DE8409158U1

DE8409158U1 - Drill head for deep hole drilling

Info

Publication number: DE8409158U1
Application number: DE19848409158
Authority: DE
Original assignee: GTE Valeron Corp
Current assignee: Valenite LLC
Priority date: 1984-03-24
Filing date: 1984-03-24
Publication date: 1987-11-26
Also published as: ATA249885A; AT385931B

Description

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4 BESCHREIBUNG4 DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf zum Tieflochbohren, mit mehreren in Ufftfangsrichtung verteilt angeordneten, quer zur Bohrkopfachse verstellbaren Schneidkörpern und einer durch einen Stellmotor betätigbaren Verstellvorrichtung zum Verstellen der Schneidkörper.The invention relates to a drill head for deep hole drilling, with several cutting bodies distributed in the circumferential direction, adjustable transversely to the drill head axis and an adjustment device actuated by a servomotor for adjusting the cutting bodies.

Derartige Bohrköpfe werden zum Aufbohren von bereits vorhandenen Bohrungen im Werkstück verwendet. SSu diesem Zweck wird der an einem Bohrrohr angebrachte Bohrkopf mit radial eingefahrenen Schneiden in die Bohrung des Werkstücks eingeführt, worauf dann die Schneiden während des in entgegengesetzter axialer Richtung erfolgenden Arbeitshubes radial ausgefahren werden. Bei den vorbekannten Bohrköpfen sind die Verstellvorrichtungen relativ kompliziert, und sie sind im allgemeinen auch nur zum Verstellen einer oder zweier Schneidkörper geeignet. Als Folge ergeben sich relativ lange Bearbeitungszeiten. Ferner ist das Auswechseln des Bohr kopfes im allgemeinen umständlich und zeitraubend, da hierbei die Verstellvorrichtung gesondert getrennt und wieder zusammengesetzt werden muß.Such drilling heads are used to drill out existing holes in the workpiece. For this purpose, the drilling head, which is attached to a drill pipe, is inserted into the hole in the workpiece with the cutting edges retracted radially, whereupon the cutting edges are then extended radially during the working stroke in the opposite axial direction. In the previously known drilling heads, the adjustment devices are relatively complicated and are generally only suitable for adjusting one or two cutting bodies. This results in relatively long processing times. Furthermore, replacing the drilling head is generally complicated and time-consuming, since the adjustment device has to be separated and reassembled separately.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Bohrkopf geschaffen werden, bei dem sich in konstruktiv und funktionsmäßig einfacher Weise eine größere Anzahl von Schneidkörpern während des Bearbeitungsvorganges verstellen läßt. Ferner soll die Verstellvorrichtung beim Auswechseln des Bohrkopfes selbsttätig getrennt und wieder zusammengesetzt werden.The present invention is intended to create a drill head in which a large number of cutting elements can be adjusted during the machining process in a structurally and functionally simple manner. Furthermore, the adjustment device should be automatically separated and reassembled when the drill head is replaced.

Ein Bohrkopf mit den eingangs angegebenen Merkmalen istA drill head with the characteristics specified above is

erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Ver-35 According to the invention, the device is characterized in that the

Stellvorrichtung für jeden Schneidkörper je einenAdjustment device for each cutting body one

parallel zur Bohrkopfachse verschiebbaren Verstellbolzen aufweist, der an seinem zugehörigen Schneidkörper jeweilsparallel to the drill head axis, which is attached to its associated cutting body

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mittels einer bewegungsübertragenden Einrichtung angreift« und daß die Verstellbolzen über ein gemeinsames Verbindungsglied an einer zentralen, durch einen Stellmotor axial hin- und herbewegbaren Betätigungsstange beby means of a motion-transmitting device" and that the adjusting bolts are connected via a common connecting link to a central actuating rod that can be moved axially back and forth by a servomotor festigt sind.are consolidated.

