DE8512910U1

DE8512910U1 - Bohrkopf für eine Schlagbohreinrichtung

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Publication number: DE8512910U1
Application number: DE19858512910
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1987-11-12

Description

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Anmelder: Jarozlav Dvorak
Lützowstraße 18

5600 Wuppertal 11

Bohrkopf für eine Schlag

bohre inrichtung

Die Erfindung betrifft einen großkalibrigen Bohrkopf für eine Schlagbohreinrichtung.

Bei der Herstellung von Bohrlöchern in Gestein mit

Hilfe von Schlagbohreinrichtungen ist es üblich, das |

Gestein über den gesamten Querschnitt des Bohrloches

mittels direkt auf das Gestein einwirkender Meißel- | schneiden aus Hartmetall zu zerkleinern. Dabei wird das Gestein im wesentlichen durch Druckkräfte in Kornbination mit der Kerbwirkung der Meißelschneiden zerkleinert und aus dem Gebirgsverband gelöst. Die zu leistende Zerkleinerungsarbeit ist natürlich um so größer, je größer der Bohrlochdurchmesser ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Herstellung von Bohrlöchern mit größerem Kaliber im Schlagbohrverfah-

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ren die zu leistende Zerkleinerungsarbeit zu verringern. Hierdurch sollen einerseits der Verschleiß am
Bohrkopf und andererseits die für den Bohrfortschritt benotigte Antriebsleistung kleiner werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein großkalibriger Bohrkopf für eine Schlagbohreinrichtung, welche gekennzeichnet ist durch einen kleinkalibrigen vorgesetzten Vorbohrmeißel, mindestens eine in Bohrrichtung hinter diesem angeordnete, mit Meißelschneiden bestückte
Ringbohrkrone mit gegenüber dem Vorbohrmeißel großem Durchmesser und mindestens einen in Bohrrichtung hinter der Ringbohrkrone angeordneten, sich nach vorn verjüngenden Sprengkonus, dessen kleiner Durchmesser dem Kaliber des Vorbohrmeißels entspricht.

Beim Bohrkopf gemäß der Erfindung braucht die übliche Zerkleinerungsarbeit nur im Bereich des kleinkalibrigen Vorbohrmeißels und im Ringquerschnitt der Ringbohrkrone geleistet zu werden. Der von der Ringbohrkrone zunächst stehengelassene Kern, der mittig von dem vorgesetzten Vorbohrmeißel durchbohrt ist, wird anschließend vom dem Sprengkonus in radialer Richtung aufgesprengt und dadurch zerkleinert. Beim Aufsprengen dieses Kernes durch den zusammen mit dem gesamten Bohrkopf schlagend angetriebenen Sprengkonus wird das Gestein in besonders vorteilhafter Weise durch Zugspannungen zerstört, was mit einem erheblich geringerem Energieaufwand verbunden ist, als die Zerstörung -3Ö 'des noch im Gebirgsverband befindlichen Gesteins

durch kerbendes Schlagen. Mit dem Bohrkopf gemäß der Erfindung kann man im Vergleich zu den nach dem Stande der Technik üblichen Bohrköpfen bei geringerem
Energieaufwand und geringerem Verschleiß einen erheblieh schnelleren Bohrfortschritt erzielen.

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1 Zweckmäßig ist bei dem Bohrkopf gemäß der Erfindung

I die Ringbohrkrone als zylindrische Hülse ausgebildet ^ die durch radial verlaufende Arme mit einem den
Sprengkonüs tragenden Innenteil verbunden ist. ZWi^ 5 sehen diesen Armen kann das von dem Vorbohrmeißel und

P dem Sprengkonus erzeugte Bohrklein durchtreten.

I Falls das von dem Sprengkonus erzeugte Bohrklein noch

I, zu grobstückig ist. können die Arme gagebenenfalls

I 10 als Dreikantschneiden ausgebildet sein, die die Bruch-

I stücke des Kernes im erforderlichen Maße weiter zer-

I kleinern.

