WO2007054154A2 - Bohrwerkzeug zum bohren in erdigem und/oder steinigem grund - Google Patents

Bohrwerkzeug zum bohren in erdigem und/oder steinigem grund Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a drilling tool for drilling in earthy and / or rocky ground with a rotatable at its one end to a drill pipe fixed drilling body according to the features of the preamble of claim 1.
  • drilling tools are often used for the preparation of boreholes.
  • a pipe is tracked, which has a larger internal diameter than the drill body.
  • the overburden created during drilling is flushed outwards from the drill body by a water flush and air purge within the pipe.
  • the drill bit of the drilling tool is mounted eccentrically, so that the drill bit pivoted during the drilling produces a large hole, so that the tube can be easily tracked.
  • the drill bit is supported by stops and counter stops pivotally.
  • the drill bit is moved out of its eccentric position to the drill body in a central position to the drill body by changing the direction of rotation.
  • the outer diameter of the drill body and drill bit is smaller than the inner diameter of the protective tube, so that drill pipe and drilling tool can be pulled outward.
  • the stops and counter-stops which are the two end positions of the drill bit accessible from the outer periphery of the drill bit or drill body. As a result, it can easily happen that or the like through impurities or stones. the pivoting movement of the drill bit is prevented in its centric position. The drilling tool can no longer be removed from the borehole or only with great difficulty.
  • the object of the invention is therefore to design a drilling tool of the type mentioned so that the pivoting movement of the drill bit to the drill body is not the like by contamination or stones. is hampered.
  • the outer peripheral surface of drill bit and / or drill body covers the stops and counter-stops in both the central and in the eccentric position of the drill bit.
  • the drill bit has an eccentrically arranged to the rotational axis of the drill body pin-like guide member which engages in a receptacle of the drill body.
  • the stop on the inner wall of the receptacle and the counter-stop on the outer circumference of the pin-like guide member is provided. Stop and counter stop are due to the special arrangement of the pin-like guide member in the recording of the Protected drill body. Impurities can not penetrate, moreover, the pin-like guide member allows safe execution of the pivoting movement.
  • the counter-stop is arranged at the free end of the peg-like guide member so as to support stops and counterstops as far as possible in the interior of the guide member and thus protect.
  • virtually the entire length of the peg-like guide member can be utilized for guidance in the pivotal movement of the drill bit.
  • Fig. 7 is a plan view of the drill bit.
  • the drilling tool 10 shown in FIG. 1 consists of a drill body 11 and a drill bit 12.
  • the drill body 1 1 is provided with an extension 13 which carries at its periphery longitudinal ribs 14 and at its end radial projections 15.
  • the extension receives the drill pipe, not shown, rotationally fixed, which is supported by longitudinal ribs 14 and radial projections 15 to the drill body 1 first to rotate with the drill bit 12 with linkage.
  • the drill bit 12 itself carries a hard metal fitting 18 at its free end.
  • This carbide insert serves, during the drilling process of the drilling tool, to smash pieces of rock, in particular during the striking process.
  • Drill body 11 and drill bit 12 are held together by pins (not shown) which engage in transverse bores 17.
  • Fig. 3 the top view of the drill body 1 1 can be seen.
  • the receptacle 19 with stop 20 can be seen.
  • the stopper 20 is semicircular. It lies against the inner circumference of the receptacle 19.
  • At the two sides radially to Inner circumference of the receptacle stop surfaces 22 are provided.
  • In the receptacle 19 is an opening 23 through which the flushing medium is pumped to the drilling site.
  • the flushing grooves 21 for the return transport of the medium are clearly visible.
  • transverse bores 17 are provided. These cross holes accept pins (not shown) to support the drill bit.
  • the drill bit 12 is shown.
  • This has the pin-like guide member 31 which comes in the receptacle 19 of the drill body for engagement.
  • the upper part of the guide part 31 has a circumferential half-round groove 24.
