DE2733300A1

DE2733300A1 - Percussive drill bit - with lock nut joining shank to head with axially offset cemented carbide inserts

Info

Publication number: DE2733300A1
Application number: DE19772733300
Authority: DE
Inventors: Kenneth M White
Original assignee: Western Rock Bit Co Ltd
Current assignee: Western Rock Bit Co Ltd
Priority date: 1977-07-21
Filing date: 1977-07-21
Publication date: 1979-02-08
Also published as: DE2733300C2

Abstract

Percussive rock drill bit consists of a shank part and a head part which are joined by a locknut with male thread and female splines. The cemented carbide inserts of the head are divided into groups between which the drilling fluid is injected. Each group has the same radial distances from the centre line for each line of inserts but the inserts of a line have a successively greater axial distance from a radial reference plane. Arrangement ensures that each insert is subject to the same load. Head and shank parts can be coupled and uncoupled on a drilling site. Uniform loading with optimum fluid cooling results in more economical operation.

Description

Schlagbohrmeißel Impact drill bit

Die Erfindung betrifft einen Schlagbohrmeißel mit einem Döpper-und einem Kopfteil, mit Dreh- und axiale Schlazkrafte vom Döpperauf das Kopfteil übertragenden Verbindungen zwischen diesen Teilen und mit einer Mehrzahl von an der Stirnfläche des Kopfteils in mehreren in Umfangsrichtung einen Abstand zueinander aufweisenden Gruppen, die durch Strömungsmittelkanäle voneinander getrennt sind, angeordneten Schneideinsätzen.The invention relates to a hammer drill bit with an anvil and a head part, with torsional and axial Schlazkraften transferring from the anvil to the head part Connections between these parts and with a plurality of on the end face of the head part in a plurality of spaced apart in the circumferential direction Groups that are separated from one another by fluid channels, arranged Cutting inserts.

Die Erfindung bezieht sich' vor allem auf einen Meißel zum Schlagbohren, wobei ein Gerät, das in der Lage ist, schnelle Schlagkräfte auszuüben, unmittelbar oberhalb des Bohrmeißels befestigt ist und durch ein komprimierbares Strömungsmittel, z.B. Luft oder ein anderes Gas, betätigt wird. Der Bohrmeißel besteht aus einem Döpper- und einem Kopfteil. Wenn das Schlaggerät gegen den Meißeldöpper schlägt, so wird die gesamte Anordnung gedreht, wodurch die Schneideinsätze am Kopfteil, die in typischer Weise aus einem Hartmetall, z.B. Wolframkarbid, bestehen, zu einem neuen Teil der zu bohrenden Erdformation bei jedem Schlag weitergeschaltet werden.The invention relates primarily to a chisel for hammer drilling, a device that is able to exert rapid impact forces immediately mounted above the drill bit and by a compressible fluid, e.g. air or another gas is actuated. The drill bit consists of one Döpper part and a head part. If the impact device hits the chisel head, so the entire arrangement is rotated, whereby the cutting inserts on the head part, which typically consist of a hard metal, e.g. tungsten carbide, to one new part of the earth formation to be drilled can be switched on with each impact.

Die hohe Frequenz der Schläge oder Stöße, die auf die zu bohrende Formation wirken, bringt diese zum Brechen. Die reine bzw. effektive Findringung eines jeden Einsatzes in die Erdformation pro Schlag ist jedoch sehr gering, und insofern stellt die Lagebeziehung zwischen einem Einsatz und einem anderen einen kritischen Faktor dar.The high frequency of the blows or bumps applied to the hole being drilled Act formation, brings it to break. The pure or effective finding of each use in the earth formation per stroke is very small, and to that extent the positional relationship between one mission and another is one critical factor.

Bei Schlagbohrmeißeln liegt ein ernsthaftes Problem im Kalibrierabrieb, da diejenigen Einsätze, die das Bohrloch kalibrieren, d.h. diejenigen, die den Außendurchmesser des Lochs bohren, die größte Materialmenge entfernen müssen und noch dazu dem Gleit-oder Verschiebeabrieb beim Weiterschalten des Meißels aufgesetzt sind. Die Anordnung einer größeren Anzahl von Kalibriereinsätzen macht im allgemeinen eine Verminderung der Menge des tragenden Materials erforderlich, das jeden Einsatz £-esthält, oder es müssen die Bereiche für die Kanäle verkleinert werden, durch die das Strömungsmittel (meistens Luft) fließt, um das Bohrklein von den inneren Reihen der Einsätze an der Meißelstirnfloche zu entfernen.A serious problem with percussion bits is calibration wear, because those inserts that calibrate the borehole, i.e. those that have the outer diameter Drill the hole, remove the largest amount of material and also the sliding or Shift abrasion when indexing the chisel are attached. The order a larger number of calibration inserts generally makes a reduction the amount of structural material required to support each insert, or the areas for the channels through which the fluid flows must be reduced (mostly air) flows to the cuttings from the inner rows of the inserts to remove the chisel face.

