DE2917664C2 - Rotary drill bit for deep drilling - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drehbohrmeißel für Tiefbohrungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a rotary drill bit for deep drilling according to the preamble of the claim 1.
Bei einem bekannten Drehbohrmeißel dieser Art (US-PS 26 93 938) erfolgt die Verbindung der in die Nuten des Bohrmeißelkopfes eingesetzten gesonderten, die Schneidglieder aufweisenden Trägerflügel mit dem Anschlußkörper in Gestalt eines Keilnuteneingriffs zwischen den Trägerflügeln und dem Anschlußkörper sowie ferner durch eine Anzahl von Befestigungsschrauben, die sich durch die Trägerflügel hindurch und in den Anschlußkörper hineinstrecken, um auf diese Weise die Trägerflügel mit ihren Schneidgliedern am Kopf des Anschlußkörpers festzulegen. Diese Art der Verbindung erfordert einen hohen Bearbeitungs- und Montageaufwand, insbesondere hinsichtlich der miteinander in fluchtende Übereinstimmung zu bringenden Gewindebohrungen in den Trägerflügeln einerseits und im Anschlußkörper andererseits, in die die Befestigungsschrauben eingeschraubt werden. Hinzukommt, daß solche Schraubverbindungen im Bohrbetrieb durch die auftretenden Beanspruchungen gelöst werden können, was den ordnungsgemäßen Sitz der Trägerflügel beeinträchtigen kann, oder die Schraubenverbindungen lassen sich nach längeren Bohreinsätzen durch aufgetretene Korrosion und/oder durch die Bohrarbeit verursachte Verformungen nicht mehr ordnungsgemäß lösen, so daß ein Auswechseln der Trägerflügel unterIn a known rotary drill bit of this type (US-PS 26 93 938) the connection is made in the Grooves of the drill bit head used separate, the cutting members having support wing with the Connector body in the form of a keyway engagement between the support wings and the connector body as well as a number of mounting screws that extend through the support wings and into the Extension body into it, in order to in this way the carrier wings with their cutting members on the head of the Define connecting body. This type of connection requires a lot of processing and assembly work, in particular with regard to the threaded holes to be brought into alignment with one another in the support wings on the one hand and in the connection body on the other hand, in which the fastening screws be screwed in. In addition, such screw connections in the drilling operation by occurring stresses can be solved, what the proper fit of the carrier wing or the screw connections can be damaged after longer drilling operations Corrosion and / or deformations caused by drilling work can no longer be properly removed, so that a replacement of the carrier wings under
Verwendung der gleichen Gewindebohrungen im Anschlußkörper nicht ohne weiteres gewährleistet ist.Use of the same threaded holes in the connection body is not guaranteed without further ado.
Es sind ferner Drehbohrmeißel für Tiefbohrungen bekannt (z. B. Z. » Erdöl und Kohle — Erdgas — Petrochemie«, Dezember 1963, Seiten 1177 bis 1185), bei denen die die Schneidglieder in reihen- oder streifeniörmigen Gruppen über den Außenumfang des Meißelkopfes vorstehend zusammenfassende und abstützende Matrix-Bindemittel-Masse mit dem Anschlußkörper aus Stahl durch einen Sintervorgang verbunden ist, der sehr hohe Temperaturen bedingt Für die Formgebung des Meißels müssen dabei Graphitformen verwendet werden, die wegen ihrer der jeweiligen Meißelgröße entsprechenden Abmessungen schwierig herzustellen und handzuhaben sind sowie darüber hinaus auch im Hinblick auf eine Vielzahl herzustellender Meißelgrößen nicht unbeträchtliche Kosten mit sich bringen.Rotary bits for deep drilling are also known (e.g. Z. »Petroleum and coal - natural gas - Petrochemie ", December 1963, pages 1177 to 1185), in which the cutting members in row or strip-shaped groups over the outer circumference of the Chisel head above summarizing and supporting matrix-binding agent mass with the connecting body made of steel is connected by a sintering process, which causes very high temperatures for the Shape of the chisel graphite forms must be used because of their respective Chisel size corresponding dimensions are difficult to manufacture and handle and above In addition, with regard to the large number of chisel sizes to be produced, it entails considerable costs bring.
