DEP0026981DA

DEP0026981DA - Rock drill

Info

Publication number: DEP0026981DA
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Mengarda
Original assignee: Schoeller Bleckman Stahlwerke AG
Current assignee: Schoeller Bleckman Stahlwerke AG
Publication date: 1950-09-28

Description

Bei Gesteinsbohrern erfolgt die Befestigung der Bohrkrone an der Bohrstange gewöhnlich dadurch, daß entweder eine mit dem Gewindezapfen versehene Bohrkrone in das entsprechende Innengewinde der Bohrstange eingeschraubt, oder eine das Innengewinde aufweisende Bohrkrone auf den Gewindezapfen der Bohrstange aufgeschraubt wird.In rock drills, the drill bit is usually attached to the drill rod in that either a drill bit provided with the threaded pin is screwed into the corresponding internal thread of the drill rod, or a drill bit having the internal thread is screwed onto the threaded pin of the drill rod.

Nachdem der Bruch des Gesteinsbohrers zumeist an dem mit einem Innengewinde versehenen Bohrerteil eintritt, war es zur Zeit, als die Bohrkronen noch nicht mit Hartmetallschneiden bestückt wurden, wirtschaftlicher, die ohnehin durch normalen Verschleiss alsbald abgenützte Bohrkrone mit dem Innengewinde zu versehen und sie nach Bedarf zu ersetzen, als das Innengewinde an der langen Bohrstange anzuordnen und es dort bis zum Verbrauch der Bohrstange wiederholt erneuern zu müssen. Denn die Erneuerung eines Gewindes an diesen bis zu 7 m langen Bohrstangen ist insofern umständlich, als hierzu entweder die Bohrstangen an den Erzeuger zurückgeschickt oder das Einschneiden der Gewinde und die erforderlichen Wärmebehandlungen vom Verbraucher durchgeführt werden müssen, der davon entlastet sein soll, zumal er oft nicht über die nötigen Einrichtungen und Arbeitskräfte zur einwandfreien Durchführung dieser Arbeiten verfügt. Das trifft vorwiegend dann zu, wenn es sich um die Anwendung eines Sondergewindes, wie z.B. eines Sägegewindes, oder um Gesteinsbohrstähle handelt, die einer sorgfältigeren Wärmebehandlung bedürfen.Since the rock drill mostly breaks on the drill part provided with an internal thread, it was more economical at the time, when the drill bits were not yet fitted with hard metal cutting edges, to provide the drill bit, which was already worn due to normal wear, with the internal thread and to tighten it as required replace than to arrange the internal thread on the long boring bar and have to renew it there repeatedly until the boring bar is used up. Renewing a thread on these up to 7 m long boring bars is cumbersome in that either the boring bars have to be sent back to the producer or the thread cutting and the necessary heat treatments have to be carried out by the consumer, who is supposed to be relieved of this, especially since he often does does not have the necessary facilities and workers to carry out this work properly. This mainly applies when it comes to the use of a special thread, such as a buttress thread, or rock drill steels that require more careful heat treatment.

Diese Nachteile eines Innengewindes sind zwar bei der bekannten Preßsitzbefestigung, bei der entweder die Bohrkrone oder die Bohrstange mit einem glatten Konuszapfen versehen ist, der sich in einen entsprechenden Innenkonus der Bohrstange bzw. der Bohrkrone einpresst, insoweit vermieden, als die Anwendung eines Gewindes entfällt. Doch tritt bei dieser Befestigungsart der Bruch des Gesteinsbohrers, ähnlich wie bei der Gewindebefestigung, zumeist an dem mit dem Innenkonus versehenen Bohrerteil ein. Die Preßsitzbefestigung hat weiters noch den Nachteil, daß das Lösen der häufig auszuwechselnden Bohrkronen Schwierigkeiten bereitet.These disadvantages of an internal thread are indeed avoided in the known press-fit fastening in which either the drill bit or the drill rod is provided with a smooth conical pin which presses into a corresponding internal cone of the drill rod or the drill bit, insofar as the use of a thread is omitted. However, with this type of fastening, the rock drill breaks, similar to the thread fastening, mostly on the drill part provided with the inner cone. The press-fit fastening also has the disadvantage that it is difficult to loosen the drill bits that have to be replaced frequently.

