DE9401528U1

DE9401528U1 - Bohrmeißel zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen u.dgl.

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Publication number: DE9401528U1
Application number: DE9401528U
Authority: DE
Original assignee: GARTEC GEO und UMWELTTECHNIK G
Current assignee: GARTEC GEO und UMWELTTECHNIK G
Priority date: 1994-01-26
Filing date: 1994-01-26
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2004-01-27

Description

'Seifmann & Hanelt

PATENTANWÄLTE

D-03042 Cottbus, Sandower Hauptstraße 21 Telefon/Telefax (0355) 71 31 88

Bohrmeißel zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen

Die Erfindung betrifft einen Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen, der auf dem Umfang eines kopfseitig angeordneten Schneidteiles sehnenartig und bezogen auf den Kreisbogen des Durchmessers einseitig eine Abplattung aufweist und eine Aufnahme für einen bekannten Ortungssender besitzt.

Die genannten Bohrungen werden in der Regel in einem Durchmesserbereich unter 100 mm, sehr häufig sogar mit einem Durchmessser von 70 mm hergestellt.

Nach der DE-OS 3 027 990 ist ein Meißel bekannt, der zum Zweck des schlagenden Bohrens eingesetzt wird und über eine am Kopf angeordnete Schräge verfügt, die ausschließlich einem erwünschten Verlaufen des Bohrers dient und die, bezogen auf das Querschnittsprofil des Bohrers, dachförmig ausgeführt ist. Gleichzeitig verfügt der gesamte Meißel über Längsrillen, um ein in Längsrichtung mögliches Verlaufen zu verhindern. Dieser Bohrer ist nicht für das drehende Bohren brauchbar und gestattet damit einen nur durchschnittlichen Bohrfortschritt. Die Aufnahme eines Ortungssenders ist nicht vorgesehen.

Stellvertretend für weitere Konstruktionen.soll ein Bohrer genannt werden, der in der DE-PS 2 401 114 genannt und der in Form einer Schlagvorrichtung ausgebildet ist und über ein in Arbeitsrichtung erfolgendes Verdrängen des anstehenden Gebirges zur Entstehung einer für Zwecke des Erweiterungsbohrens geeigneten Pilotbohrung führt. Zunächst ist das Arbeitsvermögen durch die ein-

geschränkte Initiierung der Leistung von Bohrern dieser Art begrenzt, zum anderen führt die zu leistende Verdrängungsarbeit dazu, daß der Bohrer bei flachen Bohrungen, insbesondere unter Gewässern, nicht einsetzbar ist, da bei geringem Bodendruck und ungenügender Verfestigung des darüber befindlichen Gebirges ein Aufschieben des Bodens erfolgen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, unter Durchführung des drehenden und schlagenden Bohrens einen Bohrer kleineren Durchmessers für den Lockergesteinsbereich zu entwickeln, der gleichzeitig eine hohe Leistung ermöglicht und bei dem die Verdrängungsarbeit nahezu beseitigt ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem ein Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen mehrteilig und unter besonderer Gestaltung des Schneidenbereiches ausgeführt ist.

Zunächst besteht dieser aus einem Schneidteil, der im wesentlichen am größeren Durchmesser eines kegelstumpfartig ausgebildeten Bohrkopfes angebracht ist und dieser ausgehend von dem größeren der beiden Durchmesser sehnenartig bezogen auf dessen Kreisbogen ausgehend in Arbeitsrichtung befindlich einseitig eine Abplattung aufweist. Entgegengesetzt zur Arbeitsrichtung des Schneidteils und mit diesem über eine lösbare Gewindeverbindung mit diesem verbunden schließt sich diesem ein zylindrischer Schaftteil an, der eine Aufnahme für die Arretierung eines mitzuführenden Ortungssenders besitzt.

