DE960083C - Rollendrehbohrer fuer Tiefbohrungen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. MÄRZ 1957

H 18553 VII5a

Die Erfindung bezieht sich auf Rollendrehbohrer für Tiefbohrungen, die zwischen den Schneidrollen Düsen aufweisen, aus denen die den Bohrer durchströmende Bohrflüssigkeit in Form von Strahlen, die unmittelbar auf die Bohrlochsohle auftreffen, austritt.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, in Tiefbohrer einen innenliegenden hohlen Düseneinsatz einzubauen, dessen Schenkel den Boden des Bohrkopfes nach unten durchdringen und die Bohrflüssigkeit in Richtungen leiten, die von den an der Austrittsstelle vorhandenen Richtungen der Schenkel bestimmt werden. Eine bekannte Ausbildung benötigt zur Aufnahme des Düseneinsatzes einen besondes großen Hohlraum innerhalb des Bohrkopfes, so daß hierdurch wertvoller Raum Delegt und der Aufbau geschwächt wird. Die Enge des Raumes erfordert ferner, daß der Düseneinsatz möglichst klein ist, wodurch die Verwendungsdauer der Düse- und ihres zugehörenden Bohrers begrenzt werden. Biei diesem bekannten Bohrer treten auch Herstellungsschwierigkeiten auf, da innenliegende Umrißformen hoher Genauigkeit, die ein Zusammensetzen auf kleinem Raum ermöglichen, schwierig herzustellen sind.

Die Erfindung zielt kuf einen Bohrer, der ohne große Kosten herzustellen ist, der ferner die erwähnten Schwierigkeiten ausschaltet und der den gesamten zur Verfügung stehenden Raum ausnutzt, so daß der Bohrer eine genügende Festigkeit hat,

um den im normalen Betrieb auftretenden schweren Beanspruchungen zu widerstehen.

Weiter zielt die Erfindung auf einen Bohrer mit einem Bohrkopf aus bogenförmigen Segmenten, die zusammen einen Aufbau ergeben, der so kräftig ist, daß er Schneidrollen tragen und gleichzeitig die Kanäle für die in dem Bohrloch nach unten gerichtete Bohrflüssigkeit enthalten kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einem Drehbohrer mit in an sich bekannter Weise aus mehreren, unter sich gleichen, bogenförmigen, mit abwärts gerichteten Schenkeln versehenen Segmenten bestehenden Bohrkopf an der Seite jedes dieser Schenkel ein abwärts gerichteter hohler Ansatz, der in Verbindung mit dem Innenraum des Hohlzapfens steht, vorgesehen ist.

In der Zeichnung stellt als Ausführungsbeispiel dar

Fig. ι eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Tiefbohrers,

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines Bohrkopfsegments, von denen mehrere Segmente zu dem in Fig. ι dargestellten Bohrer zusammengebaut werden, und

Fig. 4 eine schiauibildlichei Ansicht eines abgeänderten Bohrkopfsegments.

Der in Fig. 1 dargestellte Dreirollenbohrer 1 hat einen Bohrkopf 2 aus den Segmenten 3, 4 und 5, die mittels Schweißnähten 6 miteinander verbunden sind. ■ Jedes Segment weist einen abwärts gerichteten Schenkel 7 mit einem nach innen ragenden Lagerzapfen 8 (Fig. 3 und 4) auf. Schneidrollen 9 sind auf den zugehörenden Zapfen des Bohrers 1 unter Zwischenschaltung von Lagern gelagert. Die oberen Enden der Segmente formen den Hohlzapfen 10, der mit seinen Gewindegängen 11 an dem unteren Ende eines Bohrgestänges angeschraubt werden kann, damit der Bohrer seine Arbeiten ausführt.

Jedes einzelne Bohrsegment 15 (Fig. 3) ist ein einheitlicher Bauteil, der aus Stahl geschmiedet oder gegossen wird. Der Körper 16 des Segments ♦5 ist im Umriß bogenförmig. Der Mittelteil des Körpers 16 hat Flächen 17 und 18, die unter einem solchen Winkel konvergieren, daß die Flächen benachbarter Segmente beim Nebeneinanderstellen mehrerer Segmente aneinanderliegen und daß die auf diese Weise zusammengestellten Segmente einen vollständigen Bohrkopf bilden. Hat der erfindungsgemäße Bohrer zwei Schneidrollen, dann besteht jedes Segment aus einem halben Bohrkopf, so daß die Flächen 17 und 18 in einer gemeinsamen Ebene liegen. Handelt es sich, wie dargestellt, um einen Bohrer mit drei Rollen, so konvergieren die Flächen 17 und 18 unter einem Winkel von 120⁰, und bei einem Vierrollenbohrer, bei dem vier zum Tragen der Rollen bestimmte Schenkel nach unten ragen, stoßen die Flächen 17 und 18 unter einem Winkel von 90⁰ zusammen.

Die Kanten der Segmente 15 haben Abschrägungen 20. Beim Zusammensetzen mehrerer | Segmente entstehen also Schweißnuten, in die zwecks Vereinigung der Segmente ein Schweißmetall eingeschweißt wird.

