DE963594C - Rollenbohrer mit einziehbarem Bohrkopf fuer Tiefbohrzwecke - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 9. MAI 1957

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Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Rollenbohrer mit einziehbarem Bohrkopf für Tief bohrzwecke, der einen am unteren Ende eines Gestängestranges befestigten Mantel aufweist, in dem ein zylindrischer Körper verschiebbar angeordnet ist, auf welchem Träger für die Rollen verschiebbar gelagert sind, und bei welchem an dem zylindrischen Körper und an den Rollenträgern Klinkenvorrichtungen angeordnet sind, die in Umfangsnuten in ίο der inneren Oberfläche des Mantels eingreifen, bei welchem ferner die Rollen an den unteren Enden der verschiebbaren Träger schwenkbar so angebracht sind, daß sie in der Arbeitsstellung des Bohrers fest zwischen dem unteren Ende des zylindrischen Körpers und dem unteren Ende des Mantels gehalten werden.

Es sind bereits Bohrvorrichtungen ähnlicher Art in Vorschlag gebracht worden, die sich aber von dem Gegenstand der Anmeldung dadurch unterscheiden, daß die Bohrer den Boden des Bohrloches in verschiedener Höhenlage berühren. Die bekannten Anordnungen bringen wesentliche Nachteile mit sich; denn bei einer nicht homogenen Bodenbeschaffenheit wird das Bohrgewicht im wesentlichen entweder auf die oberen oder auf die unteren Rollen zur Wirkung kommen, und das hat eine ungleiche Belastung und infolgedessen eine Überlastung der Schneidzähne und der Rollenlager

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entweder der oberen oder unteren Rollen zur Folge. In. der Bohrvorrichtung' gemäß der Erfindung arbeiten alle Rollen während des Bohrvorganges in derselben Höhenlage und daher gleichmäßig. Bei einer anderen bekannten Bohrvorrichtung werden die Bohrrollen mit dem Boden des Bohrloches in Berührung gebracht, bevor die Rollen durch die Abwärtsbewegung des inneren Mantels nach außen gedrängt werden. Diese Anordnung

ίο hat den Nachteil, daß während des Wechsels des Bohrkopfes und während der Flüssigkeitsumlauf stillgesetzt ist das Bohrklein und sonstiges Material sich auf dem Boden des Bohrloches sammeln und festsetzen. Hierdurch wird die Arbeitsweise des Bohrwerkzeuges, das gegen den Boden arbeitet, erheblich gefährdet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung braucht man hingegen die Bohrvorrichtung nicht auf dem Boden des Loches einzustellen, um die Rollen in die Bohrstellung auszuspreizen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß die Rollen mit ihrem Lager und Rollenschalen und -zähnen bei gegebenem Durchmesser der Vorrichtung nicht eine solche Größe erhalten können, wie es bei der Anordnung gemäß der Erfindung möglich ist. Daher ist die Bohrvorrichtung gemäß der Erfindung den bekannten Vorrichtungen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit überlegen, weil sie eine größere Gesteinsdicke verarbeiten kann, ehe eine Auswechslung der Rollen erforderlich ist.

Der Rollenbohrer gemäß der Erfindung unterscheidet sich dadurch von den bekannten Rollenbohrern, daß auf der äußeren Oberfläche des zylindrischen Körpers eine Mehrzahl von Längsnuten vorgesehen ist, in welchen jeweils ein Rollenträger unabhängig von den anderen Rollenträgern relativ zu dem zylindrischen Körper und dem Mantel längs verschiebbar ist, und daß an jedem Rollenträger an seiner Innenseite eine Schulter und am unteren Ende jeder der Längsnuten eine Gegenschulter vorgesehen ist, die bei eingezogenem Bohrkopf aneinanderstoßen, daß ferner die einzelnen Schultern an den Rollenträgern in verschiedenen Höhen angeordnet sind, so daß die mittels des zylindrischen Körpers in die eingezogene Lage gebrachten Rollen sich innerhalb des Mantels übereinander befinden, daß die Klinken der Klinkenvorrichtung an den Rollenträgern nach innen vorspringende Nasen aufweisen, welche in der eingezogenen Lage der Rollenträger in Ausnehmungen in der Bodenfläche der Längsnuten des zylindrischen Körpers eingreifen und daurch die Rollenträger in bezug auf den zylindrischen Körper verriegeln, wobei die Außenseite der Klinken bündig mit der Außenfläche der Messerträger fluchtet.

