DE2013327C

DE2013327C - Rock drill bits for rotary percussion drills

Info

Publication number: DE2013327C
Authority: DE
Inventors: Otto 7402 Kirchentellinsfurt; Scholz Werner 8135 Söcking Böhm
Original assignee: Werkzeugbau Gmbh, 8130 Starnberg
Publication date: 1971-12-16

Description

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer für dabei der Bohrer ilhnlich wie ein Rüttelförderer und Drehschlagbohrmaschinen mit einem als Förder- ermöglicht es den Bohrmehlte'ilchen, von Flüche zuThe invention relates to a rock drill for the drill similar to a vibrating conveyor and Rotary percussion drills with a conveyor enable the drill dust particles to curses

schnecke für das Bohrmehl ausgebildeten Vollschaft. Fluche hüpfend, sich im Gong der Förderschnecke Solche Gesteinsbohrer sollen ein- oder mehrgängig entgegen der Bohrrichtung zu bewegen. Während die ausgeführt sein und insbesondere auch Verwendung 5 Teilchen infolge des Axialschlages von den Flankenfull shank designed for the drilling dust. Hopping curses at the gong of the screw conveyor Such rock drills are intended to move one or more threads against the drilling direction. While the be executed and in particular also use 5 particles as a result of the axial run-out from the flanks

finden können an Maschinen, bei denen der Bohrer der Schnecke abheben, dreht sich der Bohrer umcan be found on machines in which the drill bit of the worm lift off, the drill bit turns over

einem besonders starken Axialschlag ausgesetzt ist, einen Winkelbetrag weiter, und die angehobenen Teil-is exposed to a particularly strong axial runout, an angular amount further, and the raised partial

wie beispielsweise bei zum Bohren geeigneten Preß- eben fallen auf eine im Band der FörderschneckeFor example, in the case of presses suitable for drilling, they fall onto one in the belt of the screw conveyor

lufthämmcrn. weiter in Richtung auf das Bohrerende zu versetzteair hammer. further offset towards the end of the drill

Die Förderschnecke an Gesteinsbohrern wird io Fiäche zurück. Durch die erfindungsgemäß vor-The screw conveyor on rock drills is back in the area. The inventively provided

üblicherweise durch Fräsen oder Wirbeln in den geschlagenen Vertiefungen und Flächen in der Ober-usually by milling or whirling in the cut recesses and surfaces in the upper

Bohrerschuft eingebracht. Wie dies bereits bei der fläche der Scimeckenflunken wird ein Abrutschen derDrill hole introduced. As is the case with the surface of the sci-corner flukes, the

Fertigung von Holzbohrern oder Metallbohrern jähr- Bohrmehlteilchen in Richtung auf den BohrerkopfProduction of wood drills or metal drills annual drill dust particles in the direction of the drill head

zchntelangc Übung ist, war der Bohrerhersteller da- zu verhindert. Die vom Bohrer auf das BohrmehlThe drill manufacturer was prevented from doing this if it was ten years of practice. From the drill to the dust

bei stets bestrebt, möglichst glatte Oberflächen an den 15 ausgeübte Energie wird also ausschließlich zumwhile always striving to achieve the smoothest possible surfaces on the 15 exerted energy is therefore exclusively for

die Förderschnecke bildenden Flanken zu erzeugen. Transportieren des Bohrmehls in der gewünschtento generate the conveyor screw forming flanks. Transporting the drilling dust in the desired

Eine solche glatte Oberfläche der Schneckengänge ist Förderrichtung verwendet.Such a smooth surface of the screw flights is used in the conveying direction.

