EP1069278A1 - Bohrzahn zur Erdbearbeitung - Google Patents

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EP1069278A1
EP1069278A1 EP00110438A EP00110438A EP1069278A1 EP 1069278 A1 EP1069278 A1 EP 1069278A1 EP 00110438 A EP00110438 A EP 00110438A EP 00110438 A EP00110438 A EP 00110438A EP 1069278 A1 EP1069278 A1 EP 1069278A1
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boring
drilling
center line
shaft
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Bauer Spezialtiefbau GmbH
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    • E21B10/627—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable with plural detachable cutting elements
    • E21B10/633—Drill bits characterised by parts, e.g. cutting elements, which are detachable or adjustable with plural detachable cutting elements independently detachable
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/28—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
    • E02F9/2808—Teeth
    • E02F9/2858—Teeth characterised by shape
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F9/28—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
    • E02F9/2866—Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits for rotating digging elements
    • 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
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/54—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of the rotary drag type, e.g. fork-type bits

Definitions

  • the invention relates to a drilling tooth for earth working a tooth part and a shaft for releasable fixing in one Bracket for a drilling device.
  • drilling teeth are used in drilling tools for earth bores used.
  • the drilling teeth are arranged side by side in a drill head, that the straight boring teeth cutting in one plane lie, form a radial cutting line.
  • the on a circular path bored teeth with one through the Alignment of the bracket fixed predetermined pressure angle on the drilling tooth cutting edges are in particular on the cutting line with changing soil conditions of different Strength and hardness very unevenly loaded, which uneven forces and moments are introduced into the drilling tooth become.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a Drilling tooth of the type mentioned, which provides an improved working result with different soil conditions.
  • a tooth cutting edge of the tooth part outside a shaft centerline and a tooth cutting plane extends at an angle of attack to the shaft center line.
  • This angular adjustment of the tooth cutting edge level the pressure angle of the drilling tooth can be dependent of the respective soil conditions through changing use different drilling teeth specifically adjusted and adjusted become. So different drilling teeth with z. B. two or three different angles of attack are used, which are fixed in the holders of the drilling tool.
  • a drilling tooth 1 of a rotary drilling tool has a front one Tooth part 2 and a rear shaft 3 (see Fig. 1), which is cylindrical and for receiving in a bore 4 a holder 5 (Fig. 2) of the rotary drilling tool is provided is.
  • a transition section 6 between the shaft 3 and the substantially wedge-shaped tooth part 2 has an im Cross section to a center line 7 of the shaft 3 elongated rectangular form.
  • Two opposite shoulders 8, 9 on the bracket 5 see FIGS.
  • Positioning device 10 which accommodates the rectangular Transitional section 6 allowed in two positions, the order 180 ° uni the shaft center line 7, which is also the center line the bore 4 is pivoted and in which the two opposite, longer side surfaces 6 'of Transition section 6 assigned to the inner surfaces 8 'and 9' are.
  • the tooth part 2 is at the transition section 6 opposite Shaft center line 7 is pivoted so that a tooth cutting plane 11 of the tooth part 2 (see Fig. 1), the Plane of symmetry of the tooth part 2 forms and in which the tooth cutting edge 12 extends at an angle of attack of, for example Is pivoted 5 °.
  • the intersection of the tooth cutting plane 11 with the shaft center line 7 lies approximately at the transition section 6.
  • the tooth cutting edge 12 can in a conventional manner on a straight Line and from a continuous tooth element or out several adjacent tooth elements formed with interruptions his.
  • the tooth element (s) is or are in particular made of hard metal.
  • tooth part 2 shows an alternative design of the tooth part 2 shown, in which the cutting edge 12, for example five similar carbide toothed pins 13, 13 ', 13' ' is formed on a curved line in the tooth cutting plane 11 is so that the outer toothed pins 13 '' opposite the inner toothed pins 13, 13 'are reset.
