DE1225575B - Bohrkopf, insbesondere fuer das Tiefbohrverfahren - Google Patents

Description

• Bohrkopf, insbesondere für das Tiefbohrverfahren Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf, wie er insbesondere beim Tiefbohrverfahren Anwendung findet.
• Es sind Bohrköpfe bekannt, die einen Schaft haben, der einseitig an einem Bohrrohr zu befestigen ist und an seiner anderen Seite einen Messereinsatz sowie auf seiner Umfangsfläche Führungsmittel zum Abstützen der beim Bohren auftretenden Radialkräfte trägt.
• Bei diesen bekannten Bohrköpfen ist der Messereinsatz starr mit dem Schaft verbunden. Da die Messer jedoch bei derartigen Bohrköpfen unsymmetrisch zur Bohrkopflängsachse angeordnet sind, liegt die Wirkungslinie der Vorschubkraft außerhalb der Bohrkopflängsachse. Dieser Kräfteversatz bedeutet jedoch ein auf die Bohrstange wirkendes Kippmoment, das seinerseits Schwingungen der Bohrstange zur Folge hat und die Genauigkeit und die Oberflächengüte der Bohrungen beeinträchtigt.
• Ein anderer Nachteil der bekannten Bohrköpfe besteht darin, daß sich die üblicherweise hart eingelöteten Messer nicht ersetzen lassen, weil Kopf, Führungsmittel und Messer mit dem Verschleiß von Messer und Führungsmittel nachgeschliffen werden. Die Lebensdauer der Werkzeuge liegt jedoch nur bei wenigen der zu bohrenden Werkstoffe über 100 Bohrmeter, so daß ein Verbrauch des Messers gleichbedeutend mit einem Verbrauch des wegen seiner Form teuren Bohrkopfschaftes ist.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Bohrköpfe zu vermeiden und ein Bohrwerkzeug zu schaffen, das die Wirtschaftlichkeit des Bohrens verbessert.
• Diese Aufgabe wird an einem Bohrkopf der beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Messer verschieblich mit dem Bohrkopfschaft verbunden und mit eigenen Mitteln zum Abstützen der auf das Messer wirkenden Radialkräfte im Bohrloch versehen ist.
• Dabei ist das Messer vorzugsweise fest mit einem Messerträger und dieser verschieblich und lösbar mit dem Bohrkopfschaft verbunden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schiebeverbindung zwei zur übertragung der Vorschubkräfte zusammenwirkende, am Messerträger und am Bohrkopfschaft vorgesehene Kraftübertragungsflächen auf, die im Bereich der parallel zur Bohrachse versetzten Kraftangriffslinie der Vorschubkraft liegen.
• Nachstehend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Teilschnitt durch einen Bohrkopf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 einen Teilschnitt durch einen Bohrkopf gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, F i g. 3 einen Schnitt gemäß A-A in F i g. 2, F i g. 4 eine Stirnansicht des Bohrkopfes und F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linien B-B in den F i g. 1 und 2.
• Der in F i g. 1 dargestellte Bohrkopf weist einen Schaft 1 auf, der mit seinem Ende 2 an einer nicht dargestellten Bohrstange zu befestigen ist. Der Schaft 1 ist mit drei Führungsleisten 3 versehen, mittels derer er sich im Bohrloch abstützt.
• Am vorderen (in der Zeichnung linken) Ende des Schaftes 1 ist ein das Bohrmesser 4 tragender Messerträger 5 angeordnet. Dieser Messerträger ist in der Stirnansicht (F i g. 4) im wesentlichen L-förmig und hat zur Aufnahme der beim Bohren auftretenden Radialkräfte eigene Führungsmittel, die den Messerträger 5 im Bohrloch abstützen und die von zwei Führungsleisten 6 sowie von der Rundlauffase 7 des Messers 4 gebildet sind.