bei Holzbohrern und Metallbohrern tatsächlich auch Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Erhöhunvorteilhaft, da dadurch eine raschere Beförderung gen und Vertiefungen können in verschiedenster der Bohiahfälle bzw. Bohrspäne erzielt wird. 20 Weise erzeugt und ausgeführt sein. Vorteilhafte Aus-Auf Grund derselben Überlegung hat der Herstel- führungsformen bestehen gemäß weiteren Vorschlaler von Gesteinsbohrern bisher danach gestrebt, diese gen der Erfindung darin, daß die Flanken in radialer ebenfalls mit möglichst glatten Flanken der bis tangentialer Richtung verlaufende Einschnitte, Schneckengänge herzustellen. Man hat dabei jedoch Kerben oder treppenartige Absätze aufweisen oder nicht bedacht, daß beim Gesteinsbohren, das ein »5 daß die Oberfläche der Flanken rauh ausgebildet bzw Schlagbohren bzw. Drehschlagbohren ist, auf das aus mit einer tauhen Schicht versehen ist oder daß die dem Bohrloch herauszubefördernde Bohrmehr völlig Flanken gehämmert oder durch Rollen oder Prägen andersartige Kräfte als beim reinen Drehbohren, wie mit ζ Β. kalottenartigen Vertiefungen versehen sind dies bei den Metallbohrern oder Holzbohrern der oder daß die Flanken gerändelt sind. Fall ist, einwirken und daß diese Kräfte eine völlig 30 Bei der Fertigung vun Bohrern allgemein und daandere Bewegung der Bohrmehlteilchen verur- mit auch bei Gesteinsbohrern hat man bisher Bohrer sachen. mit infolge des Fertigungsvorgangs gerieften Flanken Beim Schlagbohren werd η die Bohrmehltcilchen in der Förderschnecke, beispielsweise verursacht durch Richtung der Längsachse des Bohrers in schwingende das Rattern der Werkzeugmaschine, als Ausschuß-Bewegung versetzt. Das in der Bohrmehlförder- 35 stücke angesehen, was nach der Lehre der vorliegenschnecke befindliche Bohrmehl folgt dabei infolge den Erfindung zumindest bei Gesteinsbohrern nicht der Massenträgheit mit einer zeitlichen Verzögerung unbedingt nachteilig zu sein braucht, nämlich dann der Axialbewegung des Bohrers. Bei glatten Förder- nicht, wenn die Riefen /tgelmäßig verteilt sind. Das schnecken bedeutet dies, daß das Bohrmehl seitlich bedeutet, daß ein bisher als unerwünscht auftretenaus den Schneckengängen herausrutscht und minde- 40 der technischer Vorgang plötzlich durch die Erkenntstens beim vertikalen Bohren mit von oben nach nis der Erfindung zu einem vorteilhaften Merkmal unten gerichtetem Bohrvorschub das Bohrmehl auch wird, in dessen bewußter und regelmäßiger Verwirkinnerhalb der Schneckengänge nach unten, d. h. in lichung eine Erfindung erblickt wird. Allerdings ist Richtung auf den Bohrerkopf zu, abrutscht. Das dabei die Lehre der Erfindung auf Gesteinsbohrer, Bohrmehl sammelt sich dann im freien Raum zwi- 45 d.h. in gleichzeitig drehenden und auf dem Bohrer sehen Bohrerschaft und Bohrlochwandung bzw. ver- axial schlagenden Bohrmaschinen verwendete Bohrer stärkt im unteren Teil des Bohrlochs an und wird beschränk' Dieses bei Gesteinsbohrern vorteilhafte dabei vom Bohrer unter Überwindung erheblicher Merkmal kann bei reinen Drehbolirern nur ein NachReibungskräfte an die Bohrlochwandung angepreßt. teil sein, da beim Drehbohren das Bohrmehl nicht Es liegt auf der Hand, daß darunter der Förderwir- 50 zum Abheben von den Bohrerflanken veranlaßt wird kungsgrad des Gesteinsbohrers leidet; die Folge da- und somit keine Treppensprünge entlang dem von ist eine spürbare Verminderung der Bohrerlei- Schneckengang durchführen kann, stung, d.h., die zum Andrücken des aus den Zur Vereinfachung der Fertigung wird vom Bohrer-Schneckengängen herausgerutschten Bohrmehls an herstellcr angestrebt, die Steigung der Förderdic Bohrlochwandung erforderliche Energie geht der 55 schnecke für das Bohrmehl möglichst groß zu wähin Bohrfortschritt umwandelbaren Ejiergie unmittel- len, weil sich dadurch die Fertigungszeit erheblich bar verloren. vermindern läßt. Bei Gesteinsbohrern hat sich bei-Die Erfindung hat diesen Nachteil glatter spielsweise gezeigt, daß bei glatten Bohrerflanken Schneckengänge bei Gesteinsbohrern erkannt und eine Steigung der Förderschnecke von etwa 12 bis schlagt vor, den Förderwirkungsgrad, d. h. das Ver- 60 16° erforderlich ist, um ein Abrutschen des Bohrhältnis des bis ins Freie geförderten Bohrmehls zum ntehls zu verhindern, d. h. günstige Förderverhältdurch die Bohrerschneide erzeugten Bohrmehl, da* nisse zu erzielen. Diese Steigung entspricht dem durch zu verbessern, dafl die das Bohrmehl tragen· Böschungswinkel des gerüttelten Bohrmehle, der in den Flanken der Schnecke Erhöhungen und Vertle- lose geschüttetem Zustand des Biohrmehls zwischen fungen bildende FIMchenteile aufweisen. es 34 und 38° liegt. Durch die Vibration der Schlag* Erfindungsgemäß wird dadurch ein rutschfestes oder Hammerbohrmaschine vermindert sich dieser Aufliegen des Bohrmehls auf den das Bohrmehl tra· Böschungswinkel auf etwa 12 bis 16° und bleibt dann «enden Flanken erzielt. Wahrend des Bohrens wirkt auch bei sehr starkem Rütteln annähernd konstant. In the case of wood and metal drills, the increases proposed according to the invention are actually also advantageous, since this enables faster conveyance and depressions to be achieved in a wide variety of Bohia cases or drilling chips. 