DE2009782A1 - Impact drill bit - Google Patents
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Description
G 46 986G 46 986
MISSIOi MAOTi1AGTURING COMPAIY, 876o Clay Road, Houston, Texas, USAMISSIOi MAOTi 1 AGTURING COMPAIY, 876o Clay Road, Houston , Texas, USA
S chlagb ohrme i ß e1B ohrme i ß e1
Die Erfindung betrifft Schlagbohrmeißel und insbesondere Schlagbohrer mit einem festen oder starren Meißelkörper, der gehärtete Schneideinsätze aufweist, die am vorderen Ende oder der Stirnseite des Meißelkörpers und am Außenumfang desselben angeordnet sind und über die entsprechenden Flächen vorstehen, so daß mit einem derartigen Schlagbohrmeißel Bohrungen in Gestein und Erdreich vorgetrieben werden können·The invention relates to percussion bits and, more particularly, to percussion bits with a fixed or rigid bit body, the hardened cutting inserts on the front end or the face of the chisel body and on the outer circumference the same are arranged and protrude over the corresponding surfaces, so that with such a hammer drill bit Boreholes can be driven in rock and soil
Normalerweise verwendet man zum Abteufen oder Bohren tiefer Bohrlöcher drehbare konische Bohrmeißel, und zwar entweder einfache drehbare Bohrmeißel oder Bohrmeißel in Verbindung mit einem in das Bohrloch abzusenkenden Schlagmotor, weil bisher kein vollständig befriedigender Weg zum Aufrechterhalten der Bohrlochgröße bzw. des Bohrlochdurchmessers bekannt ist, wenn man Bohrmeißel oder Bohrköpfe mit festem oder starrem Körper für diesen Zweck verwendet. DrehbareTypically, rotatable conical bits are used to sink or drill deep holes, either simple rotatable drill bits or bits in connection with an impact motor to be lowered into the borehole, because hitherto no completely satisfactory way of maintaining the borehole size or the borehole diameter has been known is when using drill bits or drill heads with fixed or rigid bodies for this purpose. Rotatable
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konische Bohrmeißel oder Bohrköpfe besitzen jedoch nicht die für feste oder starre Bohrmeißel charakteristischen Eigenschaften, so daß man auf derartige Bohrmeißel nicht die gesamte Arbeits- und Schlagenergie der zum Abteufen von Bohrlöchern bekannten Schlagbohrvorrichtungen ausüben kann. Insbesondere führt die Verwendung fester oder starrer Bohrmeißel oder Bohrköpfe,aufgrund der starken Abnutzungserscheinungen am Außenumfang des Meißel- oder Bohrkopfkörpers, zu unerwünschten Abnahmen des Bohrlochdurchmessers, lange bevor die Schneideinsätze oder Schneidelemente am unteren Ende oder der Stirnseite des Bohrmeißels abgenutzt sind. In einigen Fällen ist es bei Ausfall der am Außenumfang angebrachten Schneidelemente erforderlich, den Bohrmeißel oder Bohrkopf frühzeitig aus dem Bohrloch zurückzuziehen, um ein Einklemmen desselben im sich immer mehr verjüngenden Bohrloch zu verhindern. Außerdem ergeben sich zusätzliche Probleme beim Einführen eines neuen oder reparierten, den gewünschten normalen Außendurchmesser aufweis enden Bohrmeißels in das verjüngt gebohrte Bohrloch.However, conical bits or bits do not have those characteristic of fixed or rigid bits Properties, so that you do not have the entire work and impact energy for sinking on such drill bits can exert impact drills known from boreholes. In particular, the use of solid or rigid leads Drill bits or drill heads, due to the strong signs of wear on the outer circumference of the chisel or drill head body, undesirable decreases in the borehole diameter long before the cutting inserts or cutting elements are on the lower end or the face of the drill bit are worn. In some cases, if it fails, it is the one on the outer circumference attached cutting elements required to withdraw the drill bit or drill head early from the borehole, to prevent it from getting jammed in the increasingly tapered borehole. Also arise had additional problems in inserting a new or repaired one of the desired normal outside diameter ends of the drill bit in the tapered drilled hole.
