DE750139C

DE750139C - Rock impact drill with removable crown

Info

Publication number: DE750139C
Application number: DEM144097D
Authority: DE
Inventors: George Alfred Morgan; Leonard Padley
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-08-03
Filing date: 1939-02-01
Publication date: 1944-12-18

Description

Gesteinschlagbohrer mit abnehmbarer Krone Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bohrer, insbesondere Gesteinschlagbohrer für schlagendes Bohren, und zwar auf Bohrer mit abnehmbarer Krone.Rock Impact Drill With Removable Crown The present invention refers to drill bits, especially rock percussion drill bits for percussive drilling, namely on a drill with a removable crown.

Es sind zahlreiche Ausführungsformen voii Bohrerschäften mit abnehmbarer Krone entwickelt worden. Den Anlaß hierzu bot der Wunsch, die Nachteile der Bohrer mit fester Krone zu vermeiden. Denn diese muß man in der für die Durchführung der ganzen-Bohrarbeit erforderlichen Zahl zur Arbeitsstelle und von dieser wieder fortschaffen, was wegen der Länge der Bohrer und ihrer unter Umständen recht beträchtlichen Zahl erhebliche Unbequemlichkeiten mit sich bringt. Auch muß man solche Bohrer an der Arbeitsstelle selbstschleifen, umdieBeförderungsschwieri:gkeiten nicht noch zu erhöhen. Das Schleifen der Bohrer @muß aber .bei schlagendem Bohren von Gestein oft wiederholt werden.There are numerous embodiments of drill shafts with removable Crown has been developed. The reason for this was the desire to discover the disadvantages of the drill to avoid with a fixed crown. Because this one has to be in the for the implementation of the complete drilling work required number to and from the job, what because of the length of the drills and their possibly quite considerable number brings considerable inconvenience. You also have to have such a drill at the Grind the job yourself so as not to increase the transport difficulties. Sharpening the drill @ must, however, often be repeated when drilling rock with percussion will.

Bohrer, bei denen die Krone vom Bohrerschaft abnehmbar ist, bieten demgegenüber den Vorteil, daß man an die Arbeitsstelle nur ein oder zwei Bohr erschäfte zu schaffen braucht, die durch einen ausreichenden Vorrat an verhältnismäßig kleinen Bohrerkronen vervollständigt werden. Ist ' der Bohrer stumpf geworden, so braucht man nur die stumpfe Bohrerkrone vom Schaft abzunehmen und sie durch eine scharfe zu ersetzen. Das kann an Ort und Stelle geschehen, ohne daß man hierzu die Arbeitsstelle verlassen müßte.Drills in which the crown can be removed from the drill shaft on the other hand, the advantage that you only have one or two drilling forces at the job site needs to create that through a sufficient supply of relatively small Drill bits to be completed. If the drill has become blunt, it is necessary you just remove the blunt drill bit from the shaft and replace it with a sharp one to replace. This can be done on the spot without having to go to the job had to leave.

Irn Hinblick auf diese Vorzüge hat man immer wieder versucht, Bohrer mit abnehmbarer Krone einzuführen, doch ist das nur in beschränktem Maße gelungen. Denn die Aufgabe, zwischen dem Schaft und der Krone eine dem starken Stoß undDrehbeänspruchungen standhaltende Befestigung zu schaffen, ist bisher noch nicht befriedigend gelöst worden.With these merits in mind, attempts have been made time and time again to drill with a removable crown, but this has only succeeded to a limited extent. Because the task between the shaft and the crown is to cope with the strong impact and torsional stresses Creating a stable attachment has not yet been solved satisfactorily been.

