EP0777811A1 - Bohrkopf mit einer pfeilartigen anordnung von schneidkörpern - Google Patents

Bohrkopf mit einer pfeilartigen anordnung von schneidkörpern

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EP0777811A1
EP0777811A1 EP95921813A EP95921813A EP0777811A1 EP 0777811 A1 EP0777811 A1 EP 0777811A1 EP 95921813 A EP95921813 A EP 95921813A EP 95921813 A EP95921813 A EP 95921813A EP 0777811 A1 EP0777811 A1 EP 0777811A1
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EP
European Patent Office
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cutting
drilling
drilling head
drill bit
arrangement
Prior art date
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Withdrawn
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EP95921813A
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Inventor
Heinz Gruber
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REBURG-PATENTVERWERTUNGSGESELSCHAFT MBH
Original Assignee
REBURG-PATENTVERWERTUNGSGESELSCHAFT MBH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • E21B10/36—Percussion drill bits
    • E21B10/38—Percussion drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
    • 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
    • E21B10/36—Percussion drill bits
    • E21B10/40—Percussion drill bits with leading portion

Definitions

  • the invention relates to a drill head according to the preamble of claim 1.
  • Drill heads which are intended for screwing with boring bars, injection drill anchors or the like are known in a variety of forms. They are equipped with at least one flushing opening, which serves to guide a flushing medium in the drilling phase and which, in the case of injection drilling anchors, also guides a hardenable medium, e.g. can serve as a mortar suspension.
  • the drill bit protrudes radially beyond the remaining part of the drill head, usually a pipe extension, so that an annular ring is available between the inner walls of a drilled hole and the outer walls of the drill rod, within which e.g. a flushing medium can flow.
  • the essential feature of these known drill heads is a drill bit characterized by special cutting bodies, the cutting bodies often consisting of a hard metal and being soldered into special recesses in the drill bit.
  • the drill bit as such is often formed by a radially widened part of the said tube extension, the cutting bodies projecting radially and / or axially from this part.
  • the service life of such drill heads is, among other things influenced by the cooling effect of a flushing medium, with the wear on the places that are subject to an increased temperature during operation.
  • a flow of the flushing medium that is as undisturbed as possible and uniformly grips the cutting elements is therefore essential not only for a rapid washing away of loosened rock particles but also for cooling the highly stressed parts of the drill bit.
  • the cutting edge geometry must also be designed with this flushing process in mind. An insufficient drainage would noticeably reduce drilling performance.
  • the parts of the drill bit that are actively involved in the drilling process are formed by an arrow-shaped arrangement, which is in each case formed from three, generally linear components.
  • the components can be formed, for example, directly by cutting bodies, but also by warts or other cutting elements, usually made of hard metal, which are soldered to a carrier component.
  • the carrier components equipped with the said warts and the cutting bodies mentioned are fundamentally interchangeable, so that mixing systems are also conceivable in which carrier components partly equipped with warts and partly cutting bodies are provided, provided that the arrow structure mentioned at the outset, consisting of three components, is maintained remains.
  • the Pipe attachment is, for example, part of a sleeve coupling, a pipe coupling or the like, namely a component which is at least provided with an internal thread which is intended for screwing with facing boring bar ends in order to extend a boring bar.
  • the pipe attachment generally requires no further preparation in order to be used in this context in the context of a drill head. This brings with it a significant simplification of manufacture, namely insofar as use is made of components for the manufacture of the drill head which are in any case necessary for the manufacture of an extendable drill rod.
  • the partial arrangement of the cutting bodies or the other cutting elements entails uniform detection of the entire drilling cross section, but a simple geometry and thus unimpeded outflow conditions and thus a good cooling effect are ensured.
  • At least one cutting body or a partial arrangement of the said warts is arranged at an angle to the plane containing the end face of the tube extension.