• ZurverschieblichenBefestigung des Messerträgers 5 am Bohrschaft 1 sind an diesen beiden Teilen zusammenwirkende Führungen 8, 8' vorgesehen, die senkrecht zur Bohrachse angeordnet sind und ein seitliches Verschieben bzw. Herausnehmen des Messerträgers aus dem Bohrschaft erlauben. Zur übertragung der zum Bohren erforderlichen Vorschubkräfte sind die Führungen 8, 8' imBereich der Wirkungslinie der Schnittdruck-Resultierepden mit übertragungsflächen 9, 10 versehen. Diese Flächen können planparallel sein; eine oder beide der Flächen können jedoch auch zylindrisch oder kugelig gewölbt sein, damit die Übertragungslinie bzw. der Übertragungspunkt der Vorschubkraft genau definiert ist. Die übertragungsflächen 9, 10 verlaufen im wesentlichen senkrecht zur Bohr- bzw. Bohrschaftachse.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 2 dargestellt, das im wesentlichen der Ausführung nach F i g. 1 entspricht. Zur Übertragung der Schnittdruck-Resultierenden bzw. der Vorschubkraft sind zwischen Messerträger 5 und Bohrschaft 1 Übertragungsflächen 11, 12 vorgesehen, die in einem Winkel unter 90° zur Bohrschaftachse verlaufen. Die Übertragungsflächen 11, 12 können entsprechend den Übertragungsflächen 9, 10 ausgebildet sein.
• Beim Bohren bewirkt die Vorschubkraft eine intensive Klemmverbindung zwischen dem Messerträger 5 und .dem Bohrschaft 1. Die Intensität der Klemmwirkung steigert sich dabei mit zunehmender Vorschubkraft. Eine auf Grund von Inhomogenitäten im zu bohrenden Metall auftretende Schwankung des Klemmdrucks zwischen Messerträger 5 und Bohrschaft 1 kann jedoch nicht zum Aufschaukeln der Bohrstange führen, da die Kräfte unmittelbar am Entstehungsort durch die Führungen 6, 7 und etwaige auf den Bohrkopfschaft 1 übergeleiteteReststörungen von den Führungsleisten 3 aufgenommen werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Bohrkopf, insbesondere für das Tiefbohrverfahren, dessen Schaft einseitig an einem Bohrrohr zu befestigen ist und an seiner anderen Seite ein Messer sowie auf seiner Umfangsfläche Führungsmittel zum Abstützen der Radialkräfte trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Messereinsatz (4) verschieblich mit dem Bohrkopfschaft (1) verbunden und mit eigenen Mitteln (6,7) zum Abstützen der auf das Messer wirkenden Radialkräfte im Bohrloch versehen ist. z. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Messereinsatz (4) fest mit einem Messerträger (5) und dieser verschieb-und lösbar mit dem Bohrkopfschaft (1) verbunden ist. 3. Bohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützmittel am Messerträger (5) angeordnet sind und aus vorzugsweise drei Stützleisten (6, 7) bestehen, deren gemein- , samer Außendurchmesser größer als der Bohrkopfdurchmesser ist. 4. Bohrkopf nach Anspruch 3, dadurch . gekennzeichnet, daß eine der Stützleisten in an sich bekannter Weise von der Rundlauffase (7) des Messers (4) gebildet ist. 5. Bohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebeverbindung zwei zur Übertragung der Vorschubkräfte zusaTnnenwirkende, am Messerträger (5) und am Bohrkopfschaft (1) vorgesehene Kraftübertragungsflächen (9, 10; 11, 12) aufweist, die im Bereich der parallel zur Bohrachse versetzten Kraftangriffslinie liegen. 6. Bohrkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der übertragungsflächen eben ist. 7. Bohrkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Übertragungsflächen gekrümmt sind. B. Bohrkopf nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebeverbindung zwei zur Übertragung des Bohrmomentes zusammenwirkende, am Messerträger (5) und am Bohrkopfschaft (1) vorgesehene Flächen aufweist, die axial und in Bohrer-Längsschnittebene verlaufen. 9. Bohrkopf nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Verbindung zwischen Messerträger (5) und Bohrkopfschaft (1) aus zusammenwirkenden, parallel zur Schneidkantenebene verlaufenden, im wesentlichen U-förmigen Führungen (8, 8') gebildet ist. 10. Bohrkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der in Vorschubrichtung vorn liegende Schenkel der U-förmigen Führung (8') unter Bildung einer prismatischen Führungsbahn schräggestellt ist und die Übertragungsfläche (12) bildet. 11. Bohrkopf nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopfschaft (1) mit drei Führungsleisten (3) versehen ist, die um je 120° am Bohrkopfumfang versetzt sind und von denen mindestens eine bis in den Bereich des Messers (4) ragt. .