Diese Ausgestaltung der verstellvorrichtung erlaubt die Anordnung und gleiehzeitige Verstellung einer größeren Anzahl von Schneidkörpern, beispielsweise von fünfThis design of the adjustment device allows the arrangement and simultaneous adjustment of a larger number of cutting bodies, for example five

Schneidkörpern. Wenngleich sämtliche SchneidkörperCutting bodies. Although all cutting bodies

durch eine gemeinsame Betätigungsstange verstellt werden, lassen sie sich jedoch wegen der Verwendung einzelner Verstellbolzen mit unterschiedlichem Verstellhub betätigen. Der erfindungsgemäß ausgebildete Bohrkopfbe adjusted by a common actuating rod, however, they can be operated with different adjustment strokes due to the use of individual adjustment bolts. The drill head designed according to the invention zeichnet sich durch konstruktive Einfachheit aus undis characterized by constructive simplicity and läßt sich bequem handhaben. Außerdem ermöglicht er eine erhebliche Verkürzung der Bearbeitungezeiten im Vergleich zu herkömmlichen Bohrköpfen*is easy to handle. It also enables a significant reduction in processing times compared to conventional drilling heads*

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen» daß der Bohrkopf mittels einer Schraubverbindung an einem Bohrrohr auswechselbar angebracht ist und die Betätigungsstange durch eine beim Auswechseln des Bohrkopfes selbsttätig ein- und ausrückbare Kupplung trennbar ist. Die Kupplung besteht vorzugsweise aus einer Kugeln radial beweglich aufnehmenden Kupplungshülse, einem in die Kupplungshülse einschiebbaren Kupplungsbolzen mit einer rampenförmigen Schulter für die Kugeln und einer die Kugeln in der Kupplungshülse haltenden Außenhülse. Hierdurch wird erreicht, daß die Verstellvorrichtung beim Auswechseln des Bohrkopfes nicht eigens getrennt und wieder zusammengesetzt werden muß.In a further embodiment of the invention, it is provided that the drill head is replaceably attached to a drill pipe by means of a screw connection and that the operating rod can be separated by a coupling that can be automatically engaged and disengaged when the drill head is replaced. The coupling preferably consists of a coupling sleeve that accommodates balls in a radially movable manner, a coupling bolt that can be inserted into the coupling sleeve and has a ramp-shaped shoulder for the balls, and an outer sleeve that holds the balls in the coupling sleeve. This ensures that the adjustment device does not have to be separately separated and reassembled when the drill head is replaced.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen 35Further advantageous embodiments of the invention are described in 35

aus den UnterenSprüchen hervor.from the Lower Proverbs.

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Anhand der Zeichnungen wird ein Ausfuhrungebeispie* der Erfindung erläutert. Be zeigt:An example embodiment of the invention is explained using the drawings. Shows:

Figuren 1A,1B einen Längsschnitt durch einenFigures 1A,1B show a longitudinal section through a

Bohrkopf «it einer selbsttätig ein- und auarückbarenDrill head «with an automatically retractable and

§§ figur 2 einen Querschnitt durch den Bohr·Figure 2 shows a cross section through the bore

kopf im Bereich dee Schneidkörper&bgr;.head in the area of the cutting body&bgr;.

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Der in den Figuren 1A,1b dargestellte Bohrkopf 2 weistThe drill head 2 shown in Figures 1A, 1b has

einen örundkörper 4 mit einem hülsenförnigen Abschnitta circular body 4 with a sleeve-shaped section

' auf, in den ein umlaufendes Bohrrohr 6 mittels einer', into which a rotating drill pipe 6 is inserted by means of a

> Schraubverbindung 8 eingeschraubt ist. Der Bohrkopf 2> Screw connection 8 is screwed in. The drill head 2

¹⁵ ist mit f(Uf Schneidkörpern 10 (vgl. auch Figur 2) versehen, die in umfangtrichtung verteilt angeordnet sind. ¹⁵ is provided with f(Uf cutting bodies 10 (see also Figure 2) which are arranged distributed in the circumferential direction.

,; Die Schneidkörper 10 sind quer zur Bohrrohrachse ver-,; The cutting bodies 10 are arranged transversely to the drill pipe axis.

> stellbar^ und zu diesem Zweck sind sie in Führungslöehern ■ ²⁰ 12 des erundkörpers 4 versehieblich gelagert. Die> adjustable^ and for this purpose they are movably mounted in guide holes ■ ²⁰ 12 of the round body 4. The

Führungslöcher 12 verlaufen ungefähr radial, sind jedoch zur Bohrrohrachse etwas geneigt, wie aus Figur 1A ersichtlich ist.Guide holes 12 extend approximately radially, but are slightly inclined to the drill pipe axis, as can be seen from Figure 1A.

Die mit Schneiden 14 versehenen Schneidkörper 10 können zum Aufbohren bzw. Konturbohren eines strichpunktiert angedeuteten Werkstückes 16 verwendet werden, wie noch im einzelnen erläutert wird.The cutting bodies 10 provided with cutting edges 14 can be used for drilling or contour drilling a workpiece 16 indicated by dash-dotted lines, as will be explained in detail.