Die hohe Temperaturen, die bei der Verwendung der Matrix-Bindemittel-Masse, in der Regel "iiner Wolframkarbid-Matrix mit z. B. Kobalt als Bindemittel, mit dem Anschlußkörper aus Stahl auftreten, machen es hierbei außerdem erforderlich, de>i Kopf des Anschlußkörpers, der die Matrix-Bindemittel-Masse erhält, aus einem kohlenstoffarmen Stahl herzustellen, der durch die hohen Temperaturen in seinen Eigenschaften weniger stark beeinflußt wird, während für den Gewindezapfen des Anschlußkörpers ein anderer, hochwertiger Stahl, z. B. 4140 (DIN 42 CrMo 4), Verwendung findet, der in seinen Eigenschaften dem für die Teile des Bohrstranges oder auch eines Meißeldirektantriebs verwendeten Stahl entspricht. Dies bedingt bei den bekannten Drehbohrmeißeln die Verwendung zweier gesonderter Stahlteile für den Gewindezapfenbereich einerseits und den Kopfbereich andererseits, die erst nachträglich zu einem einheitlichen Anschlußkörper durch Verschrauben, Verschweißen od. dgl. vereinigt werden.The high temperatures that occur when using the matrix-binder mass, usually in a tungsten carbide matrix with z. B. cobalt as a binder, occur with the connecting body made of steel, make it here also required the head of the connector body, who receives the matrix-binder mass, to produce from a low-carbon steel, which by the high temperatures in its properties is less influenced, while for the threaded pin the connection body another, high-quality steel, z. B. 4140 (DIN 42 CrMo 4), which is used in its properties that used for the parts of the drill string or a chisel direct drive Steel corresponds. In the known rotary drill bits, this requires the use of two separate ones Steel parts for the threaded pin area on the one hand and the head area on the other hand, which are only added later a unitary connecting body by screwing, welding or the like. Are united.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehbohrmeißel für Tiefbohrungen der eingangs angegebenen Art zu schaffen, dessen Trägerflügel auf einfache Weise sicher mit dem Anschlußkörper verbindbar sowie bei Bedarf von diesem wieder lösbar sind und in ihrer Ausgestaltung und Anordnung ein bearbeitendes Überstreichen der gesamten Fläche der Bohrlochsohle gewährleisten.The invention is based on the object of providing a rotary drill bit for deep drilling of the initially mentioned to create specified type, the support wing in a simple manner securely with the connection body connectable and, if necessary, detachable from this again and in their design and arrangement Ensure that the entire surface of the bottom of the borehole is covered by machining.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Ausgestaltung des Drehbohrmeißels gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by an embodiment of the rotary drill bit according to the patent claim 1 solved.
Diese Ausgestaltung gestattet die Verwendung einfacher, kleiner Graphitformen, um auf den Trägerflügel-Unterteil aus Stahl die Matrix-Bindemittel-Masse für die Abstützung der Schneidglieder durch einen Sintervorgang als Außenteil aufzubringen. Hierbei braucht nur der jeweilige Trägerflügel-Unterteil aus dem kohlenstoffarmen Stahl hergestellt zu werden, während der Anschlußkörper insgesamt einstückig aus jenem Stahl hergestellt werden kann, wie er z. B. auch für die Herstellung von Teilen oder Bestandteilen des Bohrstrangs, z. B. Schwerstangen, Verwendung findet. Es entfällt damit die komplizierte, arbeitsaufwendige Herstellung des Anschlußkörpers aus zwei Einzelkörpern aus unterschiedlichen Stahlsorten. Die dadurch ermöglichte Vereinfachung in der Herstellung kommt ungeachtet dessen zum Tragen, daß in den Anschlußkörper nutförmige Ausnehmungen eingearbeitet werden, da nunmehr die vollständige Fertigbearbeitung des gesamten Anschlußkörpers auf automatisch arbeitenden Maschinen, wie numerisch gesteuerten Drehmaschinen, und die Einarbeitung der Ausnehmungen aut wirtschaftliche Weise durch einen einfachen Fräsvorgang erfolgen können.This configuration allows the use of simple, small graphite molds for the lower part of the support wing made of steel, the matrix-binding agent mass for the support of the cutting links by a Apply sintering process as an outer part. In this case, only the respective lower part of the carrier wing needs to be used to be made of the low-carbon steel, while the connecting body is made in one piece that steel can be made as it is, for. B. also for the production of parts or components of the Drill string, e.g. B. Collars, is used. It eliminates the complicated, labor-intensive Manufacture of the connecting body from two individual bodies made of different types of steel. The thereby Facilitated simplification in manufacture comes into play regardless of the fact that in the connection body Groove-shaped recesses are incorporated, since now the complete finishing of the entire connecting body on automatically working machines, such as numerically controlled lathes, and the incorporation of the recesses in an economical way through a simple milling process can be done.
