DE4134425C2 - - Google Patents
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drehbohrkopf mit Tragelementen,
an denen Schneidplatten, insbesondere aus Hartmetall, auf
einem von einer rückseitigen und unterseitigen Stützfläche
gebildeten, stufenförmigen Absatz durch Löten befestigt
sind.
Schneidplatten von Drehbohrköpfen sind beispielsweise beim
Bohren von Mineralgestein starken Belastungen unterworfen.
Aus diesem Grund sind sie üblicherweise jeweils auf dem
Absatz des Tragelements abgestützt in einer stoffschlüssigen
Lötverbindung fest mit dem die Belastung aufnehmenden
Tragelement verbunden.
Um Drehbohrköpfe mit einer exakt festgelegten Geometrie
zu erhalten, müssen die Schneidplatten zum Anlöten in ihrer
vorbestimmten Endposition auf dem Absatz des Tragelements
so fixiert werden, daß der Lötvorgang ohne ein Verschieben
der Schneidplatten durchgeführt werden kann. Für diese
Befestigung der Schneidplatten vor dem Löten ist es
bekannt, die Schneidplatten durch Ankleben oder Aufbinden
provisorisch auf dem Absatz der Tragelemente zu befestigen.
Der Nachteil dieses herkömmlichen Vorgehens beim Anlöten
der Schneidplatten besteht darin, daß vor dem eigentlichen
Lötvorgang ein weiterer Arbeitsgang, nämlich das vorläufige
Befestigen der Schneidplatten, erforderlich ist. Dieser
zusätzliche Arbeitsgang verlängert die für das Löten
benötigte Bearbeitungszeit und führt zu erhöhten
Herstellungskosten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht dagegen darin, mit
einfachen Mitteln einen Drehbohrkopf zu schaffen, der in
einer kurzen Bearbeitungszeit das Anlöten der
Schneidplatten an die Tragelemente ermöglicht, ohne daß
dabei die Gefahr des Verrückens der Schneidplatten aus
ihrer vorbestimmten Lage besteht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede
Schneidplatte durch mindestens ein von dem zugeordneten
Tragelement getragenes, der rückseitigen Stützfläche
gegenüberliegendes und an der Vorderseite der Schneidplatte
angreifendes Halteelement auf dem stufenförmigen Absatz in
Anlage gehalten wird. Nach der Erfindung bildet das
Halteelement gemeinsam mit dem stufenförmigen Absatz eine
Aufnahme, in die die jeweilige Schneidplatte vor dem
Anlöten eingesetzt wird. In der so gebildeten Halterung
ist die Lage der Schneidplatte dann während des Lötens
festgelegt, ohne daß eine zusätzliche, provisorische
Vorbefestigung der Schneidplatten erforderlich ist. Dabei
sind die Halteelemente so angeordnet, daß die Schneidplatten
nahezu kraftfrei an der rückwärtigen Stützfläche anliegen.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß keine Spannungen
in den Schneidplatten auftreten, die aufgrund der
unterschiedlichen, durch die Erwärmung der Wand beim Löten
verursachte Ausdehnungen des Materials von Schneidplatten
und Tragelementen entstehen könnten. Durch die Gestaltung
der Halteelemente ist darüber hinaus sichergestellt, daß
auch beim Erkalten der Schneidplatten keine Spannungen
auftreten. Gleichzeitig ist durch die Ausgestaltung der
Halteelemente auch das Abfließen des zerspanten Materials
während des Bohrens nicht behindert.
Besonders preisgünstig lassen sich die Halteelemente
dadurch herstellen, daß die Halteelemente als Vorsprung
einstückig mit den Trageelementen ausgeformt sind. Da die
Drehbohrer in der Regel durch einen Umformvorgang,
beispielsweise durch Schmieden, hergestellt werden, können
die Halteelemente schon während der Fertigung der
Drehbohrer ihre endgültige Form erhalten oder in einer
mechanischen Nachbearbeitung ausgeformt werden. Eine für
die praktische Anwendung günstige Anordnung der
Halteelemente ergibt sich dabei dann, wenn die
Halteelemente im Fußbereich der Schneidplatten angeordnet
sind.
