DE2454784B2

DE2454784B2 - Bohrstange zum schlagbohren

Info

Publication number: DE2454784B2
Application number: DE19742454784
Authority: DE
Inventors: Erik Nacka; Carlvik Ingvar Lidingö; Liljekvist Bernt Sören; Hägglund Anders Carl Gustaf; Sandviken; Ahlberg (Schweden)
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1973-12-03
Filing date: 1974-11-19
Publication date: 1976-11-25
Also published as: ES432481A1; SE390188C; ZA747052B; BR7410031A; NO143467C; IE40547L; IE40547B1; SE7316276L; IT1025541B; NO143467B; ATA899474A; SE390188B; US3971447A; AT357132B; CH583846A5; JPS5086770A; DE2454784A1; FI350074A; FR2253140A1; NO744332L

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrstange zum Schlagbohren mit einem zentralen Stangenglied und einem

ίο Hülsengl^;ed. das auf der Stange unter Bildung eines ringförmigen Zwischenraums angeordnet ist.

Es ist allgemein üblich, eine Bohrstange mit einer Hülse aus Gummi od. dgl. zu versehen, um eine Beschädigung der Bohrstange zu verhindern und um

gleichzeitig eine mechanische Dämpfung der durch die Bohrstange übertragenen Schläge zu erreichen. Derartige Bohrstangen sind aber nachteilig wegen der verringerten Bohrwirkung, was darauf zurückzuführen ist. daß derartige Stangen zu viel Stoßenergie absorbieren, während nur eine unzureichende Vibrationsdämpfung erreicht wird.

Es ist auch ein Hohlbohrer für schlagendes Bohren von Gestein od. dgl. bekannt (DT-PS 9 25 101), der aus einem oder mehreren miteinander verbundenen Bohrrohrteilen, der Bohrkrone und dem Einsteckende für den Bohrhammer mit Absaugung des Bohrkleins durch den Bohrer besteht, wobei auf dem Bohrrohr mindestens ein aufschiebbares, der Unisetzbewegung des Hohlbohrers verzögert oder auch gar nicht folgendes Sicherungsrohr gegen nachfallendes Gestein mit Längsund Querspie! lose angeordnet ist. Hier wird weder eine bessere Übertragung der Schlagenergie noch eine Vibrationsdämpfung erreicht.
Nach einem älteren Vorschlag (DT-OS 24 29 246) ist bei einem Schlagbohrgestänge, bestehend aus mehreren mit den Enden aneinanderstoßenden Stangen für die Übertragung der Schlagkraft und aus mehreren die Drehkraft übertragenden und die Stangen konzentrisch umgebenden rohrförmigen Gliedern, jede Stange und/oder jedes rohrförmige Glied mit sich radial erstreckenden Vorsprüngen versehen, welche eine gegenseitige Führung bewirken. Durch diese Aufteilung soll eine bessere Übertragung der Schlagenergie erreicht werden. Um die bei dieser Aufteilung durch die gegenseitige Bewegung der Stangen und der rohrförmigen Glieder hervorgerufenen zusätzlichen Geräusche zu dämpfen, wird vorgeschlagen, entweder die rohrförmigen Glieder innen mit einer durchgehenden Schicht oder die Vorsprünge mit Einsätzen aus geräuschdämpfendem Material zu versehen. Eine bessere Geräuschdämpfung gegenüber einem nur aus Stangenteilen bestehenden Schlagbohrgestänge wird hier nicht erreicht.
Es ist auch eine Schlagbohrstange bekannt (GB-PS 5 36 786), die nur an ihrem Einsteckende ein Metallgehäuse mit einer Innenhülse aus Gummi aufweist, das in das Spannfutter der Bohrmaschine eingreift. Die Gummihülse füllt das gesamte Metallgehäuse gleichmä-

Big aus und liegt gleichmäßig unter einer solchen Druckspannung an der Bohrstange an, daß ein ausreichender Reibungskontakt erreicht wird Eine Dämpfung der durch die Schlagenergie hervorgerufe nen Vibrationen der Bohrstange wird hierdurch nicht s erreicht

Es ist ferner ein pneumatischer Hammer bekannt (FR-PS 14 52 240), bei welchem auf dem äußersten Teil des Einsteckendes mit Abstand voneinander angeordnete Ringe aus schalldämpfendem Material aufgebracht sind die mittels einer Metallhülse auf das Einsteckende aufgeschrumpft sind. Abgesehen davon, daß hier nur das äußerste Ende des Werkzeuges mit schalldämpfendem Material versehen ist, wird durch das Aufschrumpfen der Hülse eine Verspannung aller aus schalldämpfen- i_S dem Material bestehenden Ringe derart erreicht, daß die schalldämpfende Wirkung beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrstange zum Schlagbohren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher eine wirksame Geräuschdämpfung erreicht wird, wobei gleichzeitig ein Minimum an Stoßenergie absorbiert wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der ringförmige Zwischenraum zwischen der Stange und dem Hülsenglied teilweise mit einem schalldämpfenden Material gefüllt ist und daß das Hülsenglied gegenüber der Stange durch mindestens ein am Ende des Hülsengliedes angeordnetes Verbindungselement festgelegt ¹St. Durch das Verbindungselement wird das Hülsenglied auf der Stange befestigt, so daß das schalldämpfende Material durch das Hülsenglied nicht verspannt wird, was zu einer wirksamen Geräuschdämpfung beiträgt und eine Absorption von Stoßenergie weitgehend vermeidet. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im einzelnen in der nachfolgenden Beschreibung anhand der auf den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es stellt dar