Dies eröffnet ferner die Möglichkeit, solche An-Schlußkörper wegen ihrer geringen Kapitalbindung in großen Stückzahlen herzustelien und zu bevorraten, wobei die in ihrer Herstellung verhältnismäßig aufwendigeren und allein durch das für die Matrix-Bindemittel-Masse und die Schneidglieder verwendete Material teureren Trägerflügel erst im Bedarfsfall hergestellt und mit dem Anschlußkörper vereinigt werden können. In diesem Zusammenhang bietet sich ferner der Vorteil, einen gegebener. Durchmesser eines Anschlußkörpers für die Herstellung von fertigen Bohrmeißeln mit unterschiedlichen Außendurchmessern in einem gewissen Bereich zu verwenden, da die Außendurchmesser von Bohrmeißeln üblicherweise in Abstufungen von V4 Zoll oder auch V8 Zoll hergestellt werden. Hierbei läßt sich mühelos ein Außendurchmesserbereich von etwa V2 Zoll des fertigen Bohrmeißels mit einem gegebenen Durchmesser des Anschlußkörpers erreichen, indem beispielsweise die Tiefe der in den Anschlußkörper eingearbeiteten nutförmigen Ausnehmungen entsprechend dem vorgesehenen maximalen Außendurchmesser des Meißels gewählt und, unter Zugrundelegung einer gegebenen Höhe für den jeweiligen Trägerflügel, entweder die Ausnehmung zur Erzielung eines geringeren Außendurchmessers des Meißels nachträglich vertieft wird oder bei unveränderter Tiefe der Ausnehmung der zur Anwendung kommende Trägerflügel, der in seiner Höhe für den größten in Frage kommenden Außendurchmesser des Meißels bemessen wurde, einfach nachträglich zur Erzielung eines kleineren Meißeldurchmessers unterseitig abgearbeitet wird. Selbstverständlich kann auch eine Kombination beider Methoden Anwendung finden.This also opens up the possibility of producing and stocking such connection bodies in large numbers because of their low capital commitment, with the carrier wings, which are relatively more complex to produce and more expensive due to the material used for the matrix-binding agent mass and the cutting members, only when needed can be produced and combined with the connector body. In this context, there is also the advantage of a given. To use the diameter of a connecting body for the production of finished drill bits with different outside diameters in a certain range, since the outside diameter of drill bits are usually produced in increments of V 4 inches or V 8 inches. Here, an outside diameter range of about V2 inches of the finished drill bit with a given diameter of the connection body can be achieved by, for example, choosing the depth of the groove-shaped recesses incorporated in the connection body according to the intended maximum outside diameter of the bit and based on a given height for the respective Carrier wing, either the recess is subsequently deepened to achieve a smaller outside diameter of the chisel or, if the depth of the recess remains unchanged, the carrier wing used, the height of which was dimensioned for the largest possible outside diameter of the chisel, simply subsequently to achieve a smaller chisel diameter is processed on the underside. A combination of both methods can of course also be used.
Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Drehbohrmeißels einer der leistenförmigen Trägerflügel den Zentralbereich des Kopfes zumindest überwiegend mit einem Endbereich abdeckt und die anderen Trägerflügel an diesen herangeführt sind, ist gewährleistet, daß mit nur wenigen Teilen die gesamte Fläche der Bohrlochsohle, insbesondere auch der Zentralbereich, von Schneidgliedern des Meißels überstrichen wird. Die Verschweißung oder Verlötung der leistenförmigen Trägerflügel mit dem Anschlußkörper gewährleistet dabei neben einer einfachen und sicheren Festlegung eine erosionsfeste Abdichtung des Drehbohrmeißels, ohne daß durch das Schweißen oder Löten eine schädliche Wärmebeeinflussung etwa schon angebrachter Schneidglieder erfolgen würde, da die Wärmeentwicklung hierbei auf den Unterteil des Trägerflügels beschränkt bleibt Dabei gestatten es die Schweiß- oder Lötverbindungen ferner, bei einem Drehbohrmeißel, dessen auf den Trägerflügeln angebrachte Schneidglieder, in der Regel Diamanten, nach einem längeren Bohreinsatz abgenutzt bzw. aufgebraucht sind, den Anschlußkörper aus Stahl zur Herstellung eines neuen Meißels zu verwenden, indem durch Trennen der Schweiß- uder Lötverbindungen die aufgebrauchten Trägerflügel entfernt und durch Trägerflügei mit neuen Schneidgliedern ersetzt werden.Characterized in that in the inventive design of a rotary drill bit one of the strip-shaped Carrier wing covers the central area of the head at least predominantly with an end area and the other carrier wings are brought up to this, it is guaranteed that with only a few parts the entire Area of the bottom of the borehole, in particular also the central area, of cutting members of the chisel is painted over. The welding or soldering of the strip-shaped support wings to the connecting body ensures, in addition to a simple and secure fixing, an erosion-proof sealing of the Rotary drill bit, without any harmful heat influence from welding or soldering attached cutting links would take place, since the heat generation here on the lower part of the Support wing remains limited. The welded or soldered connections also allow one Rotary drill bit, the cutting members of which are attached to the carrier wings, usually diamonds, according to a longer drill bit are worn out or used up, the connection body made of steel for Manufacture of a new chisel to use by separating the welding or soldering connections used carrier wings can be removed and replaced by carrier wings with new cutting links.
Es sind zwar auch schon Drehbohrmeißel für Tiefbohrungen bekanntgeworden (z. B. FR-PS es 12 48 524), bei denen die Schneidglieder ebenfalls in reihen- oder streifenförmigen Gruppen über den Außenumfang de;. Kopfes eines Anschlußkörpers aus Stahl vorstehend zusammengefaßt und in einerRotary bits for deep drilling have also become known (e.g. FR-PS es 12 48 524), in which the cutting links are also arranged in rows or strips over the Outer circumference de ;. Head of a connecting body made of steel summarized above and in one
- Matrix-Bindemittel-Masse abgestützt sind und wobei ferner Schweißstellen am Meißelkörper vorgesehen sind, jedoch handelt es sich dabei nicht um ein Einschweißen oder Verlöten von die Schneidglieder tragenden Flügeln in Nuten eines das Ausgangswerkstück bildenden Grundkörpers, sondern um einen Anschlußkörper, der insgesamt von miteinander verzahnten und verschweißten Segmenten gebildet ist.- Matrix-binder-mass are supported and wherein Furthermore, welds are provided on the chisel body, but this is not a Welding or soldering of the wings carrying the cutting members in grooves of the starting workpiece forming base body, but a connection body, the total of interlocking and welded segments is formed.
