DE3408093A1 - Drill bit - Google Patents

Drill bit

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DE3408093A1
DE3408093A1 DE19843408093 DE3408093A DE3408093A1 DE 3408093 A1 DE3408093 A1 DE 3408093A1 DE 19843408093 DE19843408093 DE 19843408093 DE 3408093 A DE3408093 A DE 3408093A DE 3408093 A1 DE3408093 A1 DE 3408093A1
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Walter Grabs Lippuner
Elmar Tisis Maier
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Abstract

The drill bit (1) has cutting segments (6), projecting axially beyond its end face (5) on the drilling-direction side and having diamonds, and leading cutting edges (7), having diamonds, on the same diameter. The leading cutting edges (7) have a surface of projection which at most corresponds to 0.2 times the surface of projection of the cutting segments (6). <IMAGE>

Description

Bohrkrone Drill bit

Die Erfindung betrifft eine Bohrkrone, an deren bohrrichtungsseitiger Stirnfläche auf einer normal zur Bohrerachse liegenden Ebene Diamanten aufweisende Schneidsegmente angeordnet sind.The invention relates to a drill bit, on the drilling direction side End face having diamonds on a plane normal to the drill axis Cutting segments are arranged.

Zum Herstellen von Bohrungen grösseren Durchmessers in Gestein, Beton und dergleichen Materialien sind Bohrkronen bekannt, die mit Diamanten besetzte Schneidsegmente aufweisen. Die Diamanten sind in einer Matrix eingebettet, so dass sich die Schneidsegmente aus dieser Matrix und den Diamanten zusammensetzen. Die freie Stirnseite der Schneidsegmente ist als plane, normal zur Längsachse des Hohlbohrers verlaufende Ebene ausgebildet.For drilling larger diameter holes in rock, concrete and like materials, drill bits are known which are studded with diamonds Have cutting segments. The diamonds are embedded in a matrix so that the cutting segments are composed of this matrix and the diamonds. the The free end face of the cutting segments is planar, normal to the longitudinal axis of the hollow drill running plane formed.

Die Herstellung dieser bekannten Schneidsegmente erfolgt durch Sintern, an das sich ein dem Freilegen von Diamanten an der Oberfläche dienendes, material abtragendes Verfahren anschliesst.These known cutting segments are manufactured by sintering, to the material that is used to expose diamonds on the surface This is followed by an erosive process.

Bei diesem Verfahren wird ein Teil der Matrix abqetragen, so dass bereits bvi neuen Schneidsegmenten an der gesamten Oberfläche, so insbesondere auch an der bohrrichtullgsseeitigen Stirnseite, eine grosse Anzahl von Diamanten frei]cqen. Diese grose Anzahl von freiliegenden Diamanten hat zur Folge, dass mit neuen Bohrkronen kein akzeptabler Anbohrvorgang durchgeführt werden kann. Insbesondere neigen diese Bohrkronen laufend zu einem seitlichen Ausweichen, was Schwingungen und Erschütterungen zur Folge hat, so dass auch die Bohrgeräte einer erheblichen Ueberbeanspruchung ausgesetzt sind. Diese nachteilige Erscheinung, welche erst nach ausreichendem Einbohren von neuen Bohrkronen verschwindet, kann auch durch gesonderte Massnahmen von aussen, wie beispielsweise zusätzliches Halten durch die Bedienungsperson, nicht beseitigt werden.In this process, part of the matrix is removed so that already bvi new cutting segments on the entire surface, so in particular a large number of diamonds exposed on the end face on the side of the drilling direction. This big one Number of exposed diamonds has the consequence that an acceptable tapping process cannot be carried out with new drill bits. In particular These drill bits tend to give way to the side, causing vibrations and vibrations, so that the drilling rigs a considerable Are exposed to overuse. This disadvantageous phenomenon, which only after sufficient drilling of new drill bits disappears, can also be done by separate External measures, such as additional holding by the operator, cannot be eliminated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrkrone zu schaffen, die unter Vermeidung der Tendenz zum seitlichen Ausweichen einen akzeptablen Anbohrvorgang gewährleistet.The invention is based on the object of creating a drill bit, which is an acceptable tapping process while avoiding the tendency to sideways evasive action guaranteed.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass auf einer den Schneidsegmenten in Bohrrichtung axial vorgelagerten Ebene auf dem gleichen Durchmesser wie die Schneidsegmente Diamanten aufweisende Vorschneiden angeordnet sind, deren in Bohrrichtung gesehene Projektionsfläche höchstens dem 0,2- fachen der Projektionsfläche der Schneidsegmente entspricht.According to the invention, the object is achieved in that on one of the Cutting segments axially upstream in the drilling direction on the same diameter how the cutting segments are arranged having diamonds, their The projection area seen in the drilling direction is at most 0.2 times the projection area corresponds to the cutting segments.

