DE1944551C3 - Gesteinsbohrkrone - Google Patents

Description

maß der Erfindung;

F i g. 2 ist eine Ansicht auf die Stirnfläche des Bohrers nach F i g. 1;

F i g. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-I1I in F i g. 2;

F i g. 4 ist ein Schnitt nach Linie !V-IV in F i g. 2; F i g. 5 ist ein Schnitt nach Linie V-V in F i g. 2; und

F i g. 6 zeigt eine abgewandelte Einzelheit eines Schneideinsatzes.

Die Bdi.-krone besteht im wesentlichen aus einem konischen Grundkörper 10 mit zentraler Bohrung 12 mit Gewinde 14; sie kann auch unmittelbar am vorderen Ende einer Bon· stange ausgebildet sein.

Der Grundkörper 10 erweitert sich konisch vom schmaleren, oberen Teil zum dickeren unteren Teil 18, welcher das Arbeitsteil der Krone ist. Der Grundkörper 10 endet in einer im wesentlichen flachen Arbeitsfläche 20. Diese Arbeits- bzw. Stirnfläche 20 weist über den Umfang verteilt Nuten oder Schlitze 22 auf, welche nicht radial verlaufen. Die Schlitze 22 sind parallel zueinander und seitlich gegenübereinander versetzt In ao diesen Schlitzen 22 sind Hartmetalleinsätze 24, beispielsweise aus Wolframcarbid, eingesetzt. Die Einsätze 24 haben im Querschnitt gesehen Rechteckform mit aufgesetztem Dreieck. Mit dem dreieckigen bzw. keilförmigen Teil ragen die Einsätze aus den Schlitzen 22 hinaus. Es sind zwei solche Einsätze 24 vorgesehen, die diametral zueinander und seitlich gegeneinander versetzt und in einem Winkel zum Radius verlaufen

Zwischen den Schneideinsätzen 24 und über den Umfang verteilt sind zylindrische bzw. stangenförmige oder knopfförmige Einsätze 26 aus hartem Material, insbesondere aus Wolframcarbid, vorgesehen. Und zwar sind im Ausführungsbeispiel vier solcher zylindrisch-knopfförmiger Einsätze vorgesehen. Sie haben die Form von Zylindern mit aufgesetzter Kugelkalotte. Die Einsätze 26 sind in Bohrungen 28 eingesetzt. Diese Bohrungen und damit die Einsätze 26 verlaufen geneigt zur Bohrachse, so daß sie am Umfang der Bohrkrone zur Wirkung kommen.

Die Einsätze können durch Lötung, insbesondere Hartlötung, aber auch durch Pressung in den entsprechenden Ausnehmungen befestigt sein.

Im zentralen Bereich der Krone ist ein kleinerer knopfförmiger Einsatz 30 in eine Bohrung 32 eingesetzt. Es können auch mehrere solcher zentraler Einsätze vorgesehen sein, deren Achsen parallel oder geneigt zur Bohrkronenachse sein können. Durch diese Einsätze 30 wird der zentrale Bereich der Bohrlochsohle bearbeitet und weggebrochen.

Wenigstens der verbreiterte untere Teil der Bohrkrone ist mit mehreren axial verlaufenden Nuten 34 versehen, durch welche das Bohrklein leicht abgeführt wird.

Ferner kann durch die zentrale Bohrung 12 und von dieser abzweigende Bohrungen 36 Druckluft zum Freiblasen der Bohrlochsohle zugeführt werden (F i g. 5). Die Bohrungen 36 münden in radiale Kanäle 38 auf der Stirnfläche der Bohrkrone aus. Diese Kanäle 38 sind zwischen je zwei knopfförmigen Einsätzen 26 vorgesehen.

Der Kegelwinkel der bekannten mit keilförmigen oder mit knopfförmigen Einsätzen versehenen Bohrkronen beträgt ungefähr 3° an jeder Seite (Konus 6°). Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Bohrkronen viel größer und es vorteilhaft ist, den Kegelwinkel wenigstens bei dem unteren Teil 18 des Bohrers weit größer zu machen; ungefähr 6 bis 8° axialer Freiwinkel (also 12 bis 16° Kegelwinkel) haben sich als vorteilhaft herausgestellt. Dieser größere Kegelwinkel erleichtert das Nachschleifen des Umfanges des Bohrkronenkörpers, wenn die Einsätze 24 an ihren äußeren Ecken abgerundet bzw. abgenutzt werden. Durch solches Nachschleifen wird die ursprüngliche Wirksamkeit wieder hergestellt. Bei dem größeren Kegelwinkel kann das Material am Umfang abgetragen werden, ohne daß die Bohrkrone in dem Bohrloch klemmt

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in den Ausnehmungen 40 (F i g. 1 und 3), die sich axial an die keilförmigen Einsätze 24 anschließen. Durch diese Ausnehmungen 40 wird das Nachschleifen erleichtert, auch ertauben sie ein leichteres Abtragen bzw. Verschleißen des Stahles, wenn die keilförmigen Einsätze verschleißen.

Im Bereich der Einsätze 26 ist die Stirnfläche 20 mit Abschrägungen 42 versehen. Hierdurch wird das Bohren der Löcher 28 für die Einsätze 26 erleichtert, und die Einsätze 26 kommen besser zur Wirkung.

F i g. 6 zeigt einen blockförmigen Einsatz 24a, dessen äußeres Ende abgeschrägt ist. Die Schneiden 52 der Einsätze 24a verlaufen also zunächst rechtwinklig zur Bohrkronenachse, sind aber an ihren äußeren Enden mit Abschrägungen 50 versehen. Durch diese Abschrägungen 50 wird eine längere Lebensdauer erzielt.

In jedem Fall wird mit der erfindungsgemäßen Bohrkrone eine Schneidwirkung mit einer brechenden bzw. zertrümmernden Wirkung kombiniert, wenn die Bohrkrone auf der Bohrlochsohle gedreht und gleichzeitig geschlagen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche: 1

1. Gesteinsbohrkrone, insbesondere für schlagendes oder drehschlagendes Bohren, an deren Stirnfläche schneidenförmige und knopf- bzw. stiftförmige Einsätze angeordnet sind, die zumindest teilweise aus Hartmetall bestehen, und die einen zentralen Spülkanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die knopf- bzw. stiftförmigen Hartmetalleinsätze (26) über den Umfang der Stirnfläche (20) verteilt zwischen den schneidenförmigen Einsätzen (24), welche gleichfalls aus Hartmetall bestehen, angeordnet sind.

2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die knopf- bzw. stiftförmigen Hartmetalleinsätze (26) gegenüber der Bohrkronenachse nach außen geneigt sind.

3. Bohrkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich der Stirn· fläche (20) außermittig versetzt ein weiterer Hartmetallstift bzw. -knopf (30) vorgesehen ist.

4. Bohrkrone nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei einander diametral gegenüberliegende, seitlich versetzt und in einem Winkel zum Radius verlaufend angeordnete schneidenförmige Einsätze (24) und vier stift- bzw. knopfförmige Einsätze (26).

5. Bohrkrone nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der zentralen Spülbohrung (12) abzweigende Kanäle (36) vorgesehen sind.

6. Bohrkrone nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigkanäle (36) in radial auf der Stirnfläche (20) verlaufende Nuten (38) münden.

7. Bohrkrone nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Bohrkronenmantels weitere Nuten (34) verlaufen.

8. Bohrkrone nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten bzw. Auskehlungen (24) zwischen je zwei knopf- bzw. stiftförmigen Einsät- +0 zen (26) angeordnet sind und mit den radialen Kanälen (38) in Verbindung stehen.

9. Bohrkrone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Freiwinkel wenigstens des an die Stirnfläche (20) anschließenden Teiles (18) des Grundkörpers (t0) 5 bis 8° beträgt.

10. Bohrkrone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Stirnfläche (20) aufweisende Teil (18) des Grundkörpers (10) über eine Ringschulter bzw. einen Absatz in einen schiankeren, konischen Teil übergeht.

11. Bohrkrone nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich von dem verjüngten Teil des Grundkörpers (10) Hinterschneidungen bzw. Auskehlungen (40) in den verbreiterten unteren, die Stirnfläche (20) aufweisenden Teil (18) hinein erstrecken, welche die gleiche Neigung wie der verjüngte Teil des Grundkörpers aufweisen und kurz vor den schneidenförmigen Einsätzen (24) enden.

