DE2358447B1

DE2358447B1 - Rotary percussive drill with removal grooves - has grooves pitched at forty degrees specified base to shaft stay ratio

Info

Publication number: DE2358447B1
Application number: DE2358447A
Authority: DE
Inventors: Martin Bail; Otto Boehm
Original assignee: WERKZEUGBAU GmbH
Current assignee: WERKZEUGBAU GmbH
Priority date: 1973-11-23
Filing date: 1973-11-23
Publication date: 1975-03-27

Abstract

Rotary percussive drill up to 12 mm diameter consists of a bit with drillings removal grooves cut into the shaft so that their respective base areas run axi-parallel and lead over into the flanks through a rounded part smaller in radius than the total depth of the groove itself. The ratio of the groove base width to the spine width on the guide stays forming part of the drill shaft is 2:1 to 5:1, and the ratio of the groove depth to the rated diameter is 0.12 for the smallest diameter rising to 0.25v for the largest. Groove base width should rise steadily but by a small amount from the bit end to the chuck end, as compared with the spine width of the stays which decreases correspondingly.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer bis maximal 12 mm Nenndurchmesser für Drehschlagbohrmaschinen, mit einer Bohrschneide und mehreren in den Bohrerschaft eingeschnittenen Bohrmehlnuten, deren jeweilige Grundfläche im wesentlichen achsparallel verläuft und mit Ausrundungen zu ihren angrenzenden seitlichen Flanken versehen ist, deren Radius kleiner ist als die Nutentiefe.The invention relates to a rock drill up to a maximum of 12 mm nominal diameter for rotary percussion drills, with a drill bit and several in the Drill shank incised drill dust grooves, the respective base area of which is essentially axially parallel runs and is provided with fillets to their adjacent lateral flanks, the radius of which is smaller than the groove depth.

Bohrer dieser Art mit großem Nenndurchmesser, etwa ab 14 mm, und entsprechend .kleiner Steigung etwa bis 35° sind bekannt (DAS 20 59 232).Drills of this type with a large nominal diameter, from around 14 mm, and a correspondingly small pitch around 35 ° are known (DAS 20 59 232).

Bei Bohrern mit ähnlich großen Nenndurchmessern und der genannten Steigung ist es auch bekannt (schweizerische Patentschrift 5 25 753), die zwischen den Abfuhrnuten verbleibenden Teile der Bohrermantelfläche zur Vermeidung der Wandreibung als schmale Führungsstege auszubilden.It is also known for drills with similarly large nominal diameters and the pitch mentioned (Swiss Patent 5 25 753), the remaining parts of the drill jacket surface between the discharge grooves to avoid wall friction as narrow guide webs.

Bei einem bekannten Gesteinsbohrer (deutsche Patentschrift 8 32 379) mit nur einer Bohrmehlnut ergeben sich infolge der verhältnismäßig großen Bohrmehlnutenbreiten keine Probleme bei der Wegschaffung des anfallenden Bohrmehls, falls der Bohrer bestimmungsgemäß nicht gerade an Hochleistungsbohrmaschinen verwendet wird. Anders ist jedoch die ebenfalls bekannte zweigängige Ausführung des gleichen Bohrers zu bewerten, deren Bohrmehlnuten verhältnismäßig eng und zu den Flanken hin stark ausgerundet sind, so daß dessen Einsatz an Hochleistungsbohrmaschinen nicht möglich ist.In a known rock drill (German patent 8 32 379) with only one drill dust groove Due to the relatively large drill dust flute widths, there are no problems in removing the accruing drilling dust, if the drill is not intended for use on high-performance drilling machines is used. However, the two-thread version of the same drill, which is also known, is different to evaluate whose drill dust grooves are relatively narrow and strongly rounded towards the flanks, so that its use on high-performance drilling machines is not possible.

