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Lösbare Bohrverbindung mit Zwischenstück für Gesteinsschlagbohrer
Die Erfindung betrifft eine lösbare Bohrerverbindung mit Zwischenstück für Gesteinsschlagbohrer,
besonders solche mit Hartmetallschneiden. Erfindungswesentlich ist, daß das aus
legiertem Stahl mit hoher Kerbzähigkeit bestehendeZwischenstück an seinem zur Befestigung
mit dem aus üblichen Werkstoffen bestehenden Bohrgestänge bestimmten Ende einen
Außen- oder Innenkonus aufweist und an seinem anderen, zur Befestigung mit dem vorzugsweise
Hartmetallschneiden tragenden Bohrkopf bestimmten Ende mit einem Innen- oder Außengewinde
versehen ist.
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Lösbare Bohrerverbindungen für Gesteinsbohrer, die aus einem Zwischenstück
bestehen, welche an ihrem einen Ende zur Befestigung an der Bohrstange und. an ihrem
anderen Ende zur Befestigung des Bohrkopfes dienen, sind an sich bekannt.
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Das Wesen der neuen Erfindung ist somit in der Kombination zu sehen,
nämlich wie das Zwischenstück mit dem Bohrgestänge einerseits und mit dem Bohrkopf
andererseits verbun&n wird. Die in der Technik erwünschte Möglichkeit, bei der
Herstellung von Gesteinsbohrungen mit durch Preßluft betriebenen Bohrhämmern den
die Gesteinsarbeiten ausführenden, mit Schneiden versehenen Teil der-
Bohrstange
abnehmbar zu gestalten, läßt sich nämlich in Gier beschriebenen Art und Weise verwirklichen,
da zu den sonst herrschenden mechanischen Bedingungen im Betrieb noch die Werkstofffrage
hinzukommt, nämlich die Möglichkeit, das Bohrgestänge aus üblichen minderwertigen
Werkstoffen herstellen zui können, so daß mir das an Gewicht gering Zwischenstück
aus hochwertigem legiertem Stahl mit hoher Kerbzähigkeit zu bestehen braucht.
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Man hat bisher zur Lösung dieses Pro-Weins verschiedene Vorschläge
gemacht, ohne aber bislang eine Anordnung zu schaffen, die den Ansprüchen für einen
Dauerbetrieb gerecht werden konnte. Einer dieser Vorschläge ging dahin. an, dem
einen Ende der mit einer Hohlbohrung versebenen Bohrstange ein Außengewinde anzuschnteiden,
auf. welches der mit eineng entsprechenden Innengewinde versehene Bohrkopf aufgeschraubt
wurde. Bei der Verwendung solcher Bohrer hat sich nun herausgestellt. daß schon
nach ganz kurzer Benutzung diese Bohrstangen an den Gewinden abbrachen, was wohg
darauf zurückzuführen war, daß derartig billige Stahlsorten, welche für Bohrstangen
verwendet werden, den schlagenden Beanspruchungen nicht standhalten. wenn sie mit
Gewinderiefen versehen sind, so daß sich schon nach ganz kurzer Zeit Dauer- und
Schwingungsbrüche ergeben. Ein anderer Vorschlag ging dahin, die Bohrstange sowie
auch den Bohrkopt mit einem Innengewinde zu versehen und beide Teile durch einen
Gewindenippel zu verbinden. Aber auch hier traten die glichen Erscheinungen an der
Bohrstange auf. Der mit denn Innengewinde versehen Teil der Bohrstange brach nach
ganz kurzer Betriebszeit a1b, und es wurden umständliche Nachschmiedearbeiten erforderlich.
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Das hier beschriebene Problem ist gerade deshalb so außerordentlich
schwierig, weil an AN einzelnen Teile solcher Gesteinsbohrer grundverschiedene
mechanische Beanspruchungen gestellt werden. Die Bohrstange maß aus einem zähharten
Stahl bestehen, der es gestattet, demselben an denn Ende, welches in den Bohrhammer
eingeführt wird, eine für die dauernde Schlagwirkung des Bohrhammers ausreichende
Härte zu geben, so daßi sich dieser TAeil nicht im geringsten deforiniert. weshalb
er auch eine bestimmte Eigenfestigkeit hahen maß. Der Bohrkopf selbst verlangt einen
Stahl von grober Verschleißfestigkeit, wobei hier die Bedingungen noch tingüinstiger
werden, wenn dieser Stahl mit Hartmetalleinsätzen versehen ist. welche durch Harttötung
vrbutitiden sind. Außerdem maß ein Stahl gewählt werden, der eine geringe Wärmeausdehnung
besitzt. Die Erfindung löst nun das oben angeführte Problem durch Verwendtung eines
Zwischenstückes, welches all seinem einen Ende zur Befestigung all der Bohrstange
einen Außen-oder Innenkonus aufweist und an seinem anderen Ende zur Befestigung
desBohrkopfes mit einem Außen- oder Innengewinde versehen ist und selbst aus legiertem
Stahl finit hoher Kerbzähigkeit gefertigt ist. Zweckmäßig besitzt der mit Gewinde
versehene Teil des Zwischenstückes eine Auflagefiäche, auf welche sich der Bohrkopf
mit einer annähernd gleich großen Fläche kraftschlüssig auflegt. Durch ein derartig
ausgebildetes Zwischenstück ist es möiglich. alle die Anforderungen zu erfüllen,
welche an eine dlerartige Bohrergestellt werden können. Erfindungsgemnäß darf also
nicht beliebig das Zwischenstück an der einen Seite als heil, an der anderen Seite
als Verschraubung aus gestaltet werden. es ist vielmehr notwendig, die Verwendung
des Zwisclenstüicles finit der Bohrstange keilförmig und mit dni durch Verschraubung
zu bewerkstelligen, denn nur dann ist es möglich, dank der Verschraubung den Bohrkopf
leicht auswechseln zu können und andererseits durch die keilartige Verwendting mit
dein Gestinge eine Festigkeit zu erhalten, welche die Verwendung als Schlagwerkzeug
erlaubt. Es ist zu beachten. daß eine unmgekehrte Ausgestaltung ge rade im Hinblick
auf die in der Technik zur Verwendung kommenden Werkstoffe nicht möglich ist.
