DE937101C

DE937101C - Gesteinsbohrer fuer drehendes Bohren

Info

Publication number: DE937101C
Application number: DEP36431A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kuehne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-03-11
Filing date: 1949-03-11
Publication date: 1955-12-29

Description

Gesteinsbohrer für drehendes Bohren Bei der Verwendung von drehenden Gesteinsbohrern ist man bestrebt, den Bohrdruck und das mit diesem im Zusammenhang stehende Drehmoment möglichst gering zu halten. Es läßt sich hierdurch erreichen, daß die Bohranlage kleinere Antriebsleistungen benötigt und daß sie kleiner, handlicher, schwächer und damit auch billiger ausgeführt werden kann. Das bewirkt gleichzeitig auch, daß die Verlustzeiten für den Transport, die Aufstellung und Verankerung der Maschine kürzer und die reinen Bohrzeiten je Arbeitsschicht relativ größer werden. Zudem kann auch das Bohrgestänge dünner und leichter sein; die Verbindung der Stangen untereinander, mit der Maschinenspindel und dem Bohrer läßt sich einfacher, die Vorschubeinrichtung, welche maschinell oder unter Umständen von Hand bedient wird, unkomplizierter ausführen und was sonst noch an Vereinfachungen und Verbilligungen bezüglich der Betriebseinrichtung denkbar ist.
Umgekehrt aber können durch Erfüllen der genannten Forderungen bei sonst unveränderter Ausführung des. Bohrgerätes der Bohrvorschub in der Zeiteinheit und damit auch der Gesamtbohrweg bis zum Stumpfwerden jedes einzelnen Bohrers gesteigert werden, was ebenfalls eine Leistungserhöhung jeder einzelnen Bohrstelle zur Folge hat. Auch dieser Weg führt somit zur Verbilligung der gesamten Betriebskosten, da auch hierbei der relative Anteil der Kosten eines laufenden Meters Bohrweg gegenüber den reinen Verlustkosten für das Umsetzen und Verspannen der Maschine gesenkt wird.
Eine Verringerung des zum Bohren erforderlichen Andruckes läßt sich durch bestimmte Formgebung der Bohrerschneiden und durch Verkleinerung der von .den Schneiden zu bearbeitenden'An= griffsfiächen der Bohrlochsohle erreichen. Beide Wege sind bereits beschritten worden, indem einmal die Schneiden geneigt oder gar .gekrümmt ausgeführt worden sind, zum anderen, indem der Bohrer dort, wo er die geringste Leistung vollbringen kann; nämlich im Bereich seiner Drehachse, durch eine' Unterbrechung der Schneide ausgespart worden ist.
Derartige Bohrer sind vielfach als sogenannte Flügelbohrer ausgebildet, die jeweils zunächst eine ringförmige Bohrung herstellen, um einen in der Mitte stehenbleibenden Gesteinskern, der dann durch zufällig auftretende seitliche Stöße des Bohrers zum Abbrechen gebracht, anschließend durch die Wirkung des sich dreh end@g_$qhrers zer-_ trümmert und zusammen mit dem übrigen Bohrklein zutage gefördert werden soll. Dabei hat man.. die. einzelnen Teilschneiden auch schon in verschiedenem-Abstand von der Bohrerachse angeordnet, allerdings so, d:aß bei entgegengesetzter Abschrägung derselben ihre Spitzen gleichen Abstand von der Bohrerachse haben und ihre konzentrisch kreisförmigen Wirkungsbereiche mindestens unmittelb@-r__- @neinandergrenzen oder sich sogar gegenseitig etwas überdecken.
Bei den vorstehend erwähnten bekannten Bohrerausführungen beschränkt sieh die Verringerung der Zerspannungsarbeit also auf eine verhältnismäßig kleine, in der Nähe der Drehachse liegende Zone, deren Größe durch die mehr oder weniger 'große Festigkeit des Gesteins begrenzt ist. Bei zu. großen -Abmessungen des Gesteinskernes ist nämlich keine Gewähr mehr dafür gegeben, daß er rechtzeitig abbricht. Wenn nun der Bohrdruck und die erforderliche Antriebskraft des Bohrers ohne Beeinträchtigung seiner Betriebssicherheit vergleichsweise noch mehr verringert. werden sollen, muß der dem Bohrdruck und der Zrspanungsarbeit entzogene Bereich des Bohrlochquerschnittes unterteilt werden. Zu diesem Zweck wird ein Gesteinsbohrer für drehendes Bohren mit mindestens zwei in verschiedenem Abstand von der Drehachse des Bohrers und zweckmäßig in Umfangsrichtung desselben zueinander versetzt angeordneten Teilschneiden erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die verschiedenartigen Teilschneiden- derart paarweise einander zugeordnet sind, daß die radial nach außen gerichteten Kanten der. näher an der Bohrerachse liegenden= Teilschneiden und- die radial nach innen gerichteten Kanten der weiter von der Bohrerachse entfernt liegenden Teilschneiden, bezogen auf eine gemeinsame Axialschnittebene, einen entgegen der Vorschubrichtung des Bohrers etwa keilförmig abnehmenden radialen Abstand voneinander haben.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Außenkanten der näher an der Bohrerlängsachs_e liegenden Teilschneiden einen entgegen der Vorschubrichtung des Bohrers größer werdenden radialen Abstand, von der Bohrerachse haben und entsprechend geneigt oder gekrümmt sind. Schließlich können die der Bohrlochsohle -am nächsten -liegenden _ Kanten der- in verschiedenem Abstand -,-von -der Bohrerachse;_- liegenden- Teilschneiden '-in -ää i sich- bekannter Weise auch aXial etwas gegeneinander versetzt sein, wobei die Kanten der näher an der Bohrerachse liegenden Teilschneiden im allgemeinen den in der Vorschubrichtung-vördersten Teil des Bohrers bilden.
In der Zeichnung ist beispielsweise ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Drehbohrer in drei verschiedenen Ansichten dargestellt, nämlich in Abb. i von unten, in Abb. 2 und 3 von der Seite in zwei um 9o° zueinander versetzten Blickrichtungen. Dieser Bohrer hat zwei Paar in verschiedenem Abstand von seiner Drehachse i liegende Teilschneiden 2, 3, die in Umfangsrichtung des Bohrers abwechselnd zueinander versetzt sind. Die Teil-`schneiden sind zudem so geformt, daß beim Arbeiten des Bohrers außer dem in der Nähe seiner Drehachse liegendem Bereich (s. Abb. i) noch eine andere, ringförmige Zone der Bohrlochsohle, die radial nach innen von den Außenkanten 2A der näher an der Bohrerachse liegenden Teilschneiden :2 und radial nach außen von den Innenkanten 3j der weiter von der Bohrerachse entfernt liegenden Teilschneiden 3 begrenzt ist; einer unmittelbaren Bearbeitung entzogen ist. In dieser Zone bleibt ein Gest&inskranz stehen, der theoretisch einen nach oben spitzwinklig auslaufenden Querschnitt q. hat, wie in Abb. 2 durch die als strichpunktierten Linienzug 5 eingezeichnete Rotationsmantelfläche- der Teilschneiden3erkennbarist. Praktischwirdjedoch die betreffende, zwischen den unteren Spitzen der inneren und äußeren Teilschneiden 2 bzw. 3 jeweils entstehende ringförmige Erhebung an der. Bohrlochsohle bereits nach einer gewissen, von den Eigenschaften des Gesteins abhängigen Zeit durch die von den gekrümmten Außenkanten der inneren Teilschneiden 2 beim Vorschub des Bohrers ausgeübten . radialen Kraftkomponenten seitlich weggebrochen.

