DE1059378B - Rotary bit with hard metal inserts in the blades - Google Patents

Rotary bit with hard metal inserts in the blades

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DE1059378B
DE1059378B DES51021A DES0051021A DE1059378B DE 1059378 B DE1059378 B DE 1059378B DE S51021 A DES51021 A DE S51021A DE S0051021 A DES0051021 A DE S0051021A DE 1059378 B DE1059378 B DE 1059378B
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drill bit
hard metal
rotary drill
cutting edges
rotary
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DES51021A
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German (de)
Inventor
Dipl-Ing Karl Rosenwald
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/46Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/58Chisel-type inserts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Earth Drilling (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

INTERNAT. KL. E 21 CINTERNAT. KL. E 21 C

PATENTAMTPATENT OFFICE

S 51021 VI/5bS 51021 VI / 5b

ANMELDETAG: 26. OKTOBER 1956REGISTRATION DATE: OCTOBER 26, 1956

BEKANNTMACHUNG
DERANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 18.JUNI1959
NOTICE
LOGIN
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL: JUNE 18, 1959

Die Erfindung betrifft eine Drehbohrschneide mit Hartmetalleinsätzen an den Schneidenflügeln. Derartige Drehbohrschneiden werden seit langem zum Einbringen von Sprenglochbohrungen verwendet. Bei solchen Bohrungen sind die Vorschubkräfte durch die maximal möglichen Abmessungen für das Bohrwerkzeug gegeben. Bei der Auslegung der Bohrmaschine ist es üblich, die an einer scharfen Drehbohrschneide auftretenden Zerspanungswerte der Bemessung zugrunde zu legen.The invention relates to a rotary drill bit with hard metal inserts on the blades. Such Rotary bits have long been used to drill blast holes. at such bores are the feed forces due to the maximum possible dimensions for the drilling tool given. When designing the drilling machine, it is common to use a sharp rotary drill bit to base the dimensioning on the machining values that occur.

Da sich aber beim Bohrvorgang die Hartmetallschneiden durch den ständigen Druck gegen die Bohrlochsohle allmählich abreiben und ständig verbreitern, ändert sich fortlaufend die für den Zerspanungsvorgang als günstig.erkannte Schneidenform. Schließlich wird der Verschleiß an der Schneide so stark, daß der Bohrvorgang in Gesteinen mit hohen Festigkeits- und Abriebswerten sehr bald zum Erliegen kommt. Er kann erst nach Auswechseln oder Nachschleifen der Drehbohrschneide fortgesetzt werden.But since the hard metal cutting edges during the drilling process the constant pressure against the bottom of the borehole gradually rubs off and constantly widening, the cutting edge shape recognized as favorable for the machining process changes continuously. In the end the wear on the cutting edge becomes so severe that the drilling process in rocks with high strength and abrasion values come to a standstill very soon. It can only be used after replacement or regrinding the rotary drill bit can be continued.

Bei den bekannten Drehbohrschneiden ist dies in harten Gesteinen relativ häufig der Fall, so daß bei den üblichen Schneidenformen die Wirtschaftlichkeit des Bohrbetriebes von vornherein schlecht ist. Das kommt in der kleinen Gesamtstanddauer der Schneiden zum Ausdruck. Unter der Gesamtstanddauer versteht man diejenige Bohrlochlänge, die sich bis zur völligen Unbrauchbarkeit der Drehbohrschneide abbohren läßt. Sie setzt sich zusammen aus der Einzelstanddauer (Standdauer bis zum Nachschliff) und der Anzahl der möglichen Nachschliffe. Da erfahrungsgemäß die größten Hartmetallverluste beim Nachschleifen auftreten, wird die Gesamtstanddauer um so kleiner sein, je weniger Hartmetall beim Nacharbeiten der Schneide fortgeschliffen werden muß.In the known rotary drill bits, this is relatively often the case in hard rocks, so that with With the usual cutting edge shapes, the profitability of the drilling operation is bad from the start. That is expressed in the short overall service life of the cutting edges. Understood by the total service life the length of the borehole that can be drilled to the point of complete uselessness of the rotary drill bit leaves. It is made up of the individual service life (service life until regrinding) and the Number of possible regrinds. Experience has shown that there is the greatest carbide loss during regrinding occur, the total service life will be shorter, the less carbide is reworked the cutting edge must be ground away.