  • the half-round groove 24 is formed so that it is aligned with the transverse bores. When inserting the pins they engage in the transverse bore and in the half-round groove.
  • the free end carries the counter-stop 25 with two counter-stop surfaces 26, which come into contact with the stop surfaces 22 of the stop 20 in a pivoting movement of the drill bit.
  • the counter-stop 25 has approximately a sector-shaped shape of 90 degrees, as shown in FIG.
  • the guide member 31 is arranged eccentrically to the axis of rotation 16 of the drill body 1 1. This results in a pivotal position that occurs at stop surface with another counter stop surface and the pivotal movement limits the drill bit, while, when the other two surfaces touch, the drill bit in extension of the drill body 1 1 lie.
  • the guide part has a bore 27, through which the flushing medium is supplied.
  • the plan view is provided on the drill bit.
  • the carbide 18 registered, also the outflow openings 28 for the flushing medium. These outflow openings are fed via the bore 27.
  • a so-called percussion drilling method is used, ie, the drill bit rotates and hammering at the same time on the ground.
  • the illustrated embodiments are only an example realization of the invention. This is not limited to this. Rather, many modifications are possible. It is important in any case that the stops and the counter strikes are covered by the peripheral surfaces of 29 and 30 of drill body and drill bit. In the embodiment shown, the stops and counter stops engage in the receptacle or are protected in the receptacle. It could also be that they are arranged slightly higher, so that they are arranged directly at the upper end of the pin-like guide part. In any case, it is ensured that no contamination between the stops and counter stops, especially not on the stop surfaces, can come. The sector-shaped design of the counter-attack and the semi-circular design of the stop allow sufficient pivoting movement.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug (10) zum Bohren in erdigem und/oder steinigem Grund, mit einem an seinem einen Ende an einem Bohrgestänge angeordneten drehbaren Bohrkörper (11), mit einer an dem anderen Ende des Bohrkörpers (11) vorgesehenen Bohrkrone (12), die exzentrisch zur Drehachse (16) des Bohrkörpers (11) verschwenkbar ist, mit Anschlägen (20) zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Bohrkrone (12), hierbei nimmt beim Bohrvorgang die Bohrkrone (12) zum Bohrkörper (11) ihre exzentrische Stellung ein, während bei einer zum Bohrvorgang entgegengesetzten Drehung des Bohrkörpers (11) die Bohrkrone (12) zum Bohrkörper (11) eine zentrische Lage einnimmt. Erfindungsgemäß deckt die Außenumfangsfläche von Bohrkrone (12) und/oder Bohrkörper (11) die Anschläge (20) und Gegenanschläge (25) sowohl in der zentrischen als auch in der exzentrischen Stellung der Bohrkrone (12) ab.

Description

Bohrwerkzeug zum Bohren in erdigem und/oder steinigem Grund
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Bohren in erdigem und/oder steinigem Grund mit einem drehbaren an seinem einen Ende an einem Bohrgestänge festgelegten Bohrkörper gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. Derartige Bohrwerkzeuge werden gerne zur Erstellung von Bohrlöchern verwendet. Um das drehbare Bohrgestänge wird ein Rohr nachgeführt, das einen größeren Innendruchmesser aufweist als der Bohrkörper. Der beim Bohren entstehende Abraum wird durch eine Wasserspülung und Luftspülung innerhalb des Rohres vom Bohrkörper aus nach außen gespült. Um das Bohrloch genügend groß zu machen, ist die Bohrkrone des Bohrwerkzeuges exzentrisch gelagert, so dass die beim Bohrvorgang verschwenkte Bohrkrone ein großes Bohrloch erzeugt, so dass das Rohr leicht nachgeführt werden kann. Die Bohrkrone ist über Anschläge und Gegenanschläge verschwenkbar gehaltert.
