DE1253180B

DE1253180B - Erdbohrer

Info

Publication number: DE1253180B
Application number: DET18454A
Authority: DE
Inventors: Albert G Newbold
Original assignee: Trainer Associates Inc
Current assignee: Trainer Associates Inc
Priority date: 1959-05-28
Filing date: 1960-05-28
Publication date: 1967-10-26

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

E02d

Deutsche KL: 84 c-17/14

Nummer: 1253180

Aktenzeichen: T18454 V/84 c

Anmeldetag: 28. Mai 1960

Auslegetag: 26. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft einen Erdbohrer mit um seinen Schaft sich erstreckendem, von der Bohrspitze sich nach oben verbreiterndem Schraubenblatt und am Umfang des Schraubenblattes in Abständen in Halterungen befestigten Bohrzähnen mit keilförmigen Schneidkanten.

Bei einer bekannten Ausführungsform haben die Bohrzähne eine breite, etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung stehende und in die Bewegungsrichtung weisende Fläche, deren untere waagerechte und äußere senkrechte Kante durch rückseitige Abschrägung als keilförmige Schneidkanten ausgebildet sind. Beim Drehen des Bohrers zerkleinern diese Bohrzähne das zu bohrende Material nach Art von Schabe- oder Schrämwerkzeugen. Diese bekannte Ausbildung und Anordnung der Bohrzähne hat jedoch den Nachteil, daß jeder Bohrzahn das losgelöste Bohrgut mit seiner Breitseite vor sich her schiebt und es erst verhältnismäßig spät und in unkontrollierter Weise an das Schraubenblatt zwecks Weiterförderung ao nach oben abgibt. Dieser Nachteil macht sich insbesondere bei nicht rein felsigem, sondern mehr erdigem oder gemischtem Boden bemerkbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Bohrleistung eines derartigen Erdbohrers insbesondere beim Bohren in weicherem bzw. wechselndem Boden zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Bohrzähne als im Schnitt dreieckige, keilförmige Körper ausgebildet sind und daß mindestens einige der Bohrzähne so befestigt sind, daß ihre die Schneidkante enthaltende Mittelebene etwa in der Mittelebene des Schraubenblattes Hegt. Bei dieser Ausbildung und Anordnung als Keilwerkzeuge wirken die Bohrzähne nach der Erfindung weniger schabend oder schrämend, sondern schneiden mit ihren Schneidkanten unmittelbar zerteilend in das zu bohrende Material ein. Durch ihre mittige Anordnung in bezug auf das Schraubenblatt wird das von ihnen losgeschnittene Bohrgut gleichmäßig von den beiden Keilflächen des Bohrzahnes auf die Ober- und Unterseite des Schraubenblattes geleitet und von dieser nach oben abgeführt, ohne dabei einen einseitig nach oben oder unten auf das Schraubenblatt wirkenden Druck auszuüben. Bei bisher üblichen Erdbohrern war ein großer Teil der Antriebskraft zur Überwindung dieses einseitig des Schraubenblatt belastenden Druckes erforderlich. Die Ausbildung des Bohrers nach der Erfindung ermöglicht bei vergrößerter Bohrleistung eine erhebliche Einsparung an Antriebsenergie.
Vorzugsweise sind die der Bohrspitze näher anErdbohrer

Anmelder:

Trainer Associates Inc.,
Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Koch und Dr. R. Glawe, Patentanwälte,

München 22, Liebherrstr. 20

Als Erfinder benannt:

Albert G. Newbold, Lima, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 28. Mai 1959 (816 496)

