgers sowie den Vorsprüngen an den Meißeln lösbar eingesetzte Abstandshalter, - durch eine am Außenumfang eines Meißelschafts (78) eines jeden Meißels ausgebildete Ringkehle (82),

- durch im Meißelträger ausgebildete, die Meißelschäfte aufnehmende Befestigungslöcher (76),

- durch arn Meißelträger angeordnete, in die Ringkehlen in einem Zustand, in dem die Meißelschäfte in den Befestigungslöchern aufgenommen sind, eingreifende und damit die Meißel am Meißelträger haltende Zwischenglieder (83) und

- durch Anordnung der Kopfflächen der Meißelschäfte in Anlage an den Stirnflächen der Befestigungslöcher zur Aufnahme der Schlagkräfte vom Meißelträger.