Aber auch bei mit Hartmetallschneiden bestückten Bohrkronen müssen entweder die durch das Innengewinde bzw. den Innenkonus der Bohrstangen verursachten Nachteile in Kauf genommen oder Bohrkronen mit einem Innengewinde bzw. Innenkonus verwendet werden. Diese hochwertigen Bohrkronen deshalb ersetzen zu müssen, weil sie infolge ihres Innengewindes oder Innenkonusses unbrauchbar geworden sind, obschon ihre kostbaren Hartmetallschneiden noch lange gebrauchsfähig wären, ist jedoch umso unwirtschaftlicher, als die eingelöteten Hartmetallschneiden schwer zu entfernen und dann zumeist nicht mehr verwertbar sind.But even with drill bits equipped with hard metal cutters, either the disadvantages caused by the internal thread or the internal cone of the drill rods have to be accepted or drill bits with an internal thread or internal cone have to be used. Having to replace these high-quality drill bits because they have become unusable due to their internal thread or internal cone, although their precious hard metal cutting edges would still be usable for a long time, is all the more uneconomical as the soldered-in hard metal cutting edges are difficult to remove and are then mostly no longer usable.

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer, bei dem die vorerwähnten Nachteile dadurch behoben sind, dass unter Vermeidung eines Innengewindes und eines Innenkonusses sowohl an der Bohrkrone als auch an der Bohrstange, überdies aber auch ohne Anwendung einer Preßsitzbefestigung der Bohrkrone, die Befestigung der Bohrkrone an der Bohrstange mittels einer Hülse erfolgt, die an einem Ende ein dem Gewindezapfen der Bohrkrone entsprechendes, vorzugsweise sägeförmiges Innengewinde und am anderen Ende zur Aufnahme des glatten Konuszapfens der Bohrstange einen Innenkonus aufweist.The invention relates to a rock drill in which the aforementioned disadvantages are eliminated by the fact that the drill bit is fastened to the drill rod while avoiding an internal thread and an internal cone both on the drill bit and on the drill rod, but also without using a press fit fastening of the drill bit takes place by means of a sleeve, which at one end has a preferably saw-shaped internal thread corresponding to the threaded pin of the drill bit and at the other end has an inner cone for receiving the smooth conical pin of the drill rod.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgedankens, bei welcher die Bohrkrone und die Bohrstange in Ansicht, die Hülse hingegen im Längsschnitt dargestellt ist.The drawing shows an exemplary embodiment of the inventive concept in which the drill bit and the drill rod are shown in a view, while the sleeve is shown in longitudinal section.

Die Bohrkrone 1 mit der Hartmetallschneide 2 weist einen mit Sägegewinde versehenen konischen Gewindezapfen 3 auf, mit dem sie in das sägeförmige Innengewinde 4 der Hülse 5 eingeschraubt ist. Am anderen Ende dieser Hülse ist ein Innenkonus 6 angeordnet, in dem die Bohrstange 7 mit ihrem glatten Konuszapfen 8 durch Preßsitz befestigt ist. Zwischen der Stirnfläche 9 des Gewindezapfens 3 und der Stirnfläche 10 des Konuszapfens 8 besteht ein freier Raum 11, damit das Spülmittel durch die Spülkanäle 12 unbehindert hindurchströmen und der Konuszapfen 8 sich gegebenenfalls nachsenken kann.The drill bit 1 with the hard metal cutting edge 2 has a conical threaded pin 3 provided with a saw thread, with which it is screwed into the saw-shaped internal thread 4 of the sleeve 5. At the other end of this sleeve, an inner cone 6 is arranged, in which the drill rod 7 is fastened with its smooth conical pin 8 by a press fit. Between the end face 9 of the threaded pin 3 and the end face 10 of the conical pin 8 there is a free space 11 so that the detergent can flow unhindered through the flushing channels 12 and the conical pin 8 can lower itself if necessary.