Der zylindrische Schaftteil besitzt wenigstens einen Durchlaß für die Zuführung und Weiterleitung von unter Druck stehender Bohrspülung. Dieser Durchlaß setzt sich im kopfseitig angeordneten Schneidteil fort, indem dieser von seiner Stirnseite her in den zentralen Durchlaß führend eine relative Vielzahl von Bohrungen aufweist, die im wesentlichen über die gesamte Stirnseite des

kopfseitig angeordneten Schneidteiles verteilt sind. Da zylindrischer Schaftteil und kopfseitig angeordneter Schneidteil durch eine lösbare Geweindeverbindung miteinander verbunden sind, ist das Innengewinde im zylindrischen Schaftteil oder wenigstens die für das Einbringen des Gewindes erforderliche Bohrung tiefer als für das Gegengewinde erforderlich ausgeführt, um so durch eine entstehende Verbindungskammer einen eventuell vorhandenen Mittenversatz der Durchlässe für Bohrspülung in beiden Teilen, der auch durch Verschleiß eintreten kann und der sich hinsichtlich des Durchtritts der Bohrspülung hinderlich auswirkt und den Durchtritt der Bohrspülung auch ganz verhindern kann, zu kompensieren.

Auf der auf dem kopfseitig angeordneten Schneidteil einseitig angeordneten Abplattung ist über geeignete lösbare Elemente eine Bohrplatte befestigt, die entweder aus einem geeigneten hochfesten und schlagzähen Material besteht oder mit Bohrzähnen aus Hartmetall oder dergleichen besetzt ist. Diese Bohrzähne sind unlösbar in der Bohrplatte befestigt oder können auch verstellbar durch geeignete gewindeartige Klemmelemente gehalten werden.

Die für die Befestigung der Bohrplatte auf der Abplattung vorgesehenen Befestigungsbohrungen besitzen in beiden Körpern die gleiche Teilung. Gleichzeitig ist auf der Abplattung in Arbeitsrichtung angeordnet eine größere Anzahl von Befestigungspunkten vorhanden, sodaß die Bohrplatte in Längsrichtung an mehreren Punkten in Relation zum kopfseitig angeordneten Schneidteil befestigbar ist.

Die Abplattung ist des weiteren so ausgebildet, daß sie mit der Mittelachse des Bohrkopfes und des zylindrischen Schaftteiles vom kopfseitig angeordneten Schneidteil her einen spitzen Winkel bildend angeordnet ist. Dadurch weist sie hinsichtlich ihres Aussehens die Form einer Parabel auf. Der Durchmesser des zylindrischen Schaftteils ist geringfügig kleiner als der größte projizierte Durchmessser des kopfseitig angeordneten Schneidteiles, damit der Schaftteil zusätzlich zur Führung des in Arbeitsrich-

tung befindlichen kopfseitig angeordneten Schneidteiles dienen kann.

Der aus zylindrischem Schaftteil und kopfseitig angeordnetem Schneidteil bestehende und mit Ortungssender ausgerüstete Bohrmeißel wird durch das Bohrgestänge in Betrieb gesetzt, indem eine Rotationsbewegung initiiert und über den zylindrischen Schaftteil dem kopfseitig angeordneten Schneidteil und über dessen Stirnfläche austretend unter Druck Bohrspühlung aufgegeben wird. Damit löst sich mindestens das auszutragende Material im Boden leichter, zum anderen ist ein ständiges Freispülen des Bohrmeißels und Austragen des Bohrkleins entgegen der Arbeitsrichtung vorhanden. Durch eine der Festigkeit des Gebirges angepaßte Druckerhöhung der Spülung ist es möglich, das Abtragen des Gebirges unter günstigen Bedingungen nahezu völlig durch die Spülung vornehmen zu lassen. Die Spülung übt gleichzeitig eine schmierende Funktion aus und beeinflußt damit den Bohrprozeß günstig.