Es ist Aufgabe der Erfindung, zum Überwinden der geschilderten Nachteile einen starren bzw. festen Schlagbohrmeißel für Erdreich und Gestein zu schaffen, der genügend robust ist, um an Hochdruck- Schlagbohrvorrichtungen zum Abteufen oder Bohren von Bohrlöchern im Erdreich und Gestein verwendet zu werden, und mit dem man wirksam und sicher Bohrlöcher mit dem gewünschten Durchmesser herstellen kann.It is the object of the invention to provide a rigid or fixed percussion drill bit to overcome the disadvantages outlined for soil and rock that is robust enough to be used on high-pressure percussion drilling devices Sinking or drilling boreholes in the earth and rock to be used, and with which one can effectively and can safely produce drill holes with the desired diameter.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Bohrmeißel od. dgl. vorgeschlagen, der eine Einrichtung aufweist, durch welche gleichzeitig mit jedem auf den Bohr-To solve this problem, a drill bit or the like is proposed according to the invention, which has a device has, through which at the same time with each on the drilling
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meißel ausgeübten axialen Bohrschlag ein nach außen gerichteter Bohrschlag eines oder mehrerer Schneidelemente erzeugt wird, wodurch der ursprüngliche bzw. der gewünschte Bohrlochdurchmesser wirksam über die gesamte Tiefe des Bohrloches aufrechterhalten wird.chisel exerted axial drilling impact an outwardly directed Drill stroke of one or more cutting elements is generated, whereby the original or the desired Borehole diameter is effectively maintained over the entire depth of the borehole.
Durch die Erfindung wird außerdem ein neues Schlagbohrwerkzeug und insbesondere ein neuer Schlagbohrmeißel geschaffen, der jeweils mit einem Einzelantrieb versehene Schneidelemente od. dgl. aufweist, welche das Bohrloch mit einem etwas größeren Durchmesser als der Körper des Bohrmeißels herstellen, wodurch die Abnutzung der Schneidelemente und des Bohrmeißels verringert und das Einführen eines neuen · Bohrmeißels oder Schneidkopfes in das Bohrloch erleichtert wird.The invention also creates a new percussion drill and, in particular, a new percussion drill bit, the cutting elements each provided with a single drive Od. The like. Which has the borehole with a slightly larger diameter than the body of the drill bit which reduces the wear and tear of the cutting elements and the drill bit and makes it easier to insert a new one. Drill bit or cutting head into the borehole is facilitated.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung besitzt der Schlagbohrmeißel einen im wesentlichen zylinderförmigen starren bzw. festen Körper, der an seinem vorderen Ende oder seiner Stirnseite Schneidelemente einer Sorte aufweist, während seitlich über den Bohrmeißel Schneidelemente einer zweiten Sorte vorstehen, die über einen Antrieb gegenüber dem Bohrmeißel bzw. dem Bohrmeißelkörper bewegbar sind, wobei diese Antriebe von dem Schlagmotor des Bohrgestänges abgeleitet werden, so daß diese bewegbaren Schneidelemente in Seitenrichtung gegenüber dem Bohrmeißel verschoben werden können.According to a special embodiment of the invention the hammer drill bit has a substantially cylindrical rigid or solid body, which at its front End or its end face having cutting elements of a sort, while laterally over the drill bit Cutting elements of a second type protrude via a drive relative to the drill bit or the drill bit body are movable, these drives being derived from the impact motor of the drill string, so that these movable cutting elements can be displaced in the lateral direction relative to the drill bit.
Es können ein oder mehrere derartige , für die Kalibrierung des. Bohrloches bestimnte bewegbare Schneidelemente vorgesehen sein. Jedes dieser Sohneidelemente besitzt eine kleineOne or more of these can be used for calibration Des. Borehole certain movable cutting elements may be provided. Each of these sons' oaths has a small one
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zylinderförmige Kammer, die sich vom Übergang zwischen der Stirnseite und der Seitenfläche des Bohrmeißels schräg nach innen in den Körper des Bohrmeißels erstreckt. In dieser zylinderförmigen Kammer ist ein hin-und her-bewegbarer Kolben oder Stößel untergebracht, der an seinem vorderen Ende ein gehärtetes Schneidelement trägt. Dieser Kolben oder Stößel wird durch eine Druckfeder in den Bohrmeißelkörper gedrückt. Das hintere Ende der zylinderförmigen Kammer steht über eine Steuerbohrung mit der vorderen Arbeitskammer des Schlagmotors in Verbindung, so daß der in der vorderen Arbeitskammer des Schlagmotors herrschende Arbeitsdruck über das Druckmittel auf den Kolben bzw. Stößel übertragen wird, um diesen Kolben oder Stößel mit dem Schneidelement schräg in die untere Ecke des Bohrloches zu treiben, wodurch diese Ecke des Bohrloches derart abgetragen wird, daß der Bohrlochdurchmeseer etwas größ»r als der Druchmesser des Bohrmeißelkörpers wird. Während jeder nach oben gerichteten oder Rückbewegung des Hammerkolbens bei normalem Betrieb steigt der Druck in der vorderen