DE102006000081A1

DE102006000081A1 - rock drill

Info

Publication number: DE102006000081A1
Application number: DE102006000081A
Authority: DE
Inventors: Kay Heemann; Wolfgang Ludwig; Uwe Bohn
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-23
Also published as: US20070193784A1; NZ553100A; AU2007200580A1

Abstract

Ein hartstoffbestückter Gesteinsbohrkopf (1), welcher aus bis zu fünf Einzelteilen zusammengesetzt ist, mit einem Bohrdurchmesser (D) zwischen 25 mm und 60 mm sowie mit zumindest einem Spülkanal (2) mit einem Spülkanaldurchmesser (S) an einer Außenfläche (3), der zwischen 1/20 und einem 1/5 des Bohrdurchmessers (D) beträgt sowie der Spülkanal (2) von der Außenfläche (3) nach innen düsenförmig erweitert ist.A hard material-tipped rock drilling head (1), which is composed of up to five individual parts, with a drilling diameter (D) between 25 mm and 60 mm and with at least one flushing channel (2) with a flushing channel diameter (S) on an outer surface (3) is between 1/20 and 1/5 of the drilling diameter (D) and the flushing channel (2) is widened in a nozzle shape from the outer surface (3).

Description

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung bezeichnet einen hartstoffbestückten Gesteinsbohrkopf mit Spülkanälen, insbesondere für einen Sprenglochbohrer oder Injektionsbohranker.The Invention refers to a hard-tipped rock drill head with Flushing channels, in particular for one Blast hole drill or injection drill anchor.

Derartige als Massenware hergestellte Bohrköpfe, auf welche sich diese Erfindung begrenzt, weisen bei einem Bohrdurchmesser zwischen 25 mm und 60 mm einen geringen Komplexitätsgrad auf. So ist die Anzahl der Einzelteile, wie die Schneiden ausbildenden Hartstoffeinsätze, aus Herstellungsgründen auf einige wenige, maximal fünf beschränkt. Abhängig von der Art des zu bohrenden Untergrundes werden diese Gesteinsbohrköpfe im Nassbohrverfahren mit niedrigen (5 bis 30 bar) Wasserdrücken oder im Trockenbohrverfahren mit Bohrkleinabsaugung (Absaugdruck 0,3 bis 0,7 bar) durch die Spülkanälen betrieben, wodurch diese notwendig einen Spülkanalsdurchmesser zwischen 1/20 und einem 1/5 des Bohrdurchmessers aufweisen.such mass-produced drill heads, on which these Limited invention, have a drill diameter between 25 mm and 60 mm a low degree of complexity. That's the number of the individual parts, such as the cutting-forming hard material inserts manufacturing reasons to a few, a maximum of five limited. Dependent Depending on the type of substrate to be drilled, these rock drilling heads will be drilled by wet drilling with low (5 to 30 bar) water pressures or by dry drilling operated with drill cuttings extraction (suction pressure 0.3 to 0.7 bar) through the flushing channels, whereby this necessary a Spülkanalsdurchmesser between 1/20 and 1/5 of the drill diameter.

Nach der US4185708 weist ein derartiger hartstoffbestückter Gesteinsbohrkopf zylinderrohrförmige Spülkanäle unterschiedlichen Spülkanalsdurchmessers auf, die direkt von dem Bohrkopfgrundkörper ausgeformt sind.After US4185708 Such a hard-tipped rock drilling head has cylindrical-pipe scavenging passages of different scavenging duct diameter, which are formed directly from the drill head main body.

Nach der US4540056 weist ein hartstoffbestückter Gesteinsbohrkopf mit einem Bohrdurchmesser von 2,5 cm, der auswechselbar an einem Kopfträger befestigt ist, in diesem spezielle Hochdruckdüsen auf, welche als Schraubeinsätze in zylinderrohrförmige Öffnungen eingeschraubt sind. Der Öffnungsdurchmesser der Hochdruckdüsen ist viel zu eng, um darüber beim Trockenbohren das Bohrklein abzuführen oder den beim Nassbohren mit niedrigem Wasserdruck erforderlichen Spülmittelfluss zu bewirken.After US4540056 has a hard-tipped rock drill head with a diameter of 2.5 cm, which is removably attached to a head support, in this special high-pressure nozzles, which are screwed as threaded inserts in cylindrical tube-shaped openings. The opening diameter of the high-pressure nozzles is much too narrow to dissipate the drill cuttings during dry drilling or to cause the flushing agent flow required during wet drilling with low water pressure.

Die Aufgabe besteht in der für die Massenproduktion geeigneten Realisierung eines hartstoffbestückten Gesteinsbohrkopfes mit einem Bohrdurchmesser zwischen 25 mm und 60 mm und sowohl zum Nass- als auch zum Trockenbohren geeigneten Spülkanälen.The Task is in the for the mass production suitable realization of a hard-tipped rock drill head with a bore diameter between 25 mm and 60 mm and both for Wet as well as dry drilling suitable flushing channels.

Die Aufgabe wird im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The The object is essentially achieved by the features of claim 1 solved. Advantageous developments emerge from the subclaims.

So weist ein hartstoffbestückter Gesteinsbohrkopf, welcher aus bis zu fünf Einzelteilen zusammengesetzt ist, einen Bohrdurchmesser zwischen 25 mm und 60 mm sowie zumindest einen Spülkanal mit einem (eingeschriebenen) Spülkanaldurchmesser an einer Aussenfläche zwischen 1/20 und einem 1/5 des Bohrdurchmessers auf, wobei der Spülkanal von der Aussenfläche nach Innen düsenförmig erweitert ist.So has a hard material tipped Rock drill head, which consists of up to five individual parts is, a drilling diameter between 25 mm and 60 mm and at least a flushing channel with a (registered) Spülkanaldurchmesser on an outside surface between 1/20 and 1/5 of the bore diameter, the irrigation channel from the outside surface expanded nozzle-shaped to the inside is.

Durch den sich von der Aussenfläche nach Innen düsenförmig (längs der Strömung konkav, konisch oder konvex sowie im Strömungsquerschnitt rotationssymmetrisch, ganzzählig symmetrisch oder unsymmetrisch) nach Innen stetig erweiternden Spülkanal kann sich beim saugenden Trockenbohren von Aussen in dem Spülkanal eingedrungenes Bohrklein praktisch nicht in diesem festsetzen, da sich der Querschnitt des Spülkanals nach innen stetig aufweitet. Beim Nassbohren mit Spülmittel unter niedrigem Druck von Innen her kommt es zu einer höheren Strömungsgeschwindigkeit im verengten äusseren Bereich des Spülkanals, wobei allfällig dort angesammeltes Bohrklein den dynamischen Druck der Spülmittelströmung spürt und mitgerissen wird.By extending from the outer surface nozzle-shaped inside (along the flow concave, conical or convex and rotationally symmetric in the flow cross section, ganzzählig symmetrical or asymmetrical) to the inside continuously expanding flushing channel can in the sucking dry drilling from the outside in the flushing channel penetrated Cuttings practically do not stick in this as the cross section of the flushing channel expanding steadily inward. When wet drilling with detergent Under low pressure from the inside it comes to a higher flow velocity in the narrowed outer Area of the flushing channel, where applicable There accumulated cuttings feel the dynamic pressure of the detergent flow and entrained becomes.

Vorteilhaft ist der Spülkanal direkt an der Aussenfläche mit einem Konuswinkel zwischen 3° und 30° ausgebildet, wodurch die Querschnittserweiterung im Inneren hinreichend stark ausgebildet ist.Advantageous is the flushing channel directly on the outside surface with a cone angle between 3 ° and 30 °, whereby the cross-sectional widening in the interior sufficiently strong is trained.

Vorteilhaft sind zwei Spülkanäle vorhanden, die weiter vorteilhaft symmetrisch zur Bohrachse verteilt angeordnet sind, wodurch bei einer Verstopfung eines Spülkanals zumindest ein weiterer redundant verfügbar steht.Advantageous are two flushing channels available, the further advantageously arranged distributed symmetrically to the drilling axis are, whereby at a clogging of a flushing channel at least one more redundantly available stands.