Eine Verkleinerung des Bereichs der Strömungsmittelkanäle hat die nachteilige Wirkung einer Erhöhung des Gegendrucks auf das Schlaggerät zur Folge, so daß die Stoßkraft pro Schlag vermindert wird, wodurch die Eindringrate abnimmt. Eine Vermehrung der Zahl der Einsätze in der Kalibrierreihe unter Beibehaltung des Strömungsmittelkanalbereichs verkleinert das Lagermiterial pro Einsatz, so daß hieraus im allgemeinen ein Dauerbruch des LsFermaterials resultiert.A reduction in the area of the fluid channels has the adverse effect of an increase in the counter pressure on the impact device result, so that the impact force per impact is reduced, thereby decreasing the rate of penetration. An increase in the number of uses in the calibration series while maintaining the Fluid channel area reduces the storage material per use, so that from this generally a fatigue fracture of the LsFermaterial results.

Ein typischer Schlagbohrmeißel bekannter Art ist durch einen Bereich hohen Abriebs und einen solchen niedrigen Abriebs gekennzeichnet, weil das Döpperteil des Meißels, das im Gehäuse des Schlaggeräts eingeschlossen ist, im allgemeinen nicht abgenutzt oder nicht im gleichen Maß geschädigt wird wie das die Bohrarbeit ausführende Kopfteil des Meißels. Getrennte Schneid- oder Döpperteile mit einer Gewindeverbindung vorzusehen, hat sich im allgemeinen auf Grund von rmüdunpsbrüchen an den Gewinden nicht als erfolgreich herausgestellt. Der zur Verfügung stehende Raum beschränkt das Gewinde in seiner körperlichen Grö.ßwie auch die Anwendung von unterschiedlichen Halterungsmethoden, die im Hinblick auf das Ermöglichen einer Trennung des Meißelkopfteils vom Döpperteil an der Bohrstelle selbst verwendet werden können.A typical percussion bit of a known type is through a range characterized by high abrasion and such a low abrasion because the anvil part of the chisel enclosed in the housing of the impact device, in general is not worn or damaged to the same extent as the drilling work executive head part of the chisel. Separate cutting or die parts with a Providing a threaded connection has generally proven to be due to fatigue fractures unsuccessful on the threads. The one available Limited space the thread in its physical size as well the use of different mounting methods, which with regard to the Enables the chisel head part to be separated from the anvil part at the drilling site can be used by yourself.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, einen Schlagbohrmeißel zu schaffen, dessen Kopf sowie Döpperteil voneinander auch auf der Bohrstelle trennbar sind und der eine erhöhte Wirtschaftlichkeit im Betrieb dadurch aufweist, daß die Einsätze der Kalibrierreihe und innerer reihen gleichförmiger belastet sind, während an der Meißelstirnflache noch maximale Strömungsmittelbereiche ermöglicht werden.The invention is therefore based on the object of a percussion drill bit to create, the head as well as the head part can be separated from one another at the drilling site are and which has increased economic efficiency in operation in that the Inserts of the calibration row and inner rows are loaded more uniformly while Maximum fluid areas are still made possible at the chisel face.

