KR20140005880A - A rock drill bit and a drilling assembly for percussive rock drilling - Google Patents

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KR20140005880A
KR20140005880A KR1020137010145A KR20137010145A KR20140005880A KR 20140005880 A KR20140005880 A KR 20140005880A KR 1020137010145 A KR1020137010145 A KR 1020137010145A KR 20137010145 A KR20137010145 A KR 20137010145A KR 20140005880 A KR20140005880 A KR 20140005880A
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drilling
rock
drill bit
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buttons
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KR1020137010145A
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Korean (ko)
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마우리 에스꼬
마르꾸 께스끼니바
유하 삐스빠넨
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산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
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    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/36—Percussion drill bits

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Abstract

충격식 드릴링용 착암 드릴 비트 (30) 는 드릴링 조립체의 드릴 요소 (33) 의 일 단부에 부착되도록 구성되는, 그리고 상기 드릴 요소의 직경보다 큰 직경을 갖는 비트 헤드를 포함한다. 비트 헤드는, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 전단부 (38) 에, 상기 비트 헤드 상에 분포된, 그리고 파쇄될 물질과 맞물리도록 구성된 다수의 버튼들 (41) 을 갖는다.
상기 버튼들 중 적어도 하나는 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용된다.The rock drilling drill bit 30 for impact drilling comprises a bit head configured to be attached to one end of the drill element 33 of the drilling assembly and having a diameter larger than the diameter of the drill element. The bit head, when viewed in the intended drilling direction, has a plurality of buttons 41 at the front end 38, which are arranged to engage the material to be crushed and distributed on the bit head.
At least one of the buttons is allowed to rotate about its own axis of symmetry.

Description

충격식 착암용 착암 드릴 비트 및 드릴링 조립체{A ROCK DRILL BIT AND A DRILLING ASSEMBLY FOR PERCUSSIVE ROCK DRILLING}A ROCK DRILL BIT AND A DRILLING ASSEMBLY FOR PERCUSSIVE ROCK DRILLING}

본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 드릴링 조립체의 드릴 요소의 일단부에 부착되도록 구성되고, 상기 드릴 요소의 직경보다 큰 직경을 갖고, 상기 비트 헤드 상에 분포되어 파쇄될 물질과 맞물리도록 구성되는 다수의 버튼들을, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 전단부에 갖는 비트 헤드를 포함하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트 뿐만 아니라 충격식 착암용 드릴 조립체에 관한 것이다.The invention is configured to be attached to one end of a drill element of a drilling assembly according to the preamble of the independent claim, having a diameter larger than the diameter of the drill element and configured to engage with material to be distributed and crushed on the bit head. Numerous buttons relate to impact drilling rock drill bits as well as impact drilling rock drill bits comprising a bit head having a front end, when viewed in the intended drilling direction.

본 발명은 상기 착암 드릴 비트의 사용을 위한 임의의 유형의 드릴링 조립체에 제한되지 않지만, 이 드릴링 조립체는 톱 해머 드릴 (top hammer drill) 뿐만 아니라 다운-더-홀 해머 드릴 (down-the-hole hammer drill) 일 수 있으나, 도시된 착암 드릴 비트는 특히 후자의 유형을 대상으로 한 것이다.The invention is not limited to any type of drilling assembly for use of the rock drill bit, but this drilling assembly is not only a top hammer drill but also a down-the-hole hammer drill. drill, but the drill drill bit shown is specifically for the latter type.

더욱이, 상기 착암 드릴 비트는 임의의 상상할 수 있는 치수를 갖고, 보통 30 mm ~ 300 mm 의 직경을 갖는다. 작동 중인 착암 드릴 비트의 의도된 충격 진동수 및 회전 속도는 동일하게 제한들이 적용되지 않고, 이것은 전형적으로 각각 20 Hz ~ 100 Hz 및 20 ~ 500 rpm 의 범위 내인 것으로 언급될 수 있으나, 본 발명은 250 Hz 를 초과하는 진동수에서 작동하고, 1 kHz 를 초과할 수 있는 높은 진동수 조립체 내의 착암 드릴 비트의 사용을 배제하지 않는다. Moreover, the rock drill bit has any conceivable dimension and usually has a diameter of 30 mm to 300 mm. The intended impact frequency and rotational speed of the rock drilling drill in operation are not equally limited, and this may be mentioned as being typically in the range of 20 Hz to 100 Hz and 20 to 500 rpm, respectively, but the invention is 250 Hz. It operates at frequencies above and does not preclude the use of rock drill bits in high frequency assemblies that may exceed 1 kHz.