Man hat versucht, den Verschleiß durch Änderung des Vorschubes, der Drehzahl und der Schneidenform herabzusetzen, jedoch ohne besonderen Erfolg. Bei allen diesen Maßnahmen zur Steigerung der Gesamtstanddauer ging man von der allgemein verbreiteten Annahme aus, daß die Bohrschneiden schon zu Anfang auf ihrer ganzen Länge scharf sein müssen und vor allem auch ständig nachgeschärft werden müssen. Demgegenüber liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß bei genügend hohen Vorschubkräften auch ein Bohren mit praktisch »stumpfer« Schneide möglich ist, wenn man dafür sorgt, die beim Bohren auftretenden Kräfte an der Bohrschneide in bestimmter Weise auf die an sich bekannten inneren und äußeren Schneidkanten der Schneidenflügel zu verteilen. Bringt man zudem die Schneide in eine bestimmte Form, so läßt sich der Hartmetallverlust beim Nachschleifen zugunsten der Gesamtstanddauer ganz wesentlich herabsetzen.Attempts have been made to reduce wear by changing the feed rate, the speed and the shape of the cutting edge to reduce, but without particular success. With all of these measures to increase the overall service life one proceeded from the generally accepted assumption that the cutting edges already existed at the beginning must be sharp along their entire length and, above all, must be constantly re-sharpened. In contrast, the invention is based on the knowledge that with sufficiently high feed forces Drilling with a practically »blunt« cutting edge is also possible if you take care of it when drilling forces occurring on the cutting edge in a certain way on the known inner and to distribute the outer cutting edges of the cutting blades. If you also bring the cutting edge into a certain one Shape, the hard metal loss during regrinding can be entirely reduced in favor of the overall service life significantly reduce.

Drehbohrschneide mit Hartmetalleinsätzen in den SchneidenflügelnRotary bit with hard metal inserts in the blades

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft, ίο Berlin und Erlangen,Aktiengesellschaft, ίο Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Karl Rosenwald, Erlangen, ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Karl Rosenwald, Erlangen, has been named as the inventor

Hierzu ist die neue Drehbohrschneide erfindungsgemäß gekennzeichnet durch folgende Merkmale: For this purpose, the new rotary drill bit is characterized according to the invention by the following features:

a) Die Dicke der Hartmetalleinsätze (I, II) beträgt 40 bis 60%) derjenigen einer vergleichbaren Drehbohrschneide mit senkrecht in die Schneidenflügel eingelassenen Einsätzen gleichen Materials, mit negativem Spanwinkel und bei gleicher maximaler Vorschubkraft;a) The thickness of the hard metal inserts (I, II) is 40 to 60%) that of a comparable rotary drill bit with inserts of the same material embedded vertically in the blade wings, with negative rake angle and with the same maximum feed force;

b) die Schneidkanten der Hartmetalleinsätze sind zur Drehbohrschneidenachse hin V-förmig geneigt;b) the cutting edges of the hard metal inserts are inclined in a V-shape towards the axis of the rotary drill bit;

c) die Spanflächen der Hartmetalleinsätze liegen in der durch den äußeren Schenkel des negativen Spanwinkels gelegten Schaftmaterialebene, und d) die Schneidkanten sind an ihrem äußeren Ende unter Bildung von Gleitflächen angeschliffen.c) the rake faces of the cemented carbide inserts lie in the through the outer leg of the negative Rake angle laid shank material plane, and d) the cutting edges are at their outer end Ground to form sliding surfaces.

Die Größe der wirksamen Gleitfläche ist, abhängig von der Festigkeit des Hartmetalls, so bemessen, daß die durch natürlichen Abrieb in dieser Zone maximal erreichbare Verschleißfläche so lange ein spanabhebendes Bohren gestattet, bis die an den inneren Schneidkanten sich ausbildenden Verschleißflächen einen bestimmten Wert überschreiten. Unter der wirksamen Gleitfläche ist nur die vom Hartmetall eingenommene Fläche verstanden, da sich das weichere Schaftmaterial beim Bohren vorzeitig fortschleift.The size of the effective sliding surface is, depending on the strength of the hard metal, dimensioned so that the maximum wear surface that can be achieved through natural abrasion in this zone is a cutting surface Drilling is permitted until the wear surfaces forming on the inner cutting edges exceed a certain value. Only that occupied by the hard metal is under the effective sliding surface Understand the surface, as the softer shaft material grinds away prematurely when drilling.