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Die Erfindung ist in mehreren Ausfüihungsbeispielen in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigen hierbei die Abb. 1 bis 4l verschiedene Bohrer verbindungen
teils in Ansicht. teils iim schnitt.
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Bei der in Abb. 1 und 2 dargestellten Bohrervrhin dung wird ein Bohrriohlr
i finit erweitertem Spülkanal bekannter Bauart vorgesehen. Dieses Bohrrohr besitzt
an seinem Ende eineu Innenkonus, in welchen ein eiltsprechend ausgpbildeter Außenkonus
an dem einen Ende eines Zwischenstuckes 2 eingedrüickt Arden kann. Die Konusse sind
so abgestimmt, daß eine gewisse Anzugsmöglichkeit in Richtung der Längsachse besteht.
Das Zwischenstückl 2 Besitzt einen ringsum laufenden Bund ä sowie einen zylindrischen
Ansatz d von geringerem Durchmesser. so daß eine Auflagefläche ä an dem Bund ; sich
ergibt, auf welche das entsprechend gestaltete Ende des Bohrkopfes 5 sich auflegt.
Der all den Ansatz d. sich anschließende Teil des Zwischenstückes 2 ist mit @ul@lenge«-inde
versehen, auf welches den= Bohrkopf G mit entsprechendem Innengewinde aufgeschraubt
wird.
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l:@ibr@r ver-In d:i- Abb. 2 ist eine ätinlicln
bindung
dargestellt, mit dem Unterschied indessen, daß der Gewindebeil des Zwischenstückes
2 als Innengewinde 8 ausgebildet ist, während die Auflagefläche g an den Außenrand
verlegt ist, wobei an dem Bohrkopf eine bundartige Gegenfläche sich befindet.
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Die Abb. 3 und 4. stellen Bohnerverbindungen dar, welche für die bisher
üblichen Hohlbohrstangen verwendet werden können. Die Bohrstangen 1o sind mit außenliegendem
Konus versehen, über welchen sich das Zwischenstück 2 mit einem entsprechendem Innenkonus
herüberschiebt. Die Ausbildung des zur Befestigung des Bohrkopfes dienenden Gewindeteils
ist die gleiche wie bei den Ausführungen nach Abb. 1 und 2.
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Die Bohnerverbindung nach der Erfindung macht es möglich, daß alle
Teile dieser Bohrvorrichtung in der Stahlsorte ausgeführt werden können, die nach
Maßgabe der gestellten Bedingungen als die bestgeeignetste erscheint, wobei Dauer-
und Schwingungsbrüche ergebende Eindrehungen von Gewinden an hierfür ungeeigneten
Teilen, insbesondere an Bohrstangen, vermieden werden und die der Abnutzung unterliegenden
Bohrköpfe schnell und bequem ohne Beschädigung gelöst werden können. Das Zwischenstück
wird aus einem legierten Stahl mit hoher Kerbzähigkeit hergestellt. Versuche haben
gezeigt, daß sich ein Härten und Vergüten dieses Teils sogar erübrigt. Der Bohrkopf,
der mit den Auflageflächen 5 auf dem Bund 3 des Zwischenstückes aufliegt, wird aus
einem Stahl gewählt, der die Ausbildung einer harten und verschließfesten Schneide
zuläßt. Bei Verwendung von Hartmetalleinsätzen als Schneide nträger nimmt man solche
Stähle, die eine geringe Wärmeausdehnung besitzen, d. h. sich spannungsfrei verlöten
lassen.
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Das Bohrrohr nach Abb. 1 und 2 oder die Bohrstange nach Abb. 3 und
d. erhalten eine glatte Formgebung und keinerlei scharfkantige Eindrehungen durch
Anbringung eines Gewindes, vielmehr kann die Bohrstange ohne irgendeine Verletzung
der Walzfasern gebrauchsfertig hergerichtet werden. Dadurch werden durch die Schlagwirkung
des Bob hr-Hammers keinerlei Schwingungs- oder Dauerbrüche mehr hervorgerufen. Die
Bohrstange oder das Bohrrohr können aus einem zähharten Stahl hergestellt werden,
der ein Härten und nachträgliches Vergüten bis zu den Härte- und Festigkeitseigensch,aften
zuläßt, die für solche Bohrstangen am zweckmäßigsten sind.
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Es ergibt sich somit, daß in der Verschiedenheit des Verhaltens der
beiden Verbindungen, nämlich zwischen Bohrkopf und Zwischenstück einerseits und
zwischen Zwischenstück und Gestänge andererseits, in Abhängigkeit von der für die
einzelnen Teile in der Technik zu verwendenden verschiedenen Werkstoffen eine Aufgäbe
liegt, die sich in der erfindungsgemäß angegebenen Weise lösen läßt.
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Auf Grund dieser Verschiedenheit ist es wesentlich, daß das Gewinde
an der erstgenannten Stelle angebracht wird und die Anordnung des Konus an der letztgenannten
Stelle erfolgt.