Es ist ferner im Grundsatz bekannt (DD-PS 40 351), daß bei einer Bohrkrone mit leistenförmigen Hartmetalleinsätzen einer der leistenförmigen Einsätze den Zentralbereich der Bohrkrone mit einem Endbereich abdeckt und die anderen Einsätze an den Endbereich des längeren Einsatzes herangeführt sind, jedoch handelt es sich hierbei um schlagend arbeitende Gesteinsbohrer zur Verwendung im Bergbau, in Steinbrüchen u.dgl. mit einer besonderen Ausbildung der Schneidkanten der Hartmetalleinsätze bei deren Anordnung in der Weise, daß sich ihre Arbeitskanteneinschläge beim Umsetzen des Bohrers gegenseitig überschneiden.It is also known in principle (DD-PS 40 351) that a drill bit with strip-shaped hard metal inserts one of the strip-shaped inserts the central area of the drill bit with an end area covers and the other inserts are brought up to the end of the longer mission, however it is a percussive rock drill for use in mining, in Quarries and the like with a special design of the cutting edges of the hard metal inserts in their Arrangement in such a way that their working edge fences when moving the drill mutually overlap.
Zahlreiche weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen; in der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht. In der Zeichnung zeigtNumerous other features and advantages of the invention emerge from the claims; in the The following description in conjunction with the drawing are several exemplary embodiments of the Object of the invention illustrated. In the drawing shows
F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung eines zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Drehbohrmeißels Verwendung findenden Anschlußkörpers aus Stahl,F i g. 1 is a diagrammatic representation of one for producing a rotary drill bit according to the invention Used connecting body made of steel,
Fig.2 einen erfindungsgemäßen Drehbohrmeißel nach einer ersten Ausführungsform unter Verwendung des Anschlußkörpers nach Fig. 1, wiederum in schaubildlicher Darstellung,2 a rotary drill bit according to the invention according to a first embodiment using of the connection body according to FIG. 1, again in diagrammatic form Depiction,
F i g. 3 eine Draufsicht auf den Drehbohrmeißel nach Fig. 2.F i g. 3 is a plan view of the rotary drill bit according to FIG. 2.
Fig.4 eine Detailansicht in Richtung des Pfeils IV in F i g. 3.4 shows a detailed view in the direction of arrow IV in F i g. 3.
F i g. 5 eine Detailansicht in Richtung des Pfeils V in Fig. 3.F i g. 5 shows a detailed view in the direction of arrow V in FIG. 3.
F i g. 6 eine Darstellung entsprechend F i g. 2 zur Veranschaulichung eines weiteren Ausführungsbeispiels, F i g. 6 shows an illustration corresponding to FIG. 2 to illustrate a further embodiment,
F i g. 7 eine Draufsicht auf den Drehbohrmeißel nach Fig. 6.F i g. 7 is a plan view of the rotary drill bit according to FIG. 6.
Fig.8 einen Schnitt nach der Linie VIIl-VIIl der F i g. 7 und8 shows a section along the line VIIl-VIIl of F i g. 7 and
Fig.9 einen Schnitt durch einen Trägerflügel nach der Linie IX der F i g. 7.9 shows a section through a carrier wing according to the line IX of FIG. 7th
In F i g. 1 ist als Ausgangswerkstück bzw. Rohling für einen herzustellenden Drehbohrmeißel ein einstückiger als Ganzes mi! I bezeichneter Anschlußkörper aus hochvergütetem Stahl, z.B. 4Ϊ40 (DIN 42CrMo4), dargestellt, der einen Gewindezapfen 2 für einen Anschluß an einen Bohrstrang oder an einen Meißeldirektantrieb und einen Kopf 3 umfaßt. Der Kopf 3 umfaßt einen zylindrischen oder sich zum Gewindezapfen 2 hin leicht verjüngenden Bereich 4 und einen zum freien Ende des Anschlußkörpers 1 hin deutlich verjüngten Bereich 5. Der Anschlußkörper 1 besitzt ferner eine zentrale Bohrung 6 für eine Zufuhr von Spülflüssigkeit, von der Durchtrittskanäle 7 für die Spülflüssigkeit ausgehen. Die Durchtrittskanäle 7 münden in nutförmige Ausnehmungen 8 aus, die in den Kopf 3 des Anschlußkörpers 1 eingefräst sind.In Fig. 1 is used as a starting workpiece or blank for a rotary drill bit to be manufactured a one-piece as a whole mi! I designated connector body highly tempered steel, e.g. 4Ϊ40 (DIN 42CrMo4), shown, which has a threaded pin 2 for connection to a drill string or to a direct drive bit and a head 3 comprises. The head 3 comprises a cylindrical or threaded pin 2 slightly tapering area 4 and one towards the free end of the connection body 1 clearly tapered area 5. The connection body 1 also has a central bore 6 for a supply of Rinsing liquid, from the passage channels 7 for the Run out of flushing liquid. The passage channels 7 open into groove-shaped recesses 8, which in the Head 3 of the connection body 1 are milled.