geordneten Bohrzähne mit ihrer Mittelebene in der Mittelebene des Schraubenblattes angeordnet, während die von der Bohrspitze entfernteren Bohrzähne mit ihrer Schneidkante etwa senkrecht zur Mittelebene des Schraubenblattes angeordnet sind. Die unteren Bohrzähne besorgen dabei die eigentliche Arbeit des Lösens und Entfernens des zu bohrenden Materials, während die höher angeordneten, parallel zur Bohrerachse gestellten Bohrzähne im wesentlichen die Ränder des Bohrlochs glätten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Halterung der Bohrzähne derart ausgebildet, daß sie das Einsetzen der Bohrzähne in zwei gegeneinander um 180° gedrehten Stellungen ermöglicht, in denen die Schneidkante jeweils in der Mittelebene des Schraubenblattes liegt, aber mit dem zur Bohrerachse gezogenen Radius einen unterschiedlichen Winkel einschließt. Es hat sich gezeigt, daß für verschiedene Arten des zu bearbeitenden Bodens verschiedene Winkel zwischen Schneidkante und Radius vorteilhaft sind. So bringt eine im Sinn der Bohrerdrehung voreilende Stellung der Schneidkante bei weichererem Boden, eine nacheilende Stellung bei härterem Boden eine bessere Bohrleistung. Diese Ausbildung der Halterung der Bohrzähne ermöglicht eine Anpassung an wechselnde Bodenverhältnisse.

Eine besonders einfache Ausbildung der Halterung für die Bohrzähne besteht darin, daß von der Basisfläche der Bohrzähne ausgehende Lagerschäfte vorgesehen sind, die in entsprechende, an dem Schrau-

709679/178

3 4

benblatt ausgebildete Aussparungen einsteckbar und liegen, während ein Bohrzahn 24 α oder mehrere, die

in der eingesteckten Stellung durch Stifte sicherbar am oberen Teil 34 des Schraubenblattes 20 befestigt

sind. Der Bohrdruck wirkt dabei stets so auf die sind, zur Mittelebene des Schraubenblattes 20 hin

Bohrzähne, daß er sie in die Halterung hineindrückt, unter einem rechten Winkel angeordnet sind, was zu so daß an die Sicherung der Bohrzähne keine großen 5 einer äußerst glatten und sauberen Bearbeitung der

Anforderungen gestellt werden müssen. Um das oben- Bohrlochwandung führt.

erwähnte Einsetzen der Bohrzähne in zwei verschie- Wenn der Erdbohrer 10 im Boden gedreht wird, denen Winkelstellungen zu ermöglichen, ist Vorzugs- dringt die Bohrspitze 14 unter geringem Kraftaufweise der Lagerschaft jedes Bohrzahnes asymmetrisch wand tief in den Boden ein, und das Bohrgut wird ausgebildet. io von der Bohrspitze 14 gegen das vordere Ende des

Vorteilhafterweise sind die Keilflächen jedes Bohr- Schraubenblattes 20 gelenkt. Die Profilaußenkante zahnes mit Rillen versehen. Hierdurch wird die Rei- des Schraubenblattes 20, innerhalb der ein keilförmibung der Bohrzähne an dem bereits losgebrochenen ger Bohrzahn 24 montiert ist, dringt als Führungs-Material, das von den Keilflächen an das Schrauben- kante gut in den Boden ein. Die keilförmige Ausbilblatt weitergegeben wird, verringert, wodurch eben- 15 dung des Bohrzahnes 24 und seine mittige Anordfalls Antriebskraft eingespart werden kann. nung in bezug auf die Ebene des Schraubenblattes 20

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des ermöglicht das Ablenken der Erde oder des Materials

Erdbohrers beispielsweise dargestellt. Es zeigt oberhalb und unterhalb des Schraubenblattes 20 und

F i g. 1 den Erdbohrer in perspektivischer Dar- erteilt dieser ohne Rücksicht auf die Art oder die

stellung, 20 Beschaffenheit des Bodens eine verhältnismäßig

F i g. 2 die Halterung eines Bohrzahnes im Schrau- gleichmäßige Schneidwirkung. Das Schraubenblatt

benblatt, 20 bewegt sich dementsprechend in einer einfachen

Fig. 3 eine Seitenansicht der Halterung gemäß schraubenlinienförmigen Bahn durch den Boden,

F i g. 2, während vor ihr die Bohrzähne 24 eine Bahn schnei-

F i g, 4 und 5 einen einzelnen Bohrzahn in Drauf- 35 den. Dies vermindert weitgehend die zum Drehen

sieht und Seitenansicht. des Erdbohrers 10 im Boden erforderliche Kraft.