Arbeitskammer genügend stark an , um den das Sohneidelement tragenden Kolben nach vorne in die untere Ecke des Bohrloches zu treiben. Ein kleiner,am hinteren Ende des Kolbens angebrachter zapfenförmiger Vorsprung kann in die Steuerleitung eingeschoben werden, wenn eich der Kolben in seiner zurückgezogenen Stellung befindet. Dieser Vorsprung gewährleistet eine genügende Verzögerung naoh Beginn des Rückschlages des Hammerkolbens, so daß eioh In der Steuerbohrung zunächst ein genügend hoher Druck aufbaut, der schließlich in der Lage ist, den Kolben mitsamt dem SciSUldelement mit einer hohen Geschwindigkeit vorzutreibem. cylindrical chamber which extends obliquely inward into the body of the drill bit from the transition between the end face and the side surface of the drill bit. A reciprocating piston or plunger is housed in this cylindrical chamber and carries a hardened cutting element at its front end. This piston or ram is pressed into the drill bit body by a compression spring. The rear end of the cylindrical chamber is connected to the front working chamber of the percussion motor via a control bore, so that the working pressure in the front working chamber of the percussion motor is transmitted via the pressure medium to the piston or plunger, to this piston or plunger with the cutting element to drive obliquely into the lower corner of the borehole, whereby this corner of the borehole is removed in such a way that the borehole diameter becomes somewhat larger than the diameter of the drill bit body. During each upward or backward movement of the hammer piston during normal operation, the pressure in the front working chamber rises sufficiently to drive the piston carrying the sonic element forward into the lower corner of the borehole. A small pin-shaped projection attached to the rear end of the piston can be pushed into the control line when the piston is in its retracted position. This projection ensures a sufficient delay after the start of the kickback of the hammer piston, so that a sufficiently high pressure initially builds up in the control bore, which is finally able to propel the piston together with the SciSUldelement at a high speed.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindlingsgemäßen Schlagbohrmeißels dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of a hammer drill bit according to the invention is shown, namely shows
Pig· 1 einen Längsschnitt durch einen Teil des Schlagbohrmeißels, der den Schlagmotor enthält,Pig 1 a longitudinal section through part of the percussion drill bit that contains the percussion motor,
Pig. 2 einen Längsschnitt durch das vordere Ende des in Pig. I teilweise dargestellten Schlagbohrmeißels,Pig. 2 is a longitudinal section through the front end of the in Pig. I partially shown hammer drill bit,
der jedoch gegenüber der Lage aus Pig. 2 etwas verdreht ist, wobei sich der Körper des Schlagbohrmeißel in einer abnormal weit ausgefahrenen Lage befindet, da er vom Boden abgehoben ist und am unteren Ende des Bohrgestänges hängt, undthe opposite of the situation from Pig. 2 is slightly twisted, with the percussion bit body in an abnormally extended position is because it is off the ground and hanging from the lower end of the drill string, and
Pig. 4 eine grafische Darstellung der verschiedenen Parameter während des Betriebes des Schlagmotors*Pig. 4 a graphical representation of the various parameters during operation of the impact motor *
Der Schlagbohrmotor besitzt gemäß Pig. 1 und 2 ein robustes eylindrisohe Gebäuse 6, das an seinem oberen Ende mit einer Druckmittelquelle , beispielsweise einem übliohen Bohrgestänge 7 , in Verbindung steht, und an «einem unteren Ende ei» grobes Iamtngewinde 8 aufweist, in welohes eine ge ■chlitit· Eiasatsemutter 9 eingeschraubt wird, die wiederum einen über Keilmutea 11 axial verehiebbaren Amboß Io aufnimmt ·According to Pig. 1 and 2 a robust eylindrisohe housing 6, which at its upper end with a Pressure medium source, for example a customary drill pipe 7, is in connection, and at «a lower one End of a coarse Iamtngewinde 8, in which a ge ■ chlitit · egg sate nut 9 is screwed in, which in turn receives an anvil Io that can be axially slidable via wedge mutea 11
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Am unteren oder vorderen Ende des Ambosses Io ist, im vorliegenden Falle aus einem Stüok mit denselben, ein Bohrmeißelkörper 12 vorgesehen, der an seiner Vorderseite oder Stirnseite 13 in der jeweils günstigsten Weise angeordnete gehärtete Schneideinsätze 14 trägt. Am Übergang zwischen der Stirnseite 13 und der im wesentlichen zylinderförmigen Außenseite 16 des Bohrmeißellcörpers 12 ist eine umlaufende Fase 15 oder Abkantung vorgesehen.At the lower or anterior end of the anvil io is, im present case from one piece with the same, a drill bit body 12 is provided, which is arranged on its front or end face 13 in the most favorable manner in each case hardened cutting inserts 14 carries. At the transition between the end face 13 and the substantially cylindrical Outside 16 of the drill bit body 12 is a circumferential one Chamfer 15 or chamfer provided.
