EP0201723B1 - Bohrwerkzeug mit austauschbarer Förderwendel - Google Patents

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EP0201723B1
EP0201723B1 EP86104842A EP86104842A EP0201723B1 EP 0201723 B1 EP0201723 B1 EP 0201723B1 EP 86104842 A EP86104842 A EP 86104842A EP 86104842 A EP86104842 A EP 86104842A EP 0201723 B1 EP0201723 B1 EP 0201723B1
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EP
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drilling tool
supporting
ring
axial
diameter
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EP0201723A3 (en
EP0201723A2 (de
Inventor
Bernhard Moser
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Robert Bosch Power Tools GmbH
Original Assignee
Hawera Probst GmbH
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Publication date
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    • 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
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/046—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like with ribs, pins, or jaws, and complementary grooves or the like, e.g. bayonet catches
    • 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
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/22—Rods or pipes with helical structure

Definitions

  • the invention relates to a drilling tool with exchangeable conveying helix, which is axially secured by means of a support device which is positively supported on the drill shaft.
  • Push-on conveying coils according to the preamble of claim 1 are known for example from DE-A 25 43 578 or DE-A 30 44 775.
  • the conveying helix is axially secured by means of a two-part clamping ring which can be clamped to the shaft by means of screws.
  • a further annular element is arranged between the outer surface of the clamping ring and the outer surface of the shaft, and an elastic member serving as a buffer is arranged between the rear end of the helix and the clamping ring.
  • the object of this support device therefore requires at least four different components and the assembly or disassembly for exchanging the helix is complicated.
  • a sufficient effect of the axial securing of the conveyor helix can only be achieved by extremely careful assembly.
  • a sleeve which is axially displaceable against the pressure of the helix is used and which fixes the axial position of a part which interacts positively with the drill shaft and the sleeve in the manner of a feather key.
  • a drilling tool according to the preamble of the main claim has become known.
  • This is a sampling device for taking soil samples.
  • the device When closed, the device can be used like a drill, in which the feed helix can also be dismantled with a certain amount of effort.
  • the conveying helix In the assembled state, the conveying helix is positively supported on the piston of the drilling tool by means of a locking device with a latching member and forms an axial support lock.
  • this known device has the disadvantage that a quick and quick change of the spiral blade for conveying soil substance is not provided and is also not easily possible.
  • the invention has for its object to provide a drilling tool with a cylindrical drill shaft and drill head, in which the conveying helix is quick and easy to replace, but which is securely secured and held in its axial position during operation.
  • the axial support for slip-on helixes according to the invention has the advantage over known devices that it can be produced very inexpensively using standard parts. Furthermore, it does not generate any natural vibrations and has a vibration-damping effect on the drill system or vibration reducing.
  • the assembly can be done without complex special tools. It is also advantageous that it can be used universally for a whole range of diameter drilling tools, ie for different interchangeable conveying coils and for drilling tools with different drilling heads with a constant shaft diameter.
  • the simple construction results in a long service life of the support device.
  • the support device can be used equally for different types of coils, ie with and without a jacket tube.
  • an elastic sleeve is used as the axial supporting device, which engages in a form-fitting manner in the puncture groove on the drill shaft and thus serves both as an axial securing means and as a damping member of the drilling tool.
  • a further development of the invention is effected according to subclaim 3 in that the elastic sleeve is held in its axial position within the insertion groove by means of a support ring, clamping ring or the like. H. an expansion of the inner and thus the outer diameter of the sleeve to leave the groove is only possible with the support ring removed.
  • the support ring itself can also be secured against axial slipping via a holding shoulder.
  • the clamping ring is clamped with pliers and pinched or opened after use.
  • the rubber sleeve is constricted into the groove by pulling the clamping ring together.
  • the drilling tool 10 shown in FIG. 1 consists of a drill shaft 11 with a diameter D.
  • the lower clamping shaft 12, which is cut off in the figure, and the upper support shaft 13 for the attachable conveying helix 14 are separated by the support device 15 designed as a sleeve.