Um die bei den bekannten Bohrern großer Durchmesser angestrebte hohe Förderleistung der Bohrmehlnuten auch für Bohrer kleineren Durchmessers erzielen zu können, waren zahlreiche, die wesentlichsten Bohrerdaten variierende Versuche erforderlich. Diese Versuche hatten das Ziel, im Durchmesser kleine Bohrer zu schaffen, die für eine Verwendung an modernen, leistungsstarken Drehschlagbohrmaschinen uneingeschränkt in Frage kommen, nachdem sich bei den bekannten Bohrern kleiner Durchmesser gezeigt hat, daß deren Bohrmehlkapazität dem bei Hochleistungsschlagbohrmaschinen möglichen Bohrfortschritt nicht gerecht wird. Wenn aber an der Bohrerschneide mehr Bohrmehl abgetragen wird als die Bohrmehlnuten wegfördern können, ergibt sich in den Bohrmehlnuten ein Bohrmehlstau. Die Folgen sind eine Verlangsamung des Bohrfortschritts, eventuell Bohrmaschinenstillstand, Erwärmung, starke Torsionsbelastung des Bohrers, eventuell Bohrerbruch, Verpuffung des Bohrmehls beim Zurückziehen des Bohrers.In order to achieve the high conveying capacity of the cuttings flutes aimed at with the known drills with large diameters To be able to achieve also for drills with smaller diameters, numerous tests were necessary, varying the most important drill data. These attempts had the goal of creating small diameter drills that could be used on modern, powerful Rotary percussion drills are unreservedly eligible after the known Drills of small diameter has shown that their drill dust capacity does not match the drilling progress possible with high-performance impact drills is fair. But if more drill dust is removed from the drill cutting edge than the drill dust grooves convey away can, there is a drill dust jam in the drill dust grooves. The consequences are a slowdown the drilling progress, possibly the drilling machine standstill, heating, strong torsional load on the drill, possibly broken drill, deflagration of the drill dust when withdrawing the drill.

Erst auf Grund einer langen Versuchsreihe gelang es, unter Berücksichtigung unterschiedlicher Kriterien, diejenige Kombination solcher Kriterien herauszufinden, durch deren Anwendung in optimaler Weise die Aufgabe gelöst wird, das durch eine scharfe und verschleißfeste Bohrerschneide und starkem axialen Schlag der Maschine und unter Zugrundelegung von Bohrern mit Nenndurchmessern von höchstens 12 mm anfallende Bohrmehl ohne Stau wegzufördern, bei gleichzeitiger Erzielung einer ganz erheblichen Leistungssteigerung. Only on the basis of a long series of tests was it possible, taking into account different criteria, to find out that combination of such criteria, through their application in an optimal way, the Task is solved by a sharp and wear-resistant drill bit and strong axial Impact of the machine and based on drills with a nominal diameter of no more than 12 mm remove any drilling dust without jamming, while at the same time achieving a significant increase in performance.

Ein erfindungsgemäß verbesserter Bohrer ist dadurch gekennzeichnet, daßA drill improved according to the invention is characterized in that

der Steigungswinkel jeder Bohrmehlnut = 40°, das Verhältnis der Bohrmehlnutenbreite zur Rückenbreite der Führungsstege des Bohrerschafts 2:1 bis 5 :1 und
das Verhältnis der Nutenbreite zu dem Nenndurchmesser 0,12 für den kleinsten bis 0,25 für den größten Nenndurchmesser ist.the pitch angle of each drill dust groove = 40 °, the ratio of the drill dust groove width to the back width of the guide webs of the drill shank 2: 1 to 5: 1 and
the ratio of the groove width to the nominal diameter is 0.12 for the smallest to 0.25 for the largest nominal diameter.

Der Verhältniswert Bohrmehlnutenbreite zu Rükkenbreite von 2 :1 ist hinsichtlich der erstrebten Vergrößerung der Bohrmehlförderkapazität noch nicht optimal, hingegen besteht beim Verhältniswert 5 :1 und darüber die Gefahr des zu schnellen Abriebs der schmalen Führungsstege. Besonders vorteilhaft sind demnach dazwischenliegende Werte. Bei der Festlegung dieser Abmessungen kommt es ganz wesentlich auf die Erzielung eines möglichst großen Querschnitts der Bohrmehlnuten an, wobei neben der Nutentiefe die Nutenbreite den entscheidenden Faktor bildet.The ratio of drill dust flute width to back width of 2: 1 is with regard to the desired enlargement the drilling dust conveying capacity is not yet optimal, on the other hand with the ratio value 5: 1 and on top of this, the risk of the narrow guide webs being worn too quickly. Are particularly advantageous therefore intermediate values. The determination of these dimensions is very important to achieve the largest possible cross-section of the drill dust grooves, in addition to the groove depth Groove width is the decisive factor.