Die erfindungsgemäss vorgeschlagenen Vorschneiden, welche den Schneidsegmenten bis zu 2 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm, vorgelagert sein können, werden demselben Herstellungsvorgang wie die Schneidsegmente unterworfen. Dadurch weisen auch die Vorschneiden freiliegende Diamanten auf.The pre-cutting proposed according to the invention, which the cutting segments up to 2 mm, preferably about 0.5 mm, can be in front of the same Manufacturing process as subjected to the cutting segments. As a result, the Pre-cut exposed diamonds.

Nachdem die stirnseitige Fläche der Vorschneiden nur einen Bruchteil der Fläche der Schneidsegmente beträgt, kommen beim Anbohrvorgang mit einer neuen Bohrkrone nur wenige freiliegende Diamanten in Kontakt mit dem Bohrgut. Diese wenigen Diamanten schaffen aufgrund der hohen spezifischen Be- anspruchung bereits beim Beginn des Anbohrvorganges eine Führungsbahn, welche sich im VerlauFe des weiteren Anbohrvorganges laufend vergrössert. Dank dieser Führurlgsbahn kann die Bohrkrone auch dann nicht mehr seitlich ausweichen, wenn die Schneidsegmente mit ihrer Vielzahl an freigelegten Diamanten mit dem Bohrgut in Kontakt kommen. Sobald die Schneidsegmente eine ausreichende Führung erhalten haben, ist die Aufgabe der Vorschneiden erfüllt. Demzufolge können die Vorschneiden derart dimensioniert werden, dass sie nach diesem ersten Anbohrvorgang abgetragen sind, da jeder weitere Anbohrvorgang durch die nunmehr ausreichend eingebohrte Bohrkrone ohne nachteilige Erscheinungen erfolgt.After the face surface of the pre-cutting only a fraction the area of the cutting segments, come with a new one during the tapping process Drill bit only a few exposed diamonds in contact with the cuttings. These few Due to the high specific stress, diamonds already create at Beginning of the drilling process a guideway, which in the course of the further Drilling process continuously enlarged. Thanks to this guide track, the drill bit can even then no longer move sideways when the cutting segments with their multitude come into contact with the cuttings at exposed diamonds. As soon the Cutting segments have received adequate guidance, is the task of the pre-cutting Fulfills. As a result, the pre-cutting edges can be dimensioned in such a way that they are removed after this first tapping process, as every further tapping process thanks to the drill bit that has now been sufficiently drilled in, without any disadvantageous phenomena he follows.

Schneidsegmente und Vorschneiden können beispielsweise einstückig ausgebildet sein, dh am Schneidsegment ist ein als Vorschneide wirkender Vorsprung angeordnet. Ein solcher Vorsprung kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise kann die Stirnseite der Schneidsegmente in Form von geneigten oder gestuften Flächen zu einem solchen Vorsprung auslaufen.Cutting segments and pre-cutting can, for example, be made in one piece be formed, ie on the cutting segment is a projection acting as a pre-cutting edge arranged. Such a projection can be designed as desired, for example The end face of the cutting segments can be in the form of inclined or stepped surfaces run out to such a head start.