In der einschlägigen Literatur sind bisher nur Bohrschneiden beschrieben worden, die jeweils das eine oder andere Merkmal der D rehbohr schneide gemäß der Erfindung aufweisen. So sind Hartmetallschneiden bekannt, bei denen die Schneidenflügel stark V-förmig ausgebildet sind, oder Drehschlagbohrer, die einen negativen Spanwinkel aufweisen (vgl. unter anderem die schweizerische Patentschrift 313 133 und die belgische Patentschrift 519905). Die Hartmetallschneiden sind aber wegen ihrer stark ausgeprägten V-Form undIn the relevant literature so far only drill bits have been described, each one or have other features of the rotary drill bit according to the invention. This is what hard metal cutting edges are like known, in which the blade wings are strongly V-shaped, or rotary percussion drills, the one have a negative rake angle (cf. among others the Swiss patent specification 313 133 and the Belgian Patent 519905). The hard metal cutting edges are because of their pronounced V-shape and

des sich dadurch beim Bohren ausbildenden großen Steinkegels vornehmlich nur' für weiches Gestein, etwa Salze, geeignet, während bei den besagten Drehschlagbohrern die Hartmetalleinsätze nahezu doppelt so dick wie beim Gegenstand der Erfindung ausgebildet-sind und überdies senkrecht in den Schneidenflügeln, gefaßt sind.the large stone cone that forms during drilling primarily only for soft rock, Salts, for example, are suitable, while the carbide inserts in the aforementioned rotary percussion drills are almost double are as thick as in the subject matter of the invention and, moreover, are held vertically in the blade wings.

• Es ist : ferner auch die Verwendung von Gleitflächen bekannt, und zwar bei Bohrkronen (vgl. die Schneidkanten 1. Hinzu kommt, daß in diesem Bereich auch die Verschleißwege am größten sind und daher ein besonders starker Hartmetallabrieb eintreten wird..• It is : Furthermore, the use of sliding surfaces is known, namely with drill bits (cf. the cutting edges 1. In addition, the wear paths are greatest in this area and therefore a particularly strong carbide abrasion will occur.

Die durch die Schneidenform hervorgerufene bewußte Verlagerung der größten Andruckkräfte in die äußere Schneidenzone könnte zunächst, vom Verschleiß her gesehen, als Nachteil betrachtet werden. Jedoch wird auf diese Weise die GesamtstanddauerThe deliberate shifting of the greatest pressure forces into the due to the shape of the cutting edge The outer cutting zone could initially be viewed as a disadvantage, seen from the point of view of wear. However, doing this will increase the overall service life

USA.-Patentschrift 1094 063). Sie haben aber dort io der Drehbohrschneide wesentlich vergrößert, indemU.S. Patent 1094 063). But you have significantly enlarged the rotary cutting edge there by

die einzige Aufgabe, die vorzeitige Abnutzung der Schneidkanten in der äußeren Zone, der Zone größten Verschleißes, zu verhindern! Zudem liegen sie in der Ebene der Schneiden, d. h. senkrecht zur Bohrkronenachse. the only task the premature wear of the cutting edges in the outer zone, the zone greatest Wear and tear to prevent! In addition, they lie in the plane of the cutting edges, i.e. H. perpendicular to the drill bit axis.