Die meisten bekanntgewordenen Vorschläge für die Verbindung zwischen dem Schaft und der Krone schlagen Hilfsverbi:ndungsteile vor, die entweder zusätzlich zum Schaft und der Krone vorzusehen sind oder von ineinandergreifenden Teilen des Schaftes und der Krone gebildet werden. Alle diese Anordnungen haben den Nachteil zu hoher Fertigungskosten. Um diese herabzusetzen, hat man vorgeschlagen, die Krone so groß und lang auszubilden, daß sie sich wiederholt nachschleifen läßt unddahernachdemStuinpfwerden nicht weggeworfen zu werden brattelit, sanck rit wieder benutzt werden kann. Aber (lies hat den Nachteil, daß man die Bohrkroneci @-on der Arbeitsstelle zwecks \acli-Schleifens in die Werkstatt und wieder zurückscliafen muß.Most of the known proposals for the connection between the shaft and the crown propose auxiliary connecting parts that either additionally to be provided for the shaft and the crown or of interlocking parts of the Shank and the crown are formed. All of these arrangements have the disadvantage too high Manufacturing costs. In order to reduce this, it has been suggested that to make the crown so large and long that it can be repeatedly sharpened and afterwards, not to be thrown away brattelit, sanck rit again can be used. But (read has the disadvantage that you can use the drill bits @ -on the Clip the workstation to the workshop and back again for the purpose of \ acli grinding got to.

Auch bedingt die Vorsehung -zusätzlicher \`erbiaidurigsglieder oder besonders . ineinander.. Teile des Schaftes oder der Krone in vielen Fällen eine Herabsetzung der Ouerschnittsfläche und daaiiteine Schwächung cier Krone oder des Schaftes. Da aber der Ouerschnitt ohnehin gering ist, insbesondere bei Hohlbohrern, ist eine solche Schtv;adrun;; bedenklich. Eine sehr einfache Forni der Verbindung besteht darin, daß das Ende des Schaftes hegelstitnipfförinig gestaltet ist und in eine entsprechend profilierte Fassung der Bohrkrone eingreift. lyei allen bekanntgewordenen Ausgestaltungen dieser Verbindung war es jedoch erforderlich, besondere Vorkehrungen zu treffen, uni eine gegenseitige Verdrehung von Krone und Schaft zu verhindern. Das sollte z. B. bei einer bekanntgewordenen -lusfülirungsforni dadurch geschehen, dal zwischen Krone und Schaft ein 12antel aiiq einem verhältnismäßig weichen Metall eingeschaltet wurde, und zwar mit dem Ziel, durch entsprechend erhöhte Reibung einen festen Halt der Krone auf dem Schaft zu erreichen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es bei dieser bekannten Anordnung außerordentlich schwer ist, die Krone finit den an cier Arbeitsstelh, z"1 Verfiiairnp, stehenden Hllfsmltteln - nach dem Stumpfwerden von ilem Schaft zu lösen. Denn infolge der stoßweisen Beanspruchung im Betrieb keilt sich clie Krone mit Hilfe des zwischengeschalteten Mantels aus weichem Metall außerordentlich fest auf den Schaft auf. Versucht man die Krone mit Gewalt zu entfernen, so kann hierbei leicht der Schaft und gegebenenfalls auch die Krone beschädigt werden.The providence also requires additional \ `erbiaidurigsglieder or particularly . into one another .. parts of the stem or the crown in many cases one Reduction of the cross-sectional area and then a weakening of the crown or the Shaft. But since the cross-section is small anyway, especially with hollow drills, is such a Schtv; adrun ;; dubious. A very simple form of connection consists in that the end of the shaft is designed hegelstitnipfförinig and engages in a correspondingly profiled version of the drill bit. lyei everyone known However, refinements of this connection required special precautions to prevent a mutual twisting of the crown and shaft. That should z. B. happen in a known -lusfülirungsforni thereby, dal between the crown and the shaft a jacket aiiq a relatively soft metal was switched on, with the aim of creating one through correspondingly increased friction to achieve a firm hold of the crown on the shaft. However, it has been shown that it is extremely difficult with this known arrangement to finite the crown at cier working position, z "1 defiiairnp, standing envelopes - after becoming blunt to be released from the shaft. Because wedges due to the intermittent stress in operation The crown looks extraordinary with the help of the intermediate mantle made of soft metal firmly on the shaft. If you try to remove the crown by force, you can the shaft and possibly also the crown can easily be damaged.

