AT12097U1 - Bohrkrone zum bohren, insbesondere schlag- oder drehschlagbohren von löchern in boden- oder gesteinsmaterial - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT 12 097 U1 2011-10-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bohrkrone zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei die Bohrkrone aus einem Bohrkopf, der einen im wesentlichen eben ausgebildeten Zentralbereich und einen zu dem Zentralbereich geneigten im wesentlichen ringförmigen Bereich aufweist, der mit einer Mehrzahl von Hartmetall- oder Hartmaterialeinsätzen bzw. Bohrstiften versehen ist, sowie wenigstens eine Spülöffnung zum Ausbringen von Spülfluid und Ausnehmungen zum Abtransport von Bohrklein aufweist und einem damit verbundenen Grundkörper zur Verbindung über ein Bohrgestänge mit einem Antriebselement zum Antreiben bzw. Beaufschlagen der Bohrkrone gebildet ist.

[0002] Bohrkronen für Lösewerkzeuge zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial sind in den unterschiedlichsten Ausbildungen bekannt und werden insbesondere in Abhängigkeit von dem zu erwartenden zu lösenden Gestein bzw. zu lösenden Material gewählt und spezifisch für den jeweiligen Bohrzweck eingesetzt. Die Bohrkronen sind beim Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial hohen Belastungen unterworfen, so daß sie üblicherweise aus einem speziell gehärteten oder vergüteten Stahl hergestellt sind, um den auf sie wirkenden Verschleißbeanspruchungen genügen zu können. In derartigen aus Spezialstahl hergestellten Bohrkronen ist neben einer Mehrzahl von Bohreinsätzen, wie Bohrstiften oder Schneidleisten, wenigstens eine Spülöffnung vorgesehen, über welche Spülöffnung Spülfluid ausgebracht wird, welches einerseits zum Kühlen der Bohrkrone dient und andererseits den Abtransport von während dem Bohren gebildeten Bohrklein durch das Bohrgestänge bzw. neben dem Bohrgestänge vorbei aus dem Bohrloch heraus erleichtern bzw. unterstützen soll, wobei hierfür in der Bohrkrone zusätzliche Ausnehmungen für den Abtransport von Bohrklein vorgesehen sind.

[0003] Prinzipiell sind gegenwärtig drei verschiedene Arten von Bohrkronen bekannt, welche in den unterschiedlichsten Ausbildungen für das Bohren eingesetzt werden. Einerseits sind dies mehrfach verwendbare Bohrkronen, deren Grundkörper aus einem besonders vergüteten Stahl besteht und in welchen Grundkörper nach der Verwendung und nach Verschleiß der in die Bohrkrone eingesetzten Hartmetall- bzw. Hartmaterialeinsätze, wie Bohrstifte und Bohrleisten, vor einem neuerlichen Gebrauch die abgenutzten Lösewerkzeuge durch Einsetzen neuer Lösewerkzeuge ersetzt werden.

[0004] Eine zweite Gruppe von derzeit im Einsatz befindlichen Bohrkronen besteht aus einer sogenannten Ringbohrkrone und einer Pilotbohrkrone, bei welcher nach Beendigung des Bohrens bzw. Drehschlagbohrens des Lochs die Ringbohrkrone im Inneren des Bohrlochs verbleibt und die Pilotbohrkrone durch Ziehen des Bohrgestänges, gemeinsam mit diesem zurück gewonnen und für neuerliche Bohreinsätze, gegebenenfalls nach Ersatz der Bohrstifte, wiederverwertet werden kann. Bei dieser Art einer Bohrkrone kann der die Hauptlösearbeit verrichtende außen liegende Teil der Bohrkrone, die Ringbohrkrone, aus einem etwas weicheren bzw. verschleißanfälligen Material gebildet sein und überdies genügt es, derartige Bohrstifte bzw. Hartmaterialeinsätze auf der Ringbohrkrone anzuordnen, welche lediglich dem zu erwartenden Verschleiß während des Bohren eines Lochs standhalten muß und somit keine spezielle Vergütung erfordert und deren Hartmaterialeinsätze darüber hinaus entsprechend wenig aus der Oberfläche der Bohrkrone vorragend ausgebildet sind. Nachteilig hat sich bei diesen Bohrkronen die erforderliche Kopplung der Pilotbohrkrone mit der Ringbohrkrone erwiesen, welche einerseits nicht zuverlässig und andererseits technisch aufwendig ist. Eine derartige Kopplung bricht häufig während des Bohrens oder wird ausgeschlagen, so daß ein angefangenes Bohrloch nicht fertig gestellt werden kann, da die Ringbohrkrone von der Pilotbohrkrone nicht mehr sicher mitgeführt wird und der geplante Bohrquerschnitt des Bohrlochs somit nicht erzielt werden kann, was insgesamt die Ausbauzeit drastisch erhöht.