In F i g. 1 ist ein Erdbohrer 10 mit einem axialen Dieser Kraftaufwand beim Drehen wird ferner durch

Schaft 12 gezeigt, an dessen unterem Ende durch die Rillen 38 an den Keilflächen 36 der Bohrzähne

Einsetzen von Mitnehmerlappen in entsprechende 24 vermindert, die ein Anhaften von Bodenteilchen

Nuten im unteren Ende des Schaftes 12 eine Bohr- 30 an den Keilflächen 36 der Bohrzähne 24 und einen

spitze 14 montiert ist. Ein Bohrfutter 19 am oberen dadurch hervorgerufenen Widerstand oder eine Be-

Ende des Schaftes 12 bildet ein Mittel zum Anschlie- hinderung der Bewegung der Bohrzähne 24 verhin-

ßen des Erdbohrers 10 an einen rotierenden Antrieb. dem. Da die Lagerschäfte 30 der Bohrzähne 24

Ein Schraubenblatt 20 beginnt am unteren Teil des innerhalb der Aussparungen 28 in den erweiterten Schaftes 12 verhältnismäßig eng an der Außenfläche 35 Teilen 34 des Schraubenblattes 20 montiert und gedes Schaftes 12, verbreitert sich nach oben zu fort- schützt sind, sind sie der Schneidtätigkeit nicht ausschreitend und erreicht eine größere radiale Aus- gesetzt und können daher äußerst zäh gemacht werladung am oberen Ende 22 in der Nähe des oberen den, so daß ein Sprödewerden derselben vermieden Endes des Schaftes 12. An ausgewählten Punkten ent- wird. Diese Art der Montage der Lagerschäfte 30 lang der Profilaußenkante des Schraubenblattes 20 40 schützt auch vor Verschleiß und erleichtert das Aussind keilförmig ausgebildete Bohrzähne 24 in einer wechseln gebrochener oder abgenutzter Bohr-Weise montiert, daß die Wirklinie dieser Bohrzähne zähne 24.

24 in bezug auf die Ebene des Schraubenblattes 20 Die exzentrische Anordnung der Lagerschäfte 30 zentriert ist. Die Profilaußenkante des Schrauben- (Fig. 4) und die Möglichkeit, sie in zwei um 180° blattes 20 ist dementsprechend ausgeschnitten, so daß 45 gegeneinander verdrehten Lagen einzusetzen (F i g. 2) Taschen 26 gebildet werden können, die in der Mitte ermöglicht es, den Angriffswinkel der Bohrzähne 24 mit je einer Bohrung versehen sind, so daß die in zwischen einer voreilenden und nacheilenden Stel-F i g. 2 gezeigten Aussparungen 28 entstehen, die die lung, je nach Beschaffenheit des zu bearbeitenden Lagerschäfte 30 der Bohrzähne 24 aufnehmen. Durch Bodens, zu wechseln. Die in F i g. 2 in vollen Linien die Löcher 33 werden in die verstärkten Teile 34 des 50 gezeigte voreilende Einsatzstellung ergibt eine hohe Schraubenblattes 20 zur Befestigung der Lagerschäfte Schneidwirkung in weicherem Boden, während die 30 innerhalb der Aussparungen28 Stifte32 durch- in Fig. 2 in unterbrochenen Linien dargestellte, gesteckt, die beispielsweise kegelig verjüngt sein gegen die erstere um 180° verdrehte nacheilende Einkönnen. Diese Lagerschäfte 30 sind beispielsweise in satzstellung eine höhere Schneidleistung bei dichterem einer zur Ebene des Schraubenblattes 20 parallelen 55 und härterem Boden, z. B. gefrorenem oder steinigem Ebene (F i g. 4) exzentrisch angeordnet, und dies ge- Boden und sogar bei ungebrochenem oder verfestigstattet eine Veränderung des Angriffswinkels der tem Boden, ermöglicht.