서두에서 한정된 유형의 공지된 소위 표준 착암 드릴 비트 (1) 를 도 1 및 도 2 의 양자를 참조하여 이하에서 설명한다. 이 드릴 비트는, 드릴링 조립체의, 예를 들면, 드릴 튜브 또는 드릴 로드의 형태의 드릴 요소 단부에 부착되도록 구성되고, 또 상기 드릴 요소의 직경 보다 큰 직경을 갖는 비트 헤드 (2) 를 갖는다. 이 드릴 요소는, 이들 도면에 도시되어 있지 않으나, 비트 헤드와 일체인 소위 스커트 (3) 내에 수용되도록 할 수 있고, 또 비트 헤드 보다 작은 직경을 가질 수 있다. 드릴 비트를 드릴 요소에 연결하는 기타의 방법들은 상상할 수 있고, 본 기술분야 내에 공지되어 있다. 이 비트 헤드는, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 전단부 (4) 에 비트 버튼 헤드 (2) 의 주위를 따라 분포된 다수의 게이지 버튼들 (5) 을 갖는다. 이 게이지 버튼들은 파쇄될 물질과 맞물리도록, 그리고 착암 드릴 비트에 의해 드릴링될 구멍 (6; 도 1 참조) 의 직경을 결정하도록 구성된다. 이 게이지 버튼들은 초경합금 또는 텅스텐 카바이드와 같은 경질 재료로 제조된다. 경질 재료의 전방 버튼들 (7) 은 또한 파쇄될 물질과 맞물리기 위한 전방 표면 (8) 상에 배치된다. 플러시 유로 (flush channel) 가 전방 표면 내의 플러싱 구멍 (9) 에 의해 전방에 개방되는 방법이 또한 나타나 있다.A known so-called standard rock drill bit 1 of the type defined at the outset is described below with reference to both FIGS. 1 and 2. This drill bit is configured to be attached to an end of a drill element in the form of a drill tube or a drill rod, for example, and has a bit head 2 having a diameter larger than the diameter of the drill element. This drill element, although not shown in these figures, can be accommodated in a so-called skirt 3 which is integral with the bit head and can have a smaller diameter than the bit head. Other methods of connecting the drill bit to the drill element are conceivable and are known in the art. This bit head has a plurality of gauge buttons 5 distributed along the periphery of the bit button head 2 at the front end 4 when viewed in the intended drilling direction. These gauge buttons are configured to engage the material to be broken and to determine the diameter of the hole 6 (see FIG. 1) to be drilled by the rock drill bit. These gauge buttons are made of hard material, such as cemented carbide or tungsten carbide. Front buttons 7 of hard material are also arranged on the front surface 8 for engaging the material to be broken. It is also shown how the flush channel is opened in front by the flushing holes 9 in the front surface.

작동 중, 게이지 버튼들 (5) 은 상기 로드를 구비하는 착암 드릴 비트가 위치되는 구멍 (6) 의 벽들에 근접하여 암석과 맞물려서 파쇄하고, 전방 버튼들 (7) 은 화살표 (A) 의 방향으로 착암 드릴 비트에 의해 실행되는 충돌에 의해 이와 같은 구멍의 중심에 근접하는 암석을 파쇄한다. 이 드릴 비트는 이와 같은 충돌 사이에 약간, 전형적으로 약 5° 회전한다.During operation, the gauge buttons 5 engage and fracture the rock in close proximity to the walls of the hole 6 where the rock drill bit with the rod is located, and the front buttons 7 in the direction of the arrow A. The impact caused by the rock drill bit breaks the rock close to the center of such a hole. This drill bit rotates slightly, typically about 5 °, between such collisions.

이 유형의 착암 드릴 비트의 작업 효율은 물론 중요한 특징이고, 이것은 단위 시간당 드릴링된 구멍의 길이 (m/분) 로서 정의되는 착암 드릴 비트의 침투 속도로서 표현될 수 있다. 이 유형의 공지된 착암 드릴 비트의 침투 속도는 상기 버튼들, 특히 게이지 버튼들의 마모에 의존한다. 이와 같은 착암 드릴 비트의 작동 중에 게이지 버튼들의 주변에서 물질이 마모되어 게이지 버튼에 평평한 표면 (10) 이 생성되고, 이것에 의해 게이지 버튼은 덜 예리해지고, 침투 속도는 감소된다는 것이 도 2 에 나타나 있다. 이 평평한 표면들 (10) 은 착암 드릴 비트의 작동 중에 성장하고, 최종적으로 착암 드릴 비트가 교체되어야 할 정도로, 상기 게이지 버튼들에 의해 결정되는 드릴링된 구멍의 직경이 크게 감소된다. 서두에서 한정된 유형의 착암 드릴 비트의 침투 속도를 증가시키고, 수명을 연장하기 위한 시도는 물론 계속되고 있다.The working efficiency of this type of rock drill bit is of course an important feature, which can be expressed as the penetration rate of the rock drill bit defined as the length of the drilled hole per unit time (m / min). The penetration rate of this type of known rock drill bit depends on the wear of said buttons, in particular gauge buttons. It is shown in FIG. 2 that during the operation of this rock drill bit the material wears around the gauge buttons, creating a flat surface 10 on the gauge button, which makes the gauge button less sharp and the penetration rate is reduced. . These flat surfaces 10 grow during the operation of the rock drill bit, and the diameter of the drilled hole determined by the gauge buttons is greatly reduced so that the rock drill bit must finally be replaced. At the outset, attempts to increase the penetration rate and extend the life of a limited type of rock drill bit have continued, of course.