  • This arrangement is designed in such a way that the tip of the named cutting body or the radially innermost wart of the partial arrangement mentioned is arranged in the region of the axis of the pipe attachment, in such a way that this tip protrudes - as seen in the drilling direction.
  • the remaining Cutting body and sub-arrangements extend parallel to the plane mentioned.
  • the cutting bodies are made of the same material as the pipe socket and are made of steel, only the area of the drill bit, namely the cutting body, being subjected to a conventional hardening process.
  • a drill head can be used, for example, with injection drill anchors, and thus as a one-way drill head.
  • the cutting bodies consist of a hard metal and this embodiment can also be used as a reusable drilling head in general boring bars.
  • cutouts made at the end of the tube attachment according to the features of claim 7 can be produced in the simplest way and only serve as an assembly aid for the attachment of the cutting bodies.
  • the features of claim 8 are directed to a particularly simple embodiment of the drill bit. According to this, this consists of rod-shaped cutting bodies which have a square or triangular shape in cross-section, with an edge of the cross-sectional shape of at least a part of the cutting bodies being oriented in the drilling direction.
  • the at least one flushing arrangement is arranged in a region which is at least adjacent to the axis of the tube attachment.
  • a tip of a cutting body or the radially innermost wart or another cutting element is in any case also effective in the central region of the borehole cross section, so that the formation of blockages in the region of the flushing opening is effectively countered and at the same time an effective cooling effect is ensured.
  • FIG. 1 shows a side view of a drill head according to the invention in a partial sectional view
  • Fig. 2 is a side view of the drill head according to arrow II of Fig. 1;
  • FIG. 3 shows an end view of the drilling head according to arrow III of FIG. 1.
  • the drilling head according to the invention essentially consists of a tube attachment 1 serving to couple to a drilling or anchor rod and an arrangement of cutting bodies 3 which form the actual core bits 2.
  • the tube extension 1 is formed by a comparatively thick-walled tube element which carries a thread-like deformation on the inside and outside.
  • This tubular element is preferably produced in a cold forming process, a corresponding profile being formed by rolling a thread-like profile on the outside as a result of a free internal deformation on the inside, which profile is similar to a round thread in the exemplary embodiment shown.
  • This round or internal thread 4 is used for screwing to the external thread of the facing end of a drill or anchor rod, so that the drill head according to the invention is detachably arranged.
  • the radially outermost edges of the cutting body 3 forming the drill bit 2 are located on a circle with the diameter 6 which is concentric to the axis 5 of the pipe extension 1 and which is larger than that of the pipe extension 1 and of the drilling or screwing screwable with it Anchor rod sections.
  • the exemplary embodiment shows three distinguishable individual cutting bodies 3, 3 ', 3 "which - as shown in FIG. 3 - are arranged in accordance with an arrow structure.
  • the cutting bodies consist globally of prismatic rods, with the rods 3, 3' forming the arrow tip their facing ends have mutually adapted inclined surfaces which lie in a common plane 7.
  • the cutting bodies 3, 3 ', 3''which are square in cross-section are otherwise oriented in relation to the end face of the tubular extension 1 such that one of their edges faces this end face, so that a diagonal line of the cutting body cross section extends perpendicularly to a cross-sectional plane containing the end face of the tube extension 1.
  • the third cutting body 3 "does not extend parallel to the plane of the end face of the pipe neck 1, but is employed at a slight angle to it, and in such a way that the radially inner tip 8 protrudes from the radially outer tip 8 * by a dimension 9 Said tip 8 can be located on the axis 5, so that the edge 8 ′′ describes the lateral surface of a circular cone during the drilling operation.
  • notches or recesses can be provided in the end face of the tube extension 1, into which the cutting elements are inserted, which are otherwise welded to the tube extension 1.
  • the drill head according to the invention has a drill bit which has a slightly protruding tip 8 in a central region approximately in the region of the axis 5, the rest of the radially outermost tips of the cutting bodies all being on one common circle with the outer radius 6 are located.
