DE918741C

DE918741C - Rock drill with single or multiple cutting edges

Info

Publication number: DE918741C
Application number: DEB9062A
Authority: DE
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1949-09-03
Filing date: 1950-09-02
Publication date: 1954-10-04

Description

Gesteinsbohrer mit Einfach- oder Mehrfachschneiden Die Schneiden von Bohrkronen für das schlagende Bohren in Gestein, insbesondere auch für hartmetallbestückte Bohrer, weisen bisher eine in der Draufsicht geradlinige Form auf. Auch Bohrkronen mit Mehrfachschneiden in Kreuz- oder T-Form besitzen in den bisher bekannten Ausführungen durchwegs Schneiden, deren Kanten in einer Ebene liegen, die entweder durch die Bohrerachse oder eine zu dieser parallelen Geraden gedacht werden kann.Rock drill with single or multiple cutting edges The cutting edges of Drill bits for percussive drilling in rock, especially for carbide-tipped ones Drills have so far had a straight shape in plan view. Also drill bits with multiple cutting edges in cross or T-shape have in the previously known designs consistently cutting, the edges of which lie in a plane that is either through the Drill axis or a straight line parallel to this can be thought of.

Es hat sich gezeigt, daß solche in der Draufsicht geradlinige Schneiden, wenn sie durch die Bohrerachse gehen, zur Entstehung von kantigen Bohrlöchern mit einer Kantenzahl, die um r größer ist als die Anzahl der Schneiden, führen, weil die Schneiden häufig bevorzugt in vorher schon vorhandene Schlagkerben hineinschlagen. Außerdem tritt die größte Abnutzung der Schneidkanten an dem dem Umfang zunächst gelegenen Teilen ein, weil die Abstände der durch die Schläge entstehenden Kerben im Gestein hier am größten sind, während die einzelnen Kerben gegen die Bohrermitte zu immer näher zusammenrücken und sich schließlich in der Achse überschneiden.It has been shown that such straight cutting in plan view, when they go through the drill axis, angular drill holes are formed a number of edges which is r greater than the number of cutting edges, because the cutting edges are often preferred to hammer into already existing notches. In addition, the greatest wear to the cutting edges occurs on the circumference first due to the spacing of the notches created by the blows in the rock are largest here, while the individual notches are towards the center of the drill to move closer and closer together and finally overlap in the axis.

Diesen beiden Erscheinungen versuchte man dadurch entgegenzuwirken; daß man die geradlinigen Bohrerschneiden teilweise außermittig anordnete, so daß die Überkreuzungen der einzelnen Schlagkerben auf den ganzen Bohrquerschnitt verteilt werden. Auch bei diesen Schneidenformen kommt es häufig vor, daß die Schneide wieder in eine bereits vorhandene Kerbe schlägt und auf diese Art nur geringe Zertrümmerungsarbeit leistet.Attempts were made to counteract these two phenomena; that one arranged the straight cutting edges partially eccentric, so that the crossings of the individual notches distributed over the entire drilling cross-section will. This also applies to these cutting edge shapes it often happens that the cutting edge hits an already existing notch and in this way only does little work of destruction.

Es wurden auch Bohrkronen mit einer oder mehreren bogenförmigen Schneiden vorgeschlagen, bei denen außer der bogenförmigen Schneide gerade Schneiden vorhanden sind, wobei entweder die Schneide ein voller Kreisbogen oder der Bogen ein Teil eines Kreises, dessen Krümmungsmittelpunkt außerhalb der Bohrerachse liegt, war. Die Schneiden der Bohrer, die einen Kreis bilden, haben den Nachteil, daß darin das Bohrklein gepreßt wird, wodurch die Schneidkante auseinandergesprengt wird und Teile der Schneide ausäpringen. Die Schneiden, bei welchen der Mittelpunkt außerhalb der Bohrkrone liegt, drängen den Bohrer aus der Achse des Bohrloches und erzeugen daher verwundene Bohrlöcher. Es sind aber Bohrkronen mit einer oder mehreren bogenförmigen Schneiden bekanntgeworden, doch liegt hierbei die Bohrerachse jenseits der Hohlseite der Bohrerschneide. Dadurch zeigt das Schlagbild dieser Bohrer um eine wenig bearbeitete Innenkreisfläche eine zu stark bearbeitete Randkreisfläche.There were also drill bits with one or more arcuate cutting edges proposed in which there are straight cutting edges in addition to the arcuate cutting edge where either the cutting edge is a full arc of a circle or the arc is a part of a circle whose center of curvature lies outside the drill axis. The cutting edges of the drills, which form a circle, have the disadvantage that in it the cuttings are pressed, whereby the cutting edge is blown apart and Poke out parts of the cutting edge. The cutting edges where the center is outside the drill bit is, push the drill out of the axis of the borehole and generate hence twisted drill holes. But there are drill bits with one or more arch-shaped ones Cutting became known, but here the drill axis lies beyond the hollow side the drill bit. This shows the impact pattern of this drill to be a little machined Inner circle area an excessively machined outer circle area.

