DE626128C - Bohrer fuer drehendes Tiefbohren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrer für drehendes Tiefbohren, und zwar auf einen Bohrer mit scheibenförmigen Schneidwerkzeugen, deren Drehachsen in zueinander parallelen Ebenen beiderseits einer senkrechten Achsmittelebene des Bohrkopfes angeordnet sind. Zum schnellen Durchbohren verhältnismäßig weicher Formationen sind derartige Bohrer erwiesenermaßen am vorteilhaftesten.

Es wurde jedoch gefunden, daß, wenn als Schneidwerkzeuge an dem unteren Ende eines Bohrkopfes dieser Art allein nur zueinander versetzt angeordnete Schneidscheiben vorgesehen sind, dann bei starker Beanspruchung und schneller Abnutzung dieser Scheiben das geschnittene Bohrloch alsbald beginnt, sich nach unten zu verjüngen. Der Bohrkopf wird sich dann bald festlaufen, sofern es nicht vorgezogen wird, schon vorher eine Auswechselung der abgenutzten Schneidscheiben vorzunehmen. Das mußte bei Bohrern der hier in Frage kommenden und bis jetzt bekannten Art ziemlich oft geschehen. Die Betriebsunkosten wurden dadurch verhältnismäßig hoch.

Die gleichen Nachteile finden sich auch bei solchen Bohrern oder Bohrköpfen, die an den Seiten weit oberhalb ihres unteren Endes bzw. weit oberhalb ihrer am unteren Ende sitzenden Schneidscheiben noch mit besonderen Räumschneidern ausgestattet sind. Auch bei solchen Bohrern oder Bohrköpfen ist es ganz offenbar, daß der Bohrkopf bei fortschreitender Abnutzung der unten sitzenden Schneidscheiben in ein allmählich immer enger werdendes Bohrloch hineingerät und schließlich mit der Bohrlochwandung in Berührung kommen, sich also im Bohrloch festfahren muß, ohne daß die verhältnismäßig weit oben sitzenden Räumschneider hieran irgend etwas zu ändern vermögen.

Ein gemäß vorliegender Erfindung verbesserter Bohrer der oben angegebenen Art ist nun gekennzeichnet durch seitliche Schneidrollen, deren Drehachsen zur Bohrkopfachse geneigt in einer senkrechten Achsmittelebene des Bohrkopfes zwischen den parallelen, durch die Schneidscheibenachsen gelegten Ebenen liegen und die in ungefähr gleicher Höhe mit den Schneidscheiben gegenüber deren äußeren Seitenflächen angeordnet sind, wobei der Außendurchmesser ihrer ringförmigen Arbeitsbahn im wesentlichen dem mit den Schneidscheiben erzeugten größten Lochdurchmesser entspricht, jedoch der innere Durchmesser der von den Seitenschneidern beschriebenen Bahn weit innerhalb des gewünschten, mit den Schneidscheiben erzeugten größten Bohrlochdurchmessers gelegen ist.

Hier ist es von überaus großer Bedeutung, daß sämtliche Schneidwerkzeuge unterhalb des unteren Bohrkopfendes schneiden und als den g₀

