DE1115662B

DE1115662B - Erweiterungsrollenmeissel

Info

Publication number: DE1115662B
Application number: DEB52777A
Authority: DE
Inventors: Werner Jonschel; Dipl-Berging Kurt Troesken
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1959-04-09
Filing date: 1959-04-09
Publication date: 1961-10-19
Also published as: BE589333A; US3170524A; GB939653A

Description

Erweiterungsrollenmeißel Die Erfindung bezieht sich auf Erweiterungsrollenmeißel mit einer Mehrzahl von an einem Grundkörper in sternförmiger Verteilung angeordneten frei drehbaren Schneidrollen, wie sie beim sogenannten ziehenden Bohren zur Erweiterung von Vorbohrlöchern, durch welche dann das Bohrgestänge geführt ist, verwendet werden.
Bei den bekannten Ausführungsformen von solchen Werkzeugen sind die Schneidrollen, die bei der Drehung des Bohrgestänges den ringfönnigen Absatz zwischen dem Umfang des erweiterten Vorbohrlochs und dem Vorbohrloch bestreichen, mit einer Vielzahl von in axialer Richtung über ihren Umfang verteilten Schneidrippen ausgerüstet. Diese Schneidrippen drükken sich unter der auf das Bohrgestänge ausgeübten Zugwirkung in das anstehende Gestein ein und sprengen hierbei die Vorgabe jeweils in der Umfangsrichtung des Bohrlochs ab. Bei der sich derart ergebenden linienweisen Berührung der Schneidrippen und der Bohrlochsohle werden die sehr eng aufeinanderfolgenden Schneidrippen mechanisch sehr stark beansprucht und verschleißen sehr schnell, selbst wenn sie unter Inkaufnahme entsprechender Kosten aus besonders verschleißfestem Werkstoff hergestellt sind.
Ferner sind die Zugkräfte, die auf mit solchen Schneidrollen ausgerüstete Werkzeuge durch das Bohrgestänge ausgeübt werden können, begrenzt. Beim überschreiten einer gewissen, im Einzelfalle von der Festigkeit des Gesteins abhängenden Zugkraft neigen die Schneidrollen dazu, vorübergehend zu blockieren, um sich dann schlagartig um einen größeren Umfangsweg weiterzudrehen, wobei sich entsprechend stoßweise Beanspruchungen des Bohrgestänges ergeben.
Durch die Erfindung wird ein Erweiterungsrollenmeißel geschaffen, der diese Nachteile vermeidet. Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß unter Anordnung der Schneidrippen der Schneidrollen in deren Umfangsrichtung in axialen Abständen voneinander die Umlaufachsen der Schneidrollen nach dem Vorbohrloch hin geneigt sind und die Schneidrippen von keilförmigem Profil über ihren Umfang verteilte Unterbrechungen aufweisen. Zufolge dieser Ausbildung ergeben sich unter der Einwirkung des durch das Bohrgestänge ausgeübten Zuges nach der Bohrlochachse absprengend auf das Gestein wirkende Komponenten unter jeweils vorheriger Freilegung der Vorgabe des von jedem Umfangsabschnitt abzusprengenden Gesteinsteiles.
Die in Richtung nach dem Vorbohrloch hin wirkende Druckkomponente wird gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung durch verkippt keilförmige Profilierung der Schneidrippen derart, daß die Neigung der Keilfläche auf der nach dem Vorbohrloch hin gerichteten Seite größer als auf der abgewandten Seite ist, noch gesteigert.
Auf diese Weise erfolgt unter nunmehr voller Ausnutzung der Wirkung des Vorbohrlochs als Einbruch ein Absprengen der Bohrlochsohle nach der freien Seite hin in der Aufeinanderfolge der Schneidrollen von der Umfangsbegrenzung des Vorbohrlochs nach der des erweiterten Bohrlochs.
Die Wirkung der in der vorstehend grundsätzlich beschriebenen Weise ausgebildeten Schneidrollen wird noch dadurch unterstützt, daß die Schneidrippen der aufeinanderfolgenden, gleichmäßig um den Umfang des Bohrgestänges verteilten Rollen, z. B. von drei solchen Rollen, gegeneinander versetzt sind, so daß die jeweils folgende Rolle in dem Bereich zwischen den von den Schneidrippen der vorhergehenden Rolle gebildeten Rillen wirksam wird.