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Bohrstange nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie II-1I in F i g. 1,

Fig.3 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 4 einen Längschnitt einer weiteren Au-.führungsform der Erfindung, ^₅

F i g. 5 eine mögliche Ausführungsform der Bohrstange und Mittel zum Verbinden des Hülsengliedes mit dem inneren Bohrstangenglied,

F i g. 6 eine weitere Ausführung der Bohrstange und Mittel zum Verbinden der Stange und des Hülsenglifdes voneinander,

Fig./ eine weitere Ausführung einer Bohrstange und Mittel zum Verbinden der Stange und des Hülsengliedes mieinander.

Die Bohrstange besteht aus einer zentralen Stange 10 und einer Hülse 11, die konzentrisch um die Stange angeordnet ist. Bei den dargestellten Ausführungen ist die Stange to eine Verlängerungsbohrstange mit Gewindeenden 12. Die Stange 10 ist von der Hülse 11 auf einem größeren Teil ihrer Länge umgeben. Die Hülse 11 besteht aus Werkstoff von großer Festigkeit, der auch abriebfest ist. Eine Bohrung ist längs der Längsmittelebene der Stange angeordnet, um ein Spülmittel zu dem Vorderende derselben leiten zu können.

Die Hülse ist an ihren Enden mit der Stange 10 mittels ringförmiger Verbindungselemente 13 verbunden. Vorzugsweise besteht jedes Verbindungselement aus elastischem Werkstoff und ist auf der Stange 10 durch ein mechanisches Mittel, z.B. ein KlemmitteL oder durch Vulkanisieren festgelegt Die Hülse ist zwischen gegenüberliegenden Anschlägen 14 abgestützt die radial vorspringend an den Verbindungselementen 13 angeordnet sind derart, daß ein ringförmiger Zwischenraum IS zwischen der Stange und der Hülse verbleibt Dieser Bohrstangenzusammenbau ist außen relativ glatt, so daß das Auswaschen von Bohrungen erleichtert wird

Um die Hülse isoliert von der Stange zu halten, sind ein oder mehrere Elemente von Vibrationsdämpfungsmaterial, z. B. Gummi, in dem ringförmigen Raum 15 zwischen ihnen angeordnet Es ist von vordringlicher Bedeutung in Verbindung hiermit daß die erwähnten Dämpfungselemente nur teilweise den ringförmigen Zwischenraum 15 einnehmen, wobei sie sich in Abstand voneinander befinden, so daß ein seitliches Biegen der Stange 10 in der Hülse 11 erfolgen kann. Vorzugsweise sollten die Dämpfungselemente die gleiche Stärke haben wie der ringförmige Zwischenraum 15, so daß die Stange 10 zentral sicher in der Hülse 11 geführt ist.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs form sind die Dämpfungselemente als sich längserstrekkende Rippen 16 ausgebildet, von denen jede einen kreisförmigen Querschnitt hat. Es ist jedoch klar, daß auch andere als kreisförmige Querschnitte derselben angewendet werden können, z. B. quadratische. Vor dem Einbringen solcher Rippen in den ringförmigen Zwischenraum 15 kann jede derselben um ihre eigene Achse verdreht werden. Bei einer in F i g. 3 dargestellten alternativen Ausführung sind die Dämpfungselemente als Ringe 17 von vorzugsweise dreieckigem Querschnitt ausgebildet, die auf der Stange 10 angeordnet sind. Eine Mehrzahl solcher Ringe 17 kann in axialem Abstand auf der Stange angeordnet sein.

Als Alternative zu der beschriebenen Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 kann ein elastomeres Netzwerkgebilde auf die Bohrstange 10 aufgebracht werden zum radialen Abstandhalten der Hülse von der Bohrstange. Ein Beispiel solchen Netzwerkgebildes ist in Fig.4 durch gestrichelte Linien angedeutet. Sich ringförmig erstreckende Teile 17 verbinden aufeinanderfolgende Längsrippen 16, so daß ein elastomeres Netzwerkgebilde entsteht. Vorteilhalterweise ist das Netzwerkgebilde mit einem der Verbindungselemente 13 verbunden, die auf der Bohrstange zum radialen Abstandhalten der Hülse von der Stange angeordnet sind. Das Netzwerkgebilde kann auch mit beiden gegenüberliegenden Verbindungselementen 13 verbunden sein.

