EP0235581B1 - Kupplung, insbesondere für Diamantbohrkrone mit Schaftrohr und Rohrgewindeanschluss - Google Patents

Kupplung, insbesondere für Diamantbohrkrone mit Schaftrohr und Rohrgewindeanschluss Download PDF

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EP0235581B1
EP0235581B1 EP87101290A EP87101290A EP0235581B1 EP 0235581 B1 EP0235581 B1 EP 0235581B1 EP 87101290 A EP87101290 A EP 87101290A EP 87101290 A EP87101290 A EP 87101290A EP 0235581 B1 EP0235581 B1 EP 0235581B1
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EP
European Patent Office
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coupling
extension
projections
coupling member
coupling according
Prior art date
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Expired
Application number
EP87101290A
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English (en)
French (fr)
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EP0235581A1 (de
Inventor
Bernd Geissler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Geissler and Kuper Diamantwe GmbH
Original Assignee
Geissler and Kuper Diamantwe GmbH
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Filing date
Publication date
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Application filed by Geissler and Kuper Diamantwe GmbH filed Critical Geissler and Kuper Diamantwe GmbH
Priority to AT87101290T priority Critical patent/ATE47463T1/de
Publication of EP0235581A1 publication Critical patent/EP0235581A1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/046—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like with ribs, pins, or jaws, and complementary grooves or the like, e.g. bayonet catches
    • E21B17/0465—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like with ribs, pins, or jaws, and complementary grooves or the like, e.g. bayonet catches characterised by radially inserted locking elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/04—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs
    • B28D1/041—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs with cylinder saws, e.g. trepanning; saw cylinders, e.g. having their cutting rim equipped with abrasive particles

Definitions

  • the invention relates to a coupling for a linkage with power transmission, in particular for diamond core bits with a shaft tube and pipe thread connection.
  • diamond core bits are known. In principle, they consist of a tube with diamonds, hard metals or the like fastened in a crown-like manner on one end face. They are used in particular for drilling in rock and concrete. Depending on the application, they are operated in the wet or dry process. In both operating modes, a drill core is formed inside the tube or shaft, which can usually only be removed with difficulty. In the case of wet processes, the drill core can lead to the blocking of the coolant passed through the shaft and, in the worst case, to the destruction of the drill bit. This can occur, for example, if the drill core contains chipboard parts or foam in addition to concrete or the like.
  • Drills for diamond core bits are equipped with a threaded connection that is the same for many drilling approaches.
  • pipe thread connections of the same type adapted to the connection of the drilling machine are therefore also provided. This means that the shaft tubes provided with the drill bit on one end side are closed off on the other end side by the pipe thread connection. This means that a separate connection is required for each shaft tube. Although this connection is dimensioned for the passage of the coolant, it makes the removal of the drill core extremely difficult.
  • a diamond drill bit with a shaft tube and pipe thread connection is also known, in which each shaft tube is closed by an extension which forms a first coupling part for connection to a corresponding second coupling part of the pipe thread connection part (DE-GM 85 13 328).
  • This approach simplifies the removal of the core and makes handling the equipment easier.
  • the coupling parts can loosen or jam automatically as a result of the rotation in practical operation. In one case, the replacement is made difficult, in the other case, undesirable own movements occur during drilling.
  • the invention has for its object to provide an arrangement that enables easy coupling and uncoupling of the parts to be coupled without additional parts and does not undesirably affect the drilling process.
  • a coupling for linkages with power transmission in which a first coupling part is provided at one end with an extension which can be coupled to a second coupling part, in which mutually facing parts of extension and second coupling part lie flat against one another and in that for coupling in the mutually facing parts on the one hand projections and on the other hand recesses, grooves or recesses are provided which interlock when coupling, solved in that the mutually facing surfaces have clamping surfaces which are arranged perpendicular to the axis of the linkage, that the clamping surfaces are designed and dimensioned that they can be pressed flat against each other when coupling, and that a clamping ring (25) is provided to achieve the pressing action, which is rotatably mounted on the coupling part carrying the projections by means of a screw connection, an end face of the clamping ring forming one of the two clamping surfaces.
  • a diamond core bit 1 is shown with a shaft tube 2 and a pipe thread connection 3 in a perspective view.
  • the shaft tube 2 is provided on its one end face 4 in a crown-like manner with diamonds 5.
  • These diamonds 5 can be used as pieces and soldered or can be provided as an admixture to a hardening filling compound forming the end face of the shaft tube.
  • the front can be cut for the water be provided with passage.
  • the shaft tube can also be provided with openings 7.
  • the shaft tube 2 is provided with a shoulder 8, which forms a first coupling part. This approach is designed so that it allows the liquid to pass into the shaft tube 2.
  • a surface 9 is provided which is arranged essentially perpendicular to the axis of the shaft tube 2.