Nach einem anderen Vorschlag, bei welchem ebenfalls eine Steckverbindung zwischen Schaft und Krone vorgesehen wird, verlaufen die Mantellinien des Schaftzapfens und der an der Krone vorgesehenen Fassung parallel, also nicht konisch. GegenseitigeDreliungwircl hierbei durch Feder und mit oder durch Imrunde Profilierung des Zapfens und der Fassung v erhinder t. U m die Krone gegen Herabgleiten von dein Schaft zu halten, hat der Zapfen Längsvorsprünge in gewissem Abstand von seinem Ende. Diese Vorsprünge bilden Klauen, die je zwischen sich und dein. Umfang- des Zapfens die sich verjüngende Kante der Fassung aufnehmen, wenn die Krone in Achsenrichtung auf den Bohrer-@;chaft aufgeschoben wird. Diese Ausgestaitunr ist jedoch recht teuer in der Herstellung.According to another suggestion, which also has a plug connection is provided between the shaft and crown, the surface lines of the shaft pin run and the setting provided on the crown parallel, i.e. not conical. Mutual Relation Act here by spring and with or by Imrunde profiling of the pin and the Version prevented. To keep the crown from sliding off your shaft, the pin has longitudinal projections at a certain distance from its end. These protrusions form claws that ever between you and yours. The circumference of the pin is tapered Pick up the edge of the setting when the crown is axially onto the drill shaft is postponed. However, this design is quite expensive to manufacture.

Schließlich hat man vorgeschlagen, die Krone als eine Fassung für das Ende des Bohrerschaftes auszubilden und hierbei die Tiefe dieser Fassung geringer als ihren Durchmesser zu wählen. Nach diesem Vorschlag wird jedoch er Zapfen in die Fassung finit einem Gewinde von flachem Profil eingeschraubt, wobei durch die Keilwirkung der Gewindegänge notwendigerweise eine Aufweitung der Wandung der Fassung erfolgen m:uß.Finally, it has been suggested that the crown be used as a setting for to form the end of the drill shaft and the depth of this version is less than to choose their diameter. After this suggestion, however, he will tenon in the socket finitely screwed in with a thread of flat profile, whereby through the Wedge effect of the thread turns necessarily a widening of the wall of the socket take place m: uß.

Die Gewinde müssen jedoch eingeschnitten «-erden und verteuern daher die Herstellung. Erfindungsgemäß ist nun der Steinschlagbohrer mit abnehmbarer Krone durch die folgenden, an sich bekannten 2Ierkniale gekennzeichnet: Erstens bildet die Krone eine ini Durchniesser größer als in der Tiefe bemessene Fassung für das Ende des Bohrerschaftes; zweitens ist die Wandung der Fassung bei der Verbindung der Teile durch den eingetriebenen Bohrerscliaft aufgeweitet, und drittens besitzen die Paßflächen der Fassung und des Schaftes gerade Mantellinien, so dal.l die beiden Teile ausschließlich durch den Prellsitz, niit dem sie zusammengefügt sind, aneinander gesichert sind. Ein weiteres Kennzeichen besteht darin. daß die Aufweitung der Fassungswandung wenigstens 0,075 mni betragt, vorzugsweise jedoch erheblich mehr, z. B. o,6111111.However, the threads have to be "cut" and therefore more expensive the production. According to the invention is now the rock drill with removable crown characterized by the following, known per se: First, forms the crown is one ini diameter larger than the depth measured for the End of drill shaft; second is the wall of the socket at the connection of the parts expanded by the driven Bohrerscliaft, and thirdly own the mating surfaces of the socket and the shaft are straight surface lines, so that the two Parts to each other exclusively through the impact seat with which they are joined together are secured. Another characteristic is that. that the expansion of the Fassungswandung is at least 0.075 mni, but preferably considerably more, e.g. B. o, 6111111.

Bei einer bevorzugtenAusführungsforin der Erfindung, bei der in an sich bekannter Weise die Fassung oder der Zapfen oder beide kegelig gestaltet sind, beläuft sich der Kegelwinkel auf höchstens d.°, vorzugsweise jedoch nur auf 2°.In a preferred embodiment of the invention, in which in an known way, the socket or the pin or both are designed conical, the cone angle amounts to at most d. °, but preferably only to 2 °.