Das obere Ende des Ambosses Io besitzt einen erweiterten Führungsring 17, der verschiebbar in das Gehäuse 6 eingepasst ist. Durch den Amboß und den Bohrmeißelkörper erstreckt sich eine axiale Leitung 18, 19 und 2o, durch welche aus dem Schlagmotor austretendes Strömungsmittel nach unten geleitet wird, um die Schneideinsätze zu kühlen und zu schmieren und um Bohrschlamm od. dgl. in üblicher Weise nach oben aus dem Bohrloch herauszudrücken.The upper end of the anvil Io has an enlarged one Guide ring 17 which is slidably fitted into the housing 6. Extends through the anvil and bit body an axial line 18, 19 and 2o, through which fluid emerging from the impact motor downwards is conducted to cool and lubricate the cutting inserts and to od drilling mud. The like. In the usual way to push it up out of the borehole.
Das obere Ende 21 der Einsatzmutter 9 liegt unter dem erweiterten Führungsring 17, wodurch verhindert wird, daß der Amboß Io mitsamt dem Bohrmeißelkörper 12 aus dem unterer Ende des Gehäuses 6 herausfallen kann.The upper end 21 of the insert nut 9 lies under the enlarged guide ring 17, which prevents the anvil Io together with the drill bit body 12 can fall out of the lower end of the housing 6.
Im Gehäuse 6 sitzt hin-und her-schiebbar der Hammerkolben 24-, der im mittleren Bereioh erweiterte Absohnitte 25 und 26 aufweist, welche verschiebbar an der Innenwand des Gehäuses 6 anliegen. Außerdem befindet sich an der Innenseite des Hammerkolbene 24 eine Nut 27. Vom oberen Ende des Sohlagmotore eretreokt/fcxlal durch denselben eine Steueretang· 28, die an d&s Bohrgestänge 7 und somit an die Druokmitttlquelle angteohloeaen ist, Diett SttuerstangeThe hammer piston is seated in the housing 6 such that it can be pushed back and forth 24-, the extended paragraph 25 and in the middle area 26, which rest slidably on the inner wall of the housing 6. In addition, there is a groove 27 on the inside of the hammer piston 24 from the upper end of the sole motor eretreokt / fcxlal by the same one Control rod · 28, which is attached to d & s drill rods 7 and thus to the Druokmitttlquelle is angteohloeaen, Diett Sttuerstange
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28 erstreckt sich außerdem durch eine axiale Bohrung 29 des Hammerkorbens 24 und ragt mit ihrem unteren Ende in den oberen !eil 18 der axialen Leitung 18, 19 und 2o des Ambosses Io hinein·28 also extends through an axial bore 29 of the hammer basket 24 and protrudes with its lower end in the upper part 18 of the axial line 18, 19 and 2o of the anvil Io into it
Die Steuerstange 28 "besitzt einen inneren Kaper 3o und eine äußere Hülle 31,zwischen denen in Längsrichtung verlaufende obere Kanäle 32 und ebenfalls in Längsrichtung verlaufende untere Kanäle 33 angeordnet sind. Die oberen Kanäle 32 verbinden Öffnungen 34 und 35, wobei die ; oberen Öffnungen 35 in die obere Arbeitskammer 36 des Schlagbohrmotores münden· Die unteren Kanäle 33 verbinden wiederum Öffnungen 37 und 38, wobei die unteren Öffnungen 38 in die untere Arbeitskammer 39 des Schlagbohrmotores münden·The control rod 28 "has an inner cap 3o and an outer shell 31, between which in the longitudinal direction extending upper channels 32 and also in the longitudinal direction extending lower channels 33 are arranged. The upper channels 32 connect openings 34 and 35, wherein the ; The upper openings 35 open into the upper working chamber 36 of the percussion drill motor · Connect the lower channels 33 again openings 37 and 38, the lower openings 38 in the lower working chamber 39 of the hammer drill motor flow out
Eine Bohrung 4o für unter hohem Druck stehendes Arbeitsmittel erstreckt sich axial durch die Steuerstange 28 und besitzt an ihrem unteren Ende eine Drossel 41» die «inen dauernden Beipaß für Arbeitsflüssigkeit bildet. Im mittleren Bereich der Bohrung 4o befinden sich Öffnun gsn 42, die eine Verbindung zur im Inneren des Hammerkolbens befindlichen Nut 27 herstellen. Außerdem sind zwischen dem inneren Körper 3o der Steuerstange 28 und der äußeren Hülle 31 Auslaßleitungen 43 vorgesehen, die gestrichelt dargestellt sind, ebenso wie eine obere Auslaßöffnung 44, die sich in die obere Arbeitskammer Öffnet, und eine untere Auslaßöffnung 45» die die untere Arbeitskammer 39 mit einer Auslaßleitung 66 im Amboß Io verbindet, wie weiter unten näher erläutert wird. Außer*· dem öffnet sich eine Abblasöffnung 46 in die Auslaßleitung 43f wobei diese Abblasöffnung 46 normalerweise vomA bore 40 for working fluid under high pressure extends axially through the control rod 28 and has a throttle 41 "which" forms a permanent bypass for working fluid at its lower end. In the middle area of the bore 4o there are openings 42 which establish a connection to the groove 27 located in the interior of the hammer piston. In addition, outlet lines 43 are provided between the inner body 30 of the control rod 28 and the outer shell 31, which are shown in dashed lines, as well as an upper outlet opening 44, which opens into the upper working chamber, and a lower outlet opening 45, which the lower working chamber 39 connects to an outlet conduit 66 in the anvil Io, as will be explained in more detail below. In addition, a blow-off opening 46 opens into the outlet line 43 f , this blow-off opening 46 normally from the
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Hammerkolben 24 abgedeckt ist.Hammer piston 24 is covered.