I Zur weiteren Aufweitung des Bohrloches kann gegebenen-

I 15 falls in Br>hrrichtung hinter der ersten Ringbohrkrone

1 eine weitere Ringbohrkrone mit gegenüber der ersten

) Ringbohrkrone größerem Durchmesser angeordnet sein

< und in Bohrrichtung hinter der zweiten Ringbohrkrone

\ ein weiterer sich nach vorn verjüngender Sprengkonus

¹J 20 angeordnet sein, dessen kleiner Durchmesser dem KaIi-

j ber der ersten Ringbohrkrone entspricht, 3er von die-

; ser zweiten Ringbohrkrone erzeugte Kern, der innen

i bereits von der voreilenden ersten Ringbohrkrone

!■ durchbohrt ist, kann mit Hilfe des zweiten Sprengko-

i 25 nus ohne großen zusätzlichen Energieaufwand aufge-

, sprengt und zerkleinert werden, so daß ein Bohrloch mit sehr großem Durchmesser entsteht.

j Zweckmäßig ist auch die zweite Ringbohrkrone als zy-

# 30 iindrische Hülse ausgebildet, die an radial verlaufeh-

j den Armen mit einem den zweiten Sprengkonus tragenden

i. Innenteil verbunden ist. Auch hier können diese Arme

ii gegebenenfalls als Dreikantschneiden ausgebildet

f sein, die das Bohrklein erforderlichenfalls entspre-

&igr; 35 chend nachzerkleinern.

Beim zuletzt genannten Ausführungsbeispiel ist die zweite Ringbohrkrone zweckmäßig mit dem den zweiten
Sprengkonus tragenden Innenteil verschraubt. Hierdurch ist es möglich, diese zweite Ringbohrkrone abzuschrauben, wenn ein entsprechend kleineres Bohrlochkaliber hergestellt werden soll.

Um einen guten Transport des Bohrkleines von der
ersten Stufe des Bohrkopfes zur zweiten Stufe des
Bohrkopfes zu erzielen, ist bei der zweistufigen Ausführungsform des Bohrkopfes zweckmäßig zwischen dem ersten Sprengkonus und dem zweiten Sprengkonus eine Verbindungsstange angeordnet, die am Außenumfang mit einer Transportschnecke versehen ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Vorbohrmeißel in den den ersten Sprengkonus tragenden Innenteil herausnehmbar eingesetzt ist.
Hierdurch ist es möglich, den Bohrkopf gegebenenfalls auch ohne Vorbohrmeißel zu verwenden, beispielsweise wenn ein zuvor vorgebohrtes Bohrloch aufgeweitet werden soll oder wenn der Bohrkopf mittels einer Zugstange in ein zuvor hergestelltes Vorbohrloch hineingezogen werden soll. Im zuletzt genannten Fall tritt natürlich die Zugstange an die Stelle des Vorbohrmeißels.

Zur Kühlung des Bohrkopfes und zum Abtransport des Bohrkleins sind der Vorbohrmeißel und/oder die Ringbohrkronen mit Düsen für ein SpUlmedium versehen. Als SpUlmedium kommen Wasser oder Luft oder ein Gemisch aus Wasser und Luft in Frage.

AusfUhrungsbeispiele der Erfindung werden im folgengg den anhand der Zeichnung näher erläutert« ES zeigen»

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen

Bohrkopf gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform;

Fig. la eine Stirnansicht zu Fig. 1;

Fig. 2 ein Bohrbild zum Bohrkopf gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Bohr

kopfes gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsfo.rm;

Fig. 4 ein Bohrbild zum Bohrkopf gemäß Fig- 3;

Fig. 5 die Verbindungsstange mit Transportschnecke aus Fig. 3 in Seitenansicht; g

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Fig. 6 die zweite Ringbohrkrone aus jf

Fig. 3 in Seitenansicht;

Fig. 7 eine Stirnansicht zu Fig. 6;

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Fig. 8 die Befestigung der in Fig. 3 *

darstellten zweiten Ringbohrkrone im Längsschnitt; |

Fig. 9 das obere Ende des Bohrgestän- m

ges zum Ausführungsbeispiel des Bohrkopfes gemäß den Fig. 10 und 11 ;

Fig. 10 ein drittes AusfUhrungsbeispiel |

eines Bohrkopfes gemäß der* Er-

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findung mit herausgenommenem

Vorbohrmeißel;

Fig. 11 eine Stirnansicht zu Fig. 10;

Fig. 12 ein alternativer Einsatzfall eines Bohrkopfes gemäß der Erfindung .