  • the elastic Sleeve 15 made of rubber or plastic has a T-shaped cross section, ie it consists of an upper collar 16 with a larger diameter and a lower collar 17 with a smaller diameter.
  • the drill shaft 11 has an insertion groove 19 which extends axially from the lower edge 18 of the conveying helix 14 and whose diameter d 'corresponds to the inside diameter d of the sleeve 15.
  • the inner diameter d of the sleeve 15 can be made somewhat smaller than the diameter d 'of the insertion groove 19 in the untensioned state in order to enable an additional non-positive bracing.
  • the sleeve carries over the lower collar 17 a clamping ring 20 which is dimensioned in its inner diameter such that the sleeve can not widen its outer diameter and thus the inner diameter d after engagement in the groove 19, so that the sleeve 15 after the attachment of Clamping ring 20 is clearly fixed in its axial position by positive locking.
  • An additional frictional connection between sleeve 15 and groove 19 results from the elasticity of the rubber sleeve.
  • the support ring 20 can be secured against slipping axially by means of a small holding shoulder 21 below the support ring 20, the outer diameter of which is somewhat larger than the inner diameter of the support ring.
  • the upper, wider collar 16 serves to dampen the support spiral 14.
  • the support device or sleeve 15 is shown schematically from view II in FIG. 1. This shows in particular the design of the support ring 20 as a two-ear hose clamp, which is expediently used.
  • the assembly or disassembly of the conveyor helix 14 on the drill shaft then takes place as follows: Assembly: The clamping ring 20, designed as a two-ear hose clamp, is in its original state larger in diameter than the outer diameter of the sleeve 15 Rubber sleeve is firmly pressed into the groove 19. For dismantling, the clamping ring 20 is pinched off and pulled off with pliers.
  • the support ring 20 can itself be held in position by the holding shoulder so that it does not slip off.
  • the support ring 20 is then pulled off over the holding shoulder.
  • the elastic sleeve 15 can be enlarged with respect to its inner diameter d and can be removed from the groove 19 by axial displacement (downward in FIG. 1).
  • the feed helix 14 can also be removed from the drill shaft 11.
  • any other form of hose clamp can also be used.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug mit austauschbarer Förderwendel, die mittels einer am Bohrerschaft sich formschlüssig abstützenden Abstützvorrichtung axial gesichert ist.
  • Aufsteckbare Förderwendeln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind zum Beispiel aus der DE-A 25 43 578 oder DE-A 30 44 775 bekannt. In erstgenannter Schrift erfolgt die axiale Sicherung der Förderwendel mittels eines zweiteiligen Spannrings der mittels Schrauben mit dem Schaft verspannbar ist. Zwischen der Mantelfläche des Spannrings und der Mantelfläche des Schaftes ist ein weiteres ringförmiges Element und zwischen dem rückwärtigen Ende der Wendel und dem Spannring ein elastisches, als Puffer dienendes weiteres Glied angeordnet. Beim Gegenstand dieser Abstützvorrichtung sind daher wenigstens vier verschiedene Bauteile notwendig und die Montage bzw. Demontage zum Austausch der Wendel ist kompliziert. Darüber hinaus kann eine ausreichende Wirkung der Axialsicherung der Förderwendel nur mittels äußerst sorgfältiger Montage erfolgen.
  • Bei der Ausführungsform einer Axial-Abstützvorrichtung gemäß der weiterhin genannten DE-A 30 44 775 ist eine Axialsicherung der Förderwendel im eigentlichen Sinne gar nicht vorhanden, denn die die Förderwendel begrenzenden Abstützvorrichtungen sind in erster Linie als Zentrierringe aus Gummi oder Kunststoff ausgebildet. Eine wirksame axiale Sicherung bei axialer Belastung der Förderwendel kann mit einem derartigen Bauelement nicht erzielt werden.
  • Bei einer weiterhin bekannten Einrichtung zur axialen Sicherung einer in sich zusammenschiebbaren Förderwendel wird eine gegen den Druck der Wendel axial verschiebbare Hülse verwendet, die die axiale Lage eines formschlüssig mit dem Bohrerschaft und der Hülse zusammenwirkenden Teiles nach Art einer Paßfeder fixiert.
  • Aus der EP-A-108 157 ist ein Bohrwerkzeug nach der Gattung des Hauptanspruchs bekannt geworden. Hierbei handelt es sich um ein Probeentnahmegerät zum Entnehmen von Bodenproben. Im geschlossenen Zustand kann das Gerät wie ein Bohrer verwendet werden, bei welcher auch die Förderwendel mit gewissem Aufwand demontierbar ist. Im zusammengebauten Zustand stützt sich die Förderwendel mittels einer Sperrvorrichtung mit Einrastglied formschlüssig am Kolben des Bohrwerkzeugs ab und bildet eine axiale Abstützsicherung. Diese bekannte Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß ein schnelles und rasches Wechseln des Spiralblatts zur Förderung von Bodensubstanz nicht vorgesehen und auch nicht ohne weiteres möglich ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug mit zylindrischem Bohrerschaft und Bohrerkopf zu schaffen, bei welchem die Förderwendel rasch und leicht austauschbar ist, die jedoch im Betrieb in ihrer axialen Lage fest gesichert und gehalten ist.