본 발명의 목적은 이미 공지된 이와 같은 착암 드릴 비트에 대하여 적어도 일부의 양태에서 개선된 서두에서 한정된 유형의 착암 드릴 비트를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a type of rock drill bit defined at the outset that is improved in at least some aspects with respect to such rock drill bits already known.

이 목적은, 본 발명에 따라, 상기 버튼들 중 적어도 하나가 그 자신의 대칭축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 또는 허용되는 이와 같은 착암 드릴 비트를 제공함으로써 달성될 수 있다. 비트 헤드 내에 적어도 하나의 상기 버튼을 회전 가능하게 장착시킴으로써, 드릴링 중에 이 버튼은 버튼의 충돌 및 그 자신의 대칭축을 중심으로 회전하는 착암 드릴 비트의 회전에 의해 영향을 받으므로, 암석과 맞물리는 상기 버튼의 부분들이 변화될 것이고, 버튼은 균일하게 마모될 것이고, 이것에 의해 자동으로 날카롭게 연마될 것이다. 이것은, 자동으로 날카롭게 연마하는 효과로 인해, 버튼이 비트 헤드 내에 고정된 것보다 오랫동안 착암 드릴 비트의 침투 속도에 대한 기여를 유지한다는 것을 의미한다.This object can be achieved according to the invention by providing at least one of these buttons a rock drill bit, which is configured to rotate about its own axis of symmetry, or is permitted. By rotatably mounting at least one said button in the bit head, during drilling the button is affected by the impact of the button and by the rotation of the rock drill bit that rotates about its own axis of symmetry so that it engages with the rock. The parts of the button will change, and the button will wear evenly, thereby automatically sharpening it. This means that due to the automatic sharpening effect, the button maintains a contribution to the penetration rate of the rock drill bit longer than being fixed in the bit head.

본 발명의 하나의 실시형태에 따르면, 상기 다수의 버튼들은 상기 비트 헤드의 주위를 따라 분포되어 착암 드릴 비트에 의해 드릴링될 구멍의 직경을 결정하도록 구성되는 게이지 버튼들을 포함하고, 상기 게이지 버튼들 중 적어도 하나는 그 자신의 대칭축을 중심으로 회전하도록 구성되고, 또는 허용된다. 이것은, 상기 자동으로 날카롭게 연마하는 효과로 인해, 게이지 버튼이 마모되어 게이지 버튼에 의해 결정되는 드릴링되는 상기 구멍의 직경이 최소의 허용 가능한 수준에 도달할 때까지, 이 게이지 버튼이 착암 드릴 비트의 침투 속도에 대한 기여를 유지한다는 것을 의미한다. 그러나, 이것은 상기 적어도 하나의 게이지 버튼이 비트 헤드에 대하여 고정된 것보다 긴 시간이 걸릴 것이므로 착암 드릴 비트의 수명이 또한 연장될 수 있다.According to one embodiment of the invention, the plurality of buttons comprises gauge buttons distributed along the periphery of the bit head and configured to determine the diameter of the hole to be drilled by the rock drill bit; At least one is configured or allowed to rotate about its own axis of symmetry. This is due to the automatic sharpening effect, which causes the gauge button to penetrate the rock drill bit until the diameter of the drilled hole determined by the gauge button reaches a minimum acceptable level. It means keeping the contribution to speed. However, this may also extend the life of the rock drill bit since the at least one gauge button will take longer than fixed relative to the bit head.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 착암 드릴 비트는 상기 착암 드릴 비트는, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 실질적으로 원추대 형상을 한정하는 실질적으로 원주방향 링 표면을 갖는 제 1 부재를 포함하고, 상기 적어도 하나의 게이지 버튼은 상기 링 표면 상에 지지되는 베이스 부분을 포함하고, 상기 링 표면은 상기 게이지 버튼에 충돌력을 전달하도록, 그리고, 회전 시, 상기 링 표면 상에서 상기 베이스 부분의 이동을 허용하도록 구성된다. 상기 적어도 하나의 게이지 버튼의 상기 베이스 부분 상에 작용하는 이와 같은 표면에 의해 게이지 버튼에 충돌력을 전달하면, 충돌의 효율이 증대될 수 있고, 상기 게이지 버튼 상의 응력을 감소시킬 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the rock drill bit comprises a first member having a substantially circumferential ring surface which, when viewed in the intended drilling direction, substantially defines the truncated cone shape. At least one gauge button includes a base portion supported on the ring surface, the ring surface to transmit impingement force to the gauge button, and to allow movement of the base portion on the ring surface when rotated. It is composed. Transferring a collision force to the gauge button by such a surface acting on the base portion of the at least one gauge button can increase the efficiency of the collision and reduce the stress on the gauge button.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 착암 드릴 비트는 상기 비트 헤드의 상기 전단부를 한정하는, 그리고 외측으로 연장하는 상기 다수의 게이지 버튼들을 갖는 제 2 부재를 포함하고, 상기 회전이 허용되는 적어도 하나의 게이지 버튼은 상기 제 2 부재 내의 구멍 내에 배치되고, 그리고, 회전 시, 상기 구멍을 한정하는 벽들에 대하여 이동이 허용된다.According to another embodiment of the present invention, the rock drill bit includes a second member having the plurality of gauge buttons extending outwardly and defining the front end of the bit head, the at least one being allowed to rotate. Gauge button is disposed in a hole in the second member and, when rotated, is allowed to move relative to the walls defining the hole.

