EP0329835B1 - Bohr-Injektionsanker - Google Patents

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EP0329835B1
EP0329835B1 EP88119658A EP88119658A EP0329835B1 EP 0329835 B1 EP0329835 B1 EP 0329835B1 EP 88119658 A EP88119658 A EP 88119658A EP 88119658 A EP88119658 A EP 88119658A EP 0329835 B1 EP0329835 B1 EP 0329835B1
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EP
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drilling
injection anchor
channel
cutting edges
anchor according
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EP0329835A3 (de
EP0329835A2 (de
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Ernst-Friedrich Dipl.-Ing. Ischebeck
Joachim Isenberg
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Friedr Ischebeck GmbH
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Friedr Ischebeck GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/58—Chisel-type inserts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
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    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E21D21/0053—Anchoring-bolts in the form of lost drilling rods

Definitions

  • the invention relates to a drill injection anchor, in particular a monobloc injection anchor, with a thread passage running through the casing wall and a drill bit arranged at one end with associated cutting edges and a central channel running in the axial direction and ending in the area of the drill bit for supplying a detergent or the like.
  • a continuous thread extends on the casing side, at one end of which a drill bit is arranged.
  • This is equipped with two carbide cutting edges on the tip.
  • Two diametrically opposed channels lead to these, which open into an annular space.
  • a radial channel emanates from the latter and allows flushing agent or the like to be fed in during drilling through a central channel running in the axial direction and ending in the area of the drill bit.
  • the diameter of the drill bit is significantly larger than that of the boring bar. This creates an annular space for the removal of cuttings and washing-up liquid.
  • drill injection anchors are known, the drill heads of which are equipped with cross or X-cutters and are provided with a central flushing hole.
  • a disadvantage of these designs is the complicated construction of the drill head, which is only provided with the carbide cutting edges at the factory can be equipped. Leaving these drilling injection anchors in a hole is therefore associated with high costs.
  • the object of the invention is based on the object of designing the cutting edges of a drilling injection anchor of the type mentioned at the beginning with higher degrees of efficiency and service life, as far as possible in a simple and cost-effective manner.
  • the object is achieved in that the cutting edges are designed as weld beads on the ring surface surrounding the channel mouth.
  • a welding bead which is not further processed or sharpened, to a drill injection anchor provided with a thread passage running through the casing wall is much cheaper.
  • Another advantage of a disposable drill made in this way is that the application of welding beads can possibly even take place on site, for example at the construction site. If a shorter dimension of the injection anchor is desired, all that needs to be done is to cut to length and then apply the welding beads.
  • the arrangement of these approx. 2mm high welding caterpillar blades on the ring surface of the drill injection anchor crown surrounding the axial channel opening limits the impact path of the drill during normal, impacting drilling, so that the central area of application of the drill injection anchor, especially with soft rocks and soils Rinse hole not blocked.
  • the hardness of an applied welding bead is approx. 60 HRC and is therefore essential softer than carbide, but sufficient for a one-way drill.
  • an advantageous feature is that the ends of the welding bead cutters form protruding elevations on the casing wall side. This configuration increases the stability of the cutting protrusions, which prevents them from tearing off during the drilling process.
  • At least one cutting edge protrudes beyond the inner boundary line of the ring surface into the channel cross section. This measure has the effect that the drill core is shattered during the drilling process and the central flushing channel is thus kept free.
  • This construction can be produced by simple build-up welding and is therefore optimally designed in terms of production and cost.
  • the lateral surface increase extends over the width of a thread base to the apex of the adjacent thread.
  • the ring surface is frustoconical, the baseline of smaller diameter being assigned to the channel.
  • the drilling injection anchor 1 shown in FIG. 1 has a thread passage 2 running through the jacket wall. In the middle and over the entire length of the drilling injection anchor 1, running in the axial direction, there is a flushing channel 3, which is used to supply a flushing agent or the like.
  • the annular surface 6 that surrounds the channel opening 5 formed by the flushing channel 3 in the end face 4 are three welding bead cutters 7, 8 arranged radially and at the same angle to each other. These approximately 2mm high welding caterpillar blades 7, 8 extend beyond the outer edge of the ring surface 6 and form protruding elevations 10 on the casing wall side 10.