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Bohrwerkzeug der einleitend bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Axialabstützung für Aufsteckwendeln hat gegenüber bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß sie sehr kostengünstig unter Verwendung von Normalien hergestellt werden kann. Sie erzeugt weiterhin keine Eigenschwingungen und wirkt auf das Bohrersystem durch die entsprechende Formgebung schwingungsdämpfend bzw. schwingungsabbauend. Die Montage kann ohne aufwendiges Spezialwerkzeug erfolgen. Vorteilhaft ist auch die universelle Einsetzbarkeit für eine ganze Durchmesser-Palette von Bohrwerkzeugen, d. h. für verschiedene austauschbare Förderwendeln sowie für Bohrwerkzeuge mit verschiedenen Bohrköpfen bei gleichbleibendem Schaftdurchmesser. Durch die einfache Konstruktion ergibt sich eine hohe Lebensdauer der Abstützvorrichtung. Die Abstützvorrichtung kann gleichermaßen für verschiedene Wendeltypen, d. h. mit und ohne Mantelrohr verwendet werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Anspruch 1 beanspruchten Bohrwerkzeuges möglich. Gemäß der Ausbildung der Erfindung nach Unteranspruch 2 wird als Axial-Abstützvorrichtung eine elastische Hülse verwendet, die formschlüssig in die Einstichnut am Bohrerschaft eingreift und damit sowohl als Axialsicherung als auch als Dämpfungsglied des Bohrwerkzeugs dient.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung wird gemäß dem Unteranspruch 3 dadurch bewirkt, daß die elastische Hülse mittels eines Stützringes, Klemmrings o. dgl. in ihrer axialen Lage innerhalb der Einstichnut gehalten ist, d. h. eine Aufweitung des Innen- und damit des Außendurchmessers der Hülse zum Verlassen der Einstichnut ist nur bei abgenommenem Stützring möglich. Dabei kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung der Stützring selbst ebenfalls über eine Halteschulter gegen axiales Verrutschen abgesichert sein. Normalerweise wird der Klemmring jedoch mittels einer Zange verspannt und nach Gebrauch abgezwickt oder geöffnet. Gemäß der Ausführung der Erfindung nach Unteranspruch 5 erfolgt die Einschnürung der Gummihülse in die Einstichnut durch Zusammenziehen des Klemmringes.
  • Ein vorteilhaftes und zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bohrwerkzeug mit Axial-Abstützvorrichtung,
    Fig. 2
    eine Draufsicht entsprechend der Schnittlinie I-I in Fig. 1.
  • Das in der Fig. 1 dargestellte Bohrwerkzeug 10 besteht aus einem Bohrerschaft 11 mit Durchmesser D. Der untere, in der Figur abgeschnittene Einspannschaft 12 und der obere Trägerschaft 13 für die aufsteckbare Förderwendel 14 wird durch die als Hülse ausgebildete Abstützvorrichtung 15 getrennt. Die aus elastischem Gummi oder Kunststoff hergestellte Hülse 15 ist in Querschnitt T-förmig abgesetzt, d. h. sie besteht aus einem oberen, im Durchmesser größeren Bund 16 sowie einem unteren im Durchmesser kleineren Bund 17.
  • Zur Aufnahme der Hülse 15 weist der Bohrerschaft 11 eine sich axial ab der Unterkante 18 der Förderwendel 14 erstreckende Einstichnut 19 auf, die in ihrem Durchmesser d' dem Innendurchmesser d der Hülse 15 entspricht. Der Innendurchmesser d der Hülse 15 kann im ungespannten Zustand noch etwas kleiner als der Durchmesser d' der Einstichnut 19 ausgeführt sein, um eine zusätzliche kraftschlüssige Verspannung zu ermöglichen.
  • Die Hülse trägt über dem unteren Bund 17 einen Klemmring 20, der in seinem Innendurchmesser derart bemessen ist, daß die Hülse nach Einrastung in der Einstichnut 19 ihren Außendurchmesser und damit den Innendurchmesser d nicht mehr aufweiten kann, so daß die Hülse 15 nach der Anbringung des Klemmringes 20 in ihrer axialen Lage durch Formschluß eindeutig fixiert ist. Ein zusätzlicher Kraftschluß zwischen Hülse 15 und Nut 19 ergibt sich aus der Elastizität der Gummihülse.
  • Die Absicherung des Stützringes 20 gegen axiales Wegrutschen kann mittels einer kleinen Halteschulter 21 unterhalb des Stützringes 20 erfolgen, deren Außendurchmesser etwas größer als der Innendurchmesser des Stützringes ausgeführt ist.
  • Der obere, breitere Bund 16 dient zur dämpfenden Abstützung der Förderwendel 14.
  • In Fig. 2 ist die Abstützvorrichtung bzw. Hülse 15 aus der Sicht I-I in Fig. 1 schematisch dargestellt. Hiermit wird insbesondere die Ausbildung des Stützringes 20 als zweiohr-Schlauchklemme gezeigt, die zweckmäßigerweise verwendet wird.
  • Die Montage bzw. Demontage der Förderwendel 14 auf dem Bohrerschaft geschieht dann wie folgt:
    Montage: Der als Zweiohr-Schlauchklemme ausgebildete Klemmring 20 ist im Urzustand im Durchmesser größer ausgeführt, als der Außendurchmesser der Hülse 15. Nach dem Aufschieben wird der Ring an den "Ohren" 22 mit einer Beißzange zusammengekniffen, so daß sich der Ringdurchmesser verkleinert und die Gummihülse in die Einstichnut 19 fest eingepreßt wird. Zur Demontage wird der Klemmring 20 mit einer Zange abgezwickt und abgezogen.
  • Bei einer Ausführungsform mit Halteschulter 21 kann der Stützring 20 durch die Halteschulter selbst in seiner Lage gehalten sein, so daß er nicht abrutscht. Zur Demontage wird der Stützring 20 dann über die Halteschulter abgezogen. Danach kann die elastische Hülse 15 bezüglich ihrem Innendurchmesser d vergrößert und von der Einstichnut 19 durch axiales Verschieben (in der Fig. 1 nach unten) abgezogen werden. Danach kann auch die Förderwendel 14 vom Bohrerschaft 11 abgezogen werden.
  • An Stelle eines Klemmringes in Ausbildung als Zweiohr-Schlauchklemme kann auch jede andere Form einer Schlauchklemme verwendet werden.

