DE945836C

DE945836C - Rock drill bits with suction for cuttings

Info

Publication number: DE945836C
Application number: DEK5999A
Authority: DE
Inventors: Albert Noll
Original assignee: Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co; Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Hemscheidt Hermann Maschinenfabrik GmbH and Co; Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1950-08-20
Filing date: 1950-08-20
Publication date: 1956-07-19

Description

Gesteinsdrehbohrer mit Bohrkleinabsaugung Die Erfindung bezieht sich auf einen Gesteinsdrehbohrer mit Bohrkleinabsaugung mit zwei oder mehreren Flügelschneiden, insbesondere Hartmetallflügelschneiden.Rotary rock drill with suction for cuttings The invention relates on a rock drill with suction of cuttings with two or more wing blades, especially hard metal wing cutting.

Bekanntlich unterscheidet man in der Gesteinsbohrtechnik zwei grundsätzlich voneinander verschiedene Bohrverfahren, nämlich das drehende und das schlagende Bohren.It is well known that there are two basic distinctions in rock drilling technology different drilling methods, namely rotating and hammering Drill.

Beim Schlagbohren wird das Gestein durch eine Vielzahl von Schlägen eines Meißels zertrümmert, der jeweils beim Rückhub in unbelastetem Zustand um einen bestimmten Winkelgrad gedreht wird, um im nächsten Schlag eine bisher nicht beschlagene Gesteinspartie zu zertrümmern. Beim Drehbohrer hingegen werden die unter großem statischem Andruck sich ständig im Eingriff befindlichen Schneidenkanten des Drehbohrwerkzeugs in das Gestein hineingedrückt und gleichzeitig gedreht. Beim Bohren entsteht eine größere Menge feinen gesundheitsschädlichen Staubes, der bei den obengenannten Bohrverfahren bisher vorwiegend durch Wasserspülung gebunden und beseitigt wurde.In hammer drilling, the rock is knocked down by a variety of strokes a chisel smashed, each on the return stroke in the unloaded state by one a certain degree of angle is rotated to a previously not fogged in the next stroke To smash rock. In the case of rotary drills, on the other hand, they are under large static pressure constantly engaged cutting edges of the rotary drilling tool pressed into the rock and rotated at the same time. When drilling a larger amount of fine, noxious dust that occurs in the above-mentioned drilling processes has so far mainly been bound and removed by flushing with water.

Die Wasserspülung erfolgt in der Weise, daß durch das Hohl der Bohrstange und durch die Spüllochbohrungen im Bohrwerkzeug Wasser bis an die Entstehungsstelle des Bohrstaubes geführt wird und der Bohrstaub mit der Spülflüssigkeit in dem verbleibenden Ringraum zwischen dem gebohrten Bohrloch und dem Außenmantel des Bohrgestänges bis zum Bohrlochmund abgeführt. wird.The water flushing takes place in such a way that through the hollow of the drill rod and through the flushing holes in the drilling tool water to the point of origin of the drilling dust is guided and the drilling dust with the flushing liquid in to the remaining annulus between the drilled borehole and the outer casing of the drill pipe discharged to the mouth of the borehole. will.

Es ist bereits bekannt, den entstehenden Bohrstaub durch Saugluft abzuführen, und zwar in der, Weise; daß mittels eines besonderen Absauggerätes ein ständiger Luftstrom in das Bohrloch gezogen und das gesamte Bohrmehl mit der Saugluft in umgekehrter Richtung durch das Bohrwerkzeug und durch das Hohl der Bohrstange bis zur Stelle der Unterdruckerzeugung geleitet wird. Da nun der Schlagbohrer mit einem sehr geringen Werkzeugandruck arbeitet, der Drehbohrer dagegen mit einem hohen stetigen Andruck, ergeben sich beim Absaugen des Bohrkleins infolge der Funktionsunterschiede für die Verstopfungsverhinderung voneinander völlig abweichende Probleme. DieVerhältnisse vom Schlagbohren können nicht- einfach auf das Drehbohren übertragen werden, wenn die Bohrkleinabsaugung zufriedenstellend arbeiten soll.It is already known to remove the drilling dust by means of suction air to dissipate, namely in the manner; that by means of a special suction device constant flow of air drawn into the borehole and all of the drill dust with the suction air in the opposite direction through the drilling tool and through the hollow of the drill rod is passed to the point of vacuum generation. Since now the hammer drill with with a very low tool pressure, the rotary drill, on the other hand, with a high one constant pressure, result when suctioning off the cuttings due to the functional differences for the prevention of clogging completely different problems. The ratios from hammer drilling cannot simply be transferred to rotary drilling, if the cuttings suction should work satisfactorily.