최후에 언급된 실시형태의 추가의 개발을 구성하는 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 회전이 허용되는 적어도 하나의 게이지 버튼은 상기 게이지 버튼의 잔부보다 큰 단면을 구비하는 베이스 부분을 갖고, 상기 제 2 부재 내의 상기 구멍의 적어도 일부는 상기 게이지 버튼을 상기 제 2 부재 내에 수용된 상태로 유지하기 위해 상기 베이스 부분의 단면적보다 작은 단면적을 갖는다. 숄더 형태로 이와 같은 베이스 부분을 배치함으로써, 상기 적어도 하나의 게이지 버튼은 회전이 허용되는 상태로 착암 드릴 비트의 상기 제 2 부재 내에 신뢰성 있게 유지될 수 있다.According to another embodiment of the invention which constitutes further development of the last mentioned embodiment, the at least one gauge button which is allowed to rotate has a base portion having a cross section larger than the remainder of the gauge button, At least a portion of the hole in the second member has a cross-sectional area smaller than that of the base portion to keep the gauge button received in the second member. By arranging such a base portion in the form of a shoulder, the at least one gauge button can be reliably retained in the second member of the rock drill bit while allowing rotation.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 구멍은 관통 구멍이고, 상기 게이지 버튼은 그 베이스 부분이, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 상기 구멍의 후방 측 상에 배치된다.According to another embodiment of the present invention, the hole is a through hole, and the gauge button is disposed on the rear side of the hole when the base portion thereof is viewed in the intended drilling direction.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 1 부재는 이 부재를 상기 드릴 요소에 고정하도록 구성되는 수단을 갖는다. 이것은, 착암 드릴 비트가 상기 적어도 하나의 게이지 버튼에 충돌력의 전달을 위한 상기 링 표면을 제공하는 상기 제 1 부재를 통해 드릴 요소에 고정될 수 있다는 것을 의미한다.According to another embodiment of the present invention, said first member has means configured to secure this member to said drill element. This means that the rock drill bit can be secured to the drill element via the first member providing the ring surface for the transmission of the impact force to the at least one gauge button.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 착암 드릴 비트는 상기 제 1 및 제 2 부재의 양자를 갖고, 또 상기 제 1 부재에 상기 제 2 부재를 고정하도록 구성되는 수단을 포함하고, 이것은, 상기 링 표면이 상기 제 2 부재의 후방의 비트 헤드의 내측에 위치되는 것을 의미한다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 1 부재에 상기 제 2 부재를 고정하도록 구성되는 상기 수단은 이 부재들을 상호 해제 가능하게 고정하도록 구성되고, 이것은, 게이지 버튼들에 의해 결정되는 직경이 최소 한계에 도달했을 때, 상기 제 1 부재 (31, 51) 를 유지한 상태에서, 게이지 버튼들을 구비하는 제 2 부재가 제거되고, 교체될 수 있으므로 전체 착암 드릴 비트를 교체할 필요없고, 그 결과 비용이 절약된다는 것을 의미한다.According to another embodiment of the present invention, the rock drill bit has means of both of the first and second members and is configured to secure the second member to the first member, which comprises the ring It means that the surface is located inside of the bit head behind the second member. According to another embodiment of the present invention, the means configured to secure the second member to the first member is configured to releasably secure these members, which has a minimum diameter determined by the gauge buttons. When the limit is reached, with the first member 31, 51 held, the second member with gauge buttons can be removed and replaced so that the entire rock drill bit does not need to be replaced, resulting in cost This means that it will be saved.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 1 부재는 상기 드릴 요소의 일단부 상에 지지 및/또는 고정되도록 구성되는 링이다. 착암 드릴 비트가 또한 상기 제 2 부재를 고정하기 위한, 그리고 이것에 의해 상기 착암 드릴 비트를 상기 드릴 요소에 고정하는 수단을 포함하는 경우, 이와 같은 소위 푸셔 링 (pusher ring) 은 특히 중요하고, 결과적으로 단순한 구조의 착암 드릴 비트를 얻는다. 이와 같은 경우, 제 1 부재는 드릴 요소 및 상기 제 2 부재의 어느 것에도 고정되지 않지만, 상기 제 2 부재에 의해 소정의 위치에 유지된다.According to another embodiment of the invention, the first member is a ring configured to be supported and / or fixed on one end of the drill element. Such a so-called pusher ring is particularly important when the rock drill bit also comprises means for securing the second member and thereby securing the rock drill bit to the drill element, and consequently Get a rock drill bit of simple structure. In this case, the first member is not fixed to any of the drill element and the second member, but is held in a predetermined position by the second member.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 대다수의 상기 게이지 버튼들은 그 자신의 대칭축을 중심으로 회전이 허용되고, 본 발명의 추가의 실시형태에 따르면, 착암 드릴 비트의 모든 게이지 버튼들은 그 자신의 대칭축을 중심으로 회전이 허용된다. 회전이 허용되도록 게이지 버튼들을 배치하는 것의 이점은 착암 드릴 비트의 상기 연장된 수명 및 더 긴 시간에 걸쳐 유지되는 높은 침투 속도를 유발하는 이와 같이 배치되는 게이지 버튼이 많을수록 더 커질 것이다.According to another embodiment of the present invention, the majority of the gauge buttons are allowed to rotate about their own axis of symmetry, and according to a further embodiment of the present invention, all gauge buttons of the rock drill bit have their own axis of symmetry. Rotation around the center is allowed. The advantage of arranging gauge buttons to allow rotation will be greater as more gauge buttons are arranged in this way resulting in the extended life of the rock drill bit and a higher penetration rate maintained over longer periods of time.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 비트 헤드는 파쇄될 물질과 맞물리도록 구성되는 다수의 전방 버튼들을 구비하는 전방 표면을 갖는다. 