Zur Herstellung eines in den F i g. 2 bis 5 veranschaulichten, als Ganzes mit 9 bezeichneten Drehbohrmeißels unter Verwendung des Anschlußkörpers 1 werden leistenförmige, jeweils ein gesondertes Teil bildende Trägerflügel 10 für Schneidglieder 11 in die nutförmigen Ausnehmungen 8 eingesetzt und mit dem Kopf 3 des Anschlußkörpers 1 unter Ausbildung von Schweißnähten 12 verschweißt. Die Trägerflügel 10 umfassen hierbei einen Unterteil 13 aus kohlenstoffarmen Stahl, der für das Einsetzen des jeweiligen Trägerflügels 10 in eine Ausnehmung 8 eine ebene Unterseite 14 aufweist, wobei jede nutförmige Ausnehmung 8 ihrerseits eineFor the production of a in the F i g. 2 to 5 illustrated, Rotary drill bit designated as a whole with 9 using the connection body 1 strip-shaped, each a separate part forming support wing 10 for cutting members 11 in the groove-shaped Recesses 8 inserted and with the head 3 of the connection body 1 with the formation of welds 12 welded. The carrier wings 10 here comprise a lower part 13 made of low-carbon steel, which has a flat underside 14 for inserting the respective support wing 10 into a recess 8, each groove-shaped recess 8 in turn one
ίο ebene Bodenfläche 15 zur Abstützung des jeweiligen Trägerflügels 10 darbietet. Die nutförmigen Ausnehmungen 8 entsprechen ferner in ihrer Breite des Unterteils 13 der Trägerflügel 10 und verschneiden sich im Zentralbereich 16 des Kopfes 3 des Anschlußkörpersίο flat floor surface 15 to support the respective Carrier wing 10 presents. The groove-shaped recesses 8 also correspond in their width to the Lower part 13 of the support wings 10 and intersect in the central region 16 of the head 3 of the connection body
1. Die Lage und Anordnung der Trägerflügel 10 entlang dem Außenumfang des Kopfes 3 des Anschlußkörpers 1
ist auf diese Weise durch die nutförmigen Ausnehmungen 8 vorgegeben.
Wie hierbei insbesondere aus Fig.2 ersichtlich ist, weist der Unterteil 13 jedes in den Kopf 3 des
Anschlußkörpers 1 eingesetzten leistenförmigen Trägerflügels 10 über die Oberfläche des Anschlußkörpers
1 einen Überstand nach außen auf. Die im Zentralbereich 16 des Kopfes 3 benachbarten Endbereiehe
der Unterteile 13 der einzelnen Trägerflügel 10 bieten, da es sich hierbei um gleichmäßig bearbeitete
Teile handelt, Richtflächen für eine gegenseitige Ausrichtung dar, was gewährleistet, daß die einzelnen
Trägerflügel 10 einen einheitlichen gleichmäßigen Überstand gegenüber der Oberfläche des Anschlußkörpers
1 aufweisen. Dies gewährleistet wiederum, daß sämtliche Trägerflügel 10 im Bohrbetrieb gleichmäßig
zum Einsatz kommen und insbesondere ihre Schneidglieder 11 eine gleichmäßige Abnutzung erfahren. Die
die Unterteile 13 der Trägerflügel 10 mit dem Kopf 3 des Anschlußkörpers 1 verbindenden Schweißnähte 12
sind, wie dies insbesondere aus Fig.3 ersichtlich ist,
zwischen die im Zentralbereich 16 aneinandergrenzenden Richtflächen der Trägerflügel 11 bei 12' hindurchgeführt
und verhindern in diesem Bereich Ausspülungen durch die Spülflüssigkeit.1. The position and arrangement of the support wings 10 along the outer circumference of the head 3 of the connection body 1 is predetermined in this way by the groove-shaped recesses 8.
As can be seen in particular from FIG. 2, the lower part 13 of each strip-shaped support wing 10 inserted into the head 3 of the connection body 1 protrudes outward beyond the surface of the connection body 1. The adjacent end areas of the lower parts 13 of the individual support wings 10 in the central region 16 of the head 3, since these are uniformly machined parts, represent alignment surfaces for mutual alignment, which ensures that the individual support wings 10 have a uniform, even projection over the surface of the connection body 1 have. This in turn ensures that all of the carrier wings 10 are used uniformly in the drilling operation and, in particular, that their cutting members 11 experience uniform wear. The welds 12 connecting the lower parts 13 of the support wings 10 to the head 3 of the connector body 1 are, as can be seen in particular from FIG the rinsing liquid.