Erfindungsgemäß ist ein Schlagbohrmeißel der eingangs genannten Gattung zur Lösung der gestellten Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der SchneideinsÄtze an vorbestimmten axialen und radialen Stellen mit Bezug zur Bohrachse derart angeordnet sind, daß sie während der Bohrvorgänge in die zu bohrende Erdformation um im allgemeinen gleiche Werte eindringen und somit im allgemeinen der gleichen Belastung ausgesetzt sind.According to the invention, a percussion drill bit of the type mentioned at the beginning to solve the problem, characterized in that at least some of the cutting inserts at predetermined axial and radial locations with respect to the Drilling axis are arranged such that they are to be drilled during the drilling operations Earth formation to penetrate by generally equal values and thus in general are exposed to the same load.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben über einstimmende Sätze von Schneideinsätzen, und zwar ein Satz einer jeden Gruppe, von der Bohrerachse gleichen radialen Abstand, und aufeinanderfolgende Einsätze in einer Gruppe - in der Drehrich tung des Bohrers - weisen zur Schneidstirnfläche des Meißelkopfteils fortschreitend geringere axiale Abstände auf, wobei dieser axia le Abstand von einander entsprechenden Einsätzen in den einzelnen Sätzen gleich ist. Vorzugsweise enthalten die Verbindungen zwischen Döpper- und Kopfteil eine Kontermutter mit einem Außengewinde, das zu einem Innengewinde am Kopfteil paßt, und innere Nuten sowie Federn, die mit entsprechenden äußeren Nuten sowie Federn am Döpperteil zur tSbertragung von Drehkräften zum Eingriff kommen; zueinander passende Stoßflächen am Döpperteil, an der Kontermutter und am Kopfteil dienen zur Übertragung von axialen Schlagkräften ohne Belastung der Gewinde. In vorteilhafter weise werden die Anschlagschultern der Kontermutter und des Kopfteils dazu herangezogen, den zusammenpassenden Gewinden eine Vorspannung zu vermitteln, um eine feste Verbindune zwischen diesen sicherzustellen, die einem Lösen unter der Einwirkung der axialen, durch das Döpper- auf das Kopfteil übertragenen ochlagkäfte Widerstand entgegensetzt, und um somit die Drehkraftübertragung aufrechtzuerhalten.According to a preferred embodiment of the invention, have matching Sets of cutting inserts, one set of each group, from the drill axis equal radial spacing, and successive inserts in a group - in the direction of rotation of the drill - point to the cutting face of the chisel head part progressively smaller axial distances, this axia le distance from each other corresponding stakes in the individual sentences is the same. Preferably included the connections between anvil and head part a lock nut with an external thread, that mates with an internal thread on the headboard, and internal grooves and tongues that go with Corresponding outer grooves and tongues on the die part for the transmission of torsional forces to intervene; Matching abutment surfaces on the die part, on the lock nut and on the head part are used to transmit axial impact forces without loading the thread. In an advantageous manner become the stop shoulders the lock nut and the head part are used to adjust the matching threads to provide a pretension to ensure a firm connection between them, the one loosening under the action of the axial, by the anvil on the head part transmitted impact forces opposed resistance, and thus the torque transmission maintain.

Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.The subject matter of the invention is explained below using an exemplary embodiment explained.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eincs Schlagbohrmeißels.Fig. 1 is a side view, partially in section, of a percussion drill bit.

Fig. 2 zeigt in einer Ansicht die schneidende Kopfseite eines Meißels von der in Fig. 1 dargestellten Art.Fig. 2 shows a view of the cutting head side of a chisel of the kind shown in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines Neißels mit einem gegenüber jenem andersartigen Döpperteil und andersartiger Anordnung zum Erteilen einer Vorspannung.Fig. 3 is a similar to Fig. 1 illustration of a chisel with a different type of die part and a different type of arrangement for issuing a preload.

Fig. 4 zeigt in einer Ansicht die schneidende Kopfseite eines Meißels nach dem Stand der Technik.Fig. 4 shows a view of the cutting head side of a chisel According to the state of the art.

Fie, 4a stellt das fortschreitende Eindringen der Karbideinsätze der Kalibrierreihe des bekannten Meißelsyon Fig. 4 dar.Fie, 4a represents the progressive penetration of the carbide inserts of the Calibration series of the known chisel syon Fig. 4.

Fig. 5, 5a und 5b zeigen zusammen das fortschreitende Eindringen der Karbideinsätze der äußeren Reihe oder Kalibrierreihe des in Fig. 1 dargestellten Schlagbohrmeißels.Figures 5, 5a and 5b together show the progressive penetration of the Carbide inserts of the outer row or calibration row of that shown in FIG Impact drill bit.

Fig. 6, 6a und 6b zeigen zusammen das fortschreitende Eindringen der nach innen hin benachbart zur Kalibrierreihe liegenden Karbideinsätze des in Fig. 1 dargestellten Meißels.Figures 6, 6a and 6b together show the progressive penetration of the inwardly adjacent to the calibration row of the carbide inserts of the one shown in Fig. 1 shown chisel.

Fig. 7 zeigt in vergrößerter Darstellung den Schnitt nach der Linie 7 - 7 in der Fig. 2.Fig. 7 shows an enlarged view of the section along the line 7-7 in FIG. 2.