Es ist zwar vorgeschlagen worden, bei einem Rückzug der Rollen diese übereinanderzulagern doch bietet die bekannte Vorrichtung den Nachteil, daß die Größe der Teile, die innerhalb der Bohrvorrichtung vorgesehen werden können, durch die Steifigkeit der bei der bekannten Vorrichtung vorgesehenen Gleitkörper beschränkt ist und eine freie Bewegung verhindert. Gemäß der Erfindung ist durch die Verwendung biegsamer Streifen zur Erhaltung der Bohrrollen eine freie Bewegung sichergestellt.

Bei den erwähnten bekannten Vorrichtungen üben ferner die mittleren Rollen eine beträchtliche drehende und reißende Wirkung auf den Boden aus, was gegenüber der rollenden und brechenden Wirkung der erfindungsgemäßen Rollenanordnung ebenfalls Nachteile mit sich bringt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die mit den Rollenträgern gelenkig verbundenen Rollen in ihrer Arbeitsstellung mit ihren Schaftteilen zwischen einer sich konisch verjüngenden glatten Fläche am Ende des zylindrischen Körpers und einer sich konisch erweiternden glatten Fläche am Ende des Mantels verkeilbar sind.

Durch die vorstehend beschriebene Anordnung gemäß der Erfindung wird eine solche Verkeilung der Rollen erreicht, daß ein rutschfreier Reibungsantrieb der Rollen ohne die Gefahr einer Verdrehung in bezug auf den Mantel ermöglicht wird. Diese Vorteile werden bei den bereits erwähnten Vorveröffentlichungen nicht erreicht, weil im Fall einer Abnutzung die miteinander zusammenarbeitenden Flächen an den Rollenhaltern und dem go Bohrermantel gelockert werden und Verdrehungen möglich sind.

Tritt bei der Bohrvorrichtung gemäß der Erfindung eine Abnutzung ein, so genügt eine Tieferstellung der Rollen, um die Abnutzung auszu- g$ gleichen und die feste Verkeilung wiederherzustellen. Bei den bekannten Vorrichtungen entfällt trotz der Anordnung von Verriegelungsvorrichtungen dieser Vorteil.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausfüh- 10& rungsform eines Bohrers gemäß der Erfindung für hartes Erdreich dargestellt. Für die Zwecke der Erläuterung ist in der Zeichnung eine Bohrvorrichtung mit nur zwei konischen Rollen dargestellt; in der Praxis wird man jedoch die Anordnung von drei Rollen bevorzugen.

Fig. ι zeigt in einem Längsschnitt durch den Bohrer gemäß der Erfindung den Bohrkopf in seiner herausgestreckten und verriegelten Arbeitsstellung im Bohrermantel;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Bohrkopfes gemäß Fig, ι, wobei der Bohrermantel im Schnitt dargestellt ist;

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den unteren Teil des Bohrermantels mit in eingezogener Stellung befindlichem Bohrkopf;

Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie IV-IV von Fig. 2;

Fig. 5 ist ein Querschnitt nach der Linie V-V von Fig. ι;

Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch den oberen Teil einer bevorzugten Ausführungsform des Bohrers;

Fig. 7 ist eine Ansicht eines geeigneten Fangwerkzeuges, das den Bohrkopf niederzulassen und hochzuholen gestattet.

In Fig. ι ist mit ι ein Bohrermantel bezeichnet, der an einem üblichen Gestängestrang mittels aufschraubbarer Kupplungsstücke befestigt werden kann. Der Mantel ι hat im wesentlichen den gleichen Innendurchmesser wie der Gestängestrang, mit welchem der Bohrer betrieben werden soll. Der Außendurchmesser des Mantels ι ist jedoch' vor zugsweise etwas größer, so daß dem Mantel eine dickere Wandung gegeben werden kann. Der Mantel besteht somit lediglich aus einem Rohr von beträchtlicher Wandstärke, welche die notwendige - Festigkeit schafft, die erforderlich ist, um den Bohrkopf anzutreiben, der innerhalb des Mantels befestigt ist. Das untere Ende des Mantels ist innen mit einer sich nach außen und unten öffnenden Erweiterung versehen. Diese dient dazu, eine sich nach außen und unten erweiternde Konusfläche 3 zu schaffen, gegen welche weiter unten beschriebene Bohrrollen verkeilt werden können. In den Mantel 1 sind zwei Umfangsnuten 4 und 5 eingearbeitet, welche Klinken aufnehmen können, die in dem Bohrkopf angeordnet sind. Es sei bemerkt, daß sich der Mantel durch das Fehlen von Längsschlitzen oder -nuten und durch seine einfache Ausbildung auszeichnet.

