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Gesteinsbohrer Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gesteinsbohrer
mit abnehmbarer Krone, insbesondere für stoßendes und drehendes Bohren, bei welchem
sowohl die Krone als auch der Bohrerschaft je mit einer Gewindebohrung versehen
sind, um Krone und Schaft in Anlage aneinander durch einen Bolzen verbinden zu können.
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Damit die Krone mit ihrer Anlagefläche sicher auf der Stirnseite des
Schaftes aufliegt, wenn die Teile miteinander verschraubt sind, müssen die beiden
Gewindebohrungen zusammengenommen etwas länger sein als der Bolzen, damit die Enden
des Bolzens nicht ganz bis an die inneren Enden der Gewindebohrungen heranreichen.
Anderenfalls könnte es vorkommen, daß sich die Anlageflächen der Krone und des Schaftes
nicht sicher aneinanderlegen. Eine innige Anlage ist aber nötig, um die von der
Maschine dem Schaft erteilten Bohrstöße unmittelbar von dem Schaft auf die Bohrkrone
zu übertragen, ohne hierbei den Verbindungsbolzen auf Druck zu beanspruchen. Denn
ein Druckwechsel an den Gewindeflanken muß vermieden werden, da der Bolzen die aufeinanderliegenden
Flächen des Schaftes und der Krone ständig fest aufeinanderpressen soll.
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Wenn die Schneiden des- Bohrers stumpf werden, muß man die Krone abschrauben
und eine neue oder geschärfte Krone aufsetzen. Es geschieht dies an Ort und Stelle
ohne Verlassen des Arbeitsplatzes der Bohrmaschine.
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Hierbei bleibt der Verbindungsbolzen erfahrungsgemäß manchmal in der
Krone und manchmal in dem Bohrerschaft stecken. Im letzteren Fall muß man den Bolzen
aus dem Schaft herausschrauben und ihn wieder in die Krone einschrauben, was einen
Zeitverlust bedeutet. Auch kann man hierbei den Bolzen leicht fallen lassen und
verlieren.
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Die stoßweise Beanspruchung führt zu einer ziemlich schnellen Ermüdung
des Verbindungsbolzens. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, diesen von Zeit zu
Zeit, etwa nach drei oder vier Bohrungen, zu ersetzen. Sonst kann es leicht vorkommen,
daß er bricht.
Aus diesen Gründen empfiehlt es sich, den Verbindungsbolzen
mit der Kröne fest zu vereinigen, so daß er stets zusammen mit dieser, aufgesetzt
und abgenommen wird. Bei der Herstellung der Krone wird diese dann von vornherein
mit dem Bolzen versehen, so daß die Krone dann ohne weiteres an dem Schaft angeschraubt
werden kann, ohne daß man hier zuerst den Bolzen in die Krone hineinzuschrauben
hätte.
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Ein weitererVorteil dieserAnordnung liegt darin, daß dann der Bolzen
als bequemer Halter der Krone beim Schärfen dienen kann.
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Es ist zwar vorgeschlagen worden, Krone und Bolzen aus einem Stück
herzustellen; doch ist dies nicht empfehlenswert; weil- die Krone aus verhältnismäßig
hartem Werkstoff bestehen mußt der sich für die Zugbeanspruchung des Bolzens nicht
eignet. Es ist daher üblich, für den Verbindungszapfen einen zäheren Werkstöff zu
verwenden.
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Die nächstliegende Lösung der Aufgabe, den Bolzen in der Krone sicher
zu befestigen, würde darin liegen, den Bolzen in die Gewindebohrung der Krone mit
aller Kraft so tief als möglich einzuschrauben. Indessen hat es sich gezeigt, daß
sich der Preßsitz des Bolzens in der Krone im Betrieb allmählich löst. Der Grund
hierfür liegt darin, daß sich auf den Gewindeflanken der Krone bei der Wärmebehandlung
Zunder bildet; der unter der Bohrbeanspruchung nach und nach zerstoßen wird und
verschwindet.
