EP0349846B1 - Hohlbohrwerkzeug - Google Patents

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EP0349846B1
EP0349846B1 EP89111381A EP89111381A EP0349846B1 EP 0349846 B1 EP0349846 B1 EP 0349846B1 EP 89111381 A EP89111381 A EP 89111381A EP 89111381 A EP89111381 A EP 89111381A EP 0349846 B1 EP0349846 B1 EP 0349846B1
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EP
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channels
carrier body
sides
cutting segments
drilling tool
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EP89111381A
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Eugen Dr. Magyari
Walter Ritt
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Hilti AG
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Hilti AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/04—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs
    • B28D1/041—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs with cylinder saws, e.g. trepanning; saw cylinders, e.g. having their cutting rim equipped with abrasive particles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/48—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of core type

Definitions

  • the invention relates to a hollow drilling tool with a tubular carrier body and at its front end arranged in the feed direction, the cutting segments projecting beyond the outer and inner contours of the carrier body.
  • Hollow drilling tools of the type mentioned, for example from DE-GM 8 515 322, are used in particular for drilling holes with a large cross section in rock, concrete, masonry and the like.
  • the cutting segments are provided with abrasive cutting particles, especially synthetic diamonds.
  • Drilling usually takes place with the simultaneous supply of a coolant.
  • the supply of the cooling liquid takes place with more or less high pressure and usually along the inside of the tubular support body, so that a drainage on the outside is ensured together with the drilling material.
  • the invention has for its object to provide a hollow drilling tool that allows good removal of the drill, even with less equipment.
  • the cutting segments are provided on their sides projecting beyond the outer and inner contours of the carrier body with a plurality of channels which run parallel to one another within the sides and which run in opposite directions to the longitudinal axis of the carrier body and serve to remove the drill material, the channels being open to the sides and to the circumferential contour delimiting these sides.
  • the coolant is additionally conveyed on the inside against the bottom of the borehole.
  • the slope of the grooves on the inside of the cutting segments runs in the opposite direction to the grooves on the outside of the segments.
  • the coolant is conveyed to the deepest of the borehole on the inside of the cutting segments and is conveyed towards the mouth of the borehole on the outside of the cutting segments.
  • the arrangement of a plurality of channels running parallel to one another ensures during the entire service life of the drilling tool that channels are available for removing the drill material from the cutting segments.
  • Good conveyance of the drilling material is advantageously achieved with channels running at an incline of 30 ° to 60 °.
  • the channels advantageously have a U-shaped cross section.
  • the U-shaped cross section of the channels can be angular or rounded.
  • the depth and width of the U-shaped The cross section of the channels preferably corresponds approximately to the dimension by which the cutting segments project beyond the outer contour of the carrier body.
  • Another advantage of the channels according to the invention is that this increases the surface of the cutting segments and thus improves the heat transfer from the cutting segments to the cooling liquid. Overheating of the cutting segments can be avoided by the improved heat supply.