Die Erfindung führt nicht nur zu einer ztiverlässigen und leicht lösbaren Verbindung der Krone und des Bohrerschaftes, sondern bietet auch den Vorteil geringer Kosten, da die Krone als Schmiedestück ohne nachträgliche Bearbeitung im Gesenk gepreßt werden kann. Den geringen Unregelmäßigkeiten der F;tsstuigswanduiig, die dabei in Kauf genonimen werden müssen. paßt sich die Krone durch die Elastizität ihrer aufgeweiteten Wandung an. Die rauhe Oberfläche des Sclnniedestückes trägt ztt der Haltbarkeit des Preßsitzes wesentlich ,bei. Diese ist so groß, elaß sie auch nicht-da-durehbeeinträchtigtwird, (lall Öl oder andere Verunreinigungen zwischen die Paßflächen eindringen. Das gilt i sowohl darin, wenn die Mantellinien der Paßll:iclieii parallel verlaufen, als auch dann, wenn dies wicht der Fall ist, sondern eine kegelförmige Fassung benutzt wird, was an sich möglich, aber nicht erforderlich ist.The invention not only leads to a reliable and easily detachable one Connection of the crown and the drill shank, but also offers the advantage of lower Costs because the crown is a forged piece without subsequent machining in the die can be pressed. The minor irregularities of the F; tsstuigswanduiig, the must be taken into account. the crown adapts due to the elasticity their widened wall. The rough surface of the lower part bears ztt the durability of the press fit essential. This is so big, leave it also not-thereby-impaired, (lall oil or other impurities between penetrate the mating surfaces. This is true both when the surface lines of the Pass11: iclieii run parallel, as well as then, if this is the case, but a conical socket is used, which is possible in itself, but not is required.

Zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der ,beiliegenden Zeichnung veranschaulicht. In dieser zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die Bohrkrone, Abb. 2 eine Teilansicht des zugehörigen Bohrerschaftes, dessen Ende als ein in die Fassung einzutreibender Zapfen ausgebildet ist, A.bb. 3 eine entsprechende Darstellung des Bohrers mit aufgesetzter Krone, und Abb. d. eine der Abb. 3 entsprechende Darstellung einer etwas anderen Ausführungsform.Two preferred embodiments of the invention are in the accompanying file Drawing illustrates. In this Fig. I shows a longitudinal section through the drill bit, Fig. 2 is a partial view of the associated drill shaft, the end of which as a part of the Socket to be driven pin is formed, A.bb. 3 shows a corresponding illustration of the drill with the crown attached, and Fig. d. a representation corresponding to Fig. 3 a slightly different embodiment.

Die Bohrerkrone a ist in der üblichenWeise an ihrem einen Ende mit Schneidkanten b versehen, während ihr anderes Ende eine sich verjüngende Fassung c von rundem Querschnitt bildet. Die Fassung c ist annähernd 13 min (o,5") tief und hat an ihrem Grunde gemessen einen Durchmesser von 21,3 mrn"*'), an ihrem Rande gemessen aber einen Durchmesser von 22,2 mm"'@'), so daß sich ein Kegelwinkel von insgesamt etwa q.° ergibt.The drill bit a is provided with cutting edges b at one end in the usual manner, while its other end forms a tapered socket c of round cross-section. The socket c is approximately 13 minutes (0.5 ") deep and measured at its base has a diameter of 21.3 mm" * '), but measured at its edge a diameter of 22.2 mm "' @ '), so that there is a total cone angle of about q °.

d ist der Bohrerschaft von gewöhnlich sechseckigem Querschnitt. Sein Ende e ist als Zapfen ausgebildet, der in die Fassung der Krone mit Preßs.itz eingesetzt wird. Er ist lcegelstumpfförm.ig gestaltet, wobei sich die in Abb. z veranschaulichten Abmessungen auf folgende Werte -belaufen: Länge A-P 13 mm, @ Enddurchmesser A-C 22,2 mm*': ), wobei die Abrundung der Kante nicht berücksichtigt ist, die den Eingriff des Zapfens in die Fassung beim Eintreiben 'erleichtert, DurchmesserB-D 23,1 mm***). Der Kegelwinkel beläuft sich dann auf insgesamt d.°, da die Wandungen mit der Stirnfläche den eingezeichneten Winkel von g2° einschließen.d is the drill shank of usually hexagonal cross-section. Its end e is designed as a pin that is inserted into the socket of the crown with press fit. It has a frustoconical design, with the dimensions illustrated in Fig. Z amounting to the following values: length AP 13 mm, @ final diameter AC 22.2 mm The engagement of the pin in the socket when driving is easier, diameter B-D 23.1 mm ***). The cone angle then amounts to a total of d °, since the walls with the end face enclose the drawn angle of g2 °.