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Bohrlochgrund bearbeitende Schneidwerkzeuge gelten. Sämtliche Schneidwerkzeuge schneiden dem unteren Bohrkopfende voraus. Die Seitenschneider (seitliche Schneidrollen) können schlechthin nicht mehr als Räumschneider betrachtet werden, denn sie fangen erst an zu schneiden — und zwar unmittelbar auf dem Bohrlochgrunde —, wenn die Schneidscheiben infolge Abnutzung kleiner geworden und dann ίο nicht mehr fähig sind, das Bohrloch bis auf den gewünschten Durchmesser auszuarbeiten. Zum Stande der Technik sei bemerkt, daß der Gedanke, Schneidscheiben mit seitlichen Schneidrollen am unteren Ende eines Bohrkopfes zu vereinigen, an sich wohl bekannt ist; jedoch war es bis jetzt üblich, die Schneidwerkzeuge bzw. die Schneidscheiben am unteren Ende des Bohrkopfes in größerer Anzahl nebeneinander so anzuordnen, daß ihre Drehachsen alle in einer und derselben vertikalen Ebene (Achsmittelebene des Bohrkopfes) gelegen sind. Die Räumschneider bzw. die seitlichen Schneidrollen am unteren Ende des Bohrkopfes wurden "dahingegen so angeordnet, daß ihre Drehachsen in einer Ebene rechtwinklig zur Achsmittelebene der übrigen Schneidwerkzeuge gelegen sind. Bei solcher Anordnung der Schneidwerkzeuge ist ein Vergleich mit einem Bohrkopf der für vorliegende Erfindung in Frage kommenden Art nicht möglich, denn die Schneidscheiben können im Durchmesser niemals so groß bemessen werden, daß sie für sich allein gleich wie bei einem Bohrkopf der hier in Frage kommenden Art das Bohrloch bis auf den vollen gewünschten Durchmesser auszubohren vermögen. Im übrigen sind die seitlichen Schneidwerkzeuge oder Schneidrollen bei dieser schon bekannten Anordnung zweifelsohne immer nur als Räumschneider zu betrachten, denn ihre Aufgabe liegt lediglich nur darin, "das mit den einzelnen Schneidscheiben geschnittene Loch bis auf den gewünschten Durchmesser zu erweitern.

Bei einem im Sinne der Erfindung verbesserten Bohrkopf der oben angegebenen Art wird dahingegen zunächst nur mit den Schneidscheiben gearbeitet. Die Seitenschneider bzw. die seitlichen Schneidrollen treten erst dann in Wirkung,· wenn die Schneidscheiben sich abgenutzt haben·.

Der besondere Vorzug eines im Sinne der Erfindung verbesserten Bohrers liegt in der Tatsache, daß selbst nach eingetretener Abnutzung der Schneidscheiben die Bohrarbeit noch lange fortgesetzt werden kann, ohne die • Schneidscheiben vorzeitig· auswechseln zu müssen, denn von einer Verjüngung des Bohrloches und einem Festfahren des Bohrkopfes in einem sich nach unten verjüngenden Bohr-So loch kann trotz erfolgter Abnutzung der Schneidscheiben jetzt keine Rede mehr sein, da die dem Bohrkopf . vorausschneidenden Seitenschneider dafür Sorge tragen, daß der gewünschte Durchmesser des Bohrloches immer erhalten bleibt.

Im folgenden wird die Erfindung an einem besonderen Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die Zeichnungen stellen dar:

Fig. ι einen im Sinne der Erfindung verbesserten Bohrer von der Seite gesehen und teils im Schnitt,

Fig. 2 denselben Bohrkopf von unten gesehen. Eine der Schneidscheiben ist im Schnitt dargestellt;

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. i,

Fig. 4 eine allen Schneidwerkzeugen gemeinsame Tragachse mit den Lagerbüchsen für die beiden seitlichen Schneidrollen,

Fig. 5 eine der Schneidscheiben mit den dazugehörigen Lagerteilen.

Der Bohrkopf 1 besteht zweckmäßig aus zwei Hälften 2, 3, die durch Bolzen 4 fest zusammengehalten werden. In dem unteren Ende des Bohrkopfes 1 befindet sich ein umgekehrt V-förmiger Ausschnitt, dessen beide Wandungen hier mit 5 und 6 bezeichnet sind. In den Wandungen 5 und 6 befinden sich Löcher 4 und 8 zum Aufnehmen der schräg aufwärts und auswärts gerichteten Enden 9,10 einer allen Schneidwerkzeugen gemeinsamen Tragachse 11. Der mittlere Abschnitt 14 der Achse 11 ist verstärkt ausgeführt und liegt zur Bohrkopfachse genau rechtwinklig (Fig. 1 und 2). Auf den schräg hochstehenden Enden 9 und 10 der Achse 11 sind die Seitenschneider 13 drehbar gelagert. Auf dem mittleren Abschnitt 14 der Achse 11 sitzen die drehbaren Schneidscheiben 12. Die Lage der Schneidrollen 13 im Bohrkopf ist schräg aufwärts und einwärts geneigt 100 (Fig. 1). Zu den Schneidscheiben 12 gehören besondere Lagerkörper 16, die auf dem mittleren Abschnitt der Achse 11 exzentrisch festgelegt sind, beispielsweise vermittels Schrauben· 19, die in die Naben 18 der Lagerkörper 16 eingeschraubt sind (Fig. 1 bis 3). Auf diese Weise sind die Lagerkörper 16 auf dem mittleren Abschnitt 14 der Achse 11 beiderseits eines zentral sitzenden Flansches 15 festgelegt. Die exzentrischen Bohrungen 17 der Lagerkörper 16 sind der Stärke des mittleren Abschnittes 14 der Achse 11 genau angepaßt. Jede Schneidscheibe 12 ist auf ihrem Lagerkörper 16 drehbar festgelegt, und zwar einerseits durch einen Flansch 20 des betreffenden Lagerkörpers 16 und andererseits durch· eine ringförmige Platte 22, die seitlich am Lagerkörper 16 mittels Schrauben 23 befestigt ist.