  • the drill head according to the invention can be in the simplest case of a pipe socket 1 and cut according to the arrow structure cut bodies 3, 3 *, 3 ", the end face of the pipe socket 1 possibly prepared by notches or other indentations, which are arranged in their arrangement to the cutting Then the cutting bodies are welded to the end face in order to form the arrow structure.
  • the tube attachment 1 and the cutting bodies can in principle be made of the same material.
  • the cutting bodies are then welded in a hardening process subjected to a hardness of about HRC 62.
  • An essential advantage of the drill head according to the invention is that the pipe socket can be part of a threaded sleeve usually used in boring bars, rock anchors, injection drill anchors or the like, so that - apart from the cutting bodies - the manufacture of the drill head is practical, apart from the cutting bodies can be used on components that are anyway required for the composition of a rock anchor, drill anchor or the like. There is therefore no need to keep specially adapted components ready for this purpose.
  • a drill head produced in this way can be used as a disposable drill head, for example in the case of injection drill anchors.
  • the drill head can be manufactured as long as the arrow structure of the cutting element arrangement is preserved.

Abstract

Zur Verbesserung der Bohrleistung, jedoch auch zur Vereinfachung der Herstellung besteht ein Bohrkopf aus einem, der Ankupplung an eine Bohrstange oder dergleichen bestimmten, ein Innengewinde (4) aufweisenden Rohransatz (1), an dessen einem Ende eine Bohrkrone (2) angebracht ist, wobei die Bohrkrone (2) durch eine, unmittelbar an dem stirnseitigen Ende des Rohransatzes (1) angebrachte Anordnung einzelner, im Querschnitt quadratischer Schneidkörper (3, 3', 3') gebildet wird, welche derart in der Form eines Pfeiles angeordnet sind, daß sich ein Schneidkörper unter einem Winkel zu der, die Stirnseite des Rohransatzes (1) enthaltenden Querschnittsebene erstreckt und wobei dessen eine Spitze (8) sich im Bereich der Achse (5) des Rohransatzes (1) befindet. Die Schneidkörper stehen mit dem Rohransatz (1) in unlösbarer Verbindung, und es wird wenigstens eine Spülöffnung (10) in der Stirnseite des Bohrkopfes durch Zwischenräume der Schneidkörper umgrenzt. Die Schneidkörper sind werkstoffgleich mit dem Rohransatz (1) ausgebildet und bestehen aus Stahl, wobei der Bereich der Bohrkrone (2) gehärtet ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
BOHRKOPF MIT EINER PFEILARTIGEN ANORDNUNG VON SCHNEIDKÖRPERN
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrkopf entspre¬ chend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bohrköpfe, die zur Verschraubung mit Bohrstangen, Injek- tionsbohrankern oder dergleichen bestimmt sind, sind in vielfältiger Form bekannt. Sie sind mit wenigstens einer Spülöffnung ausgerüstet, die in der Bohrphase der Füh¬ rung eines Spülmediums dient und die bei Injektionsbohr- ankern auch der Führung eines aushärtbaren Mediums, z.B. einer Mörtelsuspension dienen kann. Die Bohrkrone über¬ ragt in radialer Richtung den übrigen Teil des Bohrkop¬ fes, in der Regel einen Rohransatz, so daß zwischen den Innenwandungen eines erstellten Bohrlochs und den Außen- wandungen der Bohrstange ein Ringreu zur Verfügung steht, innerhalb welchem z.B. ein Spϋlmedium strömen kann.
Wesensmerkmal dieser bekannten Bohrköpfe ist eine durch besondere Schneidkörper gekennzeichnete Bohrkrone, wobei die Schneidkörper häufig aus einem Hartmetall bestehen und in besonderen Ausnehmungen der Bohrkrone eingelötet sind. Die Bohrkrone als solche wird häufig durch ein radial aufgeweitetes Teil des genannten Rohransatzes gebildet, wobei die Schneidkörper aus diesem Teil radial und/oder axial herausragen.