Im normalen Betrieb des Schlagmotores liegt der Bohrmeißelkörper 12 auf dem Boden des Bohrloches auf und die untere Kante 9a der Einsatzmutter 9 berührt eine Schulter 12a des Bohrmeißelkörpers 12, wobei Arbeitsmittel durch die Bohrung 4o herangeführt wird, welche durch die im Hammerkolben 24 befindliche Hut 27 abwechselnd in die untere Arbeitskammer 59 zum Anheben des Hammerkolbens und in die obere Arbeitskammer 36 zum Herabschlagen des Hammerkolbens nach unten geleitet wird* In der tiefsten Lage des Hammerkolbens 24 schlägt derselbe auf die Oberfläche 47 des Ambosses Io auf, wobei die obere Auslaßöffnung 44 oberhalb des Hammerkolbens liegt, so daß der Druck in der oberen Arbeitskammer 36 abgebaut werden kann. Befindet sich der Hammerkolben 24 hingegen in seiner obersten Stellung, so liegt die Unterkante 48 desselben oberhalb der unteren Auslaßöffnung 451 wodurch Druckmittel aus der unteren Arbeitskammer 39 entweichen kann· Wenn der Bohrmeißelkörper 12 vom Boden abgehoben ist ( Fig· 3)» fällt der Amboß abnormal weit nach untenfbie sein erweiterter Führungsring 17 auf dem oberen Ende 21 der Eineatzmutter 9 aufliegt. Hierbei überdeckt die Nut 27 etwas die Abblasöffnung 46, so daß das weiter zugeführte,unter hohem Druck stehende Betriebemittel direkt duroh die Auelaßleitung 43 in die axiale Leitung 18 , 19 und 2o des Ambosses Io strömt· Gleichzeitig wird die untere Arbeitskammer 39 entlastet, wie welter unten beschrieben wird· During normal operation of the percussion motor, the drill bit body 12 rests on the bottom of the borehole and the lower edge 9a of the insert nut 9 touches a shoulder 12a of the drill bit body 12, with working fluid being supplied through the bore 4o, which alternates through the cap 27 in the hammer piston 24 into the lower working chamber 59 for lifting the hammer piston and into the upper working chamber 36 for knocking down the hammer piston is so that the pressure in the upper working chamber 36 can be reduced. If, on the other hand, the hammer piston 24 is in its uppermost position, the lower edge 48 thereof lies above the lower outlet opening 451, whereby pressure medium can escape from the lower working chamber 39. When the drill bit body 12 is lifted from the ground (FIG. 3), the anvil falls abnormally far down f bie its enlarged guide ring 17 rests on the upper end 21 of the insert nut 9. Here, the groove 27 somewhat covers the blow-off opening 46, so that the operating medium which is fed further and which is under high pressure flows directly through the discharge line 43 into the axial line 18, 19 and 20 of the anvil Io.Simultaneously , the lower working chamber 39 is relieved, as is welter is described below
Aus Fig. 2 ist EU erkennen» daß rom Übergang swleohen der Stirnseite 13 und der Außenseite 16 dee Bohraeißelkörpere From FIG. 2 it can be seen that the transition between the end face 13 and the outside 16 is the drill bit body
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~ Q mm ~ Q mm
12 in denselben diagonal bzw· schräg nach innen und oben eine kleine zylindrische Kammer 5ο hineinragt, die mit einer Büchse 51 ausgekleidet ist, welche eine innenliegende Erweiterung 52 besitzt· Diese Büchse 51 nimmt einen in Längsrichtung ver schiebbar en langgestreckten Kolben 53 mit einem an seinem inneren Ende angeordneten erweiterten Kragen 54 auf. Eine in der Erweiterung 52 untergebrachte Druckfeder 55 drückt den Kragen 54 und darn! den Kolben 53 gegen eine Schulter 56 am oberen Ende der Kammer 5o· Am unteren oder nach außen erweisenden Ende des Kolbens»53 ist ein gehärterter Schneideinsatz 57 angebracht· Der Kragen 54 besitzt auf seiner Rückseite einen in der Mitte angebrachten Ansatz 58, der normalerweise in das angesenkte untere Ende 59 einer schrägverlaufenden Steuerbohrung 6o