[0005] Eine dritte Art von Bohrkronen stellen die sogenannten verlorenen Bohrkronen dar, 1/10 österreichisches Patentamt AT12 097U1 2011-10-15 welche so ausgebildet sind, daß sie nach einem einmaligen Bohr- bzw. Drehschlagbohrvorgang im Inneren des ausgebildeten Bohrlochs verbleiben und somit nach Ende des Bohrvorgangs entsprechend abgenützt bzw. verschlissen sein können. Nachteilig bei derartigen Bohrkronen ist, daß sie aus ökonomischen bzw. wirtschaftlichen Gründen aus einem relativ günstigen Material gebildet sind, welches häufig den enormen Beanspruchungen während des Bohrens bzw. Drehschlagbohrens von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial nicht standhält, da die dafür verwendeten Werkzeugstähle üblicherweise keine ausreichende Duktilität bzw. Elastizität aufweisen, um den enormen Beanspruchungen während des Bohrens standzuhalten, so daß es häufig, insbesondere im Bereich der starren Verbindung zwischen Bohrkopf und Grundkörper der Bohrkrone zu Brüchen bzw. Rissen kommt, deren Folge ein vollständiges Abtrennen des Bohrkopfs von dem Grundkörper ist, was wiederum die Bohrkrone für ein Weiterbohren unbrauchbar macht.

[0006] Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, eine universell ersetzbare und an die jeweiligen Gesteinsverhältnisse adaptierbare Bohrkrone zur Verfügung zu stellen, welche einerseits weder die technischen noch wirtschaftlichen Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Bohrkronen aufweist und überdies eine ausreichend lange Standzeit während des Bohrens in beliebigen Boden- oder Gesteinsmaterialien aufweist, um das Bohren eines Lochs sicher und zuverlässig ausführen zu können.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Bohrkrone dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone zweiteilig ausgebildet ist, wobei der lösbar mit dem Grundkörper verbundene, einteilig ausgebildete Bohrkopf an seiner von der Abbaufläche abgewandten Seite eine Auflagerfläche für einen vorderen Endbereich des Grundkörpers aufweist und daß der Bohrkopf mit einer Mehrzahl von im wesentlichen einen gesamten Bohrquerschnitt überdeckenden, zueinander versetzt angeordneten Bohrstiften versehen ist. Indem die Bohrkrone zweiteilig ausgebildet ist und der lösbar mit dem Grundkörper verbundene, einteilig ausgebildete Bohrkopf an seiner von der Abbaufläche abgewandten Seite eine Auflagerfläche für den vorderen Endbereich des Grundkörpers aufweist, ist der üblicherweise zu Brüchen während des Bohrvorgangs führende Ansatzbereich des Bohrkopfs an dem Grundkörper einerseits dahingehend verstärkt, daß der vordere Endbereich des Grundkörpers eine Auflagerfläche für den Bohrkopf ausbildet, und andererseits dadurch, daß durch die zweiteilige Ausbildung der Ansatzbereich eine größere Gesamtwandstärke aufweist, wodurch eine gleichmäßigere Verteilung der auf diesen Bereich wirkenden Kräfte erzielbar ist, so daß die Standzeit der Bohrkrone insgesamt erhöht ist.

[0008] Indem weiterhin der Bohrkopf mit einer Mehrzahl von im wesentlichen den gesamten Bohrquerschnitt überdeckenden, zueinander versetzt angeordneten Bohrstiften versehen ist, wird bei einem derartigen Bohrvorgang sichergestellt, daß während des Bohrvorgangs keine Grate oder Spitzen in dem Bohrloch bestehen bleiben, wodurch ein gleichmäßiger Bohrfortschritt gewährleistet ist. Insgesamt ist mit einer derartigen Ausbildung eine einerseits kostengünstige Bohrkrone zur Verfügung gestellt, welche jedoch andererseits gleichzeitig eine ausreichende Standzeit aufweist, um ein Bohren auch bis zu großen Bohrlochtiefen zu gewährleisten, ohne daß die Bohrkrone vorzeitig beschädigt oder abgenützt wird.