이 전방 버튼들은 상기 전방 표면에 대하여 고정될 수 있으나, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 상기 전방 버튼들은 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용되고, 그 결과 상기 전방 버튼의 균일한 마모 및 이것에 의해 자동으로 날카롭게 연마하는 작용이 얻어지므로, 전방 버튼이 비트 헤드의 상기 전방 표면에 대하여 고정된 것에 비해 더 긴 시간에 걸쳐 더 효율적으로 전방 버튼의 작업을 실행할 것이다.According to another embodiment of the invention, the bit head has a front surface with a plurality of front buttons configured to engage the material to be broken. These front buttons may be fixed relative to the front surface, but according to another embodiment of the present invention, at least one of the front buttons is allowed to rotate about its own axis of symmetry, resulting in uniformity of the front button Since one wear and thereby an automatic sharpening action is obtained, the front button will execute the operation of the front button more efficiently over a longer time than that fixed to the front surface of the bit head.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 적어도 하나의 전방 버튼은 상기 적어도 하나의 게이지 버튼의 설계와 유사한 설계를 갖고, 상기 제 2 부재는 상기 적어도 하나의 게이지 버튼과 유사하게 상기 적어도 하나의 전방 버튼을 수용하도록 구성된다.According to another embodiment of the present invention, the at least one front button has a design similar to that of the at least one gauge button, and the second member is similar to the at least one gauge button. It is configured to receive.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 대다수의 상기 전방 버튼들 또는 모든 상기 전방 버튼들은 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용된다.According to another embodiment of the invention, the majority of the front buttons or all the front buttons are allowed to rotate about their own axis of symmetry.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 착암 드릴 비트는 상기 비트 헤드를 통해 연장하는, 그리고 적어도 하나의 플러싱 구멍을 갖는 플러시 유로를 포함하고, 상기 플러싱 구멍은 상기 전단부에서 개방되고, 또 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용되는 적어도 하나의 상기 버튼의 외주를 통과한다. 회전이 허용되는 이와 같은 버튼의 주위 상에 물과 같은 플러싱 매체를 유동시킴으로써, 상기 비트 헤드 및 상기 회전이 허용되는 버튼의 표면들 및 공간들은 청정한 상태로 유지되고, 동시에 상기 버튼을 상기 비트 헤드 내에 수용하는 구멍의 내측에서 상기 버튼이 회전하는 동안에 어떤 마모 문제도 제거된다.According to another embodiment of the present invention, the rock drill bit includes a flush flow path extending through the bit head and having at least one flushing hole, the flushing hole being open at the front end, and itself Pass the outer periphery of at least one said button which is allowed to rotate about its axis of symmetry. By flowing a flushing medium such as water on the periphery of such a button that is allowed to rotate, the bit head and the surfaces and spaces of the button that are allowed to rotate are kept clean while simultaneously placing the button within the bit head. Any wear problems are eliminated while the button rotates inside the receiving hole.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 회전이 허용되는 적어도 하나의 버튼은 상기 비트 헤드 내의 구멍 내에 배치되고, 회전 시, 상기 구멍을 한정하는 벽들에 대하여 이동이 허용되고, 상기 적어도 하나의 버튼은 원주방향 환형 그루브를 구비하고, 상기 구멍을 한정하는 상기 벽들은 암형 (female) 부재를 갖고, 상기 착암 드릴 비트는 상기 버튼의 회전이 허용되는 상태에서 상기 구멍 내에 상기 버튼을 로킹시키기 위해 상기 그루브와 상기 암형 부재를 맞물림시키도록 구성되는 수단을 포함한다. 이것은 상기 버튼이 자유롭게 회전하는 것을 허용하는 상태에서 상기 비트 헤드에 대하여 상기 버튼을 로킹하는 바람직하고 간단한 방법이다.According to another embodiment of the present invention, the at least one button that is allowed to rotate is disposed in a hole in the bit head, and when rotated, is allowed to move relative to the walls defining the hole, wherein the at least one button is The walls defining a circumferential annular groove, the walls defining a hole having a female member, wherein the rock drill bit is provided with the groove to lock the button in the hole while the button is allowed to rotate. Means for engaging the female member. This is a preferred and simple way of locking the button relative to the bit head while allowing the button to rotate freely.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 암형 부재는 상기 구멍의 벽들 내의 환형 그루브이고, 상기 맞물림 수단은 탄성 재료의 링을 포함한다. 이것은, 상기 링을 압축한 상태에서 상기 버튼을 상기 구멍 내에 압입하고, 상기 스프링이 상기 구멍의 벽들 내의 상기 환형 그루브에 도달했을 때 팽창함으로써, 상기 버튼이 자유롭게 회전하는 것을 허용하는 상태에서 상기 버튼을 소정의 위치에 로킹하게 함으로써, 상기 구멍 내에 상기 버튼의 용이한 장착을 가능하게 한다.According to another embodiment of the invention, the female member is an annular groove in the walls of the aperture, and the engagement means comprises a ring of elastic material. This presses the button into the hole with the ring compressed and expands when the spring reaches the annular groove in the walls of the hole, thereby allowing the button to rotate freely. Locking in a predetermined position enables easy mounting of the button in the hole.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 맞물림 수단은 상기 비트 헤드에 대하여 고정되기 위해 상기 그루브와 상기 암형 부재 내에 압입되도록 구성되는 핀을 포함하고, 상기 버튼의 회전이 허용되는 상태에서 상기 구멍 내에 상기 버튼을 로킹한다. 이와 같은 로킹 핀은 또한, 간단한 수단에 의해, 상기 버튼이 자유롭게 회전하는 것을 허용하는 상태에서 상기 비트 헤드의 상기 구멍 내에 상기 버튼의 신뢰성 있는 로킹을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, the engagement means includes a pin configured to be press-fitted into the groove and the female member to be secured with respect to the bit head, and in the hole in which the rotation of the button is permitted. Lock the button. Such locking pins also provide reliable locking of the button in the opening of the bit head by simple means, while allowing the button to rotate freely.