hineinragt, welche . eine Verbindung mit dem mittleren Abschnitt 19a der axialen Leitung 18, 19 und 2o des Ambosses Io herstellt 9 12 a small cylindrical chamber 5o protrudes into the same diagonally or obliquely inwards and upwards, which is lined with a sleeve 51 which has an internal extension 52 inner end arranged enlarged collar 54. A compression spring 55 housed in the extension 52 presses the collar 54 and darn! the piston 53 against a shoulder 56 at the upper end of the chamber 5o · A hardened cutting insert 57 is attached to the lower or outwardly facing end of the piston »53 · The collar 54 has on its rear side a centrally attached projection 58, which is normally in the countersunk lower end 59 of an inclined control bore 6o protrudes, which. establishes a connection with the central section 19a of the axial duct 18, 19 and 2o of the anvil Io 9
Der obere Teil 18 der durch den Amboß Io führenden Bohrung besitzt einen etwas größeren Durchmesser als das untere Ende 28a der Steueretange 28, so daß zwischen der Steueretange und dem Amboß Io ein ringförmiger Durohgang 62 verbleibt. Eine kegelstumpfförmige Hülse 63f die im vorlebenden !Falle an das untere Ende der Hülle 31 der Steuerstange 28 angeschweißt ist, befindet sich unterhalb der Steueretange und nimmt normalerweise verschiebbar das obere Ende 64a eines Bohretückea 64 auf, das im mittleren Teil 19 der durch den Amboß Io axial hindurohge - benden dreiteiligen Bohrung steokt· Das Rohrstüok 64 ist * alt konischen Ansätsen 64b versehen, die auf einem geneig· tem Abschnitt 19a der Aaboßbohrung aufliegen, jedoch den The upper part 18 of the bore leading through the anvil Io has a slightly larger diameter than the lower end 28a of the control rod 28, so that an annular Durohgang 62 remains between the control rod and the anvil Io. A frustoconical sleeve 63 f, which is welded in the present case to the lower end of the shell 31 of the control rod 28, is located below the control rod and normally slidably receives the upper end 64a of a Bohretückea 64, which is in the middle part 19 of the anvil Io axially hindurohge - reproduced three-part hole steokt · the Rohrstüok 64 old conical Ansätsen 64b is * provided, which rest on a geneig · tem portion 19a of the Aaboßbohrung, but the
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Durchtritt von Strömungsmittel durch diese Bohrung nicht behindern· Das untere Enäe des Rohrstückes 64 ist mit einem als Dichtung "bestimmten O-Ring 64c versehen, während der mittlere Abschnitt 64b des Rohrstückes in einem kleinen Abstand von der Wand des Bohrungsabschnittes 19a liegt, so daß ein ringförmiger Durchgang 65 zur schrägverlaufenden Steuerbohrung 6o gebildet wird, die normalerweise nicht mit der durch das Rohrstück 64 hindurchgeführten Auslaßleitung 66 in Verbindung steht·Do not obstruct the passage of fluid through this hole · The lower end of the pipe section 64 is provided with an O-ring 64c intended as a seal ", while the middle section 64b of the pipe section at a small distance from the wall of the Bore section 19a lies so that an annular passage 65 to the inclined control bore 6o which is normally not formed with the outlet line 66 passed through the pipe section 64 is connected