Der Schlaebohrmeißel von Fig. 1 hat ein Döpperteil 1 n:it äußeren längsverlaufenden Antriebskeilnuten sowie -federn 2 und mit einem Strömungsmitteldurchlaß 3. Eine Kontermutter 4 ist mit Außeneewinde im Bereich 5 versehen, in das das Innengewinde des Meißel kopfes 6 eingreift. Anschlagschultern 7 übertragen auf die zueinanderpassenden Gewinde eine Vorspannkraft, um die Kontermutter 4 am Kopf 6 zu halten. Innen liegende Nuten und ledern der Kontermutter 4 enden an der Stelle 8 und sind den Antriebskeilnuten sowie -federn 2 gleichartig, welche an der Stelle 9 enden. Damit bleibt ein freier Raum zwischen den Nut- und Federenden am Döpperteil 1 und an der Kontermutter 4, wenn letztere am Kopf 6 fest angezogen ist. Die Keilnuten an der Kontermutter 4 dienen dazu, auf den Kopf 6 im Verlauf des Weiterschaltens eine Drehkraft zu übertragen, während sie eine direkte Übertragung von mchlagkräften vom (nicht gezeigten) Schlagbohrgerät auf den opf 6 an der Fläche lo ermöglichen. Der zwischen den Enden der Keilnuten an den Stellen 8 und 9 gebildete freie f?aum kann mit einem zusammen~ preßbaren Füllstoff ausgefüllt werden, so daß die bei 1o aneinanderstoßenden flächen von Döpper und Kopf infolge des Aneinanderliegens der Schultern von Kopf 6 und Kontermutter 4 zu einem gewissen Grad vorgespannt werden.The slewing drill bit of Fig. 1 has an anvil part 1 n: it outer longitudinal drive keyways and springs 2 and with a fluid passage 3. A lock nut 4 is provided with an external thread in area 5 into which the internal thread the chisel head 6 engages. Stop shoulders 7 transferred to the matching thread a pretensioning force to hold the lock nut 4 on the head 6. Internal grooves and leather of the lock nut 4 end at point 8 and are the drive keyways and springs 2 of the same type, which end at point 9. That leaves a free one Space between the tongue and groove ends on the die part 1 and on the lock nut 4, when the latter is firmly tightened on the head 6. The keyways on the lock nut 4 serve to transmit a rotary force to the head 6 in the course of indexing, while they have a direct transmission of impact forces from the impact drill (not shown) allow on the opf 6 on the surface lo. The one between the ends of the keyways Free spaces formed at points 8 and 9 can be pressed together with a Filler to be filled in, so that the abutting surfaces of Döpper at 1o and head as a result of the abutment of the shoulders of head 6 and lock nut 4 can be biased to some extent.

Am Kopf 6 sind eine Vielzahl von Wolframkarbid-Schneideinsätzen 11 derart angeordnet, daß sie fortscheitend das zu durchbohrende Frdreich brechen. Ein Strömungsmitteldurchgang 12 ist für zwei solche Durchgänge kennzeichnend, die ein Strömungsmittel, in typischer Weise Luft oder ein anderes Gas, vom Schlagbohrgerät über die Stirnseite des Kopfes 6 leiten, so daß das Bohrklein, das von den Einsätzen 11 erzeugt wird, entfernt wird.A plurality of tungsten carbide cutting inserts 11 are provided on the head 6 arranged so that they progressively break the Frdreich to be pierced. A fluid passage 12 is indicative of two such passages, the a fluid, typically air or some other gas, from the impact drill over the face of the head 6 so that the cuttings from the inserts 11 is generated, is removed.

Die Einsätze 13, 14 und 15 sind beispielsweise als Kalibriereinsätze vorgesehen und habeh denselben radialen Abstand von der Achse des Schlagbohrmeißels. Sie liegen jedoch nicht in der gleichen, quer zur Meißelachse verlaufenden Ebene, wie aus ihrer Lage zur Bezugsebene 16 in Fig. 1 zu erkennen ist. Der Einsatz 14 hat den Abstand 17 und der Einsatz 15 den Abstand 18 von der Bezug ebene 16. Damit haben die aufeinanderfolgenden Einsätze 13, 14 und 15 in Wichtung des Bezugspunkts des ?ohrers einen fortschreitend geringeren axialen Abstand von der Bezugsebene 16.The inserts 13, 14 and 15 are for example as calibration inserts provided and have the same radial distance from the axis of the percussion bit. However, they are not in the same plane running across the chisel axis, as can be seen from their position in relation to the reference plane 16 in FIG. 1. The mission 14 has the distance 17 and the insert 15 the distance 18 from the reference plane 16. Thus have the successive stakes 13, 14 and 15 in weighting of the reference point the ear has a progressively smaller axial distance from the reference plane 16.