[0009] Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohrkrone so ausgebildet ist, daß der Bohrkopf Bohrstifte unterschiedlicher Härte und/oder Kontur aufweist, gelingt es die Bohrkrone so auszubilden, daß sie exakt an die jeweiligen zu erwartenden Boden- oder Gesteinsverhältnisse angepaßt ist.

[0010] Um zu gewährleisten, daß die Bohrstifte, die in jenem Bereich der Bohrkrone, welcher die Hauptlösearbeit zu verrichten hat, angeordnet sind, nämlich in dem ringförmigen Bereich, nicht vorzeitig abgenützt bzw. unbrauchbar sind, ist die Bohrkrone bevorzugt so weitergebildet, daß die im, im wesentlichen ringförmigen, Bereich angeordneten Bohrstifte die Anzahl der im Zentralbereich angeordneten Bohrstifte übersteigt.

[0011] Um die Ausbildung von Graten oder Rippen während des Bohrens mit Sicherheit zu vermeiden, ist die Bohrkrone bevorzugt so weitergebildet, daß die von den Bohrstiften des 2/10 österreichisches Patentamt AT12 097U1 2011-10-15

Zentralbereichs und des ringförmigen Bereichs gebildeten Schnittkreise einander überschneiden. Mit einer derartigen Ausbildung ist zusätzlich gewährleistet, daß aufgrund der vollständigen Überdeckung des Bohrquerschnitts durch die Bohrstifte einerseits ein gleichmäßiger Bohrfortschritt mit einem vollständig regelmäßigen Bohrbild erzielt wird und andererseits mit der Anordnung der mindest möglichen Zahl der Bohrstifte das Auslangen gefunden wird.

[0012] Eine weitere Vergleichmäßigung des Bohrbilds kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt werden, daß der Zentralbereich des Bohrkopfs zusätzlich Hartmetalleisten bzw. Schneiden aufweist. Darüber hinaus ist eine derartig ausgebildete Bohrkrone vor allem für den Einsatz in Gestein unterschiedlicher Härte bzw. Schichtung vorteilhaft, da mit den Hartmaterialleisten zusätzlich auch eine gewisse Räumarbeit, insbesondere von weicherem Gesteins- oder Bodenmaterial, ermöglicht ist.

[0013] Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht, ein zentraler Schnittkreis des Zentralbereichs der Bohrkrone von einem außerhalb der Mitte der Bohrkrone angeordneten Bohrstift ausgebildet ist, wird einerseits ein punktförmiges Schlagen eines zentral angeordneten Bohrstifts vermieden und andererseits im Zentrum ausreichend Platz für beispielsweise eine Spülöffnung zu Verfügung gestellt, über welche eine zuverlässige Kühlung der gesamten Anschlagfläche des Bohrkopfs ermöglicht ist.

[0014] Um eine vorzeitige Abnutzung der stärker beanspruchten Bohrstifte des ringförmig ausgebildeten Bereichs der Bohrkrone mit Sicherheit zu vermeiden, ist die Erfindung bevorzugt so weitergebildet, daß die im ringförmigen Bereich des Bohrkopfs angeordneten Stifte eine größere Härte als die im Zentralbereich des Bohrkopfs angeordneten Stifte aufweisen. Mit einer derartigen Ausbildung ist zusätzlich gewährleistet, daß ein Bohrloch ausgebildet wird, dessen Querschnitt über die gesamte Bohrlochtiefe im wesentlichen konstant ist, was insbesondere das nachträgliche Verfüllen des Bohrlochs mit Zement erleichtert.