fig. 4 zeigt grafisch den Druckverlauf über oder hinter dem Hammerkolben (Kurve A), den Druckverlauf unter oder vor dem Hammerkolben (Kurve B) und die jeweilige Stellung des Hammerkolbens (Kurve O). Für alle diese Fälle gibt die Abszisse die Zeit an, wobei bei diesem Beispiel ein vollständiger Hub des Hammerkolbens mit Vor- und Rückbewegung etwa 0,060 Sekunden beträgt· Für die Kurven A und B gibt die Ordinate die Werte in Atmosphären absolut an, während für die Kurve B die Ordinate die Werte für den Hammerkolbenhub in Zentimeter angibt· Die Linie D gibt den kritischen Druok an, bei dem der Ansatz 58 des Kolbens 53 aus dem angesenkten Ende 59 der Steuerbohrung 6o austritt, so daß der in der Steuerbohrung 6o herrschende Druok auf die gesamte Fläche des Kragens 54 wirken kann· Der Ansatz 58 bewirkt somit eine Begrenzung des Sohlages des Sohneidelementes 57 auf die Zeit zwischen den Punkten 7ο und 71 auf der Kurve B9 während weloher sioh der Kolben 53 sohnell naoh unten und außen bewegt, so daß tin kurzer Sohlag gegen dit Ecke 72 dee Bohrloohes geführt und dort befindliches Material abgeschlagen wird· Der maximale Druok In der Steuerbohrung 6o und der unteren Arbeitskammer 39 ist am Punkt 73 erreicht, während amfig. 4 graphically shows the pressure curve above or behind the hammer piston (curve A), the pressure curve below or in front of the hammer piston (curve B) and the respective position of the hammer piston (curve O). The abscissa indicates the time for all these cases, whereby in this example a complete stroke of the hammer piston with back and forth movement is about 0.060 seconds B, the ordinate indicates the values for the hammer piston stroke in centimeters.The line D indicates the critical pressure at which the extension 58 of the piston 53 emerges from the countersunk end 59 of the control bore 6o, so that the pressure prevailing in the control bore 6o on the entire area of the collar 54 can act · The approach 58 thus causes a limitation of the bottom position of the son-part 57 to the time between points 7o and 71 on the curve B 9 while the piston 53 moves sohnell near down and out, so that tin short floor against the corner 72 of the hole and the material located there is knocked off. The maximum pressure in the control hole 6o and the lower working chamber 39 is at Point 73 reached while on
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Punkt 74-f der den oberen Totpunkt des Hammerkorbens anzeigt, unter dem Kolben wieder der kritische Druck erreicht hat, bei dem die Druckfeder 55 den Kolben 53 wieder in die Aasgangslage zurückschieben kann, in welcher der Ansatz 58 in das abgesenkte Ende 59 der Steuerbohrung 6o eingeschoben ist· Die auf der Abszisse abzulesende Zeit zwischen den Punkten 73 und 74 stellt die Schlagzeit des Kolbens 53 dar· Die Rückbewegung des Kolbens 53 nimmt etwa 8o# der Zeit eines vollständigen Arbeitsablaufes der Kolbenbewegung ein.Point 74-f of the top dead center of the hammer basket indicates that the critical pressure has again reached under the piston at which the compression spring 55 pushes the piston 53 can slide back into the Aasgangslage, in which the approach 58 in the lowered end 59 of the Control bore 6o is inserted · The time to be read on the abscissa between points 73 and 74 represents represents the stroke time of piston 53 · The return movement of piston 53 takes about 80 # the time of a full one Piston movement workflow.
Im Anschluß an den für die Herstellung der Seitenwand der Bohrung erfolgenden Schlag des Kolbens 53 führt der Hammerkolben seinen Arbeite schlag aus und trifft schließlich auf den Amboß Io auf· Unmittelbar bevor der Hammerkolben auf den Amboß Io auftrifft,erreicht der Druck in der unteren Arbeitskammer 39 den tiefsten Punkt 74· ( Kurve B). Dieser Druck wird dann sofort erhöht und, wenn die Linie D erreicht ist, wird ein neuer Arbeitsschlag des Kolbens 53 eingeleitet.Following the impact of the piston 53 which takes place for the production of the side wall of the bore the hammer piston strikes and hits its work finally hit the anvil Io · Immediately before the hammer piston hits the anvil Io the pressure in the lower working chamber 39 reaches the lowest point 74 · (curve B). This pressure is then increased immediately and, when the line D is reached, a new working stroke of the piston 53 is initiated.
