WO1986005542A1

WO1986005542A1 - Couronne de fleurets percutants pour perforatrices de rochers

Info

Publication number: WO1986005542A1
Application number: PCT/DE1986/000097
Authority: WO
Inventors: Siegfried Treitz
Original assignee: Siegfried Treitz
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1986-03-08
Publication date: 1986-09-25
Also published as: DE3510048C1; NO864383D0; BR8607086A; US4771834A; ATE67557T1; AU5582386A; FI874076L; JPS62502269A; EP0199040B1; NO864383L; SU1560061A3; FI874076A0; AU584181B2; OA08663A; DE3681482D1; EP0199040A1

Description

Schlagbohrkrone für Gesteinsbohrmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Schlagbohrkrone für Gesteinsbohrmaschinen, deren Stirnfläche mit einer Vielzahl von Hartmetall-Stiften besetzt ist, wobei jeweils mehrere Stifte zu einer Gruppe zu¬ sammengefügt sind, die so gebildeten Gruppen mindestens in Umfangsrichtung Abstand voneinander aufweisen und durch Strömungsmittelkanäle von¬ einander getrennt sind, ferner als Strömungs¬ mittelaustritt etwa im Mittelbereich der Stirnfläche mindestens ein in die Kanäle ausmündender Axialkanal vorgesehen ist.

Eine derartige Bohrkrone ist beispielsweise aus der DE-OS 27 33 300 bekannt.

Bei dieser vorbekannten, allerdings zweiteiligen Bohrkrone sind Schneideinsätze, beispielsweise in Form von Hartmetall-Stif en gruppenweise vor- gesehen, wobei die Gruppen durch radial verlaufende bzw. gegebenenfalls in Drehrichtung leicht gekrümmte Strömungsmittelkanäle voneinander beabstandet sind.

Allerdings sind die Stifte in einer Vielfachanordnunj auf einer gegenüber den Strömungsmittelkanälen vor¬ springenden Insel angeordnet, so daß sich zwischen den Stiften größere Brocken Bohrkleins festsetzen können, was zu einer relativ langen Bohrzeit bei entsprechendem Vortrieb führt, da diese Brocken erst kleingemahlen werden müssen, bevor sie durch die Strömungsmittelkanäle durch das Strömungs¬ mittel nach außen abgeführt werden können. Die Strömungsmittelkanäle dienen der Abgasführung und unterstützen den Abtransport des Bohrkleins nicht, welcher Abtransport lediglich durch das Abgas bewirkt wird. Darüber hinaus kann man die so angeordneten Stifte relativ schlecht nach¬ schleifen, da die benachbarten Stifte das Nach¬ schleifen gegenseitig behindern.

Zur Befestigung derartigen Bohrkronen an Gesteins¬ bohrmaschinen ist es bei sogenannten Versenkhämmern üblich, einen genuteten Schaft in eine Aufnahme einzusetzen, wobei dann der Antrieb linksdrehend ausgeführt ist, oder aber es kann auch bei Außen- lochhämmern der Schaft mit Innengewinde versehen sein, welcher dann mit einem Gewindeschaft schraub¬ verbunden wird, wobei diese Ausführungsform dann rechtsdrehend ist.

Aus der DE-OS 26 33 779 ist die Einzelanordnung von Stiften auf aus dem Grundkörper der Bohrkrone vor¬ ragenden Ansätzen vorbekannt, wobei diese Anordnung zwar ein leichtes Nachschleifen der Stifte er¬ möglicht, jedoch der Bohrkleintransport behindert^' ist und sich auch weiterhin größere Brocken Bohr¬ kleins zwischen den einzelnen Stiften fest¬ setzen können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schlagbohrkrone eingangs bezeichneter Art zu schaffen, bei der einerseits eine relativ einfache Möglichkeit zum Nachschleifen gegeben ist, die aber andererseits das Festsetzen größerer Brocken Bohrkleins zwischen den Stiften weitgehend verhindert und den Ab¬ transport des Bohrkleins fördert.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Gruppen jeweils lediglich aus einer Reihe von Stiften bestehen, die auf angeformten Stegen ange¬ ordnet sind.