Wird der Zapfen in die Fassung bis zu deren Grund eingetrsieben, wie,es Abb. 3 zeigt, so wird die Wandung der Fassung annähernd gleichförmig um etwa o,88 mm (0,035") aufgetrieben. ' Der Kegelwinkel der Fassung c braucht nicht genau dem Kegelwinkel des Zapfens e entsprechen. Die Fassung braucht überhaupt nicht verjüngt zu verlaufen, sondern. kann vielmehr parallele Mantellinien haben. In diesem Falle würde sich der Durchmesser der Fassung auf 22,2 mm belaufen, so daß sich die Fassung beim Eintreiben des Zapfens der *) -0,840": -'#'^`) -0,$75". - ***) -0,9x0". Abb. 2 nur an der Mündung um das angegebene Maß von o,88 mm aufweiten würde, während die Aufweitung nach dein Grunde der Fassung zu allmählich abnehmen würde.If the pin is driven into the socket to the bottom, like it As shown in Fig. 3, the wall of the socket becomes approximately uniform by about 0.88 mm (0.035 ") blown up. 'The taper angle of the socket c does not need to be exactly that Correspond to the taper angle of the journal e. The frame doesn't need to be tapered at all to run, rather. can rather have parallel surface lines. In this case the diameter of the socket would amount to 22.2 mm, so that the socket when driving in the pin of the *) -0.840 ": - '#' ^`) -0, $ 75 ". - ***) -0.9x0 ". Fig. 2 would only widen at the mouth by the specified amount of 0.88 mm, while the widening would decrease too gradually according to your base of composure.

Die Fassung c und der Zapfen e können auch einen sechseckigen Querschnitt haben, wie es Abb.4 zeigt, wobei die Kanten f zweckmäßig abgerundet sind.The socket c and the pin e can also have a hexagonal cross-section as shown in Figure 4, the edges f being suitably rounded.

Auch der Zapfen selbst kann parallele Mantellinien haben. In diesem Falle kann die Fassung verjüngt sein,- doch :ist auch das nicht unbedingt erforderlich. In jedem Falle werden aber die Kanten- des Zapfens abgerundet oder abgeschrägt, damit der Zapfen sich leichter in die Fassung eintreiben läßt.The pin itself can also have parallel surface lines. In this The case can be tapered, - but: this is not absolutely necessary either. In any case, however, the edges of the tenons are rounded or beveled, so that the pin can be driven into the socket more easily.

Es hat sich gezeigt, daß die Bohrerkrone nach dem Eintreiben des Zapfens ausreichend fest auf dem Schaft sitzt und sich diesem gegenüber im Betrieb nicht dreht, daß vielmehr die Stoß- und Drehbeanspruchungen einwandfrei übertragen werden. Dennoch kann die Bohrerkrone, wenn sie stumpf geworden ist, mit wenigen Hammerschlägen wiederentfernt werden. Hierbei braucht man mit dem Hammer nur leicht auf den Rand der Bohrerkrone zu schlagen. Es hat sich ferner gezeigt, daß sich die Wandungen der Bohrerkrone nach dem Abnehmen wieder elastisch zusammenziehen, so daß dieselbe Krone mehrere Male nacheinander auf demselben Schaft oder auf verschiedenen Bohrerschäften mit ebenso groß bemessenem Zapfen befestigt werden kann.It has been shown that the drill bit after driving in the pin sits sufficiently firmly on the shaft and not facing it during operation rotates that rather the shock and torsional stresses are properly transmitted. Nevertheless, the drill bit can, if it has become blunt, with a few hammer blows be removed again. You only need to touch the edge lightly with the hammer to hit the drill bit. It has also been shown that the walls the drill bit elastically contract again after removal, so that the same Crown several times in a row on the same shaft or on different drill shafts can be attached with an equally large pin.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gesteünsch: lag drill with removable crown,: characterized by the following known features: a) that the crown forms a setting for the end of the drill shaft that is larger in diameter than in depth, b) that when the parts are connected, the wall of the setting is widened, and c) that the mating surfaces of the socket and the shaft end have straight surface lines and are secured to one another exclusively by a press fit, and also characterized in that the expansion of the socket wall is at least 0.075 mm.

2. Rock drill according to claim i, characterized in that that with a conical shape of the socket or the pin or both of the cone angle is at most q. °.