DE3722478C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. In der Öl- und Gasindustrie besteht ein spezieller Bedarf an Werkzeugen, die das Gehäuse eines Bohrlochs, Bohrhülsen, Bohrgestänge und festsitzende Werkzeuge entfernen können. Dies wird mit einem Werkzeug am Ende des Bohrgestänges von der Oberfläche aus durchgeführt. Typischerweise liegt der Arbeitsbereich in einem Bohrloch im Bereich von 900 bis 3000 m oder mehr unter der Oberfläche. In verschiedenen unterirdischen Arbeiten muß ein Abschnitt der Bohrlochauskleidung oder einer Bohrhülse entfernt werden, beispielsweise um eine zusätzliche Bohrung vom Hauptloch aus durchzuführen. Eine weitere Verwendung der Fräswerkzeuge besteht in der Beseitigung von festgeklemmten Werkzeugen, die durch das Fräswerkzeug zerstört werden, um das Bohrloch so wieder zu öffnen. Daneben sind weitere Anwendungen derartiger Fräswerkzeuge denkbar.
Über mehrere Jahre werden bereits Fräswerkzeuge für unterirdische Arbeiten eingesetzt. Viele dieser Werkzeuge besitzen eine untere Pilotspitze oder einen Führungsabschnitt und einen oberen Schneidabschnitt. Diese tragen die Bezeichnungen Pilotfräser, Bohrrohrfräser, Bohrhülsenfräser und Kernfräser. Es gibt noch weitere Fräswerkzeuge, die für unterirdische Arbeiten eingesetzt werden. Diese sind Anlaßfräser, Fensterfräser, Stangenfräser, Wassermelonen-Fräser, abgeschrägte Fräser und Abschnittsfräser. Besonders hervorzuheben ist hier, daß es unter den genannten Fräsern, z. B. Wassermelonen- und Stangenfräser, verschiedene Ausführungen mit zylindrischem Schneidabschnitt gibt, an dessen Oberfläche eine Mehrzahl von Schneidmessern angebracht sein können; beispielhaft sei auf die US-PS 31 47 536, 31 10 084 und 43 85 669 verwiesen. Typisch bei derartigen Fräsern ist auch die Aussparung eines axialen Hohlkanals im Werkzeugkörper, der zum Durchstrom von Bohrflüssigkeit dient. Alle diese Fräser oder Mühlen werden für verschiedene Anwendungen eingesetzt. Dennoch haben alle einen gemeinsamen Zweck, nämlich die Beseitigung von Material oder Gegenständen aus einem Bohrloch. Ebenfalls führt dies jeder Fräser auf dieselbe Weise durch, indem der Gegenstand zu Spänen und kleinen Stücken zerkleinert wird.
In den verschiedenen Fräswerkzeugen werden unterschiedliche Arten von Schneidmessern verwendet. Einige Schneidmesser sind geradlinig und in Längsrichtung entlang des Werkzeugkörpers auf diesem angeordnet (US-PS 31 10 084, 31 47 536). Bei anderen Werkzeugen sind die Schneidmesser in einem Winkel zur Längsachse des Fräswerkzeugs angeordnet. Ebenfalls sind bei einigen Werkzeugen die Schneidmesser spiralförmig auf dem Werkzeugkörper befestigt (US-PS 43 85 669). Bekannt ist die Ausführung der Schneidmesser mit einer Messerklinge, auf deren vorlaufender Oberfläche Hartstoffe wie z. B. Titan- oder Wolframcarbid aufgebracht sind; dabei werden sowohl durchgängige Beschichtungen von Bindemitteln mit eingelagerten Metallcarbid-Partikeln (EP-PS 00 86 582, GB- PS 8 34 870, US-PS 31 10 084) als auch durch Hartlötung befestigte Metallcarbid-Einsätze (US-PS 31 47 536) verwendet. Befinden sich die Schneidmesser nicht in der optimalen Schneidrichtung, wird das Werkzeug weniger und weniger Material abtragen, da die Schneidmesser verschleißen und gewöhnlicherweise mehr Hitze aufgrund des Reibungskontaktes mit dem Gehäuse