Die Elemente 13, die zum Abstützen der Hülse um die Stange herum in einer axial fixierten Lage angeordnet sind, können auf der Stange durch verschiedene Mittel festgelegt werden. In Fig. 5 ist eine mögliche Ausführung dargestellt bei der die Stange lö mit einem sich radial erstreckenden Vorsprung 18 versehen ist, der integral mit der Stange und z. B. gebildet ist durch Anrauchen. Das Element 13 ist darauf angeordnet und gegenüber der Stange festgelegt durch irgendein mechanisches Mittel, das in dem Element 13 innen ausgebildet ist in Übereinstimmung mit dem Vorsprung. Die Stange 10 kann auch mit Paaren von Vorsprüngen 18 versehen sein, zwischen denen die Elemente 13 festgelegt sind In Fig.6 ist eine andere mögliche Ausführung dargestellt, bei der das Element 13 einen eingeengten Endteil 19 hat komplementär zu der Form des Stangengliedes, auf dem ein ringförmiges Blockier-

oder Klemmelement 20 angeordnet ist. Eine solche Art von Festspannelementen kann auch vorteilhaft kombiniert werden mit der Anordnung von radialen Vorsprüngen 18 mit der Stange, wie sie oben beschrieben sind. Noch eine andere Ausführung ist in F i g. 7 dargestellt, wo das Element 13 axial gegen einen Bund 21 anstößt, der sich radial erstreckt und einstückig mit der Stange 10 ist

Es hat sich herausgestellt, daß eine Bohrstange der oben beschriebenen Ausbildung eine überraschend hohe Dämpffähigkeit hat im Vergleich zu Bohrstangen von konventioneller Ausführung. Dieser Effekt ist erreicht worden durch völliges isolieren des betreffenden Bohrstangenteils von der Hülse, die dieselbe umschließt, so daß der Schall, der durch die Stange übertragen wird, wirksam absorbiert wird. Gleichzeitig wird ein seitliches Biegen der Stange in der Hülse ermöglicht ohne einen nennenswerten Verlust an Bohreffekt infolge von Energieabsorption der Bohrstange.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen, sondern kann auch bei irgendeiner anderen Bohrstange angeordnet werden, die zum Schlagbohren geeignet ist. Z. B. kann die Bohrstange eine mit einem Bohrmeißel vereinigte Bohrstange sein, wobei das Hülsenglied dann vor dem Bund angeordnet ist, der sich radial an dem hinteren Ende derselben erstreckt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

U Bohrstange zum Schlagbohren, mit einem zentralen Stangenglied und einem Hülsenglied, das auf der Stange unter Bildung eines ringförmigen Zwischenraumes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Zwischenraum (15) zwischen der Stange (10) und dem Hülsenglied (11) teilweise mit einem schalldämpfenden Material gefüllt ist und daß das Hülsenglied (U) gegenüber der Stange (10) durch mindestens ein am Ende des Hülsengliedes (11) angeordnetes Verbindungselement (13) festgelegt ist
2. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element aus schalldämpfendem Material zwischen der Stange (10) und der Hülse (11) angeordnet ist
3. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Elemente aus schalldämpfendem Material zwischen der Stange (10) und der Hülse (11) im Abstand voneinander angeordnet sind.
4. Bohrstange nach den Ansprüchen 2 und 3. dadurch gekennzeichnet, daß die schalldämpfenden Elemente als Ringe (17) von dreieckigem Querschnitt ausgebildet sind, die in axialem Abstand voneinander auf der Bohrstange (10) angeordnet sind.
5. Bohrstange nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die schalldämpfenden Elemente als sich längs erstreckende Rippen (16) ausgebildet sind, die unter Bildung von sich um den Umfang der Stange (10) erstreckenden Zwischenräumen axial zwischen Stange (10) und Hülse (11) angeordnet sind.
6. Bohrstange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente die gleiche Dicke haben wie der ringförmige Zwischenraum.
7. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß radiale Anschläge (14) an den Verbindungselementen (13) vorgesehen sind, welche das Hülsenglied (11) abstützen.
8. Bohrstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stangenglied (10) mit radialen Vorsprüngen (18) versehen ist, auf denen die Verbindungselemente (13) angeordnet sind.
9. Bohrstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (10) mit radialen Vorsprüngen (18) versehen ist, die paarweise angeordnet und auf denen die Verbindungselemente (13) festgelegt sind.
10. Bohrstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verbindungselement (13) mit einem eingeschnürten Teil (19) komplementär zu der Form des Stangengliedes (10) versehen ist, das durch ein Klemmelement (20) auf der Stange (10) gehalten ist.
11. Bohrstange nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (13) aus einem elastomeren Material bestehen.
12. Bohrstange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (17) aus einem elastomeren Material bestehen.
13. Bohrstange nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (16) aus einem elastomeren Material bestehen.
14. Bohrstange nach den Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (17) mit axialem Abstand angeordnet und zwei Längsrippen (16) vorgesehen sind, wobei ein elastometer Netzaufbau gebildet ist
15. Bohrstange nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verbindungselemente (13) vorgesehen sind, die an enigegengesetzten Enden der Bohrstange (10) angeordnet sind und von denen eines mit dem Neuwerkaufbau verbunden ist
16. Bohrstange nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (13) die Rippen (16) und die Ringe (17) aus einem Stück bestehen bzw. miteinander verbunden sind.