Da die vergrößerten Schlagleistungen moderner Bohrmaschinen den Bohrer im Bereich des Schneidendes und die Lötung der Schneide besonders beanspruchen, ist es von Bedeutung, daß jede Bohrmehlnut im Bereich des Schneidendes eine um etwa '/3 verminderte Nutentiefe aufweist.
Dadurch wird eine Schwächung des Schneidendes in diesem kritischen Bereich vermieden. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bohrmehlnutenbreite vom Schneidende zum Einspannende des Bohrers hin stetig geringfügig zunimmt, wobeiSince the increased impact performance of modern drilling machines place particular demands on the drill in the area of the cutting end and the soldering of the cutting edge, it is important that each drill dust groove in the area of the cutting end has a groove depth reduced by about 1/3.
This avoids weakening the cutting end in this critical area. According to a further proposal of the invention it is provided that the drill dust flute width from the cutting end to the clamping end of the drill steadily increases slightly, wherein

die Rückenbreite der Führungsstege entsprechend abnimmt. Durch diese Maßnahme findet das in der Bohr- ^ehlnut aufsteigende Bohrmehl einen zunehmend größeren Raum, wodurch die lose Schichtung des Bohrmehls mit zunehmendem Förderweg aufrechterhalten werden kann.the back width of the guide bars decreases accordingly. This measure takes place in the drilling ^ ehlnut ascending drill dust an increasingly larger one Space, whereby the loose stratification of the cuttings is maintained as the conveying path increases can be.

Zur Verbesserung der Stabilität des Bohrers kann vorgesehen sein, daß der Kern des Bohrerschafts über die gesamte Länge oder über eine Teillänge des Bohrerschafts in Richtung vom Kopfende zum Einspannende des Bohrers hin im Durchmesser stetig geringfügig zunimmt, wobei die Nutentiefe entsprechend abnimmt. Bei der Verwirklichung dieses Merkmals ist bei der Bemessung der Bohrmehlnutenbreite zu berücksichtigen, daß deren Querschnitt insgesamt gleichbleibt oder sich vom Schneidende zum Einspannende des Bohrers hin stetig geringfügig vergrößert.To improve the stability of the drill it can be provided that the core of the drill shaft over the entire length or part of the length of the drill shaft in the direction from the head end to the clamping end of the drill gradually increases in diameter, with the depth of the groove decreasing accordingly. When realizing this feature, the dimensioning of the drill dust flute width must be taken into account: that their cross-section remains the same overall or extends from the cutting end to the clamping end of the drill steadily increased slightly.

Einzelheiten der Erfindung sind der Beschreibung zu entnehmen. In der Zeichnung zeigtDetails of the invention can be found in the description. In the drawing shows

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Bohrers und F i g. 2 einen axialen Teilschnitt durch den Bohrer.F i g. 1 shows a side view of a drill and FIG. 2 shows an axial partial section through the drill.

Die F i g. 2 zeigt den in F i g. 1 dargestellten Bohrer in einem etwa dreifach vergrößertem Profilschnitt. Der Bohrer 1 ist in F i g. 1 in seiner Länge verkürzt dargestellt. Im oberen Teil der F i g. 1 ist das Einspannende 2 und am unteren Ende das Schneidende 3 gezeichnet. Außerdem sind die unter dem Steigungswinkel ö ansteigenden Bohrmehlnuten 4a und Ab erkennbar; es handelt sich also um einen zweigängigen Bohrerschaft. Die aus besonders hartem und verschleißfestem Material bestehende Bohrerschneide 5 ist im Schneidende des Bohrerschafts eingelötet. Im Bereich der die Bohrerschneide enthaltenden Länge t des Bohrers ist die Nutentiefe der Bohrmehlnuten etwa um '/3 reduziert. Die Länge t beträgt vorzugsweise die 1- bis 2-fache Schneidplattenhöhe.The F i g. 2 shows the in FIG. 1 shown drill in an approximately three times enlarged profile section. The drill 1 is shown in FIG. 1 shown shortened in length. In the upper part of FIG. 1 shows the clamping end 2 and the cutting end 3 at the lower end. In addition, the drilling dust grooves 4a and Ab increasing at the pitch angle δ can be seen; So it is a two-start drill shaft. The drill cutting edge 5, which is made of a particularly hard and wear-resistant material, is soldered into the cutting end of the drill shank. In the region of the length t of the drill containing the cutting edge, the depth of the milling dust flutes is reduced by approximately 1/3. The length t is preferably 1 to 2 times the cutting insert height.