In den Fig. 1 und la ist der vorgesetzte Vorbohrmeißel mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Mit dem Vorbohrmeißel 1 verbunden ist eine in Bohrrichtung zurückgesetzte Ringbohrkrone 2, die den 'Uorbohrmeißel 1 mit Abstand umgibt. Die Ringbohrkrone 2 hat die Form

einer dünnwandigen Hülse, die an der nach vorn weisenden Stirnseite mit Meißelschneiden 3 bestückt ist. Die Ringbohrkrone 2 ist mittels dreier radial verlaufender Arme «+ mit einem Innenteil 5 verbunden, der auf das vordere Ende des nicht dargestellten Bohrgestänges aufsteckbar ist. Die Arme 4 sind als Dreikantschneiden ausgebildet und belassen zwischen sich
Durchtrittsräume, durch die das zerkleinerte Bohrklein durchtreten kann. In Bohrrichtung hinter den Meißelschneiden 3 der Ringbohrkrone 2 ist ein Sprengkonus 6 angeordnet, der ebenso wie der Vorbohrmeißel 1 von dem Innenteil getragen wird. Der Sprengkonus 6 verjüngt sich nach vorn. Sein kleiner Durchmesser entspricht dem Kaliber des Vorbohrmeißels 1. Der In-

Q₀ nenteil 5, der Vorbohrmeißel 1 und die Arme 4 sind von Leitungen 7 für ein Spülmedium durchsetzt, welches an den Schneiden des Vorbohrmeißels 1 und der Ringbohrkrone 2 austritt.

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Wie das Bohrbild in Fig. 2 erkennen läßt, stellt der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Bohrkopf im Gestein zunächst mit dem Vorbohrmeißel 1 ein voreilendes Vorbohrloch A und mit der Ringbohrkrone 2 einen nacheilenden Ringspalt B her. Der von dem Ringspalt B erzeugte und von dem Vorbohrloch A durchbohrte Kern wird anschließend von dem in Richtung der Pfeile C wirkenden Spengkonus 6 aufgebrochen und zerkleinert. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, wird das Gebirge dadurch im wesentlichen auf Zug beansprucht, v-?.s die Zerkleinerungsarbe^.t wesentlich erleichtert.

Der in Fig. 3 dargestellte Bohrkopf ist zweistufig ausgebildet. Dabei entspricht die erste Stufe im wesentlichen dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bohrkopf, so daß für die entsprechenden Teile hier die gleichen Bezugszeichen verwendet werde konnten.

Zusätzlich weist der in Fig. 3 dargestellte Bohrkopf eine zweite Ringbohrkrone 8 auf, die in Bohrrichtung hinter der ersten Ringbohrkrone 2 liegt und einen größeren Durchmeser als diese hat. Auch diese zweite
Ringbohrkrone 8 ist mittels dreier radial verlaufender Arme 9 an einem Innenteil 10 befestigt (.vergl.

auch Fig. 6, 7 und 8). Dabei sind die Arme innen durch einen Ring 11 verbunden der mittels Schrauben 12 an dem Innenteil 10 befestigt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die die zweite Stufe bildende Ringbohrkrone 8 im Bedarfsfalle abzunehmen oder durch eine Ringbohrkrone eines anderen Durchmessers zu ersetzen. In Bohrrichtung hinter den Schneiden der zweiten Ringbohrkrone 8 ist wieder ein Sprengkonus 13 angeordnet, der sich nach vorn verjüngt und deslen Durchmesser am verjüngten Ende dem Durehmesser der ersten Ringbohpkrone 2 entspricht. Auch dieser Sprengkonus 13 ist

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mit dem Innenteil 10 durch die Schrauben 12 verschraubt Und kann im Bedarfsfälle abgenommen oder aus= gewechselt werden (vergib Fig* O)*

Zwischen dem SprerigkönUs 6 Und dem SpfengkönUs 13 ist bei dem in Fig. 3 dargestellten mehrstufigen Bohrkopf ein Verbindungsstange 14 angeordnet, welche am Außenumfang mit einer Transportschnecke 15 versehen ist. Diese Transportschnecke 15 transportiert das Bohrklein der ersten Stufe bis in den Zerkleinerungsbereich der zweiten Stufe, wo es sich mit dem Bohrklein dieser Stufe vermischt und abtransportiert wird.