Wird durch die über Rasensohle erfolgende Kontrolle des Ortungssenders ein Abweichen des Bohrers von der gedachten Arbeitslinie festgestellt, wird die Rotationsbewegung unterbrochen. Im weiteren erfolgt ein schlagendes Bohren, indem zielgerichtet der Effekt genutzt wird, daß der Bohrer dabei entgegengesetzt der Neigung der Abplattung ausweicht. In diesem Stadium wird das anstehende Gebirge verdrängt. Bei vor Beginn des Bohrens erfolgender Notierung der Stellung der Abplattung im Verhältnis zum Bohrgestänge wird dieser Effekt zur Korrektur der Richtung der herzustellenden Pilotbohrung genutzt, indem der Bohrer vor Beginn des Schiagens so gedreht wird, daß die Abplattung auf der Seite der Verlaufsrichtung zu liegen kommt. Bei sich anschließendem Schlagen wird der Bohrer in die gewünschte Bohrachse zurückgedrückt. Ist die Korrektur durchgeführt und der Bohrmeißel befindet sich wieder auf der erwünschten Linie, wird der notwendige Bohrfortschritt wieder mittels des drehenden Bohrens erreicht.

Die Erfindung soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel nä-

her beschrieben werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig.l den Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Bohrmeißel, der aus Schneid- und Schaftteil besteht.

Fig.2 die Stirnseite eines kopfseitig angeordneten Schneidteiles ohne Bohrplatte

Ein Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen besteht aus einem Kopfteil 1 mit einem kopfseitig angeordneten Schneidteil 2 und einem zylindrischen Schaftteil 3. Von einer Bohrkappe her führend weist der zylindrische Schaftteil 3 einen durchgängigen Spülungskanal 5 auf, der sich im Kopfteil 1 fortsetzt und im weiteren so verzweigt ist, daß er am kopfseitig angeordneten Schneidteil 2 austretend dessen gesamte zur Verfügung stehende freie Stirnfläche bestreicht. Des weiteren weist der Kopfteil 1 einseitig eine Abplattung 7 auf. Durch die leicht konische Gestaltung des Kopfteiles 1, indem die Abplattung 7 zusätzlich leicht geneigt und mit der Mittelachse des Bohrmeißels bezogen auf den Schneidteil 2 einen spitzen Winkel aufweisend ausgebildet ist, hat die Abplattung 7 die Form einer Parabel.

Kopfteil 1 und zylindrischer Schaftteil 3 sind durch Gewinde miteinander verbunden. Dabei ist die im zylindrischen Schaftteil 3 für die Herstellung des Gewindes hergestellte Ausnehmung tiefer ausgeführt, damit eine als Verbindungskammer 11 bezeichneter Raum zur Verfügung steht, der bei einem Mittenversatz der Spülungskanäle den weiteren Spülungsdurchtritt ermöglicht. Dieser Mittenversatz kann auch nach längerem Gebrauch verschleißbedingt entstehen .

Durch die leicht konische Gestaltung des Kopfteiles 1 und den gegenüber dem größten Durchmesser des Kopfteiles 1 leicht verringerten Durchmesser des zylindrischen Schaftteiles 3 erfolgt in der Regel ein Freischneiden des gesamten Bohrkopfes. Des weiteren dient der zylindrische Schaftteil 3 zur Führung des Bohrkopfes an sich. Reibung, die eventuell durch den vorhandenen Gebirgsdruck am gesamten Bohrkopf entsteht, wird durch diesen Hinterschnitt verringert, wenn nicht durch die Wirkung der Spülung sogar völlig vermieden.

Auf der Abplattung 7 ist durch Schrauben, die in im Kopfteil vorhandenen Gewindelöchern 10 befestigt sind, eine Bohrplatte 8 angeordnet. Diese Bohrplatte 8 ist aus einem homogenen hochfesten schlagzähen Werkstoff hergestellt und verfügt beispielhaft stirnseitig über im wesentlichen keilförmig ausgebildete Schneiden.

Alternativ ist es ebenso möglich, die Bohrplatte 8 aus einem geringerwert igen Werkstoff zu fertigen und mit Bohrzähnen 4 in Form von Hartmetallspitzen zu besetzen. Das kann einerseits durch Einlöten dieser Spitzen erfolgen, andererseits aber auch durch verstellbare Klemmelemente, die diese Bohrspitzen aufnehmen.