[0015] Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Erfindung so weitergebildet, daß die im ringförmigen Bereich des Bohrkopfs angeordneten Bohrstifte eine gegenüber den Bohrstiften im Zentralbereich größere frei aus dem Bohrkopf vorragende Länge aufweisen. Mit einer derartigen Ausbildung gelingt es einen gegenüber dem Querschnitt des Bohrkopfs etwas vergrößerten Bohrquerschnitt auszubilden, so daß mit ein und derselben Bohrkrone, je nach Bestückung mit Hartmaterialstiften in einem gewissen Ausmaß unterschiedliche Bohrquerschnitte gebildet werden können, wodurch z.B. einem Ausbau durch wechselnde Gesteinsschichten bzw. Materialien Rechnung getragen werden kann. Mit einer derartigen Ausbildung kann auch z.B. zuerst ein Bohren durch weichere Bodenoder Mergelschichten durchgeführt werden, bei welchem der Bohrquerschnitt von untergeordneter Bedeutung ist und bei welchem sich die größere frei aus dem Bohrkopf vorragende Länge der Bohrstifte abnutzt, worauf unmittelbar das eigentliche Bohrloch mit dem gewünschten Bohrquerschnitt ohne Verwendung einer neuen Bohrkrone hergestellt werden kann.

[0016] Um den Bohrquerschnitt ohne Verwendung eines größeren dimensionierten Bohrkopfs in einem gewissen Ausmaß zu vergrößern und gleichzeitig sicherzustellen, daß auch der Bohrquerschnitt konstant über die gesamte Bohrlochtiefe ist, ist die Erfindung bevorzugt so ausgebildet, daß die eine größere frei aus dem Bohrkopf vorragende Länge aufweisenden Bohrstifte plattiert ausgebildet sind. Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohrkrone so weitergebildet ist, daß die Bohrstifte wenigstens teilweise lösbar in dem Bohrkopf festgelegt sind, kann die Bohrkrone bzw. der Bohrkopf vor dem jeweiligen Einsatz entsprechend den zu erwartenden Einsatzbedingungen bzw. Gesteincharakteristika, wie Härte, Schichtung, Bohrtiefe oder dgl. an die jeweiligen Bedingungen durch Einsetzen der geeigneten Bohrstifte angepaßt werden, so daß die Anzahl der Bohrlöcher, welche aufgrund des Versagens bzw. der vorzeitigen Abnützung der Bohrstifte vorzeitig aufgegeben werden müssen, drastisch gesenkt werden kann.

[0017] Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausbildung ist die Erfindung so ausgebildet, daß die Bohrstifte wenigstens teilweise geneigt bzw. schräg in den Bohrkopf eingesetzt sind. Durch eine derartige Ausbildung wird sichergestellt, daß der gesamte Bohrquerschnitt durch die Bohrstifte 3/10 österreichisches Patentamt AT12 097U1 2011-10-15 überstrichen wird und keinerlei Grate bzw. Rippen während des Ausbaus an der Abbaufläche bestehen bleiben. Eine derartige Schrägstellung von wenigstens einigen der Bohrstifte ist hierbei insbesondere im Bereich des Übergangs von dem ringförmigen Bereich der Bohrkrone zu dem zentralen Bereich der Bohrkrone günstig, da in diesem Bereich die Bohrstifte nur bis zu einem gewissen Grad so angeordnet werden können, daß die Bohrbilder der Stifte einander überschneiden.

[0018] Eine weitere Verbesserung der Anpaßbarkeit der Bohrkrone an die unterschiedlichsten Bedingungen bzw. Anforderungen gelingt gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß im Bereich der Auflagerfläche für den vorderen Endbereich des Grundkörpers in dem Bohrkopf eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen ausgebildet ist. Diese Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen kann hierbei für die verschiedensten Einsatzzwecke herangezogen werden und insbesondere in dem Fall, in welchem sie den Bereich der Auflagerfläche des Grundkörpers wenigstens teilweise übersteigen, als z.B. als zusätzliche Öffnungen zum Austragen von Spülfluid, was bei extrem harten Gestein, wo eine zusätzliche Kühlung der Bohrkrone erforderlich sein kann, günstig erscheint oder zum Ausbilden von zusätzlichen Öffnungen für den Austrag von Bohrklein oder dgl. genutzt werden.