oder einem anderen zu schneidenden Gegenstand erzeugen. An einem bestimmten Punkt wird der Wärmepegel einen Punkt erreichen, bei dem das Werkzeug zerstört werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines Fräswerkzeugs, bei dem die Schneidmesser in einer optimalen Schneidrichtung über ihre gesamte Länge angeordnet sind, um eine verlängerte Lebensdauer des Werkzeugs zu erreichen. Dies ist wichtig, wenn das Auswechseln der Werkzeuge zeitaufwendig und kostspielig ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Fräswerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Durch Optimierung des Schneidvorgangs und durch Minimierung von Wärmeerzeugung und Verschleiß erreicht das erfindungsgemäße Fräswerkzeug eine etwa 4- bis 10 mal verlängerte Lebensdauer gegenüber herkömmlichen Werkzeugen. Dadurch wird eine 4- bis 10mal längere Arbeitsdauer ermöglicht, bevor das Fräswerkzeug ausgewechselt werden muß. Wenn man bedenkt, daß der Einsatz in einem Ölfeld 8 Stunden oder mehr in Anspruch nehmen kann, um ein Fräswerkzeug auszuwechseln, bewirkt die Erfindung eine beträchtliche Ersparnis. Die Erfindung ist dabei nicht auf die Anordnung von Schneidmessern beschränkt, die an den Werkzeugkörper angeschweißt sind, sondern ist ebenso für verlängerbare Schneidmesser anwendbar, wie sie gewöhnlich in Profilwalzwerken eingesetzt werden.
Die Erfindung ist also auf ein Fräswerkzeug gerichtet, bei dem die Schneidmesser eine negative axiale Neigung, jedoch eine im wesentlichen konstante negative radiale Neigung besitzen. Die axiale Neigung ist der Divergenzwinkel eines Schneidmessers zu einer zur Längsachse des Werkzeugs parallel verlaufende Linie. Die radiale Neigung ist der Divergenzwinkel zwischen dem Schneidmesser und der durch die Längsachse des Werkzeugs und der radialen inneren Kante des Schneidmessers verlaufenden Ebene. Das Schneidmesser ist dann unter einer negativen axialen Neigung angeordnet, wenn es in Richtung der Rotation des Werkzeugs abgeschrägt ist. Die negative radiale Neigung ist die Änderung in radialen Geraden in Richtung der Rotation des Werkzeugs. Entsprechend wird ein Schneidmesser, das auf der Längsachse des Werkzeugkörpers über seine gesamte Länge angeordnet ist, keine negative axiale Neigung oder negative radiale Neigung besitzen.
Die axiale Neigung eines Schneidmessers ist auf einen negativen Winkel gesetzt, um ein besseres Abschneiden zu erhalten. Dieser negative Winkel beträgt gewöhnlicherweise etwa 2° bis 10°. Falls das Schneidmesser geradlinig ist, ändert sich die negative radiale Neigung von 0° am unteren Ende des Schneidmessers auf 30° oder mehr am oberen Ende des Schneidmessers. Sie variiert also über das gesamte Schneidmesser. Nur aufgrund einer bestimmten negativen axialen Neigung und einer bestimmten im wesentlichen konstanten negativen radialen Neigung erhält das Werkzeug optimale Schneideigenschaften über die gesamte Länge des Schneidmessers. Im allgemeinen sollte die negative radiale Neigung einen im wesentlichen konstanten Winkel zwischen etwa 0° und 30° bilden. Dadurch erhält man optimale Schneideigenschaften unter verschie­ denen Bedingungen über die gesamte Länge des Schneidmes­ sers. Bei einem Schneidmesser, bei dem die negative radi­ ale Neigung 30° oder mehr überschreitet, sind die Fräs­ eigenschaften nicht mehr so günstig.