  • the cutting edge 12 for example five similar carbide toothed pins 13, 13 ', 13' ' is formed on a curved line in the tooth cutting plane 11 is so that the outer toothed pins 13 '' opposite the inner toothed pins 13, 13 'are reset.
  • everyone Toothed pin 13, 13 ', 13' ' is in a recess 14 on the Correspondingly curved front edge 15 of the tooth part 2 is used and fixed.
  • the two outer toothed pins 13 ′′ can be on the tooth part 2 in this way arranged and fastened that their cutting over the side edges 18 of the tooth part 2 protrude so that a lateral wear of the tooth part 2 is reduced.
  • a transverse bore or through opening 19 is central in the Tooth part 2 is formed.
  • a pen-shaped, for example Tool that is inserted into the through opening 19 can be, the drilling tooth 1 from its receiving position are pulled in the holder 5, one largely axial release force is applied.
  • the drilling tooth 1 is in a known manner, for example by means of Clamping bush held detachably in the holder 5.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bohrzahn zur Erdbearbeitung mit einem Zahnteil und einem Schaft zum lösbaren Festlegen in einer Halterung einer Bohreinrichtung. Derartige Bohrzähne werden in Bohrwerkzeugen für Erdbohrungen verwendet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Bohrzahn anzugeben, der bei unterschiedlichen Bodenbeschaffenheiten ein verbessertes Arbeitsergebnis liefert. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem gattungsgemäßen Bohrzahn die Zahnschneide des Zahnteils außerhalb einer Schaftmittellinie liegt und eine Zahnschneidenebene unter einem Anstellwinkel zu der Schaftmittellinie verläuft. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrzahn zur Erdbearbeitung mit einem Zahnteil und einem Schaft zum lösbaren Festlegen in einer Halterung einer Bohreinrichtung.
Derartige Bohrzähne werden in Bohrwerkzeugen für Erdbohrungen verwendet. Bei Drehbohrwerkzeugen sind die Bohrzähne beispielsweise in einem Bohrkopf derart nebeneinander angeordnet, daß die geraden Bohrzahnschneiden, die in einer Ebene liegen, eine radial verlaufende Schneidenlinie bilden. Die auf einer Kreisbahn bewegten Bohrzähne mit einem durch die Ausrichtung der Halterung fest vorgegebenen Eingriffswinkel an den Bohrzahnschneiden werden an der Schneidenlinie insbesondere bei wechselnder Bodenbeschaffenheit von unterschiedlicher Festigkeit und Härte sehr ungleichmäßig belastet, wodurch ungleichmäßige Kräfte und Momente in den Bohrzahn eingeleitet werden.
Insbesondere an den seitlichen Kanten der Bohrzähne mit gerader Schneidkante kann ein hoher Verschleiß durch das abfließende Bohrgut auftreten.
Das Wechseln von Bohrzähnen bei wechselnden Einsatzgebieten oder bei Verschleiß erfolgt durch Herausschlagen des Bohrzahnes aus der Halterung, wobei dafür eine Bohrung im Halter vorgesehen sein muß, um rückseitig an den Schaft des Bohrzahnes zu gelangen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bohrzahn der eingangs genannten Art anzugeben, der bei unterschiedlichen Bodenbeschaffenheiten ein verbessertes Arbeitsergebnis liefert.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem genannten Bohrzahn erfindungsgemäß eine Zahnschneide des Zahnteils außerhalb einer Schaftmittellinie liegt und eine Zahnschneidenebene unter einem Anstellwinkel zu der Schaftmittellinie verläuft. Durch diese winkelige Anstellung der Zahnschneidenebene kann der Eingriffswinkel des Bohrzahnes in Abhängigkeit von der jeweiligen Bodenbeschaffenheit durch wechselnden Einsatz unterschiedlicher Bohrzähne gezielt angepaßt und eingestellt werden. So können unterschiedliche Bohrzähne mit z. B. zwei oder drei verschiedenen Anstellwinkeln eingesetzt werden, die in den Halterungen des Bohrwerkzeuges befestigt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bohrzahnes unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1:
in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht einen Bohrzahn;
Fig. 2:
in einer Schnittansicht eine Halterung für den Bohrzahn;
Fig. 3:
in einer Draufsicht in Richtung X der Fig. 2 die Halterung für den Bohrzahn;
Fig. 4:
in einer Draufsicht den Bohrzahn der Fig. 1; und
Fig. 5:
in einer Schnittansicht gemäß Schnittfläche B-B in Fig. 3 die Halterung für den Bohrzahn.