Die Fig.3 zeigt ferner, daß der ieistenförmige Trägerflügel 10' bei der dargestellten Anordnung von drei Trägerflügeln gegenüber den beiden anderen Trägerflügeln 10 verlängert ist und dabei bis in den Zentralbereich 16 des Meißels 9 vorspringt. Der Zentralbereich 16 ist auf diese Weise von einem Endbereich 17 des Trägerflügels 10' eingenommen, an den die beiden anderen Trägerflügel 10 seitlich herangeführt sind. Der Zentralbereich 16 des Meißels 9 ist im übrigen in üblicher Weise nach innen eingezogen, wie dies F i g. 2 erkennen läßt.3 also shows that the strip-shaped Carrier wing 10 'in the illustrated arrangement of three carrier wings compared to the other two Carrier wings 10 is extended and protrudes into the central region 16 of the chisel 9. Of the In this way, the central area 16 is taken up by an end area 17 of the carrier wing 10 ' which the other two support wings 10 are brought up to the side. The central area 16 of the chisel 9 is drawn inward in the usual way, as shown in FIG. 2 reveals.
Die Schneidglieder 11 sind entsprechend der Darstellung in den F i g. 2 bis 5 jeweils in einer reihenförmigen Gruppe zusammengefaßt und dabei in einem Grundkörper 18 abgestützt, der von einer Matrix-Bindemittel-Masse gebildet ist, die durch einen Sintervorgang geformt und mit dem Unterteil 13 des jeweiligen Trägerflügels 10 als dessen Außenteil verbunden ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 2 bis 5 sind die Schneidglieder 11 von vorgeformten Schneidformkörpern aus polykristallinem Sinterdiamant gebildet die entsprechend der zeichnerischen Darstellung die Form kreisförmiger Plättchen besitzen. Die Schneidformkörper aus Sinterdiamant sind rückseitig auf Trägerkörpern 19 aus Hartmetall od. dgl. Hartstoffen abgestützt, die ihrerseits rückseitig im Grundkörper 18 abgestützt sind.The cutting members 11 are as shown in fig. 2 to 5 each combined in a row-shaped group and thereby in a base body 18 supported, which is formed by a matrix-binder mass, which by a sintering process shaped and connected to the lower part 13 of the respective carrier wing 10 as the outer part thereof. at the embodiment according to FIGS. 2 to 5 are the cutting members 11 of preformed cutting bodies formed from polycrystalline sintered diamond have the shape of circular plates according to the drawing. The cutting form bodies made of sintered diamond are supported on the back on carrier bodies 19 made of hard metal or the like hard materials, the in turn are supported on the rear in the base body 18.
Während bei dem Ausführungsbeispiel nach denWhile in the embodiment according to
I-ig. 2 bis 5 drei leistenförmige Trägerflügel 10 vorgesehen sind, können bei größeren Meißeldurchmessern fünf Trägerflügel vorgesehen sein, von denen wiederum einer in den Zentralbereich des Meißels vorspringt. In jedem Fall kommt eine ungerade Anzahl von Trägerflügeln zur Anwendung, die die Drehstabilität des Meißels gewährleistet. Die Trägerflügel 10 erstrecken sich jeweils in die Drehachse des Meißels 9 einschließenden Radialebenen. Während die Reihe der Schneidglieder 11 jeweils in dem Bereich des Trägerflügels 10, 10' angeordnet ist, der entlang der Oberfläche des konischen Kopfbereiches 5 verläuft, ist im Kopfbereich 4 des Meißels 9 auf jedem Trägerflügel 10, 10' ein zylinderischer Umfangsflächenabschnitt 20 gebildet, die gemeinsam die Räumflächen des Meißels bilden und damit dessen Außendurchmesser festlegen. Die Räumflächenabschnitte 20 sind bei dem dargestellten Beispiel mit natürlichen oder synthetischen Diamanten 21 versehen, die durch oberseitiges Imprägnieren des Grundkörpers 18 oder gesondertes Einsetzen in diesen angebracht sein können.I-ig. 2 to 5 three strip-shaped support wings 10 are provided, five carrier wings can be provided for larger chisel diameters, of which in turn one protrudes into the central area of the chisel. In either case, there is an odd number of carrier wings for the application, which ensures the rotational stability of the chisel. The carrier wings 10 each extend in the radial planes enclosing the axis of rotation of the chisel 9. During the series of Cutting members 11 are each arranged in the region of the carrier wing 10, 10 'which runs along the surface of the conical head area 5 is in the head area 4 of the chisel 9 on each carrier wing 10, 10 'a cylindrical circumferential surface section 20 is formed, which together are the clearing surfaces of the chisel form and thus determine its outer diameter. The clearing surface sections 20 are shown in the illustrated Example with natural or synthetic diamonds 21 provided by impregnation on the top of the base body 18 or separate insertion can be attached in this.