In den Mantel 1 ist ein einziehbarer Bohrkopf eingesetzt, der in der Hauptsache drei Elemente umfaßt. Ein zylindrischer Körper 8 stellt den Mittelteil des Bohrkopfes dar, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Mantels 1 ist. Der zylindrische Körper 8 ist mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Längsnuten 11 und 12 versehen, die sich im wesentlichen über die ganze Länge des Körpers 8 erstrecken (Fig. 2 und 4). In die Nuten 11 und 12 sind längs verschiebbar Rollenträger 13 und 14 eingesetzt. Wie dies später noch beschrieben wird, kann sich jeder der Rollenträger 13 und 14 mit Bezug auf den Körper 8 aufwärts und abwärts in seiner Nut frei verschieben, die eine solche Länge hat, wie sie durch Klinken und damit zusammenwirkende Schultern auf den Rollenträgern 13 und 14 und dem Körper 8 zugelassen wird. Die Nuten 11 und 12 können mit den Rollenträgern 13 und 14 in Schwalbenschwanzverbindung stehen, um die Rollenträger in den Nuten zu halten; es können zu diesem Zweck aber auch Stifte vorgesehen sein.

Die verschiebbaren Rollenträger 13 und 14 dienen als Trag- und Führungsglieder für konische Rollen 10, die von ihnen herabhängen. Die konischen Rollen 10, die von üblicher Art sind, können an den Rollenträgern mit Hilfe von Bändern oder Aufhängarmen 15 aufgehängt sein. Ein Schwenkzapfen 16, der durch das untere Ende jedes Armes 15 und durch den Schaft jeder Rolle 10 hindurchgeht, dient dazu, der Rolle innerhalb des Mantels 1 eine Schwenkbewegung zu ermöglichen. Die Abwärtsbewegung jedes Rollenträgers 13 bzw. 14 mit Bezug auf den Mantel 1 wird durch eine Klinke 6 begrenzt, die an dem zylindrischen Körper 8 schwenkbar befestigt und derart angeordnet ist, daß sie sich gegen die von der ringförmigen Nut 5 gebildete Schulter im Mantel 1 legt. Jede Klinke 6 wird durch eine Blattfeder 7 nach außen in dieVerklinkungslage gedrückt. Die Klinken 6 sind mit einwärts ^ gerichteten Nasen versehen, die so gestaltet sind, daß sie mit Ausnehmungen 20 bzw. 21 zusammenpassen, die in den genuteten Teil des zylindrischen Körpers 8 eingearbeitet sind. Die Nasen der Klinken 6 greifen in die Ausnehmungen 20 und 21 ein, wenn die Klinken in diese Ausnehmungen gedruckt werden; dadurch wird den Klinken gestattet, in fluchtende Lage mit dem Umfang des Körpers 8 zu kommen.

Der untere Teil des Rollenträgers 13 hat eine innere Vertiefung, so daß eine Schulter 23 geschaffen wird, die in geringem Abstand unter der Klinke 6 liegt. Das untere Ende der Längsnut 11 im Körper 8 springt etwas vor, so daß in der Nähe des unteren Teiles des Körpers 8 eine Schulter 24 gebildet wird. Die Schulter 24 kann mit der Schulter 23 zusammentreffen, um die Abwärtsbewegung des Rollenträgers 13 mit Bezug auf den Körper 8 zu begrenzen. Der Rollenträger 14 ist in ähnlicher Weise mit einer Schulter 25 versehen, die jedoch in einem größeren Abstand unter der am Rollenträger befestigten Klinke 6 liegt. Diese Schulter 25 kann zur Auflage auf einer Gegenschulter 26 kommen, die am unteren Ende der Längsnut 12 des Körpers 8 vorgesehen ist.

Der unterste Teil jeder Längsnut 11 bzw. 12 des Körpers 8 ist tiefer ausgearbeitet, um in dem Schlitz ein sich nach innen verjüngendes Bett zu schaffen. Wenn sich der Bohrkopf in der in Fig. 1 dargestellten Lage befindet, passen die sich verjungenden Schäfte der konischen Rollen 10 mit den genannten sich verjüngenden Teilen der Längsnuten 11 und 12 zusammen. Die keilförmigen Schäfte der konischen Rollen verkeilen sich daher fest zwischen den Mantel 1 und den Körper 8, wenn auf die Rollen eine Belastung ausgeübt wird.