[0019] Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohrkrone so ausgebildet ist, daß in wenigstens einigen der Durchtrittsöffnungen Bohrstifte eingesetzt sind und daß der vordere Endbereich des Grundkörpers als Halte- bzw. Anschlagfläche für die Bohrstifte ausgebildet ist, kann der Bohrkopf in Anpassung an die zu erwartenden Gesteinsbedingungen, insbesondere direkt vor Ort ohne Einsatz von irgendwelchen Zusatzeinrichtungen, wie Schweißeinrichtungen oder dgl., mit wenigstens einigen weiteren Bohrstiften versehen werden, wodurch die Universalität des Einsatzes der erfindungsgemäßen Bohrkrone weiter erhöht werden kann. Indem in einem derartigen Fall der vordere Endbereich des Grundkörpers als Halte-bzw. Anschlagfläche für die zusätzlich, insbesondere auf der von der Abbaufläche abgewandten Seite eingesetzten und beispielsweise einen sich in Richtung zur Abbaufläche verjüngenden Querschnitt oder eine Art Sockel mit gegenüber der Geometrie des aus dem Bohrkopf vorragenden Teils des Bohrstiftes vergrößertem Querschnitt aufweisenden Bohrstifte dient, kann eine von den Fachleuten vor Ort für erforderlich erachtete zusätzliche Anzahl von Bohrstiften direkt vor Ort eingesetzt und durch Verbinden des Grundkörpers mit dem Bohrkopf festgelegt werden, wodurch die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten der Bohrkrone noch weiter erhöht wird.

[0020] Um eine besonders effiziente Kühlung der Bohrkrone und auch einen sicheren Abtransport von gebildeten Bohrklein gewährleisten zu können, ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung die Bohrkrone mit einer Mehrzahl von Öffnungen zum Ausbringen von Spülfluid versehen, wobei diese Öffnungen konzentrisch und in Abstand vom Zentrum des Bohrkopfs ausgebildet sind. Mit einer derartigen Ausbildung gelingt insbesondere eine effiziente Kühlung des üblicherweise besonders beanspruchten und die Hauptlösearbeit verrichtenden ringförmigen Bereichs der Bohrkrone, wodurch wiederum sichergestellt ist, daß die Bohrkrone auch bei Einsatz in hartem Gestein nicht vorzeitig abgenutzt wird oder überhitzt und somit auch große Bohrlochtiefen zuverlässig ausgebildet werden können.

[0021] Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Mehrzahl von Öffnungen zum Ausbringen von Spülfluid über ein Spülventil beaufschlagt sind, gelingt eine weitere Erhöhung der Einsatzmöglichkeiten, insbesondere eine Anpassung an die Erfordernisse beim Bohren in den verschiedensten Gesteinsarten, der erfindungsgemäßen Bohrkrone. Neben der erforderlichen Kühlung der Bohrkrone ist es für den Abtransport des Bohrkleins mancher Gesteinsarten erforderlich, relativ große Mengen an Spülfluid einzusetzen, für andere Arten wie z.B Schiefer können jedoch übermäßige Mengen an Spülfluid zu einem Verpacken der Öffnungen für den Abtransport des Bohrkleins führen, wodurch die Bohrkrone vorzeitig unbrauchbar werden kann.

[0022] Um zuverlässig den Abtransport von Bohrklein durch den Ringraum zwischen der Bohrlochwandung bzw. gegebenenfalls einem Hüllrohr und dem Bohrgestänge zu gewährleisten, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung die Bohrkrone so ausgebildet, daß im ringförmigen 4/10 österreichisches Patentamt AT12 097U1 2011-10-15

Bereich des Bohrkopfs die Ausnehmungen zum Abtransport von Bohrklein vorgesehen sind.

[0023] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, in dieser zeigt: [0024] Fig. 1 [0025] Fig. 2 [0026] Fig. 3 [0027] Fig. 4 [0028] Fig. 5 einen Schnitt durch eine zweiteilig ausgebildete Bohrkrone gemäß der Erfindung; eine Draufsicht auf den Bohrkopf der Bohrkrone gemäß Fig. 1; eine Draufsicht auf eine andere Ausbildung eines Bohrkopfs einer erfindungsgemäßen Bohrkrone; eine Draufsicht auf einen Bohrkopf gemäß einer weiteren Abwandlung der vorliegenden Erfindung; und einen schematischen Schnitt durch eine weitere Abwandlung des Bohrkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung.

[0029] In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Bohrkrone 1 dargestellt, welche aus einem Bohrkopf 2 und einem Grundköper 3 ausgebildet ist. Der Grundköper 3 ist hierbei mittels eines nicht näher dargestellten Gewindes 4 in den Bohrkopf eingeschraubt, wobei aufgrund der verschiedenen Materialien, aus welchen der Bohrkopf 2 und der Grundkörper 3 ausgebildet sind, diese Gewindeverbindung nach kurzfristiger Schlagbeanspruchung zerstört bzw. unbrauchbar gemacht ist, wodurch ein unbeabsichtigtes Öffnen der Gewindeverbindung während des Bohrens verhindert ist.