Gemäß der Erfindung werden Gesteinsbohrkronen mit Einfach- oder Mehrfachschneiden, wobei eine Schneide bogenförmig ist, vorgeschlagen, deren Merkmal darin gelegen sein soll, daß eine oder mehrere Schneiden in der Draufsicht die Form von Schnittlinien oder deren Teile einer oder mehrerer Ebenen mit nur einem Kegel haben, dessen Achse nicht mit der Bohrerachse zusammenfällt, und daß mindestens eine der bogenförmigen Bohrerschneiden durch den Mittelpunkt der Bohrerachse geht oder daß die Bohrerachse auf der Hohlseite der Schneidenkrümmung liegt.According to the invention, rock drill bits with single or multiple cutting edges, with a cutting edge being arcuate, proposed the feature of which is located therein should be that one or more cutting edges in plan view take the form of cutting lines or whose parts have one or more planes with only one cone whose axis does not coincide with the axis of the drill, and that at least one of the arcuate Drill cutting goes through the center of the drill axis or that the drill axis lies on the hollow side of the cutting edge curvature.

Die Schnittlinie einer Ebene mit einem Kegel ergibt Kreise bzw. Ellipsen oder deren Teile, die, wenn die Achse des Kegels mit der Bohrerachse nicht zusammenfällt, auf der Bohrkrone exzentrisch angeordnet sind. Gemäß der Erfindung soll die Bohrerachse auf der Hohlseite der bogenförmigen Schneide zu liegen kommen.The intersection of a plane with a cone results in circles or ellipses or parts thereof which, if the axis of the cone does not coincide with the axis of the drill, are arranged eccentrically on the drill bit. According to the invention, the drill axis come to rest on the hollow side of the curved cutting edge.

Wenn die bogenförmige Schneidkante durch die Bohrerachse geht, tritt ebenso wie bei zentrischen geraden Meißelbohrschneiden die größte Abnutzung der Schneidkanten am Umfang der Bohrkrone ein, jedoch ist der Unterschied gegenüber der geringeren Abnutzung in der Mitte der Bohrkrone erheblich geringer als bei geradlinigen Schneiden, weil die Kreuzungsstellen der Schneidkerben über den ganzen Böhrlochquerschnitt bis zum Bohrkronenumfang verteilt sind und das Gestein infolgedessen gleichmäßiger zertrümmert wird.When the arcuate cutting edge goes through the drill axis, occurs as with centric straight chisel bits, the greatest wear of the Cutting edges on the circumference of the drill bit, however, the difference is opposite the lower wear in the middle of the drill bit is considerably less than with straight ones Cutting, because the intersection of the cutting notches over the entire bore hole cross-section are distributed up to the circumference of the drill bit and the rock is consequently more even is smashed.

Um jedoch die Abnutzungsunterschiede zwischen der Mitte und dem Rand der Bohrkrone zu vermindern, kann die bogenförmige Schneide so angeordnet sein, daß die Krümmung nicht die Bohrerachse schneidet, sondern die Bohrerachse an der Hohlseite der Schneide zu liegen kommt.But about the difference in wear and tear between the center and the edge to reduce the drill bit, the curved cutting edge can be arranged in such a way that that the curvature does not intersect the drill axis, but the drill axis on the Hollow side of the cutting edge comes to rest.

Durch die Kombination der exzentrischen Bogenschneide mit einer beispielsweise geraden, durch die Bohrerachse verlaufenden T-Schneide kann die Entstehung einer von der Schneide nicht erreichten Fläche vermieden werden.By combining the eccentric curved edge with one, for example straight T-cutting edge running through the drill axis can result in a area not reached by the cutting edge.

Ein weiterer Vorteil derartiger bogenförmiger Schneiden ist der, daß bei Verwendung von Hartmetallschneidkörpern die Ausnehmung für das Einpassen der Hartmetallkörper mit einem rotierenden Werkzeug eingearbeitet werden kann. Ferner wird die Entstehung unrunder Bohrlöcher bei Verwendung von bogenförmigen exzentrischen Schneiden, aber auch mit solchen, die durch die Bohrerachse verlaufen, mit Sicherheit vermieden.Another advantage of such arcuate cutting edges is that when using hard metal cutting bodies, the recess for fitting the Carbide body can be incorporated with a rotating tool. Further the emergence of out-of-round drill holes when using arcuate eccentric ones Cutting, but also with those that run through the drill axis, with certainty avoided.

Die exzentrische Bogenschneide ermöglicht außerdem die Anordnung der Bohrung für das Spülmittel in der Mitte der Bohrkrone, so daß die Bohrung in der Krone die annähernd geradlinige Fortsetzung der Bohrung in der Bohrerstange bildet, wie dies schon bei Doppelmeißelschneiden ausgeführt wurde. Hierdurch ergibt sich eine besonders gute Spülwirkung und genügend Platz für die Anordnung einer geräumigen Nut für die Bohrmehlabfuhr.The eccentric arc cutting edge also enables the arrangement of the Hole for the flushing agent in the middle of the drill bit so that the hole is in the The crown forms the approximately straight continuation of the hole in the drill rod, as has already been done with double chisel cutting. This results in a particularly good flushing effect and enough space for the arrangement of a spacious Groove for the removal of drilling dust.

In der Zeichnung ist in Fig. i im Aufriß, in Fig. 2 im Grundriß eine Bohrkrone und in Fig. 3 ihr Schlagbild mit einer einfachen in der Draufsicht geradlinigen Meißelschneide dargestellt, wobei sechs unter gleichem Winkel zueinander stehende Schlagkerben angedeutet sind.In the drawing, in FIG. 1 in elevation, in FIG. 2 in plan view Drill bit and in Fig. 3 its impact pattern with a simple straight in plan view Chisel cutting edge shown, with six being at the same angle to one another Notches are indicated.

Fig. 4 und 5 stellen eine Bohrkrone, und Fig. 6 stellt ihr Schlagbild mit einer in der Draufsicht geradlinigen Doppelmeißelschneide dar, aus dem ersichtlich ist, daß bei sechs unter gleichem Winkel zueinander liegenden Schlägen die Abstände der entstehenden zwölf Kerben voneinander besonders am Rand des Bohrloches etwas geringer sind.Figures 4 and 5 show a drill bit and Figure 6 shows its impact pattern with a straight double chisel edge in plan view, from which it can be seen is that with six strikes lying at the same angle to each other, the distances the resulting twelve notches from each other, especially at the edge of the borehole are lower.

Diese Fig. i bis 6 stellen bekannte Bohrkronen mit gerader Schneide und ihre Schlagbilder dar, während in den folgenden Figuren Bohrkronen mit erfindungsgemäßen bogenförmigen Schneiden und deren Schlagbilder dargestellt sind.These FIGS. I to 6 represent known drill bits with a straight cutting edge and their impact patterns, while in the following figures drill bits with inventive arcuate cutting edges and their impact patterns are shown.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Bohrkrone, und Fig. 9 zeigt ihr Schlagbild mit einer erfindungsgemäßen in der Draufsicht bogenförmigen Schneide mit sechs unter gleichem Winkel zueinander stehenden Kerben, die infolge der Überkreuzungen eine erheblich bessere Verteilung der Kerben über den ganzen Bohrquerschnitt ergeben als eine geradlinige Einfachschneide.7 and 8 show a drill bit, and FIG. 9 shows its impact pattern with a cutting edge according to the invention which is curved in plan view and has six notches which are at the same angle to one another and which, as a result of the crossovers, result in a considerably better distribution of the notches over the entire drill cross-section than one straight single cutting edge.

Fig. io und i i stellen eine Bohrkrone, und Fig. 12 steilt ihr Schlagbild mit einer erfindungsgemäßen exzentrischen, einfachen; in der Draufsicht bogenförmigen Schneide mit sechs unter gleichem Winkel zueinander liegenden Schlagkerben dar und zeigt ebenfalls die wesentlich bessere Verteilung derselben auf den ganzen Bohrquerschnitt sowie die zwangläufige Überkreuzung der Kerben und damit die Möglichkeit besserer Gesteinszertrümmerung. Gleichzeitig ist ersichtlich, daß gegenüber der für die geradlinige Schneide zweckmäßigen Exzentrizität E in Fig. 4 eine wesentlich kleinere e in Fig. io genügt, um eine gleichmäßige Verteilung der Schneidkerben und Überkreuzungen auf den ganzen Querschnitt zu erreichen, so daß die in der 1 Mitte des Schlagbildes liegende, von der Schneide nicht getroffene Fläche F wesentlich kleiner als bei den geradlinigen exzentrischen Schneiden gehalten werden kann.Fig. Io and i i represent a drill bit, and Fig. 12 shows its impact pattern with an inventive eccentric, simple; arcuate in plan view Cut with six notches at the same angle to each other and also shows the significantly better distribution of these over the entire drilling cross-section as well as the inevitable crossing of the notches and thus the possibility of better Rock shattering. At the same time it can be seen that compared to that for the straight line Cut an appropriate eccentricity E in Fig. 4 a much smaller e in Fig. io is sufficient to ensure that the cutting notches and crossovers are evenly distributed to reach the whole cross-section, so that the one in the 1 center of the impact pattern lying, from the cutting edge not hit area F essential can be kept smaller than with the straight eccentric cutting edges.

In Fig, 13 und 1q. sind beispielsweise eine Bohrkrone, und in Fig. 15 ist ihr Schlagbild gezeigt, bei der die erfindungsgemäße exzentrische Bogenschneide mit einer geraden, vom Scheitel derselben durch die Bohrerachse verlaufenden Schneide kombiniert ist, wodurch die Entstehung einer beim Bohren von den Schneiden nicht getroffenen Fläche in der Nähe der Achse vermieden wird.In Figs. 13 and 1q. are for example a drill bit, and in Fig. 15 shows its impact pattern, in which the eccentric arcuate cutting edge according to the invention with a straight cutting edge running from the apex of the same through the axis of the drill is combined, which does not result in the creation of a cutting edge when drilling hit surface near the axis is avoided.

Bei der Anordnung der Bohrungen für die Spülnuten ist darauf zu achten, daß die Mündungen der Bohrung für den Zufluß des Spülmittels möglichst nahe im Drehsinn des Bohrers hinter den Schneidenenden zu liegen kommen, sie dürfen jedoch nicht so nahe sein, daß die Wandstärke zwischen Mantelfläche oder Schneidkantennut zu dünn wird und ein Aussprengen des Bohrerrandes zu befürchten wäre (s. Fig. 8). Durch diese Anordnung der Spülnuten bleibt jener Teil der Bohrermantelfläche erhalten, welcher als Führungsfläche der Bohrer nötig ist. Zweckmäßigerweise soll die Mantelfläche entgegen dem Bohrdrehsinn bis zu fünf Sechzehntel des Umfanges erhalten bleiben.When arranging the holes for the flushing grooves, make sure that that the mouths of the bore for the inflow of the detergent as close as possible in the direction of rotation of the drill come to lie behind the cutting edge ends, but they must not be so close that the wall thickness between the lateral surface or cutting edge groove to becomes thin and there is a risk that the edge of the drill will burst (see Fig. 8). By this arrangement of the flushing grooves that part of the drill jacket surface is retained, which is necessary as a guide surface for the drill. Appropriately, the jacket surface contrary to the direction of rotation of the drill, up to five sixteenths of the circumference are retained.

Da die senkrecht zur Schneide auftretenden Schläge eine starke Abnutzung der Nutenkanten oder der Stützflächen des Mantels bedingen, kann die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Bohrkrone erheblich verlängert werden, wenn diese in der Zeichnung mit P bezeichneten Stellen in bekannter Weise durch Aufschweißen oder andere Verfahren mit einer Hartlegierung gepanzert werden. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, auch die Kanten der Abflußnuten, um sie vor einem Ausschlagen zu bewahren, zu panzern.Since the blows occurring perpendicular to the cutting edge wear out a lot the groove edges or the support surfaces of the jacket, the service life can the drill bit according to the invention can be considerably extended if this is shown in the drawing with P in a known manner by welding or other methods be armored with a hard alloy. In addition, it is useful too to armor the edges of the drain grooves to prevent them from knocking out.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rock drill with single or multiple cutting edges, one cutting edge being curved, characterized in that one or more cutting edges in plan view have the shape of cutting lines or their parts of one or more planes with only one cone, the axis of which does not coincide with the axis of the drill, and that at least one of the arcuate drill cutting edges passes through the center of the drill axis or that the drill axis lies on the hollow side of the curvature of the cutting edge.

2. Rock drill according to claim i, wherein in addition to the arcuate Cutting straight cutting edges are arranged, characterized in that at least one of the straight cutting edges lies on the hollow side of the arcuate cutting edge.

3. Rock drill according to claim 1 or 2, characterized in that the arcuate Intersecting parts are concentric circular lines. q ..

Rock drill according to one of the Claims i to 3, characterized in that that part of the The outer surface of the drill remains from the intersection of the cutting edge with the The outer surface is up to five sixteenths of the circumference against the direction of rotation of the drill and the mouths of the bore for the detergent supply as close as possible behind the Cutting ends are arranged.

5. Rock drill according to one of claims i to q., Characterized in that the lateral surfaces located opposite the center of the cutting edge and optionally the edges of the flushing grooves are armored in a manner known per se by welding or other methods with a hard alloy. References: French Patent No. 855 2o6; British Patent No. 189 02i.