20 ways to be generated and executed. Due to the same consideration, according to further proposals of rock drills, the production has so far sought to produce worm threads in the radial direction, also with the smoothest possible flanks of the incisions extending up to the tangential direction. However, one has notches or step-like shoulders or has not taken into account that when drilling rock, the surface of the flanks is rough or percussion drilling or rotary percussion drilling is provided with a thawed layer or that the layer to be conveyed out of the borehole Drilling more completely flanks hammered or by rolling or stamping different forces than with pure rotary drilling, as with ζ Β. Dome-like depressions are provided in the case of metal drills or wood drills or that the flanks are knurled. In the manufacture of drills in general and other movements of the drill dust particles, even with rock drills, drill things have hitherto been used. with flanks grooved as a result of the manufacturing process. During hammer drilling, the dust particles in the screw conveyor, for example caused by the direction of the longitudinal axis of the drill in the vibrating rattle of the machine tool, are displaced as a reject movement. That seen in the Bohrmehlförder- 35 pieces, which according to the teaching of the present worm, follows the invention, at least in rock drills, does not necessarily have to be disadvantageous to the inertia with a time delay, namely the axial movement of the drill. In the case of smooth conveyors, not if the grooves / are evenly distributed. The worm means that the drill dust laterally means that something that has hitherto been undesirable slips out of the screw threads and at least the technical process suddenly removes the drill dust as a result of the knowledge when drilling vertically with drill feed directed from above to an advantageous feature of the invention also is, in whose conscious and regular realization within the worm threads downwards, that is, an invention is seen. However, the direction towards the drill head is slipping. The drill used in this case, the teaching of the invention on rock drill, drill dust then collects in the free space between the drill shank and drill shaft and drill hole wall or axially striking drill presses that are rotating at the same time and strengthens in the lower part of the drill hole and is restricted This feature, which is advantageous in rock drills and which overcomes a considerable feature, can only be pressed against the wall of the borehole by post-friction forces in the case of pure rotary bolsters. be part, since the drill dust does not occur during rotary drilling. It is obvious that this causes the conveying effect to lift off the drill flanks. the consequence of this and thus no stair jumps along which a noticeable reduction in the drill guide worm gear can perform, stung, that is, the drill dust slipped out of the drill worm flights to simplify production is aimed at the manufacturer, the slope of the The energy required for conveying the borehole wall is transferred to the auger for the drilling dust as large as possible to direct energy that can be converted into drilling progress, because this means that production time is lost considerably. can decrease. In rock drills, the invention has shown this disadvantage smoother, for example, that with smooth drill flanks, worm threads are recognized in rock drills and a pitch of the screw conveyor of about 12 to suggests the conveying efficiency, ie the 60 16 ° is required to a To prevent slippage of the drilling ratio of the drilling dust conveyed into the open air, ie favorable conveying ratios by the drill cutting edge, to achieve da * nisse. This slope corresponds to the need to improve the fact that those who carry the drill dust have the angle of slope of the vibrated drill dust, which in the flanks of the screw has elevations and loosely poured state of the organic dust between foulings. it is 34 and 38 °. According to the invention, a non-slip or hammer drill is thereby achieved by the vibration of the impact, this resting of the drill dust on the slope angle between the drill dust and the drill dust is reduced to about 12 to 16 ° and the flanks then remain. During drilling, the effect is almost constant, even with very strong vibrations.