Die Standzeit derartiger Bohrköpfe wird unter anderem durch die Kühlwirkung eines Spülmediums beeinflußt, wobei der Verschleiß an den Stellen verstärkt einsetzt, die im Betrieb einer erhöhten Temperatur unterliegen.
Ein möglichst ungestörter, die Schneidkörper gleichmäßig erfassender Fluß des Spülmediums ist somit wesentlich nicht nur für eine rasche Abschwemmung von gelösten Gebirgspartikeln sondern auch für die Kühlung der hoch¬ beanspruchten Teile der Bohrkrone. Auch die Schneid¬ kantengeometrie muß mit Hinblick auf diesen Spülvorgang hin ausgelegt sein. Denn eine unzureichende Abschwemmung würde die Bohrleistung fühlbar vermindern.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Bohrkopf der eingangs bezeichneten Art bei einfacher Herstellbarkeit mit Hinblick auf die verfügbare Bohrleistung zu verbes- sern. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem solchen Bohr¬ kopf alternativ durch die Merkmale der Kennzeichnungs¬ teile der Ansprüche 1 bis 3.
Erfindungswesentlich ist hiernach, daß die am Bohrvor¬ gang aktiv mitwirkenden Teile der Bohrkrone durch eine pfeilformige Anordnung gebildet werden, die jeweils aus drei, im Regelfall linienhaften Komponenten gebildet wird. Die Komponenten können beispielsweise unmittelbar durch Schneidkörper, jedoch auch durch Warzen oder sonstige, üblicherweise aus Hartmetall bestehende Schneidelemente gebildet werden, die mit einem Träger¬ bauteil verlötet sind. Die mit den genannten Warzen bestückten Trägerbauteile und die genannten Schπeidkör- per sind grundsätzlich austauschbar, so daß auch Misch¬ systeme vorstellbar sind, bei denen teilweise mit Warzen bestückte Trägerbauteile und teilweise Schneidkörper vorgesehen sind, soweit die eingangs genannte, aus drei Komponenten bestehende Pfeilstruktur gewahrt bleibt. Der Rohransatz ist beispielsweise ein Teil einer Muffenkupp¬ lung, einer Rohrkupplung oder dergleichen, nämlich eines Bauteils, welches zumindest mit einem Innengewinde versehen ist, welches zur Verschraubung mit zugekehrten Bohrstangenenden zwecks Verlängerung einer Bohrstange bestimmt ist. Der Rohransatz bedarf im einfachsten Fall grundsätzlich keiner weiteren Vorbereitung, um in diesem Sinne im Rahmen eines Bohrkopfes benutzt zu werden. Dies bringt eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung mit sich, nämlich insoweit, als für die Herstellung des Bohrkopfes von Bauteilen Gebrauch gemacht wird, die ohnehin zur Herstellung einer verlängerbaren Bohrstange erforderlich sind. Die Teilanordnung der Schneidkörper bzw. der sonstigen Schneidelemeπte bringt eine gleich ä- ßige Erfassung des gesamten Bohrquerschnitts mit sich, wobei jedoch eine einfache Geometrie und damit unbehin¬ derte Abströmverhältnisse und damit eine gute Kühlwir¬ kung sichergestellt sind. Letztere erfaßt gleichmäßig sämtliche hochbeanspruchten Teile der Bohrkrone, so daß diese eine gegenüber herkömmlichen Bohrkronen erhöhte Bohrleistung und damit Kostensenkungen mit sich bringt. Im einfachsten Fall eines solchen Bohrkopfes können drei Schneidkörper unmittelbar mit der Stirnseite des Rohran¬ satzes verschweißt werden, und zwar mit Hinblick auf die Erstellung der genannten Pfeilstruktur.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 ist wenigstens ein Schneidkörper oder eine Teilanordnung der genannten Warzen unter einem Winkel zu der, die Stirnseite des Rohransatzes enhaltenden Ebene angeordnet. Diese Anord- nung ist derart ausgebildet, daß die Spitze des genann¬ ten Schneidkörpers oder die radial innerste Warze der genannten Teilanordnung im Bereich der Achse des Rohran¬ satzes angeordnet ist, und zwar derart, daß diese Spitze - in Bohrrichtung gesehen - vorsteht. Die übrigen Schneidkörper und Teilanordnungen hingegen erstrecken sich parallel zu der genannten Ebene.