Um den Körper 8 in seiner unteren Stellung verriegelt zu halten, so daß die konischen Rollen, wenn auf sie eine Belastung ausgeübt wird, in der in Fig. ι wiedergegebenen Stellung gehalten werden, sind am oberen Ende des Körpers 8 Klinken 30 vorgesehen. Diese Klinken 30 sind in Schlitzen des Körpers 8 schwenkbar gelagert und werden durch Blattfedern 31 nach außen gedrückt (Fig. 1). Die Klinken 30 werden auf diese Weise in die ringförmige Nut 4 des Mantels gedrückt, wenn sie mit dieser in übereinstimmende Lage kommen, so daß sie den Körper 8 gegen eine Aufwärtsbewegung mit Bezug auf-den Mantel 1 verriegeln. Es ist ersichtlich, daß, wenn der Körper 8 genügend weit abwärts gedrückt worden ist, um den Klinken 30 zu gestatten, nach außen in die wiedergegebene Verklinkungslage zu springen, die Bohrrollen 10 in der ausgestreckten Lage verriegelt werden (Fig. 1 und 2), um den Bohrvorgang zu ermöglichen.

Der innere Teil der Klinken 30 ist mit Ausnehmungen 36 versehen, die sich über einen Fangteil eines Aufholwerkzeuges schließen können, wenn die Klinken 30 einwärts gedrückt werden.

Nach der Beschreibung der allgemeinen Anordnung der Elemente des wiedergegebenen Bohrers

soll nachstehend die Arbeitsweise des Bohrers erläutert werden. Es sei angenommen, daß sich der Bohrkopf in der in Fig. ι wiedergegebenen ausgestreckten Arbeitsstellung befindet. Die Elemente arbeiten dann, wenn der Bohrkopf zur Herausnahme aus dem Bohrstrang in die eingezogene Lage gebracht werden soll, wie folgt zusammen.

Um den Bohrkopf aus der in Fig. ι wiedergegebenen Arbeitsstellung zurückzuziehen, wird ein ίο Aufholwerkzeug, das mit einer Spitze 37 versehen ist, mittels eines Kabels oder Drahtseiles in den Bohrstrang hinabgelassen. Wie dies in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben werden wird, muß das Aufholwerkzeug außer der Spitze 37 konische Flächen besitzen, welche die Klinken 30 nach innen über die Spitze 37 drücken, um den Klinken 30 zu gestatten, aufwärts in das Bohrgestänge zu treten, wobei sie aber die Freigabe der Spitze 37 aus den in den Klinken 30 vorgesehenen Ausnehmungen 36 verhindern. Wenn die Klinken 30 in diese Einwärtsstellung gedrückt worden sind, kann die Spitze 37 zusammen mit dem eingezogenen Bohrkopf durch den Bohrermantel und den Bohrstrang hochgezogen werden.

In der ersten Stufe des Aufholvorganges wird zunächst der Körper 8 aufwärts gezogen, während die Rollenträger 13 und 14 in fester Lage in bezug auf den Mantel 1 verbleiben. Durch das Eindrücken der Klinken 30 wird der Körper 8 frei, um sich aufwärts verschieben zu können. Eine Aufwärtsbewegung der Rollenträger 13 und 14 ist jedoch während dieser Arbeitsstufe nicht möglich. Dies hat seinen Grund darin, daß' die mit jedem Rollenträger vereinigten Klinken 6 in der ringförmigen Nut 5 des Mantels 1 verkeilt.sind, so daß die Aufwärtsbewegung jedes Führungsgliedes verhindert wird, bis die Klinken 6 nach innen gedrückt werden.

Infolgedessen wird bei der Aufwärtsbewegung der Spitze 37 der Körper 8 hochgezogen, bis die im Körper 8 vorgesehene Ausnehmung 21 mit der Nase der am Führungsglied 14 schwenkbar angeordneten Klinke 6 zusammentrifft. Die am Körper 8 vorgesehene Schulter 26 wird in Berührung mit der Schulter 25 des Rollenträgers 14 gebracht, wenn die Ausnehmung 21 mit der Klinke 6 in übereinstimmende Lage kommt. Demgemäß wirkt, wenn der Kern in diese Stellung hochgezogen ist, die an der Schulter 25 anliegende Schulter 26 auf den Rollenträger 14 ein, um ihn mit dem Körper 8 durch den Mantel 1 aufwärts zu' bewegen. Diese Aufwärtsbewegung des Rollenträgers 14 bewirkt, daß die mit ihm vereinigte Klinke 6 in die Ausnehmung 21 gelangt, d. h. in die in Fig. 3 wieder gegebene Stellung gedrückt wird. Die von dem Rollenträger 14 getragene Rolle 10 wird dann frei, um nach innen in den Mantel zu schwenken, so daß sie sich durch diesen aufwärts bewegen kann, wie dies ebenfalls aus Fig. 3 hervorgeht. Es sei bemerkt, daß während dieser Arbeitsstufe, d. h. wenn der erste Rollenträger 14 und die erste konische Rolle 10 aufwärts in den Mantel 1 gezogen werden, die zweite konische Rolle und der mit ihr vereinigte zweite Rollenträger 13 weiter in verriegelter Stellung gehalten werden. Die mit dem Rollenträger 13 vereinigte Klinke 6 ist in der ringförmigen Nut 5 des Mantels 1 verkeilt, und dadurch wird die Bewegung des Rollenträgers 13 mit Bezug auf den Mantel 1 verhindert, bis die Ausnehmung 20 im Körper 8 in übereinstimmende Lage mit der Nase dieser Klinke gelangt. Wenn der den ersten Rollenträger 14 tragende Körper 8 genügend weit hochgezogen ist, so daß die Ausnehmung 20 in übereinstimmende Lage mit der Nase der Klinke 6 des Rollenträgers 13 kommt, · dann legt sich die Schulter 24 des Körpers 8 gegen die Schulter 23 des Rollenträgers 13. Infolgedessen wird im Verlauf der Aufwärtsbewegung des Körpers 8 auch der Rollenträger 13 durch das Bohrgestänge hochgezogen. Die auf dem Rollenträger