Falls der Bohrkörper oder das Bohrgestänge ausgetauscht werden muss, wird durch Änderung der Drehrichtung die Bohrkrone aus ihrer exzentrischen Lage zum Bohrkörper heraus in eine zentrische Lage zum Bohrkörper geführt. Dadurch ist der Außendurchmesser von Bohrkörper und Bohrkrone kleiner als der Innendurchmesser des Schutzrohres, so dass Bohrgestänge und Bohrwerkzeug nach außen gezogen werden kann. Bei einer bekannten Ausführung eines solches Bohrwerkzeuges sind die Anschläge und Gegenanschläge, die die beiden Endstellungen der Bohrkrone festlegen, vom Außenumfang der Bohrkrone bzw. des Bohrkörpers zugänglich. Hierdurch kann es leicht passieren, dass durch Verunreinigungen oder durch Steine od.dgl. die Schwenkbewegung der Bohrkrone in ihre zentrische Stellung verhindert wird. Das Bohrwerkzeug kann nicht mehr aus dem Bohrloch entfernt werden bzw. nur mit großen Schwierigkeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bohrwerkzeug der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass die Schwenkbewegung von Bohrkrone zum Bohrkörper nicht durch Verunreinigungen oder Steine od.dgl. behindert wird.
Diese Aufgabe wird durch folgende Merkmale gelöst. Die Außenumfangsfläche von Bohrkrone und/oder Bohrkörper deckt die Anschläge und Gegenanschläge sowohl in der zentrischen als auch in der exzentrischen Stellung der Bohrkrone ab. Hierdurch können zwischen Gegenanschlägen und Anschlägen keine Gesteinsbrocken oder Erde hineinrutschen, so dass die Funktion der Schwenkbewegung von Bohrkrone zum Bohrkörper nicht beeinträchtigt wird. Bei Drehung in einer Richtung nimmt daher die Bohrkrone ihre exzentrische Stellung ein. Bei Drehung in der anderen Richtung nimmt die Bohrkrone die zentrische Stellung ein, so dass sie in diesem Falle mit dem Bohrkörper herausgezogen werden kann. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass beim Spülvorgang, also bei der Beförderung der Felsstücke bzw. Erdstücke aus dem Bohrloch nach außen kein Abraum zwischen die Anschläge kommen kann. Die Vollfunktionsfähigkeit des Bohrwerkzeuges ist gewährleistet.
Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Bohrkrone einen exzentrisch zur Drehachse des Bohrkörpers angeordneten zapfenartige Führungsteil auf, der in eine Aufnahme des Bohrkörpers eingreift. Hierbei ist der Anschlag an der Innenwandung der Aufnahme und der Gegenanschlag am Außenumfang des zapfenartigen Führungsteiles vorgesehen. Anschlag und Gegenanschlag sind durch die besondere Anordnung des zapfenartigen Führungsteiles in der Aufnahme des Bohrkörpers geschützt. Verunreinigungen können nicht eindringen, darüber hinaus gestattet der zapfenartige Führungsteil eine sichere Ausführung der Schwenkbewegung.
Günstig ist es hierbei, wenn der Gegenanschlag am freien Ende des zapfenartigen Führungsteiles angeordnet ist, um so Anschläge und Gegenanschläge möglichst weit im Inneren des Führungsteiles zu haltern und so zu schützen. Darüber hinaus kann praktisch die gesamte Länge des zapfenartigen Führungsteiles zur Führung bei der Schwenkbewegung der Bohrkrone ausgenutzt werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Längsansicht des Bohrwerkzeuges,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß dem Einschnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 3,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Bohrkörper,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1,
Fig. 5 eine Seitenansicht auf die Bohrkrone,
Fig. 6 eine Unteransicht der Bohrkrone,
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Bohrkrone. Das in Fig. 1 dargestellte Bohrwerkzeug 10 besteht aus einem Bohrkörper 11 und einer Bohrkrone 12.