본 발명은 또한 충격식 착암을 위한 드릴링 조립체를 위한 첨부된 독립 청구항에 따른 이와 같은 조립체에 관한 것이다. 이와 같은 드릴링 조립체는 더 긴 시간에 걸쳐 높은 침투 속도로 착암을 실행할 수 있고, 공지의 착암 드릴 비트를 사용하는 이와 같은 드릴링 조립체에 대한 착암 드릴 비트의 교체가 더욱 드물게 발생한다.The invention also relates to such an assembly according to the attached independent claim for a drilling assembly for impact rock drilling. Such drilling assemblies can carry out rock drilling at higher penetration rates over longer periods of time, and replacement of rock drill bits for such drilling assemblies using known rock drilling drill bits occurs more rarely.

본 발명은 또한 암석과 같은 땅 물질 내로의 충격식 착암을 위한 본 발명에 따른 착암 드릴 비트의 사용에 관한 것이다.The invention also relates to the use of a rock drill bit according to the invention for impact rock drilling into land material such as rock.

본 발명의 유리한 특징 뿐만 아니라 추가의 이점들은 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.Further advantages as well as advantageous features of the invention will become apparent from the following description.

도 1 은 작동 중인 종래 기술에 따른 착암 드릴 비트의 극히 간략화된 도면이고,
도 2 는 어느 정도의 작업 시간 후의 종래 기술에 따른 착암 드릴 비트의 사시도이고,
도 3 은 본 발명에 따른 착암 드릴 비트의 원리를 예시하는 사시도이고,
도 4 는 작동 중인 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 착암 드릴 비트의 일부의 종단면도이고,
도 5 는 도 4 에 따른 착암 드릴 비트의 분해도이고,
도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 착암 드릴 비트의 도 4 에 대응하는 도면이고,
도 7 은 도 6 에 따른 착암 드릴 비트의 분해도이고,
도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 착암 드릴 비트의 도 4 에 대응하는 간략도이고,
도 9 는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 착암 드릴 비트의 비트 헤드 내에서 회전이 허용되는 버튼의 간략도이고,
도 10 은 작동 중인 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 충격식 착암을 위한 드릴링 조립체의 극히 간략화된 도면이다.1 is an extremely simplified view of a rock drill bit according to the prior art in operation,
2 is a perspective view of a rock drill bit according to the prior art after some working time,
3 is a perspective view illustrating the principle of a rock drill bit according to the present invention;
4 is a longitudinal sectional view of a part of the rock drill bit according to the first embodiment of the present invention in operation,
5 is an exploded view of the rock drill bit according to FIG. 4,
6 is a view corresponding to FIG. 4 of a rock drill bit according to a second embodiment of the present invention;
7 is an exploded view of the rock drill bit according to FIG. 6,
8 is a simplified diagram corresponding to FIG. 4 of a rock drill bit according to a third embodiment of the present invention;
9 is a simplified view of a button allowed to rotate within the bit head of the rock drill bit according to the fourth embodiment of the present invention,
10 is an extremely simplified view of a drilling assembly for impact rock drilling in accordance with one embodiment of the present invention in operation.