Durch diese konstruktive Maßnahme ist es einerseits möglich, die Stifte einer jeden Stiftreihe relativ einfach nachzuschleifen, wobei die jeweils wesent¬ lich am Zermahlen des Gesteins beteiligten Flächen der Stifte gut zugänglich sind. Andererseits können sich zwischen den Stiften größere Brocken Bohr¬ kleins praktisch nicht mehr festsetzen, sondern diese Brocken können sofort durch die Strömungs¬ mittelkanäle nach radial außen abgeführt werden. Das Bohrklein wird in die Freiräume zwischen den Stegen transportiert und durch die Auspuffgase der Gesteinsbohrmaschine, insbesondere des Bohrhammers abtransportiert.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Stege entgegen der Drehrichtung der Bohrkrone gegenüber dem Radius ge¬ neigt verlaufen.

Auf diese Weise wird der Abtransport des Bohr¬ kleins durch die Drehbewegung der Bohrkrone unter¬ stützt, da das Bohrklein nun auch ohne die Abgase allein durch die Drehung der Bohrkrone nach radial außen gefördert wird.

Besonders bevorzugt ist da.bei, daß die Stege ge¬ krümmt verlaufen.

Zur weiteren Erleichterung des Abtransportes des Bohrkleins ist bevorzugt, daß die in der Stirnfläche ausgebildeten Strömungsmittelkanäle sich vom Zentrum der Krone nach radial außen erweiternd aus¬ gebildet sind.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Stirnfläche kegelförmig ausgebildet ist.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß die Stirnfläche gewölbt ist.

In bevorzugter Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß axial im Übergangsbereich zwischen Stirnfläche und Schaft Kanäle ausgebildet sind, in welche die Strömungsmittelkanäle der Stirnfläche münden.

Dazu ist ansich die Anordnung von axial verlaufenden Kanälen im Übergangsbereich zwischen Stirnfläche und Schaft beispielsweise aus der DE-OS 26 33 779 be¬ kannt. Allerdings ist die besondere Anordnung der Kanäle besonders vorteilhaft, da sich nun ein hervor¬ ragender Transport zwischen den Kanälen in der Stirnfläche und den axial verlaufenden Kanälen er¬ gibt.

In bevorzugter Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß die axialen Kanäle weit in den Kronenk-örper hinein verlagert sind, wobei sie teils die stirnseitigen Strömungsmittelkanäle und gegebenenfalls teils die Stege kreuzen.

Dadurch daß die Kanäle möglichst weit nach radial innen verlegt werden, wird ein besonders schneller Abtransport des Bohrkleins gefördert. Insgesamt bringt die erfindungsgemäße Ausbildung eine höhere Leistung ohne größeren Verschleiß, so daß bei geringerem Verschleiß die gleiche Bohrtiefe in kürzerer Zeit erreicht wird als dies im Stand der Technik möglich ist. Dabei erfolgt zudem eine ge¬ ringere Belastung der Stifte. Auch die bessere Schleifbarkeit der Stifte, insbesondere mit ein¬ fachen Mitteln, ist vorteilhaft, wobei durch die Anordnung der Stifte der Schliff möglichst an den Flanken der Stifte vorzusehen ist, die an den Steg¬ seitenkanten liegen. Dadurch daß der Schliff somit nicht in radialer Ausrichtung, sondern mehr als Sekante oder dergleichen angeordnet ist, entsteht keine radiale Meißelkante an den nachgeschliffenen Stiften, so daß die so nachgearbeitete Bohrkrone nur sehr gering zum Rattern neigt, also nur äußerst geringe Vibrationen erzeugt. Hierdurch ist die Bruchgefahr für die Stifte erheblich vermindert.

Weiterhin wird bevorzugt, daß zwischen den axialen Kanälen außenseitig axial von der Stirnfläche weg weisende Rückschneidezähne angeformt sind. Diese Rückschneidezähne mahlen rücklaufendes Ge¬ stein, was vorallem beim Herausziehen der Bohr¬ krone aus einem Bohrloch notwendig und förderlich ist .

Weiterhin ist in dieser Hinsicht vorteilhaft, daß die Rückschneidezähne auf einem sich von der Stirnfläche weg seitlich und nach radial innen verjüngenden, kroneneigenen Sockel angeordnet sind.

Besonders bevorzugt ist dabei, daß der radial äußerste Stift eines jeden Steges auf einem von einem Rückschneidezahn gebildeten Kronenteil an¬ geordnet ist.

Hierdurch wird beim Vortrieb der Bohrkrone mehr Stützmaterial unter dem jeweiligen äußeren Stift angeordnet, so daß dieser nicht so sehr bruchge¬ fährdet ist.

Im übrigen wird durch die Anordnung der sich ins¬ besondere konisch erweiternden axialen Kanäle und der Rückschneidezähne der- sogenannte "Propeller¬ verschleiß" gemindert.

Vorteilhafterweise ist vorzusehen, daß auf jedem Steg höchstens drei, insbesondere zwei Stifte angeordnet sind. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste, sehr einfache Ausführungsform einer Schlagbohrkrone in stark vereinfachter schematischer Darstellung;

Fig. 2 desgleichen in Draufsicht;

Fig. 3 eine Variante gemäß Figur 1 gesehen;

Fig. 4 die Variante gemäß Figur_, 2 gesehen;

Fig. 5 eine weitere vorteilhafte Variante gemäß Figur 1 gesehen und

Fig. 6 diese Variante in der Ansicht gemäß Figur 2.

Bei allen Ausführungsformen ist eine Schlagbohr¬ krone dargestellt, die mit einem (nicht dargestellten) genuteten Schaft versehen ist, so daß es sich jeweils um linksdrehende Ausführungsformen handelt. Die Dreh¬ richtung ist in den Figuren 2,4 und 6 jeweils mit dem Pfeil A bezeichnet. Die Schlagbohrkrone für Gesteins¬ bohrmaschinen weist in der Stirnfläche eine Vielzahl von Hartmetall-Stiften 1 auf, wobei jeweils mehrere Stifte 1 zu einer Gruppe von Stiften zusammengefügt sind. Diese Gruppen weisen jeweils Abstand voneinander auf. Sie sind durch Strömungsmittelkanäle voneinander räumlich getrennt. Als Strömungsmittelaustritt für die Abgase der Bohrmaschine ist etwa im Mittelbereich der Stirnfläche ein in die Kanäle 2 ausmündender Axial¬ kanal 3 vorgesehen.

Die obenbezeichneten Gruppen sind jeweils lediglich aus einer Reihe von Stiften 1 gebildet, die auf ange¬ formten Stegen 4 befestigt sind. Die Stege 4 sind jeweils entgegen der Drehrichtung A der Bohrkrone gegenüber dem Radius geneigt angeordnet. Die ein¬ fachste Ausführungsform ist dabei in Figur 1 und 2 dargestellt.

Gemäß Figur 3 bis 6 sind sowohl die Stege 4 als auch die Strömungsmittelkanäle 2 gekrümmt ausgebildet, wobei die Krümmung entgegen der Drehrichtung A der Bohrkrone verläuft. Bei sämtlichen Ausführungsformen erweitern sich die in der Stirnfläche ausgebildeten Strömungsmittelkanäle 2 vom Zentrum der Krone nach radial außen erheblich.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und 2 ist die Stirnfläche der Schlagbohrkrone kegelstumpfförmig aus¬ gebildet, wohingegen die -Stirnfläche bei den Aus-

führungsbeispielen gemäß Figur 3 bis 6 nach außen vorgewölbt ist.

Bei den Ausführungsformen gemäß Figur 3 bis 6 sind im Übergangsbereich zwischen Stirnfläche und Schaft 5 axial verlaufende Kanäle 6 angeordnet, in welche die Strömungsmittelkanäle 2 münden. Die axialen Kanäle 6 'sind dabei soweit wie möglich in den Körper der Bohr¬ krone hinein verlagert, wobei sie teils die stirn¬ seitigen Strömungsmittelkanäle 2, teils aber auch die Stege 4 (insbesondere bei Ausführungsform gemäß Figur 5 + 6) kreuzen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 und 6 sind zwischen den axialen Kanälen 6 außenseitig axial von der Stirnfläche weg weisende Rückschneidezähne 7 angeformt. Die Rückschneidezähne 7 sind auf einem sich von der Stirnfläche weg seitlich und nach radial innen verjüngenden, kroneneigenen Sockel 8 angeordnet. Der radial äußerste Stift eines jeden Steges 4 ist auf einem von einem Rückschneidezahn 7 gebildeten Kronenteil angeordnet.

Vorzugsweise sind auf j^'edem Steg 4 zwei Stifte 1 angeordnet. Je nach Verlauf und Anordnung der Stege kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn man

drei Stifte 1 oder auch nur einen Stift 1 auf einem Steg 4 anordnet.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird eine hohe Bohrleistung bei relativ geringem Verschleiß, sowie eine hohe Standzeit der Bohrkrone erreicht bei niedrigem Energieverbrauch, da das Bohrklein die Bohrlochsohle wesentlich gröber verläßt.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung viel¬ fach variabel.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Schlagbohrkrone für Gesteinsbohrmaschinen, deren Stirnfläche mit einer Vielzahl von Hartmetall- Stiften besetzt ist, wobei jeweils mehrere Stifte zu einer Gruppe zusammengefügt sind, die so ge¬ bildeten Gruppen mindestens in Umfangsrichtung Abstand voneinander aufweisen und durch Strömungs¬ mittelkanäle voneinander getrennt sind, ferner als Strömungsmittelaustritt etwa im Mittelbereich der Stirnfläche mindestens ein in die Kanäle aus¬ mündender Axialkanal vorgesehen ist, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Gruppen jeweils lediglich, aus einer Reihe von Stiften (1) bestehen, die auf angeformten Stegen (4) angeordnet sind.

2. Schlagbohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Stege (4) entgegen der Dreh¬ richtung (A) der Bohrkrone gegenüber dem Radius geneigt verlaufen.

3. Schlagbohrkrone nach Anspruch 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Stege (4) gekrümmt ver¬ laufen.

4. Schlagbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Stirn¬ fläche ausgebildeten Strömungsmittelkanäle (2) sich vom Zentrum der Krone nach radial außen er¬ weiternd ausgebildet sind.

5. Schlagbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn¬ fläche kegelstumpfförmig ausgebildet ist (Fig. 1+2).

6. Schlagbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn¬ fläche gewölbt ist (Fig. 3 bis 6).

Schlagbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß axial im Übergangsbereich zwischen Stirnfläche und Schaft (5) Kanäle (6) ausgebildet sind, in welche die Strömungsmittelkanäle (2) der Stirn¬ fläche münden.

8. Schlagbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Kanäle (6) weit in den Kronenkörper hinein verlagert sind, wobei sie teils die stirn¬ seitigen Strömungsmittelkanäle (2) und gegebenenfalls teils die Stege (4) kreuzen.

9. Schlagbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den axialen Kanälen^* (6) außenseitig axial von d Stirnfläche weg weisende Rückschneidezähne (7) angeformt sind.

10. Schlagbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rück-

Schneidezähne (7) auf einem sich von der Stirn¬ fläche weg seitlich und nach radial innen ver¬ jüngenden, kroneneigenen Sockel (8) angeordnet sind.

11. Schlagbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußerste Stift (1) eines jeden Steges (4) auf einem von einem Rückschneidezahn (7) ge¬ bildeten Kronenteil (z.B. 8) angeordnet ist.

12. Schlagbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem Steg (4) höchstens drei, insbesondere zwei Stifte (1) angeordnet sind.