  • the ring cross section resulting from this approximately 2mm large projection is necessary for the drainage of the cuttings and is the same Cross section of the central flushing channel 3.
  • a welding bead cutter 7 projects beyond the inner boundary of the annular surface 6 and projects into the cross section of the flushing channel 3.
  • the protrusion 11 formed in this way ends shortly before the center line z of the drilling injection anchor 1 and is used during drilling to smash a drilling core (not shown) in order to prevent the flushing channel 3 from becoming blocked.
  • a flushing agent flowing out of the central and yet eccentric channel opening 5 is directed into three partial flows by the three welding bead cutters 7, 8 and is routed according to plan over the end face 4 into the annular space 12. This ensures optimal flushing and removal of the cuttings.
  • the annular surface 6 'of the drilling injection anchor 1' is frustoconical, the baseline of smaller diameter being assigned to the irrigation channel 3 '.
  • This ring surface 6 ' are also radially and at the same angle to each other three welding caterpillars 7', 8 'assigned, which form on the casing wall side 9' protruding ridges 10 '. These increases 10 'extend across the width of a thread base 13 to the apex 14 of the adjacent thread.
  • Drilled injection anchor 1 By applying welding bead cutting edges 7, 8, it is easy to manufacture and more economical to manufacture Drilled injection anchor 1 created, which also optimally meets the requirements for flushing and removal of cuttings.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Bohr-Injektionsanker, insbesondere Monobloc-Injektionsanker, mit mantelwandseitig durchlaufendem Gewindegang und an einem Ende angeordneter Bohrkrone mit dieser zugeordneten Schneiden und einem mittleren, in Achsrichtung verlaufenden, im Bereich der Bohrkrone endenden Kanal zur Zuführung eines Spülmittels oder dergleichen.
  • Bei einem derartigen aus der DE-A-34 00 182 bekannten Bohr-Injektionsanker erstreckt sich mantelseitig ein durchlaufender Gewindegang, an dessen einem Ende eine Bohrkrone angeordnet ist. Diese ist mit zwei spitzenseitigen Hartmetall-Schneiden ausgestattet. Zu diesen führen zwei sich diametral gegenüberliegende Kanäle, die in einen Ringraum münden. Von letzterem geht ein Radialkanal aus, der es erlaubt, beim Bohren über einen mittleren, in Achsrichtung verlaufenden und im Bereich der Bohrkrone endenden Kanal Spülmittel oder dergleichen zuzuführen. Die Bohrkrone ist im Durchmesser deutlich größer als die Bohrstange. Somit ist ein Ringraum zur Abfuhr von Bohrklein und Spülmittel geschaffen.
  • Des weiteren sind Bohr-Injektionsanker bekannt, deren Bohrköpfe mit Kreuz- oder X-Schneiden bestückt und mit einem zentralen Spülloch versehen sind.
  • Nachteilig an diesen Ausführungen ist der komplizierte Aufbau des Bohrkopfes, der nur werksseitig mit den Hartmetall-Schneiden bestückt werden kann. Ein Belassen dieser Bohr-Injektionsanker in einer Bohrung ist somit mit einem hohen Kostenaufwand verbunden.
  • Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schneiden eines Bohr-Injektionsankers der eingangs genannten Art bei höheren Wirkungsgraden und Standzeiten möglichst auch herstellungstechnisch einfach und kostengünstig auszugestalten.
  • Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Schneiden als Schweißraupen auf der die Kanalmündung umgebenden Ringfläche ausgebildet sind.
  • Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein Bohr-Injektionsanker von erhöhtem Gebrauchswert geschaffen. Die Ausbildung der Schneiden als Schweißraupen erlaubt es, diese herstellungstechnisch einfach und kostengünstig herzustellen.