Die Erfindung bezweckt, um das Absaugen des Bohrkleins auch beim Drehbohren zufriedenstellender zu ermöglichen, einen Gesteinsdrehbohrer mit zwei oder mehreren Flügelschneiden, insbesondere Hartmetallflügelschneiden, zu schaffen, der sich sowohl durch eine zweckentsprechende Bemessung der wirksamen Querschnitte der Saugkanäle als auch durch eine besonders günstige Anordnung der Kanäle gegenüber den Bohrschneiden auszeichnet.The aim of the invention is to ensure that the cuttings can also be sucked away during rotary drilling more satisfactory to enable a rotary rock drill bit with two or more Wing cutting, especially hard metal wing cutting, to create both by appropriately dimensioning the effective cross-sections of the suction channels as well as a particularly favorable arrangement of the channels in relation to the cutting edges excels.

Die Erfindung besteht in der Kombination der Merkmale, daß der Gesamtansaugequerschnitt der von den einzelnen Flügelschneiden ausgehenden Saugkanäle durch die Brustfläche des jeweiligen Schneidkörpers so weit abgedeckt ist, daß ihr wirksamer Gesamtquerschnitt höchstens so groß ist wie der Querschnitt des Saugkanals in der Bohrstange, und daß die Öffnungen der Saugkanäle des weit nach vorn herangezogenen .Kronenkörpers unmittelbar vor den Spanflächen der Flügelschneiden liegen.The invention consists in the combination of the features that the total suction of the suction channels through the chest surface, emanating from the individual wing blades of the respective cutting body is covered so far that its effective overall cross-section is at most as large as the cross section of the suction channel in the drill rod, and that the openings of the suction channels of the .Kronenkörpers pulled far forward lie directly in front of the rake faces of the wing cutting edges.

Vorteilhaft ist es, wenn der Abstand der .Öffnungen der zu den Flügelschneiden führenden Saugkanäle von der Schneidenkante etwa ein Zehntel bis ein Viertel des Gesamtschneidendurchmessers beträgt. An der Umfläche des Bohrkopfes können in an sich bekannter Weise Nuten oder Vertiefungen vorgesehen sein, die sich in der Längsrichtung des Bohrkopfes erstrecken, wobei ihr Gesamtquerschnitt kleiner ist als der- Querschnitt des Saugkanals in der Bohrstange.It is advantageous if the distance between the openings and the wing cutting edges leading suction channels from the cutting edge about a tenth to a quarter of the Total cutting diameter is. On the area around the drill head, in As is known, grooves or depressions can be provided which extend in the longitudinal direction of the drill head extend, their total cross-section being smaller than the cross-section of the suction channel in the boring bar.

Durch die Anordnung und Abmessung der Saugkanäle im Bohrwerkzeug wird erreicht, daß das Bohrklein bzw. der Gesteinsstaub beim Entstehen unmittelbar in die Absaügöffnung durch den Vorschub- und Drehvorgang eingeschoben und gleichzeitig durch die Absaugluft weiterbefördert wird, wobei ein Verstopfen der Bohrkanäle nicht auftreten kann.Due to the arrangement and dimensions of the suction channels in the drilling tool achieved that the cuttings or rock dust as they arise directly in the suction opening pushed in by the feed and turning process and at the same time is conveyed further by the suction air, with no clogging of the drilling channels can occur.

Durch den geringen Abstand der Öffnungen der Saugkanäle von der Schneidenkante wird ein Verstopfen insbesondere deswegen verhindert, weil der Gesteinsspan zur Abführung nur -einen kurzen Weg zurückzulegen hat und die Absaugluft bis unmittelbar an die Schneidenkante wirksam ist. Durch die Kombination der Merkmale, daß der Gesamtaustrittsquerschnitt der zu den einzelnen Flügelschneiden führenden Saugkanäle durch die Brustfläche des jeweiligen Schneidkörpers so weit abgedeckt ist, daß ihr wirksamer Gesamtaustrittsquerschnitt höchstens so groß ist wie der Querschnitt des Saugkanals in der Bohrstange, und daß die Öffnungen der zu den Flügelschneiden führenden Saugkanäle des weit nach vorn herangezogenen Kronenkörpers unmittelbar vor den Spanflächen dieser Flügelschneiden liegen, kann das Absaugen des Bohrstaubes auch beim Drehbohren zufriedenstellender angewendet werden.Due to the small distance between the openings of the suction channels and the cutting edge clogging is prevented in particular because the rock chips to Discharge only has to cover a short distance and the exhaust air up to immediately is effective at the cutting edge. By combining the features that the overall outlet cross-section the suction channels through the chest surface leading to the individual wing blades of the respective cutting body is covered so far that its effective total outlet cross-section is at most as large as the cross section of the suction channel in the drill rod, and that the openings of the suction channels leading to the wing cutting edges are far behind front used crown body immediately in front of the rake faces of these wing cutting edges the suction of the drilling dust can also be more satisfactory during rotary drilling be applied.

Beim schlagenden Bohren ist es bereits bekannt, den wirksamen Gesamtquerschnitt der zu den einzelnen Schneiden -führendem Saugkanäle höchstens so groß zu gestalten wie den Querschnitt des anschließenden Saugkanals in der Bohrstange. Da hier ein Bohrmehl von vergleichsweise kleinerer Korngröße als beim drehenden Bohren entsteht und außerdem durch den Rückhub beim Schlagbohren jeweils ein Abheben des Bohrwerkzeugs von der Bohrlochsohle erfolgt, sind zwar die Querschnittsverhältnisse der Sauglöcher gleichermaßen wichtig, dagegen ist deren Lage nicht von so wesentlicher Bedeutung wie beim Drehbohren, bei dem die gelösten Gesteinsstücke immer von den Spanflächen der Drehbohrschneiden weitergeschoben worden und- deshalb den kürzest möglichen Abführweg haben müssen. Aus diesem Grunde können die Verhältnisse beim schlagenden Bohren auch nicht ohne weiteres auf die Absaugung des Bohrkleins beim drehenden Bohren übertragen werden.With percussive drilling it is already known the effective total cross-section to make the suction channels leading to the individual cutting edges at most as large like the cross section of the adjoining suction channel in the drill rod. Because here one Drilling dust with a comparatively smaller grain size than with rotary drilling is produced and also a lifting of the drilling tool due to the return stroke during percussion drilling takes place from the bottom of the borehole, the cross-sectional ratios of the suction holes are equally important, but their location is not so essential as in rotary drilling, in which the loosened pieces of rock are always removed from the rake faces the rotary drill bits have been pushed further and therefore the shortest possible Must have a discharge path. For this reason, the conditions at the beating Drilling also does not readily apply to the suction of the cuttings when rotating Drilling are transferred.

Beim schlagenden Bohren mit Wasserspülung hat man die -Öffnungen für die Zuführungskanäle für das Spülmittel auch schon in unmittelbare Nähe der. Spanflächen der Schneiden gelegt, indessen nur zu dem Zweck, das Spülmittel möglichst nahe. an die Schneiden heranzubringen. Die bisher üblichen Drehbohrkronen weisen im allgemeinen mit Rücksicht auf den hohen Andruck fingerartige Schneiden und- somit einen größeren Zwischenraum zwischen dem eigentlichen Bohrkronenkörper und den Schneiden auf. Bei dem Bohrer gemäß der Erfindung liegen die Öffnungen der zu den Flügelschneiden führenden Saugkanäle im Gegensatz zur üblichen Gestaltung von Drehbohrkronen unmittelbar vor den Spanflächen der Flügelschneiden, um das im erheblichen Umfange anfallende Bohrklein gut lieraussaugen zu können. Dadurch soll erreicht werden, daß sich das Bohrklein sofort nach seinem Entstehen in die Absaugkanäle hineinschiebt und dort vom Saugstrom erfaßt wird.When drilling with hammering with water flushing you have the openings for the supply channels for the detergent are also in the immediate vicinity of the. Rake faces the cutting edge, but only for the purpose of getting the detergent as close as possible. to bring them to the cutting edge. The hitherto customary rotary drill bits generally have With regard to the high pressure, finger-like cutting edges and thus a larger one Space between the actual drill bit body and the cutting edges. at the drill according to the invention are the openings of the leading to the wing cutting Suction channels in contrast to the usual design of rotary drill bits immediately in front the rake faces of the wing cutting edges in order to avoid the large amounts of cuttings to be able to suckle well. This is to ensure that the cuttings Immediately after its emergence it pushes it into the suction channels and there from the suction flow is detected.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ein Gesteinsdrehbohrer dargestellt, und zwar zeigt *Fig. r eine Ansicht und' Fig:2 die zugehörige Draufsicht.In the drawing is as an embodiment of the subject Invention, a rock drill shown, namely shows * Fig. r a view and FIG. 2 shows the associated top view.

Der Schneidenträger-z ist an seinem einen Ende als 'Bohrkopf 2 ausgebildet und mit seinem anderen Ende- auf -die Bohrstange aufgeschraubt. Der Bohrkopf hat, wie üblich, einen größeren Durchmesser als der Schaft des Schneidenträgers, ist etwas kegelig gestaltet und mit zwei aufgelöteten Hartmetallflügelschneiden ,4 und 5 versehen. Zu den Flügelschneiden führen Saugkanäle 6 und 7, die in einen Saugkanal 8 in der Bohrstange übergehen. Die Kanäle dienen zum Absaugen des Bohrkleins.The cutter carrier -z is designed as a 'drill head 2' at one end and with its other end screwed onto the boring bar. The drill head has as usual, a larger diameter than the shank of the cutter carrier, has a somewhat conical design and has two soldered-on hard metal blade blades , 4 and 5 provided. Suction channels 6 and 7 lead to the wing cutting edges, which lead into a Pass over suction channel 8 in the boring bar. The channels are used to suck off the cuttings.

Die Öffnungen der Saugkanäle 6 und 7, deren Einzelquerschnitt mit dem Querschnitt des Saugkanals 8 übereinstimmt (vgl. Fig. a), werden durch die Flügelschneiden 4. und 5 zur Hälfte abgedeckt. Infolgedessen entspricht der wirksame Gesamtquerschnitt der Saugkanäle 6 und 7 dem Querschnitt des Saugkanals B. Die Saugkanäle 6 und 7 und deren Öffnungen können eine beliebige Querschnittsform, unter anderem auch die eines Rechtecks, haben, dessen größere Seite nicht größer ist als der Durchmesser des Saugkanals 8 der Bohrstange. Um eine Verstopfung der Saugkanäle 6 und 7 zu vermeiden und eine störungsfreie Staubabsaugung zu gewährleisten, dürfen die wirksamen, d. h. die engsten Querschnitte der zu den Flügelschneiden führenden Saugkanäle zusammen höchstens so groß sein wie der Saugkanal in der Bohrstange.The openings of the suction channels 6 and 7, their individual cross-sections with the cross section of the suction channel 8 coincides (see. Fig. A), are through the wing cutting 4th and 5th half covered. As a result, the effective total cross-section corresponds to of the suction channels 6 and 7 the cross section of the suction channel B. The suction channels 6 and 7 and their openings can have any cross-sectional shape, including the of a rectangle, the larger side of which is not larger than the diameter of the suction channel 8 of the drill rod. To avoid clogging of the suction channels 6 and 7 and to ensure trouble-free dust extraction, the effective, i. H. the narrowest cross-sections of the suction channels leading to the wing cutting edges at most as large as the suction channel in the drill rod.

Die Öffnungen der Kanäle 6 und 7 liegen unmittelbar vor den Spanflächen 9 der Flügelschneiden q. und 5. Zwischen den Öffnungen und den Schneidenkanten liegt ein Abstand a, der etwa ein Zehntel bis ein Viertel des Gesamtschneidendurchmessers beträgt. Dieser Wert, der sich auch nach dem jeweiligen Bohrfortschritt richtet, hat sich erfahrungsgemäß als der günstigste zur Erreichung möglichst hoher Sauggeschwindigkeiten erwiesen.The openings of the channels 6 and 7 are immediately in front of the rake faces 9 of the wing blades q. and 5. lies between the openings and the cutting edges a distance a, which is about a tenth to a quarter of the total cutting diameter amounts to. This value, which is also based on the respective drilling progress, Experience has shown that it is the cheapest for achieving the highest possible suction speeds proven.

Falls es sich als erforderlich erweist, können zur Erleichterung der Luftzuführung zu der Bohrstelle und den Öffnungen der Kanäle 6 und 7 an der Umfläche des Bohrkopfes sich in dessen Längsrichtung erstreckende Nuten oder Vertiefungen vorgesehen sein, wie dies bereits bekannt ist; ihr Gesamtquerschnitt soll kleiner sein als der Querschnitt des Saugkanals in der Bohrstange.If it proves necessary, it can be used to facilitate the Air supply to the drilling site and the openings of the channels 6 and 7 on the surrounding area of the drill head extending in the longitudinal direction of grooves or depressions be provided, as is already known; their overall cross-section should be smaller than the cross section of the suction channel in the drill rod.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rock drill bits with suction for cuttings and two or more wing cutting edges, in particular hard metal wing cutting edges, thereby characterized in that the total suction cross-section of the individual wing cutting edges (q., 5) outgoing suction channels (6, 7) through the chest surface of the respective cutting body is covered so far that its effective total cross-section is at most as large like the cross section of the suction channel (8) in the drill rod (3), and that the openings the suction channels (6, 7) of the crown body, which is pulled far forward, directly lie in front of the rake faces (9) of the wing cutting edge. z. Rotary rock drill according to claim i, characterized in that the distance (a) of the openings from the wing cutting edges leading suction channels (6, 7) from the cutting edge about a tenth to a quarter of the total cutting diameter. 3. Rock drill bit with itself in the longitudinal direction of the drill head extending grooves or depressions on the surface of the drill head according to claim i or z, characterized in that its overall cross-section is smaller is than the cross section of the suction channel in the drill rod. Considered publications: German Patent No. 704 64: 2; Austrian Patent No. 165 936; Advertising booklet "Fighting silicosis with a drying and suction device Königsborn", p.14; magazine "Glückauf", 1949, p. 750.