13 angebrachte Klinke 6 wird in die Ausnehmung 20 gedrückt, wie dies in Fig. 3 wiedergegeben ist. Die konische Rolle 10 kann dann in den Mantel 1 hinein in eine Stellung unterhalb der ersten Rolle schwenken. Die ganze Vorrichtung kann dann durch das Bohrgestänge hochgezogen werden, wobei sich alle ihre Elemente in der in Fig. 3 dargestellten eingezogenen Lage befinden.

Die Art und Weise, auf welche der eingezogene Bohrkopf durch das Bohrgestänge in seine Arbeitsstellung hinabgelassen werden kann, soll nachstehend erläutert werden. Es sei angenommen, daß die Elemente des eingezogenen Bohrkopfes sich in der in Fig. 3 wiedergegebenen Stellung befinden. Außerdem sind die Klinken 30 über die Spitze 37 des Absenkwerkzeuges geschlossen, und sie werden beim Herablassen der Vorrichtung in dieser Stellung von der Innenwand des Bohrgestänges bzw. des Bohrermantels gehalten. Der Bohrkopf wird durch das Bohrgestänge in den Bohrermantel hinabgesenkt, ohne daß dabei die relative Lage der Elemente geändert wird, bis die mit dem Rollenträger 13 vereinigte Klinke 6 die untere ringförmige Nut 5 im Mantel 1 erreicht. Wenn dies stattfindet, spreizt sich die Klinke 6 nach außen, um dadurch die weitere Abwärtsbewegung des Rollen trägers 13 zu verhindern. Der Körper 8 bewegt sich zusammen mit dem zweiten Rollenträger

14 weiter abwärts. Bei hinreichender Senkung wird

die mit dem Rollenträger 14 vereinigte Klinke 6 in ähnlicher Weise in ihre Verklinkungslage in die ringförmige Nut S des Mantels 1 herausgedrückt, um eine weitere Abwärtsbewegung des Rollenträgers 14 zu verhindern. In diesem Zeitpunkt der Arbeitsfolge befinden sich die beiden mit den Rollenträgern 13 und 14 vereinigten konischen Rollen 10 in der richtigen waagerechten Lage in bezug auf den Mantel 1, jedoch hängen sie lose am unteren Teil des Mantels. Nunmehr wird der Körper 8 abwärts gedrückt, so daß er sich mit Bezug auf die Rollenträger 13 und 14 verschiebt, bis die konische Fläche am unteren Ende des Kernes die Rollenschafte 15 gegen den Mantel 1 verkeilt. Dies findet statt, wenn der Körper 8 in die in Fig. 1 gezeigte Lage gesenkt worden ist, und in dieser i»5 Lage wird den oberen Klinken 30 gestattet, sich in

ihre Verklinkungslage in die obere Umfangsnut 4 des Mantels auszuspreizen. Die Ausspreizung dieser oberen Klinken 30 dient dazu, den ganzen Bohrkopf in der in Fig. 1 .wiedergegebenen Stellung zu verriegeln und außerdem die Spitze 37 freizugeben, so daß das Absenkwerkzeug hochgezogen werden kann.

Wenn dann das Rohrgestänge genügend gesenkt wird, um die konischen Rollen 10 in Berührung mit

ίο der Sohle des Bohrloches zu bringen, werden die Schäfte der Rollen 10 weiter zwischen den Körper 8 und den Mantel 1 verkeilt, um den Bohrvorgang zu ermöglichen.