이하는 첨부된 도면들을 참조하여 실시예들로서 인용되는 본 발명의 실시형태들의 상세한 설명이다.The following is a detailed description of embodiments of the invention, which are cited as examples with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 발명에 따른 착암 드릴 비트의 원리를 극히 개략적으로 도시하는 것으로, 여기서 모든 게이지 버튼들 (20) 및 모든 전방 버튼들 (21) 은, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 실질적으로 원추대 형상을 한정하는 실질적으로 원주방향 링 표면 (23) 내 및 전방 표면 (24) 내의 구멍들 (22) 내에 각각 수용됨으로써 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전하도록 구성되고, 또는 허용된다. 이 버튼들은 텅스텐 카바이드로 제작되는 것이 바람직하다.FIG. 3 shows in a very schematic way the principle of a rock drill bit according to the invention, where all gauge buttons 20 and all front buttons 21 are substantially conical in shape when viewed in the intended drilling direction. It is configured or allowed to rotate about its own axis of symmetry by being accommodated in holes 22 in the substantially circumferential ring surface 23 and in the front surface 24, respectively. These buttons are preferably made of tungsten carbide.

이하, 도 4 및 도 5 를 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 착암 드릴 비트 (30) 를 설명한다. 이 착암 드릴 비트는, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 실질적으로 원추대 형상을 한정하는 실질적으로 원주방향 링 표면 (32) 을 갖는 제 1 부재 (31) 를 포함한다. 이 제 1 부재 (31) 는 이 부재를 드릴 요소 (33) 에 고정하도록 구성되는 수단을 구비하고, 여기서 이 고정 수단은 드릴 요소의 수 나사산 (36) 의 형태의 맞물림 수단과 맞물리도록 구성되는 암 나사산 (35) 의 형태의 맞물림 수단을 구비하는 제 1 부재 (31) 의 슬리브형 부분 (34) 에 의해 형성된다.Hereinafter, the rock drill bit 30 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. 4 and FIG. This rock drill bit comprises a first member 31 having a substantially circumferential ring surface 32 which, when viewed in the intended drilling direction, substantially defines the truncated cone shape. This first member 31 is provided with means configured to secure this member to the drill element 33, wherein the fixing means is configured to engage with the engagement means in the form of a male thread 36 of the drill element. It is formed by the sleeved portion 34 of the first member 31 having engagement means in the form of a thread 35.

착암 드릴 비트는 이 착암 드릴 비트의 비트 헤드 (39) 의 전단부 (38) 를 한정하는 제 2 부재 (37) 를 더 포함한다. 이 제 2 부재는 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용되는 상태로 게이지 버튼들 (41) 과 전방 버튼들 (42) 을 수용하는 다수의 관통 구멍들 (40) 을 구비한다. 이 관통 구멍들 (40) 은 각각, 회전 시, 상기 구멍을 한정하는 제 2 부재 (37) 내의 벽들 (43) 에 대하여 버튼의 이동을 허용하기 위해 내부에 수용되는 각 버튼의 직경을 약간 초과하는 직경 (바람직하게는 30 ~ 80 ㎛ 정도의 직경 차이) 을 갖는다. 그러나, 이 특징의 더 양호한 예시를 위해, 이하에서 이 직경의 차이는 본 도면에서 그리고 또한 도 6 에 도시된 실시형태에서 과장되게 개시되어 있다. 전방 버튼들 뿐만 아니라 게이지 버튼들은 제 2 부재 내에 수용되는 버튼을 유지하기 위해 버튼의 잔부보다, 그리고 또한 각 구멍 (40) 보다 큰 단면을 갖는 베이스 부분 (44) 을 구비한다.The rock drill bit further includes a second member 37 defining the front end 38 of the bit head 39 of the rock drill bit. This second member has a plurality of through holes 40 for receiving the gauge buttons 41 and the front buttons 42 in a state in which rotation is permitted about its own axis of symmetry. These through holes 40 each slightly exceed the diameter of each button received therein to allow movement of the button with respect to the walls 43 in the second member 37 defining the hole, when rotating. It has a diameter (preferably diameter difference of about 30-80 micrometers). However, for a better illustration of this feature, the difference in diameter in the following is exaggeratedly disclosed in this figure and also in the embodiment shown in FIG. 6. The gauge buttons as well as the front buttons have a base portion 44 having a cross section larger than the remainder of the button and also larger than each hole 40 to hold the button received in the second member.