Im einfachsten Fall sind gemäß den Merkmalen des An¬ spruchs 5 die Schneidkorper werkstoffgleich mit dem Rohransatz ausgebildet und bestehen aus Stahl, wobei lediglich der Bereich der Bohrkrone, nämlich die Schneidkörper, einem üblichen Härtungsprozeß unterzogen werden. Eine solche Ausbildung eines Bohrkopfes ist beispielsweise bei Injektionsbohrankern, somit als Einweg-Bohrkopf verwendbar.
Gemäß den Merkmalen des 6 bestehen die Schneidkörper hingegen aus einem Hartmetall und es kann diese Ausfüh¬ rungsform auch als Mehrweg-Bohrkopf bei allgemeinen Bohrstangen Verwendung finden.
Die am Ende des Rohransatzes gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 angebrachten Ausnehmungen können in ein¬ fachster Weise hergestellt werden und dienen lediglich als Montagehilfe für die Anbringung der Schneidkörper.
Die Merkmale des Anspruchs 8 sind auf eine besonders einfache Ausgestaltung der Bohrkrone gerichtet. Diese besteht hiernach aus stabformigen Schneidkörpern, die im Querschnitt eine quadratische oder dreieckförmige Ge¬ stalt aufweisen, wobei eine Kante der Querschnittsge¬ stalt zumindest eines Teiles der Schneidkörper in Bohr- richtung orientiert ist.
Die wenigstens eine Spülordnung ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 in einem, der Achse des Rohransatzes zumindest benachbarten Bereich angeordnet. Wie oben bereits ausgeführt, befindet sich im Bereich dieser Achse gleichermaßen auch eine Spitze eines Schneid- körpers bzw. die radial innerste Warze oder ein sonsti¬ ges Schneidelement. Dies bedeutet, daß die Schneidwerk¬ zeuge im jeden Fall auch im mittleren Bereich des Bohr¬ lochquerschnitts wirksam sind, so daß der Bildung von Verstopfungen im Bereich der Spülöffnung wirksam begeg¬ net wird und gleichzeitig eine effektive Kühlwirkung sichergestellt ist.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das, in den Zeichnungen schematisch dargestellte Ausfüh- rungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohr¬ kopfes in teilweiser Schnittdarstellung;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Bohrkopfes gemäß Pfeil II der Fig. 1;
Fig. 3 eine Stirnansicht des Bohrkopfes gemäß Pfeil III der Fig. 1.
Der erfindungsgemäße Bohrkopf besteht im wesentlichen aus einem der Ankupplung an eine Bohr- oder Ankerstange dienenden Rohransatz 1 und einer, die eigentliche Bohr- kröne 2 bildenden Anordnung von Schneidkörpern 3.
Der Rohransatz 1 wird durch ein vergleichsweise stark- wandiges, innen- und außenseitig eine gewindeartige Verformung tragendes Rohrelement gebildet. Dieses Rohr- elemeπt wird vorzugsweise in einem Kaltumformprozeß hergestellt, wobei durch Einwalzen eines gewindeartigen Profils auf der Außenseite sich als Folge einer freien innenseitigen Verformung auf der Innenseite ein dement- sprechendes Profil ausbildet, welches in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einem Rundgewinde ähnlich ist. Dieses Rund- bzw. Innengewinde 4 dient der Verschraubung mit dem Außengewinde des zugekehrten Endes einer Bohr¬ oder Ankerstange, so daß der erfindungsgemäße Bohrkopf lösbar angeordnet ist.