[0030] In dem Inneren des Grundkörpers 3 ist ein weiteres Gewinde 5 vorgesehen, über welches der Grundkörper 3 mit einem schematisch dargestellten Bohrgestänge 6 bzw. gegebenenfalls einem weiteren Adapter verbunden ist.

[0031] Der vordere Endbereich des Grundkörpers 3 ist als Anschlag- bzw. Auflagerfläche 7 für die von der Abbaufläche abgewandte Seite des Bohrkopfs 2 ausgebildet, wodurch gemeinsam mit der vorgesehen Gewindeverbindung 4 der für eine Bruch- bzw. Rißbildung besonders anfällige Bereich der Bohrkrone 1 gegenüber herkömmlichen Bohrkronen deutlich verstärkt ausgebildet ist.

[0032] Der einteilig ausgebildete Bohrkopf 2 weist einen im wesentlichen eben ausgebildeten Zentralbereich 8 und einen zu dem Zentralbereich 8 geneigt ausgebildeten ringförmigen Bereich 9 auf, wobei über die gesamte einer Abbaufront zugewandte Seite des Bohrkopfs 2 verteilt eine Mehrzahl von zueinander versetzt angeordneten Bohrstiften 10 vorgesehen ist. Die Bohrstifte 10, welche als Hartmetall- bzw. Hartmaterialeinsätzen ausgebildet sind, sind hierbei so angeordnet, daß sie im wesentlichen den gesamten Bohrquerschnitt 11 der Bohrkrone 1 überdecken, so daß während des Bohrens, insbesondere Drehschlagbohrens, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial keinerlei Rippen oder Grate ausgebildet werden, sondern ein glatter und gleichmäßiger Abbau des Bodens- oder Gesteinsmaterials gelingt.

[0033] Schließlich sind in dem Bohrkopf 2 Öffnungen 12 zum Ausbringen von Spülfluid vorgesehen, wobei diese Öffnungen 12, wie dies schematisch dargestellt ist, über ein eingriffsgesteuertes Ventil 13, beispielsweise ein Kugel-Scheibenventil, offen- und verschließbar ausgebildet sind, um die Bohrkrone in Abhängigkeit von dem lösenden Gesteinsmaterial zu kühlen und/oder das gebildete Bohrklein durch schematisch in Fig. 1 im ringförmigen Bereich 9 des Bohrkopfs 2 angedeutete Ausnehmungen 13 abzutransportieren.

[0034] In der Fig. 2, welche eine Draufsicht auf den Bohrkopf 2 von Fig. 1 darstellt und in welcher die Bezugszeichen von Fig. 1 beibehalten sind, ist ersichtlich, daß die Anzahl der Bohrstifte 10, welche im ringförmigen Bereich 9 des Bohrkopfs 2 angeordnet sind, die Anzahl der Bohrstifte 10, welche im zentralen Bereich 8 des Bohrkopfs 2 angeordnet sind, deutlich übersteigt. Mit einer derartigen Ausbildung ist einerseits sichergestellt, daß die, die Hauptlösearbeit verrichtenden, Stifte 10 im ringförmigen Bereich 9 der Bohrkrone 1 nicht vorzeitig abgenutzt werden und andererseits ist die Anordnung der Bohrstifte auch im Zentralbereich 8 des Bohrkopfs 2 derart gewählt, daß die von den Bohrstiften des Zentralbereichs 8 und des ringförmigen Be- 5/10 österreichisches Patentamt AT12 097U1 2011-10-15 reichs 9 gebildeten Schnittkreise einander überlappen bzw. überschneiden, so daß die Ausbildung von Graten und Rippen, welche dem Bohrfortschritt hinderlich sein könnten, vermieden ist.

[0035] Die im ringförmigen Bereich der Bohrkrone ausgebildeten Öffnungen 13 zum Abtransport von Bohrklein sind bei der Darstellung gemäß Fig. 1 sich über die gesamte Tiefe des ringförmigen Bereichs 9 des Bohrkopfs erstreckend ausgebildet, um ein Verlegen der Ausnehmungen 13 während des Abtransports von Bohrklein zu vermeiden. Um das Bohrklein möglichst vollständig in die Ausnehmungen 13 zu spülen, sind die Spülöffnungen 12 hierbei insbesondere den Ausnehmungen 13 direkt benachbart mündend angeordnet.