12. Bohrkrone nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (20) im Bereich der stift- bzw. knopfförmigen Einsätze (26) mit Abschrägungen (42) versehen ist.

13. Bohrkrone nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schneidenförmigen Einsätze (24) an ihren äußeren Enden Abschrägungen (50) aufweisen.

551 ₂

Die Erfindung betrifft eine Gesteinsbohrkrone, insbesondere für schlagendes oder drehschlagendes Bohren, an deren Stirnfläche schneidenförmige und knopf- bzw. stiftförmige Einsätze angeordnet sind, die zumindest teilweise aus Hartmetall bestehen und die einen zentralen Spülkanal aufweist.

Eine derartige Bohrkrone ist bereits aus der US-PS 3 289 776 bekannt Dabei handelt es sich allerdings um eine Sonderausführung in Form einer Pilot-Bohrkrone. Der in der Achse des Bohrlochs liegende Pilot-Schneider weist dabei schneidenförmige Einsätze auf, von denen einer radial und zwei weitere in Umfangsrichtung angeordnet sind; die knopf- bzw. stiftförmigen Einsätze sind an den gegenüber dem Pilot-Schneider axial zurückversetzten Teil der Bohrkrone stufenförmig hintereinander vorgesehen, und zwar ist dieser zurückversetzte Teil der Bohrkrone mit dem knopf- bzw. stiftförmigen Einsätzen exzentrisch zu dem Pilot-Schneider mit den schneidenförmigen Einsätzen ausgebildet.

Es wird also nur das Zentrum des Bohrlochs von den Schneiden beaufschlagt, während der ganze übrige Umfangsbereich nur von den knopf- bzw. stiftförmigen Einsätzen beaufschlagt wird.

Aus der deutschen Patentschrift 911 003 ist ferner ein schneirfenförmiger Meißel für eine drehend-schlagend wirkende Hammerbohrmaschine bekannt. Der Meißel ist dabei schmal bzw. dünn im Vergleich zur gesamten Länge seiner Schneide bzw. zum Bohrlochdurchmesser. Die Schneide ist dabei stufenförmig ausgebildet, wobei die äußeren Stufen gegenüber den inneren Stufen vorstehen. Dadurch soll sich der bei der Arbeit bildende innere Kern des Gebirges entspannen und somit leicht mittels der inneren Stufen entfernt werden können. Die einzelnen Schneidenstufen sind dabei in erster Linie schneidenförmig; für härteres Gestein wird aber auch eine Kombination von schneidenartigen und stiftförmigen, nämlich pyramidenförmigen Schneidspitzen, vorgeschlagen. Allerdings dürfte auch diese Ausführung nur für relativ leichtes, bröckliges Gebirge anwendbar sein.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gesteinsbohrkrone der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die einen schnelleren Bohrfortschritt bei längerer Lebensdauer gestattet. Die Lösung besteht gemäß der Erfindung darin, daß die knopf- bzw. stiftförmigen Hartmetalleinsätze über den Umfang der Stirnfläche verteilt zwischen den schneidenförmigen Einsätzen, welche gleichfalls aus Hartmetall bestehen, angeordnet sind. Gemäß der Erfindung sind also die schneidenförmigen und die knopf- bzw. stiftförmigen Einsätze derart miteinander kombiniert, daß sie beim drehend schlagenden Bohren jeweils nacheinander auf die gesamte Umfangspartie der Bohrlochsohle zur Wirkung kommen: Die durch einen Meißelschlag gelockerten Gesteinspartikel werden durch den Stoß bzw. Aufprall des nachfolgenden knopf- bzw. stiftförmigen Einsatzes weiter gelockert bzw. losgeschlagen. Gemäß der Erfindung ergänzen und steigern sich also die schneidenförmigen und knopf- bzw. stiftförmigen Einsätze an der Stirnfläche der Bohrkrone.

Weitere Ausgestallungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert, wobei auch die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Merkmale beschrieben werden.

F i g. 1 zeigt in Ansicht einen Drehschlagbohrer ge-