Claims (5)

  1. Bohrwerkzeug mit austauschbarer Förderwendel (14), die mittels einer am Bohrerschaft (11) sich abstützenden Axial-Abstützvorrichtung (15) aus einer elastischen Gummi- oder Kunststoffhülse (15) besteht, welche über den zylindrischen Einspannschaft (12) aufschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrerschaft (11) im Endbereich der Förderwendel (14) eine Einstichnut (19) aufweist zur Aufnahme der im Innendurchmesser (d) an den Einstichnut-Durchmesser (d') angepaßten Axial-Abstützvorrichtung (15), wobei die Axial-Abstützvorrichtung (15) das einspannschaftseitige Ende der Förderwendel (14) abstützt, und in die Einstichnut (19) formschlüssig einrastbar ist und daß eine radiale Aufweitung der Axial-Abstützvorrichtung (15) durch Aufschieben eines zylindrischen Rings (20) blockierbar ist.
  2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützvorrichtung (15) eine den Bohrerkopf bzw. der Förderwendel (14) zugewandten Tragschulter (16) aufweist.
  3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Hülse (15) an seiner Außenmantelfläche einen Stützring, Klemmring, Klemmschelle o. dgl. (20), insbesondere eine Zweiohr-Schlauchklemme (20) aufweist.
  4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring, Klemmring o. dgl. (20) mittels einer Halteschulter (21) an der elastischen Hülse (15) axial gesichert ist.
  5. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d) der Hülse (15) etwa dem Bohrerschaftdurchmesser (D) entspricht und daß der Stützring oder Klemmring (20) zur Einschnürung in die Einstichnut (19) vorgesehen ist.
EP86104842A 1985-05-15 1986-04-09 Bohrwerkzeug mit austauschbarer Förderwendel Expired - Lifetime EP0201723B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8514422U DE8514422U1 (de) 1985-05-15 1985-05-15 Bohrwerkzeug mit austauschbarer Förderwendel
DE8514422U 1985-05-15

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Publication Number Publication Date
EP0201723A2 EP0201723A2 (de) 1986-11-20
EP0201723A3 EP0201723A3 (en) 1987-10-07
EP0201723B1 true EP0201723B1 (de) 1991-09-04

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