Die Gefahr der Entstehung von Spannungen während des
Erwärmens kann noch dadurch gemildert werden, daß die
Halteelemente gegenüber einer Ausdehnung der Schneidplatten
nachgiebig sind. Solche nachgiebigen Halteelemente lassen
sich leicht dadurch verwirklichen, daß die Halteelemente
eine gegenüber der Dicke der Schneidplatte geringe
Materialstärke aufweisen. Die so gestalteten Halteelemente
haben eine zum Anhalten der Schneidplatte ausreichende
Festigkeit, werden aber bei einer stärkeren Ausdehnung der
Schneidplatten so verbogen, daß sich die Schneidplatten
ungehindert ausdehnen können und keine Druckspannungen in
ihnen entstehen. Das ungehinderte Ausdehnen der
Schneidplatten läßt sich noch dadurch unterstützen, daß
zwischen den Halteelementen und den zugeordneten
Schneidplatten eine Linienberührung ausgebildet ist. Eine
solche Berührung zwischen den Schneidplatten und den
Halteelementen läßt sich leicht dadurch erreichen, daß die
Halteelemente einen elliptischen oder kreisrunden
Querschnitt aufweisen. Die so ausgeformten Halteelemente
bieten dem abfließenden Zerspangestein zudem aufgrund ihrer
abgerundeten Form einen besonders geringen Widerstand.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von einer
Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert
werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Drehbohrkopf in frontaler Ansicht mit
montierten Schneidplatten,
Fig. 2 den Drehbohrkopf nach Fig. 1 in einer seitlichen
Ansicht ohne Schneidplatten,
Fig. 3 den Drehbohrkopf nach Fig. 1 in einer Ansicht
von oben mit montierten Schneidplatten,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des Drehbohrkopfs in
frontaler Ansicht mit montierten Schneidplatten
und
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform des Drehbohrkopfs in
frontaler Ansicht mit montierten Schneidplatten.
Ein Drehbohrkopf 1 für Mineralgesteinsbohrungen weist einen
Aufnahmeschaft 2, einen zylindrischen Meißelkörper 3, eine
Spülbohrung 4 und einstückig mit dem Meißelkörper 3
ausgebildete, fingerartige Tragelemente 5 auf. Die
Tragelemente 5 sind exzentrisch, axialsymmetrisch auf der
Oberseite des Meißelkörpers 3 angeordnet, wobei ihr
Durchmesser vom Rand der Spülbohrung 4 bis zum äußeren Rand
des Meißelkörpers 3 reicht. An der Spitze der Tragelemente
5 ist jeweils ein sich über die Breite der Tragelemente 5
erstreckender stufenförmiger Absatz 6 ausgeformt, der durch
eine waagerecht angeordnete untere Stützfläche 6a und eine
dazu senkrecht angeordnete rückseitige Stützfläche 6b
gebildet ist.
Über die untere Stützfläche 6a des Absatzes 6 ragen zwei
zueinander benachbart angeordnete Halteelemente 7 heraus.
Die Halteelemente 7 sind als zahnförmige, schlanke
Vorsprünge einstückig mit den Tragelementen 5 ausgebildet
und in einem Abstand a, der der Dicke d von Schneidplatten 8
entspricht, gegenüberliegend zu der rückseitigen Stützfläche
6b des Absatzes 6 angeordnet. Die Halteelemente 7 weisen
einen elliptischen Querschnitt mit einer gegenüber der
Dicke d der Schneidplatten 8 geringen Materialstärke auf,
dessen langer Durchmesser parallel zu der Rückwand 6b des
Absatzes 6 angeordnet ist.