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Zum Verstellen der Sehneidkörper 10 eine Verstellvorrichtung 20 vorgesehen. Die Verstellvorrichtung 20 weist fünf Verstellbolzen 22 auf, die in kranzförmig angeordneten, parallel zur Bohrkopfachse verlaufenden Bohrungen desAn adjustment device 20 is provided for adjusting the cutting head bodies 10. The adjustment device 20 has five adjustment bolts 22 which are arranged in a ring-shaped bores of the

Grundkörpers 4 axial verschiebbar gelagert sind. Jeder 35base body 4 are mounted axially displaceably. Each 35

Verstellbolzen 22 greift an seinem zugehörigen Schneidkörper 10 mittels einer bewegungsübertragenden Einrieh-Adjusting bolt 22 engages its associated cutting body 10 by means of a motion-transmitting

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tung 24 in Form einer Schrägverzahnung an, die jeweils an einander benachbarten Seiten der Verstellbolzen 22 und der Schneidkörper 10 vorgesehen sind (siehe auch Figur 2). Om einen einwandfreien Eingriff der Schräg24 in the form of a helical toothing, which are provided on adjacent sides of the adjusting bolts 22 and the cutting bodies 10 (see also Figure 2). To ensure perfect engagement of the helical verzahnungen 24 sicherzustellen, sind die Verstellbol zen 22 mittels einer Drehsicherung 26 gegen Drehen gesichert.In order to ensure the correct alignment of the gear teeth 24, the adjusting bolts 22 are secured against rotation by means of a rotation lock 26.

Die Verstellbolzen 22 sind an ihren von den Söhneid- fThe adjusting bolts 22 are attached to their positions by the Söhneid- f

körpern 10 abgewandten Enden mit einem gemeinsamen §bodies 10 opposite ends with a common §

Verbindungsglied 28 verbunden. Zu diesem Zweck ist fconnecting link 28. For this purpose, f

das als Scheibe ausgebildete Verbindungsglied 28 mit % the connecting link 28 designed as a disc with %

einem Kranz von Bohrungen 30 versehen, in denen die |a ring of holes 30 in which the |

Verstellbolzen 22 jeweils mittels einer GewindebuchseAdjustment bolt 22 each by means of a threaded bush

32 gehalten sind. Die Gewindebuchsen is2 sind mit einem -? Schraubkopf 34 versehen, um die Verstellbolzen 22 und damit die Schneiden 14 der Schneidkörper 10 mittels eines geeigneten Werkzeuges (nicht gezeigt) feineinstellen zu können.32 are held. The threaded bushings is2 are provided with a -? screw head 34 in order to be able to finely adjust the adjustment bolts 22 and thus the cutting edges 14 of the cutting bodies 10 using a suitable tool (not shown).

Zum axialen Verschieben des Verbindungsgliedes 28 und somit der Verstellbolzen 22 ist eine zentrale Betätigungsstange 36 vorgesehen,die aue einem mit einem Stellmotor verbundenen Stangenteil 38 und einem am Verbindungeglied 28 befestigten Stangenteil 40 besteht. Die Stangente^le 38 und 40 sind durch eine beim Auswechseln des Bohrkopfes 2 selbsttätig ein- und ausrückbare Kupplung 42 verbindbar und trennbar.For axial displacement of the connecting member 28 and thus of the adjusting bolt 22, a central actuating rod 36 is provided, which consists of a rod part 38 connected to a servomotor and a rod part 40 fastened to the connecting member 28. The rod parts 38 and 40 can be connected and separated by a coupling 42 which can be automatically engaged and disengaged when the drill head 2 is replaced.

Der Stangenteil 40 besteht aus einem Kupplungsbolzen 40a und einem FUhrungebolzen 40b, von denen der Kupplungsbolzen 40a durch eine zentrale Bohrung 44 des Verbindungsgliedes 28 durchgesteckt und mit dem Führungsbolzen 40b verschrauöf&Ggr; Auf die·· Weise itt das Verbin-The rod part 40 consists of a coupling bolt 40a and a guide bolt 40b, of which the coupling bolt 40a is pushed through a central hole 44 of the connecting link 28 and screwed to the guide bolt 40b. In this way, the connecting link is

dungeglied 28 zwischen dem Kupplungebolzen 40a und denconnecting member 28 between the coupling bolt 40a and the