Bei Anwendung der Lehre eier Erfindung ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die Steigung der Förderschnecke grüßer gewählt werden, etwa 18 bis 20" betragen kann.When applying the teaching egg invention results the additional advantage that the slope of the Conveyor screw can be chosen larger, about 18 to 20 ".

Erfindungsgemäß ist es ausreichend, die Erböhungen und Vertiefungen bildenden Flächenleile der Flanken auf die das Bohrmehl tragenden Flanken zu beschränken. Gegenüber einer solchen Ausfiihrungsform des erfindungsgemäßen Gesteinsbohrers bedeutet es jedoch nur eine geringfügige Verschlechterung, m wenn z. B. aus fertigungstechnischen Gründen die gesamte Oberfläche des Schneckenganges oder auch nur die Oberflächen der gegenüberliegenden Flanken eines Schneckenganges ebenfalls mit solchen Flächenteilen veibehen sind.According to the invention, it is sufficient to raise the heights and surface parts of the flanks which form depressions towards the flanks carrying the drilling dust restrict. Compared to such an embodiment of the rock drill according to the invention, means However, there is only a slight deterioration, m if z. B. for manufacturing reasons, the entire Surface of the worm thread or just the surfaces of the opposite flanks of a worm gear are also veibehen with such surface parts.

Eine weitere Verbesserung des Fördereffektes gemäß der Erfindung kann noch dadurch erzielt werden, daß die Mantelfläche der Förderschnecke in Umfangsrichtung in Abständen angeordnete, in Axialrichtung des Bohrers aufeinanderfolgende Schnecken- ao windungen miteinander verbindende Rillen aufweist, die gegenüber der Bohrerlängsachse in Richtung der Schneckenwindungen geneigt sind.A further improvement in the funding effect according to the invention can still be achieved in that the lateral surface of the screw conveyor in Circumferentially spaced axially of the drill has successive worm windings interconnecting grooves, which are inclined with respect to the longitudinal axis of the drill in the direction of the screw windings.

Durch diese Rillen wird nach außen in den Raum zwischen Bohrer und Bohrungswandung gelangtes Bohrmehl wieder zurück in die Förderschnecke geleitet. Through these grooves, material is passed out into the space between the drill and the wall of the bore Boring dust is fed back into the screw conveyor.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind benachbarte Flächenteile in Richtung des Förderichneckenganges jeweils um etwa 0,1 bis 0,5 mm in axialer Richtung des Bohrers versetzt; die auf den das Bohrmehl tragenden Flanken aufgebrachten Flächen, beispielsweise Erhöhungen und Vertiefungen, Treppungen od. dgl. können, bezogen auf eine vollständige Windung der Schnecke (360°), sowohl in Gleich- als auch in Unglekhteilung angeordnet sein.In one embodiment of the invention, adjacent surface parts are in the direction of the conveyor screw each offset by about 0.1 to 0.5 mm in the axial direction of the drill; those on the the flanks carrying the drill dust, for example elevations and depressions, Steps or the like can, based on a complete turn of the screw (360 °), both be arranged in equal and uneven division.