  • This drawing shows a hollow drilling tool according to the invention in a perspective view.
  • the hollow drilling tool essentially consists of a carrier body 1 with a front end 1a in the feed direction and a rear end 1b.
  • the rear end 1b is designed as a reduced diameter connecting piece 1c for connection to a drilling device known per se, not shown.
  • the end region adjoining the front end 1a is formed with essentially U-shaped recesses 1d for receiving cutting segments 2.
  • the cutting segments 2 have an outwardly directed outer side 2a and an inwardly directed inner side 2b arranged opposite this.
  • the cutting segments are provided on their outer side 2a and on their inner side 2b with channels 2c, 2d which are inclined to the longitudinal axis of the carrier body 1 and open on both sides and towards the outer contour.
  • the channels 2c, 2d are arranged parallel to each other on one side.
  • the pitch angle A of the channels 2c, 2d is approximately 45 °.
  • the direction of inclination of the channels 2c, 2d is opposite on the outside 2a and on the inside 2b.
  • the channels 2c, 2d can also be arranged only in part of the cutting segments 2 or on one side of the cutting segments 2. In the latter case, it is expedient to arrange the channels 2c on the outside 2a of the cutting segments 2.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hohlbohrwerkzeug mit einem rohrförmigen Trägerkörper und an dessen in Vorschubrichtung vorderem Ende angeordneten, die Aussen- und die Innenkontur des Trägerkörpers überragenden Schneidsegmenten.
  • Hohlbohrwerkzeuge der genannten, beispielsweise aus dem DE-GM 8 515 322 bekannten Art werden insbesondere zum Bohren von Löchern mit grossem querschnitt in Gestein, Beton, Mauerwerk und dergleichen verwendet. Die Schneidsegmente sind dabei mit abrasiven Schneidpartikeln, insbesondere mit synthetischen Diamanten versehen.
  • Das Bohren erfolgt meist unter gleichzeitigem Zuführen einer Kühlflüssigkeit. Die Zufuhr der Kühlflüssigkeit erfolgt dabei mit mehr oder weniger hohem Druck und meist an der Innenseite des rohrförmigen Trägerkörpers entlang, so dass ein Abfliessen an der Aussenseite mitsamt dem Bohrgut gewährleistet ist. Allerdings ist es in der Praxis, insbesondere bei mobilen Bohrgeräten, nicht immer möglich, für die Kühlflüssigkeit einen ausreichend hohen Druck für die genügende Abfuhr des Bohrgutes zur Verfügung zu stellen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hohlbohrwerkzeug zu schaffen, das eine gute Abfuhr des Bohrgutes, auch bei geringerem apparativen Aufwand ermöglicht.
  • Gemäss Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Schneidsegmente an ihrer die Aussen- und die Innenkontur des Trägerkörpers überragenden Seiten mit mehreren innerhalb der Seiten parallel zueinander und zur Längsachse des Trägerkörpers in Bezug auf die Seiten gegensinnig geneigt verlaufenden, der Bohrgutabfuhr dienenden Kanäle versehen sind, wobei die Kanäle zu den Seiten und zu der diese Seiten begrenzenden Umfangskontur hin offen sind.
  • Durch die Anordnung der Kanäle an der die Aussenkontur des Trägerkörpers überragenden Seite der Schneidsegmente wird die Kühlflüssigkeit samt dem Bohrgut zur Bohrlochmündung gefördert. Ein solch vorteilhaftes fördern wird insbesondere dann erzielt, wenn die Drehrichtung des Bohrwerkzeuges dem Steigungssinn der Kanäle entspricht.
  • Durch die Anordnung von Kanälen der nach innen gerichteten Seite der Schneidsegmente wird die Kühlflüssigkeit zusätzlich an der Innenseite gegen den Bohrlochgrund gefördert. Die Steigung der Nuten an der Innenseite der Schneidsegmente verläuft gegensinnig zu den Nuten auf der Aussenseite der Segmente. Dadurch entsteht an der Innenseite der Schneidsegmente eine Förderung der Kühlflüssigkeit zum Bohrlochtiefsten hin und an der Aussenseite der Schneidsegmente eine Förderung in Richtung der Bohrlochmündung.
  • Da die Schneidsegmente beim Einsatz des Hohlbohrwerkzeuges abgenutzt werden, ist durch die Anordnung mehrerer parallel zueinander verlaufender Kanäle während der ganzen Lebensdauer des Bohrwerkzeuges gewährleistet, dass Kanäle zur Abfuhr des Bohrgutes an den Schneidsegmenten zur Verfügung stehen.
  • Eine gute Förderung des Bohrgutes wird mit zweckmässigerweise unter einem Steigungswinkel von 30° bis 60° verlaufenden Kanälen erzielt.
  • Die Kanäle weisen vorteilhaft U-förmigen querschnitt auf. Der U-förmige querschnitt der Kanäle kann dabei eckig oder gerundet ausgebildet sein. Die Tiefe und Breite des U-förmigen Querschnitts der Kanäle entspricht vorzugsweise etwa dem Mass, um das die Schneidsegmente die Aussenkontur des Trägerkörpers überragen.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Kanäle besteht darin, dass dadurch die Oberfläche der Schneidsegmente vergrössert und somit die Wärmeübertragung von den Schneidsegmenten an die Kühlflüssigkeit verbessert wird. Durch die verbesserte Wärmezufuhr können Ueberhitzungen der Schneidsegmente vermieden werden.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden. Diese Zeichnung zeigt ein erfindungsgemässes Hohlbohrwerkzeug in perspektivischer Darstellung.
  • Das Hohlbohrwerkzeug besteht im wesentlichen aus einem Trägerkörper 1 mit einem in Vorschubrichtung vorderen Ende 1a und einem rückwärtigen Ende 1b. Das rückwärtige Ende 1b ist als im Durchmesser reduzierter Anschlussstutzen 1c zum Verbinden mit einem an sich bekannten, nicht dargestellten Bohrgerät ausgebildet. Der an das vordere Ende 1a anschliessende Endbereich ist mit im wesentlichen U-förmigen Ausnehmungen 1d zur Aufnahme von Schneidsegmenten 2 ausgebildet. Die Schneidsegmente 2 weisen eine nach aussen gerichtete Aussenseite 2a und eine dieser gegenüberliegend angeordnete, nach innen gerichtete Innenseite 2b auf. Die Schneidsegmente sind an ihrer Aussenseite 2a und an ihrer Innenseite 2b mit zur Längsachse des Trägerkörpers 1 geneigt verlaufenden, beidseits und zur Aussenkontur hin offenen Kanälen 2c, 2d versehen. Die Kanäle 2c, 2d sind auf je einer Seite parallel zueinander angeordnet. Der Steigungswinkel A der Kanäle 2c, 2d beträgt etwa 45°. Der Steigungssinn der Kanäle 2c, 2d ist an der Aussenseite 2a und an der Innenseite 2b entgegengesetzt. Dadurch wird beim drehenden Antreiben des Hohlbohrwerkzeuges in Richtung des Pfeiles D durch die Kanäle 2d an der Innenseite 2b der Schneidsegmente eine zum vorderen Ende 1a des Trägerkörpers 1 bzw zum Bohrlochtiefsten hin wirkende Förderung eines flüssigen oder pastösen Kühl- bzw Schmiermittels erzeugt. Die an der Aussenseite 2a angeordneten Kanäle 2c bewirken dann eine Förderung des Kühlmittels samt dem anfallenden Bohrgut zum rückwärtigen Ende 1b des Trägerkörpers 1 bzw zur Bohrlochmündung hin.
  • Die Kanäle 2c, 2d können auch nur bei einem Teil der Schneidsegmente 2 bzw auf einer Seite der Schneidsegmente 2 angeordnet werden. Im letzteren Fall ist es zweckmässig, die Kanäle 2c auf der Aussenseite 2a der Schneidsegmente 2 anzuordnen.

Claims (3)

1. Hohlbohrwerkzeug mit einem rohrförmigen Trägerkörper (1) und an dessen in Vorschubrichtung vorderem Ende (1a) angeordneten, die Aussen- und die Innenkontur des Trägerkörpers (1) überragenden Schneidsegmenten (2),
dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidsegmente (2) an ihrer die Aussen- und die Innenkontur des Trägerkörpers (1) überragenden Seiten (2a, 2b) mit mehreren, innerhalb der Seiten (2a, 2b) parallel zueinander und zur Längsachse des Trägerkörpers (1) in Bezug auf die Seiten (2a, 2b) gegensinnig geneigt verlaufenden, der Bohrgutabfuhr dienenden Kanälen (2c, 2d) versehen sind, wobei die Kanäle (2c, 2d) zu beiden Seiten (2a, 2b) und zu der diese Seiten (2a, 2b) begrenzenden Umfangskontur hin offen sind.
2. Hohlbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (2c, 2d) unter einem Steigungswinkel (A) von 30° bis 60° verlaufen.
3. Hohlbohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (2c, 2d) U-förmigen Querschnitt aufweisen.
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