Claims

.PATENTANSPRÜCHE: i. Gesteinsbohrer für drehendes Bohren mit mindestens zwei in verschiedenem Abstand von der Drehachse des Bohrers und zweckmäßig in Umfangsrichtung desselben zueinander versetzt "angeordneten -Teilschneiden, dadurch gekennzeichnet, -daß " die ,verschiedenartigen Teilschneiden (a, 3) derart paarweise einander zugeordnet sind; daß ,die radial nach außen gerichteten Kanten (2A) der näher an der Bohrerachse (i) liegenden Teilschneiden. (2) und die radial nach innen gerichteten Kanten (3j) der weiter von der Bohrerachse entfernt. liegenden Teilschneiden (3), bezogen auf eine gemeinsame Axialschnittebene, einen entgegen der Vorschubrichtung des Bohrers etwa keilförmig .abnehmenden radialen Abstand voneinander haben.
2. Gesteinsbohrer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Bohrerdrehachse (i) abgekehrten Außenkanten (2A) der näher an dieser Achse liegenden Teilschneiden (2)' einen entgegen dei: Vorschubrichtung des Bohrers größer- yzerdenden radialen Abstand von der Bohrerachse haben und entsprechend geneigt oder gekrümmt sind.
3. Gesteinsbohrer nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die der Bohrlochsohle am nächsten liegenden Kanten der in verschiedenem Abstand von der Bohrerachse liegenden Teilschneiden in an sich bekannter Weise auch axial etwas gegeneinander versetzt sind, wobei die Kanten der näher an der Bohrerachse liegenden Teilschneiden (a) im allgemeinen den in der Vorschubrichtung vordersten Teil des Bohrers bilden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 6oo 676; niederländische Patentschrift Nr. 57439; Werbeblatt »Anker-Hartmetall-Schlagbohrer für hartes Gestein«, S. 198; Werbeblatt »Anker-Sprenglochbohrer mit Hartmetall-Schneiden«, S. a41 b.