Der Bohrkörper 1 1 ist mit einer Verlängerung 13 ausgestattet, die an ihrem Umfang Längsrippen 14 trägt sowie an ihrem Ende Radialvorsprünge 15. Die Verlängerung nimmt das nicht dargestellte Bohrgestänge drehfest auf, das über Längsrippen 14 und Radialvorsprünge 15 gehaltert wird, um den Bohrkörper 1 1 mit der Bohrkrone 12 mit Gestänge drehen zu können.
Die Bohrkrone 12 selber trägt ein an ihrem freien Ende eine Hartmetallbestückung 18. Diese Hartmetallbestückung dient beim Bohrvorgang des Bohrwerkzeuges dazu, insbesondere beim Schlagvorgang, Gesteinsteile zu zertrümmern.
Bohrkörper 11 und Bohrkrone 12 werden über Stifte (nicht dargestellt), die in Querbohrungen 17 eingreifen, aneinander gehalten.
Es sei hier noch nachgetragen, dass in Fig. 1 die exzentrische Stellung der Bohrkrone zum Bohrkörper strichpunktiert dargestellt ist.
In Längsrichtung des Bohrkörpers 11 verlaufen an dessen Umfang Spülnuten 21. Diese Spülnuten haben beim Bohrvorgang die Aufgabe, Bohrreste außerhalb des Bohrloches zu fördern. Hierzu wird ein Medium mittig im Bohrkörper bzw. der Bohrkrone zum Boden der Bohrung zugeführt. Hierdurch entsteht ein Druck, so dass dann das Medium einschließlich von den Erd- und Gesteinsresten über die Spülnuten innerhalb des Rohes nach außen geführt wird.
In Fig. 3 ist die Draufsicht auf den Bohrkörper 1 1 zu erkennen. Die Aufnahme 19 mit Anschlag 20 ist ersichtlich. Der Anschlag 20 ist halbkreisförmig ausgebildet. Er liegt an den Innenumfang der Aufnahme 19. An den beiden Seiten radial zum Innenumfang der Aufnahme sind Anschlagflächen 22 vorgesehen. In der Aufnahme 19 ist eine Öffnung 23, durch die das Spülmedium zur Bohrstelle gepumpt wird. An der Außenfläche des Bohrkörpers sind die Spülnuten 21 für den Rücktransport des Mediums deutlich ersichtlich.
In dem Schnitt nach Fig. 4 sind Querbohrungen 17 vorgesehen. Diese Querbohrungen nehmen Stifte auf (nicht dargestellt), um die Bohrkrone haltern zu können.
In Fig. 5 ist die Bohrkrone 12 dargestellt. Diese weist das zapfenartige Führungsteil 31 auf, die in der Aufnahme 19 des Bohrkörpers zum Eingriff kommt. Wie zu erkennen ist, weist der obere Teil des Führungsteiles 31 eine umlaufende Halbrundnut 24 auf. Die Halbrundnut 24 ist so ausgebildet, dass sie mit den Querbohrungen fluchtet. Beim Einführen der Stifte greifen diese in die Querbohrung und in die Halbrundnut ein. Hierdurch ist die Bohrkrone an dem Bohrkörper befestigbar. Das freie Ende trägt den Gegenanschlag 25 mit zwei Gegenanschlagflächen 26, die mit den Anschlagflächen 22 des Anschlages 20 in Verbindung treten bei einer Schwenkbewegung der Bohrkrone. Der Gegenanschlag 25 hat etwa eine sektorförmige Gestalt von 90 Grad, wie aus Fig. 6 hervorgeht.
Weiter sei noch hervorgehoben, dass das Führungsteil 31 exzentrisch zur Drehachse 16 des Bohrkörpers 1 1 angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich in einer Schwenkstellung, dass die bei Anschlagfläche mit einer anderen Gegenanschlagfläche in Verbindung tritt und die Schwenkbewegung die Bohrkrone begrenzt, während, wenn sich die beiden anderen Flächen berühren, die Bohrkrone in Verlängerung des Bohrkörpers 1 1 liegen.