Für die Fortspülung des Bohrkleins und zur Kühlung der Schneidglieder 11 sind die Trägerflügel 10, 10' mit Durchtrittskanälen 22 für dei Spülflüssigkeit versehen, die einen bogenförmigen Verlauf aufweisen können und mit der zentralen Bohrung 6 des Anschlußkörpers 1 über die Zweigbohrungen 7 in Verbindung stehen. Die Durchtrittskanäle 22 sind in ihrer Verlängerung mit Düsen 23 versehen, die an der Oberfläche des Grundkörpers 18 in einer Reihe entlang den Schneidgliedern 11 ausmünden. Die Düsen 23 vermitteln bei dem dargestellten Beispiel der aus diesen austretenden Spülflüssigkeit eine Strömungskomponente in Richtung des abfließenden Bohrkleins.For flushing away the cuttings and for cooling the cutting members 11, the support wings 10, 10 'are included Provided passage channels 22 for dei rinsing liquid, which can have an arcuate course and are in communication with the central bore 6 of the connection body 1 via the branch bores 7. the Passage channels 22 are provided in their extension with nozzles 23 which are located on the surface of the The base body 18 opens out in a row along the cutting members 11. The nozzles 23 mediate in In the example shown, the flushing liquid exiting from this has a flow component in the direction the draining cuttings.
Bei den Einzeldarstellungen der Trägerflügel 10 und 10' in der F i g. 5 und 4 ist jeweils bei 24 strichpunktiert die Kontur des Bohrmeißels 9 angedeutet. Der nach innen eingezogene Endbereich 17 des den Zentralbereich 16 des Meißels 9 einnehmenden Trägerflügels 10' ist auf seiner Oberseite mit einem im Zentrum des Meißels 9 in den Grundkörper 18 eingesetzten Karbonado 25 versehen, an dessen Stelle in geeigneter Anordnung auch mehrere, insbesondere natürliche. Diamanten bzw. Karbonados in geeigneter Anordnung treten können.In the individual representations of the carrier wings 10 and 10 'in FIG. 5 and 4 are dash-dotted lines at 24, respectively the contour of the drill bit 9 is indicated. The inwardly drawn-in end region 17 of the central region 16 of the chisel 9 occupying support wing 10 'is on its top with a in the center of the Chisel 9 provided in the base body 18 Karbonado 25, in its place in a suitable Arrangement also several, especially natural ones. Diamonds or carbonados in a suitable arrangement can kick.
Die Trägerkörper 19 für die Schneidglieder 11 können beim Aufsintern des Grundkörpers 18 auf den Unterteil 13 des jeweiligen Tragerflügels 10, 10' mit in den Grundkörper 18 eingesintert werden, wobei die Schneidglieder 11 zu einem späteren Zeitpunkt durch Löten, Kleben oder Klemmen mit dem Trägerkörper 19 verbunden werden können. Es ist aber auch möglich, den Trägerkörper 19 mit dem Grundkörper 18 durch Löten zu verbinden. Die Verbindung des Trägerkörpers 19 mit dem Grundkörper 18 und/oder die Verbindung des Schneidgliedes 11 mit dem Trägerkörper 19 können vor oder nach dem Verschweißen des jeweiligen Tragerflügels 10, 10' mit dem Anschlußkörper 1 erfolgen, wobei eine Verschweißung der bereits mit den Schneidgliedern versehenen Tragflügel ohne Beeinträchtigung der Eigenschaften der Schneidglieder durch Wärmeeinwirkung möglich ist da durch das Verschweißen nur eine partielle Erwärmung des Unterteils 13 der Trägerflügel 10,10' erfolgt.The carrier body 19 for the cutting members 11 can when sintering the base body 18 on the Lower part 13 of the respective support wing 10, 10 'are sintered into the base body 18, the Cutting members 11 at a later point in time by soldering, gluing or clamping to the carrier body 19 can be connected. But it is also possible to pass through the carrier body 19 with the base body 18 Soldering to connect. The connection of the carrier body 19 to the base body 18 and / or the connection of the cutting member 11 with the carrier body 19 can before or after the respective support wing 10, 10 'is welded to the connecting body 1 take place, with a welding of the wings already provided with the cutting members without impairment the properties of the cutting links through the action of heat is possible because of the welding only a partial heating of the lower part 13 of the support wings 10,10 'takes place.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig.6 bis 9 unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen im wesentlichen lediglich durch eine andere Ausgestal-The embodiment according to FIGS. 6 to 9 differs from that described above essentially only through a different design
tung hinsichtlich der Schneidglieder und der Spülung. Für gleiche und entsprechende Teile werden daher die gleichen Bezugszeichen verwendet.processing with regard to the cutting links and the irrigation. For the same and corresponding parts, the the same reference numerals are used.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig.6 bis 9 sind die einzelnen Trägerflügel 10, 10' wiederum von einem Unterteil 13 aus Stahl (Fig.8 und 9) mit einem auf diesen aufgesinterten Grundkörper 18 einer Matrix-Bindemittel-Masse gebildet. Anstelle der Suhneidglieder 11 in Gestalt von vorgeformten Schneidformkörpern ist jedoch bei dem vorliegendetIn the embodiment according to FIGS. 6 to 9 are the individual support wings 10, 10 'in turn from a lower part 13 made of steel (Fig.8 and 9) with a formed on this sintered-on base body 18 of a matrix-binder mass. Instead of Suhneidglieder 11 in the form of preformed cutting shaped bodies is however present in the case of the
Beispiel an den Grundkörper 18 eine oberseitig mit natürlichen oder synthetischen Diamanten 26 als Sehneidgiieder imprägnierte Matrixmasse 27 angesintert. Example of the base body 18 a top with natural or synthetic diamonds 26 as Sehneidgiieder impregnated matrix compound 27 sintered on.