[0036] Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausbildung des Bohrkopfs 2 sind die im ringförmigen Bereich 9 des Bohrkopfs 2 angeordneten Bohrstifte 10 einerseits so angeordnet, daß der gesamte Bohrquerschnitt 11 des Bohrkopfs 2 überdeckt ist und andererseits sind zusätzlich weiter über den Außenumfang 14 des Bohrkopfs 2 vorragende Bohrstifte 15 angeordnet, welche einerseits eine größere vorragende Länge als die weiteren Bohrstifte 10 aufweisen, um relativ lockeres bzw. weiches Gestein zu räumen und andererseits den Bohrquerschnitt 11 zu vergrößern. Durch die Anordnung von sogenannten Kalibrierbohrstiften 15 kann bei Verwendung einer Standardbohrkrone 1 der Bohrquerschnitt über den vorgegebenen Bohrquerschnitt 11 hinaus vergrößert werden, ohne daß eine größer dimensionierte Bohrkrone verwendet werden muß.

[0037] Die Ausnehmungen 13 zum Abtransport von Bohrklein sind gegenüber der Ausbildung von Fig. 1 und 2 verkleinert ausgebildet, wobei jedoch die Anordnung der Öffnungen 12 zum Austrag für Spülfluid analog jener der Fig. 1 und 2 ausgebildet ist.

[0038] Bei dem Bohrkopf 2 gemäß Fig. 4 sind die Bezugszeichen der vorhergehenden Fig. wiederum beibehalten, wobei sich diese Ausbildung gegenüber den Vorhergehenden dadurch unterscheidet, daß Bohrstifte verschiedener Härte eingesetzt sind, wobei Bohrstifte 16, welche eine gegenüber den Bohrstiften 10 vergrößerte bzw. verringerte Härte ausweisen, schraffiert dargestellt sind.

[0039] Zusätzlich ist im Zentrum des zentralen Teils 8 des Bohrkopfs 2 eine weitere Spülöffnung 17 zusätzlich zu den Spülöffnungen 12 vorgesehen, um insbesondere eine Kühlung des Bohrkopfs und einen sicheren Abtransport von Bohrklein auch aus den zentralen Teil 8 des Bohrkopfs 8 mit Sicherheit zu gewährleisten.

[0040] In Fig. 5 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines Bohrkopfs 2 im Schnitt dargestellt. Bei dieser Ausführungsform, bei welcher wiederum die Bezugszeichen so weit wie möglich beibehalten sind, sind im zentralen Teil 8 des Bohrkopfs im Bereich der Anschlag- bzw. Auflagerfläche 7 für die von der Abbaufläche abgewandte Seite des Bohrkopfs 2 Durchtrittsöffnungen 18 ausgebildet. Bei der Darstellung gemäß Fig. 5 sind in diese Durchtrittsöffnungen Bohrstifte 19, insbesondere von der Abbaufläche abgewandten Seite des Bohrkopfs 2 eingesetzt und im Betrieb durch die Auflagerfläche 7 als Halte- bzw. Anschlagfläche gehalten, wodurch der Bohrkopf 2 im Bedarfsfall mit zusätzlichen Bohrstiften 19 versehen werden kann. Überdies können die Durchtrittsöffnungen 18 gegebenenfalls auch als zusätzliche Spülöffnungen eingesetzt werden.

[0041] Es erübrigt sich festzuhalten, daß die Bohrstifte 10, 15, 16 und/oder 19 auch eine voneinander abweichende Kontur, verschiedene Neigung zu dem Bohrkopf 2 oder vorragende freie Länge in Bezug auf den Bohrkopf 2 aufweisen können. Weiterhin ist offensichtlich, daß durch Vorsehen einer unterschiedlichen Anzahl von Bohrstiften einer anderen Geometrie des Bohrkopfs 2, vor allem in Bezug auf die Ausnehmungen 13 für den Abtransport von Bohrklein oder der Spülöffnungen 12, welche allesamt im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind, eine Vielzahl von unterschiedlichen Bohrkronen, insbesondere „verlorenen Bohrkronen" ausgebildet werden kann und somit eine einfache und zuverlässige Adaptierung der Bohrkrone an die unterschiedlichsten Gegebenheiten, wie Härte und Konsistenz des abzubauenden Materials, Bohrlochtiefe und dgl. erzielt werden kann. 6/10