Ein Bohrzahn 1 eines Drehbohrwerkzeuges weist einen vorderen Zahnteil 2 und einen hinteren Schaft 3 auf (siehe Fig. 1), der zylinderförmig gebildet ist und zur Aufnahme in eine Bohrung 4 einer Halterung 5 (Fig. 2) des Drehbohrwerkzeugs vorgesehen ist. Ein Übergangsabschnitt 6 zwischen dem Schaft 3 und dem im wesentlichen keilförmigen Zahnteil 2 hat eine im Querschnitt zu einer Mittellinie 7 des Schaftes 3 längliche rechteckige Form. Zwei sich gegenüberliegende Schultern 8, 9 an der Halterung 5 (siehe Fig. 2, 3 und 5) mit parallelen, sich gegenüberliegenden Innenflächen 8' und 9' bilden eine Positioniereinrichtung 10, die die Aufnahme des rechteckigen Übergangsabschnittes 6 in zwei Positionen gestattet, die um 180° uni die Schaftmittellinie 7, die gleichzeitig die Mittellinie der Bohrung 4 ist, verschwenkt sind und bei denen die beiden gegenüberliegenden, längeren Seitenflächen 6' des Übergangsabschnittes 6 den Innenflächen 8' und 9' zugeordnet sind.
Der Zahnteil 2 ist am Übergangsabschnitt 6 gegenüber der Schaftmittellinie 7 verschwenkt angesetzt, so daß eine Zahnschneidenebene 11 des Zahnteils 2 (siehe Fig. 1), die die Symmetrieebene des Zahnteils 2 bildet und in der die Zahnschneide 12 verläuft, um einen Anstellwinkel von beispielsweise 5° verschwenkt ist. Der Schnittpunkt der Zahnschneidenebene 11 mit der Schaftmittellinie 7 liegt in etwa am Übergangsabschnitt 6.
Durch die beiden um 180° zueinander versetzten Einbaustellungen des Bohrzahnes 1 in der Halterung 4 können zwei unterschiedliche Eingriffswinkel des Zahnteils 2 und der Zahnschneidenebene 11 am Drehbohrwerkzeug gegenüber einem zu bearbeitenden Boden eingestellt werden.
Die Zahnschneide 12 kann in üblicher Weise auf einer geraden Linie liegen und aus einem durchgehenden Zahnelement oder aus mehreren benachbarten Zahnelementen mit Unterbrechungen gebildet sein. Das oder die Zahnelemente ist bzw. sind insbesondere aus Hartmetall gebildet.
In Fig. 4 ist eine alternative Gestaltung des Zahnteils 2 dargestellt, bei dem die Zahnschneide 12, die von beispielsweise fünf gleichartigen Hartmetall-Zahnstiften 13, 13', 13'' gebildet ist, auf einer gekrümmten Linie in der Zahnschneidenebene 11 liegt, so daß die äußeren Zahnstifte 13'' gegenüber den inneren Zahnstiften 13, 13' zurückgesetzt sind. Jeder Zahnstift 13, 13', 13'' ist in einer Vertiefung 14 an der entsprechend gekrümmten Vorderkante 15 des Zahnteils 2 eingesetzt und festgelegt. Die Mittellinien 16, 16', 16'' der Zahnstifte 13, 13', 13'' schneiden demnach die Mittellinie 17 des Zahnteils 2, wobei in Abhängigkeit der Größe der Krümmung der Zahnschneide 12 die Schnittpunkte innerhalb des Zahnteils 2 oder auf einer Verlängerung der Mittellinie 17 außerhalb des Zahnteils 2 liegen. Ist die Krümmung der Zahnschneide 2 ein Kreisbogen, so schneiden sich die Mittellinien 16, 16', 16'' der Zahnstifte 13, 13', 13'' in einem Punkt auf der Mittellinie 17.