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Führungsbolzen 40b eingespannt. Der Führungsbolzen 40b ist in einer zentralen Bohrung des Grundkörpers 4 axial verschieblich gelagert,Guide pin 40b is clamped. The guide pin 40b is axially displaceably mounted in a central bore of the base body 4,

Die Kupplung 42 weist außer dem Kupplungsbolzen 40a eine am Stangenteil 38 einstückig angeformte Kupplungshülse 38a auf, die mit über den Umfang verteilten Durchbrüchen zur Aufnahme von radial beweglichen Kugeln 46 versehen ist. Die Kugeln 46 stützen sich bei eingerückter Kupplung am Außenumfang des Kupplungsbolzens 40a ab und liegen an einer rampenartigen Schulter 48 des Kupplungsbolzens 40a an.In addition to the coupling bolt 40a, the coupling 42 has a coupling sleeve 38a formed integrally on the rod part 38, which is provided with openings distributed over the circumference for receiving radially movable balls 46. When the coupling is engaged, the balls 46 are supported on the outer circumference of the coupling bolt 40a and rest against a ramp-like shoulder 48 of the coupling bolt 40a.

Im eingerückten Zustand der Kupplung 42 werden die Kugeln 46 an einem radialen Austritt aus den Durchbrüchen der Kupplungshülse 38 durch eine von zwei Hülsenteilen 50a, 50b gebildeten Außenhülse gehindert. Der Hülsenteil 50a ist am Grundkörper 4 festgelegt, und zwar durch in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete, axial verlaufende Arme 52, die sich durch entsprechend angeordnete Durchbrüche des Verbindungsgliedes 28 hindurch zu einem ringförmigen Abschnitt 53 erstrecken, der durch Schrauben am Grundkörper befestigt ist.When the clutch 42 is engaged, the balls 46 are prevented from radially emerging from the openings in the clutch sleeve 38 by an outer sleeve formed by two sleeve parts 50a, 50b. The sleeve part 50a is secured to the base body 4 by axially extending arms 52 arranged at a distance from one another in the circumferential direction, which extend through correspondingly arranged openings in the connecting member 28 to an annular section 53 which is secured to the base body by screws.

Der HUlsenteil 50b ist mit begrenztem axialem Spiel in einer Buchse 54 gelagert, die über einen topfförmigen Abschnitt 54a am Bohrrohr 6 befestigt ist. Zur Begrenzung des axialen Spiels des Hülsenteils 50b sind Schrauben 56 vorgesehen, die sich durch einen Flansch des Hülsen-The sleeve part 50b is mounted with limited axial play in a bushing 54, which is attached to the drill pipe 6 via a cup-shaped section 54a. To limit the axial play of the sleeve part 50b, screws 56 are provided, which extend through a flange of the sleeve

teils 50b erstrecken und in die Buchse 54 eingeschraubt sind. Zwischen dem Flansch 55 und der Buchse 54 sind Federn 58 vorgesehen, die das Hülsenteil 50b in Anlage mit dem HUlsenteil 50a drücken. Zn diesem Zweck sind das Hülsenteil 50a und 50b mit konisch ausgebildetenpart 50b and are screwed into the bushing 54. Between the flange 55 and the bushing 54, springs 58 are provided which press the sleeve part 50b into contact with the sleeve part 50a. For this purpose, the sleeve part 50a and 50b are provided with conical

Anlageflächen versehen, die im eingerückten zustand der Kupplung 42 so ineinander greifen, daß die Hülsenteile 50a,50b an ihrem Innenumfang eine durchgehende Anlage-Contact surfaces which, when the clutch 42 is engaged, engage with one another in such a way that the sleeve parts 50a, 50b form a continuous contact surface on their inner circumference.

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fläche für die Kugeln 46 bilden, wie Figur 1B zu entnehmen ist:.surface for the balls 46, as can be seen in Figure 1B:.

Im Inneren des Hülsenteils 38a ist ein bolzenförmiger Anschlagkörper 60 angeordnet, der mit einer Anlagefläche 62 für das freie Ende des Kupplungsbolzens 40a versehen ist.A bolt-shaped stop body 60 is arranged inside the sleeve part 38a and is provided with a contact surface 62 for the free end of the coupling bolt 40a.

Es wird nun die Funktionsweise Bohrkopfes beschrieben.The functionality of the drill head is now described.