Tritt eine Beschädigung, z.B. des Innengewindes, an der Hülse ein, dann kann sie der Verbraucher ohne weiteres durch eine neue ersetzen, während bisher entweder die teure Hartmetallbohrkrone mit Innengewinde ausfiel oder die Bohrstange mit einem neuen Innengewinde versehen werden musste. Der Ersatz dieser Hülse ist jedoch schon deshalb weit seltener notwendig als die bisherige Erneuerung des Innengewindes an den Bohrstangen, weil die Hülse aus einem hierfür besonders geeignetem Stahl, wie er für lange Bohrstangen aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht in Betracht kommt, hergestellt sowie zur Gänze irgendwelchen vergütenden Wärmebehandlungen unterzogen werden kann, so daß bei ihr jene Bruchgefahr ausgeschlossen ist, die bei Bohrstangen mit Innengewinde dadurch entsteht, daß wegen der Länge der Stangen nur ihre Enden auf Härtetemperatur erhitzt werden und daher in einiger Entfernung davon das gefürchtete Anlassgefüge entsteht, auf das die meisten Stangenbrüche zurückzuführen sind. Bei den an dieser Hülse zu befestigenden Bohrstangen mit Gewindezapfen ist hingegen diese Bruchgefahr mangels eines die Wandstärke der Bohrstange schwächenden Innengewindes bedeutend geringer und bei Bohrstangen mit glatten Konuszapfen schon deshalb vermieden, weil diese einer Wärmebehandlung nicht bedürfen.If the sleeve is damaged, e.g. the internal thread, the consumer can easily replace it with a new one, whereas previously either the expensive hard metal drill bit with internal thread failed or the drill rod had to be provided with a new internal thread. The replacement of this sleeve is, however, much less necessary than the previous renewal of the internal thread on the drill rods, because the sleeve is made entirely of a steel that is particularly suitable for this purpose and which is not suitable for long drill rods for technical or economic reasons can be subjected to any tempering heat treatments, so that the risk of breakage is excluded, which arises in boring bars with internal threads because only their ends are heated to hardening temperature due to the length of the bars and therefore the dreaded annealing structure arises at some distance from it most of the broken rods are due to it. In the case of the drill rods with threaded pins to be fastened to this sleeve, however, this risk of breakage is significantly lower due to the lack of an internal thread which weakens the wall thickness of the drill rod and is avoided in the case of drill rods with smooth conical pins because they do not require heat treatment.

Die Befestigung der Bohrkrone an der Bohrstange mittels einer Hülse ist an sich bekannt. Die älteren Ausführungsformen dieser Hülsen weisen zumeist beiderseits angeordnete, sich in eine gemeinsame abgestumpfte Spitze vereinigende kegelförmige Bohrungen auf, in welche sich die entsprechend geformten Enden des Bohrers und der Bohrstange einpressen. Um eine gegenseitigeThe attachment of the drill bit to the drill rod by means of a sleeve is known per se. The older embodiments of these sleeves mostly have conical bores arranged on both sides and merging into a common truncated tip, into which the correspondingly shaped ends of the drill and the drill rod are pressed. To a mutual