Erst im Zusammenwirken aller Merkmale gemäß der Erfindung wird es. möglich, mit praktisch stumpfer Schneide zu bohren und dabei die Hartmetallverluste durch Nachschliff klein zu"' halten. Überdies haben aber Versuche mit Drehbohrschneiden, die nach den Erkenntnissen der Erfindung ausgebildet worden sind, gezeigt, daß man fet· einem einzigen Bohrvorgang Bohrtiefen eraelt^die ein Mehrfaches der nämlich die auftretenden Kräfte auf eine solche Stelle konzentriert sind, an der keine wesentliche Vergrößerung der Gleitfläche durch Verschleiß eintreten kann. Das Anwachsen der Vorschubkraft hängt nur vom Anwachsen der Verschleißfase der schwächer belasteten inneren Schneidkanten ab. In der Zone größten Verschleißes weisen aber die Hartmetalleinsätze, wie Fig. 2 besonders deutlich zeigt, die erwähnten, gegen die Schnittrichtung gesehen hinter den Schneidkanten 2 liegenden Gleitflächen 5 auf, die mit ihrer unteren Seite 6 bereits die volle Hartmetallbreite einnehmen. Eine Vergrößerung der Gleitflächen 5 über das vorgegebene Maß hinaus kann beim Bohren daher praktisch nicht mehr eintreten. Man »steuert« ge-Only in the interaction of all features according to the invention does it become. possible with practically blunt To drill the cutting edge while keeping the carbide losses small by regrinding but experiments with rotary drill bits, which have been designed according to the findings of the invention are shown that a single drilling operation yields drilling depths which are a multiple of the namely, the forces that occur are concentrated on a point where there is no significant increase the sliding surface can occur due to wear. The increase in the feed force depends only on the Increase in the wear bevel of the less stressed inner cutting edges. In the largest zone However, the hard metal inserts show wear, as shown particularly clearly in FIG. seen against the cutting direction behind the cutting edges 2 lying sliding surfaces 5, which with their lower side 6 already occupy the full carbide width. An enlargement of the sliding surfaces 5 over the specified dimension can therefore practically no longer occur when drilling. You »steer«

bisher erreichbaren BohrlocTitiefen betragen.previously achievable drill location depths.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungs- 25 wissermaßen auf diese Weise die Verschleißflächenbeispiel; es zeigt . e-, , größe, und zwar gerade an der Stelle, an der der Ver-The drawing illustrates an embodiment in this way to a certain extent, the wear surface example; it shows . e-,, size, precisely at the point where the

Fig. 1 die Schneidenflügelflächen der Drehbohrschneide in Vorderansicht, Λ ·'Fig. 1 the blade wing surfaces of the rotary drill bit in front view, Λ · '

Fig. 2 die Schneidenflügel im Profil, "Fig. 3 die Draufsicht aufdie Drehbohrschneide,Fig. 2 shows the blade in profile, "Fig. 3 shows the top view of the rotary drill bit,

Fig. 4 eine abgenutzte Drehbohrschneide in schaubildlicher Ansicht und4 shows a worn rotary drill bit in a perspective view, and FIG

Fig. 5 die Andruckkraft .in Abhängigkeit von der Bohrlochtiefe in einer Kurvendarstellung.5 shows the pressure force as a function of the borehole depth in a graph.

Bei der Drehbohrschneide gemäß Fig. 1 bis 3 be- 35 daß die höchsten Flächenbelastungen immer im Bereich trägt die Dicke der Hartmetalleinsätze I, II nur 40 der äußeren Schneidenflügelzone auftreten und daß bis 60% derjenigen einer vergleichbaren Drehbohr- die Gleitflächengröße praktisch unverändert ist. SiehtIn the case of the rotary drill bit according to FIGS. 1 to 3, the highest surface loads are always in the area carries the thickness of the hard metal inserts I, II only occur 40 of the outer blade wing zone and that up to 60% of that of a comparable rotary drilling unit - the sliding surface size is practically unchanged. Sees

man in bezug auf das Losbrechen der Gesteinspartikeln von den schwachbelasteten inneren Schneidkanten 1 ab, so hat man eine praktisch »stumpfe«in relation to the breaking away of the rock particles from the lightly loaded inner cutting edges 1 off, you have a practically »blunt«

schleiß am wirksamsten ist.wear is most effective.

Damit ein spanabhebendes Bohren möglich ist, macht das Vorhandensein der Gleitflächen 5 an den Hartmetalleinsätzen das Aufbringen höherer Vorschubkräfte auf die Drehbohrschneide notwendig, als es normalerweise üblich ist. Dem wird aber durch die weiter unten noch näher beschriebene Gestaltung der Drehbohrschneide begegnet. Hier ist zunächst wichtig,So that a cutting drilling is possible, makes the presence of the sliding surfaces 5 on the Hard metal inserts the application of higher feed forces on the rotary drill bit is necessary than it is usually common. However, this is made possible by the design of the Rotary drill bit encountered. First of all, it is important