  • Grooves 12 are arranged diametrically opposite one another in the essentially cylindrical wall of the extension 8.
  • the pipe thread connection 3 is also provided with a substantially cylindrical extension part 35, which serves as a second coupling part. From this part 35 protrusions 11, for example bolts, protrude perpendicular to the axial direction of the shaft tube. These projections 11 act together with the grooves 12.
  • the cylindrical part 35 has an outer diameter and the extension 8 such that the part 35 can be pushed into the extension 8.
  • the grooves 12 and the projections 11 are dimensioned so that the projections can engage in the grooves 12 and are guided by them.
  • the outer wall of the part 35 and the inner wall are sealed against one another, for example by an O-ring 16 in an annular groove 17. In this way, the connection between the shaft tube 2 and the pipe thread connection 3 is sealed against the escape of the coolant.
  • the shaft tube 2 and the tube thread connection 3 practically form a first and a second coupling part, both of which can be easily coupled by the projections 11 and the grooves 12.
  • the coupling 2, 3 is such that the two parts 2, 3 are sealed at the same time when they are connected by the seal 16 arranged between them.
  • the grooves 12 in part 8 have an input part 12a which initially runs approximately in the axial direction of the shaft tube 2 and then subsequently a guide part 12b which runs obliquely or perpendicularly to the axial direction.
  • the direction of part 12b is selected such that the groove wall guides the projection 11 in the direction of a catch R when the parts 2, 3 to be coupled are rotated.
  • the detent R prevents the two parts 2, 3 thus assembled from being able to loosen again without the parts rotating again. If, for example, the pipe thread connection 3 is suspended in a fixed position, the shaft pipe 2, which is often very heavy, can be raised to the coupling and loosely hung in the coupling 3. In the same way, the loosely released coupling parts cannot fall apart, but are particularly lifted out of the connection and lowered.
  • the extension 8 and the part 35 are first inserted into one another in such a way that the protrusion (s) 11 engage in the groove parts 12a.
  • a clamping ring 25 can be displaced on the pipe thread connection part 3 in such a way that it pulls the projection 11 firmly into the catch R.
  • part 3 is provided with an external thread and ring 25 with an internal thread.
  • the mutually facing surfaces 9 of the neck 8 and 14 of the clamping ring 25 are arranged and dimensioned such that they are pressed firmly against one another and seal their connection.
  • Fig. 2 the sectional side view of a shaft tube 2 is shown with the welded in at one end 8 and the coupled pipe thread connector 3.
  • the seal 16 between the attachment 8 and the attachment part 35 is clearly visible.
  • a surface 22 for attaching spanners or the like is provided on the pipe thread attachment 3.
  • Fig. 3 shows the sectional side view of an intermediate connector as a coupling piece between a rod part, e.g. an extension part 39 for the shaft tube 2, and the pipe thread connection 3 or another tube part with a corresponding threaded bolt.
  • a rod part e.g. an extension part 39 for the shaft tube 2
  • the pipe thread connection 3 or another tube part with a corresponding threaded bolt.
  • the pipe thread connection part 3 shown in the upper part of FIG. 3 is a pipe part with an internal thread for receiving the correspondingly dimensioned pipe thread 6a of the threaded connection 18 of the drilling device 19.
  • the upper end of the pipe thread connection part 3 is designed as a hexagon 31 for handling.
  • the lower part 35 of part 3 has such an outer diameter that it can be pushed into the extension 8 just barely, but without play.
  • the part 35 is provided with a groove 17 for the O-rings 16 not inserted in FIG. 3.
  • the wall of the part 35 is dimensioned so thick that the projections or bolts 11 penetrate the part 35 and can protrude on each side sufficiently to be able to engage in the grooves 12 of the extension 8 without the strength of the part 35 being impermissibly small Assumes values.
  • the bolts 11 close with the outside of the extension 8 and are rounded off so that they cannot have a disruptive effect on the drilling operation.
  • the inner, clear width of part 35 is dimensioned such that sufficient fluid passage is ensured despite the penetrating bolt parts 11.
  • the lower end of the neck 8 is provided with a pipe threaded bolt 81, which is pre-shown in Fig. 3 finished part formed with hexagon 82 and welded to the neck 8.
  • the threaded bolt 81 is screwed into the extension tube 39 or the like provided with a corresponding thread and thus enables the simple connection of drill pipe.
  • a further seal is provided by the clamping ring 25, which can be rotated with its internal thread 32 on the external thread 33 of the pipe thread connection part 3 and presses with its end face 14 against the end face 9 of the attachment 8. During this rotation, the part 35 inserted and twisted into the extension 8 is first lifted back out of the extension 8 until the projections 11 are jammed in the catch R and the parts 3 and 8 are positively and non-positively connected to one another. By appropriate design of the abutting surfaces 9, 14, this connection is sealed at the same time. It has been shown that these parts 3, 8 can work trouble-free even if the clamping ring 25 should loosen.