Gemäß Fig. 2, in der gegenüber Fig. 1 die schneideinsätze mit anderen Bezugszahlen bezeichnet sind, sind drei gleichartige Gruppen von Einsätzen 19, 20 und 21 durch drei trömunpsmittelkanäle 22, 23 und 24 voneinander getrennt, die über zwei Strömungamitteldurchgänge 25, 26 versorgt werden. Letztere enden im Innern auf der Bohrerachse in der Mitte des Kopfes 6. Einige Einsätze in jeder Gruppe sind auf gleichern radialen Abstand von der Bohrerachse angeordnet, so daß eine Reihe von Sätteln oder Graten bei jeder Drehung des Meißelkopfes in das Erdreich eingeschnitten werden.According to FIG. 2, in which compared to FIG. 1, the cutting inserts with others Denoted by reference numerals are three similar groups of inserts 19, 20 and 21 separated from one another by three fluid ducts 22, 23 and 24, which pass through two fluid flow passages 25, 26 are supplied. The latter end inside on the drill axis in the middle of the head 6. There are some inserts in each group arranged at the same radial distance from the drill axis, so that a row cut into the ground by saddles or ridges with each turn of the chisel head will.

Der Schlagbohrmeißel von Fig. 3 hat gegenüber dem von Fig. 1 eine andersartige Vorspannanordnung, indem eine Dlane tläche 28 zur Übertragung der Vorspannkraft anstelle der Keilnutflächen des Meißels verwendet wird. Nichtsdestoweniger ist die grundsätzliche ausbildung der Kontermutter, der Keilnuten und des Kopfes gleichartig, d. h., die Gewinde des Kopfes und der Kontermutter sind nicht den durch den Bohrer übertragenen Schlagkräften ausgesetzt.The percussion drill bit of FIG. 3 has one compared to that of FIG different type of pretensioning arrangement, in which a Dlane surface 28 for transmitting the pretensioning force is used in place of the keyway surfaces of the chisel. Nonetheless, that is basic formation of the lock nut, the keyways and the head of the same type, d. i.e., the threads of the head and lock nut are not those through the drill transferred impact forces exposed.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Schlagbohrmeißel nach dem Stand der Technik haben die Kalibrierreiheneinsatze 29 bis 38 in bezug zur Bohrerachse eine Neigung oder Schräglage, wie das in der Praxis üblich ist, sie sind aber in der gleichen Ebene (quer ur Bohrerachse) mit Bezug zu der zu bohrenden Formation angeordnet. Strömungsmittelkanäle 39, 4o sind vorhanden. Der Rest der Einsätze befindet sich in der gleichen Ebene (wiederum quer zur Bohrerachse) die jedoch im allgemeinen um einen geringen Betrag unter der Ebene der Kalibriereinsätze liegt.In the prior art hammer drill bit shown in FIG the calibration row inserts 29 to 38 have an inclination with respect to the drill axis or inclined position, as is usual in practice, but they are the same Level (transverse to the drill axis) with reference to the formation to be drilled. Fluid channels 39, 4o are present. The rest of the stakes are in place in the same plane (again transversely to the drill axis), however, in general is a small amount below the level of the calibration inserts.

Die Art, in der der bekannte Meißel von Fig. 4 schneidet, ist in Fig. 4a als aufgebrochenes Längsprofil dargestellt, das heißt derart, als wenn der Umfang des Loches am Radius der Kalibriereinsätze in eine gerade Linie abgewickelt wäre. Die Bezugszahlen für die Einsätze sind an einer den Beginn des Bohrens darstellenden Position angegeben. In dem in der Darstellung erfaßten Zeitintervall legt der Einsatz 33 die Umfangsatrecke zur Position des Einsatzes 34 zurück. Dieser besondere T;yp eines Hohrmeißels weist einen großen Abstand zwischen den Einsätzen 29, 30 und 34, 35 auf, wodurch je ein pfeil 41 bzw. 42 des Bohrlochbodens ungeschnitten bleibt, wenn die übrigen Einsätze vollständig die zwischen ihnen liegenden Strecken durchlaufen haben. Der Enderfolg ist, daß die einsätze 29 und 34 einer höheren Belastung auszersetzt sind als die übrigen Einsätze der Kalibrierreihe. Der Fig. 4a ist zu entnehmen, daß die einsätze 30, 31, 32 und 35, 36, 37 die am wenigstens belasteten Einsätze sind, während die Einsätze 33 und 38 der zweithöchsten Belastung unterliegen. Bei einem Bohrmeißel dieser Ausbildung ist der Abrieb am höchsten an den vorlaufenden Einsätzen 29 und 34, für den Rest der Einsätze nimmt er ab.The manner in which the known chisel of Fig. 4 cuts is shown in Fig. 4a shown as a broken longitudinal profile, that is, as if the circumference of the hole on the radius of the calibration inserts would be developed in a straight line. The reference numbers for the inserts are on one representing the start of drilling Position specified. In the time interval recorded in the representation lays the insert 33 the circumferential distance to the position of the insert 34 back. This particular one The type of chisel has a large distance between the inserts 29, 30 and 34, 35, whereby an arrow 41 or 42 of the bottom of the borehole is uncut remains when the remaining stakes completely cover the distances between them have gone through. The bottom line is that inserts 29 and 34 have a higher load are exposed than the other inserts in the calibration series. The Fig. 4a is closed it can be seen that the inserts 30, 31, 32 and 35, 36, 37 are the least burdened Stakes are while stakes 33 and 38 are subject to the second highest load. With a drill bit of this design, the abrasion is highest on the leading ones Stakes 29 and 34, for the rest of the stakes it decreases.