schneide mit senkrecht in die Schneidenflügel eingelassenen Einsätzen gleichen Materials, mit negativem Spanwinkel und bei gleicher maximaler Vor-Schubkraft. Die inneren Schneidkanten 1 der Hartmetalleinsätze I, II sind gegen die Drehbohrschneidenachse hin V-förmig geneigt und erstrecken sich bis in die äußere Schneidenflügelzone. Hier gehen sie, unter Bildung der Gleitflächen 5, in die äußeren Schneidkanten 2 über, die hinterschliffen sind. Die Kanten 1, 2 stoßen an der Übergangsstelle unter einem stumpfen Winkel aneinander. Die Übergangsstellen sind also als Schneidenspitzen 3 ausgebildet, die beim Boh-Schneide vor sich. Dennoch sind die erreichbaren Bohrtiefen und die Gesamtstanddauer der neuen Drehbohrschneide erheblich größer als bei den bekannten Schneidenformen.cut with inserts of the same material embedded vertically in the blade wings, with negative ones Rake angle and with the same maximum pre-thrust force. The inner cutting edges 1 of the hard metal inserts I, II are inclined in a V-shape towards the axis of the rotary drill bit and extend into the outer blade wing zone. Here they go into the outer cutting edges, forming the sliding surfaces 5 2 over that are relief-ground. The edges 1, 2 meet at the transition point under a blunt Angles to each other. The transition points are thus designed as cutting tips 3, which in the case of the Boh cutting edge in front of you. Nevertheless, the achievable drilling depths and the total service life are the new Rotary cutting edge considerably larger than with the known cutting edge shapes.

Der Bohrvorgang kommt erst dann zum Erliegen, wenn die geringer belasteten inneren Schneidkanten 1 stumpf geworden sind. Die in Fig. 3 besonders gut erkennbaren scharfen inneren Schneidkanten 1 sind beim Zustand gemäß Fig. 4 bereits stark in die äuße-The drilling process only comes to a standstill when the less stressed inner cutting edges 1 have become dull. The sharp inner cutting edges 1, which can be seen particularly well in FIG. 3, are in the state according to FIG. 4 already strongly in the outer

ren sehr dicht an der Bohrlochwand entlanggeführt 50 r.en Gleitflächen 5 hineingewachsen.Ren guided very close to the borehole wall 50 r.en sliding surfaces 5 grown into it.

werden. Die Spanflächen 7 der Hartmetalleinsätze liegen in der durch den äußeren Schenkel des negativen Spanwinkels β gelegten Schaftmaterialebene. Der Drehbohrschneidenkörper ist zylindrisch und weist die planparallelen Flächen 4 zum Abfließen des Bohrkleins auf.will. The rake faces 7 of the hard metal inserts lie in the shank material plane laid by the outer leg of the negative rake angle β. The rotary drilling cutter body is cylindrical and has the plane-parallel surfaces 4 for the cuttings to flow away.