Die die Seitenwand der Bohrung herstellende Schneidvorrichtung arbeitet also mit der*H3elben Frequenz wie der für die Hauptschläge vorgesehene Hammerkolben. Falls erwünscht, können auch mehrere dieser die Seitenwand des Bohrloches herstellenden Schneidvorrichtungen vorgesehen werden· Diese die Seitenwand des Bohrloohes bearbeitenden Schneidvorrichtungen gewährleisten, daß das Bohrloch ixt jedem Falle mit einem etwas größeren Durchmesser als der Durchmesser des nicht abgenutztenThe cutter making the sidewall of the bore works with the same frequency as the hammer piston intended for the main blows. If if desired, several of these cutting devices producing the side wall of the borehole can also be provided · These cutters, which machine the side wall of the borehole, ensure that the bore hole always has a diameter slightly larger than the diameter of the one that is not worn
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Bohrkopfes oder Schlagbohrmeißels gebohrt wird. Die Abmessungen des Schlagraotores werden so gewählt, daß sie dem geringen zusätzlichen Yolumen angepasst sind, welches während des Hubes des Hammerkolbens mit Arbeitsmittel gefüllt werden muß· Die abwechselnden axialen und schräg nach außen gerichteten Arbeitssohläge werden solange fortgeführt, wie der Bohrmeißelkörper 12 auf dem Boden auflief und die Einsatzmutter 9 mit ihrer unteren Kante 9a auf der Schulter 12a des Bohrmeißelkörpers 12 ruht.Drill head or percussion bit is drilled. The dimensions of the impact rotor are chosen so that they are adapted to the small additional volume that is generated during the stroke of the hammer piston with the working medium must be filled · The alternating axial and obliquely outwardly directed working slats are continued as long as the drill bit body 12 hit the ground and the insert nut 9 rests with its lower edge 9a on the shoulder 12a of the drill bit body 12.
Pig. 3 zeigt den Schlagbohrmeißel gegenüber Fig. 2 etwas Terdreht, so daß sich die die Seitenwand des Bohrloches herstellenden Werkzeuge nicht in der Bildebene befinden. Außerdem hängt bei dieser Darstellung der Bohrmeißelkörper 12 am Bohrgestänge bzw. am Schlagmotor. Das obere Ende 64a des Rohrstückes 64 ist dabei aus der konischen Hülse 63 herausgezogen, so daß die untere Arbeitskammer 39 durch die Leitung 18 in die im Rohrstück 64 befindliche Auslaßleitung 66 entleert werden kann. Dabei befindet sich auch nicht genügend Druck in der Steuerbohrung 6o, um den Kolben 53 zu betätigen. Daher bleibt der Hammerkolben 24 bewegungslos in seiner tiefsten Lage, während der Kolben 53 von der Druckfeder 55 in seiner höchsten Lage gehalten wird und das unter Druok stehende Arbeitsmittel nahezu volletändig duroh die Auelaßleitung 66 und den untersten !Teil 2o der axialen Leitung des Ambosses Io nach außen entweicht. Pig. 3 shows the percussion drill bit slightly twisted compared to FIG. 2, so that the tools producing the side wall of the borehole are not in the plane of the drawing. In addition, in this illustration, the drill bit body 12 hangs on the drill rod or on the impact motor. The upper end 64a of the pipe section 64 is pulled out of the conical sleeve 63 so that the lower working chamber 39 can be emptied through the line 18 into the outlet line 66 located in the pipe section 64. There is also not enough pressure in the control bore 6o to actuate the piston 53. The hammer piston 24 therefore remains motionless in its lowest position, while the piston 53 is held in its highest position by the compression spring 55 and the working fluid under pressure is almost entirely through the outlet line 66 and the lowest part 20 of the axial line of the anvil Io escapes outside.
Die Erfindung 1st nioht auf die Anwendung des darge stellten und beschriebenen Sohlagmotor·· bteohränkt. Vielmehr kann man jede Art eines Sohlageotoree od. dgl· The invention is not based on the application of the Sohlagmotor ·· illustrated and described. Rather, you can use any kind of bed geotoree or the like
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verwenden,vorausgesetzt,daß gesteuert Druck abgezweigt werden kann, der so anschwillt und absinkt,daß der· Kolben 53 periodisch nach außen gestoßen wird. Auch können die Leitungsabschnitte 18 und 19, die zum Kolben 53 führen, anders ausgebildet sein und mit einem anderen Teil des Schlagmotores in Verbindung stehen, beispielsweise mit der oberen Arbeitskammer 36 desselben. Es kann überhaupt jede Art von Schlagvorrichtung verwendet werden, die .mehr oder weniger gleichzeitig öder nacheinander axiale und schräg nach außen geriohtete Arbeitsschläge ausführt·use, provided that controlled pressure is diverted which swells and sinks so that the piston 53 is periodically pushed outward. The line sections 18 and 19, which lead to the piston 53, can also be designed differently and with a other part of the impact motor are connected, for example with the upper working chamber 36 of the same. Any type of impact device can be used be, the .more or less simultaneously or one after the other axial and obliquely geriohtete outwards Performs work strokes
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Patentaniprüohe ι 00 983 9/UOO Patentaniprüohe 00 983 9 / UOO
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