Dieser bekannte Meißel liefert jedoch große Luftausströmkanäle, um den Gegendruck am Bohrgerät zu vermindern.However, this known chisel provides large air outlet ducts to to reduce the back pressure on the drill.

Die in fi ig. 2 wiedergegebene Ansicht der Anordnung der Schneideinsitze gemäß der 1.erfindung läßt erkennen, daß Einsätze 43 bis 51 zum Brechen des äußeren Umfangs oder Kalibers des Bohrlochs mit gleichen Abständen zwischen ihnen vorgesehen sind. Das resultierende aufgebrochene Längsprofil von Fig. 5 gilt für die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit und Eindringrate, wie sie für den bekannten Meißel von Fig. 4 bei der Ausbildung des Längsprofils gemäß Fig. 4a angenommen worden ist.The in fi ig. 2 reproduced view of the arrangement of the cutting inserts According to the first invention can be seen that inserts 43 to 51 to break the outer The circumference or caliber of the borehole is provided with equal distances between them are. The resulting broken longitudinal profile of Fig. 5 applies to the same Rotational speed and penetration rate as they are for the well-known chisel from FIG. 4 has been assumed in the formation of the longitudinal profile according to FIG. 4a.

In Fig. 5 sind die ersten Kalibrierreiheneinsätze, die mit der zu bohrenden Erdformation in Berührung kommen, die - auch in Fig. 2 gezeigten - Einsätze 44, 47 und So. Die Neigungslinie 52 ist für die drei Gruppen 19, 20 und 21 von Einsätzen identisch und durch die Umdrehungsgeschwindigkeit sowie Eindringrate des Bohrers bestimmt. Diese Neigungslinie 52 liegt derart, daß die Kalibrierreiheneindringung für alle diese Einsätze für eine vorbestimmte Eindringrate und Umdrehunsgeschwindigkeit konstant ist.In Fig. 5 are the first calibration series inserts that are associated with the drilling earth formation come into contact, the - also shown in Fig. 2 - inserts 44, 47 and Sun. The slope line 52 is for the three groups 19, 20 and 21 of bets identical and by the speed of rotation and penetration rate of the drill certainly. This line of inclination 52 is such that the calibration series penetration for all of these uses for a predetermined penetration rate and rotational speed is constant.

Es ist möglich, eine konstante Kalibrierreiheneindringung zu erhalten, indem man einen gleichwinkeligen Abstand zwischen den Kalibrierreiheneinsstzen vorsieht. Das allerdings läßt große tatrömungsmittelkanäle am Außenumfang des Meißels nicht zu, weshalb das Bohrgerät mit höheren Gegendrücken arbeitet.It is possible to get a constant calibration series penetration, by providing an equiangular distance between the calibration series inserts. However, this does not leave large fluid channels on the outer circumference of the bit to, which is why the drill works with higher back pressures.

Die Fig. 5a und 5b zeigen aufeinanderfolgende Stufen für die Eindringung der Kalibrierreiheneinsatze des Bohrers.Figures 5a and 5b show successive stages of penetration the calibration row inserts of the drill.

Die zweite Reihe der Einsätze, die der äußeren Kalibrierreihe nach innen zunächstliegt, hat im Gegensatz zu den neun Kalibriereinsätzen (Fig. 2) nur sechs Einsätze, die jedoch auf einer steileren heigungslinie liegen, wie die Linie 60 im aufgeirochenen Längsprofil von Fig. 6 zeigt. Gemäß Fie. 1 liegt der Einsatz 53 um den Abstand 59 unter der Bezugsebene 16, so daß die drei Einsätze der zweiten Reihen die mit 53 bezeichnet sind, allen anderen gegenüber beim Bohren des Erdreichs vorlaufen. Die Fig. 6 zeigt die Einsätze der zweiten Reihe am Anfang des Bohrens, wobei die Einsätze 53, 55 und 57 beginnen, sich an die Erdformation anzuleeen, die Kalibriereinsätze44, 47 und 50 aber noch nicht in Berührung mit der brdformation sind, weil die Einsätze der zweiten Reihe diesen um den Abstand 59 (Fig. 1) voraus sind.The second row of inserts following the outer calibration row next to the inside has, in contrast to the nine calibration inserts (Fig. 2) only six bets, but on a steeper slope than the line 60 in the exposed longitudinal profile of FIG. According to Fie. 1 is the stake 53 by the distance 59 below the reference plane 16, so that the three inserts of the second Rows marked 53, opposite all others when drilling the ground run forward. Fig. 6 shows the inserts of the second row at the beginning of drilling, with the inserts 53, 55 and 57 beginning to draw on the earth formation that Calibration inserts 44, 47 and 50 but not yet in contact with the brdformation because the inserts of the second row are ahead of them by the distance 59 (FIG. 1) are.