Die mit der zentralen Bohrung 6 des Anschlußkörpers 1 in Verbindung stehenden Durchtrittskanäle 22 für die Spülflüssigkeit münden bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils in eine sich in Längsrichtung des leistenförmigen Trägerflügels 10, 10' erstreckende, außenseitig offene Ablaufrinne 28 aus. Von der Ablaufrinne 28 gehen zu beiden Seiten zu den Seitenrändern des Trägerflügels 10, 10' führende Zweigrinnen 29 ab. Ferner ist zum Fortspülen des Bohrkleins und zur Kühlung der Diamanten 26 die Oberfläche jedes Tragerflügels 10,10' mit Rillen 30 versehen, die sich zwischen den Rinnen 28, 29 und den Seitenrändern der Trägerflügel 10, 10' erstrecken.The communicating with the central bore 6 of the connector body 1 through channels 22 for the In this exemplary embodiment, rinsing liquid each discharge into a strip-shaped one in the longitudinal direction Support wing 10, 10 'extending, externally open drainage channel 28 from. From the gutter 28 go to branch channels 29 leading from both sides to the side edges of the support wing 10, 10 '. Furthermore, for Rinsing away the cuttings and for cooling the diamonds 26 the surface of each support wing 10,10 ' provided with grooves 30 which extend between the grooves 28, 29 and the side edges of the support wings 10, 10 ' extend.
Das Einsetzen der Trägerflügel 10, 10' in die nutförmigen Ausnehmungen 8 des Anschlußkörpers 1 und das Verschweißen mit diesem hat keine nachteilige Wärmebeeinflussung der bereits auf den TrägerflügelnThe insertion of the carrier wings 10, 10 ′ into the groove-shaped recesses 8 of the connection body 1 and welding to this has no adverse thermal effect on those already on the carrier wings
aufgesinterten Diamanten 26, da beim Verschweißensintered diamonds 26, as when welding
nur eine partielle Erwärmung des Unterteils 13 der Trägerflügel 10,10' erfolgt.only a partial heating of the lower part 13 of the support wings 10,10 'takes place.
Anstelle eines Ansinterns der mit Diamanten 26 imprägnierten Matrixmasse 27 können in den Grundkörper 18 auch Diamanten gesondert eingesetzt werden, wobei unmittelbar in die Oberfläche des Grundkörpers 18 auch die Ablauf rinne 28 und Zweigrinnen 29 sowie ferner die Rillen 30 eingearbeitetInstead of sintering the matrix mass 27 impregnated with diamonds 26 into the base body 18 diamonds can also be used separately, whereby directly into the surface of the Base body 18 also the drainage channel 28 and branch channels 29 and also the grooves 30 incorporated
werden. In diesem Fall kann das Einsetzen der Diamanten erst nach dem Verschweißen der Trägerflügel 10, 10' mit dem Anschlußkörper 1 erfolgen, selbstverständlich jedoch auch schon vorher vorgenommen werden.will. In this case, the diamonds can only be inserted after the support wings have been welded together 10, 10 'take place with the connection body 1, but of course also made beforehand will.
so Bei beiden Ausführungsbeispielen ist der Vorsprung der Trägerflügel 10,10' über den Außenumfang bzw. die Oberfläche des Kopfes 3 des Anschlußkörpers 1 so bemessen, daß die Schweißnähte \2 gegenüber den Düsenöffnungen 23 bzw. den Rinnen 28 und 29 so tief gelegt sind, daß die Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Spülflüssigkeit im Bereich der Schweißnähte 12 bereits soweit herabgesetzt ist, daß deren Erosion durch die Spülflüssigkeit nicht zu befürchten ist und die Trägerflügel allseitig wirksam zum Anschlußkörper 1 abgedichtet sind. Aus diesem Grunde erübrigt es sich auch, den Oberflächenbereich des Meißelkopfes 3 zwischen den Trägerflügeln 10,10' durch den Auftrag einer Matrixmasse vor Erosion zu schützen.In both exemplary embodiments, the projection of the carrier wings 10, 10 'over the outer circumference or the surface of the head 3 of the connection body 1 is dimensioned so that the welds \ 2 are so deep in relation to the nozzle openings 23 or the channels 28 and 29 that that the flow rate of the exiting flushing liquid in the area of the weld seams 12 has already been reduced to such an extent that there is no risk of erosion by the flushing liquid and the support wings are effectively sealed on all sides with respect to the connecting body 1. For this reason, it is also unnecessary to protect the surface area of the chisel head 3 between the carrier wings 10, 10 'from erosion by applying a matrix mass.
Hierzu 5 Blatt Zeichr.ungenFor this purpose 5 sheets of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |