DE3519223A1

DE3519223A1 - Tool for drilling and breaking up solid rock

Info

Publication number: DE3519223A1
Application number: DE19853519223
Authority: DE
Inventors: Gospodin Dipl.-Ing. Sofia/Sofjia Dobrev Dobrev
Original assignee: VTO MINERALIMPEX
Current assignee: VTO MINERALIMPEX
Priority date: 1985-05-29
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1986-12-04

Abstract

The tool for drilling and breaking up solid rock consists of a cylindrical shank (3) which at one end has a section (4) of widened diameter, which can be connected to a driving rod (1), and at the other end is connected to a drill bit (2). Sitting on the cylindrical shank (3) is a finger bit (5) in the form of a sleeve (6) which has teeth (7) on its cylindrical outer surface which are arranged in a plane which passes through the longitudinal axis of the finger bit (5), it being possible for one or more planes to be arranged symmetrically or asymmetrically to the longitudinal axis. Every following tooth (7) of a plane has a larger diameter than the preceding one as viewed from the drill bit (2) towards the driving rod (1). <IMAGE>

Description

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bohren und Zertrümmern von massivem Gestein nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a tool for drilling and smashing solid rock according to the preamble of claim 1.

Solche Werkzeuge werden zum Bohren und Zertrümmern von Fels, Beton oder anderem massiven Gestein im Untertagebau wie auch im Tagebau eingesetzt. Such tools are used for drilling and smashing rock, concrete or other massive rock used in both underground and open-cast mining.

Zum Zertrümmern von massivem Gestein ist bereits ein Werkzeug bekannt, das aus einer Bohrkrone mit einem Metallkörper und einem Hartmetallplättchen mit flacher Stirnfläche und profilierten Enden besteht und für die Ausbildung von Längsschlitzen in der zylindrischen Oberfläche eines vorher gebohrten Loches zum Zertrümmern des Gesteins verwendet wird. A tool is already known for breaking solid rock, that consists of a drill bit with a metal body and a hard metal plate with flat face and profiled ends and for the formation of longitudinal slots in the cylindrical surface of a previously drilled hole for shattering the Rock is used.

Das bekannte Werkzeug hat den Nachteil, daß es erst dann eingesetzt werden kann, wenn ein Loch gebohrt ist und daß die Schlitze in der zylindrischen Oberfläche des Lochs nur über einer Tiefe ausgebildet werden können, die kleiner ist als der Durchmesser des Lochs. The known tool has the disadvantage that it is only then used can be when a hole is drilled and that the slots in the cylindrical Surface of the Hole can only be formed over a depth that is smaller is than the diameter of the hole.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Werkzeug zu schaffen, mit dem ein gleichzeitiges Bohren und Zertrümmern von massivem Gestein möglich ist. The object on which the invention is based is therefore to create a tool that allows simultaneous drilling and smashing of solid rock is possible.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst, die in den Unteransprüchen vorteilhaft weitergebildet sind. This task is given in the characterizing part of claim 1 Features solved, which are advantageously developed in the subclaims.

Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug ist es möglich, gleichzeitig ein Loch zu bohren und Schlitze in seiner zylindrischen Oberfläche auszubilden, um so eine Zertrümmerung des Gesteins zu bewirken, da sich die Löcher sehr nahe beieinander bohren lassen. Der Einsatz von anderen Mitteln, wie Sprengpulver, hydraulische Spalteinrichtungen, Keile und dergleichen sind nicht erforderlich. With the tool according to the invention, it is possible at the same time To drill hole and make slots in its cylindrical surface so as to cause the rock to break up because the holes are very close together let drill. The use of other means, such as explosive powder, hydraulic fission devices, Wedges and the like are not required.

Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug ist zwischen der Treibstange und der Bohrkrone ein Schaft angeordnet, der an einem Ende eine zylindrische Erweiterung für das Verbinden mit der Treibstange aufweist und am anderen Ende mit der Bohrkrone verbindbar ist. Auf dem Schaft ist eine Zahnkrone frei angeordnet, die aus einem hohlen zylindrischen Körper besteht und an ihrer zylindrischen Außenfläche Zähne für das Zertrümmern trägt. Die Zähne sind in einer Ebene angeordnet, die durch die Längsachse der Zahnkrone geht, wobei eine oder mehrere Ebenen genommen werden können, die symmetrisch oder asymmetrisch zur Längsachse verlaufen können. Jeder nachfolgende Zahn einer Ebene hat einen größeren Durchmesser als der vorhergehende, gesehen in der Richtung von der Bohrkrone zur Treibstange. In the tool according to the invention is between the drive rod and The drill bit has a shank arranged which at one end has a cylindrical extension for connecting to the drive rod and at the other end to the drill bit is connectable. A tooth crown is freely arranged on the shaft, which consists of a consists of a hollow cylindrical body and teeth on its cylindrical outer surface for smashing. The teeth are arranged in a plane that passes through the Longitudinal axis of the tooth crown goes, whereby one or more levels can be taken, which can run symmetrically or asymmetrically to the longitudinal axis. Each subsequent Tooth of a plane has a larger diameter than the previous one, seen in the direction from the drill bit to the drive rod.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das Werkzeug in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, Fig. 2 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die Zahnkrone, Fig. 3 die Zahnkrone von Fig. 2 um 90" gedreht, Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Zahnkrone mit zwei in der gleichen radialen Ebene angeordneten Zähnen, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Zahnkrone mit drei im gleichen Winkelabstand angeordneten radialen Zähnen und Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Zahnkrone mit vier in Radialebenen mit gleichem Winkelabstand angeordneten Zähnen. The invention is explained in more detail, for example, with the aid of drawings. The figures show: FIG. 1 the tool in a partially sectioned side view, FIG. 2 shows the tooth crown in a partially sectioned side view, FIG. 3 shows the tooth crown of Fig. 2 rotated by 90 ", Fig. 4 is a plan view of a tooth crown with two in the same radial plane arranged teeth, Fig. 5 is a plan view of a Tooth crown with three radial teeth arranged at the same angular distance and Fig. 6 shows a plan view of a tooth crown with four in radial planes with the same angular spacing arranged teeth.

Das in Fig. 1 gezeigte Werkzeug zum Bohren und Zertrümmern von massivem Gestein hat einen Schaft 3, dessen eines Ende einen Abschnitt 4 mit erweiterndem Durchmesser aufweist, der mit einer Treibstange 1 verbindbar ist, beispielsweise über den in Fig. 1 gezeigten Kegelsitz von Treibstange 1 und einer Innenbohrung des Abschnitts 4. Am anderen Ende des Schaftes 3 ist eine Bohrkrone 3 angebracht. The tool shown in Fig. 1 for drilling and smashing massive Rock has a shaft 3, one end of which has a section 4 with widening Has diameter which can be connected to a drive rod 1, for example via the conical seat shown in Fig. 1 of the drive rod 1 and an inner bore of section 4. At the other end of the shaft 3, a drill bit 3 is attached.

Auf dem zylindrischen Schaft ist zwischen dem Abschnitt 4 und der Bohrkone 2 eine Zahnkrone 5 angeordnet, die aus einem hohlzylindrischen Körper bzw. On the cylindrical shaft is between the section 4 and the Drill bit 2 a toothed crown 5 is arranged, which consists of a hollow cylindrical body or

einer Hülse 6 besteht, an deren zylindrischer Außenfläche Zähne 7 in Ebenen angeordnet sind, die durch die Längsachse der Zahnkrone 5 gehen. Die Zähne 7 sind, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, in Zahngruppen an der Außenfläche der Hülse 6 angeordnet, wobei sich die Zähne 7 jeder Zahngruppe über die gleiche axiale Länge der Hülse 6 erstrecken. Die Außendurchmesser der Zähne 7 nehmen von der Bohrkrone 2 zum Abschnitt 4 hin zu. Die Zähne sind außerdem so ausgebildet, daß bezogen auf die Dickenerstreckung die Zähne der axial zur Treibstange 1 hin folgenden Zahngruppe durch den von der vorhergehenden bohrkronenseitigen Zahngruppe erzeugten Spalte frei hindurchgehen. Die Zähne 7 können in einer, zwei oder mehr Ebenen angeordnet sein, wobei diese Ebenen symmetrisch oder unsymmetrisch zur Längsachse der Zahnkrone 5 angeordnet sein können, wobei in jeder Zahngruppe ein, zwei oder mehr Zähne 7 vorgesehen werden können.a sleeve 6, on the cylindrical outer surface of which teeth 7 are arranged in planes which go through the longitudinal axis of the tooth crown 5. The teeth 7 are, as shown in Figs. 1 to 3, in groups of teeth on the outer surface of the Sleeve 6 arranged, wherein the teeth 7 of each group of teeth over the same axial Extend the length of the sleeve 6. The outside diameter of the teeth 7 take from the drill bit 2 to section 4. The teeth are also designed so that based the teeth of the group of teeth axially following the drive rod 1 towards the thickness extension through the gap created by the previous group of teeth on the bit side walk freely through. The teeth 7 can be arranged in one, two or more planes be, these planes symmetrical or asymmetrical to the longitudinal axis of the tooth crown 5 can be arranged, with one, two or more teeth 7 in each group of teeth can be provided.

Das Werkzeug arbeitet folgendermaßen: Wenn die Bohrkrone 2 über den Schaft 3 und die Treibstange 1 in Drehung versetzt wird, dringt sie in das Gestein ein. Bei Erreichen einer bestimmten Tiefe kommt die bohrkronenseitige Stirnfläche der Zahnkrone 5 mit dem Gestein in Kontakt, wodurch der erweiterte Abschnitt 4 des Schafts 3 mit der gegenüberliegenden Stirnfläche der Hülse 6 der Zahnkrone 5 in Kontakt kommt, wodurch auf die Hülse 6 mit den Zähnen 7 Vibrationsschiagimpulse übertragen werden, unter deren Wirkung die Zähne 7 das Gestein zu zertrümmern beginnen. Mit dem weiteren Eindringen der Zähne 7 der ersten Zahngruppe in das Gestein kommen schließlich die Zähne 7 der nächsten axial folgenden Zahngruppe in Kontakt mit dem Gestein, wodurch sich der Zertrümmerungsprozeß wiederholt. Bei Erreichen der gewünschten Tiefe wird das Werkzeug aus dem gebohrten Loch und den geschlagenen Spalten bzw. aus dem zertrümmerten Gestein herausgezogen. The tool works as follows: When the drill bit 2 over the Shaft 3 and the drive rod 1 is set in rotation, it penetrates the rock a. When a certain depth is reached, the end face on the drill bit comes up of the tooth crown 5 in contact with the rock, whereby the enlarged section 4 of the Shank 3 with the opposite end face of the sleeve 6 of the tooth crown 5 in Contact comes, whereby on the sleeve 6 with the teeth 7 vibration shock pulses are transferred, under the action of which the teeth 7 begin to shatter the rock. With the further penetration of the teeth 7 of the first group of teeth come into the rock finally the teeth 7 of the next axially following group of teeth in contact with the Rock, whereby the process of shattering repeats itself. Upon reaching the desired The depth of the tool is drawn from the drilled hole and the cracks or holes that have been made. pulled out of the shattered rock.

Claims

Claims 1. Tool for drilling and smashing solid Rock with a drill bit and a connecting rod that can be connected to it, characterized in that that between the drive rod (1) and the drill bit (2) a cylindrical shaft (3) is arranged, one end of which can be connected to the drill bit (2) and whose the other end has an enlarged diameter section (4) for connecting to the drive rod (1), and that on the shaft (3) a toothed crown (5) in the form a cylindrical sleeve (6) sits in planes passing through its longitudinal axis Teeth (7) for smashing, which are in the form of at least one group of teeth the same axial and radial extension arranged on its cylindrical outer surface are.

2. Tool according to claim 1, characterized in that with several, Axially spaced tooth groups, the teeth (7) of the tooth groups are in The same radial planes are formed extending, the outer diameter of the Teeth (7) of a group of teeth on the drill bit side is each smaller than that of the axial adjacent drive rod-side group of teeth.

3. Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the Outer diameter of the teeth (7) from the end face on the drill bit side to the drive rod side End face is designed to decrease.

4. Tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the thickness of the teeth (7) on the same radial extent of a drill bit side Tooth group is larger than that of the axially adjacent drive rod side Group of teeth.

5. Tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the teeth (7) have a thickness that decreases with increasing radial extension.

6. Tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the teeth are tapered in a trapezoidal shape towards their end on the drive rod side Have cross-section.

7. Tool according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the teeth (7) of each group of teeth (5) are arranged at equal angular intervals.