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Gesteinsdrehbohrer mit Bohrkleinabsaugung Die Erfindung bezieht sich
auf einen Gesteinsdrehbohrer mit Bohrkleinabsaugung mit zwei oder mehreren Flügelschneiden,
insbesondere Hartmetallflügelschneiden.
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Bekanntlich unterscheidet man in der Gesteinsbohrtechnik zwei grundsätzlich
voneinander verschiedene Bohrverfahren, nämlich das drehende und das schlagende
Bohren.
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Beim Schlagbohren wird das Gestein durch eine Vielzahl von Schlägen
eines Meißels zertrümmert, der jeweils beim Rückhub in unbelastetem Zustand um einen
bestimmten Winkelgrad gedreht wird, um im nächsten Schlag eine bisher nicht beschlagene
Gesteinspartie zu zertrümmern. Beim Drehbohrer hingegen werden die unter großem
statischem Andruck sich ständig im Eingriff befindlichen Schneidenkanten des Drehbohrwerkzeugs
in das Gestein hineingedrückt und gleichzeitig gedreht. Beim Bohren entsteht eine
größere Menge feinen gesundheitsschädlichen Staubes, der bei den obengenannten Bohrverfahren
bisher vorwiegend durch Wasserspülung gebunden und beseitigt wurde.
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Die Wasserspülung erfolgt in der Weise, daß durch das Hohl der Bohrstange
und durch die Spüllochbohrungen im Bohrwerkzeug Wasser bis an die Entstehungsstelle
des Bohrstaubes geführt wird und der Bohrstaub mit der Spülflüssigkeit in
dem
verbleibenden Ringraum zwischen dem gebohrten Bohrloch und dem Außenmantel des Bohrgestänges
bis zum Bohrlochmund abgeführt. wird.
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Es ist bereits bekannt, den entstehenden Bohrstaub durch Saugluft
abzuführen, und zwar in der, Weise; daß mittels eines besonderen Absauggerätes ein
ständiger Luftstrom in das Bohrloch gezogen und das gesamte Bohrmehl mit der Saugluft
in umgekehrter Richtung durch das Bohrwerkzeug und durch das Hohl der Bohrstange
bis zur Stelle der Unterdruckerzeugung geleitet wird. Da nun der Schlagbohrer mit
einem sehr geringen Werkzeugandruck arbeitet, der Drehbohrer dagegen mit einem hohen
stetigen Andruck, ergeben sich beim Absaugen des Bohrkleins infolge der Funktionsunterschiede
für die Verstopfungsverhinderung voneinander völlig abweichende Probleme. DieVerhältnisse
vom Schlagbohren können nicht- einfach auf das Drehbohren übertragen werden, wenn
die Bohrkleinabsaugung zufriedenstellend arbeiten soll.
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Die Erfindung bezweckt, um das Absaugen des Bohrkleins auch beim Drehbohren
zufriedenstellender zu ermöglichen, einen Gesteinsdrehbohrer mit zwei oder mehreren
Flügelschneiden, insbesondere Hartmetallflügelschneiden, zu schaffen, der sich sowohl
durch eine zweckentsprechende Bemessung der wirksamen Querschnitte der Saugkanäle
als auch durch eine besonders günstige Anordnung der Kanäle gegenüber den Bohrschneiden
auszeichnet.
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Die Erfindung besteht in der Kombination der Merkmale, daß der Gesamtansaugequerschnitt
der von den einzelnen Flügelschneiden ausgehenden Saugkanäle durch die Brustfläche
des jeweiligen Schneidkörpers so weit abgedeckt ist, daß ihr wirksamer Gesamtquerschnitt
höchstens so groß ist wie der Querschnitt des Saugkanals in der Bohrstange, und
daß die Öffnungen der Saugkanäle des weit nach vorn herangezogenen .Kronenkörpers
unmittelbar vor den Spanflächen der Flügelschneiden liegen.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Abstand der .Öffnungen der zu den Flügelschneiden
führenden Saugkanäle von der Schneidenkante etwa ein Zehntel bis ein Viertel des
Gesamtschneidendurchmessers beträgt. An der Umfläche des Bohrkopfes können in an
sich bekannter Weise Nuten oder Vertiefungen vorgesehen sein, die sich in der Längsrichtung
des Bohrkopfes erstrecken, wobei ihr Gesamtquerschnitt kleiner ist als der- Querschnitt
des Saugkanals in der Bohrstange.
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Durch die Anordnung und Abmessung der Saugkanäle im Bohrwerkzeug wird
erreicht, daß das Bohrklein bzw. der Gesteinsstaub beim Entstehen unmittelbar in
die Absaügöffnung durch den Vorschub- und Drehvorgang eingeschoben und gleichzeitig
durch die Absaugluft weiterbefördert wird, wobei ein Verstopfen der Bohrkanäle nicht
auftreten kann.
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Durch den geringen Abstand der Öffnungen der Saugkanäle von der Schneidenkante
wird ein Verstopfen insbesondere deswegen verhindert, weil der Gesteinsspan zur
Abführung nur -einen kurzen Weg zurückzulegen hat und die Absaugluft bis unmittelbar
an die Schneidenkante wirksam ist. Durch die Kombination der Merkmale, daß der Gesamtaustrittsquerschnitt
der zu den einzelnen Flügelschneiden führenden Saugkanäle durch die Brustfläche
des jeweiligen Schneidkörpers so weit abgedeckt ist, daß ihr wirksamer Gesamtaustrittsquerschnitt
höchstens so groß ist wie der Querschnitt des Saugkanals in der Bohrstange, und
daß die Öffnungen der zu den Flügelschneiden führenden Saugkanäle des weit nach
vorn herangezogenen Kronenkörpers unmittelbar vor den Spanflächen dieser Flügelschneiden
liegen, kann das Absaugen des Bohrstaubes auch beim Drehbohren zufriedenstellender
angewendet werden.
