EP2775090A2 - Drill bit - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a drill bit for a device for drilling holes in soft soil or rock material having a plurality of blades extending at least over one end face of the drill bit, which blades have at least two mutually different "radial” extensions as well as two mutually different “axial” extensions are formed in the direction of a rotation axis of the drill bit, and at least one opening for discharging flushing fluid.
- Drill bits for the formation of holes in soft or mild soil or rock material are for this purpose equipped with cutting strips, which extend at least over a diameter of a central part of the drill bit and which are often formed a plurality of intersecting or an angle with each other enclosing cutting.
- the cutting bars or cutting edges can continue to project beyond the end face of the drill bit and at least partially have a non-planar contour of the cutting bar when viewed with respect to the bore hole interior.
- a rock drill or a drill bit for such a rock drill has become known, in which the cutting bar or the cutting bars have a sloping contour, in particular have such a sloping contour that the cutting strips are formed substantially in the shape of a roof whose ridge furthest designed directed to the borehole interior.
- drill bit for an anchor intended for the formation of holes in soft or loamy rocks is the DE 197 12 181 A1 to see which drill bit has substantially two mutually normal cutting edges, one of which rises above the end face of the drill bit and the other is formed substantially in the plane of the end face of the drill bit, both Cutting symmetrical to each other are formed and project beyond the circumference of the drill bit.
- the present invention now aims to develop such drill bits to the effect that on the one hand with such a drill bit rapid drilling progress can be achieved and also the most uniform wear of the cutting strips can be provided and thereby the service life of the drill bit compared to conventional drill bits are significantly increased can.
- the drill bit according to the invention is essentially characterized in that a first radial extent having a first cutting edge extends over the entire Bohrkronen pressmesser that on the lower radial extent having first cutting edge two over an outer periphery of the end face of the drill bit further than first cutting edge projecting second cutting are provided and that the second cutting edges in the region of the end face of the drill bit and / or inclined in the region of the drill bit shank, with the first cutting edge and / or with the axis of rotation of the drill bit formed an acute angle.
- the drill bit has two mutually different shapes of blades, one that substantially accomplishes the drilling progress toward the well bore and provides a smaller diameter of bore and at least one second blade that extends beyond the outer periphery of the face of the drill bit than the drill bit projecting first cutting edge is provided, which is thus provided essentially for the formation of the desired diameter of the borehole, it is ensured that on the one hand a sufficiently rapid rate of penetration is achieved and on the other hand a substantially uniform wear of the cutting is ensured. Furthermore, since the second cutting edges in the area of the end face and / or of the drill bit shaft are inclined with the axis of rotation of the drill bit at an acute angle, the drill bit can be screwed into the ground in the manner of a screw.
- the inclination of the second cutting is in this case designed so that upon rotation of the drill bit, the second cutting first arrive with its adjacent to the first cutting edge areas in engagement with the rock to be dissolved.
- the second cutting edges first come into engagement with the stone to be loosened with their regions adjacent to the first cutting edge, the stone to be loosened is loosened in the manner of a helical drill first and then safely and reliably from the drill bit region conveyed away, so that laying of the cutting or slowing down the progress of drilling due to excessive amounts of cuttings inside the well is certainly lagged.
- the second cutting edges with the axis of rotation of the drill bit form an angle of 2 ° to 15 °, in particular 5 ° to 10 °.
- the drill bit is formed so that a cutting surface of the blades is inclined at an angle to the horizontal, in particular by an angle of 1 to 10 ° to the horizontal and in particular so further developed that one in the direction of rotation the drill bit leading edge is located higher than a trailing edge in the direction of rotation of the drill bit, the leading in the direction of rotation of the drill bit cutting edge is first brought into use with the rock to be dissolved, so that a rapid and safe cutting of the cutting edges of the drill bit in the rock to be dissolved is ensured.
- the drill bit is formed so that the first cutting edge in the axial direction of the drill bit is substantially sawtooth formed with two outer periphery of the drill bit cross over the axis of rotation of the drill bit extending vertical areas.
- the first cutting edge in the axial direction of the drill bit substantially sawtooth formed with two outer periphery of the drill bit, extending along the axis of rotation of the drill bit, vertical areas, on the one hand a first diameter of a borehole formed by the first cutting and on the other hand ensured in that, due to the sawtooth-shaped contour of this first cutting edge, a region of the sawtooth-shaped profile projecting farthest to the bore-hole first engages and performs a first release work, after which, after penetration of this first region, the further regions of the sawtooth-shaped profile engage successively and the first diameter of the borehole without requiring excessive force and without the first blade being excessively worn.
- the force can be reduced by the fact that the most projecting portions of the sawtooth-shaped profile form a first release work, whereupon adjacent portions of the first incision are more easily solvable, since they have already experienced some relaxation by engaging the most projecting portion.
- the sawtooth-shaped portion of the first cutting edge has flats at its furthest projecting into the well interior, a substantially annular profile is degraded farthest in a borehole interior, whereby not only the entire release work is facilitated but also the removal of the cuttings is facilitated.
- the drill bit is formed so that the trailing edges in the direction of rotation of the second cutting at its inflection point between the end face of the drill bit and the drill bit shank on a common axis passing through a drill bit center and that articulation of the second Cutting the first cutting edge let the center of the drill bit, it is ensured that on the one hand by the second cutting, in particular the entire diameter of a borehole to be achieved is swept over and the second cutting edges contribute sufficiently to the dissolving work and, on the other hand, ensures that the special cross section of the drill bit reliably and reliably removes cuttings. Furthermore succeeds with such a training succeeds a safe and reliable release of the rock throughout the drill bit cross-section and also a rapid rate of penetration is achieved with the least possible wear of the cutting.
- the invention is preferably developed such that the first and the second cutting edges of the drill bit are hardened on their areas reaching into the rock to be loosened and / or with one Hard material or hard metal cladding are provided.
- the invention is preferably developed so that the areas of the second cutting edges inclined in the region of the drill bit shaft are substantially wedge-shaped from a borehole interior to a borehole exterior are formed.
- the contour of the second cutting edges is substantially formed so that the leading edge of the substantially wedge-shaped region of the second cutting edges is curved.
- Such a curved contour of at least parts of the second cutting edges ensures a uniform removal of the drill cuttings along the area of the cutting edges during drilling, and thus reliably prevents laying or excessive accumulation of drill cuttings in the area of the end face of the drill bit.
- the invention is preferably developed in such a way that reinforcing ribs, in particular reinforcing ribs running essentially helically around the drill bit shank, are formed between the regions of the first and second cutting edges projecting beyond the drill bit shank.
- the projecting portion of the first and second blades, and particularly those of the second blades can be made relatively large relative to the diameter of the bit shank and thus the achievable bore diameter can be significantly increased over that of conventional bit shells.
- the drill bit according to the invention is further developed such that in addition at least two offset by about 90 ° to the Spülkanälen, with a horizontal between 10 and 45 ° enclosing angle in the direction are provided to a borehole outer inclined flushing channels.
- at least two offset by about 90 ° to the Spülkanälen, with a horizontal between 10 and 45 ° enclosing angle in the direction are provided to a borehole outer inclined flushing channels.
- rinsing with a cement suspension in particular a strongly diluted cement suspension, can be carried out with which, in addition to rinsing the borehole, the wall thereof can be at least partially solidified.
- the flushing channel is an angle with the horizontal between 2 ° and 10 ° includes, the flushing fluid is applied especially in the direction of a bore hole inside and thus the area of the end face of the drill bit or to a Rinsed outside of the wellbore outer surface of the drill bit shank, whereupon cuttings along the helical shape of the projecting over the drill bit shank portions of the first and in particular the second cutting to a borehole exterior is washed away.
- the drill bit is further developed so that two flushing channels are provided and that the scavenging channels on the reinforcing ribs and adjacent the leading cutting edge of the inclined portion of the second cut open on the one hand, a swirling of the flushing fluid in the Ensures face of the drill bit and thus transported away any cuttings from this area and also ensures that the cuttings continue to be transported along the inclined portions of the second cutting towards a borehole exterior.
- the (the) flushing channel (channels) is provided at their lying on an outer side of the drill bit mouths in particular releasably definable flush valves (are), it is possible, the amount or the exit velocity of the flushing fluid To control or, which is achieved, for example, in a sharper jet of flushing fluid even more complete and faster removal of the cuttings from the field of the drill bit and the entire borehole, but also, for example, in cases of rocks, in which a drilling and a simultaneous flushing with water could be unfavorable, by closing the flush valve, the escape of flushing fluid can be completely obstructed.
- valves are substantially cap-shaped flow-through valves, the cap-shaped area of which is carbide-cemented or carbide-plated, eliminating the valves during operation and thereby wearing them down, thereby either the outlet is much too large or clogged by abraded metal chips or the like. So that a targeted discharge of flushing fluid does not seem possible.
- the cap-shaped flow control valves are formed of hard metal, these valves can perform dissolution work especially in sharp-edged protruding rock residues.
- the cap-shaped surfaces of the carbide valves could be formed contoured.
- the valves can be formed in their entirety of hard metal.
- a drill bit 1 which has at least one extending over the end face 2 first cutting edge 3.
- the first cutting edge 3 is in this case substantially sawtooth-shaped and extends slightly beyond the outer diameter a of the drill bit 1 or of the drill bit shank 4.
- the entire blade 5 is in this case inclined to a rotational axis 6 of the drill bit 1 and closes with this axis of rotation 6 of the drill bit 1 an angle ⁇ .
- Both the cutting edge 3 and the cutting edge 5 had a diameter b, which can be substantially equal for both cutting edges.
- the cutting edges 3 and 5 are provided with a hard metal plating 7, as shown schematically by the hatched area of the cutting edges 3 and 5.
- the provided with the hard metal plating 7 surface of the cutting edges 3 and 5 is in this case further inclined to a horizontal inclined so that in the direction of rotation, which is indicated by the arrow 8, the drill bit 1 leading edge 9 at a rotary drilling a drill bit 1 first in Engagement with a rock to be loosened and a trailing in the direction of rotation 8 edge 12 of the cutting edges 3 and 5, the actual release work only comes at a later date, in particular only auxiliary used.
- the inclination angle ß of the cutting edges 3, 5 is in this case selected so that the surface of the cutting edges 3 and 5 with the horizontal angle between 1 ° and 10 ° include further wherein the maximum inclination is selected such that the hard metal cladding 7 of the cutting. 3 and 5 extending straight line represents a tangent to the peripheral edge adjacent the end face of the drill bit.
- the inclination of the blades can be changed over the length of the blades.
- the cutting edges 3 and 5 are designed such that they protrude in the region of the drill bit shank 4 over its outer diameter a, in particular by a different amount from each other. Between the projecting portions of the cutting edges 3 and 5 are in this case, in order to prevent inadvertent breaking or breaking out of the cutting edges 3 and 5 with certainty, reinforcing ribs 10 are provided.
- the reinforcing ribs 10 are formed so that they are arranged substantially helically around the drill bit shank 4.
- flushing channels 15 and flushing openings 11 are formed in the bit shaft 4.
- the flushing channels 15 in this case extend on the one hand along the axis of rotation 6 in the interior of the drill bit 1, as is apparent Fig. 3 can be seen, and by the material of the drill bit substantially normal to the axis of rotation. 6
- Fig. 2 is a plan view of the drill bit 1 of Fig. 1 4, wherein it can be seen that the cutting edge 3 is a cutting edge 3 which extends essentially over the entire diameter a of the drill bit 1, wherein the cutting edge 3 additionally engages over the drill bit shank 4 of the drill bit 1 substantially concurrently with the axis of rotation 6 of the drill bit 1 , Furthermore, in Fig. 2 to see that in the direction of rotation 8 of the drill bit 1 leading edge 9 of the cutting edge 3 when turning the drill bit 1 in the direction of the arrow 8 first comes into engagement with the rock to be dissolved.
- the second cutting edge 5 is formed in two parts, wherein the cutting edges 5 are each arranged eccentrically from the axis of rotation 6 of the drill bit 1 on the end face 2 of the drill bit 1.
- the cutting edges 5 are formed so that they are also formed inclined over the end face 2 of the drill bit 1.
- the cutters 5 are in this case designed such that they are inclined by an angle .alpha Fig.
- the cutting edges 3, 5 are designed such that they rest on their area which overlaps the end face 2 of the drill bit and abut against the borehole wall and, in particular, form the definitive and desired borehole cross section or diameter of the borehole.
- these, in particular their leading edge 9 may also be curved to be even clearer or more complete of the desired helical shape to follow for an improved removal of cuttings.
- the end face 2 of the drill bit 1 is substantially formed of 2 semicircular elements 13, which semi-circular elements 13 are offset from each other with respect to the cutting edge 3. Furthermore, in order to avoid accidental breaking off or damaging of the cutters 3 and 5 projecting beyond the drill bit diameter a, reinforcing ribs 10, which are not provided with a hard material cladding 7, are formed in the region of the drill bit shank 4. The hard metal claddings 7 are also in Fig. 2 shown as dark hatched areas 7.
- Fig. 3 which is a longitudinal section through the drill bit 1 along the line AA of Fig. 2 represents, it is seen that in the interior of the drill bit 1 on the one hand, a thread 14 is provided, for example, insert a drill rod or an adapter, not shown, and set the drill bit 1 on a device for drilling holes, not shown, and on the other hand, that inside the Drill bit 1 is further a flushing channel 15 is guided, which opens into a flushing opening 11 on the outside of the drill bit 1 in the region between the reinforcing ribs 10 and the inclined blades 5.
- a thread 14 is provided, for example, insert a drill rod or an adapter, not shown, and set the drill bit 1 on a device for drilling holes, not shown, and on the other hand, that inside the Drill bit 1 is further a flushing channel 15 is guided, which opens into a flushing opening 11 on the outside of the drill bit 1 in the region between the reinforcing ribs 10 and the inclined blades 5.
- the flushing channel 15 is in this case formed substantially normal to the axis of rotation 6 of the drill bit 1, wherein it usually includes an angle between 2 ° and 10 ° with the horizontal and are directed in the direction of the end face 2 of the drill bit 1.
- flushing fluid which in known Can be made of water, air or mixtures thereof, ensures that especially in the area of the end face 2 of the drill bit 1 accumulated cuttings swirled with certainty and along the substantially spiral formation of both the reinforcing ribs and the blades 5 backwards in the direction a borehole exterior is transported away.
- the flushing opening 11 preferably has a diameter d which is essentially the same size as the diameter or the thickness of the cutters 3 and 5.
- Fig. 4 which is a perspective side view of the drill bit of Fig. 1 shows, the reference numerals of Fig. 1 to 3 maintained as much as possible.
- the cutting edge 3 extends substantially over the entire diameter a of the drill bit shank 4 and that over the outer periphery of the drill shank 4 projecting portions 16 of the cutting edge 3 are provided in its upper region with a hard metal cladding and in the area which further from facing away from a bore hole inside, the cutting edge 3 is formed without Hartmaterialplatt ist 7. Between the cutting edge 3 and the cutting edge 5, a reinforcing rib 10 is provided which extends substantially below the edge of the end face 2 of the drill bit 1 facing a borehole exterior. The dimensioning of the reinforcing rib 10 or reinforcing ribs 10 is chosen so that it is ensured that in a practical use tearing of the thereby supported or held cutting edge 3 5 is reliably prevented.
- the second cutting edges 5 are mounted on the end face 2 of the drill bit 1 in such a way that the substantially sawtooth-shaped cutting edge 3 has its lowest point 17 in the immediate vicinity of an articulation point of the trailing edge 12 of the cutting edge 5 against the cutting edge 3. Furthermore, the cutting edge 5 is formed inclined so that it extends substantially in the manner of one of the rotational movement of the drill bit according to the arrow 8 following spiral to at least a portion of the circumference of the shaft 4. This means that the cutting edges 5 are provided with a "crown" in the direction of the arrow 8.
- the entire cutting edges 3, 5 may be formed of hardened material or hard material, in particular to increase the service life of the drill bit 1 further or this also for a Drilling, especially rotating or rotating and beating drilling in moderately hard rock to apply.
- Fig. 5 The representation of Fig. 5 is essentially the same as the representation of Fig. 4 , wherein the drill bit was rotated only by 90 ° in the direction of arrow 8.
- Fig. 5 Therefore, not only is a reinforcing rib 10 to be seen between the cutting edge 3 and the cutting edges 5, but it can be seen that the reinforcing ribs 10 extend substantially in the manner of a spiral around the circumference of the shaft 4 of the drill bit 1.
- this outlet opening 11 opens substantially in the region of the interface between the cutting edge 5 and a reinforcing rib 10, so that the exiting flushing fluid is forcibly guided and in particular the area of the drill bit 1, which to a Drilling hole inside facing, certainly rinsed free of cuttings.
- Fig. 6 is a section through a drill bit 1 according to the invention, in the interior of a thread 14 is provided for connection with, for example, an adapter and which thread 14 is hollow and through which a flushing fluid is passed.
- the inclined by an angle ⁇ of up to 45 ° in the direction of a borehole outer flushing channels 20 are in this case provided with a schematically indicated thread, in particular an internal thread 18, as the right side of Fig. 6 can be seen.
- a releasably fixable flush valve 19 may be used in this internal thread 18 can, as shown schematically on the left side of the Fig. 6 is shown.
- Similar flushing valves 19 may be used, for example, formed in the flushing channels 15.
- a further branch channel 23 of the flushing channel 15 is provided, which extends substantially to the center of the drill bit 1, which lies closest to the wells. With this flushing channel 23 cuttings can be removed from the area of the cutting edges 3 and 5.
- the exact configuration of the purge valves 19 can be chosen arbitrarily here. Such is the use of valves whose outlet can be throttled as desired, or can also be completely closed, as also covered by the invention, as the use of flush valves, which have an always constant passage cross-section. Also, the pressure with which the flushing fluid is discharged, can be freely selected depending on the given conditions. In the case of very brittle rocks, the spray jet can be chosen so that the flushing fluid is discharged under high pressure, which allows it to perform additional work of dissolution.
- the purge valves 19 are preferably designed as substantially cap-shaped flow valves, as for example in Fig. 7 is shown.
- a flush valve 19 in this case has, for example, a cap 20 made of hard material, in which the flushing channel 15 opens.
- the carbide cap 25 may be either, as shown in FIG Fig. 7 is shown to be completely smooth, or contoured, in particular to be able to perform release work when the pins project sufficiently and, in particular, as may often be the case in soft or mild rock, the borehole wall is irregular or already broken rock under the cutting edges 3, 5 of the drill bit 1 has packed together.
- the hard metal cap 25 is in this case fixed on a base body 21, for example by plating or welding, wherein the base body 21 has an external thread 22 which can be brought into engagement with, for example, the internal thread 18 in the flushing channel 15.
- the flush valves 19 can be exchanged as needed or, for example, a plug can be set, if a flush could be disadvantageous, for example due to the rock type to be degraded.
- the purge valves 19 may be arbitrarily formed, in particular further protruding or less far from the surface of the drill bit 1 can be formed projecting, depending on whether it is desired that the purge valves 19 only rinsing or increased participate in the dissolution work in the rock.
- the purge valves also participate in the release work, they are preferably designed so that they protrude at least to the level of the blades 3, in particular the blades 5, in any case project beyond the area 16 of the blades 3 to sufficiently with the rock or to engage with already dissolved, but for example packed together rock.
- the flush valves are made entirely of hard metal so as not to fear unintentional flaking of the plating from the base 21.
- all parts of the drill bit can be made of one and the same hard material, or hardened in a single common step, in particular to avoid interfaces between differently hard materials.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bohrkrone für eine Vorrichtung zum Bohren von Löchern in weichem bzw. mildem Boden- oder Gesteinsmaterial mit einer Mehrzahl von sich zumindest über eine Stirnfläche der Bohrkrone erstreckenden Schneiden, welche Schneiden mit sowohl wenigstens zwei voneinander verschiedenen "radialen" Erstreckungen als auch zwei voneinander verschiedenen "axialen" Erstreckungen in Richtung einer Drehachse der Bohrkrone ausgebildet sind, sowie wenigstens einer Öffnung zum Ausbringen von Spülfluid.The present invention relates to a drill bit for a device for drilling holes in soft soil or rock material having a plurality of blades extending at least over one end face of the drill bit, which blades have at least two mutually different "radial" extensions as well as two mutually different "axial" extensions are formed in the direction of a rotation axis of the drill bit, and at least one opening for discharging flushing fluid.
Die Ausbildung von Löchern in weichem bzw. mildem Boden- oder Gesteinsmaterial wird üblicherweise mit einem drehenden oder einem drehenden und schlagenden Bohrverfahren erreicht, bei welchem durch eine Drehbewegung oder durch eine gleichzeitige Drehbewegung und Schlagbewegung der Bohrkrone mittels den auf dieser ausgebildeten bzw. festgelegten Schneiden ein Bohrloch ausgebildet wird. Bohrkronen für die Ausbildung von Löchern in weichem Boden- oder Gesteinsmaterial sind hierzu mit Schneidleisten ausgestattet, welche sich wenigstens über einen Durchmesser eines zentralen Teils der Bohrkrone erstrecken und welche häufig eine Mehrzahl von einander schneidenden bzw. einen Winkel miteinander einschließenden Schneiden ausgebildet sind. Die Schneidleisten bzw. Schneiden können hierbei weiterhin die Stirnfläche der Bohrkrone überragen und weisen zumindest teilweise eine nicht ebene Kontur der Schneidleiste auf, wenn sie in Bezug auf das Bohrlochinnere gesehen werden.The formation of holes in soft or mild soil or rock material is usually achieved with a rotating or a rotating and beating drilling method, in which by a rotary motion or by a simultaneous rotational movement and impact movement of the drill bit by means of the formed thereon or fixed cutting Borehole is formed. Drill bits for the formation of holes in soft soil or rock material are for this purpose equipped with cutting strips, which extend at least over a diameter of a central part of the drill bit and which are often formed a plurality of intersecting or an angle with each other enclosing cutting. The cutting bars or cutting edges can continue to project beyond the end face of the drill bit and at least partially have a non-planar contour of the cutting bar when viewed with respect to the bore hole interior.
So ist beispielsweise aus der
Eine andere Form einer Bohrkrone für einen Anker, der für das Ausbilden von Löchern in weichen bzw. lehmigen Gesteinen gedacht ist, ist der
Nachteilig an derartigen bekannten Bohrkronen ist einerseits, dass aufgrund der symmetrisch über den Umfang der Bohrkrone ausgebildeten Schneideleisten, insbesondere diejenigen Schneidleisten, welche weiter zum Bohrlochinneren vorragen, rasch abgenützt werden und andere Schneidleisten, welche von dem Bohrlochinneren weiter entfernt angeordnet sind, an der Ausbildung des Bohrlochs nur einen untergeordneten bzw. geringen Anteil aufweisen, so dass die Schneidleisten von ein und derselben Bohrkrone meist unterschiedlich lange Standzeiten aufweisen.A disadvantage of such known drill bits on the one hand, that due to the symmetrically formed over the circumference of the drill bit cutting strips, especially those cutting strips, which further protrude to the borehole interior, are rapidly worn and other cutting strips, which are located further away from the borehole interior, to the formation of the Borehole have only a minor or low proportion, so that the cutting strips of one and the same drill bit usually have different lengths of life.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, derartige Bohrkronen dahingehend weiterzubilden, dass einerseits mit einer derartigen Bohrkrone ein rascher Bohrfortschritt erzielt werden kann und überdies eine möglichst gleichmäßige Abnutzung der Schneidleisten zur Verfügung gestellt werden kann und dadurch die Standzeit der Bohrkrone gegenüber herkömmlichen Bohrkronen deutlich erhöht werden kann.The present invention now aims to develop such drill bits to the effect that on the one hand with such a drill bit rapid drilling progress can be achieved and also the most uniform wear of the cutting strips can be provided and thereby the service life of the drill bit compared to conventional drill bits are significantly increased can.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Bohrkrone im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass eine eine geringere radiale Erstreckung aufweisende erste Schneide sich über den gesamten Bohrkronendurchmesser erstreckt, dass auf die eine geringere radiale Erstreckung aufweisende erste Schneide zwei über einen Außenumfang der Stirnfläche der Bohrkrone weiter als die erste Schneide vorragende zweite Schneiden vorgesehen sind und dass die zweiten Schneiden im Bereich der Stirnfläche der Bohrkrone und/oder im Bereich des Bohrkronenschafts geneigt, mit der ersten Schneide und/oder mit der Drehachse der Bohrkrone einen spitzen Winkel einschließend ausgebildet sind. Indem die Bohrkrone zwei voneinander verschiedene Formen von Schneiden aufweist, eine, welche im Wesentlichen den Bohrfortschritt in Richtung zu dem Bohrlochinneren bewerkstelligt und einen kleineren Durchmesser eines Bohrlochs zur Verfügung stellt und wenigstens eine zweite Schneide, welche über den Außenumfang der Stirnfläche der Bohrkrone weiter als die erste Schneide vorragt, vorgesehen ist, welche somit im Wesentlichen zur Ausbildung des gewünschten Durchmessers des Bohrlochs vorgesehen ist, wird sichergestellt, dass einerseits ein ausreichend rascher Bohrfortschritt erzielt wird und andererseits eine im Wesentlichen gleichmäßige Abnützung der Schneiden gewährleistet wird. Indem weiterhin die zweiten Schneiden im Bereich der Stirnfläche und/oder des Bohrkronenschafts geneigt mit der Drehachse der Bohrkrone einen spitzen Winkel einschließend ausgebildet sind, kann die Bohrkrone nach Art einer Schraube in das Boden- bzw. Gesteinsmaterial eingetrieben werden und somit wird nicht nur ein rascher Bohrfortschritt zur Verfügung gestellt, sondern es wird weiterhin aufgrund der geometrischen Ausbildung, insbesondere der Neigung der zweiten Schneiden im Bereich der Stirnfläche und/oder des Bohrkronenschafts eine rasche und vollständige Abförderung des Bohrkleins aus dem Bereich der Bohrkrone sichergestellt. Schließlich kann eine derartige Bohrkrone nicht nur für ein drehendes Bohren eingesetzt werden, sondern sie ist aufgrund ihrer speziellen Geometrie auch für ein drehendes und schlagendes Bohren einsetzbar.To solve this problem, the drill bit according to the invention is essentially characterized in that a first radial extent having a first cutting edge extends over the entire Bohrkronendurchmesser that on the lower radial extent having first cutting edge two over an outer periphery of the end face of the drill bit further than first cutting edge projecting second cutting are provided and that the second cutting edges in the region of the end face of the drill bit and / or inclined in the region of the drill bit shank, with the first cutting edge and / or with the axis of rotation of the drill bit formed an acute angle. In that the drill bit has two mutually different shapes of blades, one that substantially accomplishes the drilling progress toward the well bore and provides a smaller diameter of bore and at least one second blade that extends beyond the outer periphery of the face of the drill bit than the drill bit projecting first cutting edge is provided, which is thus provided essentially for the formation of the desired diameter of the borehole, it is ensured that on the one hand a sufficiently rapid rate of penetration is achieved and on the other hand a substantially uniform wear of the cutting is ensured. Furthermore, since the second cutting edges in the area of the end face and / or of the drill bit shaft are inclined with the axis of rotation of the drill bit at an acute angle, the drill bit can be screwed into the ground in the manner of a screw. or rock material are driven in and thus not only a rapid rate of penetration is provided, but it is also due to the geometric design, in particular the inclination of the second cutting in the region of the face and / or the Bohrkronenschafts a rapid and complete removal of the cuttings from the Ensured area of the drill bit. Finally, such a drill bit can not only be used for a rotary drilling, but it is also used for a rotating and beating drilling due to their special geometry.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Neigung der zweiten Schneiden hierbei so ausgebildet, dass bei einer Drehung der Bohrkrone, die zweiten Schneiden zuerst mit ihren an die erste Schneide angrenzenden Bereichen in Eingriff mit dem zu lösenden Gestein gelangen. Indem bei einer Drehung der Bohrkrone die zweiten Schneiden zuerst mit ihren an die erste Schneide angrenzenden Bereichen in Eingriff mit dem zu lösenden Gestein gelangen, wird das zu lösende Gestein nach Art eines Schnecken- bzw. Spiralbohrers zuerst gelöst und dann sicher und zuverlässig aus dem Bohrkronenbereich abgefördert, so dass ein Verlegen der Schneiden bzw. ein Verlangsamen des Bohrfortschritts aufgrund von übermäßigen Mengen an Bohrklein im Inneren des Bohrlochs mit Sicherheit hintangehalten ist. Vorzugsweise schließen hierbei, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht die zweiten Schneiden mit der Drehachse der Bohrkrone einen Winkel von 2° bis 15 °, insbesondere 5° bis 10° ein. Durch eine derartige Ausbildung wird einerseits sichergestellt, dass die Schneidkante gleichmäßig zur Lösearbeit beitragen und andererseits bereits durch die Geometrie der Schneiden ein Abtransport des Bohrkleins in Richtung zu einem Bohrlochäußeren bewirkt.According to one embodiment of the invention, the inclination of the second cutting is in this case designed so that upon rotation of the drill bit, the second cutting first arrive with its adjacent to the first cutting edge areas in engagement with the rock to be dissolved. During a rotation of the drill bit, the second cutting edges first come into engagement with the stone to be loosened with their regions adjacent to the first cutting edge, the stone to be loosened is loosened in the manner of a helical drill first and then safely and reliably from the drill bit region conveyed away, so that laying of the cutting or slowing down the progress of drilling due to excessive amounts of cuttings inside the well is certainly lagged. Preferably, in this case, as in a further development of the invention, the second cutting edges with the axis of rotation of the drill bit form an angle of 2 ° to 15 °, in particular 5 ° to 10 °. By such a design on the one hand ensures that the cutting edge contribute evenly to the release work and on the other hand causes already by the geometry of the cutting a removal of the cuttings toward a borehole exterior.
Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohrkrone so ausgebildet ist, dass eine Schneidfläche der Schneiden um einen Winkel zur Waagrechten, insbesondere um einen Winkel von 1 bis 10° zur Waagrechten geneigt ist und insbesondere so weitergebildet ist, dass eine in Drehrichtung der Bohrkrone vorlaufende Schneidkante höher als eine in Drehrichtung der Bohrkrone nachlaufende Kante angeordnet ist, wird die in Drehrichtung der Bohrkrone vorlaufende Schneide zuerst in Einsatz mit dem zur lösenden Gestein gebracht, so dass ein rasches und sicheres Einschneiden der Schneidkanten der Bohrkrone in das zu lösende Gestein sichergestellt ist. Indem insbesondere die Schneiden um eine Winkel zur Waagrechten von 1° bis 10° geneigt sind, wird weiterhin sichergestellt, dass nicht nur die vorlaufende Kante in Eingriff mit dem zu lösenden Gestein kommt, sondern dass bei einem tiefen Einschneiden die Schneiden auch mit ihrer gesamten Schneidfläche zum Einsatz gelangen können und somit einen besonders raschen Bohrfortschritt sicherstellen können. Weiterhin wird mit einer derartigen Ausbildung einer Schneide sichergestellt, dass die Schneiden selbst nachschärfen und somit eine besonders lange Standzeit der Bohrkrone gewährleistet ist.By, as this corresponds to a development of the invention, the drill bit is formed so that a cutting surface of the blades is inclined at an angle to the horizontal, in particular by an angle of 1 to 10 ° to the horizontal and in particular so further developed that one in the direction of rotation the drill bit leading edge is located higher than a trailing edge in the direction of rotation of the drill bit, the leading in the direction of rotation of the drill bit cutting edge is first brought into use with the rock to be dissolved, so that a rapid and safe cutting of the cutting edges of the drill bit in the rock to be dissolved is ensured. In particular, by tilting the cutters at an angle to the horizontal of 1 ° to 10 °, it is further ensured that not only the leading edge comes into engagement with the rock to be loosened, but that at a deep cutting the blades also with their entire cutting surface can be used and thus a particularly rapid Ensure drilling progress. Furthermore, it is ensured with such a design of a cutting edge that the blades resharpen itself and thus a particularly long service life of the drill bit is guaranteed.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Bohrkrone so ausgebildet, dass die erste Schneide in axialer Richtung der Bohrkrone im Wesentlichen sägezahnförmig mit zwei den Außenumfang der Bohrkrone übergreifenden sich entlang der Drehachse der Bohrkrone erstreckenden senkrechten Bereichen ausgebildet ist. Dadurch, dass die erste Schneide in axialer Richtung der Bohrkrone im Wesentlichen sägezahnförmig mit zwei den Außenumfang der Bohrkrone übergreifenden, sich entlang der Drehachse der Bohrkrone erstreckenden, senkrechten Bereichen ausgebildet ist, wird einerseits ein erster Durchmesser eines Bohrlochs durch die erste Schneide ausgebildet und andererseits sichergestellt, dass aufgrund der sägezahnförmigen Kontur dieser ersten Schneide zuerst ein am weitesten zum Bohrlochinneren vorragender Bereich des sägezahnförmigen Profils in Eingriff gelangt und eine erste Lösearbeit verrichtet, worauf nach einem Eindringen dieses ersten Bereichs sukzessive die weiteren Bereiche des sägezahnförmigen Profils in Eingriff gelangen und den ersten Durchmesser des Bohrlochs ausbilden, ohne dass ein übermäßiger Kraftaufwand erforderlich wäre und ohne dass die erste Schneide übermäßig abgenützt würde. Insbesondere der Kraftaufwand kann dadurch verringert werden, dass die am weitesten vorragenden Bereiche des sägezahnförmigen Profils eine erste Lösearbeit ausbilden, worauf dem ersten Einschnitt benachbarte Bereiche leichter lösbar werden, da sie bereits eine gewisse Lockerung durch den Eingriff des am weitesten vorragenden Bereichs erfahren haben.According to one embodiment of the invention, the drill bit is formed so that the first cutting edge in the axial direction of the drill bit is substantially sawtooth formed with two outer periphery of the drill bit cross over the axis of rotation of the drill bit extending vertical areas. Characterized in that the first cutting edge in the axial direction of the drill bit substantially sawtooth formed with two outer periphery of the drill bit, extending along the axis of rotation of the drill bit, vertical areas, on the one hand a first diameter of a borehole formed by the first cutting and on the other hand ensured in that, due to the sawtooth-shaped contour of this first cutting edge, a region of the sawtooth-shaped profile projecting farthest to the bore-hole first engages and performs a first release work, after which, after penetration of this first region, the further regions of the sawtooth-shaped profile engage successively and the first diameter of the borehole without requiring excessive force and without the first blade being excessively worn. In particular, the force can be reduced by the fact that the most projecting portions of the sawtooth-shaped profile form a first release work, whereupon adjacent portions of the first incision are more easily solvable, since they have already experienced some relaxation by engaging the most projecting portion.
Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, der sägezahnförmige Bereich der ersten Schneide an seinem am weitesten in das Bohrlochinnere ragenden Bereichen Abflachungen aufweist, wird am Weitesten in einem Bohrlochinneren ein im Wesentlichen ringförmiges Profil abgebaut, wodurch nicht nur die gesamte Lösearbeit erleichtert wird, sondern auch der Abtransport des Bohrkleins erleichtert wird.By, as in a further development of the invention, the sawtooth-shaped portion of the first cutting edge has flats at its furthest projecting into the well interior, a substantially annular profile is degraded farthest in a borehole interior, whereby not only the entire release work is facilitated but also the removal of the cuttings is facilitated.
Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohrkrone so ausgebildet ist, dass die in Drehrichtung nachlaufenden Kanten der zweiten Schneiden an ihrem Knickpunkt zwischen der Stirnfläche der Bohrkrone und dem Bohrkronenschaft auf einer gemeinsamen durch einen Bohrkronenmittelpunkt verlaufenden Achse liegen und dass Anlenkbereiche der zweiten Schneiden an die erste Schneide den Bohrkronenmittelpunkt frei lassen, wird sichergestellt, dass auch einerseits durch die zweiten Schneiden, insbesondere der gesamte Durchmesser eines zu erzielenden Bohrlochs überstrichen wird und die zweiten Schneiden ausreichend zur Lösearbeit beitragen und andererseits sichergestellt, dass durch den speziellen Querschnitt der Bohrkrone Bohrklein sicher und zuverlässig abtransportiert wird. Weiterhin gelingt mit einer derartigen Ausbildung gelingt ein sicheres und zuverlässiges Lösen des Gesteins im gesamten Bohrkronenquerschnitt und überdies wird ein rascher Bohrfortschritt bei geringst möglicher Abnützung der Schneiden erzielt.By, as corresponds to a development of the invention, the drill bit is formed so that the trailing edges in the direction of rotation of the second cutting at its inflection point between the end face of the drill bit and the drill bit shank on a common axis passing through a drill bit center and that articulation of the second Cutting the first cutting edge let the center of the drill bit, it is ensured that on the one hand by the second cutting, in particular the entire diameter of a borehole to be achieved is swept over and the second cutting edges contribute sufficiently to the dissolving work and, on the other hand, ensures that the special cross section of the drill bit reliably and reliably removes cuttings. Furthermore succeeds with such a training succeeds a safe and reliable release of the rock throughout the drill bit cross-section and also a rapid rate of penetration is achieved with the least possible wear of the cutting.
Um den Verschleiß der Bohrkrone noch weiter zu verringern und die Standzeit weiter zu erhöhen, ist die Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass die erste und die zweiten Schneiden der Bohrkrone an ihren mit zu lösendem Gestein in Eingriff gelangenden Bereichen gehärtet ausgebildet sind und/oder mit einer Hartmaterial- bzw. Hartmetallplattierung versehen sind.In order to reduce the wear of the drill bit still further and to increase the service life, the invention is preferably developed such that the first and the second cutting edges of the drill bit are hardened on their areas reaching into the rock to be loosened and / or with one Hard material or hard metal cladding are provided.
Für eine weitere Erhöhung der Standzeit der Bohrkrone und insbesondere, um einen möglichst großen und insbesondere gleichmäßigen Bohrlochdurchmesser zu gewährleisten, ist die Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass die im Bereich des Bohrkronenschafts geneigt ausgebildeten Bereiche der zweiten Schneiden von einem Bohrlochinneren zu einem Bohrlochäußeren im Wesentlichen keilförmig ausgebildet sind. Indem die geneigt ausgebildeten Bereich der zweiten Schneiden von einem Bohrlochinneren zu einem Bohrlochäußerem im Wesentlichen keilförmig ausgebildet sind, wird sichergestellt, dass in dem Bereich der zweiten Schneiden, wo diese die Hauptlösearbeiten zu verrichten haben, die zweiten Schneiden einen größeren Durchmesser und somit eine erhöhte Festigkeit bzw. Standzeit aufweisen.For a further increase in the service life of the drill bit, and in particular to ensure the largest possible and particularly uniform borehole diameter, the invention is preferably developed so that the areas of the second cutting edges inclined in the region of the drill bit shaft are substantially wedge-shaped from a borehole interior to a borehole exterior are formed. By making the sloped portion of the second blades substantially wedge-shaped from a wellbore to a wellbore exterior, it is ensured that in the region of the second cutters where they are performing the bulk solving work, the second cutters have a larger diameter and thus increased strength or have service life.
Für einen verbesserten Abtransport des Bohrkleins in Richtung zu einem Bohrlochäußeren ist die Kontur der zweiten Schneiden im Wesentlichen so ausgebildet, dass die vorlaufende Kante des im Wesentlichen keilförmigen Bereichs der zweiten Schneiden gekrümmt ausgebildet ist. Durch eine derartige gekrümmte Kontur von zumindest Teilen der zweiten Schneiden wird während des Bohrens ein gleichmäßiger Abtransport des Bohrkleins entlang des Bereichs der Schneiden gewährleistet und somit ein Verlegen bzw. eine übermäßige Ansammlung von Bohrklein im Bereich der Stirnfläche der Bohrkrone mit Sicherheit hintangehalten.For improved removal of the drill cuttings in the direction of a borehole exterior, the contour of the second cutting edges is substantially formed so that the leading edge of the substantially wedge-shaped region of the second cutting edges is curved. Such a curved contour of at least parts of the second cutting edges ensures a uniform removal of the drill cuttings along the area of the cutting edges during drilling, and thus reliably prevents laying or excessive accumulation of drill cuttings in the area of the end face of the drill bit.
Um insbesondere ein Ausreißen bzw. ein Abbrechen der über einen Durchmesser der Bohrkrone und insbesondere über den Durchmesser des Bohrkronenschafts vorragendenIn particular, a tearing or canceling over a diameter of the drill bit and in particular over the diameter of the Bohrkronenschafts protruding
Bereiche der ersten und zweiten Schneiden mit Sicherheit hintanzuhalten, ist die Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass zwischen den über den Bohrkronenschaft vorragenden Bereichen der ersten und zweiten Schneiden Verstärkungsrippen, insbesondere im Wesentlichen schraubenlinienförmig um den Bohrkronenschaft verlaufende Verstärkungsrippen ausgebildet sind.In order to withstand certain areas of the first and second cutting edges, the invention is preferably developed in such a way that reinforcing ribs, in particular reinforcing ribs running essentially helically around the drill bit shank, are formed between the regions of the first and second cutting edges projecting beyond the drill bit shank.
Weiterhin kann durch das Vorsehen von Verstärkungsrippen der vorragende Bereich der ersten und zweiten Schneiden und insbesondere jener der zweiten Schneiden relativ groß in Bezug auf den Durchmesser des Bohrkronenschafts gewählt werden und somit der erzielbare Bohrlochdurchmesser gegenüber jenem von herkömmlichen Bohrkronen deutlich vergrößert werden.Furthermore, by providing reinforcing ribs, the projecting portion of the first and second blades, and particularly those of the second blades, can be made relatively large relative to the diameter of the bit shank and thus the achievable bore diameter can be significantly increased over that of conventional bit shells.
Um den Abtransport des Bohrkleins noch weiter zu beschleunigen und insbesondere zu vervollständigen, ist die Bohrkrone gemäß der Erfindung dahingehend weitergebildet, dass zusätzlich wenigstens zwei um etwa jeweils 90° zu den Spülkanälen versetzte, einen mit der Waagrechten zwischen 10 und 45° einschließenden Winkel in Richtung zu einem Bohrlochäußeren geneigte Spülkanäle vorgesehen sind. Indem im Bohrkronenschaft rückwärts gerichtete Spülkanäle für ein Ausbringen von Spülfluid in dem Bohrkronenschaft ausgebildet sind, wird insbesondere Bohrklein, welches sich im Bereich des Bohrkronenschafts zwischen den vorragenden Bereichen der Schneiden und dem Bohrkronenschaft befindet, mit Sicherheit zu einem Bohrkronenäußeren abtransportiert und ein Zusammenpacken von Bohrklein unter der Bohrkrone verhindert. Bei besonders instabilen Bedingungen in einem Bohrloch kann hierbei das Spülen mit einer Zementsuspension, insbesondere einer stark verdünnten Zementsuspension vorgenommen werden, mit welcher neben einer Spülen des Bohrlochs auch die Wandung desselben zumindest teilweise verfestigt werden kann.In order to further accelerate the removal of the cuttings and in particular to complete, the drill bit according to the invention is further developed such that in addition at least two offset by about 90 ° to the Spülkanälen, with a horizontal between 10 and 45 ° enclosing angle in the direction are provided to a borehole outer inclined flushing channels. In particular, by forming backward flushing passages in the bit shank for dispensing flushing fluid within the drill bit shank, drill cuttings located in the area of the bit shank between the projecting portions of the blades and the bit shank are safely removed to a drill bit outer and cuttings of drill cuttings undermined prevents the drill bit. In the case of particularly unstable conditions in a borehole, rinsing with a cement suspension, in particular a strongly diluted cement suspension, can be carried out with which, in addition to rinsing the borehole, the wall thereof can be at least partially solidified.
Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, der Spülkanal einen Winkel mit der Waagrechten zwischen 2° und 10° einschließt ist, wird das Spülfluid vor allem in Richtung zu einem Bohrlochinneren ausgebracht und somit der Bereich der Stirnfläche der Bohrkrone bzw. der zu einem Bohrlochäußeren gewandte Bereich des Bohrkronenschafts gespült, worauf Bohrklein entlang der Schraubenlinienform der über den Bohrkronenschaft vorragenden Bereiche der ersten und insbesondere der zweiten Schneiden zu einem Bohrlochäußeren ausgewaschen bzw. abtransportiert wird.By, as this corresponds to a development of the invention, the flushing channel is an angle with the horizontal between 2 ° and 10 ° includes, the flushing fluid is applied especially in the direction of a bore hole inside and thus the area of the end face of the drill bit or to a Rinsed outside of the wellbore outer surface of the drill bit shank, whereupon cuttings along the helical shape of the projecting over the drill bit shank portions of the first and in particular the second cutting to a borehole exterior is washed away.
Indem schließlich, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohrkrone so weitergebildet ist, dass zwei Spülkanäle vorgesehen sind und dass die Spülkanäle über den Verstärkungsrippen und benachbart der vorlaufenden Schneidkante des geneigten Bereichs der zweiten Schneiden münden wird einerseits eine Verwirbelung des Spülfluids im Bereich der Stirnfläche der Bohrkrone gewährleistet und somit jegliches Bohrklein aus diesem Bereich abtransportiert und überdies sichergestellt, dass das Bohrklein weiterhin entlang der geneigten Bereiche der zweiten Schneiden in Richtung zu einem Bohrlochäußeren abtransportiert wird.By finally, as corresponds to a development of the invention, the drill bit is further developed so that two flushing channels are provided and that the scavenging channels on the reinforcing ribs and adjacent the leading cutting edge of the inclined portion of the second cut open on the one hand, a swirling of the flushing fluid in the Ensures face of the drill bit and thus transported away any cuttings from this area and also ensures that the cuttings continue to be transported along the inclined portions of the second cutting towards a borehole exterior.
Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, der (die) Spülkanal(kanäle) an ihren zu einer Außenseite der Bohrkrone liegenden Mündungen mit insbesondere lösbar festlegbaren Spülventilen versehen ist (sind), ist es möglich, die Menge bzw. die Austrittsgeschwindigkeit des Spülfluids zu steuern bzw. regeln, wodurch entweder beispielsweise bei einem schärferen Strahl des Spülfluids ein noch vollständigerer und rascherer Abtransport des Bohrkleins aus dem Bereich der Bohrkrone und insgesamt aus dem Bohrloch erreicht wird, aber auch beispielsweise in Fällen von Gesteinen, bei welchen ein Bohren und ein gleichzeitiges Spülen mit Wasser ungünstig sein könnte, durch Verschließen des Spülventils der Austritt von Spülfluid vollständig hintangehalten werden kann.By, as this corresponds to a development of the invention, the (the) flushing channel (channels) is provided at their lying on an outer side of the drill bit mouths in particular releasably definable flush valves (are), it is possible, the amount or the exit velocity of the flushing fluid To control or, which is achieved, for example, in a sharper jet of flushing fluid even more complete and faster removal of the cuttings from the field of the drill bit and the entire borehole, but also, for example, in cases of rocks, in which a drilling and a simultaneous flushing with water could be unfavorable, by closing the flush valve, the escape of flushing fluid can be completely obstructed.
Indem weiterhin die Erfindung so weitergebildet ist, dass die Ventile im Wesentlichen kappenförmig ausgebildete Durchflussventile sind, deren eine Durchflussöffnung einschließender kappenförmiger Bereich aus Hartmetall gebildet ist oder eine Hartmetallplattierung aufweist, wird einerseits vermieden, dass die Ventile im Betrieb abgeschliffen und somit verschlissen werden, wodurch entweder die Austrittsöffnung viel zu groß wird oder aber durch abgeriebene Metallspäne oder dgl. verstopft wird, so dass ein gezielter Austritt von Spülfluid nicht möglich erscheint. Indem weiterhin die kappenförmig ausgebildeten Durchflussregelventile aus Hartmetall gebildet sind, können diese Ventile insbesondere bei scharfkantig vorragenden Gesteinsresten auch Lösearbeit verrichten. Hierzu könnten beispielsweise die kappenförmigen Oberflächen der Hartmetallventile konturiert ausgebildet sein. Um die Standzeit der Ventile weiter zu erhöhen, können hierbei die Ventile in ihrer Gesamtheit aus Hartmetall ausgebildet sein.Further, by further developing the invention such that the valves are substantially cap-shaped flow-through valves, the cap-shaped area of which is carbide-cemented or carbide-plated, eliminating the valves during operation and thereby wearing them down, thereby either the outlet is much too large or clogged by abraded metal chips or the like. So that a targeted discharge of flushing fluid does not seem possible. In addition, by the cap-shaped flow control valves are formed of hard metal, these valves can perform dissolution work especially in sharp-edged protruding rock residues. For this purpose, for example, the cap-shaped surfaces of the carbide valves could be formed contoured. In order to increase the service life of the valves further, in this case the valves can be formed in their entirety of hard metal.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In diesen zeigen:
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Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bohrkrone gemäß der Erfindung, -
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Bohrkrone vonFig. 1 , -
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Bohrkrone gemäß der Erfindung entlang der Linie A-A vonFig. 2 , -
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Bohrkrone gemäß der Erfindung von der Seite, -
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Bohrkrone vonFig. 4 in einer um 90° um eine Drehachse der Bohrkrone gedrehten Position, -
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Bohrkrone gemäß der Erfindung entsprechend der -
Fig. 4 , in welchem in einem im Schnitt dargestellten Spülkanal ein Gewindeanschluss für ein Ventil gezeichnet ist und im anderen Spülkanal schematisch ein Ventil aufgeschraubt dargestellt ist, und -
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Variante eines Ventils mit einem kappenförmigen aus Hartmetall ausgebildeten Bereich.
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Fig. 1 a side view of a drill bit according to the invention, -
Fig. 2 a top view of the drill bit ofFig. 1 . -
Fig. 3 a section through a drill bit according to the invention along the line AA ofFig. 2 . -
Fig. 4 a perspective view of a drill bit according to the invention from the side, -
Fig. 5 a perspective view of the drill bit ofFig. 4 in a position rotated by 90 ° about an axis of rotation of the drill bit, -
Fig. 6 a longitudinal section through a drill bit according to the invention according to the -
Fig. 4 in which a threaded connection for a valve is shown in a scavenging duct, which is shown in section, and a valve is shown screwed on schematically in the other scavenging duct, and -
Fig. 7 a perspective view of a variant of a valve with a cap-shaped formed from hard metal area.
Im Einzelnen ist in
Der Neigungswinkel ß der Schneiden 3, 5 ist hierbei so gewählt, dass die Oberfläche der Schneiden 3 und 5 mit der Waagrechten einen Winkel zwischen 1° und 10° einschließen wobei weiterhin die maximale Neigung derart gewählt ist, dass eine die Hartmetallplattierung 7 der Schneiden 3 und 5 verlängernde Gerade eine Tangente an die der Stirnfläche der Bohrkrone benachbarten Umfangskante darstellt. Daraus folgt jedoch weiterhin, dass die Neigung der Schneiden sich verändernd über die Länge der Schneiden ausgebildet sein kann.The inclination angle ß of the
Schließlich sind die Schneiden 3 und 5 derart ausgebildet, dass sie im Bereich des Bohrkronenschafts 4 über dessen Außendurchmesser a, insbesondere um einen voneinander verschiedenen Betrag vorragen. Zwischen den vorragenden Bereichen der Schneiden 3 und 5 sind hierbei, um ein unbeabsichtigtes Abbrechen bzw. Ausbrechen der Schneiden 3 und 5 mit Sicherheit hintanzuhalten, Verstärkungsrippen 10 vorgesehen. Die Verstärkungsrippen 10 sind so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen schraubenlinienförmig um den Bohrkronenschaft 4 verlaufend angeordnet sind.Finally, the
Um einen sicheren Abtransport von während des Bohrens gebildetem Bohrklein aus einem Bohrloch zu gewährleisten, sind im Bohrkronenschaft 4 Spülkanäle 15 sowie Spülöffnungen 11 ausgebildet. Die Spülkanäle 15 erstrecken sich hierbei einerseits entlang der Drehachse 6 im Inneren der Bohrkrone 1, wie dies aus
In
Anstelle einer gleichmäßigen Neigung der Schneiden 3, 5 um den Winkel α können diese, insbesondere ihre vorlaufende Kante 9 auch gekrümmt ausgebildet sein, um noch klarer bzw. vollständiger der gewünschten Schraubenlinienform, für einen verbesserten Abtransport von Bohrklein zu folgen.Instead of a uniform inclination of the
Schließlich ist bei der Darstellung von
In
In
In der Darstellung von
Die zweiten Schneiden 5 sind an der Stirnfläche 2 der Bohrkrone 1 derart angebracht, dass die im Wesentlichen sägezahnförmig ausgebildete Schneide 3 ihren tiefsten Punkt 17 in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem Anlenkpunkt der nachlaufenden Kante 12 der Schneide 5 an die Schneide 3 aufweist. Weiterhin ist die Schneide 5 derart geneigt ausgebildet, dass sie sich im Wesentlichen nach Art einer der Drehbewegung der Bohrkrone gemäß dem Pfeil 8 folgenden Spirale um wenigstens einen Teil des Umfangs des Schafts 4 erstreckt. Das bedeutet, dass die Schneiden 5 mit einer "Balligkeit" in Richtung des Pfeils 8 versehen sind.The
Es erübrigt sich in diesem Zusammenhang festzuhalten, dass auch jeweils die gesamten Schneiden 3, 5 aus gehärtetem Material bzw. Hartmaterial ausgebildet sein können, um insbesondere die Standzeit der Bohrkrone 1 weiter zu erhöhen oder diese auch für ein Bohren, insbesondere drehendes oder drehendes und schlagendes Bohren in mäßig hartem Gestein anwenden zu können.Needless to say in this context, that in each case the
Die Darstellung von
In
Weiterhin ist ein weiterer Zweigkanal 23 des Spülkanals 15 vorgesehen, welcher sich im Wesentlichen zum Mittelpunkt der Bohrkrone 1, welcher dem Bohrlochinnersten am nächsten liegt, erstreckt ausgebildet. Mit diesem Spülkanal 23 kann Bohrklein aus dem Bereich der Schneiden 3 und 5 abtransportiert werden.Furthermore, a
Die exakte Konfiguration der Spülventile 19 kann hier beliebig gewählt werden. So ist der Einsatz von Ventilen, deren Austrittsöffnung beliebig gedrosselt werden kann, oder aber auch vollständig verschlossen werden kann, ebenso von der Erfindung umfasst, wie der Einsatz von Spülventilen, welche einen immer gleichbleibenden Durchtrittsquerschnitt aufweisen. Auch der Druck, mit welchem das Spülfluid ausgebracht wird, kann in Abhängigkeit von den gegebenen Bedingungen frei gewählt werden. Bei sehr brüchigem Gestein kann hierbei der Sprühstrahl so gewählt werden, dass das Spülfluid unter hohem Druck ausgebracht wird, wodurch dieses zusätzliche Lösearbeit verrichten kann.The exact configuration of the
Die Spülventile 19 sind hierbei vorzugweise als im Wesentlichen kappenförmig ausgebildeten Durchflussventile ausgestaltet, wie dies beispielsweise in
Es erübrigt sich festzuhalten, dass selbstverständlich die Spülventile 19 beliebig ausgebildet sein können, insbesondere weiter vorragend bzw. weniger weit aus der Oberfläche der Bohrkrone 1 vorragend ausgebildet sein können, je nachdem, ob es gewünscht ist, dass die Spülventile 19 nur Spülen oder vermehrt an der Lösearbeit im Gestein teilnehmen. Insbesondere wenn die Spülventile auch an der Lösearbeit teilnehmen, sind sie vorzugsweise so ausgebildet, dass sie wenigstens bis auf die Ebene der Schneiden 3, insbesondere der Schneiden 5 vorragen, jedenfalls über den Bereich 16 der Schneiden 3 vorragen, um ausreichend mit dem Gestein oder auch mit bereits gelösten, aber z.B. zusammengepacktem Gestein in Eingriff zu gelangen. In einem derartigen Fall ist es bevorzugt, dass die Spülventile zur Gänze aus Hartmetall gefertigt sind, um nicht ein unbeabsichtigtes Abplatzen der Plattierung von dem Grundkörper 21 befürchten zu müssen.It is needless to say that, of course, the
Wenn insbesondere lange Standzeiten der Bohrkronen gewünscht sind, können hierbei auch sämtliche Teile der Bohrkrone aus ein und demselben Hartmaterial gefertigt sein, oder auch in einem einzigen gemeinsamen Schritt gehärtet werden, um insbesondere Grenzflächen zwischen verschieden harten Materialien zu vermeiden.If in particular long service lives of the drill bits are desired, in this case also all parts of the drill bit can be made of one and the same hard material, or hardened in a single common step, in particular to avoid interfaces between differently hard materials.
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