Es ist ebenfalls Teil der Erfindung, gleichmäßig geformte Einsätze aus Wolframcarbid auf der vorlaufenden Oberfläche der Schneidmesser zu verwenden. Vorzugsweise sind die Wolframcarbid-Einsätze zylindrisch und haben einen Durch­ messer von mindestens etwa 3,17 mm (0,125′′) und eine Dicke von mindestens etwa 4,75 mm (0,187′′). Diese Einsätze sind auf die Schneidmesser in einer dichtgepackten Anord­ nung hartgelötet. Ebenfalls sollten bei einer bevorzugten Ausführungsform auf benachbarten Schneidmessern die Ein­ sätze um mindestens etwa 1,59 mm bis 6,35 mm (0,0625′′ bis 0,25′′) vertikal versetzt angeordnet sein. Auf diese Weise erhält man auf benachbarten Schneidmessern einen unterschiedlichen Abschnitt eines Einsatzes zum Schneiden. Diese Anordnung sollte bevorzugt verwendet werden, da ein optimales Schneiden in der ersten Hälfte eines Ein­ satzes erfolgt. Ebenfalls sollten vorzugsweise die Wolf­ ramcarbid-Einsätze auf dem Schneidmesser so angeordnet sein, daß nach deren Befestigung ein Vorhaltewinkel von etwa 0 bis 10° gebildet wird. Außerdem sollte das Wolfram­ carbid eine hohe Schneidgüte anstelle eines Verschleiß­ grades haben.
Erfindungsgemäß wird ein Fräswerkzeug zur Beseitigung von Material aus einer unterirdischen Anordnung geschaf­ fen, welches einen zylindrischen Werkzeugkörper, eine durch den Werkzeugkörper längs verlaufende Durchführung, Mittel zur Verbindung mit einem Antrieb am einen Ende und mit mehreren auf der Oberfläche des Werkzeugkörpers befestigten Schneidmessern mit darauf angeordneten Schneideinsätzen aufweist, wobei die Schneidmesser eine negative axiale Neigung von 1° bis 10° und eine im wesent­ lichen konstante negative radiale Neigung besitzen. Die Schneidmesser können eine geradlinige, Spiral- oder sonsti­ ge Form besitzen. Die Schneideinsätze können zylindrisch sein und aus Wolframcarbid hoher Schneidgüte bestehen. Diese Einsätze können auf den Werkzeugkörper hartgelötet und vorzugsweise an jedem benachbarten Schneidmesser vertikal versetzt angeordnet sein. Ferner sollten die Schneideinsätze einen Vorhaltewinkel von 0 bis 10° haben, wenn das Schneidmesser am Werkzeugkörper befestigt ist. Auf diese Weise ist das Schneidmesser in einer optimalen Fräsposition über seine gesamte Länge angeordnet, und die Wolframcarbid-Einsätze befinden sich auf den Schneid­ messern in derartigen Lagen, daß sich zumindest einige der Einsätze immer im optimalen Schneidzustand befinden.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Fräswerkzeug, wel­ ches ein Gehäuse im Untergrund abschneidet;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Fräswerk­ zeuges mit spiralförmigen Schneidmessern;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Schneidmesser­ abschnittes des Fräswerkzeugs von Fig. 2;
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Schneidmesser von Fig. 3;
Fig. 5 die vergrößerte Darstellung einer Einzelheit von Fig. 4;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Pilotspitze eines Fräswerkzeugs;
Fig. 7 eine geometrische Skizze zur Darstellung der negativen axialen Neigung;
Fig. 8 eine geometrische Skizze zur Darstellung des Vorhaltewinkels;
Fig. 9 eine geometrische Skizze zur Darstellung der negativen radialen Neigung;
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Abschnittes des Werk­ zeugs mit einem geradlinigen Schneidmesser mit einer veränderlichen negativen radialen Neigung und einer negativen axialen Neigung von 5°;
Fig. 11 eine schematische Draufsicht auf das Werkzeug von Fig. 10;
Fig. 12 eine Seitenansicht auf ein Werkzeug mit einem spiralförmigen Schneidmesser mit veränderlicher negativer radialer Neigung und einer negativen axialen Neigung von 5°;
Fig. 13 eine schematische Draufsicht auf das Werkzeug von Fig. 12;
Fig. 14 eine Draufsicht auf ein Schneidmesser, welches ein Gehäuse bei einem Vorhaltewinkel von 0° schnei­ det;
Fig. 15 eine Seitenansicht der Schneideinsätze auf einem Schneidmesser;
Fig. 16 eine Seitenansicht eines Schneidmessers, welches unter einem negativen Vorhaltewinkel ein Gehäuse schneidet;
Fig. 17 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes eines geradlinigen Schneidmessers mit unter einem bestimmten Vorhaltewinkel aufgesetzten Einsätzen; und
Fig. 18 einen Längsschnitt durch das Schneidmesser von Fig. 17.
