DE3446004A1 - Gesteinsbohrerspitze - Google Patents

Description

Gesteinsbohrerspitze

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gesteinsbohrerspitze vom Schlagbohrertyp mit einem in der Hauptsache zylindrischen Körper und einer Vorderfläche, die mit einer Anzahl am Umfang voneinander im Abstand befestigter Einsätze versehen ist, wobei jeder dieser Einsätze einen Körper mit einer allgemein zylindrischen Mantelfläche und einen Kopfabschnitt, der axial nach außen von der Vorderfläche aus vorspringt, hat.

Gesteinsbohrerspitzen der oben genannten Type haben Einsätze mit halbkugelförmigen Kopfabschnitten. Ein Nachteil dieser Formgebung besteht darin, daß die Halbkugel an dem Teil des Arbeitsendes, das von der Mittelachse der Gesteinsbohrerspitze abgewendet ist, zu einer kegelförmigen Gestalt abgenutzt wird. Die kegelförmige Gestalt beeinträchtigt die Bohrgeschwindigkeit derart, daß die erforderliche Vorschubkraft steigt und daß die Gesteinsbohrerspitze dazu neigt, Rissen in dem Gesteinsmaterial zu folgen. Die Gesteinsbohrerspitze wird somit in einer negativen Weise geführt, so daß die Bohrung in Längsrichtung geneigt wird und daher ein Nachschleifen der Einsätze nach nur kurzer Bohrzeit erforderlich ist. Auch zu Beginn des Bohrens ist eine große Vorschubkraft erforderlich, da die Halbkugelform selbst bis zu einem bestimmten Grad eine kegelige Gestalt enthält.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Gesteinsbohrerspitze zu bekommen, in der die Einsätze eine Gestalt haben, die es möglich macht, mit einer konstanten Bohrgeschwindigkeit während langer Bohrintervalle ohne Widerstand aufgrund einer Kegelform und ohne Nachschleifen des Kopfabschnittes eines jeden Einsatzes zu bohren.
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Die genaue Natur der Erfindung wird klarer erkennbar bei Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, in der

Fig. 1
Fig. 2 und
Fig. 3 eine Seitenansicht, eine Draufsicht bzw. eine andere Seitenansicht eines Einsatzes sind und
Fig. 4 und

Fig. 5 eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht der Gesteinsbohrerspitze nach der Erfindung sind

In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Einsatz 10 in einer Gesteinsbohrerspitze gezeigt, der einen allgemein zylindrischen Körper 11 mit einem Basisabschnitt 12 und einem Kopfabschnitt 13 besitzt. Der Basisabschnitt 12 ist so angeordnet, daß er in ein ausgebohrtes Einsatzsackloch in der Gesteinsbohrerspitze derart einzusetzen ist, daß der Kopfabschnitt 13 von der Vorderfläche der Gesteinsbohrerspitze aus vorspringt. Der Kopfabschnitt 13 ist mit einer ersten und einer zweiten Arbeitsfläche 14 bzw. 20 versehen. Die erste Arbeitsfläche 14 ist in wenigstens einer Richtung gekrürttnt, und sie ist durch die Linie II in den Fig. 2 und 3, den Übergangsabschnitt 19 und die Mantelfläche 17 begrenzt. Der Übergangsabschnitt 19 ist mit einer Abfasung 16 versehen, die sich von der ersten Arbeitsfläche 14 zu der Mantelfläche 17 nach außen und nach hinten erstreckt, um Rißbildungen in dem Einsatz 10 entgegenzuwirken, da eine scharfe Kante zwischen der Arbeitsfläche 14 und der Mantelfläche 17 vermieden wird. Die zweite Arbeitsfläche 20 hat eine Viertelkugelgestalt, deren Radius R gleich dem Radius R der ersten Arbeitsfläche 14 ist, so daß diese an der Linie II in Fig. 2 glatt ineinander übergehen. Der Kopfabschnitt 13 ist bezüglieh der Linie I in Fig. 2 symmetrisch, aber bezüglich der Linie II unsymmetrisch geformt. Die Linie I ist senkrecht zu der Linie II. Die Radien R und R sind wenigstens 10 % langer als der Radius des Körpers 11. Der Teil des Kopfabschnittes 13, worin die Abfasung 16 am breitesten ist, hat von der Mitte der Gesteinsbohrerspitze am weitesten entfernt zu sein. Während des Bohrens ist es vorteilhaft, daß dieser Teil viel Hartstoff gegenüber der herkömmlichen Halbkugelgestalt, die mit einer gestrichelten Linie L in Fig. 3 ge-

zeigt ist, enthält. Daher ist es möglich, viel Hartstoff abzunutzen oder zu verschleißen, bevor der Kopfabschnitt kegelförmig wird, und daher kann die Bohrzeit verlängert werden, und die Bohrerspitze bohrt in einer geraderen Weise als die mit kegelförmigen Einsätzen versehene Bohrer spitze.