Die Fig. 6a und 6b zeigen aufeinanderfolgende Stufen für die Eindringunfc der Einsätze der zweiten reihe des Bohrers.Figures 6a and 6b show successive stages of penetration the inserts of the second row of the drill.

In der dritten und vierten Reihe von Einsätzen sind jeweils drei Strick in pleichwinkelieer eise angeordnet, so daß jeder einsatz die gleiche Eindringung in die zu bohrende Erdformation hat. Die Einsätze in diesen beiden Reihen liegen in unterschiedlichen, quer zur Bohrerachse verlaufenden Ebenen, jedoch liegen die drei Einsätze einer jeden Reihe in derselben Ebene. Die dritte Einsatz reihe befindet sich im wesentlichen in der gleichen Ebene wie der tiefste Kalibrierreiheneinsatz, die vierte Reihe liegt, wie Fig. 1 zeigt, um den Abstand 61 höher. Diese Anordnung der inneren Reihen dient dazu, eine seitliche Stabilität fiir den Meißel beim Bohren zu liefern wie auch der Erzeugung von bevorzugten Zonen eines Zugs-pannungsausfalls. Dies wird unter Aufopferung einer reinen Druckbelastung an den Einsätzen erreicht.In the third and fourth row of inserts there are three cords each Arranged in pleichwinkelieer iron, so that each insert has the same penetration in the earth formation to be drilled. The stakes are in these two rows in different planes running transversely to the drill axis, but the three bets on each row on the same level. The third bet row is are essentially in the same plane as the deepest calibration series insert, the fourth row is, as FIG. 1 shows, higher by the distance 61. This arrangement the inner rows are used to provide lateral stability for the chisel when drilling as well as the creation of preferred zones of a tension failure. This is achieved by sacrificing a pure pressure load on the inserts.

Die beiden innersten Einsatzreihen brechen den mittleren Teil des auszubildenden Bohrlochs, und ein Abrieb- oder Belastungsproblem tritt weizen der minimalen Materialmenge, die zu entfernen ist, nicht auf. An der Meißelstirnfläche reibt es einen Xnickpunkt zwischen der vierten und fünften binsatzreihe, so dal? in der Erdformation zwischen diesen beiden Reihen eine leicht zu brechende, aufstehende Rippe gebildet wird.The two innermost rows of bets break the middle part of the borehole to be formed, and an abrasion or stress problem occurs do not wheat the minimum amount of material to be removed. On the chisel face does it rub a nod between the fourth and fifth row of bins, so there? in the earth formation between these two rows an easily broken, upright one Rib is formed.

Die Kanäle für das Strömungsmittel - in diesem Fall ist es Luft -und das Profil des in die Erdformation @ebohrten Lochs sind in Fig. 7 gezeigt, die den Schnitt nach der Linie 7 - 7 in Fig. 2 darstellt. Der Strömunzsmitteldurchganz 25 ist zu dem in Fig. 2 gezeigten Durchgang 26 identisch und so ausgerichtet, daß die Mitte der Öffnung des Durchgangs im wesentlichen im Scheitel des Knickpunkts 63 an der Meißelstirnfläche liegt. Der Strömungsmittelkanal 24 (Fig. 2) an der Stirnfläche hat keinen vom axialen Strömungsmitteldurchlaß 3 ausgehenden Durchgang, um einen ungleichen Luftstrom vom Bohrerscheitel zur Bohrerkalibrierreihe für die aus den Durchgängen 25, 26 austretende Luft zu schaffen.The channels for the fluid - in this case it is air - and the profile of the hole drilled in the earth formation @ is shown in FIG Represents section along the line 7-7 in FIG. The fluid flow through 25 is identical to the passage 26 shown in Fig. 2 and oriented so that the Center of the opening of the passage essentially at the apex of the inflection point 63 lies on the chisel face. The fluid channel 24 (Fig. 2) at the end face does not have a passage extending from the axial fluid passage 3, around one uneven air flow from the drill bit to the drill calibration row for those from the Passages 25, 26 to create exiting air.