Claims (16)

1. österreichisches Patentamt AT 12 097 U1 2011-10-15 Ansprüche 1. Bohrkrone (1) zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei die Bohrkrone (1) aus einem Bohrkopf (2), der einen im wesentlichen eben ausgebildeten Zentralbereich (8) und einem zu dem Zentralbereich (8) geneigten im wesentlichen ringförmigen Bereich (9) aufweist, der mit einer Mehrzahl von Hartmetall- oder Hartmaterialeinsätzen bzw. Bohrstiften (10) versehen ist, sowie wenigstens eine Spülöffnung (12) zum Ausbringen von Spülfluid und Ausnehmungen (13) zum Abtransport von Bohrklein aufweist und einem damit verbundenen Grundkörper (3) zur Verbindung über ein Bohrgestänge (6) mit einem Antriebselement zum Antreiben bzw. Beaufschlagen der Bohrkrone (1) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (1) zweiteilig ausgebildet ist, wobei der lösbar mit dem Grundkörper (3) verbundene, einteilig ausgebildete Bohrkopf (2) an seiner von der Abbaufläche abgewandten Seite eine Auflagerfläche (7) für einen vorderen Endbereich des Grundkörpers (3) aufweist und daß der Bohrkopf (2) mit einer Mehrzahl von im wesentlichen einen gesamten Bohrquerschnitt (11) überdeckenden, zueinander versetzt angeordneten Bohrstiften (10) versehen ist.
2. 2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (2) Bohrstifte (10, 16) unterschiedlicher Härte und/oder Kontur aufweist.
3. 3. Bohrkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im, im wesentlichen ringförmigen Bereich (9) angeordneten Bohrstifte (10, 16) die Anzahl der im Zentralbereich (8) angeordneten Bohrstifte (10, 16) übersteigt.
4. 4. Bohrkrone nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Bohrstiften (10, 16) des Zentralbereichs (8) und des ringförmigen Bereichs (9) gebildeten Schnittkreise einander überschneiden.
5. 5. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Schnittkreis des Zentralbereichs (8) der Bohrkrone (1) von einem außerhalb der Mitte der Bohrkrone (1) angeordneten Bohrstift (10, 16) ausgebildet ist.
6. 6. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralbereich (8) des Bohrkopfs (2) zusätzlich Hartmetalleisten bzw. Schneiden aufweist.
7. 7. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im ringförmigen Bereich (9) des Bohrkopfs (2) angeordneten Stifte (10, 16) eine größere Härte als die im Zentral bereich (8) des Bohrkopfs (2) angeordneten Stifte (10, 16) aufweisen.
8. 8. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im ringförmigen Bereich (9) des Bohrkopfs (2) angeordneten Bohrstifte (15) eine gegenüber den Bohrstiften (10, 16) im Zentralbereich (8) größere frei aus dem Bohrkopf (2) vorragende Länge aufweisen.
9. 9. Bohrkrone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine größere frei aus dem Bohrkopf (2) vorragende Länge aufweisenden Bohrstifte (15) plattiert ausgebildet sind.
10. 10. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrstifte (10, 15, 16) wenigstens teilweise lösbar in dem Bohrkopf festgelegt sind.
11. 11. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrstifte (10, 15, 16) wenigstens teilweise schräg bzw. geneigt in den Bohrkopf eingesetzt sind.
12. 12. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auflagerfläche (7) für den vorderen Endbereich des Grundkörpers eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen (18) ausgebildet ist. 7/10 österreichisches Patentamt AT 12 097 U1 2011-10-15
13. 13. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einigen der Durchtrittsöffnungen (18) Bohrstifte (19) eingesetzt sind und daß der vordere Endbereich des Grundkörpers als Halte- bzw. Anschlagfläche für die Bohrstifte (19) ausgebildet ist.
14. 14. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Öffnungen (12) zum Ausbringen von Spülfluid vorgesehen ist und daß die Öffnungen (12) konzentrisch und in Abstand vom Zentrum des Bohrkopfs (2) angeordnet sind.
15. 15. Bohrkrone nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Öffnungen (12) zum Ausbringen von Spülfluid über ein Spülventil (13) beaufschlagt ist.
16. 16. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im ringförmigen Bereich (9) des Bohrkopfs (2) die Ausnehmungen (13) zum Abtransport von Bohrklein vorgesehen sind. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 8/10