DE20306797U1 - Tubular drill for core drilling machine, has fluid supply with outlet located within working circumference of cutting parts - Google Patents
Tubular drill for core drilling machine, has fluid supply with outlet located within working circumference of cutting partsInfo
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Abstract
Description
-1-Beschreibung-1-Description
Die Erfindung betrifft eine Hohlbohrkrone für Kernbohrmaschinen nach dem Oberbegriff des ersten Schutzanspruchs und findet bevorzugt für die Durchführung von Kernbohrungen im Boden und/oder Fels Anwendung.
Handelsübliche Hohlbohrkronen für Kernbohrmaschinen bestehen aus einer rohrförmigen Bohrkrone mit Schneidelementen (Hartmetall- oder Diamantschneideinsät ze) an der Stirnseite, d.h. in Vortriebsrichtung. Diese Kernbohrmaschinen werden meist für die Durchführung kürzerer Bohrungen eingesetzt, z.B. für die Verlegung von Abwasser-Hausanschlüssen. Dabei muss meist eine Grundmauerbohrung mit der Kernbohrmaschine in Verbindung mit Verlegung im Erdreich durchgeführt werden. Da die herkömmlichen Hohlbohrkronen nur für die Bohrungen im Mauerwerk oder Beton geeignet sind gehen sie bei der Durchführung von Bohrungen im Erdreich bereits nach wenigen Zentimetern aufgrund des nicht entstehenden Freischnitts fest und sind daher für Bohrungen im Erdreich nicht geeignet. Es müssen daher aufwändige Aufschachtungen, z.B. des Fußweges, vorgenommen werden.The invention relates to a hollow core bit for core drilling machines according to the preamble of the first claim and is preferably used for carrying out core drilling in the ground and/or rock.
Commercially available hollow core bits for core drilling machines consist of a tubular core bit with cutting elements (carbide or diamond cutting inserts) on the front side, i.e. in the direction of advance. These core drilling machines are usually used for making shorter bores, e.g. for laying sewage connections. This usually involves drilling a foundation wall with the core drilling machine in conjunction with laying the pipe in the ground. As conventional hollow core bits are only suitable for drilling in masonry or concrete, they get stuck after just a few centimeters when drilling in the ground because they do not create a free cut and are therefore not suitable for drilling in the ground. This means that complex excavations, e.g. for the footpath, have to be carried out.
Für die Durchführung von Bohrungen im Erdreich sind beispielsweise Hochdruck-Injektions-Verfahren bekannt, wobei in das Erdreich unter Ausspülung mittels eines Rohrgestänges eine Bohrkrone eingebracht wird.
In DE 37 18 480 C2 wird eine derartige Bohrvorrichtung beschrieben, wobei die Bohrkrone aus einem doppelwandigen Außenrohr gebildet wird. Durch die Bohrkrone reicht ein Kanalgestänge, in welchem eine Injektionsdüse vorgesehen ist. Diese Lösung dient zur Erzeugung von Stütz- und Dichtwänden mittels einer Zement-Suspension, die über die Injektionsdüse in das Erdreich injiziert wird. Zusätzlich wird durch den Ringraum des doppelwandigen Außenrohres ein Spülmedium als Bohrhilfe für das Außenrohr eingeleitet. Das Spülmedium gelangt über Austrittsöffnungen, die am Außenumfang des Außenrohres verteilt sind, in das Erdreich. Dieses Verfahren ist ausschließlich zur Herstellung senkrechter Stütz- und Dichtwände verwendbar und kann somit für die Herstellung z.B. horizontaler Hausanschlussbohrungen nicht eingesetzt werden.For example, high-pressure injection methods are known for drilling into the ground, whereby a drill bit is inserted into the ground while being flushed out using a pipe string.
DE 37 18 480 C2 describes such a drilling device, whereby the drill bit is made of a double-walled outer pipe. A channel rod, in which an injection nozzle is provided, extends through the drill bit. This solution is used to create retaining and sealing walls using a cement suspension that is injected into the ground via the injection nozzle. In addition, a flushing medium is introduced through the annular space of the double-walled outer pipe as a drilling aid for the outer pipe. The flushing medium enters the ground via outlet openings that are distributed around the outer circumference of the outer pipe. This method can only be used to create vertical retaining and sealing walls and therefore cannot be used to create horizontal house connection bores, for example.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hohlbohrkrone fürThe object of the invention is to provide a hollow core bit for
Kernbohrmaschinen zu entwickeln, die es gestattet dasTo develop core drilling machines that allow the
Einsatzgebiet bisheriger Hohlbohrkronen zu erweitern und auch im Erdreich Bohrungen durchzuführen.To expand the application area of existing hollow core drill bits and also to carry out drilling in the ground.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This problem is solved with the characterizing features of the first protection claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Die Hohlbohrkrone für Kernbohrmaschinen, insbesondere für die Durchführung von Kernbohrungen im Boden und/oder Fels, mit einer rohrförmigen Bohrkrone, besteht aus einem Rohr mit in Vortriebsrichtung an der Stirnseite angeordneten Schneidelementen, wobei die Hohlbohrkrone erfindungsgemäß mindestens eine Fluidmittelzuführung aufweist, deren Austrittsöffnung sich im Wirkungskreis der Schneidelemente befindet. Vorzugsweise ist die Austrittsöffnung der FluidmittelzuführungThe hollow core bit for core drilling machines, in particular for carrying out core drilling in the ground and/or rock, with a tubular core bit, consists of a tube with cutting elements arranged on the front side in the direction of advance, wherein the hollow core bit according to the invention has at least one fluid supply, the outlet opening of which is located in the sphere of action of the cutting elements. Preferably, the outlet opening of the fluid supply is
- an der Stirnseite oder- on the front side or
- unmittelbar an die Stirnseite anschließend an- immediately adjacent to the front side
der Innenwandung oder Außenwandung oderthe inner wall or outer wall or
- an einem Übergang (Radius/Phase) zwischen
Stirnseite und Innenwandung oder Außenwandung- at a transition (radius/phase) between
Front side and inner wall or outer wall
vorgesehen.intended.
Dabei kann die Hohlbohrkrone doppelwandig unter Verwendung eines Außenrohres und eines Innenrohres ausgebildet sein. Die Fluidmittelzuführung zur Austrittsöffnung kann über einen Ringraum zwischen Außenrohr und Innenrohr, über einen Kanal oder eine Fluidleitung in der Hohlbohrkrone erfolgen.The hollow core bit can be designed as a double-walled bit using an outer tube and an inner tube. The fluid can be supplied to the outlet opening via an annular space between the outer tube and the inner tube, via a channel or a fluid line in the hollow core bit.
Der Kanal und/oder die Fluidleitung können dabei in der Wandung des Rohres der Bohrkrone oder bei einer doppelwandigen Hohlbohrkrone im Außenrohr, im Innenrohr oder zwischen Außen- und Innenrohr verlaufen.The channel and/or the fluid line can run in the wall of the tube of the drill bit or, in the case of a double-walled hollow drill bit, in the outer tube, in the inner tube or between the outer and inner tube.
Der Kanal und/oder die Fluidleitung können dabei in einer Nut oder einer Bohrung in der rohrförmigen Bohrkrone ausgebildet sein, wobei die Nut geschlossen sein muss.The channel and/or the fluid line can be formed in a groove or a bore in the tubular drill bit, whereby the groove must be closed.
Die Anzahl der Austrittsöffnungen kann variierbar sein und es ist möglich, ein oder mehrere Austrittsöffnungen verschließbar zu gestalten, z.B. durch verlöten oder Verschlussstopfen.The number of outlet openings can be varied and it is possible to design one or more outlet openings so that they can be closed, e.g. by soldering or using sealing plugs.
Weiterhin ist es möglich, durch das Einschrauben von Düsen in die Austrittsöffnungen den Abstrahlwinkel und/oder den Fluiddruck zu variieren. Um das Rückströmen des Fluids zu vermeiden, sollte in der Druckmittelzuführung ein Rückschlagventil angeordnet sein. Die Zuleitung des Fluidmittels erfolgt bevorzugt über ein an der Bohrkrone anbringbares Hohlgestänge.It is also possible to vary the jet angle and/or the fluid pressure by screwing nozzles into the outlet openings. To prevent the fluid from flowing back, a check valve should be installed in the pressure medium supply. The fluid is preferably supplied via a hollow rod that can be attached to the drill bit.
Die Schneidelemente sind entweder als Hartmetall-Schneideinsätze oder Diamant-Schneideinsätze ausgebildet. Weiterhin ist von wesentlichem Vorteil, dass in der Bohrkrone ein Entleerungsdeckel angeordnet sein kann, der beim Bohrvorgang innen am Boden der Bohrkrone anliegt.The cutting elements are designed either as hard metal cutting inserts or diamond cutting inserts. Another significant advantage is that a drain cover can be arranged in the core bit, which rests against the inside base of the core bit during the drilling process.
Nach dem Bohrvorgang wird der Deckel bevorzugtAfter drilling, the lid is preferred
pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch in Richtung zur Stirnseite der Bohrkrone gepresst, wodurch das Bohrgut entleert wird.pneumatically, hydraulically or mechanically pressed towards the front of the drill bit, whereby the drilling material is emptied.
Durch die Zuführung des Fluids unmittelbar im Bereich der Schneidelemente wird ein Freischnitt erzeugt, der ein Festgehen der Hohlbohrkrone im Erdreich vermeidet. Es ist somit erstmalig möglich, die erfindungsgemäße Hohlbohrkrone an einem Gestänge für herkömmliche Hohlbohrkronen anzuschließen und damit Kernbohrungen im Mauerwerk, Fels und Erdreich durchzuführen. Insbesondere durch die Möglichkeit, mit der Hohlbohrkrone Bohrungen im Erdreich durchzuführen, wird das Einsatzgebiet der Hohlbohrkronen, mit denen bisher nur Durchbrüche im Mauerwerk und Beton erzeugt werden konnten, wesentlich erweitert. Aufwändige Aufschachtungen des Erdreiches können damit vermieden werden, wodurch eine hohe Kostenersparnis zu verzeichnen ist. Für Bohrungen im Erdreich ist der Einsatz einer Bohrkrone aufgrund des kreisförmigen Bohrvorganges sehr zielgenau. Weiterhin ist ein verhältnismäßig kleines Antriebsaggregat erforderlich, da eine Zerkleinerung des Bohrgutes beim Bohrvorgang entfällt.By supplying the fluid directly in the area of the cutting elements, a free cut is created that prevents the hollow core bit from getting stuck in the ground. This makes it possible for the first time to connect the hollow core bit according to the invention to a rod for conventional hollow core bits and use it to carry out core drilling in masonry, rock and soil. In particular, the possibility of drilling in the ground with the hollow core bit significantly expands the area of application of hollow core bits, which previously could only be used to create breakthroughs in masonry and concrete. This means that complex excavations of the ground can be avoided, which results in significant cost savings. The use of a core bit for drilling in the ground is very precise due to the circular drilling process. Furthermore, a relatively small drive unit is required, since the drilling material does not need to be crushed during the drilling process.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments. They show:
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Fig. 1: doppelwandige Hohlbohrkrone mit Fluidmittel-Fig. 1: double-walled hollow core bit with fluid medium
zuführung durch den Ringraum,supply through the annular space,
Fig. 2: doppelwandige Hohlbohrkrone mit Fluidmittelzuführung durch den Ringraum, jedoch mit nurFig. 2: double-walled hollow core bit with fluid supply through the annular space, but with only
einem Boden,
Fig. 3: doppelwandige Hohlbohrkrone mita floor,
Fig. 3: double-walled hollow core bit with
Fluidmittelzuführung über eine Leitung,Fluid supply via a line,
Fig. 4: Hohlbohrkrone mit Fluidmittelzuführung über einen Kanal in der Bohrkrone,Fig. 4: Hollow core bit with fluid supply via a channel in the core bit,
Fig. 5: Hohlbohrkrone mit Entleerungsdeckel.Fig. 5: Hollow core bit with drain cover.
Gemäß Fig. 1 bis 3 ist die Hohlbohrkrone 1 doppelwandig ausgebildet und besteht aus einem Außenrohr 2 und einem Innenrohr 3. Beide Rohre 2, 3 sind in Richtung zum nicht dargestellten Gestänge mittels eines ersten Bodens 4, welcher sich an das Außenrohr 1 anschließt und mittels eines zweiten Bodens 5 (Fig. 1 und 3), welcher sich an das Innenrohr 3 anschließt, geschlossen. Am Boden 4 befindet sich der Anschluss 6 der Bohrkrone 1, über welchen das Fluid zugeführt wird. Zwischen Außenrohr und Innenrohr befindet sich ein Ringraum 7. An der Stirnseite der Hohlbohrkrone 1 sind Schneidelemente S vorgesehen. Der Ringraum ist in Richtung zu den Schneidelementen über einen ringförmigen Metalleinsatz 8 verschlossen. In demAccording to Fig. 1 to 3, the hollow core bit 1 is double-walled and consists of an outer tube 2 and an inner tube 3. Both tubes 2, 3 are closed in the direction of the rods (not shown) by means of a first base 4, which is connected to the outer tube 1, and by means of a second base 5 (Fig. 1 and 3), which is connected to the inner tube 3. The connection 6 of the core bit 1, through which the fluid is supplied, is located on the base 4. There is an annular space 7 between the outer tube and the inner tube. Cutting elements S are provided on the front side of the hollow core bit 1. The annular space is closed in the direction of the cutting elements by means of an annular metal insert 8. In the
Metalleinsatz 8 sind Durchbrüche 9 zwischen den Schneidelementen S angeordnet. Gem. Fig. 1 strömt beim Bohrvorgang das Fluidmittel in Pfeilrichtung über die Fluidmittelzufuhr und den Anschluss 6 in den Ringraum 7 und gelangt über die Durchbrüche 9 in den Wirkungskreis der Schneidelemente S.Metal insert 8 has openings 9 arranged between the cutting elements S. According to Fig. 1, during the drilling process the fluid flows in the direction of the arrow via the fluid supply and the connection 6 into the annular space 7 and reaches the sphere of action of the cutting elements S via the openings 9.
Gem. Fig. 1 gelangt das Fluidmittel über den Zwischenraum der beiden Böden 4 und 5 in den Ringraum 7. In Fig. 2 weist die Hohlbohrkrone 1 nur einen äußeren Boden 4 auf, an den sich das Außenrohr 2 und das Innenrohr 3 anschließen. Durch den Boden 4 führt zur Fluidmittelzuführung über den Anschluss 6 ein Durchbruch 4.1 zum Ringraum 7.
In Fig. 3 führen durch den Ringraum 7 Leitungen 10 das Fluidmittel bis an die Stirnseite der Hohlbohrkrone 1 und somit ebenfalls in den Wirkungskreis der Schneidelemente S.According to Fig. 1, the fluid enters the annular space 7 via the space between the two bases 4 and 5. In Fig. 2, the hollow core bit 1 has only one outer base 4, to which the outer tube 2 and the inner tube 3 are connected. A breakthrough 4.1 leads through the base 4 to the annular space 7 for the fluid supply via the connection 6.