Durch Ausbildung der Schneidrollen gemäß der Erfindung wird ein völlig ruhiger Lauf der Schneidrollen erzielt, wobei die Gefahr eines Blockierens der Rollen ausgeschaltet und es dadurch möglich, mit größeren Zugkräften auf das Bohrgestänge zu gehen und dadurch einen höheren Bohrfortschritt zu erzielen, wobei stoßweise Beansprachungen des Bohrgestänges völlig vermieden werden.
Die Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfin, dung gehen aus der folgenden Beschreibung eines usführungsbeispiels des neuen Erweiterungsrollenmeißels an Hand der lediglich schematischen Abbildungen hervor. Von diesen zeigt Abb. 1 in Seitenansicht die Gesamtanordnung des in einem Erweiterungsbohrloch eingesetzten Werkzeuges; Abb. 2 ist eine Aufsicht auf die Bohrlochsohle; Abb. 3 zeigt in größerem Maßstabe die Ausbildung der Rollen bzw. der Schneidrippen.
In Abb. 1 ist mit a das Bohrgestänge des neuen Bohrwerkzeugs bezeichnet, das den gemäß dem Ausführungsbeispiel dreiarmig ausgebildeten Grundkörper b trägt, auf dessen Zapfen die Schneidrollen d in der üblichen Weise auswechselbar gelagert sind.
Aus Abb. 2 ist die Wirkung der Gegeneinanderversetzung der durch die abschnittsweise vorgesehenen Umfangsunterbrechungen gezahnten Schneidrippen der in der Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Schneidrollen ersichtlich.
Die den Gegenstand der Erfi#dü'n-'g bildende Einzel-. ausbildung der Rollen geht insbesondere aus Abb. 3 hervor. Aus dieser sind die in der Umfangsrichtung der Rollenkörper in zweckenfsprechenden axialen Ab- ständen voneinander angeordneten Schneidrippen e, gemäß dem Ausführungsbeispiel fünf solcher Schneidrippen, ersichtlich, die, wie in der Abbildung nur schematisch dargestellt ist, durch Umfangsunterbrechungen gezahnt sind. Die wirksamen Kanten dieser Schneidrippen sind, wie bei f gezeigt, derart keilförinig profiliert, daß die Neigung der dem Vorbohrloch zugekehrten Keilfläche f gegenüber der Rollenachse größer ist als auf der abgewandten Seite f"', auf der gemäß dem Ausführungsbeispiel die Keilfläche parallel zur Bohrlochachse verläuft.
In Abb. 3 sind durch Pfeile g, g" die sich ergebenden Kraftkomponenten angedeutet, nämlich die in Richtung der Bohrlochachse wirkende sprengende Komponente g' und die in Richtung nach dem Vorbohrloch abdrückende Komponente g".
Aus Abb. 3 ist ferner noch ein an dem Grundkörper b befestigter Abstreifer ersichtlich, der die Schneidrippen, die in entsprechende Einspränge des Abstreifkörpers einspringen, bei jedem Umlauf reinigt. Diese Möglichkeit stellt einen besonderen Vorteil der Erfindung dar und ist bei Rollenmeißeln mit in axialer Richtung verlaufenden Schneidrippen nicht denkbar.
Neben den oben bereits erläuterten wirkungsmäßigen Vorteilen besitzt der Rollenmeißel gemäß der Eriindung noch den weiteren der einfacheren und demgemäß billigeren Herstellung, einschließlich des Aufbringens der in Abb. 3 angedeuteten verschleißfesten Auftragsschweißung h.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Erweiterungsrollenmeißel, dessen Rollen auf sich sternförmig erstreckenden Zapfen des Grundkörpers gelagert sind, wobei der Grundkörper auf dem im Vorbohrloch anzuordnenden Gestänge befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß unter Neigung der die Schneidrollen tragenden Zapfen nach dem Vorbohrloch hin die Schneidrollen je mit einer Mehrzahl von in axialen Abständen aufeinanderfolgenden Schneidrippen von keilförmigem Profil, die über ihren Umfang verteilte Unterbrechungen aufweisen, besetzt sind.
2. Erweiterungsrollenmeißel nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das keilförmige Profil der Schneidrippen derart unsymmetrisch ausgebildet ist, daß die Neigung der nach dem Vorbohrloch zu liegenden Keilfläche gegenüber der Rollenachse größer ist als die der abgewandten Keilfläche. 3. Erweiterungsrollenmeißel nach Ansprach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidrippen der in der Umfangsrichtung aufeinanderfolgend auf dem Grundkörper angeordneten Schneidrollen in axialer Richtung der Zapfen gegeneinander versetzt sind.
In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1781413.