  • Gegenüber den bisher bekannten, eingelöteten Hartmetall-Schneiden ist das unmittelbare Auftragen einer Schweißraupe, die nicht weiter bearbeitet oder geschärft wird, auf einen mit einem mantelwandseitig durchlaufenden Gewindegang versehenen Bohr-Injektionsanker sehr viel preiswerter. Ein weiterer Vorteil eines so erstellten Einwegbohrers besteht darin, daß der Auftrag von Schweißraupen gegebenenfalls sogar vor Ort, zum Beispiel an der Baustelle, erfolgen kann. Wird ein kürzeres Maß des Injektionsankers gewünscht, so ist lediglich ein Ablängen und ein anschließendes Auftragen der Schweißraupen vorzunehmen. Die Anordnung dieser ca. 2mm hohen Schweißraupen-Schneiden auf der die axiale Kanalmündung umgebenden Ringfläche der Bohr-Injektionsankerkrone begrenzt beim üblichen, schlagenden Bohren den Schlagweg des Bohrers, so daß gerade bei weichen Gesteinen und Böden - den Haupteinsatzbereichen des Bohr-Injektionsankers - das zentrale Spülloch nicht verstopft. Die Härte einer aufgetragenen Schweißraupe beträgt ca. 60 HRC und ist somit wesentlich weicher als Hartmetall, jedoch für einen Einwegbohrer ausreichend.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Schweißraupen-Schneiden über die Außenkante der Ringflächen hinaus bis über die Mantelfläche des Bohr-Injektionsankers reichen. Der sich durch diesen ca. 2mm großen Überstand ergebende Ringquerschnitt ist für den Abfluß des Bohrkleins erforderlich und ist gleich dem Querschnitt des zentralen Spülkanals. Damit ist der zu bohrende Querschnitt nur unwesentlich größer als der Ankerquerschnitt, so daß auf den Injektionsanker bezogen die höchste Bohrleistung erreicht wird. Des weiteren verhindert diese Ausgestaltung ein Festklemmen des Bohr-Injektionsankers in seinem mantelwandseitigen Bereich.
  • Weiterhin besteht ein vorteilhaftes Merkmal darin, daß die Enden der Schweißraupen-Schneiden auf der Mantelwandseite vorstehende Erhöhungen bilden. Durch diese Ausgestaltung wird die Stabilität der Schneidenüberstände vergrößert, womit ein Abreißen dieser während des Bohrvorgangs verhindert wird.
  • Um ein Verstopfen des zentralen Spülkanals zu verhindern, steht mindestens eine Schneide über die innere Begrenzungslinie der Ringfläche in den Kanalquerschnitt hineinragend über. Diese Maßnahme bewirkt, daß der Bohrkern während des Bohrvorgangs zertrümmert und somit der zentrale Spülkanal freigehalten wird. Diese Konstruktion ist durch einfaches Auftragsschweißen herstellbar und somit herstellungs- und kostengünstig optimal ausgestaltet.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß der Überstand kurz vor der Kanalzentrumslinie endet.
  • Des weiteren besteht noch der Vorteil, daß sich die mantelflächenseitige Erhöhung über die Breite eines Gewindegrundes bis zum Scheitel des benachbarten Gewindeganges erstreckt.
  • Schließlich ist es noch von Vorteil, daß die Ringfläche kegelstumpfförmig ausgerichtet ist, wobei die Basislinie kleineren Durchmessers dem Kanal zugeordnet ist.
  • Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen mit durchlaufendem Gewinde versehenen Bohr-Injektionsanker, der an seinem einen Ende mit Schweißraupen-Schneiden versehen ist,
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf den mit Schweißraupen-Schneiden versehenen Bohrkopf des Bohr-Injektionsankers,
    Fig. 3
    einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,
    Fig. 4
    einen Bohr-Injektionsanker gemäß der zweiten Ausführungsform,
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf Fig. 4 und
    Fig. 6
    einen Schnitt gemäß Linie VI-VI in Fig. 5 in vergrößerter Darstellung.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Bohr-Injektionsanker 1 besitzt einen mantelwandseitig durchlaufenden Gewindegang 2. Mittig und über die gesamte Länge des Bohr-Injektionsankers 1, in Achsrichtung verlaufend, befindet sich ein Spülkanal 3, der der Zuführung eines Spülmittels oder dergleichen dient. Der, die durch den Spülkanal 3 in der Stirnfläche 4 gebildete Kanalmündung 5 umgebende Ringfläche 6 sind drei Schweißraupen-Schneiden 7, 8 radial und im gleichen Winkel zueinander angeordnet. Diese etwa 2mm hohen Schweißraupen-Schneiden 7, 8 reichen über die Außenkante der Ringfläche 6 hinaus und bilden auf der Mantelwandseite 9 vorstehende Erhöhungen 10. Der sich durch diesen ca. 2mm großen Überstand ergebende Ringquerschnitt ist für den Abfluß des Bohrkleins erforderlich und ist gleich dem Querschnitt des zentralen Spülkanals 3. Eine Schweißraupen-Schneide 7 steht über die innere Begrenzung der Ringfläche 6 hinaus über und ragt in den Querschnitt des Spülkanals 3 hinein. Der dadurch gebildete Überstand 11 endet kurz vor der Zentrumslinie z des Bohr-Injektionsankers 1 und dient beim Bohren dem Zertrümmern eines nicht dargestellten Bohrkerns, um somit ein Verstopfen des Spülkanals 3 zu verhindern. Ein aus der zentralen und doch außermittigen Kanalmündung 5 strömendes Spülmittel wird durch die drei Schweißraupen-Schneiden 7, 8 in drei Teilströme gerichtet und planmäßig über die Stirnfläche 4 in den Ringraum 12 geführt. Somit ist eine optimale Spülung und Abfuhr des Bohrkleins gewährleistet.
  • Bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsform ist die Ringfläche 6′ des Bohr-Injektionsankers 1′ kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei die Basislinie kleineren Durchmessers dem Spülkanal 3′ zugeordnet ist. Dieser Ringfläche 6' sind ebenfalls radial und in gleichem Winkel zueinander drei Schweißraupen-Schneiden 7′, 8′ zugeordnet, wobei diese auf der Mantelwandseite 9′ vorstehende Erhöhungen 10' bilden. Diese Erhöhungen 10′ erstrecken sich über die Breite eines Gewindegrundes 13 bis zum Scheitel 14 des benachbarten Gewindeganges. Des weiteren steht auch bei dieser Ausführungsform eine Schweißraupen-Schneide 7′ über die innere Begrenzungslinie der Ringfläche 6′ hinaus über, ragt in den Querschnitt des Spülkanals 3′ hinein und bildet somit einen Überstand 11′, der zum Zertrümmern von Bohrklein dient.
  • Durch das Auftragen von Schweißraupen-Schneiden 7, 8 ist ein herstellungstechnisch einfach zu erstellender und kostengünstiger Bohr-Injektionsanker 1 geschaffen, der zudem noch die Anforderungen an die Spülung und die Abfuhr von Bohrklein optimal erfüllt.

Claims (7)

  1. Bohr-Injektionsanker (1), insbesondere Monobloc-Injektionsanker, mit mantelwandseitig durchlaufendem Gewindegang (2) und am einen Ende angeordneter Bohrkrone mit dieser zugeordneten Schneiden (7,8) und einem mittleren, in Achsrichtung verlaufenden, im Bereich der Bohrkrone endenden Kanal (3) zur Zuführung eines Spülmittels oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (7, 8) als Schweißraupen auf der die Kanalmündung (5) umgebenden Ringfläche (6) ausgebildet sind.
  2. Bohr-Injektionsanker, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißraupen-Schneiden (7, 8) über die Außenrandkante der Ringfläche (6) hinaus, bis über die Mantelfläche des Bohr-Injektionsankers (1) reichen.
  3. Bohr-Injektionsanker, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Schweißraupen-Schneiden (7, 8) auf der Mantelwandseite (9) vorstehende Erhöhungen (10) bilden.
  4. Bohr-Injektionsanker, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schneide (7) über die innere Begrenzungslinie der Ringfläche (6) in den Kanalquerschnitt (3) hineinragend übersteht.
  5. Bohr-Injektionsanker, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstand (11) kurz vor der Kanalzentrumslinie (z) endet.
  6. Bohr-Injektionsanker, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mantelflächenseitige Erhöhung (10) über die Breite eines Gewindegrundes (13) bis zum Scheitel (14) des benachbarten Gewindeganges (2) erstreckt.
  7. Bohr-Injektionsanker, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (6) kegelstumpfförmig ausgerichtet ist, wobei die Basislinie kleineren Durchmessers dem Kanal zugeordnet ist.
EP88119658A 1988-02-26 1988-11-25 Bohr-Injektionsanker Expired - Lifetime EP0329835B1 (de)

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EP0329835A2 EP0329835A2 (de) 1989-08-30
EP0329835A3 EP0329835A3 (de) 1991-03-06
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