Die radial äußersten Kanten der die Bohrkrone 2 bilden¬ den Schneidkörper 3 befinden sich auf einem, zur Achse 5 des Rohransatzes 1 konzentrischen Kreis mit dem Durch¬ messer 6, der größer bemessen ist als derjenige des Rohransatzes 1 sowie der mit diesem verschraubbaren Bohr- oder Ankerstangeπabschnitte .
Das Ausführungsbeispiel zeigt drei unterscheidbare einzelne Schneidkörper 3, 3', 3" die - wie Fig. 3 zeigt - gemäß einer Pfeilstruktur angeordnet sind. Die Schneid¬ körper bestehen global aus prismatischen Stäben, wobei die, die Pfeilspitze bildenden Stäbe 3, 3' an ihren zugekehrten Enden aneinander angepaßte Schrägflächen aufweisen, die in einer gemeinsamen Ebene 7 liegen. Die im Querschnitt quadratischen Schneidkörper 3, 3', 3' ' sind im übrigen derart gegenüber der Stirnseite des Rohransatzes 1 orientiert, daß eine ihrer Kanten dieser Stirnseite zugekehrt ist, so daß sich eine Diagonallinie des Schneidkörperquerschnitts senkrecht zu einer, die Stirnseite des Rohransatzes 1 enthaltenden Querschnitts¬ ebene erstreckt. Der dritte Schneidkörper 3" erstreckt sich im Gegensatz zu den beiden erstgenannten Schneid¬ körpern 3', 3' ' nicht parallel zur Ebene der Stirnseite des Rohransatzes 1, sondern ist gegenüber dieser unter einem geringfügigen Winkel angestellt, und zwar derart, daß die radial innere Spitze 8 gegenüber der radial äußeren Spitze 8* um ein Maß 9 vorsteht. Die genannte Spitze 8 kann sich auf der Achse 5 befinden, so daß die Kante 8' ' während des Bohrbetriebs die Mantelfläche eines Kreiskegels beschreibt. Aus Gründen der vereinfachten Montage der Schneidkörper 3 können in der Stirnseite des Rohransatzes 1 Kerben oder Ausnehmuπgen vorgesehen sein, in welche die Schneidkörper eingesetzt sind, die im übrigen mit dem Rohransatz 1 verschweißt sind. Wesentlich ist, daß die Verschweißung derart erfolgt, daß sich insgesamt - durch die Struktur der Schneidkörperanordnung bedingt - drei Spülöffnungen 10 ergeben, die mit dem Hohlraum des Rohransatzes 1 in durchgängiger, d.h. einen Mediendurch- tritt ermöglichender Verbindung stehen.
Man erkennt aus obigen Ausführungen, daß der erfindungs¬ gemäße Bohrkopf eine Bohrkrone aufweist, die in einem zentralen, ungefähr im Bereich der Achse 5 gelegenen Bereich eine geringfügig herausragende Spitze 8 auf- weist, wobei im übrigen die radial äußersten Spitzen der Schneidkörper sämtlich auf einem gemeinsamen Kreis mit dem Außenradius 6 gelegen sind.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bohrkopfes kann im einfachsten Fall von einem Rohransatz 1 und entsprechend der Pfeilstruktur zugeschnittenen Schneidkörpern 3, 3*, 3" ausgegangen, wobei die Stirnseite des Rohransatzes 1 gegebenenfalls durch Kerben oder sonstige Einformungen vorbereitet ist, die in ihrer Anordnung an die Schneid¬ körperanordnung angepaßt sind und Montagehilfen bilden. Anschließend werden die Schneidkorper mit der Stirnseite zwecks Bildung der Pfeilstruktur verschweißt. Der Rohr¬ ansatz 1 und die Schneidkörper können grundsätzlich werkstoffgleich ausgebildet sein. In einem weiteren Schritt werden anschließend die Schneidkörper im ver- schweißten Zustand einem Härtungsvorgang unterzogen, wobei eine Härte von etwa HRC 62 angestrebt wird. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Bohrkop¬ fes besteht darin, daß der Rohransatz ein Teil einer üblicherweise bei Bohrstangen, Gebirgsankern , Injek¬ tionsbohrankern oder dergleichen eingesetzten Gewinde- muffe sein kann, so daß zur Herstellung des Bohrkopfes - sieht man von den Schneidkörpern ab - praktisch auf Bauelemente zurückgegriffen werden kann, die ohnehin für die Zusammensetzung eines Gebirgankers , Bohrankers oder dergleichen erforderlich sind. Es besteht somit keine Notwendigkeit, speziell angepaßte Bauteile für diesen Zweck bereitzuhalten. Ein auf diese Weise hergestellter Bohrkopf kann als Einweg-Bohrkopf beispielsweise bei Injektionsbohrankern Verwendung finden.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, als Schneidkörper unmittelbar Hartmetallschneidkörper zu benutzen, die in der gleichen Anordnung mit dem Rohran¬ satz 1 verschweißt bzw. hart verlötet werden. Auf diese Weise lassen sich gleichermaßen auch Mehrweg-Bohrköpfe herstellen.
Die Herstellung des Bohrkopfes, soweit die Pfeilstruktur der Schneidkörperanordnung gewahrt bleibt, kann jedoch grundsätzlich erfolgen.
Aufgrund des mittigen Schneidkörpers 3" in Verbindung mit der achsnahen mittigen Spülöffnung 10 ist sicherge- stellt, daß die Bohrwirkung des Schneidwerkzeugs den gesamten Bohrquerschnitt gleichmäßig erfaßt und insbe¬ sondere auch im Bereich der mittigen Spülbohrung wirksam ist. Verstopfungen und hiermit eine zusammenhängende Verschlechterung der Kühlwirkung im mittleren Bereich werden auf diese Weise wirksam unterbunden.
Die einfache Geometrie der Pfeilstruktur bringt ungehin- derte Abströmverhältnisse mit sich, so daß als Folge des Bohrvorgangs gelöste Gebirgspartikel schnellstmög¬ lich abgeschwemmt werden.
Aufgrund günstiger Kühlverhältnisse, in Verbindung mit gleichermaßen günstigen Abschwemm- bzw. Spülverhältnis¬ sen ergibt sich eine Erhöhung der Bohrleistung bzw. eine Verkürzung von Bohrzeiten.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Bohrkopf, bestehend aus einem zylindrischen, zur Verbindung mit einer Bohr- oder Ankerstange bestimm¬ ten, einen Hohlraum umschließenden Rohransatz (1) und einer, an dessen einem stirnseitigen Ende angeschlos¬ senen, den Rohransatz (1) radial überragenden Bohr¬ krone (2) ,
- wobei wenigstens eine Spülöffnung (10) vorgesehen ist, die mit dem Hohlraum in durchgängiger Verbin- düng steht,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Bohrkrone (2) durch eine, an dem stirn¬ seitigen Ende des Rohransatzes (1) angebrachte pfeilartige Anordnung von drei Schneidkörpern (3,3* ,3' ' ) gebildet ist.
2. Bohrkopf, bestehend aus einem zylindrischen, zur Verbindung mit einer Bohr- oder Ankerstange bestimm¬ ten, einen Hohlraum umschließenden Rohransatz (1) und einer, an dessen einem stirnseitigen Ende angeschlos- senen, den Rohransatz (1) radial überragenden Bohr¬ krone (2) ,
- wobei wenigstens eine Spülöffnung (10) vorgesehen ist, die mit dem Hohlraum in durchgängiger Verbin¬ dung steht, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Bohrkrone (2) durch eine, an dem stirnsei¬ tigen Ende des Rohransatzes (1) angebrachte pfeil¬ artige, aus drei Teilanordnungen bestehende Anord- nung von Warzen oder sonstigen diskreten Schneidele¬ menten gebildet ist.