Mittig weist das Führungsteil eine Bohrung 27 auf, durch die das Spülmedium zugeführt wird. In Fig. 7 ist die Draufsicht auf die Bohrkrone vorgesehen. Es sind hier punktiert die Hartmetallbestückung 18 eingetragen, außerdem die Ausflussöffnungen 28 für das Spülmedium. Diese Ausflussöffnungen werden über die Bohrung 27 gespeist. Zum Bohren wird üblicherweise ein sogenanntes Schlagbohrverfahren eingesetzt, d.h., die Bohrkrone dreht sich und hämmert zugleich auf dem Untergrund.
Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungsformen nur eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung. Diese ist nicht darauf beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen möglich. Wichtig ist auf jeden Fall, dass die Anschläge und die Gegenschläge durch die Umfangsflächen von 29 und 30 von Bohrkörper und Bohrkrone abgedeckt werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel greifen die Anschläge und Gegenanschläge in die Aufnahme bzw. liegen geschützt in der Aufnahme. Es könnte auch sein, dass sie etwas höher angeordnet sind, so dass sie direkt am oberen Ende des zapfenartigen Führungsteils angeordnet sind. Auf jeden Fall ist sichergestellt, dass keine Verunreinigungen zwischen die Anschläge und Gegenanschläge, insbesondere nicht an die Anschlagflächen, kommen können. Die sektorförmige Ausbildung des Gegenanschlages sowie die halbkreisförmige Ausbildung des Anschlages erlauben eine ausreichende Verschwenkbewegung.
Bezugszeichenliste
Bohrwerkzeug
Bohrkörper
Bohrkrone
Verlängerung
Längsrippen
Radialvorsprünge
Drehachse
Querbohrung
Metallbestückung
Aufnahme in 11
Anschlag von 11
Spülnuten
Anschlagflächen an 20
Öffnung in 19
Halbrundnut an 13
Gegenanschläge an 13
Gegenanschlagflächen von 25
Bohrung in 13
Ausflussöffnungen an 12
Umfangsfläche von 11
Umfangsfläche von 12 zapfenartiges Führungsteil

Claims

Ansprüche:
1.) Bohrwerkzeug (10) zum Bohren in erdigem und/oder steinigem Grund, mit einem an seinen einen Ende an einem Bohrgestänge angeordneten mit drehbaren Bohrkörper (11), mit einer an dem anderen Ende des Bohrkörpers (11) vorgesehenen Bohrkrone (12), die exzentrisch zur Drehachse (16) des Bohrkörpers (11) verschwenkbar ist, mit Anschlägen (20) und Gegenanschlägen (25) am Bohrkörper (11) und an der Bohrkrone (12) zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Bohrkrone (12), hierbei nimmt beim Bohrvorgang die Bohrkrone (12) zum Bohrkörper (11) ihre exzentrische Stellung ein, während bei einer zum Bohrvorgang entgegengesetzten Drehung des Bohrkörpers (11) die Bohrkrone (12) zum Bohrkörper (11) eine zentrische Lage einnimmt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Außenumfangsfläche (29, 30) von Bohrkrone (12) und/oder Bohrkörper (11) die Anschläge (20) und Gegenanschläge (25) sowohl in der zentrischen als in der exzentrischen Stellung der Bohrkrone (12) abdeckt.
2.) Bohrwerkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone (12) ein zentrisch zur Drehachse (16) des Bohrkörpers (11) angeordnetes zapfenartiges Führungsteil (31) aufweist, der in eine Aufnahme (19) des Bohrkörpers (11) eingreift, hierbei ist der Anschlag (20) an der Innenwandung der Aufnahme (19) und der Gegenanschlag (25) am Außenumfang des zapfenartigen Führungsteiles (13) vorgesehen. Bohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende des zapfenartigen Führungsteils (13) der Gegenanschlag angeordnet ist.
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