In Fig. 1 ist ein Werkzeug 20 dargestellt, welches ein inneres Gehäuse 23 aus einem Gas- und Ölbohrloch entfernt. Ebenfalls ist ein äußeres Gehäuse 22 dargestellt, das vom Erdreich 21 umgeben wird. Wenn das Werkzeug rotiert, wobei eine vorbestimmte, nach unten gerichtete Druckkraft auf das Werkzeug wirkt, fräsen die Schneidarme 26 des Werkzeuges das innere Gehäuse 23 in Richtung nach unten weg. Die untere Fläche jedes Schneidmessers schneidet das Gehäuse ab, wobei sich die Messer in einer Richtung nach oben abnutzen. Der untere Teil des Werkzeuges 20 enthält eine Pilotspitze 25. Ebenfalls sind Führungsele­ mente 27 an der Seite des unteren Teils des Werkzeugs vorgesehen, um das Werkzeug im Loch zu stabilisieren. In der Mitte des Werkzeugs befindet sich ein Kanal 24, durch das Bohrflüssigkeit von der Oberfläche nach unten fließt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Werkzeuges mit spiralförmigen Schneidmessern 26. Die Spirale ist dabei auf einen Winkel gesetzt, bei dem die negative axiale Neigung etwa 1° bis 15° und vorzugsweise etwa 3° bis 10° beträgt. Die negative radiale Neigung ist über die gesamte Länge des Schneidmessers bei einem negativen Winkel von 0° bis 30° konstant. Vorzugsweise ist die negative radiale Neigung bei etwa 5° bis 15° konstant.
Der obere Abschnitt des Werkzeugs besteht aus einem Ab­ schnitt 28 und einem Gewindeteil 29. Das Gewindeteil 29 verbindet das Werkzeug mit dem Bohrgestänge, das sich von der Oberfläche nach unten erstreckt. Die Bohrflüssig­ keit fließt von der Oberfläche durch das Bohrgestänge nach unten zum Werkzeug.
Fig. 3 zeigt den Schneidmesserabschnitt des Werkzeugs im Detail. Jedes Schneidmesser 26 besitzt Schneideinsätze 30 auf der vorlaufenden Fläche des Messers. Die vorlau­ fende Fläche ist die Fläche des Werkzeugs in Richtung der Rotation des Werkzeugs. Die Schneideinsätze haben vorzugsweise eine Schneidgüte von Wolframcarbid. Diese Einsätze haben einen Durchmesser von mindestens etwa 6,35 mm (0,25′′) und vorzugsweise mindestens etwa 9,52 mm (0,375′′). Die Dicke jedes Einsatzes beträgt mindestens etwa 3,17 mm (0,125′′) und vorzugsweise etwa 5,33 mm (0,210′′). Sie sind in einem Muster angeordnet, um die Anzahl der Einsätze zu maximieren und die Leerstellen dazwischen zu minimieren. Die Einsätze können dieselben oder variie­ rende Durchmesser besitzen. Dennoch sollten sie dieselbe Dicke haben. Diese Einsätze sind auf ein Stück Stahl mit einer Dicke von mindestens etwa 9,52 mm (0,375′′) und vorzugsweise mindestens etwa 15,9 mm (0,625′′) hartge­ lötet. Dieser Stahl ist von einer Güte, der sich ohne weiteres vollständig beim Schneiden des Gehäuses abnutzen wird. Dabei soll das Schneiden durch die Schneideinsätze und nicht durch den Stahlträger für die Einsätze erfolgen.
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des Werkzeuges mit den Schneidmessern im Detail. Dabei besteht jedes Schneidmesser 26 aus einem Stahlträger 31, der die Einsätze 30 trägt. Die Nut eines Schlitzes 32 im Werkzeug nimmt jedes Schneidmesser auf. Dennoch ist ein gekerbter Schlitz für jedes Schneidmesser nicht notwendig. Die Schneid­ messer können auch direkt auf die Außenfläche des Werk­ zeuges aufgeschweißt sein.