3. Bohrkopf, bestehend aus einem zylindrischen, zur
Verbindung mit einer Bohr- oder Ankerstaπge bestimm¬ ten, einen Hohlraum umschließenden Rohransatz (1) und einer, an dessen einem stirnseitigen Ende angeschlos¬ senen, den Rohransatz (1) radial überragenden Bohr¬ krone (2) ,
- wobei wenigstens eine Spülöffnung (10) vorgesehen ist, die mit dem Hohlraum in durchgängiger Verbin- düng steht,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Bohrkrone (2) durch eine, an dem stirnsei¬ tigen Ende des Rohransatzes (1) angebrachte pfeil¬ artige Anordnung von drei Schneidkomponenten gebil- det ist und
- daß die Schneidkomponenten zum Teil als Schneid¬ körper (3,3' , 3' ') und zum Teil als Teilanordnung von Warzen oder vergleichbaren Schneidelementen gebildet sind.
4. Bohrkopf nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
- daß wenigstens ein Schneidkörper (3' 1) oder eine Teilanordnung der Warzen unter einem Winkel zu der, die Stirnseite des Rohransatzes (1) enthaltenden Ebene angeordnet ist,
- daß die eine Spitze (8) des Schneidkörpers (3' *) oder die radial innerste Warze der Teilanordnung im Bereich der Achse (5) des Rohransatzes (1) angeord¬ net ist und
- daß sich die übrigen Schneidkörper (3,3') oder die übrigen Teilanordnungen parallel zu der genannten Ebene erstrecken.
5. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, da¬ durch gekennzeichnet,
- daß die Schneidkörper (S^' ^1 ') und der Rohransatz (1) werkstoffgleich aus Stahl bestehen und
- daß der Bereich der Bohrkrone (2) gehärtet ist.
6. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet ,
- daß die Schneidkörper (3, 3' , 3' ') aus einem Hartme¬ tall bestehen.
7. Bohrkopf nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 oder 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
- daß das stirnseitige Ende des Rohransatzes (1) mit Ausnehmungen versehen ist, in welche die Schneid¬ körper (S.S' .S1 ') unlösbar eingesetzt sind.
8. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Bohrkrone (2) aus stabartigen Schneidkör¬ pern (3,3' ,3' ' ) besteht,
- daß die Schneidkörper eine quadratische oder drei- eckförmige Querschnittsgestalt aufweisen und
- daß eine Kante der Querschnittsgestalt zumindest eines Teiles der Schneidkörper in Bohrrichtung orientiert ist.
9. Bohrkopf nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
- daß sich die wenigstens eine Spülöffnung (10) in einem der Achse (5) des Rohransatzes (1) zumindest benachbarten Bereich befindet und
- daß die Spülöffnung (10) im Umfangsbereich durch Schneidkörper und/oder die genannten Teilanordnun¬ gen begrenzt ist.
EP95921813A 1994-08-30 1995-06-02 Bohrkopf mit einer pfeilartigen anordnung von schneidkörpern Withdrawn EP0777811A1 (de)

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DE4430784 1994-08-30
DE4430784A DE4430784C1 (de) 1994-08-30 1994-08-30 Bohrkopf
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EP0777811A1 true EP0777811A1 (de) 1997-06-11

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EP95921813A Withdrawn EP0777811A1 (de) 1994-08-30 1995-06-02 Bohrkopf mit einer pfeilartigen anordnung von schneidkörpern

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JP (1) JPH10504861A (de)
KR (1) KR970705689A (de)
AU (1) AU2673595A (de)
DE (1) DE4430784C1 (de)
FI (1) FI970836A0 (de)
IS (1) IS4421A (de)
NO (1) NO970908D0 (de)
TW (1) TW276203B (de)
WO (1) WO1996007011A1 (de)
ZA (1) ZA957224B (de)

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