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Beim schlagenden Bohren ist es bereits bekannt, den wirksamen Gesamtquerschnitt
der zu den einzelnen Schneiden -führendem Saugkanäle höchstens so groß zu gestalten
wie den Querschnitt des anschließenden Saugkanals in der Bohrstange. Da hier ein
Bohrmehl von vergleichsweise kleinerer Korngröße als beim drehenden Bohren entsteht
und außerdem durch den Rückhub beim Schlagbohren jeweils ein Abheben des Bohrwerkzeugs
von der Bohrlochsohle erfolgt, sind zwar die Querschnittsverhältnisse der Sauglöcher
gleichermaßen wichtig, dagegen ist deren Lage nicht von so wesentlicher Bedeutung
wie beim Drehbohren, bei dem die gelösten Gesteinsstücke immer von den Spanflächen
der Drehbohrschneiden weitergeschoben worden und- deshalb den kürzest möglichen
Abführweg haben müssen. Aus diesem Grunde können die Verhältnisse beim schlagenden
Bohren auch nicht ohne weiteres auf die Absaugung des Bohrkleins beim drehenden
Bohren übertragen werden.
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Beim schlagenden Bohren mit Wasserspülung hat man die -Öffnungen für
die Zuführungskanäle für das Spülmittel auch schon in unmittelbare Nähe der. Spanflächen
der Schneiden gelegt, indessen nur zu dem Zweck, das Spülmittel möglichst nahe.
an die Schneiden heranzubringen. Die bisher üblichen Drehbohrkronen weisen im allgemeinen
mit Rücksicht auf den hohen Andruck fingerartige Schneiden und- somit einen größeren
Zwischenraum zwischen dem eigentlichen Bohrkronenkörper und den Schneiden auf. Bei
dem Bohrer gemäß der Erfindung liegen die Öffnungen der zu den Flügelschneiden führenden
Saugkanäle im Gegensatz zur üblichen Gestaltung von Drehbohrkronen unmittelbar vor
den Spanflächen der Flügelschneiden, um das im erheblichen Umfange anfallende Bohrklein
gut lieraussaugen zu können. Dadurch soll erreicht werden, daß sich das Bohrklein
sofort nach seinem Entstehen in die Absaugkanäle hineinschiebt und dort vom Saugstrom
erfaßt wird.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung ein Gesteinsdrehbohrer dargestellt, und zwar zeigt *Fig. r eine Ansicht
und' Fig:2 die zugehörige Draufsicht.
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Der Schneidenträger-z ist an seinem einen Ende als 'Bohrkopf 2 ausgebildet
und mit seinem anderen Ende- auf -die Bohrstange aufgeschraubt. Der Bohrkopf hat,
wie üblich, einen größeren Durchmesser
als der Schaft des Schneidenträgers,
ist etwas kegelig gestaltet und mit zwei aufgelöteten Hartmetallflügelschneiden
,4 und 5 versehen. Zu den Flügelschneiden führen Saugkanäle 6 und 7, die in einen
Saugkanal 8 in der Bohrstange übergehen. Die Kanäle dienen zum Absaugen des Bohrkleins.
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Die Öffnungen der Saugkanäle 6 und 7, deren Einzelquerschnitt mit
dem Querschnitt des Saugkanals 8 übereinstimmt (vgl. Fig. a), werden durch die Flügelschneiden
4. und 5 zur Hälfte abgedeckt. Infolgedessen entspricht der wirksame Gesamtquerschnitt
der Saugkanäle 6 und 7 dem Querschnitt des Saugkanals B. Die Saugkanäle 6 und 7
und deren Öffnungen können eine beliebige Querschnittsform, unter anderem auch die
eines Rechtecks, haben, dessen größere Seite nicht größer ist als der Durchmesser
des Saugkanals 8 der Bohrstange. Um eine Verstopfung der Saugkanäle 6 und 7 zu vermeiden
und eine störungsfreie Staubabsaugung zu gewährleisten, dürfen die wirksamen, d.
h. die engsten Querschnitte der zu den Flügelschneiden führenden Saugkanäle zusammen
höchstens so groß sein wie der Saugkanal in der Bohrstange.
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Die Öffnungen der Kanäle 6 und 7 liegen unmittelbar vor den Spanflächen
9 der Flügelschneiden q. und 5. Zwischen den Öffnungen und den Schneidenkanten liegt
ein Abstand a, der etwa ein Zehntel bis ein Viertel des Gesamtschneidendurchmessers
beträgt. Dieser Wert, der sich auch nach dem jeweiligen Bohrfortschritt richtet,
hat sich erfahrungsgemäß als der günstigste zur Erreichung möglichst hoher Sauggeschwindigkeiten
erwiesen.
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Falls es sich als erforderlich erweist, können zur Erleichterung der
Luftzuführung zu der Bohrstelle und den Öffnungen der Kanäle 6 und 7 an der Umfläche
des Bohrkopfes sich in dessen Längsrichtung erstreckende Nuten oder Vertiefungen
vorgesehen sein, wie dies bereits bekannt ist; ihr Gesamtquerschnitt soll kleiner
sein als der Querschnitt des Saugkanals in der Bohrstange.