Verdrehung des Bohrers und der Bohrstange zu verhüten, hat man diese Teile noch mit einem flachen Zapfen und einer entsprechenden Aufnahmeöffnung an den einander zugekehrten Enden ausgestattet. Damit auch die Hülse gegen Verdrehung gesichert ist, wurde noch eine besondere Verzapfung zwischen ihr und dem Bohrstänge vorgesehen. Nachdem bei dieser Befestigungsart die verbundenen Teile nur schwer voneinander zu lösen sind, hat man auch schon vorgeschlagen, den Bohrerschaft und die Bohrstange an den einander zugekehrten Enden mit abgeflachten Zapfen zu versehen, welche unter Belassung einer schlitzartigen Öffnung in einen flachen Querschlitz der Hülse eintreten, der als Einsatzloch für einen Treibkeil ausgebildet ist, mit dem die Bohrkrone und Bohrstange voneinander gelöst werden. Durch diesen Querschlitz wird jedoch die Hülse derart geschwächt, dass sie infolge des radialen Druckes der Konuszapfen alsbald reisst. Es ist auch bekannt, Bohr- und Schrämkronen, bei welchen mehrere keilförmige Meissel auswechselbar angeordnet sind, mittels einer Hülse zusammenzuhalten und an der Bohrstange zu befestigen. Weiters sind Meissel für Tiefbohrungen bekannt, die zwecks Befestigung an der Schwerstange mit einem zylindrischen oder kegelförmigen Gewindezapfen versehen sind, an welchen sich ein zylindrischer Bund mit ebener Anlagefläche für die Verbindungsmuffe anschliesst. Nachdem es bei diesen Meisseln oft vorkommt, daß der Meisselzapfen dicht über dem Bund abbricht, wurde auch schon vorgeschlagen, die Bohrstange und den Meissel mit einem glatten kegelförmigen Teil und einen sich daran anschliessenden zylindrischen Gewindezapfen zu versehen und sie durch eine mit entsprechenden Ausbohrungen versehene Doppelmuffe zu verbinden. Das hat jedoch den Nachteil, dass bei dem infolge des Preßsitzes der glatten kegelförmigen Teile ohne eine Drehbewegung erfolgenden Nachsenken der glatten Konuszapfen, sich die zylindrischen Gewindezapfen nicht nachschrauben können, so daß sich ihr Gewinde verkeilt und weder die Bohrkrone noch die Bohrstange von der Hülse gelöst werden kann.To prevent twisting of the drill and the drill rod, these parts have been equipped with a flat pin and a corresponding receiving opening at the ends facing one another. So that the sleeve is also secured against twisting, a special mortise was provided between it and the drill rod. Since the connected parts are difficult to detach from each other with this type of fastening, it has already been proposed to provide the drill shaft and the drill rod at the ends facing each other with flattened pegs which, leaving a slot-like opening, enter a flat transverse slot in the sleeve, which is designed as an insertion hole for a drive wedge with which the drill bit and drill rod are detached from one another. However, the sleeve is weakened by this transverse slot in such a way that it soon ruptures as a result of the radial pressure of the conical pin. It is also known to hold drill and cutting bits, in which several wedge-shaped chisels are interchangeably arranged, together by means of a sleeve and to fasten them to the drill rod. Furthermore, chisels for deep bores are known which are provided with a cylindrical or conical threaded pin for the purpose of attachment to the drill collar, to which a cylindrical collar with a flat contact surface for the connecting sleeve is attached. Since it often happens with these chisels that the chisel pin breaks off just above the collar, it has also been proposed to provide the drill rod and the chisel with a smooth conical part and an adjoining cylindrical threaded pin and to provide them with a double sleeve provided with corresponding bores connect to. However, this has the disadvantage that when the smooth conical pins are lowered without a rotary movement as a result of the interference fit of the smooth conical parts, the cylindrical threaded pins cannot be re-screwed, so that their thread becomes wedged and neither the drill bit nor the drill rod detached from the sleeve can be.

Beim Gesteinsbohrer gemäss der Erfindung sind auch die Mängel dieser bekannten Hülsenverbindungen behoben.In the rock drill according to the invention, the shortcomings of these known sleeve connections are also eliminated.

In gleicher Weise wie die Befestigung der Bohrkrone mit der Bohrstange, kann erfindungsgemäss auch die Befestigung der Bohrstangen untereinander oder mit dem Einsteckende erfolgen.In the same way as the fastening of the drill bit with the drill rod, the fastening of the drill rods with one another or with the insertion end can also take place according to the invention.

Claims

Rock drill in which the drill bit is attached to the drill rod by means of a sleeve, characterized in that the sleeve (5) has a preferably saw-shaped internal thread (4) corresponding to the threaded pin (3) of the drill bit (1) at one end and at the other End for receiving the smooth conical pin (8) of the drill rod (7) has an inner cone (6).