Bohrzähne 24 zwischen einer in F i g. 2 in vollen Die Bohrzähne 24 und die Bohrspitze 14 können

Linien gezeigten voreilenden und einer ebendort in zur Verbesserung der Eindringfähigkeit dieser Teile

unterbrochenen Linien gezeigten nacheilenden Stel- 60 für die Verwendung beim Bohren härterer Boden-

lung, die man beim Einsetzen der Bohrzähne 24 in materialien, wie ungebrochenem oder verfestigtem

die Aussparungen 28 in um 180° verdrehter Stellung oder felsigem Boden, gehärtet oder mit einer harten

erhält. Die Keilflächen 36 der Bohrzähne 24 sind bei- Auflage versehen sein. Dies kann z. B. dadurch er-

spielsweise mit Rillen 38 versehen, die ein Anhaften reicht werden, daß an den Keilflächen 36 ein hartes

von Bohrgutteilchen an den Keilflächen 36 verhin- 65 Material, z. B. ein solches, das Wolframkarbidteilchen

dem, während diese durch den Boden geführt werden. enthält, angebracht ist. Dank der universellen Ein-

Die unteren Bohrzähne 24 sind derart angeordnet, dringleistung dieser Teile in einer Vielzahl unter-

daß sie in der Mittelebene des Schraubenblattes 20 schiedlicher Bodenmaterialien verschiedener Härte

Claims

und Beschaffenheit bei alleiniger Veränderung der Härte der wirksamen Teile der Bohrzähne 24 und der vorbohrenden Bohrspitze 14 ist der Erdbohrer 10 nach der Erfindung mit Erfolg zur Verwendung beim Bohren fast jeder Art von Bodenformationen, ohne Rücksicht auf deren unterschiedliche Beschaffenheit oder Härte, geeignet, während bisher mindestens vier unterschiedliche Arten von Erdbohrern getrennt verwendet werden mußten, um den gleichen Bereich unterschiedlicher Bodenarten bewältigen zu können. Patentansprüche:

1. Erdbohrer mit um seinen Schaft sich erstreckendem, von der Bohrspitze sich nach oben verbreiterndem Schraubenblatt und am Umfang des Schraubenblattes in Abständen in Halterungen befestigten Bohrzähnen mit keilförmigen Schneidkanten, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrzähne (24) als im Schnitt dreieckige, keilförmige Körper ausgebildet sind und daß mindestens einige der Bohrzähne (24) so befestigt sind, daß ihre die Schneidkante (29) enthaltende Mittelebene (31) etwa in der Mittelebene des Schraubenblattes (20) liegt.

2. Erdbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Bohrspitze (14) näher angeordneten Bohrzähne (24) mit ihrer Mittelebene (31) in der Mittelebene des Schraubenblattes (20) angeordnet sind, während die von der Bohrspitze (14) entfernteren Bohrzähne (24 a) mit ihrer Schneidkante (29) etwa senkrecht zur Mittelebene des Schraubenblattes (20) angeordnet sind.

3. Erdbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Bohrzähne (24) derart ausgebildet ist, daß sie das Einsetzen der Bohrzähne (24) in zwei gegeneinander um 180° gedrehten Stellungen ermöglicht, in denen die Schneidkante (29) jeweils in der Mittelebene des Schraubenblattes (20) liegt, aber mit dem zur Bohrerachse gezogenen Radius einen unterschiedlichen Winkel einschließt.

4. Erdbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung der Bohrzähne (24) von deren Basisfläche (27) ausgehende Lagerschäfte (30) vorgesehen sind, die in entsprechende, am Schraubenblatt (20) ausgebildete Aussparungen (28) einsteckbar und in der eingesteckten Stellung durch Stifte (32) sicherbar sind.

5. Erdbohrer nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstecken eines Bohrzahnes (24) in zwei gegeneinander um 180° gedrehten Stellungen mit gegenüber dem Radius zur Bohrerachse verschiedenem Schneidkantenwinkel der Lagerschaft (30) asymmetrisch ausgebildet ist.

6. Erdbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (36) jedes Bohrzahnes (24) mit Rillen (38) versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 707 481;
USA.-Patentschriften Nr. 1 848 192, 2 221 680,
838 285, 2 846 192.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 679/176 10. 67 @ Bundesdruckerei Berlin