  • the projections 11 are sufficient as a drive connection, the tolerances of the parts 8 and 35 preclude these parts from tilting, and the O-ring 16 in connection with the narrow gap between the parts 8, 35 is sufficient as a seal.
  • the coupling according to FIG. 3 therefore enables an almost problem-free drilling operation with easy interchangeability.
  • FIG. 4 shows a combination of the parts of the shaft tube 2 and the pipe thread connection part 3 combined with the drilling device 18/19 (visible parts) and the attachment 8 provided with a flange 10.
  • Pipe thread connection 3 and neck 3 are designed as a unit coupling for drill pipes 39 and shaft pipes 2 of different diameters and lengths.
  • the pipe thread connection part 3 is essentially provided as a coupling component which can be used directly for the connection of all tubes provided with lugs 8, while the lug 8 as a unit coupling part is previously firmly connected by welding or screwing to the tubes 2, 35 of different dimensions.
  • a flange 10 is provided for this connection of the approach 8 with a shaft tube 2, which can consist of one piece with the approach 8 or is welded to the approach 8.
  • Fig. 5 shows a compilation similar to Fig. 4, but with an extension 8 screwed into the shaft tube.
  • All extension tubes 2, which are permanently connected to such an extension 8 to form a unit for the operating case, e.g. are welded or screwed, can be interchangeably connected to a unit with a correspondingly adapted pipe thread attachment 3.
  • Each drill equipped with a uniform attachment 3 can be equipped with a large number of shaft tubes 2 quickly and easily.
  • the drill core can be removed while the next diamond drill shaft 2 is already installed and in use.
  • the shaft tubes 2 can have a relatively long length in order to penetrate thick concrete ceilings or the like in concrete drilling machines. For this purpose, they can also be supplemented with extension tubes.
  • the shaft tubes 2 can also be made relatively short if they are used, for example, for drilling out socket holes.
  • an assortment of different types of shaft tubes 2 and extension tubes 39 is advantageous if all these different types work together with essentially only one coupling part 3 assigned to the drilling device and can therefore be replaced easily, quickly and safely at any time.
  • the clamping ring can also have surfaces 13, 15 which are inclined and match one another in addition to the surface 14 and the extension 8 in addition to the surface 9.
  • the opposing surfaces 13, 15 can essentially serve to center the parts 2, 3 during assembly if the parts to be connected are unwieldy.
  • Precision stems according to DIN 2391 have proven themselves as shaft tubes 2. However, other seamless steel tubes that meet the respective requirements can also be used.
  • a smooth wall was tested as the inner wall for the shaft tube 2.
  • An easy removal of the drill core also results with an inner wall that has longitudinal grooves.
  • Such an inner wall would have the additional advantage that the drill core cannot or only rarely block the water flow.
  • a shaft tube with an inner wall like a drawn barrel for rifles or guns also meets the requirements for water flow and easy removal of the drill core.
  • Fig. 6 shows an approach 8 with a flange 10 as a structural unit for the connection with drill pipes, in particular shaft pipes 2 of larger diameter.
  • the flanges are provided with holes for the screw connection of the flange 10 with the appropriately designed end of the tube.
  • Fig. 7 an approach 8 is shown, which is connected to a threaded bolt 20 to form a unit or is made in one piece therewith.
  • This approach is primarily intended for but not limited to drill pipes or small diameter shaft pipes.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein Gestänge mit Kraftübertragung, insbesondere für Diamantbohrkronen mit Schaftrohr und Rohrgewindeanschluß. Solche Diamantbohrkronen sind bekannt. Sie bestehen im Prinzip aus einem Rohr mit an einer Stirnseite kronenartig befestigten Diamanten, Hartmetallen oder dergleichen. Sie werden insbesondere zum Bohren in Gestein und Beton verwendet. Je nach Anwendungsbereich werden sie im Naß- oder Trockenverfahren betrieben. In beiden Betriebsarten bildet sich innerhalb des Rohres oder Schaftes ein Bohrkern, der meist nur mühsam entfernt werden kann. Bei Naßverfahren kann der Bohrkern zum Sperren der durch den Schaft hindurchgeleiteten Kühlflüssigkeit führen und damit im ungünstigen Fall zur Zerstörung der Bohrkrone. Dies kann beispielsweise dann eintreten, wenn der Bohrkern neben Beton oder dergleichen auch Spanplattenteile oder Schaumstoff enthält.