Vorzugsweise sind die Vorschneiden, von den Schneidsegmenten getrennt, gleichmässig über den Umfang verteilt angeordnet. Diese Anordnung der Vorschneiden kann zu einer vereinfachten Herstellung der Schneidsegmente führen und schafft eine vorteilhafte Aufteilung der Kräfte, so dass die Gefahr eines Ausbrechens von Schneidsegmenten gemindert wird. Insbesondere hinsichtlich der Aufteilung der Kräfte sind zweckmässigerweise drei solche gleichmässig über den Umfang verteilte Vorschneiden angeordnet.The pre-cutting edges are preferably separated from the cutting segments, evenly distributed over the circumference. This arrangement of the pre-cutting edges can lead to a simplified production of the cutting segments and creates one advantageous distribution of forces, so that there is a risk of cutting segments breaking out is reduced. In particular with regard to the distribution of forces are expedient three such precuts evenly distributed over the circumference are arranged.

Die Erfindung soll nachstehend anhand einer ein Ausführun#sbeispiel wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Bohrkrone in Ansicht; Fig. 2 einen Grundriss der Bohrkrone, gemäss Pfeilrichtung II in Fig. 1; Fig. 3 einen Grundriss einer weiteren Bohrkrone, mit einstückiger Ausbildung von Schneidsegmenten und Vorschneiden; Fig. 4 eine vergrösserte Detail-Ansicht gemäss Pfeilrichtung IV der Fig. 3; Fig. 5 einen Teil-Grundriss einer weiteren Bohrkrone mit einstückiger Ausbildung von Schneidsegmenten und Vorschneiden; Fig. 6 eine vergrösserte Detail-Ansicht gemäss Pfeilrichtung VI der Fig. 5.The invention is intended below on the basis of an exemplary embodiment reproducing drawing are explained in more detail. 1 shows a drill bit in view; FIG. 2 shows a plan view of the drill bit, according to the direction of arrow II in FIG. 1; 3 shows a plan view of a further drill bit, with a one-piece design of cutting segments and pre-cutting; 4 shows an enlarged Detail view in the direction of arrow IV in FIG. 3; Fig. 5 is a partial plan view of a further drill bit with one-piece design of cutting segments and pre-cutting edges; FIG. 6 shows an enlarged detailed view in the direction of arrow VI in FIG. 5.

Die insgesamt mit 1 bezeichnete Bohrkrone nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Schaft 2 und einem hohlzylindrischen Kronenkörper 3.The overall designated 1 drill bit according to FIG. 1 consists essentially composed of a shaft 2 and a hollow cylindrical crown body 3.

Der in ein nicht dargestelltes Antriebsgerät einzuspannende Schaft 2 weist zur Uebertragung einer Drehbewegung einen Sechskant 4 auf.The shaft to be clamped in a drive device (not shown) 2 has a hexagon 4 for the transmission of a rotary movement.

Die bohrrichtungsseitige Stirnfläche 5 des Kronenkörpers 3 trägt diese axial überragende Schneidsegmente 6 und Vorschneiden 7.The end face 5 of the crown body 3 on the drilling direction side carries this axially protruding cutting segments 6 and pre-cutting 7.

Das freie Ende der Schneidsegmente 6 liegt auf einer Ebene E; das freie Ende der Vorschneiden 7 liegt auf einer der Ebene E vorgelagerten weiteren Ebene E'.The free end of the cutting segments 6 lies on a plane E; the The free end of the pre-cutting 7 lies on a further upstream of the plane E. Level E '.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, liegen die Schneidsegmente 6 und die Vorschneiden 7 auf demselben Durchmesser, in gleichmässigem Winkelabstand zueinander.As can be seen from FIG. 2, the cutting segments 6 and the precursors 7 on the same diameter, at an even angular distance from one another.

In einem die Wandung des Xronenkorpers 3 nach hinten begrenzenden Boden 8 sind zwei Durchbrüche 9 vorgesehen, die das Ableiten von Bohrklein begünstigen.In one the wall of the Xronenkorpers 3 delimiting to the rear Bottom 8, two openings 9 are provided, which facilitate the drainage of cuttings.