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann, obgleich dies nicht unbedingt erforderlich ist, ein Vorsprung 38 in der oberen Umfangsnut 4 des Mantels 1 vorgesehen sein. Dieser Vorsprung begrenzt die Drehbewegung der Klinken 30 in bezug auf den Mantel 1. Dies dient dazu, eine Drehung sämtlicher Bohrerelemente mit Bezug auf den Mantel zu verhindern, und außerdem dazu, jeden Drehschlupf vor dem Zeitpunkt, in welchem die Rollenschäfte zwischen den Körper 8 und den Mantel auf die oben beschriebene Weise fest verkeilt werden, zu verhindem. Es sei jedoch bemerkt, daß während des Bohrens praktisch kein Drehmoment über den Vorsprung 38 übertragen wird; das Drehmoment wird vielmehr unmittelbar über den Mantel 1 auf die verkeilten Rollenschäfte übertragen.

In dem Körper 8 ist ein zentraler Kanal 39 vorgesehen, der in der Nähe der Rollen mit Öffnungen 40 in Verbindung steht. Bohrflüssigkeit kann durch das Bohrgestänge und durch diese öffnungen 40 hindurchgedrückt werden, um die Rollen zu schmieren und den Bohrschmant von der Bohrlochsohle während des Bohrens herauszubefördern.

Wie bereits oben erwähnt, ist die Erfindung in Verbindung mit einem Bohrkopf mit nur zwei Rollen beschrieben worden. Es ist jedoch besonders darauf hinzuweisen, daß der Bohrkopf vorzugsweise mit drei konischen Rollen verwendet wird. Unter Anwendung der beschriebenen Grundsätze läßt sich dies leicht dadurch erreichen, daß an dem Körper 8 drei in gleichem Abstand voneinander angeordnete Längsnuten an Stelle der beschriebenen zwei Nuten vorgesehen werden. Am Körper 8 wird dann eine zusätzliche Ausnehmung entsprechend den in Fig. 1 wiedergegebenen Ausnehmungen 20 und 21 vorgesehen. Diese dritte Ausnehmung liegt wieder in einem anderen Abstand von den Klinken. Durch diese Maßnahme wird somit ermöglicht, im eingezogenen Zustand des Bohrkopfes eine dritte Rolle unter den beiden anderen in der beschriebenen Weise aufzuhängen.

Es ist in der Praxis festgestellt worden, daß auch Rollen von größeren Abmessungen verwendet werden können, wenn an Stelle von zwei Rollen drei Rollen benutzt werden. Dies ist deshalb möglich, weil die konische Gestalt der Rollen, die in Ab-

So ständen von 120⁰ um den Körper 8 verteilt sind, die Verwendung etwas größerer Rollen gestattet. Es sei bemerkt, daß gewünschtenfalls die Klinken 30 am Körper 8 auch derart befestigt werden können, daß sie mit der Ringnut 5 zusammenwirken können. Dadurch, daß in dieser Nut 5 eine obere Schulter für die Klinken 30 vorgesehen wird, kann die obere Nut 4 in Fortfall kommen.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ist vorzugsweise mit zusätzlichen Einrichtungen versehen, wie sie in Fig. 6 dargestellt sind. In Fig. 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Bohrers wiedergegeben, wobei jedoch nur der Teil des Bohrkopfes gezeigt ist, der oberhalb der Klinken 6 liegt. In allen anderen Beziehungen weist der Bohrkopf den oben beschriebenen Aufbau auf. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist der Körper 8 mit einer getrennten rohrförmigen Hülse 50 versehen, die auf dem oberen Ende des Körpers 8 verschiebbar ist, wobei das obere Ende des Körpers 8 einen verkleinerten Außendurchmesser hat. Die Verschiebungsbewegung der Hülse 50 in bezug auf den Körper 8 wird dadurch ermöglicht, daß ein oder mehrere in der Hülseso befestigte Stifte 51 in Schlitze 52 hineinragen, die am oberen Ende des Körpers 8 vorgesehen sind. Die Schlitze 52 haben eine genügende Länge nach oben und unten, um eine begrenzte Bewegung der Hülse 50 in bezug auf den Körper 8 zuzulassen. Eine Kautschukhülse 53 ist unmittelbar unterhalb des unteren Endes der Hülse 50 auf einer Schulter des Körpers 8 angeordnet. Diese Kautschukhülse 53 hat vorzugsweise am oberen Ende eine sich nach oben und außen öffnende konische Fläche zur Aufnahme der sich nach unten und innen öffnenden konischen Endfläche der Hülse 50. Wenn daher die Hülse 50 abwärts gedrückt wird, so daß sie sich mit Bezug auf den Körper 8 verschiebt, dann drückt das konische Ende der Hülse 50 die Kautschukhülse 53 fest gegen den Mantel 1. Dadurch wird eine Umfangsdichtung zwischen dem Bohrkopf und dem Mantel geschaffen, und diese soll verhindern, daß Bohrflüssigkeit auf einem Nebenweg zwischen dem Mantel und dem Bohrkopf entlangströmt. Die gesamte Bohrflüssigkeit wird auf diese Weise durch den Kanal 39 und die öffnungen 40 des Körpers 8 (Fig. 1) zu den konischen Rollen 10 geführt.

Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der in Fig. 6 wiedergegebenen Ausführungsformen betrifft die Anordnung der Klinken 30. Wie in Fig. 6 wiedergegeben, ist der innere Teil jeder Klinke 30 mit Zähnen versehen, die mit Zähnen am oberen Ende des Körpers 8 zusammenwirken. Diese Verzahnung, die in Fig. 6 mit 54 bezeichnet ist, hat eine wichtige Aufgabe. Es ist nämlich in der Praxis die Forderung unerwünscht, den Bohrer mit solcher Genauigkeit zu arbeiten, daß die Klinken 30 ihre Arbeitsstellung gerade erreichen, wenn die konischen Rollen beim Senken des Körpers 8 in ihre engste Verkeillage gedruckt werden. Die Verzahnung 54 dient dazu, die Notwendigkeit für diese Genauigkeit beim Zusammenbau zu beseitigen. Daher werden bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 die schwenkbaren Klinken 30 von der Hülse 50 getragen, die ihrerseits auf den Körper 8 so aufgepaßt ist, daß sich die Klinken 30 normalerweise etwas über die Ausnehmung 4 hinaus erstrecken, in

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welche sie einklinken sollen, wenn der Bohrkopf in seine Arbeitsstellung abgesenkt worden ist. Infolgedessen kann durch eine auf die Spitze 37 ausgeübte Abwärtskraft, die verwendet wird, um den Bohrkopf mit Bezug auf den Mantel in seine richtige Lage zu bringen, die Hülse 50 genügend weit abwärts gedrückt werden, um die Klinken 30 zu veranlassen, sich über die restliche Strecke zu bewegen, die notwendig ist, damit sie sich in die Ringnut 4 setzen können. Dies hat die Wirkung, daß die Kautschukhülse 53 in abdichtende Lage gedrückt wird. Sind die Klinken 30 einmal nach unten gedrückt worden, so daß sie in die Nut 4 eintreten, wie dies in Fig. 6 wiedergegeben ist, dann ig dienen die Zähne der Verzahnung 54 dazu, den Körper 8 in der wiedergegebenen Stellung zu verriegeln, wenn die ausgeübte Druckkraft von der Spitze 37 weggenommen wird.

Es sei bemerkt, daß diese und andere Verfeinerungen des beschriebenen Bohrers nach Wunsch angewendet werden können.

Ein wesentlicher Teil der beschriebenen Vorrichtung ist ein zweckentsprechendes Werkzeug zum Hinablassen und Aufholen sowie zur Betätigung des Bohrkopfes. Ein solches Werkzeug ist in Fig. 7 dargestellt. Es besteht aus einem massiven zylindrischen Senkgewicht 6o, das von einem Kabel oder Drahtseil 61 getragen wird. Das untere Ende des Gewichtes 60 ist mit einer zylindrischen Verlängerung 62 versehen, welche die Spitze 37 trägt. Die Verlängerung 62 ist von einer größeren Hülse 63 umgeben, die auf der Verlängerung 62 verschiebbar gehalten ist. Auf der Hülse 63 ist ein Bund 64 befestigt, der mit einer konischen Innenfläche 65 versehen ist. In dem Bund 64 ist eine Gewindebohrnug zur Aufnahme einer Stellschraube 66 vorgesehen, welche durch die Hülse 63 hindurchtreten kann. Wenn diese Stellschraube in die Gewindebohrung hineingeschraubt wird, dann kann sie sich genügend tief in die Hülse hinein erstrecken, um mit einem Bund 67 in Eingriff zu kommen, welcher auf der zylindrischen Verlängerung 62 angeordnet ist. Eine Schraubenfeder 68 ist auf der Verlängerung

62 so angeordnet, daß sie auf die Unterseite des Senkgewichtes 60 und die Oberseite der Hülse 63 einwirkt. Die Feder 68 dient dazu, die Hülse 63 mit Bezug auf die Verlängerung 62 nach unten zu drücken. Das Einschrauben der Stellschraube 66 auf die beschriebene Weise begrenzt jedoch diese go Abwärtsbewegung.

Die Aufgabe der Stellschraube 66 ist, die Hülse

63 und den Bund 64 in ausreichendem Abstand über der Spitze 37 zu halten, wenn, dies gewünscht wird. Gegebenenfalls können beim Herausschrauben der Stellschraube 66 die Hülse 63 und der Bund 64 von der Feder 68 nach unten gegen die Spitze 37 gedrückt werden. Die verriegelte obere Stellung von Hülse und Bund ist erforderlich, wenn das Werkzeug dazu verwendet wird, den beschriebenen einziehbaren Bohrkopf zu senken. Wenn jedoch der Bohrkopf hochgezogen wird, ist es notwendig, daß die Hülse 63 und der Bund 64 abwärts gegen die Spitze 37 gedrückt werden.