Der leicht V-förmige Verlauf der langen inneren Schneidkanten 1 und das Vorhandensein der Schneidenspitzen 3 wirken sich beim Bohren als eine Art Zweipunktabstützung aus. Das im Bereich der inneren Schneidkanten befindliche Gestein bildet beim Bohren einen Gesteinskegel — ähnlich wie beim Kernbohrverfahren — aus, dessen Gesteinspartikeln relativ leicht von den inneren Schneidkanten herausgebrochen werden. Die äußeren Schneidkanten dagegen müssen das Gestein aus dem Vollen brechen, so daß die Schneidenspitzen und die sie unmittelbar umgebenden Teile der Schneiden 1 und 2 beim Bohren erheblich stärker beansprucht sind als die weiter zur Drehbohr-Um aber auch auf diesen Vorgang, d. h. auf die Vergrößerung der Verschleißfase an den Schneiden 1 einen »steuernden« Einfluß ausüben zu können und um die vorgenannten erhöhten Vorschubkräfte ohne Schaden für die Hartmetalleinsätze an den inneren Schneidkanten 1 aufzunehmen, ist ein stark negativer Spanwinkel β für die Schneidkanten 1 gewählt und eine entsprechend stark geneigte Einbettung der Hartmetalleinsätze gewählt. Sie bietet einen guten Schutz gegen Hartmetallausbrüche und gestattet darüber hinaus die Verwendung der geringen Hartmetallplattenstärke. Ein Abschleifen der Spanflächen 7 beim Nachschärfen der inneren Schneidkanten 1 entfällt bei dieser Anordnung der Hartmetalle völlig, so daß die Anzahl der Nachschliffe und damit die Gesamtstanddauer der Schneide erheblich heraufgesetzt wird.The slightly V-shaped course of the long inner cutting edges 1 and the presence of the cutting tips 3 act as a kind of two-point support during drilling. The rock located in the area of the inner cutting edges forms a rock cone during drilling - similar to the core drilling process - whose rock particles are broken out relatively easily by the inner cutting edges. The outer cutting edges, on the other hand, have to break the rock from the solid, so that the cutting tips and the parts of the cutting edges 1 and 2 immediately surrounding them are significantly more stressed during drilling than the further to rotary drilling order but also on this process, ie on the enlargement To be able to exert a "controlling" influence of the wear bevel on the cutting edges 1 and to absorb the aforementioned increased feed forces without damage to the hard metal inserts on the inner cutting edges 1, a strongly negative rake angle β is selected for the cutting edges 1 and a correspondingly steeply inclined embedding of the Carbide inserts selected. It offers good protection against hard metal breakouts and also allows the use of the low hard metal plate thickness. A grinding of the rake faces 7 when re-sharpening the inner cutting edges 1 is completely eliminated with this arrangement of the hard metals, so that the number of regrinds and thus the total service life of the cutting edge is considerably increased.

Der »steuernde« Einfluß, den der stark negative Spanwinkel β und die entsprechende Einbettung auf den Verschleißvorgang an den inneren SchneidkantenThe "controlling" influence that the strongly negative rake angle β and the corresponding embedding on the wear process on the inner cutting edges

Schneidenachse hin gelegenen Teile der inneren 70 ausübt, liegt darin, daß der Keilwinkel γ der Schneiden-Exerts parts of the inner 70 located towards the cutting axis, lies in the fact that the wedge angle γ of the cutting edge

ι uoyD ι öι uoy D ι ö

flügel durch ein von der Bohrlochsohle auf die inneren Schneidkanten gefälltes Lot praktisch hälftig geteilt wird. Somit liegen links und rechts von der durch die inneren Schneidkanten gelegten Lotebene etwa gleiche Hartmetallanteile. Daher können sich die an den inneren Schneidkanten ausbildenden Gleitverschleißfasen beim Bohrvorgang nur in kleinstmöglichem Maß vergrößern. Der dem starken negativen Spanwinkel zugeordnete Freiwinkel α an der inneren Schneidkante beträgt etwa 30 bis 40°. Er ist nachzuschleifen, doch sind die abzuschleifenden Hartmetallmengen äußerst gering.The wing is divided practically in half by a solder felled from the bottom of the borehole onto the inner cutting edges will. Thus, left and right of the solder plane laid by the inner cutting edges are approximately the same Carbide parts. Therefore, the wear wear chamfers formed on the inner cutting edges can develop Enlarge only to the smallest possible extent during the drilling process. The one with the strong negative rake angle associated clearance angle α at the inner cutting edge is approximately 30 to 40 °. He is to be sharpened but the amounts of hard metal to be abraded are extremely small.

Sollte es die Wirtschaftlichkeit zulassen, so können auch die äußeren Schneidkanten 2 hinterschliffen sein. Dadurch erhöht sich die Einzelstanddauer, weil sich die vorgenannte Gleitfläche erst im Verlauf des Bohrvorganges ausbildet, allerdindgs auf Kosten der Anzahl der möglichen Nachschliffe.Should economic efficiency permit, the outer cutting edges 2 can also be relief-ground. This increases the individual service life, because the aforementioned sliding surface only changes in the course of the drilling process trains, albeit at the expense of the number of possible regrinds.