Wie aus dem in Fig. 4 wiedergegebenen Bohrbild erkennbar ist, wird bei Verwendung der Bohrkrone gemäß Fig. 3 neben dem Vorbohrloch A und dem Ringschlitz B ein weiterer Ringschlitz D hergestellt. Dieser Ringschlitz D bildet einen Kern, der mittig von der ersten Stufe der Bohrkrone durchbohrt ist und anschließend in Riehtung der Pfeile E von dem zweiten Sprengkonus 13 aufgesprengt wird.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 10 und 11 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und la. Hier sind jedoch der Innenteil 5 und der Vorbohrmeißel 1 nicht aus einem Stück gefertigt. Der Vorbohrmeißel 1 kann vielmehr in den Innenteil 5 eingesteckt aus diesem herausgezogen werden. Auf diese Weise ist es einerseits möglich, im Bedarfsfalle entweder den Vorbohrmeißel oder die Ringbohrkröne auszuwechseln. Andererseits ist es möglich, die Ringbohrkrone 2 und den Sprengkonus 6 zur Aufweitung eines vorher hergestellten kleinkalibrigen Bohrloches zu verwenden, wobei die Ringbohrkrone 2 entweder von hinten gescho-

gg ben wird oder von vorn gezogen wird, wie in Fig. 12 veranschaulicht ist.

- Ansprüche -

Claims

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Ansprüche

15 1. Großkalibriger Bohrkopf für eine

Schlagbohreinrichtung,

( gekennzeichnet durch einen

kleinkalibrigen, vorgesetzten Vorbohrmeißel ( 1 ),

mindestens eine in Bohrrichtung hinter diesem angeordnete, mit Meißelschneiden ( 3 ) bestückte Ringbohrkrone ( 2 ) mit gegenüber dem Vorbohrmeißel ( 1 ) großen Durchmesser und mindestens einen in Bohrrichtung hinter der Ringbohrkrone ( 2 ) angeordneten, sich nach vorn verjüngenden Sprengkonus ( 6 ), dessen kleiner Durchmesser dem Kaliber des Vorbohrmeißels ( 2 ) entspricht.

2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbohrkrone ( 2 ) als zylindrische Hülse ausgebildet ist, die durch radial verlaufende Arme ( 4 ) mit einem den Sprengkonus ( 6 ) tragenden Innenteil ( 5 ) verbunden ist.

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3. Bohrkopf nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Arme ( 4 ) als Dreikantschrieiden ausgebildet sind.

4. Bohrkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Bohrrichtung hinter der ersten Ringbohrkrone ( 2 ) eine weitere Ringbohrkrone ( 8 ) mit gegenüber der ersten Ringbohrkrone ( 2 ) größerem Durchmesser angeordnet ist und daß in Bohrrichtung hinter der zweiten Ringbohrkrone ( 8 ) ein zweiter sich nach vorn verjüngender SprengVonus ( 13 ) angeordnet ist, dessen kleiner Durchmesser dem Kaliber der ersten Ringbohrkrone ( 2 ) entspricht.

5. Bohrkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Ringbohrkrone ( 8 ) als zylindrische Hülse ausgebildet ist, die durch radial verlaufende Arme ( 9 ) mit einem den zweiten
Sprengkonus ( 8 ) tragenden Innenteil ( 10 ) verbunden ist.

6. Bohrkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ringbohrkrone ( 8 ) und der zweite Sprengkonus ( 13 ) mit dem sie tragenden Innenteil ( 10 ) verschraubt sind.

8. Bohrkopf nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Sprengkonus ( 6 ) und dem zweiten Sprengkonus ( 13 ) eine Verbindungsstange ( 14 ) angeordnet ist ^ die außenseitig mit einer Transportschnecke ( 15 ) versehen ist.

9. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbohrmeißel ( 1 ) in den den

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Sprengkonus ( 6 ) tragenden nehmbar eingesteckt ist*

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&Igr;&Ogr;* Bohrkopf nach einem öder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbohrmeißel ( 1 ) ünd/oder die Ringbohrkronen ( 2j 8 ) mit Düsen für ein Spülmedium versehen sind.