Befinden sich die Betätigungsstange 36, das Verbindungsglied 28 lind die Verstellbolzen 22 in ihrer (in Figuren 1A,1B) linken Endstellung, so befinden sich die Werkzeugkörper 10 in ihrer maximal eingefahrenen Stellung,If the actuating rod 36, the connecting link 28 and the adjusting bolts 22 are in their left end position (in Figures 1A, 1B), the tool bodies 10 are in their maximum retracted position, in der sie nicht über den Außenumfang des Bohrkopfes 2 vorstehen. Das Bohrrohr 6 mit dem Bohrkopf 2 kann nun in die Bohrung des Werkstückes 16 - mit Eilvorlauf -eingefahren werden. Hierauf werden die Schneidkörper in ihre Arbeitsposition gebracht. Bei dem sich änin which they do not protrude beyond the outer circumference of the drill head 2. The drill pipe 6 with the drill head 2 can now be inserted into the bore of the workpiece 16 - with rapid feed. The cutting bodies are then brought into their working position. When the schließenden Arbeitshub, dessen Arbeitsrichtung (in Fi gur 1A) von links nach rechts verläuft, werden die Schneidkörper 10 entsprechend der herzustellenden Bohrungskontur radial ausgefahren, so daß die Schneidenclosing working stroke, the working direction of which (in Fig. 1A) runs from left to right, the cutting bodies 10 are extended radially according to the bore contour to be produced, so that the cutting edges die in Figur 1A strichpunktiert angedeuteten Stellungenthe positions indicated in Figure 1A by dash-dotted lines

einnehmen. Der Bohrkopf arbeitet hierbei mit "ziehendem Schnitt".The drill head works with a "pulling cut".

Wie aus Figur 2 hervorgeht, werden die Schneidkörper 10 unterschiedlich weit ausgefahren. Dies wird dadurchAs can be seen from Figure 2, the cutting bodies 10 are extended to different distances. This is achieved by erreicht, daß das Ubertragungsverhältnis der die Axialbewegung in eine Radialbewegung übertragenden Schrägverzahnung 24 für die fünf Schneidkörper 10a,b,c,d,e unterschiedlich ausgelegt ist. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist beispielsweise der Verstellhub dee sehneid-achieved that the transmission ratio of the helical gear 24, which transmits the axial movement into a radial movement, is designed differently for the five cutting bodies 10a,b,c,d,e. As can be seen from Figure 2, for example, the adjustment stroke of the cutting körpers 10a am größten, während der lehneidkörpers 10e am kleinsten ist. Verstellhub und Länge des schneid-body 10a is the largest, while the leaning body 10e is the smallest. Adjustment stroke and length of the cutting

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körpers 10a sind hierbei so gewählt, daß das radial innere Ende des Schneidkörpers 10a in der maximal eingefahrenen Stellung über die Mittelachse des Grundkörpers 4 hinaus verschoben ist. Die maximal eingefahrene Stellung der benachbarten Schneidkörper 10b und 10e wird daher durch die Seitenflächen des Schneidkörpers 10a begrenzt. Auch die maximal eingefahrene Stellung des Schneidkörpers 10c hängt von der Lage des Schneidkörpers 10a ab, während die Einfahrbewegung des Schneidkörpers 10d durch eine Seitenfläche des Schneidkörpers 10e begrenzt wird,. Kurz gesagt, müssen die Schneidkörper im Hinblickbody 10a are selected in such a way that the radially inner end of the cutting body 10a is displaced beyond the central axis of the base body 4 in the maximum retracted position. The maximum retracted position of the adjacent cutting bodies 10b and 10e is therefore limited by the side surfaces of the cutting body 10a. The maximum retracted position of the cutting body 10c also depends on the position of the cutting body 10a, while the retraction movement of the cutting body 10d is limited by a side surface of the cutting body 10e. In short, the cutting bodies must be designed with regard to

auf ihren Verstellhub so angeordnet werden, daß sie im Inneren der zentralen Bohrung des Grundkörpers 4 nicht miteinander kollidieren.
15on their adjustment stroke so that they do not collide with each other inside the central bore of the base body 4.
15

Am Ende des Arbeitshubes werden die Schneidkörper 10 wieder eingefahren. Zu diesem Zweck wird die Betätigungsstange 36 und damit die Verstellbolzen 22 nach links (in den Figuren 1a,1b) verschoben, wobei diese axiale Bewegung wiederum durch die Schrägverzahnungen 24 in eine radiale Bewegung der Schneidkörper umgewandelt wird. Sobald die Schneidkörper 10 eingefahren sind, kann der Bohrkopf 2 - mit 2ilrücklauf - aus der Bohrung des Werkstücks 16 abgezogen werden.At the end of the working stroke, the cutting bodies 10 are retracted again. For this purpose, the actuating rod 36 and thus the adjusting bolts 22 are moved to the left (in Figures 1a, 1b), whereby this axial movement is in turn converted into a radial movement of the cutting bodies by the helical gears 24. As soon as the cutting bodies 10 have been retracted, the drill head 2 can be withdrawn - with 2il return - from the bore of the workpiece 16.

Bei der Ausfahrbewegung der Schneidkörper 10, bei der die Betätigungsstange 36 von dem (nicht gezeigten) Stellmotor nach rechts bewegt und damit auf Zug beansprucht wird, erfolgt die Kraftübertragung in derDuring the extension movement of the cutting bodies 10, in which the actuating rod 36 is moved to the right by the servomotor (not shown) and is thus subjected to tension, the force is transmitted in the

Kupplung 42 über den Stangenteil 38 »it seiner Kupplungshülse 38a/ die Kugeln 46, die Schulter 48 und den Kupplungsbolzen 40a, von wo die Kraft über das Verbindungsglied 28 an die Verstellbolzen 22 weitergeleitetCoupling 42 via the rod part 38 »with its coupling sleeve 38a/ the balls 46, the shoulder 48 and the coupling bolt 40a, from where the force is transmitted via the connecting link 28 to the adjusting bolts 22

wird. Sei dicier Verschiebung der Betätigungsatango 3S 36Be the shift of the actuation atango 3S 36

werden die Kugeln 46 von den stationär gehaltenen Hül-the balls 46 are held stationary by the sleeves

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&igr; senteilen SOa₁SOb in eingriff mit der Schulter 48 gehalten.&igr; senteilen SOa ₁ SOb held in engagement with the shoulder 48.

Bei der Auifahrbewegung der sehneidkttrper 10, bei der die Betätigungsstange 36 von dem Stellmotor naeh links vereohoben und damit auf Druck beansprucht wird, erfolgt die Kraftübertragung der Kupplung 42 über den Stangenteil 38/ den Anschlagkörper 60 mit seinem Anschlag 62 auf den Kupplungsbelag 40a. In diesem Fall brauchen somit die Kugeln 46 keine Kraft zu übertragen, wenngleich eie auch bei dieser Bewegung durch die am Bohrkopf 2 bzw. Bohrrohr 6 festgelegten Hülsenteile SOa,SOb in Anlage mit der Schulter 48 gehalten werden.During the extension movement of the cutting body 10, in which the actuating rod 36 is lifted to the left by the servomotor and thus subjected to pressure, the force is transmitted from the clutch 42 via the rod part 38/ the stop body 60 with its stop 62 to the clutch lining 40a. In this case, the balls 46 do not need to transmit any force, although they are also held in contact with the shoulder 48 during this movement by the sleeve parts SOa, SOb fixed to the drill head 2 or drill pipe 6.

soll der Bohrkopf 2 ausgewechselt werden, so wird er durch Drehen vom Bohrrohr 6 abgeschraubt« Während sich der Bohrkopf 2 vom Bohrrohr 6 in axialer Richtung entfernt, nimmt er den am Grundkörper 4 befestigten Hülsenteil SOa mit. Der Kupplungsbolaen 40a (mit dem Verbin-If the drill head 2 is to be replaced, it is unscrewed from the drill pipe 6 by turning it. While the drill head 2 moves away from the drill pipe 6 in the axial direction, it takes the sleeve part SOa attached to the base body 4 with it. The coupling bolt 40a (with the connecting dungsglied 28, dem Verstellbolsen 22 und den Schneidkörpern 10) wird jedoch an einer entsprechenden Bewegung durch die Kugeln 46 gehindert, die zunächst noch vom Hülsenteil 50a in ihrer radial inneren Lage gehalten werden. Sobald sich der Hülsenteil 50a vom Hülsen-However, the cutting element 28, the adjusting bolt 22 and the cutting elements 10) is prevented from moving by the balls 46, which are initially held in their radially inner position by the sleeve part 50a. As soon as the sleeve part 50a is released from the sleeve teil 50b so weit entfernt hat, daß er die Kugeln 46 nicht mehr übergreift, können die Kugeln 46 von der rampenartig ausgebildeten Schulter 48 des Kupplungsbolzens 40a radial auswärts bewegt werden, so daß nun der Kupplungsbölzen 40a aus der Kupplungshülse 38a herausgezögen und damit vom Stangenteil 38 getrennt werden kann.part 50b has moved so far away that it no longer overlaps the balls 46, the balls 46 can be moved radially outwards by the ramp-like shoulder 48 of the coupling bolt 40a, so that the coupling bolt 40a can now be pulled out of the coupling sleeve 38a and thus separated from the rod part 38.

Der Bohrkopf 2 mit dem Hülsenteil 50a und dem Kupplungsbolzen 40a kann nun vom Bohrrohr 6 vollständig abgezogen 35The drill head 2 with the sleeve part 50a and the coupling bolt 40a can now be completely removed from the drill pipe 6 35

werden. Wie ersichtlich, wird die Kupplung 42 beim Ab-As can be seen, the coupling 42 is

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schrauben des Bohrkopfes 2 vom Bohrrohr 6 selbsttätig gelöst» ohne daß zusätzliche Maßnahmen erforderlich wären.screws of the drill head 2 are automatically released from the drill pipe 6" without any additional measures being required.

in gleicher Weise wird die Kupplung 42 selbsttätig eingerückt &igr; wenn der Bohrkopf 2 auf das Bohrrohr 6 aufgeschraubt wird. Hierbei wird zunächst der Kupplungsbolsen 40a in die Bohrung der Kupplungshülse 38a eingeschoben/ bis er am Anschlag 62 des Anschlagkörpers 60 anliegt. Hierauf wird durch Aufschrauben des Bohrkopfes 2 auf das Bohrrohr 6 das Hülsenteil 50a über den Außen-in the same way, the coupling 42 is automatically engaged when the drill head 2 is screwed onto the drill pipe 6. First, the coupling bolt 40a is pushed into the hole in the coupling sleeve 38a until it rests against the stop 62 of the stop body 60. Then, by screwing the drill head 2 onto the drill pipe 6, the sleeve part 50a is pushed over the outer

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umfang der Kupplungehülse und Über die Kugeln 46 geschoben, bis das Hülsenteil 50a mit seinem konischen vorderen Ende am entsprechend konisch geformten Ende des Hülsenteils 50b anliegt. Da das HÜlaenteil SObcircumference of the coupling sleeve and pushed over the balls 46 until the sleeve part 50a rests with its conical front end on the correspondingly conical end of the sleeve part 50b. Since the sleeve part SOb mit axialem Spiel und unter Vorspannung zur Buchse 54 angeordnet ist, wird eine einwandfreie Anlage zwischen den Hülsenteilen SOa und 50b sichergestellt, unabhängigwith axial play and under preload to the bushing 54, a perfect contact between the sleeve parts SOa and 50b is ensured, regardless of

von Fertigungstoleranzen der Schraubverbindung 8. 20of manufacturing tolerances of the screw connection 8. 20

Claims

GTE Valeron Corporation M--7051

1 Oct 1987

Protection claims

1. Drill head for deep hole drilling, with at least three cutting bodies distributed in the circumferential direction, which can be moved through openings in a base body transversely to the drill head axis, and an adjustment device with a movement-transmitting device for each cutting body, which transmits an axial movement of the adjustment device into an adjustment movement of the associated cutting body, characterized in that the cutting bodies (10) are guided on all sides in the openings in the base body (4) designed as guide holes (12), that the adjustment device (20) for each cutting

body (10) each has an adjusting bolt (22) which can be displaced in the base body (4) parallel to the drill head axis and which engages its cutting body (10) by means of the associated movement-transmitting device (24), and that the adjusting bolts (22) are fastened via a common connecting member (28) to a central actuating rod (36) which can be moved axially back and forth by a servomotor.

2. Drill head according to claim 1, characterized in that the movement-transmitting devices (24) each consist of a helical toothing which is provided on the mutually facing sides of the respective cutting body (10) and adjusting bolt (22).

3. Drill head according to claim 2, characterized in that the adjusting bolts (22) provided with a round cross-section are secured against twisting.

4. Drill head according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting member (28) consists of a disk lying in a radial plane, which is provided with a central bore (44) for receiving a part (40) of the

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operating rod (36) and a ring of holes (30) for receiving the adjusting bolts (22).

,

5. Drill head according to one of the preceding claims, characterized

* characterized in that the adjusting bolts (22) are held axially adjustable in the connecting member (28).

•

6. Drill head according to one of the preceding claims, characterized in that the number of cutting bodies (10) is greater

than three and preferably five.

7. Drill head according to one of the preceding claims, characterized in that the movement-transmitting devices (24) have different transmission ratios for achieving different adjustment strokes of the cutting bodies (10).

8. Drill head according to one of the preceding claims, characterized in that the adjustment stroke of each cutting body (10) corresponds to the distance by which the cutting body (10) projects beyond the outer circumference of the drill head (2) in its maximum extended position.

9. Drill head according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the cutting bodies (10a) in its maximally retracted position projects with its radially inner end beyond the central axis of the drill head (2), while side surfaces of this cutting body (10a) limit the maximally retracted position of the circumferentially adjacent cutting bodies (10b, 10e).

10. Drill head according to one of the preceding claims, characterized in that the drill head (2) is exchangeably mounted on a drill pipe (6) by means of a screw connection (8) and the actuating rod (36) is connected to a coupling which can be automatically engaged or disengaged when the drill head (2) is exchanged.

(42) trennbar ist.(42) is separable.

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11. Bohrkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet/11. Drill head according to claim 10, characterized in that daß die Kupplung (42) aus einer Kugeln (46) radial ; beweglich aufnehmenden Kupplungshülse (38a),einem in die KupplungshÜlse (38a) eineehiebbareh Kupp*that the coupling (42) consists of a coupling sleeve (38a) which accommodates balls (46) in a radially movable manner, a coupling sleeve (38a) which can be inserted into the coupling sleeve (38a) lungsbolsen (40a) mit einer rampenförmigen Schulter <48f für die Kugeln (46) und einer die Kugeln (46) in der Kupplungshülse (38a) haltenden Außenhülae (SOa₁SOb) besteht.lation bolt (40a) with a ramp-shaped shoulder <48f for the balls (46) and an outer sleeve (SOa ₁ SOb) holding the balls (46) in the coupling sleeve (38a).

12» Bohrkopf nach Anspruch 111 dadurch gekennzeichnet,12» Drill head according to claim 111, characterized in daß der Kupplungsbolzen (40a) mit dem Verbindungen ' glied (28) und die Kupplungahülse (38a) mit einem sum Stellmotor führenden Teil (38) der Betätigungsstange (36) verbunden ist, und daß die Außenhülsethat the coupling bolt (40a) is connected to the connecting member (28) and the coupling sleeve (38a) is connected to a part (38) of the actuating rod (36) leading to the servomotor, and that the outer sleeve aus zwei axial trennbaren Hülsenteilen (SOa,SOb) besteht, von denen der erste Hülsenteil (SOa) mit dem Grundkörper (4) des Bohrkopf es (2) und der zwei» te Hülsenteil (SOb) mit dem Bohrrohr (6) verbunden ist.consists of two axially separable sleeve parts (SOa, SOb), of which the first sleeve part (SOa) is connected to the base body (4) of the drill head (2) and the second sleeve part (SOb) is connected to the drill pipe (6).

13. Bohrkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hülsenteil (50a) mit dem Bohrkopf (2) durch in ümfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet, axial verlaufende, sich durch Löcher des Verbindungsglieds (28) erstreckende Arme (52)13. Drill head according to claim 12, characterized in that the first sleeve part (50a) is connected to the drill head (2) by means of arms (52) arranged at a distance from one another in the circumferential direction and extending axially through holes in the connecting member (28).

verbunden ist. .connected is. .

14. Bohrkopf nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hülsenteil (50b) mit be- I 14. Drill head according to claim 12 or 13, characterized in that the second sleeve part (50b) is provided with

grenztem axialem Spiel am Bohrrohr (6) gehalten ist klimited axial play on the drill pipe (6) k

* ' und durch Federkraft (58) axial in Anlage mit dem* ' and by spring force (58) axially in contact with the ersten Hülsenteil (50a) drückbar ist.first sleeve part (50a) can be pressed.

15. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch \ 15. Drill head according to one of claims 11 - 13, characterized in that

gekennzeichnet, daß der Kupplungsbolzen (4 0a) in AnIa- ' characterized in that the coupling bolt (4 0a) in AnIa- '

\\

ge mit einem im Innern der Kupplungshülse (38a) vor- ^; with a provided inside the coupling sleeve (38a) ^;

gesehenen Anschlag (62) drückbar ist. ]seen stop (62). ]