  • Bohrmaschinen für Diamantbohrkronen sind mit einem für viele Bohransätze gleichen Gewindeanschluß ausgestattet. Für Bohrkronen unterschiedlicher Durchmesser sind deshalb auch Rohrgewindeanschlüsse eines gleichen an den Anschluß der Bohrmaschine angepaßten Typs vorgesehen. Das bedeutet, daß die an einer Stirnseite mit der Bohrkrone versehenen Schaftrohre an der anderen Stirnseite durch den Rohrgewindeanschluß abgeschlossen sind. Dadurch wird für jedes Schaftrohr ein gesonderter Anschluß erforderlich. Dieser Anschluß ist zwar für den Durchlaß der Kühlflüssigkeit bemessen, erschwert aber das Entfernen des Bohrkerns ungemein.
  • Es ist bekannt, statt des beschriebenen Direktanschlusses der Bohrkronen eine besondere, mehrteilige Spannzangenvorrichtung zu verwenden, die für jeden Durchmesser des Schaftrohres (von z.B. 12 oder 31 mm 0) einen Spannzangensatz vorsieht, bei dem eine Spannzangen-Aufnahme mit dem Rohrgewindeanschluß (z.B. 1/2", 12,7 mm) und eine das Schaftrohr umfassende Spannzange zusammenwirken. Solche Geräte erleichtern zwar das Entfernen der Bohrkerne, erfordern aber Werkzeuge für das Befestigen und Lösen der Spannzangen sowie eine entsprechende Lagerhaltung.
  • Es ist auch eine Diamantbohrkrone mit Schaftrohr und Rohrgewindeanschluß bekannt, bei der jedes Schaftrohr durch einen Ansatz abgeschlossen wird, der ein erstes Kupplungsteil für die Verbindung mit einem entsprechenden zweiten Kupplungsteil des Rohrgewindeanschlußteiles bildet (DE-GM 85 13 328). Dieser Ansatz vereinfacht das Entfernen des Bohrkerns und erleichtert die Handhabung der Geräte. Es hat sich aber gezeigt, daß sich im praktischen Betrieb die Kupplungsteile infolge der Rotation selbsttätig lockern oder verklemmen können. Im einen Fall wird die Auswechslung erschwert, im anderen Fall treten unerwünschte Eigenbewegungen beim Bohren auf.
  • Es ist auch bekannt (US-A-3 664 444), Rohrgestänge durch eine Bajonettverbindung miteinander kuppelbar zu machen, bei der ein zylindrisches Rohrende in ein anderes zylindrisches Rohrende gesteckt wird, bei der eines der beiden Rohrenden eine in Achsrichtung verlaufende Nute mit einem seitlich versetzten Nutenteil aufweist und bei dem das andere Rohrteil Vorsprünge aufweist, die an die Nute und zur Bajonettverbindung an das versetzte Nutenteil angepaßt ist. Zur endgültigen Verbindung ist ein Schlüsselteil vorgesehen, das in die Verbindung eingesteckt wird und die Bajonettverbindung sichert. Die einander zugewandten Flächen der ineinandergesteckten Rohre sind nicht fest gegeneinandergedrückt und haben daher keine besonders hohe Stabilität bei der Übertragung dynamischer Kräfte.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die ein leichtes Kuppeln und Entkuppeln der zu kuppelnden Teile ohne zusätzlich einsetzbare Teile ermöglicht und den Bohrvorgang nicht unerwünscht beeinflußt.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Kupplung für Gestänge mit Kraftübertragung, bei der ein erstes Kupplungsteil an einem Ende mit einem Ansatz versehen ist, der mit einem zweiten Kupplungsteil kuppelbar ist, bei der einander zugewandte Teile von Ansatz und zweiten Kupplungsteil flächig aneinanderliegen und bei der zum Kuppeln in den einander zugewandten Teilen einerseits Vorsprünge und andrerseits Vertiefungen, Nuten oder Aussparungen vorgesehen sind, die beim Kuppeln ineinandergreifen, dadurch gelöst, daß die einander zugewandten Flächen Klemmflächen aufweisen, die senkrecht zur Achse des Gestänges angeordnet sind, daß die Klemmflächen so ausgebildet und bemessen sind, daß sie beim Kuppeln flächig gegeneinander preßbar sind, und daß zur Erzielung der Preßwirkung ein Klemmring (25) vorgesehen ist, der auf dem die Vorsprünge tragenden Kupplungsteil mittels einer Schraubverbindung drehbar gelagert ist, wobei eine Stirnseite des Klemmrings die eine der beiden Klemmflächen bildet.
  • Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in
    • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Diamantbohrkrone mit Schaftrohr und einer Kupplung zum Rohrgewindeanschluß,
    • Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht der miteinander verbundenen Teile gemäß Fig. 1,
    • Fig. 3 eine Seitenansicht eines Zwischenverbinders als Kupplungsstück zwischen Rohrteilen,
    • Fig. 4 eine Seitenansicht der zu kuppelnden Teile Schaftrohr und Rohrgewindeanschluß mit einem flanschartigen Ansatz für die feste Verbindung des Schaftrohres mit einem Kupplungsteil,
    • Fig. 5 eine Abwandlung der Einrichtung nach Fig. 4 für Schaftrohre kleinerer Durchmesser,
    • Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des flanschartigen Kupplungsteiles aus Fig. 4,
    • Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Kupplung mit Gewindebolzen.