In der Praxis wird die Bohrfähigkeit der verschiedenen Frdformationen den Neigungswinkel und die Neigung der einsätze zur Bohrerachse beeinflussen. Die Anzahl der Gruppen von Einsätzen -im vorliegenden Beispiel sind es drei - kann auch zwei oder mehr als drei sein, während noch immer die Anordnung der Einsätze gemäß der erfindung verkörpert bleibt. Notwendigerweise wird die Anzahl der Einsatzreihen sich mit der körr)er]ichen Größe des einzelnen MeiRels ändern. Die den MeiBeDDpf am Döpperteil der Anordnung haltende Kontermutter kann fijr gewisse Größen und Typen von Meißeln geschlitt sein und fiir verschiedene innere Nut- und Federgrößen sowie -arten verändert werden. Die Anordnung der einsätze gemaß der trfindung kann an einem Festkopf-Schlagbohrmeißel, d.h. einem solchen ohne abnehmbares Kopfteil, zur Anwendung kommen.In practice, the drilling ability of the various formations influence the angle of inclination and the inclination of the inserts in relation to the drill axis. the Number of groups of bets - in this example there are three - can also two or more than three while still arranging the inserts according to the invention remains embodied. Necessarily, the number of betting lines change with the granular size of the individual chisel. The MeiBeDDpf The lock nut holding the stopper part of the arrangement can be used for certain sizes and types be slid by chisels and for various internal tongue and groove sizes as well types can be changed. The arrangement of the inserts according to the finder can be a fixed-head percussion drill bit, i.e. one without a removable head part Application.

Claims

Claims 1. Impact drill bit with an anvil and a head part, with rotary and axial impact forces from the anvil to the head part transferring connections between these rush and with a plurality of on the end face of the head part in a plurality of groups spaced from one another in the circumferential direction, which are separated from each other by fluid channels, arranged cutting inserts, characterized in that at least some of the cutting inserts (11) at predetermined axial and radial points are arranged with respect to the drill axis such that during the drilling process, the earth formation to be drilled is generally the same Values penetrate and are therefore generally exposed to the same load.

2. Impact drill bit according to claim 1, characterized in that the matching sets of cutting inserts (44-46; 47-49; 50, 51> 43), namely a set of two groups (19, 20, 21), radial from the axis of the drill Have spacing and that successive bets in a group - in the direction of rotation of the drill - to one of the lowest End of the head part (6) across progressively smaller axial distances to the reference plane (16) lying to the drill axis have, this axial distance from corresponding inserts in is the same as the individual sentences.

3. Impact drill bit according to claim 2, characterized by a plurality of different matching sets (43-51; 53-58) of cutting inserts different radial distances from the drill axis.

4. Impact drill bit according to claim 3, characterized in that the Sets (43-51; 53-58) have different numbers of inserts.

5. Impact drill bit according to claim 4, characterized in that a set (53,54) lying radially inward contains fewer inserts than a radially wider set outside set (43, 50, 51).

6. Impact drill bit according to claim 3, characterized in that in corresponding sentences (44-46; 47-49; 50, 51, 43 resp.

55, 56; 57, 58; 53, 54) the number of bets is the same.

7. Impact drill bit according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the distance between the inserts (44, 45, 46) in each set is substantially is equal to.

8. Impact drill bit according to claim 3, characterized in that successive, radially spaced sets (43-51; 53-58) of inserts to the reference plane (16) have different distances, so that during drilling a series of saddles with radial distances from one another arise.

9. Impact drill bit according to claim 8, characterized in that the Inserts (44, 45) in one (44-46) which are radially spaced from one another Sets of bets a different one axial distance from the inserts (55, 56) in another, radially spaced set (55, 56) have.

lo, impact drill bit according to claim 9, characterized in that the inserts (55, 56) in a radially inner set are axially spaced, which is greater than the axial distance between the inserts (44-46) in a radially whiter eye-lying sentence.

11. Impact drill bit according to one of claims 1 to lo, characterized in that that the connections between anvil and head part (1 or 6) have a lock nut (4) with an external thread that mates with an internal thread on the head part (6), and inner grooves as well as tongues, which with corresponding outer grooves and tongues (2) come into engagement on the die part (1) for the transmission of rotational forces and that matching abutment surfaces (10) on the die or. Headboard for ibertra, of impact forces are present without loading the thread.

12. Impact drill bit according to claim 14, characterized in that Stop shoulders (7) of the lock nut (4) and the head part (6) to the threads Ensure a tight connection between them.