Fig. 5 zeigt die Verbindung jedes Schneidmessers im Detail. Dabei ist das Gehäuse 23 so dargestellt, wie es von den Einsätzen auf den Schneidmessern 26 abgeschnit­ ten wird, welche am Werkzeug 20 mittels Schweißstellen 33 befestigt sind. Diese Schneidmesser sind in gekerbten Schlitzen gehaltert dargestellt. Diese Ansicht zeigt ebenfalls die Einsätze in vertikal versetzter Anordnung auf benachbarten Schneidmessern. Die Schneideinsätze sind etwa um 1,59 mm bis 6,35 mm (0,0625′′ bis 0,25′′) versetzt angeordnet. Die Einsätze 30(a), 30(b), 30(c) und 30(d) auf dem Schneidmesser 26(a) sind von den entspre­ chend ähnlichen Einsätzen auf dem Schneidmesser 26(b) versetzt angeordnet. Fig. 6 zeigt den unteren Abschnitt des Werkzeuges mit der Pilotspitze 25. Die Führungselemente 27 sind hier in Spiralform dargestellt. Dennoch können diese Führungselemente geradlinig auf einer Längsachse des Werkzeuges verlaufen oder in einer positiven oder negativen axialen Neigung gesetzt sein. Diese Führungsele­ mente können ebenfalls Einsätze mit dem Verschleißgrad von Wolframcarbid auf ihrer Außenfläche aufweisen. Die Einsätze sind gewöhnlicherweise kleine Scheiben, die durch Hartlöten bündig am Messer befestigt sind.
Aus Fig. 7 geht hervor, was mit einer negativen axialen Neigung gemeint ist. Der Winkel 36 ist die negative axiale Neigung. Das Schneidmesser ist axial geneigt, wenn es nicht axial zur Längsachse des Werkzeugs orientiert ist. Das Schneidmesser besitzt eine negative axiale Neigung, wenn es in Richtung der Rotation des Werkzeugs angewinkelt ist. Das Schneidmesser besitzt eine positive axiale Neigung, wenn es in entgegengesetzter Richtung zur Rotation des Werkzeuges angewinkelt ist. In Fig. 7 bezeichnet die Linie 35 die zentrale Längsachse des Werkzeugs. Die Linie 37 ist eine Linie am Umfang des Schneidmessers des Werk­ zeugs und verläuft parallel zur zentralen Längsachse 35. Die Linie 38 stellt dagegen die horizontale Achse des Werkzeugs dar. Der Winkel 36 ist der Winkel zwischen dem Schneidmesser 26 und der zentralen Längsachse 35 des Werkzeugs 20 und ist hier als Winkel zwischen dem verlängerten Schneidmesser und der Linie 37 dargestellt. Dies ist eine negative axiale Neigung, da das Schneidmesser in Richtung der Werkzeugrotation angewinkelt ist, wie durch den Pfeil gekennzeichnet ist. Eine negative axiale Neigung bewirkt ein besseres Schneiden von Metall oder einem ähnlichen Material.
Anhand von Fig. 8 soll erklärt werden, das mit einem Vorhaltewinkel gemeint ist. Der Vorhaltewinkel 39 ist der Winkel, durch den ein Schneidmesser 26 zur horizon­ talen Achse 38 versetzt angeordnet ist. Ein Schneidmesser dessen untere Fläche die horizontale Achse 38 vollständig berührt, dürfte einen Vorhaltewinkel von 0° besitzen. Der Vorhaltewinkel eines Schneidmessers, daß das Gehäuse schneidet, ist im Detail in Fig. 16 gezeigt. Wenn der Vorhaltewinkel eines Schneidmessers vergrößert wird, wird das Gehäuse in einem schärferen Winkel geschnitten.
Fig. 9 zeigt, was mit einer negativen radialen Neigung gemeint ist. Eine radiale Neigung ist der Divergenzwinkel zwischen der Schneidfläche und derjenigen Fläche, die durch die Längsachse des Werkzeugs und die radiale innere Kante des Schneidmessers verläuft. Ein gerades Schneid­ messer, das eine axiale Neigung von 0° besitzt, dürfte eine konstante radiale Neigung besitzen. Die Verschiebung des radialen Winkels in Richtung der Rotation des Werkzeugs bewirkt eine negative radiale Neigung, während die Verschie­ bung in die entgegengesetzte Richtung eine positive radiale Neigung bewirkt. Wenn ein gerades Schneidmesser mit einer negativen axialen Neigung an einem Werkzeug befestigt ist, wird es eine negative radiale Neigung erhalten. Falls in ähnlicher Weise ein Schneidmesser mit einer positiven axialen Neigung am Werkzeug befestigt ist, wird es eine positive radiale Neigung erhalten. Der Grad der radialen Neigung wird vom Durchmesser des Werkzeugs und der Länge des Schneidmessers abhängen. Wenn die Schneid­ messerlänge vergrößert wird, steigt auch die radiale Neigung für eine bestimmte axiale Neigung.
In Fig. 9 ist der negative radiale Neigungswinkel 40(a) für ein gerades Messer mit einer negativen axialen Neigung dargestellt. Zum guten Schneiden ist es für ein Schneid­ messer notwendig, eine konstante radiale Neigung für eine vorgegebene negative axiale Neigung zu besitzen. Ein spiralförmiges Schneidmesser oder ein gerades Schneid­ messer mit angewinkelten Schneideinsätzen, wie in den Fig. 17 und 18 dargestellt, besitzen eine im wesent­ lichen konstante radiale Neigung für eine vorgegebene negative axiale Neigung.
In den Fig. 10 und 11 sind weitere Modifikationen im negativen radialen Neigungswinkel 40(a) für ein gerades Schneidmesser mit einer negativen axialen Neigung von 5° dargestellt. Zur Vereinfachung hat das Schneidmesser einen Vorhaltewinkel von 0°. Der Verschiebungswinkel des Schneidmessers ist mit dem Bezugszeichen 40 gekenn­ zeichnet. Der negative radiale Neigungswinkel verändert sich mit dem Außendurchmesser des Werkzeugkörpers. Bei­ spielsweise variiert bei einem Werkzeug-Außendurchmesser von 20,3 cm (8′′) mit einer Messer-Länge von 30,5 cm (12′′) die negative radiale Neigung zwischen 0° bei 41 und der maximalen radialen Neigung von mehr als 20° beim oberen Ende 42 des Schneidmessers. Demgegenüber ist in den Fig. 12 und 13 die Verwendung eines Spiralmessers darge­ stellt. Dieses Spiralmesser besitzt eine negative axiale Neigung von 5°. Wiederum ist zur Vereinfachung der Vorhal­ tewinkel 0°. Die negative radiale Neigung beträgt in diesem Fall konstant 0°. Um einen maximalen Schnitt über die gesamte Länge des Schneidmessers zu erhalten, sollte eine konstante negative radiale Neigung vorhanden sein. Sonst besitzt das Werkzeug einen hohen Wirkungsgrad nur an einer Fläche des Schneidmessers.
In den Fig. 10 und 11 ist der radiale Neigungswinkel 40(a) derselbe wie der Verschiebungswinkel 40. Dies ist dann der Fall, wenn die radiale Neigung gleich 0 am unteren Ende des Schneidmessers ist. Falls dennoch die radiale Neigung ungleich 0 am unteren Ende des Schneidmessers ist, stimmen die radiale Neigung und der Verschiebungs­ winkel nicht überein. In Fig. 11 ist die radiale Neigung als derjenige Winkel dargestellt, der zwischen dem Ende des Schneidmessers und einer radialen Achse 38 des Werk­ zeugs liegt. D.h. der Schneidabschnitt des Messers ist nicht über seine gesamte Länge axial. Vielmehr ändert er sich konstant. Im Gegensatz hierzu ist der Verschie­ bungswinkel 40 in Fig. 13 derselbe wie für ein gerades Messer, jedoch besitzt das Messer eine derartige Spiralform, daß der Schneidabschnitt des Messers über die gesamte Länge axial ist.
Fig. 14 zeigt ein Schneidmesser 26 mit Einsätzen 30 mit einem Vorhaltewinkel von 0°. Dabei ist hier auch das Schneiden des Gehäuses 23 dargestellt. Die Einsätze sind dicht aneinandergepackt angeordnet und brauchen nicht denselben Durchmesser zu besitzen. Dennoch sollten sie dieselbe Dicke haben. Obwohl ein Abnutzungsgrad von Wolframcarbid verwendet werden kann, sollten sie vorzugs­ weise eine Schneidgüte besitzen. In Fig. 15 ist die Seitenansicht der Carbid-Einsätze gezeigt. Fig. 16 zeigt ein Schneidmesser mit Einsätzen mit einem Vorhaltewinkel von etwa 5 bis 10°. Die Schneidmesser in diesen Figuren sind vorzugsweise spiralförmig, obwohl sie auch eine geradlinige Form haben können. Ebenfalls kann in Fig. 16 der Metallträger 31 rechtwinklig sein, wobei jedoch die Einsätze entsprechend dem Vorhaltewinkel angeordnet sind. Bei Verwendung eines derartigen Werkzeugs dürfte das Metall schnell nach oben zu den Einsätzen abgetragen werden. Ebenfalls könnte das Metall unterhalb der Einsätze mit zerkleinertem Wolframcarbid bedeckt sein, mit welchem das Schneiden des Gehäuses begonnen würde.
Die Fig. 17 und 18 zeigen die Ausführung eines gerad­ linigen Schneidmessers, das eine negative axiale Neigung, jedoch noch eine konstante negative radiale Neigung besitzt. Hier sind die Schneideinsätze entsprechend der gewünschten negativen axialen Neigung angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schneidarme abgestufte, angewinkelte Nuten 43 besitzen, um die Einsätze aufzunehmen. Der Winkel der gestuften Nut bestimmt den Winkel der negativen axialen Neigung. Dieses Schneidmesser mit den in einer vorbestimm­ ten negativen axialen Neigung angeordneten Einsätzen kann am Werkzeug so befestigt werden, daß es eine nega­ tive radiale Neigung von 0 bis 30° besitzt. Zusätzlich kann dieses Messer in jedem gewünschten Vorhaltewinkel angeordnet werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der eingekerbte Schlitz in seiner Tiefe variieren, so daß eine Reihe von Schneideinsätzen in variierenden Höhen angeordnet werden. Ebenfalls kann jeder eingekerbte Schlitz eine unterschiedliche Tiefe besitzen. Unter Verwendung dieser alternativen Ausführungsformen kann die radiale Neigung der Schneidmesser variiert werden.

Claims (13)

1. Fräswerkzeug zur Beseitigung von Material aus einer unterirdischen Anordnung, mit einem zylindrischen Werkzeugkörper (20), einer durch den Werkzeugkörper (20) längs verlaufenden Durchführung (24), mit Mitteln (29) an einem Ende zur Verbindung mit einem Antrieb und mit mehreren Schneidmessern (26), die an der Oberfläche des Werkzeugkörpers (20) befestigt sind, wobei auf den Schneidmessern (26) Schneideinsätze (30) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (26) eine negative axiale Neigung (36) von 1° bis 10° und eine im wesentlichen konstante negative radiale Neigung (40a) haben.
2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (26) spiralförmig auf dem zylindrischen Werkzeugkörper (20) angeordnet sind.
3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (26) in geradliniger Form auf dem zylindrischen Werkzeugkörper (20) angeordnet sind.
4. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (30) auf benachbarten Schneidmessern (26) um 1,59 mm bis 6,35 mm versetzt zu einer durch den Werkzeugkörper (20) ver­ laufenden Querebene angeordnet sind.
5. Fräswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (30) zylindrisch sind.
6. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorlaufende Fläche jedes Schneidmessers (26) mehrere zylindrische Schneideinsätze (30) aufweist.
7. Fräswerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zylindrischen Schneideinsätze (30) eine Dicke von mindestens 3,17 mm und einen Durchmesser von mindestens 6,35 mm besitzen.
8. Fräswerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Schneideinsätze eine Dicke von etwa 5,3 mm und einen Durchmesser von etwa 9,5 mm besitzen.
9. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Schneideinsätze (30) aus Wolframcarbit bestehen.
10. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (30) auf den Schneidmessern (26) einen Vorhaltewinkel (39) von 0° bis 10° aufweisen.
11. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen konstante negative radiale Neigung (40a) einen Winkel von 0° bis 30° bildet.
12. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (26) am Werkzeug­ körper (20) fest angebracht sind.
13. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (26) am Werkzeug­ körper (20) bewegbar gehaltert sind.
DE19873722478 1986-12-17 1987-07-08 Fraeswerkzeug Granted DE3722478A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/942,979 US4717290A (en) 1986-12-17 1986-12-17 Milling tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
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