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Da die Anlageflächen der Bohrerkrone und des Bohrerschaftes aufeinanderliegen,
liegen auch die Kanten ihrer beiden Gewindebohrungen aneinander mit der Wirkung,
daß die von ihnen auf den Bolzen ausgeübten Scherbeänspruchungen an ein und demselben
Punkt vereinigt werden und der Bolzen daher leichter abgeschert wird, als es bei
einigem Abstand der Kanten der Fall wäre.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden,
ohne dabei auf den Vorzug zu verzichten, den die Befestigung des Bolzens an der
Krone hat: Erfindungsgemäß ist der Bolzen nach Einschrauben in die Bohrkrone durch
Verstemmen oder Unterbrechen des Gewindegriffs an der Mündung der Gewindebohrung
der Krone von deren Rückfläche her befestigt, so daß er sich nicht herausdrehen
kann.
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Zum Zwecke dieses Verstemmens läßt man den Werkstoff der Krone um
die Mündung der Gewindebohrung herum verhältnismäßig weich im Verhältnis zu den
gehärteten Schneiden der Krone. Nachdem der Bolzen dann in die Gewindebohrung so
weit als nötig eingeschraubt worden ist, verstemmt man von außen dessen verhältnismäßig
weichen Werkstoff. Dieser wird hierbei an der Mündung dieser Bohrung so kräftig
in die Gewindegänge des Bolzens hineingetrieben, daß dieser sich nicht wieder herausdrehen
läßt und auch in seiner Achsenrichtung keinen Spielraum irriGewinde mehr hat. Auch
wird durch dieses Verstemmen des Werkstoffes rings um den I@ Bolzen herum erreicht,
daß die Ringkante der Gewindebohrung etwas versenkt in der An-Lagefläche der Krone
zu liegen kommt und daher nach Befestigen der Krone auf dem Schaft einigen Abstand
von der Ringkante der in der Welle vorgesehenen Gewindebohrung einhält, was die
Scherbeanspruchungg des Bolzens günstig beeinflußt.
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Schließlich wird auch die Mündung der Gewindebohrung des Schaftes
etwas versenkt, um den Abstand der beiden Kanten der Gewindebohrungen noch mehr
zu vergrößern.
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Auch wird hierdurch eine besonders sichere und feste Anläge der Stirnflächen
von Krone und Schaft erreicht, so daß die Bohrstöße unmittelbar von dem Schaft auf
die Krone übertragen werden, ohne daß sich hierbei die sichere Auflage der Gewindeflanken
lockern könnte. Um eine besonders sichere Verstemmung des Bolzens in der Bohrerkrone
zu erzielen, können die Spitzen der in der Mündung der Gewindebohrung der Kröne
liegenden Gewindegänge mehr oder weniger weitgehend entfernt werden, bevor man den
Bolzen einsetzt, so daß ein nachträgliches Herausdrehen des Bolzens tun so sicherer
verhindert wird.
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In den Zeichnungen, in denen die Erfindung veranschaulicht ist, zeigt
Fig. i einen Längsschnitt durch den Schaft des Bohrers mit abnehmbarer Krone, Fig.2
einen ähnlichen Schnitt durch die Einzelteile, auseinandergezogen, Fig: 3 eine etwas
andere Ausführungsform in einer der Fig. i ähnlichen Ansicht und Fig. 4. den in
Fig. 3 gezeigten Bolzen für sich allein.
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Bei den in den Zeichnungen gezeigten Gesteinsbohrern handelt es sich
um einen Bohrer mit Längskanal zum Spülen. Doch ist die Erfindung auch auf Bohrer
ohne Längskanal anwendbar.