  • In Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung eine Diamantbohrkrone 1 mit einem Schaftrohr 2 und einem Rohrgewindeanschluß 3 gezeigt. Das Schaftrohr 2 ist an seiner einen Stirnseite 4 kronenartig mit Diamanten 5 versehen. Diese Diamanten 5 können als Stücke eingesetzt und verlötet oder als Beimengung zu einer erhärtenden, die Stirnseite des Schaftrohres bildenden Füllmasse vorgesehen werden. Die Stirnseite kann mit Einschnitten für den Wasserdurchtritt versehen sein. Außerdem kann das Schaftrohr noch mit Öffnungen 7 versehen sein. An der anderen Stirnseite ist das Schaftrohr 2 mit einem Ansatz 8 versehen, der ein erstes Kupplungsteil bildet. Dieser Ansatz ist so ausgebildet, daß er der Flüssigkeit den Durchlauf in das Schaftrohr 2 erlaubt. An der dem Schaftrohr 2 abgewandten Seite des Ansatzes 8 ist eine Fläche 9 vorgesehen, die im wesentlichen senkrecht zur Achse des Schaftrohres 2 angeordnet ist. In der im wesentlichen zylindrischen Wandung des Ansatzes 8 sind diametral gegenüberliegend Nuten 12 angeordnet. Der Rohrgewindeanschluß 3 ist ebenfalls mit einem im wesentlichen zylindrischen Ansatzteil 35 versehen, das als zweites Kupplungsteil dient. Aus diesem Teil 35 ragen senkrecht zur Achsrichtung des Schaftrohres 2 Vorsprünge 11, z.B. Bolzen hervor. Diese Vorsprünge 11 wirken zusammen mit den Nuten 12. Das zylindrische Teil 35 hat einen so bemessenen Außendurchmesser und der Ansatz 8 einen so bemessenen Innendurchmesser, daß das Teil 35 in den Ansatz 8 hineingeschoben werden kann. Die Nuten 12 und die Vorsprünge 11 sind so bemessen, daß die Vorsprünge in die Nuten 12 eingreifen können und von diesen geführt werden. Die Außenwandung des Teiles 35 und die Innenwandung sind gegeneinander abgedichtet, beispielsweise durch einen O-Ring 16 in einer ringförmigen Nut 17. Auf diese Weise wird die Verbindung von Schaftrohr 2 und Rohrgewindeanschluß 3 gegen den Austritt der Kühlflüssigkeit abgedichtet.
  • Das Schaftrohr 2 und der Rohrgewindeanschluß 3 bilden praktisch ein erstes und ein zweites Kupplungsteil, die beide durch die Vorsprünge 11 und die Nuten 12 leicht kuppelbar sind. Die Kupplung 2, 3 ist dabei so beschaffen, daß die beiden Teile 2, 3 bei ihrer Verbindung zugleich durch die zwischen ihnen angeordnete Dichtung 16 abgedichtet werden. Für die Erleichterung der Kupplung weisen die Nuten 12 im Teil 8 einen zunächst etwa in Achsrichtung des Schaftrohres 2 verlaufenden Eingangsteil 12a und dann anschließend einen schräg oder senkrecht zur Achsrichtung verlaufenden Führungsteil 12b auf. Die Richtung von Teil 12b ist so gewählt, daß die Nutwandung bei der Drehung der zu kuppelnden Teile 2, 3 den Vorsprung 11 in Richtung auf eine Raste R führt. Die Raste R verhindert, daß sich die beiden so zusammengefügten Teile 2, 3 ohne erneute rückläufige Drehung der Teile wieder lösen können. Wenn beispielsweise der Rohrgewindeanschluß 3 ortsfest aufgehängt ist, kann das oft sehr schwere Schaftrohr 2 zur Kupplung angehoben und lose in die Kupplung 3 eingehängt werden. In gleicher Weise können die locker gelösten Kupplungsteile nicht auseinanderfallen, sondern werden besonders aus der Verbindung herausgehoben und abgesenkt. Beim Zusammensetzen der Kupplungsteile 2, 3 am Schaftrohr 2 und am Rohrgewindeansatz 3 werden zunächst der Ansatz 8 und das Teil 35 so ineinandergesteckt, daß der oder die Vorsprünge 11 in die Nutenteile 12a eingreifen. Anschließend werden das Schaftrohr 2 und das Teil 3 oder 35 so gegeneinander verdreht, daß sich die Vorsprünge 11 entlang der Nutenteile 12b bewegen bis sie als Endlage die Raste R erreichen. Die Raste R wird durch eine Ausdehnung der Nute 12b in Achsrichtung erzielt, vorzugsweise in Richtung auf die Fläche 9. Zur Vollendung der Kupplung ist auf dem Rohrgewindeanschlußteil 3 ein Klemmring 25 so verschiebbar, daß er den Vorsprung 11 fest in die Raste R zieht. Zur Verschiebung ist das Teil 3 mit einem Außengewinde und der Ring 25 mit einem Innengewinde versehen. Die einander zugewandten Flächen 9 des Ansatzes 8 und 14 des Klemmrings 25 sind so angeordnet und bemessen, daßsie fest gegeneinander gedrückt werden und ihre Verbindung abdichten. Es ist aber auch möglich, ein Kupplungsteil ständig am Bohrgerät zu belassen und nur die diversen Schaftrohre auszuwechseln bzw. anzukuppeln. Die so geschaffene, kompakte und dichte Einheit wird in bekannter Weise mit dem Gewindeanschluß 18 des nur angedeuteten Bohrgerätes 19 verbunden. Nach dem Gebrauch werden das Schaftrohr 2 und der Rohrgewindeanschluß 3 wieder voneinander durch Drehung der Teile getrennt. Die Trennung erfordert keine Werkzeuge. Zur Erleichterung der Trennung von eventuell stärker verklemmten Teilen kann die Außenseite des Teiles 25 gerändelt sein oder andere Grifferleichterungen aufweisen. Außerdem kann eine Einfräsung 22 zum Ansetzen von Werkzeugen vorgesehen sein.
  • In Fig. 2 ist die geschnittene Seitenansicht eines Schaftrohres 2 mit dem an einem Ende eingeschweißten Ansatz 8 und dem angekuppelten Rohrgewindeanschlußteil 3 dargestellt. Deutlich sichtbar ist die Dichtung 16 zwischen dem Ansatz 8 und dem Ansatzteil 35. Zur Verbindung der Diamantbohrkroneneinheit 2, 3 mit dem Bohrgerät 19 ist am Rohrgewindeansatz 3 eine Fläche 22 zum Ansetzen von Maulschlüsseln oder dergleichen vorgesehen.
  • Fig. 3 zeigt die geschnittene Seitenansicht eines Zwischenverbinders als Kupplungsstück zwischen einem Gestängeteil, z.B. einem Verlängerungsteil 39 für das Schaftrohr 2, und dem Rohrgewindeanschluß 3 oder einem anderen Rohrteil mit entsprechendem Gewindebolzen.
  • Das im oberen Teil der Fig. 3 dargestellte Rohrgewindeanschlußteil 3 ist ein Rohrteil mit einem Innengewinde für die Aufnahme des entsprechend bemessenen Rohrgewindes 6a des Gewindeanschlusses 18 des Bohrgerätes 19. Zur Handhabung ist das obere Ende des Rohrgewindeanschlußteiles 3 als Sechskant 31 ausgebildet. Der untere Teil 35 des Teiles 3 hat einen solchen Außendurchmesser, daß es sich gerade noch leicht, aber ohne Spiel, in den Ansatz 8 schieben läßt. Um die Verbindung der Teile 35 und 8 flüssigkeitsdicht zu machen, ist das Teil 35 mit einer Nute 17 für die in Fig. 3 nicht eingefügten O-Ringe 16 versehen. Die Wandung des Teiles 35 ist so dick bemessen, daß die Vorsprünge oder Bolzen 11 das Teil 35 durchdringen und auf jeder Seite genügend weit hervorstehen können, um in die Nuten 12 des Ansatzes 8 eingreifen zu können, ohne daß die Festigkeit des Teiles 35 unzulässig kleine Werte annimmt. Die Bolzen 11 schließen mit der Außenseite des Ansatzes 8 ab und sind so abgerundet, daß sie sich nicht störend auf den Bohrbetrieb auswirken können. Die innere, lichte Weite des Teiles 35 ist so bemessen, daß trotz der durchdringenden Bolzenteile 11 für ausreichenden Flüssigkeitsdurchtritt gesorgt ist. Das untere Ende des Ansatzes 8 ist mit einem Rohrgewindebolzen 81 versehen, der in Fig. 3 als vorgefertigtes Teil mit Sechskant 82 ausgebildet und an den Ansatz 8 angeschweißt ist. Der Gewindebolzen 81 ist in das mit entsprechendem Gewinde versehene Verlängerungsrohr 39 oder dergleichen eingeschraubt und ermöglicht so die einfache Verbindung von Gestängerohren. Eine weitere Abdichtung erfolgt durch den Klemmring 25, der mit seinem Innengewinde 32 auf dem Außengewinde 33 des Rohrgewindeanschlußteiles 3 verdrehbar ist und mit seiner Stirnfläche 14 gegen die Stirnfläche 9 des Ansatzes 8 drückt. Bei dieser Verdrehung wird zunächst das in den Ansatz 8 eingeschobene und verdrehte Teil 35 wieder aus dem Ansatz 8 zurückgehoben, bis die Vorsprünge 11 in der Raste R verklemmt sind und dabei die Teile 3 und 8 form- und kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Durch entsprechende Ausbildung der aneinanderliegenden Flächen 9, 14 wird diese Verbindung zugleich abgedichtet. Es hat sich gezeigt, daß diese Teile 3, 8 sogar dann störungsfrei arbeiten können, wenn sich der Klemmring 25 lockern sollte. Die Vorsprünge 11 reichen als Antriebsverbindung aus, die Toleranzen der Teile 8 und 35 schließen ein Kippen dieser Teile aus und der O-Ring 16 in Verbindung mit dem engen Spalt zwischen den Teilen 8, 35 reicht als Dichtung aus. Die Kupplung gemäß Fig. 3 ermöglicht daher bei leichter Auswechselbarkeit einen nahezu problemlosen Bohrbetrieb.
  • Fig. 4 zeigt eine Zusammenstellung der miteinander kombinierten Teile Schaftrohr 2 und Rohrgewindeanschlußteil 3mitdem Bohrgerät 18/19 (sichtbare Teile) sowie den mit einem Flansch 10 versehenen Ansatz 8.
  • Rohrgewindeanschluß 3 und Ansatz 3 sind als Einheitskupplung für Gestängerohre 39 und Schaftrohre 2 unterschiedlicher Durchmesser und Länge ausgebildet. Dabei ist das Rohrgewindeanschlußteil 3 im wesentlichen als Kupplungsbauteil vorgesehen, das unmittelbar für die Verbindung aller mit Ansätzen 8 versehenen Rohre verwendbar ist, während der Ansatz 8 als Einheitskupplungsteil zuvor fest durch Schweißung oder Verschraubung mit den Rohren 2, 35 unterschiedlicher Abmessungen verbunden wird. In Fig. 4 ist für diese Verbindung des Ansatzes 8 mit einem Schaftrohr 2 ein Flansch 10 vorgesehen, der mit dem Ansatz 8 aus einem Stück bestehen kann oder mit dem Ansatz 8 verschweißt ist.
  • Fig. 5 zeigt eine Zusammenstellung ähnlich Fig. 4, jedoch mit einem in das Schaftrohr eingeschraubten Ansatz 8. Alle Schaftrohre 2, die mit einem solchen Ansatz 8 zu einer Einheit für den Betriebsfall unlösbar verbunden, z.B. geschweißt oder verschraubt sind, können mit einem entsprechend angepaßten Rohrgewindeansatz 3 auswechselbar zu einer Einheit verbunden werden. Jedes mit einem einheitlichen Ansatz 3 ausgestattete Bohrgerät kann dadurch mit einer Vielzahl von Schaftrohren 2 schnell und einfach bestückt werden. Die Entfernung des Bohrkerns kann erfolgen, während schon der nächste Diamantbohrschaft 2 montiert und im Einsatz ist. Die Schaftrohre 2 können eine relativ große Länge aufweisen, um bei Betonbohrgeräten dicke Betondecken oder dergleichen zu durchdringen. Sie können zu diesem Zweck aber auch durch Verlängerungsrohre ergänzt werden. Die Schaftrohre 2 können auch relativ kurz ausgebildet sein, wenn sie beispielsweise zum Aufbohren von Steckdosenlöchern verwendet werden. Schließlich ist ein Sortiment von unterschiedlichen Typen von Schaftrohren 2 und Verlängerungsrohren 39 vorteilhaft, wenn alle diese verschiedenen Typen mit im wesentlichen nur einem dem Bohrgerät zugeordneten Kupplungsteil 3 zusammenarbeiten und so einfach, schnell und sicher jederzeit ausgewechselt werden können. Wie in Fig. 2 schon angedeutet, kann der Klemmring auch zusätzlich zur Fläche 14 und der Ansatz 8 zusätzlich zur Fläche 9 schräg verlaufende, aneinander angepaßte Flächen 13, 15 aufweisen. Die einander gegenüberliegenden Flächen 13, 15 können im wesentlichen zur Zentrierung der Teile 2, 3 beim Zusammenbau dienen, wenn die zu verbindenden Teile unhandlich sind. Als Schaftrohre 2 haben sich Präzisionsschaftrohre nach DIN 2391 bewährt. Es können aber auch andere nahtlose Stahlrohre verwendet werden, die den jeweiligen Anforderungen genügen. Als Innenwand für das Schaftrohr 2 wurde eine glatte Wandung erprobt. Eine problemlose Entfernung des Bohrkerns ergibt sich auch mit einer Innenwandung, die Längsrillen aufweist. Eine solche Innenwandung hätte noch den zusätzlichen Vorteil, daß der Bohrkern den Wasserdurchfluß nicht oder nur selten versperren kann. Auch ein Schaftrohr mit einer Innenwandung nach Art eines gezogenen Laufes bei Gewehren oder Geschützen erfüllt die Anforderungen an Wasserdurchfluß und leichter Entfernung des Bohrkerns.