Das beschriebene und in Fig. 7 dargestellte Aufholwerkzeug ist zum Senken des oben beschrie- gg benen Bohrkopfes geeignet. Die Klinken 30 des Bohrkopfes können einwärts gedrückt werden, so daß sie die Spitze 37 übergreifen, und sie werden in dieser Stellung durch die Innenfläche des Bohrstranges gehalten, wenn sie abwärts gegen den Mantel gesenkt werden. Beim Erreichen des Mantels dienen die Klinken nach dem Eintritt in die Ringnut 4 des Mantels dazu, die Spitze 37 freizugeben, so daß das Werkzeug aus dem Bohrloch entfernt werden kann. Um das gleiche Werkzeug 7g zum Aufholen des Bohrkopfes verwenden zu können, wird die Stellschraube 66 zurückgeschraubt oder aus der Vorrichtung entfernt. Die Feder 68 kann dann den Bund 64 mit Bezug auf die Spitze 2,7 abwärts drücken. Wenn dann das Werkzeug gesenkt wird und auf den Bohrkopf trifft, wird zunächst die Spitze 37 unter die Schultern der inneren Ausnehmungen 36 der Klinken 30 gebracht, währen die konische Fläche 65 des Bundes 64 dazu dient, die Klinken 30 nach Innen zu drücken. Wenn dann das Werkzeug hochgezogen wird, dient die Feder 68 dazu, die Klinken 30 in ihrer eingezogenen Stellung zu halten, während die Klinken mit Bezug auf die Spitze 37 in verriegelter Stellung gehalten werden. .

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Rollenbohrer mit einziehbarem Bohrkopf für Tiefbohrzwecke, der einen am unteren Ende eines Bohrstranges befestigten Mantel aufweist, 9g in dem ein zylindrischer Körper verschiebbar angeordnet ist, auf welchem Träger für die Rollen verschiebbar gelagert sind, und bei welchem an dem zylindrischen Körper und an den Rollenträgern Klinkenvorrichtungen angeordnet sind, die inUmfangsnuten in der inneren Oberfläche des Mantels eingreifen, bei welchem ferner die Rollen an den unteren Enden der verschiebbaren Träger schwenkbar so angebracht sind, daß sie in der Arbeitsstellung des Bohrers fest zwischen dem unteren Ende des zylindrischen Körpers und dem unteren Ende des Mantels gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß a) auf der äußeren Oberfläche des zylindrischen Körpers (8) eine Mehrzahl von Längsnuten (11, 12) vorgesehen ist, in welchen jeweils ein Rollenträger (13, 14) unabhängig von den anderen Rollenträgern relativ zu dem zylindrischen Körper (8) und dem Mantel (1) längs verschiebbar ist, und daß an jedem Rollen- 11g träger (13, 14) an seiner Innenseite eine Schulter (23, 25) und am unteren Ende jeder der Längsnuten eine Gegenschulter (24, 26) vorgesehen ist, die bei eingezogenem Bohrkopf aneinanderstoßen; b) die einzelnen Schultern (23, 24) an den Rollenträgern in verschiedenen Höhen angeordnet sind, so daß die mittels des zylindrischen Körpers (8) in die eingezogene Lage gebrachten Rollen sich innerhalb des Mantels (1) übereinander befinden; c) die KHn- 12g ken (6) der Klinkenvorrichtung an den Rollen-

   trägern (13, 14) nach innen vorspringende Nasen aufweisen, welche in der eingezogenen Lage der Rollenträger in Ausnehmungen (20, 21) in der Bodenfläche der Längsnuten des zylindrischen Körpers (8) eingreifen und dadurch die Rollenträger in bezug auf den zylindrischen Körper verriegeln, wobei die Außenseite der Klinken (6) mit der Außenfläche der Messerträger (13, 14) fluchtet.
2. 2. Rollenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Rollenträgern (13, 14) gelenkig verbundenen Rollen (10) in ihrer Arbeitsstellung mit ihren Schaftteilen zwischen einer sich konisch verjüngenden glatten Fläche am Ende des zylindrischen Körpers (8) und einer sich konisch erweiternden glatten Fläche am Ende des Mantels (1) verkeilbar sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   USA.-Patentsehriften Nr. 2 287 714, 2 330 083, 360 088.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   5 609 706/125 10.56 709 513/55 5.5T