Der zylindrische Schaftteil 3 besitzt auf seinem Umfang eine Aussparung, die der Negativform eines üblichen Ortungssenders angepaßt ist und die zweckmäßigerweise über eine Klemmschraube verfügt, um diesen Ortungssender unverlierbar kraftschlüssig und lösbar mit dem zylindrischen Schaftteil 3 zu verbinden.

Die Abplattung 7 kann auch in Arbeitsrichtung über eine größere Anzahl von Befestigungsbohrungen für die Bohrplatte 8 verfügen als diese selbst, um eine Möglichkeit zu haben, die Bohrplatte 8 im Verhältnis zum kopfseitig angeordneten Schneidteil 2 in dessen Arbeitsrichtung verschoben befestigen zu können.

Alternativ zu den im kopfseitig angeordneten Schneidteil 2 vorhandenen Auslässen der Spülungskanäle 5 ist es ebenso möglich, in

diesen Düsen anzuordnen oder diese Auslässe düsenartig auszubilden, um so die abrasive Wirkung der austretenden Bohrspülung zu verstärken.

Claims

Schutzansprüche:

1. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen, der auf dem Umfang eines kopfseitig angeordneten Schneidteiles (2) sehnenartig und bezogen auf den Kreisbogen des Durchmessers einseitig eine Abplattung (7) aufweist und eine Aufnahme (9) für einen bekannten Ortungssender besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrmeißel einen zylindrischen Schaftteil (3) aufweist, dieser zylindrische Schaftteil (3) und der kopfseitig angeordnete Schneidteil (2) in Achsrichtung einen oder mehrere durchgängige Spülungskanäle (5) für unter Druck zuzuleitende und im Kopfteil (1) austretende Bohrspülung besitzen, die mindestens im kopfseitig angeordneten Schneidteil (2) über dessen gesamte Stirnfläche (6) verteilt austretend ausgebildet sind.

2. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Schaftteil (3) eine Aufnahme (9) für einen bekannten Ortungssender besitzt.

3. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen nach einem der Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (1) entgegengesetzt zur Arbeitsrichtung konisch ausgebildet ist.

4. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig angeordnete Abplattung (7) sich entgegen der Arbeitsrichtung verjüngend und in Form einer Parabel ausgebildet und von der Arbeitsseite her mit der Mittelachse des kopfseitig angeordneten Schneidteiles (2) einen spitzen Winkel bildend angeordnet ist.

5. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abplattung (7) an einzelnen Befestigungspunkten lösbar befestigt eine Bohrplatte (8) aufweist.

6. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Abplattung (7) befindlichen Befestigungspunkte zueinander eine gleiche Teilung aufweisen.

7. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abplattung (7) im Vergleich zur zu befestigenden Bohrplatte (8) in Richtung der Längsachse eine größere Anzahl von Befestigungspunkten mit gleicher Teilung aufweist.

8. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrplatte (8) homogen aus hochfestem schlagzähem Material besteht.

9. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen

für Durchörterungen und dergleichen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrplatte (8) eingesetzte Bohrzähne (4) aufweist.

10. Bohrmeißel für horizontales drehendes, und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zylindrischer Schaftteil (3) und kopfseitig angeordneter Schneidteil (2) getrennt ausgeführt und über Gewindeverbindungen miteinander verbunden sind.

11. Bohrmeißel für horizontales drehendes und schlagendes Bohren im Lockergesteinsbereich zur Herstellung von Pilotbohrungen für Durchörterungen und dergleichen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Innengewindeteil des zylindrischen Schaftteiles (3) zuzuordnende Innenraum. im Verhältnis zum kopfseitig angeordneten Schneidteil (2) eine größere Tiefe aufweist, sodaßeine einen Mittenversatz der Spülungskanäle des zylindrischen Schaftteiles (3) und des kopfseitig angeordneten Schneidteiles (2) überbrückende Verbindungskammer (11) ausgebildet ist.