  • Fig. 6 zeigt einen Ansatz 8 mit einem Flansch 10 als Baueinheit für die Verbindung mit Gestängerohren, insbesondere Schaftrohren 2 größerer Durchmesser. Die Flansche sind mit Bohrungen für die Schraubverbindung des Flansches 10 mit dem entsprechend ausgebildeten Ende des Rohres versehen.
  • In Fig. 7 ist ein Ansatz 8 dargestellt, der mit einem Gewindebolzen 20 zu einer Einheit verbunden oder mit diesem aus einem Stück hergestellt ist. Dieser Ansatz ist im wesentlichen für Gestängerohre oder Schaftrohre kleiner Durchmesser gedacht, aber nicht darauf beschränkt.

Claims (11)

1. Kupplung für Gestänge mit Kraftübertragung, insbesondere für Diamantbohrkronen mit Schaftrohr und Rohrgewindeanschlußteil, beispielsweise für Industrie-Diamantkernbohrkronen für Naß- und/oder Trocken-Schnitt, bei der ein erstes Kupplungsteil an einem Ende mit einem Ansatz versehen ist, der mit einem zweiten Kupplungsteil kuppelbar ist, bei der einander zugewandte Teile von Ansatz und zweitem Kupplungsteil flächig aneinanderliegen und bei der zum Kuppeln in den einander zugewandten Teilen einerseits Vorsprünge und andrerseits Vertiefungen, Nuten oder Aussparungen vorgesehen sind, die beim Kuppeln ineinandergreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Flächen Klemmflächen (9, 14) aufweisen, die senkrecht zur Achse des Gestänges (2) angeordnet sind, daß die Klemmflächen (9, 14) so ausgebildet und bemessen sind, daß sie beim Kuppeln flächig gegeneinander preßbar sind, und daß zur Erzielung der Preßwirkung ein Klemmring (25) vorgesehen ist, der auf dem die Vorsprünge (11) tragenden Kupplungsteil (3) mittels einer Schraubverbindung drehbar gelagert ist, wobei eine Stirnseite (14) des Klemmrings (25) die Klemmfläche (14) bildet.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (11) durch einen Bolzen gebildet werden, der den Ansatz (8) durchdringt und mit seinen Enden im wesentlichen radial aus dem Ansatz (8) in den Bereich der Nuten (12) ragt.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (12) einen in Achsrichtung des Gestänges (2, 3, 8) verlaufenden Eingangsbereich (12a), einen unter einem Winkel zur Achsrichtung des Schaftrohres (2) weg verlaufenden Bereich (12b) und eine Raststellung (R) in diesem Bereich aufweisen.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (25) zur Verklemmung der Vorsprünge (11) in der Raststellung (R) vorgesehen sind.
5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (25) durch den Klemmring (25) gebildet werden, der mit seinem Innengewinde (32) auf dem Außengewinde (33) des die Vorsprünge (11) tragenden Kupplungsteiles (3) drehbar gelagert ist und bei der Herstellung der Klemmverbindung der Flächen die Vorsprünge fest in die Rasten zieht.
6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (25) an seiner dem Ansatz (8) zugewandten Seite eine Klemmfläche (14) aufweist, die an eine entsprechende Klemmfläche (9) des Ansatzes (8) angepaßt ist.
7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungteil (3) ein im wesentlichen zylindrisches Ansatzteil (35) aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Ansatzes (2), daß das Ansatzteil (35) in den Ansatz (8) einschiebbar ist, und daß zwischen Ansatz (8) und Ansatzteil (35) eine Dichtung (16) vorgesehen ist.
8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (16) ein O-Ring ist, und daß zur Aufnahme der Dichtung (16) im Ansatzteil (35) eine ringförmige Nute (17) angeordnet ist.
9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungsteil (3) mit Rohranschluß (6), Klemmring (25) und Ansatzteil (35) und Bolzen (11) als Einheitsbaustein für ein Sortiment von mit einem Ansatz (8) bestückten oder bestückbaren Gestängerohren (2, 39) ausgebildet ist.
10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (8) zusammen mit einem Flansch (10), Gewindebolzen (20) oder dergleichen als Baueinheit ausgebildet ist, die mit entsprechend vorbereiteten Gestängerohren (2, 39) verbindbar sind.
11. Kupplung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheiten aus nichtrostendem Stahl gefertigt sind.
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