Die in Fig. 3 gezeigte Bohrkrone ist insgesamt mit 11 bezeichnet und weist einen hohlzylindrischen Kronenkörper 12 auf. Dessen bohrrichtunqsseitige Stirnfläche 13 wird von über den Umfang gleichmässig vcrtilten Schneidsegmenten 34 axial und radial überragt, denen einstckig jeweils eine Vorschneide 15 zugeordnet ist. Die Vorschneide 15 ist, wie durch einen Pfeil angedeutet, im drehrichtungsseitigen Endbereich der Schneidsegmente 14 angeordnet.The drill bit shown in Fig. 3 is designated as a whole by 11 and has a hollow cylindrical crown body 12. Its end face on the side of the drilling direction 13 is axially and uniformly vcrtilten over the circumference of cutting segments 34 protrudes radially, each of which is assigned a pre-cutting edge 15 as a single piece is. The pre-cutting edge 15 is, as indicated by an arrow, in the direction of rotation End of the cutting segments 14 arranged.

Wie die Fig. 4 verdeutlicht, ist die Vorschneide 15 durch gestufte Gestaltung der Stirnseite der Schneidsegmente 14 gebildet. Die Vorschneide 15 Überragt als Vorsprung das Schneidsegment 14 axial.As shown in FIG. 4, the pre-cutting edge 15 is stepped Design of the end face of the cutting segments 14 is formed. The pre-cutting edge 15 protrudes the cutting segment 14 axially as a projection.

Die in Fig. 5 teilweise gezeigte, insgesamt mit 21 bezeichnete Bohrkrone besteht wiederum aus einem hohlzylindrischen Kronenkörper 22, dessen Stirnfläche 23 von Schneidsegmenten 24 iiberragt ist. Letzteren ist einstückig eine Vorschneide 25 zugeordnet, die durch geneigte Ausbildung der Stirnseite der Schneidsegmente 24 geschaffen ist. Die Fig. 6 verdeutlicht die in Umfangsrichtung geneigte Fläche 26 der Stirnseite. Entlang der Fläche 26 verlaufen beidseitig auch zwei radial geneigte Seitenflächen 27.The drill bit, which is partially shown in FIG. 5 and designated as a whole by 21 consists in turn of a hollow cylindrical crown body 22, the end face 23 is surmounted by cutting segments 24. The latter is in one piece a pre-cutting edge 25 assigned by the inclined design of the end face of the cutting segments 24 is created. 6 illustrates the surface inclined in the circumferential direction 26 of the front. Two radially inclined ones also run along the surface 26 on both sides Side surfaces 27.

Claims (4)

PatentansprUche 1. Bohrkrone, an deren bohrrichtungsseitiger Stirnflache auf einer normal zur Bohrerkronenachse liegenden Ebene Diamanten aufweisende Schneidsegmente angeordnet sind, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass auf einer den Scheidsegmenten (6, 14, 24) in Bohrrichtung axial vorgelagerten Ebene (E') auf dem gleichen Durchmesser wie die Schneidsegmente (6, 14, 24) Diamanten aufweisende Vorschneiden (7, 15, 25) angeordnet sind, deren in Bohrrichtung gesehene Projektionsfläche höchstens dem 0,2-fachen der Projektionsfläche der Schneidsegmente (6, 14, 24) entspricht.Claims 1. Drill bit, on the end face on the drilling direction side cutting segments having diamonds on a plane lying normal to the drill bit axis are arranged, d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that on one of the Cutting segments (6, 14, 24) in the drilling direction axially upstream plane (E ') on the the same diameter as the cutting segments (6, 14, 24) having diamonds (7, 15, 25) are arranged, the projection area of which, viewed in the drilling direction, is at most corresponds to 0.2 times the projection area of the cutting segments (6, 14, 24). 2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidsegmente (14, 24) und die Vorschneiden (15, 25) einstückig ausgebildet sind.2. Drill bit according to claim 1, characterized in that the cutting segments (14, 24) and the precuts (15, 25) are integrally formed. 3. Bohrkrone nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschneiden (7) von den Schneidsegmenten (6) getrennt und gleichmässig über den Umfang verteilt angeordnet sind.3. Drill bit according to claim 1, characterized in that the precursors (7) separated from the cutting segments (6) and evenly distributed over the circumference are arranged. 4. Bohrkrone nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass drei Vorschneiden (7) vorgesehen sind.4. Drill bit according to claim 3, characterized in that three precursors (7) are provided.
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