DE1027608B

DE1027608B - Drill bit with flushing channels opening into grooves on the drill casing surface

Info

Publication number: DE1027608B
Application number: DEB27192A
Authority: DE
Inventors: Walter Heusgen
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1952-09-06
Filing date: 1953-08-26
Publication date: 1958-04-10

Description

DEUTSCHESGERMAN

Das von den Bohrhammerschneiden zerkleinerte Material wird mittels eines Spülmediums aus dem Bohrloch herausbefördert. Die Bohrstange besitzt demgemäß einen zentralen Kanal und die Bohrkrone eine oder mehrere Bohrungen, durch die das Spülmittel 5 gegen die Bohrsohle austritt. Das Spülmittel steht meist unter hohem Druck und spült das Bohrklein an der Bohrkrone vorbei aus dem Bohrloch.The material shredded by the hammer drill is removed from the by means of a flushing medium Borehole conveyed out. The drill rod accordingly has a central channel and the drill bit one or several bores through which the flushing agent 5 emerges against the drill bottom. The detergent is standing usually under high pressure and flushes the cuttings past the drill bit out of the borehole.

Bei der Verwendung gasförmiger Spülmittel, wie z. B. Preßluft, reicht die durch die Spülkanäle gedrückte Luft nicht aus, das gesamte Bohrklein aus dem Bohrloch zu schaffen. Es muß daher das Bohren fallweise unterbrochen werden, um mit der ganzen im Bohrhammer verfügbaren Luft das Bohrloch auszublasen. Dadurch wird verhindert, daß der Bohrer wiederholt auf das auf der Bohrsohle angesammelte Bohrmehl schlägt, sich die Schneidkante abnützt und die Bohrleistung verringert.When using gaseous detergents, such as. B. compressed air, the pushed through the flushing channels is enough There is no stopping all of the cuttings from being removed from the borehole. It must therefore be the drilling occasionally be interrupted in order to blow out the borehole with all the air available in the hammer drill. This prevents the drill from repeating on what has accumulated on the drill bottom Drill dust beats, the cutting edge wears out and drilling performance is reduced.

Während des Bohrens mit flüssigem Spülmittel, ζ. B. mit Wasser, bildet das aus der Bohrkrone aus- so tretende Spülmittel auf der Bohrlochsohle Wirbel, verbraucht dadurch seine Spülkraft und kann dann nicht mehr die nötige Menge Bohrklein ins Freie schwemmen. Von besonderem Nachteil ist hierbei, daß durch die Benetzung des Gesteins durch das Wasser das Gestein an Zähigkeit zunimmt.While drilling with liquid detergent, ζ. B. with water, this forms from the drill bit If the flushing agent emerges on the bottom of the borehole, it swirls, which uses up its flushing power and can then no longer flush the necessary amount of cuttings out into the open. A particular disadvantage here is that As the water wets the rock, the rock increases in toughness.

Es wurden verschiedene Versuche unternommen, die Spülwirkung zu vergrößern. So hat man z. B. vorgeschlagen, nicht nur das Spülmittel mit einem besonders hohen Druck zur Bohrlochsohle zu leiten, sondern auch das Spülmittel aus dem Bohrloch zu saugen, indem man außerhalb des Bohrloches eine Kappe anbrachte, aus welcher das Spülmittel mit dem Bohrklein abgesaugt wurde.Various attempts have been made to increase the flushing effect. So one has z. B. suggested not only to direct the flushing agent to the bottom of the borehole with a particularly high pressure, but also to suck the flushing agent out of the borehole by placing a Attached cap from which the detergent was sucked off with the drill cuttings.