Zwei Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtTwo exemplary embodiments are shown in the drawing. It shows

F i g. 1 einen Abschnitt der Förderschnecke in der Seitenansicht,F i g. 1 shows a section of the screw conveyor in a side view,

Fi g. 2 einen Schnitt II-II der Fig. ', wobei die Treppen in etwa in tangentialer Richtung verlaufen,Fi g. 2 shows a section II-II of FIG Stairs run roughly in a tangential direction,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß F i g. 2, jedoch mit in etwa radialer Richtung verlaufenden Treppen,F i g. 3 shows a section according to FIG. 2, but with in stairs running approximately in the radial direction,

F i g. 4 einen Abschnitt der Förderschnecke mit geteilter Mantelfläche.F i g. 4 shows a section of the screw conveyor with a split lateral surface.

Fig. 1 zeigt einen etwa zwei Windungen der Förderschnecke 1 umfassenden Abschnitt des Bohrerschafts. Die das Bohrmehl tragenden Flanken 2 sind getreppt bzw. gestuft ausgeführt. Die Treppung kann, wie in F i g. 2 dargestellt, in *an£intialer Richtung bezüglich der Bohrerseele 3 oder gemäß dem Ausfiihrungsbeispiel in F i g. 3 in rndiular Richtung bezüglich der Bohrcrseele 3 verlaufen.Fig. 1 shows about two turns of the Screw conveyor 1 comprehensive section of the drill shaft. The flanks carrying the drill dust 2 are stepped or stepped. The stairs can, as shown in FIG. 2 shown in * an £ intialer Direction with respect to the drill core 3 or according to the exemplary embodiment in FIG. 3 in the circular direction with respect to the Bohrcrseele 3 run.

F i g. 4 üeigt einen dem in F i g. I dargestellten Abschnitt des Bohrersciiafts entsprechende» Abschnitt, wobei jedoch die in den Flanken angebrachten Flüchen zwecks Vereinfachung der Zeichnung weggelassen sind.F i g. 4 has one of those shown in FIG. I illustrated section the corresponding »section of the drill bit, however, the curses made in the flanks are omitted to simplify the drawing are.

Die in Fig. 4 gewählt Ausführungsform kennzeichnet sich durch in die Mantelfläche in Abständen eingekerbte Rillen 4, welche sich jeweils auf der Unterseite 5 jeder Windung der Förderschnecke bis zur Oberseite 2 jeder Windung erstrecken. Die R.il'cn können gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Gesamtumfang verteilt vorgesehen sein; sie sind gegenüber der Bohrerachse in Richtung der Steigung schräg geneigt und schließen mit einer zur Bohrerachse senkrechten Ebene vorzugsweise einen Winkel λ ein, der größer ist als die Steigung der Förderschnecke. The embodiment selected in FIG. 4 is characterized by in the lateral surface at intervals notched grooves 4, which are located on the bottom 5 of each turn of the screw conveyor up extend to the top 2 of each turn. The R.il'cn can be provided distributed evenly or unevenly over the entire circumference; you are inclined obliquely with respect to the drill axis in the direction of the slope and close with one to the drill axis perpendicular plane preferably an angle λ which is greater than the pitch of the screw conveyor.

Claims

Patent claims:

1. Rock drill for rotary percussion drills with a screw conveyor for the drilling dust formed full shaft, characterized in that the drilling dust carrying Flanks (2) of the insect (1) have elevations and depressions forming surface parts.

2. Rock drill according to claim 1, characterized in that the flanks (2) in radial have incisions, notches or step-like shoulders running up to the tangential direction.

3. Rock drill according to one of claims 1 or 2, characterized in that the surface the flanks (2) is rough or provided with a rough layer.

4. Rock drill according to one of claims I to 3, characterized in that the flanks (2) hammered or by rolling or embossing with z. B. dome-like depressions are.

5. Rock drill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flanks (2) are knurled.

6. Rock drill according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lateral surface the screw conveyor (1) arranged at intervals in the circumferential direction, in the axial direction of the drill has grooves (4) connecting successive screw windings, which are inclined with respect to the longitudinal axis of the drill in the direction of the screw windings.

1 sheet of drawings