Vor dem Anlöten werden die Schneidplatten 8 in die durch
die rückseitigen Stützflächen 6b, die unterseitigen
Stützflächen 6a der Absätze 6 und die Halteelemente 7
gebildeten klammerartigen Aufnahmen eingesetzt. Dabei
liegen die Schneidplatten 8 mit ihrer Vorderseite 8a in
einer linienförmigen Berührung an den ihnen zugeordneten
Halteelementen 7 so an, daß sie gleichzeitig in Anlage an
der rückseitigen Stützfläche 6b des Absatzes 6 gehalten
sind.
Beim Anlöten werden die Schneidplatten 8 und die
Tragelemente 5 mit Hilfe einer Energiequelle erhitzt und
Lot in die Fuge zwischen der rückseitigen Stützfläche 6b des
Absatzes 6 und der Rückwand 8a der Schneidplatte 8
eingebracht. Dabei dehnen sich die Werkstoffe der
Tragelemente 5 und der Schneidplatten 8 durch das Erhitzen
unterschiedlich aus, so daß die Halteelemente 7 aufgrund
ihrer geringen Materialstärke dem von den sich
ausdehnenden Schneidplatten 8 ausgeübten Druck nachgeben.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß weder beim Erwärmen
noch beim Erkalten der Schneidplatten 8 Spannungen
entstehen, die die Festigkeit der Schneidplatten 8
beeinträchtigen könnten.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Drehbohrers 1, die
besonders zum Halten einer schmalen Schneidplatte 8a
geeignet ist. Bei diesem Drehbohrer ist nur jeweils ein in
gleicher Weise wie die Halteelemente 7 nach Fig. 1
ausgeformtes Halteelement 10 mittig zu dem stufenförmigen
Absatz 6 der Tragelemente 5 angeordnet. Der Vorteil dieser
Ausführungsform liegt darin, daß das Halteelement 10 der
schmalen Schneidplatte 8b bei der Erwärmung ein gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel geringeren Widerstand
entgegensetzt. Die Ausführungsform des Drehbohrkopfes 1 nach
Fig. 5 bietet dagegen breiten Schneidplatten 8c sicheren
Halt. Bei diesem Drehbohrkopf sind Halteelemente 11 jeweils
als dünne Stege ausgebildet, die sich über die gesamte
Breite des Absatzes 6 erstrecken.
Claims (7)
1. Drehbohrkopf mit Tragelementen (5), an denen
Schneidplatten (8), insbesondere aus Hartmetall, auf einem
von einer rückseitigen (6b) und unterseitigen Stützfläche
(6a) gebildeten, stufenförmigen Absatz (6) durch Löten
befestigt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß jede
Schneidplatte (8) durch mindestens ein von dem zugeordneten
Tragelement (5) getragenes, der rückseitigen Stützfläche
(6b) gegenüberliegendes und an der Vorderseite (8a) der
Schneidplatte (8) angreifendes Halteelement (7) auf dem
stufenförmigen Absatz (6) in Anlage gehalten wird.
2. Drehbohrkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Halteelemente (7) als Vorsprung einstückig mit den
Tragelementen (5) ausgeformt sind.
3. Drehbohrkopf nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Halteelemente (7) im Fußbereich der Schneidplatten (8)
angeordnet sind.
4. Drehbohrkopf nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Halteelemente (7) gegenüber einer Ausdehnung der
Schneidplatten (8) nachgiebig sind.
5. Drehbohrkopf nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Halteelemente (7) eine gegenüber der Dicke (d) der
Schneidplatte (8) geringe Materialstärke aufweisen.
6. Drehbohrkopf nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
den Halteelementen (7) und den zugeordneten Schneidplatten
(8) eine Linienberührung ausgebildet ist.
7. Drehbohrkopf nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Halteelemente (7) einen elliptischen oder kreisrunden
Querschnitt aufweisen.
Priority Applications (1)
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DE (1) | DE4134425A1 (de) |
Cited By (1)
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WO1989001086A1 (en) * | 1987-07-23 | 1989-02-09 | Kennametal Inc. | Masonry two-prong rotary drill bit |
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1991
- 1991-10-18 DE DE19914134425 patent/DE4134425A1/de active Granted
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