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Auf dem Bohrerschaft a ist die abnehmbare gehärtete Krone b mit Hilfe
eines Verbindungsbolzens e befestigt. Die 3 Teile haben Längskanäle d, e und f für
das Spülmittel, z: B. Wasser, zum Fortspülen des Bohrstaubes. Der Bohrerschäft ä
hat eine rechtwinklig zu seiner Achse liegende Stirnfläche g, an die sich die rückwärtige
Stirnfläche h der Krone anlegt. Von der Stirnfläche g aus erstreckt sich in den
Bohrerschaft a hinein eine Gewindebohrung i, deren Mündung bei
j abgerundet oder versenkt ist. Auch die Bohrerkrone b ist mit einer Gewindebohrung
k versehen, so daß Schaft a und Krone b in Anlage
aneinander
mit Hilfe des Schraubenbolzens c gleichachsig verbunden werden können. Der Bolzen
c ist so bemessen, daß die beiden Gewindebohrungen i und h zusammen etwas
Länger als er sind. An der Stirnfläche h ist der Werkstoff für eine geringe Tiefe,
die annähernd ein oder zwei Gewindeteilungen entspricht, ungehärtet gelassen. Zunächst
wird der Bolzen c in die Gewindebohrung k der Krone b so weit eingeschraubt, daß
zwischen dem Grund der Gewindebohrung .und dem Ende des Bolzens noch etwas Platz
bleibt, und dann wird der Werkstoff an der Stirnfläche lt der Krone b rings
um die Mündung der Gewindebohrung k herum mit Hilfe eines Meißels mit runder Schneide
o. dgl. verstemmt. Hierdurch wird der verhältnismäßig weiche Werkstoff bei m nach
innen gedrückt, so daß die Gewindegänge an der Mündung der Gewindebohrung deformiert
werden. Infolgedessen wird der normale Gewindeeingriff zwischen Bolzen c und Krone
b unterbrochen, so daß sich der Bolzen nicht wieder aus der Krone herausdrehen kann,
sondern an diesem starr befestigt bleibt, wobei er so weit 'hervorragt, als zum
Einschrauben in die Gewindebohrung i des Schaftes a nötig ist. Das vorstehende
Ende des Bolzene ist etwas kürzer bemessen als die Bohrung i, damit man die Krone
mit ihrer Stirnfläche hin voller Anlage an die Stirnfläche g des Schaftes bringen
kann.
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Wie Fig. i zeigt, entsteht durch das Verstemmen des Werkstoffs bei
in an der Mündung der Gewindebohrung k der Krone b eine Vertiefung, ähnlich der
versenkten Kante j des Schaftes a. Hierdurch wird die Scherbeanspruchung des Bolzens
durch die Kanten der Gewindebohrungen auf zwei Punkte verlegt, die einigen Abstand
haben, und dadurch über eine größere Länge des Bolzens verteilt.
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Um den Gewindeeingriff zwischen Krone b und Bolzen c über eine größere
Länge hin zu unterbrechen, kann man die Gewindespitzen mehr oder weniger weitgehend
entfernen, wie dies bei n in den Fig. 3 und q. gezeigt ist. Der dadurch geschaffene
Platz ermöglicht es, den Werkstoff der Krone b bei in noch weitergehend zu
verstemmen und dadurch die durch das Verstemmen erreichte Verbindung über eine größere
Fläche des Bolzens c zu erstrecken.
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Die Erfindung ermöglicht es also, die Bohrerkronen von der Fabrikationsstätte
von vornherein mit dem Verbindungsbolzen unlösbar verbunden an die Arbeitsstelle
zu liefern. Will man bei einem Bohrer die Krone auswechseln, so wird zusammen mit
der Krone stets gleichzeitig auch der Bolzen entfernt, so daß man sich um diesen
nicht besonders zu bekümmern braucht. Beim Nachschärfen der Schneiden dient dann
der Bolzen als Halter zum Einspannen der Krone. Wird dieser nach mehrfachem Anschärfen
zu kurz, und wirft man ihn fort, so wandert gleichzeitig der Verbindungsbolzen auf
den Abfallhaufen und kann nicht versehentlich trotz der Ermüdung seines Werkstoffes
weiterbenutzt werden.
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Im übrigen ist darauf hinzuweisen, daß, wenn der Bolzen auch zur Erleichterung
des Zusammenbaus und der Abnahme der Krone vom Bohrerschaft so befestigt ist, als
bestände er mit der Krone aus einem Stück, er doch nur als Zugorgan wirkt, das Krone
und Schaft verbindet, ohne seinerseits Druckkräfte zu übertragen. Denn befestigt
an der Krone durch Verstemmen ist er nur etwa in der Mitte, während er im übrigen
durch den normalen Gewindeeingriff auf die Krone wirkt.