Die mit der neuen Drehbohrschneide erzielten Ergebnisse gehen aus dem Schaubild gemäß Fig. 5 hervor. In ihm ist die Vorschubkraft des Bohrgerätes in Abhängigkeit von der Bohrlochtiefe aufgetragen. Die Kurve α zeigt die Verhältnisse für eine Drehbohrschneide ohne Hartmetalleinsätze, die Kurve b für eine Drehbohrschneide mit Hartmetalleinsätzen, die Kurve c die Verhältnsise für die neue Drehbohrschneide ohne hinterschliffene äußere Schneidkante und die Kurve d für die neue Drehbohrschneide mit hinterschliffener äußerer Schneidkante. Gestrichelt eingezeichnet ist die vorgegebene maximale Größe der Vorschubkraft Pmax. The results obtained with the new rotary drill bit emerge from the diagram according to FIG. 5. The feed force of the drilling device is plotted in it as a function of the borehole depth. Curve α shows the relationships for a rotary drill bit without carbide inserts, curve b for a rotary drill bit with carbide inserts, curve c the ratio for the new rotary drill bit without relief-ground outer cutting edge and curve d for the new rotary drill bit with relief-ground outer cutting edge. The specified maximum magnitude of the feed force P max is shown in dashed lines.

Gemäß Kurve c lassen sich mit der neuen Bohrschneide wesentlich größere Bohrlochtiefen erzielen, als dies mit den bekannten Schneiden möglich ist. Die Vorschubkraft liegt schon zu Anfang des Bohrens infolge der vorhandenen Gleitfläche sehr nahe am Maximum und weicht auch während des Bohrvorganges nur sehr langsam davon ab, wie der degressive Verlauf der Kurve c zeigt. Das bedeutet, daß der Antrieb des Bohrgerätes während des gesamten Bohrvorganges ständig voll ausgelastet ist.According to curve c , with the new cutting edge, much greater drill hole depths can be achieved than is possible with the known cutting edges. The feed force is already very close to the maximum at the beginning of the drilling due to the existing sliding surface and deviates from it only very slowly during the drilling process, as the degressive course of curve c shows. This means that the drive of the drilling device is constantly fully utilized during the entire drilling process.

In den Fällen a, b müssen zwar auch das Bohrgerät und die Schneide für die maximale Vorschubkraft ausgelegt werden, doch wird diese praktisch erst gegen Ende des Bohrvorganges als Grenzwert erreicht. In cases a, b , the drilling device and the cutting edge must also be designed for the maximum feed force, but this is practically only reached as a limit value towards the end of the drilling process.

Der allmähliche Anstieg der Kurve c beruht auf der Entstehung und langsamen Zunahme der Gleitverschleißfläche an den inneren Schneidkanten bzw. durch das gleichzeitige Hineinwachsen in die sich nur unwesentlich vergrößernden Gleitflächen 5.The gradual rise of curve c is based on the creation and slow increase of the sliding wear surface on the inner cutting edges or through the simultaneous growth into the only insignificantly increasing sliding surfaces 5.

Man erreicht noch wesentlich größere Bohrlochtiefen, wenn die Drehbohrschneide gemäß der Erfindung an den äußeren Schneidkanten hinterschliffen ist (vgl. Kurve d). Solange der Hinterschliff noch nicht abgenutzt ist, verhält sich die Drehbohrschneide wie die bekannten Bohrschneiden gemäß den Kurven α und b. Sobald der Hinterschliff völlig verschwunden ist, tritt die Wirkung der Gleitfläche in Erscheinung (s. die Knickstelle der Kurve d). Much greater borehole depths can be achieved if the rotary drill bit according to the invention is relief-ground on the outer cutting edges (cf. curve d). As long as the relief is not worn, the rotary drill bit behaves like the known drill bits according to curves α and b. As soon as the relief has completely disappeared, the effect of the sliding surface becomes apparent (see the kink in curve d).

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die zylinderförmige Ausbildung auch des Drehbohrschneidenschaftes das bei den bekannten konischen Drehbohrschneiden übliche ruckweise Umspringen der Bohrschneide um die Schneidenflügel verhindert. Neben einer Schonung der Schneide werden dadurch die Bohrlöcher kreisrund und weisen nicht mehr die bekannte Dreieckform auf.It should also be noted that the cylindrical design of the rotary drilling cutter shaft the jerky jerking of the cutting edge, which is common with the known conical rotary cutting edges around the blade wings. In addition to protecting the cutting edge, this also protects the drill holes circular and no longer have the familiar triangular shape.