Der obere Abschnitt jedes Segments 15 ist ein Zapfenabschnitt mit einem Hohlraum 22, dessen Kanten bei 23 abgeschrägt sind. Beim Zusammensetzen entstehen also innerhalb des Zapfens Nuten, die mit Schweißmetall ausgefüllt werden, damit kein Durchsickern von Bohrflüssigkeit zwischen den Segmenten erfolgt. Außerdem wird auch die Festigkeit des Bohrkopfes von diesen Schweißnähten verstärkt.

Jedes Segment 15 hat einen unsymmetrischen Aufbau, d. h. der mit dem Körper r6 einstückige und von dem Körper 16 nach unten gerichtete Schenkel 17 liegt seitwärts einer durch das Segment gelegten Mittelebene. An der gegenüberliegenden Seite des Körpers 16 ragt ein hohler Ansatz 25 narih unten, in dessen Innerem eine verschleißfeste Düse 26 befestigt ist. Von dem Hohlraum 22 zur Düse 26 läuft ein Kanal 27, der einen Durchlaß für die den Bohrkopf durchströmende Bohr- oder Spülflüssigkeit bildet.

Zum Zusammenbau des Bohrkopfes 1 wird ein Wälzfräser 9 unter Zwischenschaltung eines Lagers auf jeder Welle 8 aufgesetzt. Die Segmente werden dann zusammengestellt, festgehalten und Schweißmetall in die von den Schrägkanten 20 und 23 geformten Nuten eingeschweißt. Nach dem Anschneiden von Gewinde 11 in den Zapfen 10 ist der • Bohrer verwendungsbereit.

Die in Fig. 4 dargestellte abgeänderte Ausführung ist in manchen Fällen von größerem Vorteil, insbesondere in Bohrern kleinerer Abmessungen, in denen ein beschränkter Raum vorhanden ist. Bei dieser Ausführung hat das bogenförmige Segment 15' auf dem Umfang vorgesehene Abschrägungen 20' und außerdem innenliegende Abschrägungen 23', die dem im Zusammenhang mit den Fig. 1, 2 und 3 erwähnten Zweck dienen. Der Hohlraum 22' erstreckt sich von dem Zapfenabschnitt 21' nach unten, und¹ gabelt sich an seinem unteren' Ende in zwei Hohlräume 28 und 29. Die Wände des Hohlraumes 28 gehen glatt in die Bohrung 30 des Ansatzes 25 über. Beim Zusammenstellen mehrerer Segmente 15' zu einem Bohrkopf ergänzen sich die aneinanderliegenden Hohlräume 28 und 29 und bilden glatte Kanäle, die aus dem Innenraum des Zapfens zu den zugehörenden Bohrungen 30 der Ansätze 25 führen. Die Kanäle haben einen verhältnismäßig großen Querschnitt, so daß die Geschwindigkeit der darin fließenden Flüssigkeit ge- ring ist. Die Geschwindigkeit erhöht sich aber bei der Annäherung an die Bohrung 30, aus der die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit ausströmt. Die Wirbelbildung wird auf diese Weise verringert und die Schneidwirkung der Flüssigkeit auf die iao Bohrerteile herabgesetzt.

Die Ansätze 25 sind so aufgestellt, daß die austretenden. Flüssigkeitsstrahlen zwischen benachbarten Fräsern 9 nach unten gerichtet werden und unmittelbar auf die Bohrlochsohle auftreffen, um eine Zerkleinerungswirkung auf der Sohle auszu-

üben und die Sohle freizuhalten, damit die Schneidrollen gut arbeiten können.

Die Erfindung schafft also einen verbesserten Drehbohrer oder Drehmeißel, dessen Kopf aus mehreren bogenförmigen Segmenten besteht, die so ausgeführt und angeordnet sind, daß der Bohrer die Mangel bekannter Ausführungen nicht aufweist und allen beim normalen Gebrauch auftretenden Kräften widersteht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Rollendrehbohrer für Tiefbohrungen mit einem Bohrkopf, bestehend aus mehreren unter sich gleichen bogenförmigen Segmenten, die miteinander fest verbunden sind, wobei der obere Abschnitt der Segmente einen Hohlzapfen bildet, während der untere Abschnitt jedes Segmentes einen abwärts gerichteten Schenkel hat, auf dem eine Schneidrolle drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Seite jedes Schenkels (7) vorgesehener, abwärts gerichteter, hohler Ansatz (25) in Verbindung mit dem Innenraum des Hohlzapfens steht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment unsymmetrisch ist und daß jeder Schenkel (7). seitwärts einer durch das Segment gelegten Mittelebene angeordnet ist, während der Hohlansatz (25) an der gegenüberliegenden Saite der Mittelebene liegt, so daß die aus dem Ansatz austretende Bohrflüssigkeit zwischen benachbarten Schneidrollen hindurchtritt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes bogenförmige Segment einen Hohlraum hat, der an seinem unteren Ende gegabelt ist und nach dem Zusammenbau aller Segmente mit den in den hohlen Ansätzen (25) vorgesehenen Bohrungen in Verbindung steht, während die oberen Enden der Hohlräume den Hohlzapfen (10) bilden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2 321 484.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609616/135 5.56 (609835 3.57)