Die Maße des Bohrers laut dem gezeichneten Ausführungsbeispiel betragen jeweils etwa: Nenndurchmesser D = 12 mm; Schaftdurchmesser d = 11 mm; Steigung δ = 45°; mittlere Nutenbreite η = 11 mm; mittlere Stegbreite / = 2,5 mm; Nutentiefe T = 2,3 mm; Flankenradius R = 1 mm.The dimensions of the drill according to the illustrated embodiment are each approximately: nominal diameter D = 12 mm; Shaft diameter d = 11 mm; Slope δ = 45 °; mean groove width η = 11 mm; mean web width / = 2.5 mm; Groove depth T = 2.3 mm; Flank radius R = 1 mm.

In Fig.2 ist außerdem noch die Verjüngung des Bohrerkerns in Richtung auf das Schneidende zu eingezeichnet, wobei der Kern konisch verläuft. Der Konuswinkel γ beträgt etwa 1° bis 2°. Infolge der schwach konischen Ausbildung des Bohrerkerns ist eine geringfügige Zunahme der Nutentiefe Γ vom Einspannende zur Schneide des Bohrers festzustellen. In umgekehrter Richtung, nämlich vom Kopf zum Einspannende des Bohrers hin vergrößert sich die Nutenbreite η allmählich derart, daß m größer ist als m und m größer als m. Ähnliches gilt für die Stegbreite f, die sich umgekehrt vom Kopfende zum Einspannende hin zunehmend verkleinert, d. h., /3 ist kleiner als ή und h ist kleiner als h. In FIG. 2, the tapering of the drill core in the direction of the cutting end is also drawn in, the core running conically. The cone angle γ is about 1 ° to 2 °. As a result of the slightly conical design of the drill core, there is a slight increase in the groove depth Γ from the clamping end to the cutting edge of the drill. In the reverse direction, namely, from the head to the clamping end of the drill, the groove width increases η gradually such that m is greater than m, and m is greater than m. The same applies for the web width, the reversed towards increasingly decreases the clamping end from the head end, that is, / 3 is smaller than ή and h is smaller than h.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Rock drill up to a maximum of 12 mm nominal diameter for rotary percussion drills, with a drill bit and several drill dust flutes cut into the drill shank, their respective Base runs essentially axially parallel and with fillets to their adjoining lateral flanks is provided, the radius of which is smaller than the groove depth, characterized in that that

the pitch angle (ό) of each drill dust groove ^ .40 °,

the ratio of the drill dust flute width (n) to the back width (f) of the guide webs of the drill shank 2: 1 to 5: 1 and
the ratio of the groove depth (T) to the nominal diameter (D) is 0.12 for the smallest to 0.25 for the largest nominal diameter.

2. Rock drill according to claim 1, characterized in that each drill dust groove (4a, 4b) in the region (t) of the drill bit has a groove depth (T) reduced by approximately V3.

3. Rock drill according to claim 1 or 2, characterized in that the drill dust groove width (s) from the cutting end (3) to the clamping end (2) of the drill (1) steadily increases slightly and the back width (f) of the guide webs decreases accordingly.

4. Rock drill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the core of the Drill shank over the entire length or part of the length of the drill shank in the direction of Cutting end (3) to the clamping end (2) of the drill

(1) gradually increases in diameter and the groove depth (T) decreases accordingly.

5. Rock drill according to claims 3 and 4, characterized in that the drill dust flute cross-section from the cutting end (3) to the clamping end

(2) of the drill (1) steadily increases slightly.