Während bei den bekannten Schneidenformen der größte Hartmetallverlust durch das häufige Nachschleifen der sehr schnell und großflächig anwachsenden Verschleißflächen eintritt, wird er bei der Drehbohrschneide gemäß der Erfindung in erster Linie nur durch den natürlichen, geringen Hartmetallabrieb bestimmt.While with the known cutting edge shapes, the greatest carbide loss is due to frequent regrinding The wear surfaces that grow very quickly and over a large area occur, it becomes with the rotary drill bit according to the invention primarily only through the natural, low hard metal abrasion certainly.

Die Erfindung ist nicht auf zweischneidige Drehbohrschneiden beschränkt, sie kann auch auf mehrschneidige Bohrkronen angewandt werden.The invention is not limited to double-edged rotary drilling cutters; it can also be applied to multi-edged ones Drill bits are applied.

Claims (4)

Patentansprüche: ■Claims: ■ 1. Drehbohrschneide mit Hartmetalleinsätzen in den Schneidenflügeln, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:1. Rotary cutting edge with hard metal inserts in the cutting blades, characterized by the Combination of the following features: a) Die Dicke der Hartmetalleinsätze (I, II) beträgt 40 bis 6O'°/o derjenigen einer vergleichbaren Drehbohrschneide mit senkrecht in die Schneidenflügel eingelassenen Einsätzen gleichen Materials, mit negativem Spanwinkel und bei gleicher maximaler Vorschubkraft;a) The thickness of the hard metal inserts (I, II) is 40 to 60 ° / o that of a comparable one The same rotary drill bit with inserts embedded vertically in the blade wing Material, with a negative rake angle and with the same maximum feed force; b) die Schneidkanten (1) der Hartmetalleinsätze sind zur Drehbohrschheidenachse hin V-förmig geneigt;b) the cutting edges (1) of the hard metal inserts are V-shaped towards the axis of the rotary drilling cutter inclined; c) die Spanflächen (7) der Hartmetalleinsätze liegen in der durch den äußeren Schenkel des negativen Spanwinkels (ß) gelegten Schaftmaterialebene, und c) the rake faces (7) of the hard metal inserts lie in the shank material plane laid through the outer leg of the negative rake angle (β), and d) die Schneidkanten sind an ihrem äußeren Ende unter Bildung von Gleitflächen (5) angeschliffen. d) the cutting edges are ground at their outer end to form sliding surfaces (5). 2. Drehbohrschneide nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (2) der Gleitflächen (5) derart hinterschliffen sind, daß nur sie mit dem Gestein im Eingriff sind.2. rotary drill bit according to claim 1, characterized in that the cutting edges (2) of the Sliding surfaces (5) are relief-ground in such a way that only they are in engagement with the rock. 3. Drehbohrschneide nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel (γ) praktisch symmetrisch zu dem von der Bohrlochsohle auf die nach innen geneigte Schneidkante (1) gefällten Lot liegt.3. Rotary drill bit according to claim 1, characterized in that the wedge angle (γ) is practically symmetrical to the plumb line precipitated from the bottom of the borehole onto the inwardly inclined cutting edge (1). 4. Drehbohrschneide nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbohrschneidenkörper und -schaft Zylinderform aufweisen.4. rotary drill bit according to claim 1, characterized in that the rotary drill bit body and shaft have cylindrical shape. In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 519 905;
schweizerische Patentschrift Nr. 313 133;
USA.-Patentschriften Nr. 1 094 063, 2 567 084;
Zeitschrift »Glückauf«, 1934, S. 824, Abb., 2. Reihe, mittlere Schneide V;
Considered publications:
Belgian Patent No. 519 905;
Swiss Patent No. 313 133;
U.S. Patent Nos. 1,094,063, 2,567,084;
"Glückauf" magazine, 1934, p. 824, ill., 2nd row, middle cutting edge V;
Zeitschrift »Bergbau«, 1953, S. 169;
Zeitschrift »Technische Mitteilungen«, Essen, Mai 1954, 47. Jahrgang, Heft 5, S. 229, r. Sp., Abs. 1 und Abb. r. o.
"Bergbau" magazine, 1953, p. 169;
Journal "Technische Mitteilungen", Essen, May 1954, Volume 47, Issue 5, p. 229, r. Sp., Para. 1 and Fig. Ro
Zeitschrift »Engineering and Mining Journal«, August 1956, S. 77, Abb. r. u.Engineering and Mining Journal, August 1956, p. 77, fig. R. u. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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