Die Schneidscheiben sitzen ziemlich dicht nebeneinander zu beiden Seiten der Bohrkopfachse. Die seitlichen Schneidrollen 13 sind auf Buchsen 25 gelagert, die mit ihrem Flansch 26

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gegen je eine Schulter 24 der Achse 11 gestoßen sind. Zwischen den seitlichen Schneidrollen 13 und den Wandungen 5, 6 des V-förmigen Bohrkopfausschnittes ist je eine Lagerscheibe 27 eingelegt. 28 und 29 bezeichnen Spümussigkeitskanäle.

Sämtliche Schneidwerkzeuge 12, 13 befinden sich auf der Unterseite des Bohrkopfes in oder doch wenigstens teilweise in dem umgekehrt V-förmigen Ausschnitt. Die Schneidscheiben 12 drehen sich um Achsen, die parallel zu und auf entgegengesetzten Seiten einer Ebene des Bohrkopfes liegen, in der auch die Drehachsen der seitlichen Schneidrollen 13 gelegen sind. Die von den Schneidscheiben 12 und den Seitenschneidern 13 geschnittenen Bahnen überdecken sich. Sämtliche Schneidwerkzeuge schneiden, wie gesagt, auf dem Bohrlochgrunde. Wenn bei Beginn der Bohrung die Schneidscheiben 12 in der in Fig. 3 dargestellten Einstellung sich befinden, werden sie ein Loch größten Durchmessers schneiden. Im Maße der Abnutzung der Schneidscheiben 12 wird jedoch der Durchmesser der von diesen Scheiben auf der Bohrlochsohle geschnittenen Fläche entsprechend kleiner, jedoch werden alsdann sofort die seitlichen Schneidrollen 13 die Arbeit des Schneidens der Bohrlochsohle außerhalb der von den im Durchmesser kleiner gewordenen Schneidscheiben geschnittenen Fläche übernehmen. Relativ zum Bohrkopf können die Schneidscheiben sowohl in Richtung auswärts als auch umgekehrt in Richtung einwärts verstellt werden, indem man ihre exzentrischen Lagerkörper 16 auf dem mittleren Abschnitt 14 der Achse 11 mehr oder weniger weit verdreht, nachdem zuvor die Schrauben 19 gelöst worden sind.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Bohrer für drehendes Tiefbohren, bei dem die Drehachsen der Schneidscheiben in zueinander parallelen Ebenen beiderseits einer senkrechten Achsmittelebene des Bohrkopfes angeordnet sind, gekennzeichnet durch seitliche Schneidrollen, deren Drehachsen zur Bohrkopfachse geneigt in einer senkrechten Achsmittelebene des Bohrkopfes zwischen den parallelen, durch die Schneidscheibenachsen gelegten Ebenen liegen und die in ungefähr gleicher Höhe mit den Scbneidscheiben gegenüber deren äußeren Seitenflächen angeordnet sind, wobei der Außendurchmesser ihrer ringförmigen Arbeitsbahn im wesentlichen dem mit den Schneidscheiben erzeugten größten Lochdurchmesser entspricht, wohingegen der innere Durchmesser der von den Seitenschneidern beschriebenen Bahn weit innerhalb des gewünschten, mit den Schneidscheiben erzeugten größten Bohrlochdurchmessers gelegen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen