CH619027A5 - Drilling appliance with an interchangeable rock drill, in particular a percussion drill, a hammer drill and the like - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bohreinrichtung mit einer Anordnung zur drehfesten, lösbaren Verbindung eines Gesteinsbohrers, insbesondere eines Schlagbohrers oder eines Hammerbohrers, in einer Aufnahmevorrichtung, die eine zur Aufnahme des Bohrerschaftes dienende Längsbohrung, einen zu dieser Längsbohrung gleichachsigen, zur Verbindung mit einer Bohrmaschine bestimmten Antriebsteil und ein im Antriebsteil quer zur Längsbohrung bewegbares Mitnehmerglied aufweist, das an dem als Mitnahmefläche dienenden Boden einer im Bohrerschaft vorgesehenen Ausnehmung liegt. The invention relates to a drilling device with an arrangement for the rotationally fixed, releasable connection of a rock drill, in particular an impact drill or a hammer drill, in a receiving device which has a longitudinal bore serving to receive the drill shaft, a drive part which is coaxial with this longitudinal bore and is intended for connection to a drilling machine, and has a driver member which is movable transversely to the longitudinal bore in the drive part and which lies on the bottom of a recess provided in the drill shaft as the driving surface.
Es ist eine Bohreinrichtung dieser Art bekannt (DE-GmS 7 439 278), bei der die Mitnahme des Bohrers über einen aus gehärtetem Stahl oder Hartmetall bestehenden Bolzen erfolgt, der in einer Querbohrung des Antriebsteiles radial verschiebbar geführt und durch ein aussen auf den Antriebsteil unter elastischer Verspannung aufgelegtes Federband in der Mitnahmestellung gehalten wird. A drilling device of this type is known (DE-GmS 7 439 278), in which the drill is carried over a bolt made of hardened steel or hard metal, which is guided radially displaceably in a transverse bore in the drive part and through an outside on the drive part elastic tension applied spring band is held in the driving position.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits die Auswechslung eines Bohrers gegen einen anderen Bohrer zu erleichtern und andererseits sicherzustellen, dass nach der Auswechslung der neue Bohrer mit ausreichender Sicherheit in der Aufnahmevorrichtung festgehalten wird. The invention is based, on the one hand, to facilitate the replacement of a drill with another drill and, on the other hand, to ensure that after the replacement the new drill is held with sufficient security in the receiving device.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Ausnehmung im Querschnitt segmentförmig mit stetig durchgehendem Boden ausgebildet ist und dass am Antriebsteil ein Sicherungsteil gelagert ist, das etwa in Axialrichtung des Antriebsteiles in eine das Mitnehmerglied in seiner Mitnahmestellung arretierende Stellung und in eine das Mitnehmerglied für seine Bewegung freigebende Stellung bewegbar ist. This object is achieved according to the invention in that the recess is segment-shaped in cross-section with a continuously continuous bottom and in that a securing part is mounted on the drive part, which, approximately in the axial direction of the drive part, in a position locking the driving element in its driving position and in a position for the driving element for it Movement releasing position is movable.
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Infolge der erfindungsgemässen Ausbildung wird der in die Aufnahmevorrichtung eingesetzte Bohrer durch den Sicherungsteil einwandfrei gehalten. Der Bohrer ist in beiden Drehrichtungen formschlüssig mit der Aufnahmevorrichtimg verbunden, so dass eine hohe Betriebssicherheit der Bohreinrichtung gewährleistet ist. Der Bohrer lässt sich ohne zusätzliche Werkzeuge einfach in die Längsbohrung der Aufnahmevorrichtung einschieben bzw. aus dieser herausziehen, wenn der Sicherungsteil in seine Freigabestellung bewegt worden ist. Die Ausnehmung im Bohrerschaft lässt sich infolge ihrer im Querschnitt segmentförmigen Ausbildung sehr einfach herstellen, so dass die Fertigung des Bohrers wirtschaftlich durchgeführt werden kann. As a result of the design according to the invention, the drill inserted into the receiving device is held properly by the securing part. The drill is positively connected to the receptacle in both directions of rotation, so that a high level of operational safety of the drilling device is guaranteed. The drill can be easily pushed into or pulled out of the longitudinal bore of the holding device without additional tools when the securing part has been moved into its release position. The recess in the drill shank is very easy to produce due to its cross-sectional configuration, so that the drill can be manufactured economically.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Unteransprüchen und den Zeichnungen. Further features of the invention result from the description, the subclaims and the drawings.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen: The invention is described in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:
Fig. 1 die erfindungsgemässe Bohreinrichtung teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht, 1 shows the drilling device according to the invention partly in section and partly in view,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1,
Fig. 3 den gleichen Querschnitt zur Erläuterung der bei Mitnahmestellung des Mitnehmergliedes auftretenden Mitnahmekräfte, 3 shows the same cross section to explain the driving forces that occur when the driving member is in the driving position,
Fig. 4 einen Radialschnitt durch die Bohreinrichtung, bei der der Rand des Bodens der Ausnehmung im Bohrerschaft radial nach aussen ausgehämmert ist, 4 shows a radial section through the drilling device in which the edge of the bottom of the recess in the drill shank is hammered radially outwards,
Fig. 5 einen Antriebskopf des Antriebsteiles der erfindungsgemässen Bohreinrichtung, 5 shows a drive head of the drive part of the drilling device according to the invention,
Fig. 6 den Bohrerschaft des Gesteinsbohrers in Seitenansicht und Fig. 6 shows the drill shaft of the rock drill in side view
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VU-VII in Fig. 6. FIG. 7 shows a section along the line VU-VII in FIG. 6.
Die Bohreinrichtung weist eine Aufnahmevorrichtung 1 und einen Gesteinsbohrer auf, dessen Schaft 2 eine verdickte Endzone 3 hat, mit der der Gesteinsbohrer in eine Längsbohrung 4 eines Antriebskopfes 5 des Antriebsteiles der Bohreinrichtung gesteckt ist. Der Antriebskopf 5 ist Teil der Aufnahmevorrichtung 1 und weist einen gleichaçhsig zur Längsbohrung 4 angeordneten Antriebszapfen 6 auf, der wesentlich kleineren Durchmesser als der Antriebskopf 5 hat und zur Verbindung der Bohreinrichtung mit einer nicht dargestellten Bohrmaschine dient. The drilling device has a receiving device 1 and a rock drill, the shaft 2 of which has a thickened end zone 3, with which the rock drill is inserted into a longitudinal bore 4 of a drive head 5 of the drive part of the drilling device. The drive head 5 is part of the receiving device 1 and has a drive pin 6 arranged identically to the longitudinal bore 4, which has a much smaller diameter than the drive head 5 and is used to connect the drilling device to a drilling machine, not shown.
Zur Übertragung des von der Bohrmaschine gelieferten Antriebsdreh-momentes auf den Bohrerschaft 2 ist in dessen Endzone 3 eine Mitnahmetasche 8 vorgesehen (Fig. 6). Die Mitnahmetasche 8 ist im Radialschnitt durch den Bohrerschaft 2 segmentförmig ausgebildet. Ihr Boden 9 bildet eine Mitnahmefläche, die über die ganze Breite des Bohrerschaftes 2 stetig durchgeht. Die Mitnahmefläche 9 hat einen Abstand a von der Bohrerachse 10 (Fig. 7), der vorteilhaft etwa 1/5 des Durchmessers d der Endzone 3 des Bohrerschaftes 2 beträgt. Im Ausführungsbeispiel ist die Mitnahmefläche 9 mit Hilfe eines Scheibenfräsers hergestellt, dessen spanabhebende Mantelfläche einen Arbeitsdurchmesser d hat, der vorteilhaft 60 bis 140 mm, beim Ausführungsbeispiel etwa 120 mm, beträgt. To transfer the drive torque supplied by the drilling machine to the drill shaft 2, a driving pocket 8 is provided in its end zone 3 (FIG. 6). The driving pocket 8 is formed in a radial section through the drill shaft 2 in the form of a segment. Your bottom 9 forms a driving surface that continuously passes over the entire width of the drill shank 2. The driving surface 9 is at a distance a from the drill axis 10 (FIG. 7), which is advantageously approximately 1/5 of the diameter d of the end zone 3 of the drill shank 2. In the exemplary embodiment, the driving surface 9 is produced with the aid of a disk milling cutter, the machining lateral surface of which has a working diameter d which is advantageously 60 to 140 mm, in the exemplary embodiment approximately 120 mm.
Zur formschlüssigen Mitnahme des Bohrers ist ein als Bolzen ausgebildetes Mitnehmerglied 12 vorgesehen, das in einer " Querbohrung 13 im Antriebskopf 5 geführt ist. Das Mitnehmerglied 12 ist an seiner dem Bohrerschaft zugewandten Stirnfläche treppenförmig abgestuft (Fig. 2) und hat eine an der Mitnahmefläche 9 anliegende Stufenkante 14, die in der Nähe der Diametralen des Bolzenquerschnittes und der Querbohrung 13 verläuft. For the positive entrainment of the drill, a driver member 12 designed as a bolt is provided, which is guided in a transverse bore 13 in the drive head 5. The driver member 12 is stepped on its end face facing the drill shank (FIG. 2) and has one on the driver face 9 adjacent step edge 14, which runs in the vicinity of the diametrals of the bolt cross section and the transverse bore 13.
Infolge dieser Ausbildung der Stirnseite des Mitnehmergliedes 12 ergibt sich eine sehr günstige Druckverteilung, die in Fig. 3 näher dargestellt ist. Die Stufenkante 14 liegt nämlich derart auf der Mitnahmefläche 9 auf, dass sich ein Tangentenwinkel a ergibt, der zweckmässig zwischen 5 ° und 450 liegt und vorteilhaft etwa 20-30° beträgt. As a result of this design of the end face of the driving member 12, there is a very favorable pressure distribution, which is shown in more detail in FIG. 3. The step edge 14 lies on the driving surface 9 in such a way that a tangent angle α results which is expediently between 5 ° and 450 and is advantageously approximately 20-30 °.
Im Ausführungsbeispiel ist die Aufnahmevorrichtung 1 bzw. deren Antriebskopf 5 von einem in axialer Richtung längsverschiebbaren Sicherungsteil 15 umgeben, der als Hülse ausgebildet ist und mit der das Mitnahmeglied 12 in der in Fig. 1 durch ausgezogene Linien dargestellten Mitnahmestellung arretiert werden kann. In the exemplary embodiment, the receiving device 1 or its drive head 5 is surrounded by a securing part 15 which is longitudinally displaceable in the axial direction and is designed as a sleeve and with which the driving member 12 can be locked in the driving position shown by solid lines in FIG. 1.
Die Hülse 15 steht unter dem Druck einer zum Antriebskopf gleichachsig angeordneten Schraubenfeder 16, die bestrebt ist, die Hülse 15 in einer solchen Stellung gegenüber dem Antriebskopf 5 zu halten, oder in diese Stellung zu führen, in der sie mit einem in axialer Richtung schmalen Bohrungsabschnitt 17 ihrer Axialbohrung die Querbohrung 13 überdeckt und das darin geführte Mitnahmeglied 12 gegen die auf dieses ausgeübten, radial wirkenden Mitnahmekräfte abstützt. The sleeve 15 is under the pressure of a helical spring 16 arranged coaxially with the drive head, which strives to hold the sleeve 15 in such a position relative to the drive head 5, or to guide it into this position in which it has a bore section which is narrow in the axial direction 17 of its axial bore covers the transverse bore 13 and supports the driving element 12 guided therein against the radially acting driving forces exerted on it.
Die Hülse 15 ist an ihrem antriebsseitigen Endabschnitt 18 rohrförmig ausgebildet und auf einem Ringbund 19, der an der Übergangszone vom Antriebskopf 5 zum Antriebszapfen 6 liegt, mit Schiebesitz gelagert. Dieser Ringbund ist durch eine bohrerseitig quer zur Antriebsachse verlaufende Ringschulter 20 begrenzt, an der die Schraubenfeder 16 anliegt. Die gegenüberliegende Anlagefläche 21 für die Schraubenfeder 16 begrenzt die axiale Erstreckung des Bohrungsabschnittes 17, der gemäss Fig. 1 in der mit strichpunktierten Linien angedeuteten Stellung so weit nach hinten durch Zug an der Hülse 15 verschoben werden kann, dass der Bohrungsabschnitt 17 das Mitnehmerglied 12 in radialer Richtung freigibt, so dass dieses nach aussen ausweichen kann, wenn durch Drehen des Bohrers entgegen seiner Drehrichtung das Mitnahmeglied 12 nach aussen in seine in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien dargestellte Freigabestellung verschoben wird. Der Bohrer kann dann aus der Längsbohrung 4 des Antriebskopfes 5 herausgezogen werden. The sleeve 15 is tubular at its drive-side end section 18 and is mounted on an annular collar 19, which lies at the transition zone from the drive head 5 to the drive pin 6, with a sliding fit. This ring collar is delimited by an annular shoulder 20 running on the drill side, transverse to the drive axis, on which the helical spring 16 rests. The opposite contact surface 21 for the helical spring 16 limits the axial extent of the bore section 17, which according to FIG. 1 in the position indicated by dash-dotted lines can be moved so far backwards by pulling on the sleeve 15 that the bore section 17 moves the driving member 12 in releases radial direction, so that it can deflect outwards when the driver member 12 is displaced outwards into its release position shown by dash-dotted lines in FIG. 1 by turning the drill counter to its direction of rotation. The drill can then be pulled out of the longitudinal bore 4 of the drive head 5.
Zur Aufnahme des Mitnehmergliedes 12 in der in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angegebenen Freigabestellung der Hülse 15 weist diese an ihrem bohrerseitigen Bohrungsabschnitt einen von dem Innenbund 22 bis zur Stirnseite der Hülse 15 reichenden Bohrungsabschnitt 23 auf, der eine ausreichende radiale Ausweichmöglichkeit für das Mitnehmerglied 12 gewährleistet und in der Mitnahmestellung einen die Axialbewegung in der Hülse 15 begrenzenden O-Ring 24 übergreift, der in eine in der zylindrischen Umfangsfläche des Antriebskopfes 5 vorgesehene Ringnut 25 eingesetzt ist. Im Ausführungsbeispiel besteht der O-Ring aus Gummi. Im Betrieb der Bohreinrichtung dient der O-Ring 24 auch als Dichtung und verhindert, dass Bohrstaub und dgl. in die Aufnahmevorrichtung 1 gelangt. To receive the driving member 12 in the release position of the sleeve 15 indicated by dash-dotted lines in FIG. 1, this has on its drill-side bore section a bore section 23 which extends from the inner collar 22 to the end face of the sleeve 15 and which provides a sufficient radial escape option for the driving member 12 guaranteed and in the driving position overlaps the axial movement in the sleeve 15 limiting O-ring 24 which is inserted into an annular groove 25 provided in the cylindrical peripheral surface of the drive head 5. In the exemplary embodiment, the O-ring is made of rubber. During operation of the drilling device, the O-ring 24 also serves as a seal and prevents drilling dust and the like from getting into the receiving device 1.
Die dargestellte Ausbildung der Aufnahmevorrichtung und insbesondere des Antriebskopfes 5 in Verbindung mit der Hülse 15 sowie dem Mitnehmerglied 12 gewährleistet eine leicht lösbare, jedoch drehfeste Verbindung zwischen dem Bohrer und der Antriebsmaschine, wobei die in Fig. 4 angedeutete Möglichkeit, dass sich der Bohrerschaft beim Bohren radial nach aussen aushämmert, weitgehend vermieden ist. Bei diesem unerwünschten Aushämmern bildet sich ein etwa radial nach aussen ragender Grat 31 am Rand der Mitnahmefläche 9, der verhindert, dass der Bohrer aus der Längsbohrung 4 des Antriebskopfes 5 herausgezogen werden kann. The illustrated design of the receiving device and in particular of the drive head 5 in connection with the sleeve 15 and the driver member 12 ensures an easily detachable but non-rotatable connection between the drill and the drive machine, the possibility indicated in FIG. 4 that the drill shaft during drilling hammered radially outwards, is largely avoided. With this undesired hammering out, a ridge 31 projecting approximately radially outwards forms at the edge of the driving surface 9, which prevents the drill from being pulled out of the longitudinal bore 4 of the drive head 5.
Das Mitnehmerglied 12 ist an seiner rückwärtigen Mantelfläche 27 geringfügig abgeflacht, wobei die Wandung der Querbohrung 13 an ihrer der Umfangsfläche des Antriebskopfes .5 benachbarten Zone in die Querbohrung 13 hineingestaucht ist. Diese Stauchung bildet eine Verdrehsicherung für das Mitnehmerglied 12 und stellt sicher, dass dieses in bezug auf die Mitnahmefläche 9 jeweils die richtige Lage einnimmt. Die abgeflachte Mantelfläche 27 des Mitnehmergliedes 12 The driver member 12 is slightly flattened on its rear lateral surface 27, the wall of the transverse bore 13 being dipped into the transverse bore 13 at its zone adjacent to the peripheral surface of the drive head. This compression forms an anti-twist device for the driver member 12 and ensures that the driver member assumes the correct position with respect to the driver surface 9. The flattened lateral surface 27 of the driver member 12
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dient gleichzeitig als axiale Begrenzung, wenn sich beispielsweise der Bohrer beim Herausziehen aus seinem Bohrloch verklemmt hat und zum Lösen des Bohrers an der Aufnahmevorrichtung gezogen wird. Dann legt sich nämlich in der aus Fig. 6 erkennbaren Weise das Mitnahmeglied 12 gegen die rückwärtige Seitenfläche 7, durch welche die Mitnahmetasche 8 in axialer Richtung begrenzt ist. Beim Zurückziehen liegt das Mitnehmerglied 12 flächig an der Seitenfläche 7 der Mitnahmetasche 8 an, so dass die beim Zurückziehen auftretenden Kräfte flächig vom Mitnehmerglied 12 auf die Seitenfläche 7 übertragen werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Gratbildung an der Seitenfläche vermieden, die in diesem Bereich bei Linienberührung auftreten und das Herausziehen des Bohrers aus der Aufnahmevorrichtung 1 erschweren würde. also serves as an axial limitation if, for example, the drill is jammed when it is pulled out of its borehole and is pulled on the holding device to release the drill. Then, in the manner shown in FIG. 6, the entrainment member 12 lies against the rear side surface 7, by which the entrainment pocket 8 is delimited in the axial direction. When pulling back, the driving member 12 lies flat against the side surface 7 of the driving pocket 8, so that the forces occurring during pulling back are transmitted flat from the driving member 12 to the side surface 7. This advantageously avoids the formation of burrs on the side surface which would occur in this area when touching the lines and would make it difficult to pull the drill out of the receiving device 1.
Die Endzone 3 des Bohrerschaftes 2 weist eine Fase 28 auf, deren Grösse etwa der Tiefe 11 der Mitnahmetasche 8 entspricht. Der durch die Fase 28 gebildete Kegelstumpf erleichtert das Einführen des Bohrerschaftes in die Aufnahmevorrichtung, weil mit der Fase 28 das Mitnehmerglied 12 radial nach aussen geschoben werden kann, wenn sich die Hülse 15 in der in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angegebenen Freigabestellung befindet. The end zone 3 of the drill shank 2 has a chamfer 28, the size of which corresponds approximately to the depth 11 of the driving pocket 8. The truncated cone formed by the chamfer 28 facilitates the insertion of the drill shaft into the receiving device, because the driver member 12 can be pushed radially outward with the chamfer 28 when the sleeve 15 is in the release position indicated by dash-dotted lines in FIG. 1.
Ausserdem wird durch die Fase 28 die Planfläche 29 an der rückwärtigen Stirnseite des Bohrerschaftes erheblich verringert. Dadurch wird verhindert, dass die beim Schlag- und Hammer-Bohren auf die Planfläche 29 ausgeübten Schlagkräfte ein Abknicken des Bohrerschaftes im Bereich der nur einseitig angeordneten Mitnahmetasche 8 bewirken können. Die Planfläche 29 bildet die Stirnfläche eines zylindrischen Kerns 30 der Bohrerendzone 8—3 (Fig. 6), und der Durchmesser der Planfläche bestimmt den Quenchnitisdurchmesser s des Kerns. Die Planfläche 29 hat dabei ve. ;i'haft zur Vermeidung eines Knickens im Bereich der Mitn; iimetasche 8 eine solche Lage, dass der Kern 30 höchstens b; an die Mitnahmefläche 9 der Mitnahmetasche 8 reicht, so d sss der zylindrische Kern 30 über die ganze Länge der Endzone 3 konstanten Querschnitt hat. In addition, the chamfer 28 significantly reduces the flat surface 29 on the rear face of the drill shank. This prevents the impact forces exerted on the flat surface 29 during hammer and hammer drilling from causing the drill shaft to kink in the area of the driving pocket 8 which is only arranged on one side. The flat surface 29 forms the end surface of a cylindrical core 30 of the drill end zone 8-3 (FIG. 6), and the diameter of the flat surface determines the quenchnitis diameter s of the core. The flat surface 29 has ve. ; i'haft to avoid kinking in the area of the Mitn; iimetasche 8 such a position that the core 30 at most b; extends to the driving surface 9 of the driving pocket 8, so that the cylindrical core 30 has a constant cross section over the entire length of the end zone 3.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemässen Bohreinrichtung besteht darin, dass bei einem Durchmesser der mit der Mitnahmetasche 8 versehenen Endzone 3 von 10-12 mm die Bohrwerkzeuge einen Arbeitsdurchmesser bis zu 20 mm haben können. Durch die Zwangsverriegelung mit Hilfe der Hülse 15 sind die verwendeten Bohrer in beiden Drehrichtungen gehalten, wodurch eine erhebliche Steigerung der Betriebssicherheit erreicht wird. Ausserdem wird verhindert, dass sich der Bohrer in der Aufnahmevorrichtung verklemmt und deformiert wird. The particular advantage of the drilling device according to the invention is that with a diameter of the end zone 3 provided with the driving pocket 8 of 10-12 mm, the drilling tools can have a working diameter of up to 20 mm. Due to the positive locking with the aid of the sleeve 15, the drills used are held in both directions of rotation, whereby a considerable increase in operational safety is achieved. In addition, the drill is prevented from becoming jammed and deformed in the receiving device.
Die erfindungsgemässe Ausbildung der Aufnahmevorrichtung erlaubt ferner eine rasche Auswechslung der Bohrwerkzeuge, ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie Schlüssel, Keile oder dgl. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Mitnahmefläche 9 leicht konvex gekrümmt. Sie kann aber auch eben oder leicht konkav ausgebildet sein. Wesentlich ist nur, dass die Mitnahmefläche stetig über die ganze zugehörige Breite der Endzone 3 verläuft. The design of the receiving device according to the invention also allows the drilling tools to be replaced quickly without additional aids, such as keys, wedges or the like. In the embodiment described above, the driving surface 9 is slightly convexly curved. But it can also be flat or slightly concave. It is only essential that the driving surface runs continuously over the entire associated width of the end zone 3.
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