Es sind auch Gesteinsbohrer bekanntgeworden (schweizerische Patentschrift 58 849), die eine zentrale Bohrung zur Stirnfläche des Bohrers und zuzüglich noch Bohrungen von dem axialen Kanal zur Mantelfläche besitzen, wobei diese letzteren in einem Winkel zur Bohrerachse und entgegen der Stirnfläche des Bohrers gerichtet sind. Mit diesen Ausführungen war beabsichtigt, einen Teil des Spülmittelstrahls der Bohrsohle zuzuführen und mit den zurückweisenden, an der Mantelfläche mündenden Spülmittelstrählen infolge der damit erzielten Injektorwirkung den auf der Sohle entstandenen Bohrschlamm abzusaugen. Das angestrebte Ziel wird aber mit diesem Bohrer nicht erreicht, weil der axiale, zur Bohrsohle weisende Kanal nach kurzer Arbeitszeit infolge des wiederholten Aufschlagens auf das Bohrmehl verstopft wird. Die angestrebte Injektorwirkung wird bei diesem Bohrer überdies wegen des starken Druckabfalls durch die vorgesehenen, zu großen Querschnitte der Kanäle in genügendem Maße nicht erzielt.Rock drills have also become known (Swiss patent specification 58 849), which have a central Bore to the face of the drill and plus bores from the axial channel to Have lateral surface, the latter at an angle to the drill axis and against the end face of the drill are directed. With these designs it was intended to remove part of the detergent jet Feed the bottom of the drill hole and with the repelling jets of flushing agent that open out on the jacket surface as a result sucking off the drilling mud created on the bottom using the injector effect achieved in this way. The intended goal is not achieved with this drill, because the axial channel pointing to the drill bottom after a short working time as a result of repeated impact is clogged on the drill dust. The desired injector effect is with this drill In addition, because of the strong pressure drop due to the excessively large cross-sections of the channels in not achieved enough.

an der Bohrermantelflächeon the surface of the drill bit

mündenden Spülkanälenopening flushing channels

Anmelder:
Gebr. Böhler & Co. Aktiengesellschaft,Applicant:
Gebr. Böhler & Co. Aktiengesellschaft,

Wien,Vienna,

handelnd durch die Zweigniederlassung,
Stuttgart-Untertürkheim, Benzstr. 19acting through the branch,
Stuttgart-Untertürkheim, Benzstr. 19th

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 6. September 1952Claimed priority:
Austria from September 6, 1952

Walter Heusgen, Kapfenberg, Steiermark (Österreich), ist als Erfinder genannt wordenWalter Heusgen, Kapfenberg, Styria (Austria), has been named as the inventor

Ferner ist ein Gesteinsbohrhammer bekanntgeworden, bei dem der axiale Spülkanal vor der Bohrerschneide endet und nur schräg nach hinten im spitzen Winkel gerichtete, verhältnismäßig enge Spülkanäle vorhanden sind; das nach hinten aus diesen Spülkanälen austretende Spülmittel soll hierbei das Bohrklein saugend mitnehmen (deutsche Patentschrift 201368).Furthermore, a rock drill hammer has become known in which the axial flushing channel is in front of the drill bit ends and only obliquely directed backwards at an acute angle, relatively narrow flushing channels available; the detergent emerging from these rinsing channels to the rear should be the Take cuttings with you while sucking (German patent specification 201368).

Alle diese Bohrer haben aber den gewünschten Erfolg nicht gebracht. Bei den bekannten Bohrkronen verbleibt im Bohrloch stets ein Rest des Bohrkleins, welches die Schlagkraft der Bohrgeräte mindert.However, none of these drills have brought the desired success. With the known drill bits there is always a remnant of the cuttings left in the borehole, which reduces the impact force of the drilling equipment.

Erfindungsgemäß wird demgegenüber vorgeschlagen, die Spülkanäle in einem Winkel zur Bohrerachse vorzusehen, wobei nur ein Kanal in einem spitzen Winkel zur Achse in die Richtung der Bohrlochsohle und nur ein zweiter Kanal größeren Querschnittes in einem spitzen Winkel entgegen dieser Richtung weist. Durch das aus dem einen Kanal austretende Spülmittel soll das Bohrklein angefeuchtet und durch das aus dem anderen Kanal strömende Spülmittel durch die hervorgerufene Injektor wirkung abgesaugt werden. Es ist von besonderem Vorteil, wenn die beiden Kanäle in der Bohrkrone einander diametral gegenüberliegen, weil durch diese Anordnung der zur Bohrsohle austretende Strahl über die Schneiden zu jener Stelle gelangt, an welcher die Saugwirkung angreift und daher besonders wirksam ist. Ein Absaugen des Bohrkleins und damit eine Injektorwirkung kann nur eintreten, wenn der aus dem Bohrloch weisende Strahl hinreichenden Druck besitzt. Es ist daher nötig, um einenIn contrast, according to the invention, it is proposed to provide the flushing channels at an angle to the drill axis, with only one channel at an acute angle to the axis in the direction of the bottom hole and only a second channel of larger cross-section points at an acute angle opposite to this direction. By the flushing agent emerging from one channel is intended to moisten the cuttings and to remove them from the flushing agent flowing through the other channel can be sucked off by the injector effect. It is of particular advantage if the two channels in the drill bit are diametrically opposite one another, because through this arrangement, the jet exiting to the bottom of the drill reaches that point via the cutting edges, on which the suction acts and is therefore particularly effective. A suction of the cuttings and thus an injector effect can only occur if the jet pointing out of the borehole is sufficient Pressure owns. It is therefore necessary to have one

709 959/2709 959/2

Druckverlust zu vermeiden, den Querschnitt des zur Bohrsohle weisenden Kanals möglichst klein zu halten. Dadurch wird eine gründliche Reinigung der Bohrlochsohle erreicht. Versuche haben ergeben, daß bei einem Nachspülen nach Abstellen der Schlagbewegung des Hammers kein Bohrklein aus dem Bohrloch gefördert werden konnte, wodurch bewiesen war, daß durch diese Spülanordnung tatsächlich das Bohrloch während des Bohrens ständig restlos gereinigt wird. Es hat sich aber auch ergeben, daß die Schneidenflanken nach längerem Gebrauch keine Auskolkungen, die durch das Schlagen auf das lose Bohrklein oder Bohrmehl entstehen, zeigten.To avoid pressure loss, to keep the cross-section of the channel facing the drill bottom as small as possible. This ensures thorough cleaning of the bottom of the borehole. Tests have shown that no drill cuttings are conveyed out of the borehole after rinsing after the hammering movement has been stopped could be proven, proving that by this flushing arrangement actually the borehole is constantly cleaned completely while drilling. But it has also been found that the cutting edges after long use no scouring caused by hitting the loose cuttings or Boring dust arise, showed.

Diese Reinigung der Bohrlochsohle ist besonders dann mit einer geringen Menge der Spülflüssigkeit zu erzielen, wenn nicht nur die Bohrung, welche die injektormäßige Saugwirkung hervorruft, in einer Ausnehmung liegt, die am kegelförmigen Mantel der Bohrkrone nach Art der bekannten Spülkanäle liegt, sondern auch die Bohrung, durch welche der Druckstrahl tritt, entweder in einer Ausnehmung am Mantel der Bohrkrone oder auf der Stirnfläche des Bohrers an einer solchen Stelle angeordnet ist, die nach strömungstechnischen Gesichtspunkten ein wirbelfreies Abfließen des Spülmittels nach der Saugseite ermöglicht, wie dies z. B. im Winkel zweier Schneidkanten der Fall ist.This cleaning of the bottom of the borehole is particularly important with a small amount of the flushing fluid achieve, if not only the hole, which causes the injector-like suction, in a recess lies, which lies on the conical jacket of the drill bit in the manner of the known flushing channels, but also the hole through which the pressure jet passes, either in a recess on the jacket the drill bit or on the end face of the drill is arranged at such a point that according to the fluidic Allows for a vortex-free drainage of the detergent to the suction side, how this z. B. is the case at the angle of two cutting edges.

Die Anordnung der Bohrungen in der Bohrkrone soll so erfolgen, daß das Spülmittel auf der Bohrlochsohle vornehmlich gegen die Drehrichtung der Bohrkrone fließt.The arrangement of the holes in the drill bit should be such that the flushing agent on the bottom of the borehole mainly flows against the direction of rotation of the drill bit.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel inThe object of the invention is explained with reference to the drawing, which shows an embodiment in

Fig. 1 im Aufriß, inFig. 1 in elevation, in

Fig. 2 im Grundriß in Ansicht und in Fig. 3 im Kreuzriß im Schnitt darstellt.Fig. 2 shows in plan view and in Fig. 3 in cross section in section.