Vorteilhaft besteht der Gesteinsbohrkopf aus einem Grundkörper aus Stahlguss, wodurch der sich im Innern erweiternde Spülkanal vorteilhaft beim Giessen herstellbar ist.Advantageous the rock drill head consists of a body made of cast steel, whereby the flushing channel which widens in the interior is advantageous during casting can be produced.

Vorteilhaft besteht der Gesteinsbohrkopf nur aus dem Grundkörper und genau einem, sich diametral über den Bohrdurchmesser ersteckenden Hartstoffeinsatz, der stoffschlüssig in einer Nut befestigt ist, wodurch der Gesteinsbohrkopf in wenigen Prozessschritten sehr ökonomisch herstellbar ist.Advantageous the rock drill head consists only of the main body and exactly one, itself diametrically over the Bohrdurchmesser ersteckenden hard material insert, the cohesively in a groove is attached, whereby the rock drill head in a few Process steps very economical can be produced.

Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:The Invention is related an advantageous embodiment explained in more detail with:

1 als Gesteinsbohrkopf im Längsschnitt 1 as rock drilling head in longitudinal section

2 als Gesteinsbohrkopf im Aufriss 2 as rock drilling head in elevation

Nach den 1 und 2 weist ein hartstoffbestückter Gesteinsbohrkopf 1 einen Bohrdurchmesser D von 35 mm sowie zwei bezüglich der Bohrachse A gegenüberliegende Spülkanäle 2 auf. Diese haben einen Spülkanaldurchmesser S an einer Aussenfläche 3 von 1/10 des Bohrdurchmessers D und sind direkt von der Aussenfläche 3 nach Innen konisch mit einem Konuswinkel [alpha] von 20° düsenförmig erweitert, der nach weiter Innen stetig abnimmt. Der Gesteinsbohrkopf 1 ist aus genau zwei Einzelteilen zusammengesetzt, dem Grundkörper 4 aus Stahlguss und einem Hartstoffeinsatz 5, der stoffschlüssig in einer Nut 6 des Grundkörpers 4 befestigt ist und sich diametral über den Bohrdurchmesser D erstreckend die Bohrschneide 7 ausbildet.After the 1 and 2 has a hard-tipped rock drill head 1 a drilling diameter D of 35 mm and two with respect to the drilling axis A opposite flushing channels 2 on. These have a Spülkanaldurchmesser S on an outer surface 3 1/10 of the drill diameter D and are directly from the outer surface 3 Conically tapering towards the inside with a cone angle [alpha] of 20 °, which gradually decreases towards the inside. The rock drill head 1 is composed of exactly two individual parts, the main body 4 made of cast steel and a hard material insert 5 , of the cohesively in a groove 6 of the basic body 4 is fixed and diametrically over the Bohrdurchmesser D extending the Bohrschneide 7 formed.

Claims

Hard material tipped rock drill head, which is composed of up to five individual parts, with a drilling diameter (D) between 25 mm and 60 mm and with at least one flushing channel ( 2 ) with a Spülkanaldurchmesser (S) on an outer surface ( 3 ), characterized in that the Spülkanaldurchmesser (S) on the outer surface ( 3 ) between 1/20 and 1/5 of the bore diameter (D) and the flushing channel ( 2 ) from the outer surface ( 3 ) is widened nozzle-shaped to the inside.

Rock drilling head according to claim 1, characterized in that the flushing channel ( 2 ) directly on the outer surface ( 3 ) is formed with a cone angle ([alpha]) between 3 ° and 30 °.

Rock drilling head according to claim 1 or 2, characterized in that two flushing channels ( 2 ) available.

Rock drilling head according to one of claims 1 to 3, characterized in that a basic body ( 4 ) is made of cast steel.

Rock drilling head according to claim 4, characterized in that only one main body ( 4 ) and exactly one, diametrically over the Bohrdurchmesser (D) ersteckender, hard material insert ( 5 ) is present, which cohesively in a groove ( 7 ) of the basic body ( 4 ) is attached.