Der allgemeine Radius des Übergangsabschnittes 19 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist,'länger als der Radius des Einsatzes 10. Der Teil der ersten Arbeitsfläche 14, der mit der Linie I in Fig. 3 zusammenfällt, ist senkrecht zu der Linie III, die eine Verlängerung des Teils der Mantelfläche ist, der am weitesten von der Mitte der Gesteinsbohrerspitze entfernt ist. Dieser Teil der ersten Arbeitsfläche 14 kann auch gewölbt sein, wie als gestrichelte Linie L, in Fig.

3 dargestellt ist, was zu einer Punktberührung zwischen dem Einsatz und dem Gesteinsmaterial führt. Eine Punktberührung erfordert weniger Vorschubkräfte auf die Gesteinsbohrerspitze.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Gesteinsbohrerspitze nach der vorliegenden Erfindung in Draufsicht und im Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4. Die Gesteinsbohrerspitze 15 besitzt einen in der Hauptsache zylindrischen Körper 18 und eine Vorderfläche 21, die mit vier am Umfang im Abstand voneinander befestigten Einsätzen 10 und einem mittigen Vordereinsatz 22 versehen ist. Die Einsätze 10 sind bezüglich der Mittellinie CL der Bohrerspitze spitzwinklig geneigt.

Die Einsätze 10 sind in ausgebohrte Sacklöcher eingesetzt, und der Teil eines jeden Einsatzes, der den Übergangsabschnitt 19 enthält, ist von der Mittellinie CL der Gesteinsbohrerspitze 15 derart weggewendet, daß der Übergangsabschnitt 19 allgemein den Durchmesser der Bohrung bestimmt. Der breiteste Teil der Abfasung 16 ist von der Mittellinie CL am weitesten entfernt, und daher hat der Einsatz 10 eine Gestalt, die gegenüber einer herkömmlichen Halbkugelgestalt beständiger gegen Verschleiß ist. Die viertelkugelförmige zweite Arbeitsfläche 20 des Einsatzes 10 ist somit zu der

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Mittellinie CL der Bohrerspitze hingewendet. Diese zweite Arbeitsfläche 20 ist geringerem Verschleiß ausgesetzt als die Fläche 14 und hat daher die materialsparende Viertelkugelgestalt . Die Einsätze 10 können mit herkömmlichen Einsätzen um den Umfang der Gesteinsbohrerspitze herum kombiniert werden.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Gesteinsbohrerspitze mit Einsätzen mit einem höheren "Scharfheitsgrad" als herkömmliche halbkugelförmige Einsätze. Die verbesserten Einsätze können während einer langen Bohrzeit abgenutzt oder Verschleiß ausgesetzt werden, ohne daß sie eine kegelförmige Gestalt annehmen. Daher kann diese Gesteinsbohrerspitze während einer langen Bohrzeit ohne Nachschleifen verwendet werden. Sie bohrt auch geradere Löcher in das Gesteinsmaterial als Gesteinsbohrerspitzen mit herkömmlichen halbkugelförmigen Einsätzen.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Gesteinsbohrerspitze vom Schlagbohrertyp mit einem in der Hauptsache zylindrischen Körper (18) und einer Vor-

20 derfläche (21), die mit einer Reihe am Umfang im Abstand voneinander befestigten Einsätzen (10) versehen ist, wobei jeder Einsatz (10) einen Körper (11) mit einer allgemein zylindrischen Mantelfläche (17) und einen Kopfabschnitt (13), der von der Vorderfläche (21) axial nach

25 außen vorspringt, hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfabschnitt (13) mit einer ersten (14) und einer zweiten (20) Arbeitsfläche versehen ist, wobei die erste Arbeitsfläche (14) in wenigstens einer Richtung gekrümmt ist, die zweite Arbeitsfläche (20) von allgemein viertel-

kugelförmiger Gestalt ist und ein Teil der Verbindung zwischen der ersten Arbeitsfläche (14) und der Mantelfläche (17) des Einsatzes (10) mit einem Übergangsabschnitt (19) ausgestattet ist, welcher von der Mittellinie (CL) der Gesteinsbohrerspitze abgewendet ist, die erste Arbeitsfläche (14) einen größeren Krümmungsradius in der Radialrichtung der Gesteinsbohrerspitze als in einer Richtung senkrecht zu dieser Radialrichtung hat und der Übergangsabschnitt (19) allgemein den Durchmesser der Bohrung bestimmt.

2. Gesteinsbohrerspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Arbeitsfläche (14) eine allgemein gerade Erstreckung in der Radialrichtung der Gesteinsbohrerspitze und einen konstanten Krümmungsradius in der Richtung senkrecht hierzu besitzt.

3. Gesteinsbohrerspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R ) der ersten Arbeitsfläche

(14) und der Radius (R ) der zweiten Arbeitsfläche (20)

gleich und wenigstens 10 % größer als der Radius des Einsatzkörpers (11) sind.

4. Gesteinsbohrerspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsabschnitt (19) eine Abfasung

(16) ist, die sich von der ersten Arbeitsfläche (14) zu der Mantelfläche (17) des Einsatzes (10) nach außen und nach rückwärts erstreckt.

5. Gesteinsbohrerspitze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Einsätze (10) auf dem Umfang voneinander beabstandet vorgesehen sind und daß ein halbkugelförmig ausgebildeter Einsatz (22) in der Mitte der Vorderfläche (21) angeordnet ist.