Die beiden äußeren Zahnstifte 13'' können am Zahnteil 2 derart angeordnet und befestigt sein, daß ihre Schneiden über die Seitenränder 18 des Zahnteils 2 hinausstehen, so daß eine seitliche Abnutzung des Zahnteils 2 verringert ist.
Eine Querbohrung oder Durchgangsöffnung 19 ist zentral im Zahnteil 2 ausgebildet. Mit Hilfe eines beispielsweise stiftförmigen Werkzeugs, das in die Durchgangsöffnung 19 eingesetzt werden kann, kann der Bohrzahn 1 aus seiner Aufnahmeposition in der Halterung 5 gezogen werden, wobei eine weitgehend axiale Lösekraft aufgebracht wird. Eine in der Halterung 5 am Ende der Bohrung 4 vorgesehene Öffnung 20, die ansonsten zum Ausschlagen eines eingesetzten Bohrzahnes verwendet werden kann, ist bei diesem Bohrzahn 1 daher zum Entnehmen des Bohrzahns 1 nicht erforderlich.
Der Bohrzahn 1 ist auf bekannte Weise zum Beispiel mittels Spannbuchse in der Halterung 5 lösbar gehalten.

Claims (12)

  1. Bohrzahn zur Erdbearbeitung
    mit einem Zahnteil und einem Schaft zum lösbaren Festlegen in einer Halterung einer Bohreinrichtung,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zahnschneide (12) des Zahnteils (2) außerhalb einer Schaftmittellinie (7) liegt und eine Zahnschneidenebene (11) unter einem Anstellwinkel (() zu der Schaftmittellinie (7) verläuft.
  2. Bohrzahn nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Halterung (5) eine Positioniereinrichtung (10) zum ausgerichteten Aufnehmen des Bohrzahns (1) in zwei definierten, unterschiedlichen Arbeitsstellungen aufweist, die um 180° um die Schaftmittellinie (7) versetzt sind.
  3. Bohrzahn nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zahnschneidenebene (11) die Schaftmittellinie (7) in etwa an einem Übergangsabschnitt (6) des Zahnteils (2) zum Schaft (3) schneidet.
  4. Bohrzahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Anstellwinkel (() in einem Bereich von etwa 2-15° gebildet ist.
  5. Bohrzahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zahnschneide (12) aus mehreren benachbarten Zahnstiften (13, 13', 13'') gebildet ist, die am Vorderende des Zahnteils (2) angebracht sind.
  6. Bohrzahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zahnschneide (12) eine gekrümmte Vorderkante in der Zahnschneidenebene (11) aufweist.
  7. Bohrzahn nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Mittellinien (16, 16', 16'') der einzelnen Zahnstifte (13, 13', 13'') die Mittellinie (17) des Zahnteils (2) schneiden.
  8. Bohrzahn nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich die Mittellinien (16, 16', 16'') der einzelnen Zahnstifte (13, 13', 13'') in einem Punkt der Mittellinie (17) des Zahnteils (2) schneiden.
  9. Bohrzahn nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schneiden der beiden äußeren Zahnstifte (13'') über die sich gegenüberliegenden Seiten (18) des Zahnteils (2) hinausstehen.
  10. Bohrzahn nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zahnteil (2) im wesentlichen keilförmig ist.
  11. Bohrzahn nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zahnteil (2) ein Durchgangsloch (19) aufweist.
  12. Bohrzahn nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Schaft (3) des Zahnteils (2) zylindrisch oder konisch ist.
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