Die Bohrkrone 1 ist mit einer zentralen Bohrung 2 versehen, welche jedoch nicht bis zur Schneidenfläche der Bohrkrone reicht. In die axiale Bohrung der Bohrkrone münden die Kanäle 3 und 4, deren Achsen mit der Bohrerachse einen spitzen Winkel einschließen. Aus der einen öffnung der beiden Kanäle strömt das Spülmittel in die Richtung zur Bohrlochsohle und aus der anderen Öffnung entgegen dieser Richtung zur Öffnung des gebohrten Loches und saugt infolge seines Druckes das Bohrmehl-Spülmittel-Gemisch infolge Injektorwirkung von der Bohrlochsohle. Die Spülmittelöffnungen liegen in Ausnehmungen des Bohrermantels, um den Strömungswiderstand zu verringern. Der Kanal 3 hat einen geringeren Querschnitt als der Injektor-Spülkanal 4, damit die größere Strömung in Richtung zur Bohrlochsohle fließt und die gewünschte Injektorwirkung erzielt wird. Der Vorteil der Anordnung des Kanals 3 in einem Winkel zur Bohrerachse liegt nicht allein darin, auf der Bohrkrone eine durch die Bohrerachse gehende Schneide anbringen zu können, sondern vielmehr auch darin, die Strömungsrichtung des Spülmittels abzuwinkein, um zu verhindern, daß der größere Spülmittelstrom zur Bohrlochsohle strömt und dadurch die Strömung durch den Injektor-Spülkanal zu gering wird, um eine Injektorwirkung hervorzurufen. Die beiden Kanäle 3 und 4 liegen einander diametral gegenüber. Dadurch fließt das Spülmittel auf der Bohrlochsohle vornehmlich über die Bohrerschneide und reinigt diese gründlich.The drill bit 1 is provided with a central bore 2, which, however, does not extend to the cutting surface the drill bit is enough. The channels 3 and 4 and their axes open into the axial bore of the drill bit enclose an acute angle with the drill axis. This flows out of one opening of the two channels Flushing agent in the direction towards the bottom of the borehole and from the other opening opposite to this direction Opening of the drilled hole and, due to its pressure, sucks in the drilling dust-detergent mixture due to the injector effect from the bottom of the borehole. The detergent openings are located in recesses in the drill jacket, to reduce the flow resistance. The channel 3 has a smaller cross section than the injector flushing channel 4, so that the larger flow flows towards the bottom of the borehole and the desired one Injector effect is achieved. The advantage of arranging the channel 3 at an angle to the drill axis is not only a matter of attaching a cutting edge that goes through the axis of the drill bit on the drill bit but rather also to angle the direction of flow of the detergent in order to prevent that the larger flow of flushing agent flows to the borehole bottom and thereby the flow through the Injector flushing channel is too small to produce an injector effect. The two channels 3 and 4 are diametrically opposed to each other. As a result, the flushing agent mainly flows on the bottom of the borehole over the cutting edge and cleans it thoroughly.

Claims

PATENT CLAIM:

Drill bit with flushing channels opening into grooves on the drill jacket surface, characterized in that that only one flushing channel (3) forward to the borehole bottom at an acute angle to the drill center axis inclined and a second injector flushing channel (4) with a larger cross-section than that of the flushing channel (3) at an acute angle and directed backwards towards the mouth of the borehole are arranged.

Considered publications:

German Patent Nos. 201 368, 253 290, 827 482;

Swiss Patent No. 58 849;

French Patent No. 975,347;

U.S. Patent No. 2,368,512;

German patent application ρ 13712 VIb / 5bD;

Advertising leaflet from Demag A.-G., Duisburg, "Anker-Hartmetall-Schlagbohrer", 198;

Advertising sheet from Wallram Hartmetall G. m. B. H., Essen, "Wallram hard metal impact drill", p. 5, 2. Figure from the top right.

1 sheet of drawings