In Fig. 3, lines 10 lead the fluid through the annular space 7 to the front side of the hollow core bit 1 and thus also into the sphere of action of the cutting elements S.
Alternativ ist es möglich, bei einer Hohlbohrkrone mit nur einem Außenrohr 2 in dessen Außenwand gem. Fig. 4 eine Nut 11 zu fräsen, die nach außen geschlossen ist, und darüber das Fluidmittel in den Bereich der Schneidelemente S zu führen.Alternatively, it is possible to mill a groove 11 in the outer wall of a hollow core bit with only one outer tube 2 as shown in Fig. 4, which is closed to the outside, and to guide the fluid medium into the area of the cutting elements S via this groove.
Es ist üblich, zur Verlegung von Hausanschlüssen Kernbohrmaschinen mit Diamant-Schneideinsätzen für dieIt is common practice to use core drilling machines with diamond cutting inserts for the installation of house connections.
Grundmaurerbohrungen zu verwenden. Im Anschluss an die Grundmauerbohrung wird nun die Diamantbohrkrone gegen die erfindungsgemäße Bohrkrone ausgetauscht. Nun ist es erstmalig möglich, im Erdreich weiterzubohren. Durch den Fluidaustritt im Bereich der Schneidelemente erfolgt beim Bohren ein Verdrängen bzw. Verlagern des Erdreiches im Bereich der ringförmigen Stirnseite der Bohrkrone, so dass ein Freischnitt entsteht, der ein Festgehen der Bohrkrone verhindert. Dabei wird nur eine geringe Menge an Bohrflüssigkeit (Fluid) und ein geringer Druck benötigt, denn ein Transport des Erdreiches ist mit dem Fluid nicht vorgesehen. Der Transport des Bohrgutes wird anschließend durch Entleeren der Bohrkrone durchgeführt. In Fig. 5 ist eine Hohlbohrkrone 1 mit Entleerungsdeckel 12 im Querschnitt dargestellt. Die Hohlbohrkrone 1 weist dabei im Boden 4 ein oder mehrere Bohrungen B auf und wurde nach dem Bohrvorgang mit dem darin befindlichen Bohrgut 13 in einer Entleerungsvorrichtung 14 positioniert. Diese besteht aus einem hohlzylinderförmigen Abschnitt 15, in welchem Auflagepunkte 16 für die Bohrkrone 1 vorhanden sind und weist z.B. drei oder vier Beine 17 auf. Die Bohrkrone 1 liegt nun mit ihrer Stirnfläche auf den Auflagepunkten 16 auf. Über die Bohrungen B im Boden 4 wird nun der Entleerungsdeckel 12 mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch nach untenTo be used for foundation masonry drilling. After the foundation wall drilling, the diamond core bit is replaced with the core bit according to the invention. It is now possible for the first time to continue drilling in the ground. As a result of the fluid escaping in the area of the cutting elements, the ground is displaced or shifted in the area of the ring-shaped front side of the core bit during drilling, so that a free cut is created which prevents the core bit from getting stuck. Only a small amount of drilling fluid and a low pressure are required, since the fluid is not intended to transport the ground. The drilling material is then transported by emptying the core bit. Fig. 5 shows a cross-section of a hollow core bit 1 with an emptying cover 12. The hollow core bit 1 has one or more holes B in the ground 4 and, after the drilling process, was positioned in an emptying device 14 with the drilling material 13 contained therein. This consists of a hollow cylindrical section 15 in which support points 16 for the drill bit 1 are present and has, for example, three or four legs 17. The drill bit 1 now rests with its front face on the support points 16. The emptying cover 12 is now mechanically, pneumatically or hydraulically pushed downwards via the holes B in the base 4.
gedrückt, wodurch das in der Bohrkrone 1 befindliche Bohrgut 13 entleert wird.pressed, whereby the drilling material 13 contained in the drill bit 1 is emptied.
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