게이지 버튼 (41) 은, 이 게이지 버튼에 충돌력을 전달하도록 구성되는 상기 링 표면 (32) 상에, 그 베이스 부분 (44) 에 의해 지지되고, 회전 시, 그 링 표면 (32) 상에서 베이스 부분의 이동이 허용된다. 이것은, 충돌력이 드릴 비트의 내측에 위치되는 표면 (32) 으로부터 게이지 버튼들로 전달되는 것을 의미한다. 제 1 부재는 전방 버튼들의 베이스 부분들을 지지하기 위한 목적으로 드릴링 방향으로 지향되는 표면들 (45) 을 또한 갖고, 이 표면들 (45) 은, 회전 시, 이 표면들 (45) 상에서 이 베이스 부분들의 이동을 허용하는 상태로 충돌력을 전방 버튼들에 전달한다. 더욱이, 비트 헤드 (39) 는 제 1 부재 (31) 상의 숄더 (47) 를 통해 이 부재 (31) 에 대하여 간극 (C) 를 제공하므로, 버튼 (41) 은 재밍 (jamming) 없이 자유롭게 회전할 수 있다. 버튼을 둘러싸고 있는 표면들 및 공간들을 플러싱 (flushing) 하기 위한 특별한 조치가 취해지고, 이것은 이하에서 더 상세히 설명한다.Gauge button 41 is supported by its base portion 44 on the ring surface 32 that is configured to transmit an impingement force to the gauge button, and when rotated, the base portion on the ring surface 32. Movement is allowed. This means that the impact force is transmitted from the surface 32 located inside the drill bit to the gauge buttons. The first member also has surfaces 45 directed in the drilling direction for the purpose of supporting the base portions of the front buttons, which surfaces 45, on rotation, form this base portion on these surfaces 45. The impulse force is transmitted to the front buttons in a state that allows movement of the wheels. Moreover, the bit head 39 provides a gap C with respect to this member 31 via the shoulder 47 on the first member 31, so that the button 41 can rotate freely without jamming. have. Special measures are taken to flush the surfaces and spaces surrounding the button, which will be described in more detail below.

이 착암 드릴 비트는 제 1 부재 (31) 에 제 2 부재 (37) 를 고정하도록 구성되는 수단 (46) 을 포함한다. 이 고정 수단은, 예를 들면, 나사산의 맞물림에 의한 상호 고정에 의해, 이 부재들을 상호 해제 가능하게 고정하도록 구성되는 것이 바람직하다. 그러므로, 이것은, 버튼들이 교체되어야 할 정도로 많이 마모된 후에, 제 1 부재를 유지한 상태에서, 버튼들을 구비하는 상기 제 2 부재를 교체를 위해 제거할 수 있다는 것을 의미한다. 용접 또는 압입 (press fitting) 은 수행하기가 더 용이한 상기 고정 수단 (46) 의 다른 가능한 대안이다. This rock drill bit includes means 46 configured to secure the second member 37 to the first member 31. This fixing means is preferably configured to releasably fix these members, for example, by mutual fixing by engagement of a thread. Therefore, this means that after the buttons are worn out so much as to be replaced, the second member with the buttons can be removed for replacement, with the first member held. Welding or press fitting is another possible alternative to the fastening means 46 which is easier to perform.

도 4 및 도 5 에 도시된 착암 드릴 비트를 이용한 충격식 드릴링을 실행할 때, 도 4 에 도시된 바와 같이, 착암 드릴 비트의 버튼들은 그 자신의 축선을 중심으로 회전이 허용되고, 이것은, 게이지 버튼들 (41) 이 균일하게 마모되고, 자체의 날카로움 (sharpness) 을 유지하므로, 높은 침투 속도가 장시간에 걸쳐 유지될 수 있고, 게이지 버튼들에 의해 한정되는 구멍의 직경이 비트 헤드 내에 게이지 버튼들이 고착상태로 배치되는 것에 비해 더 서서히 감소되는 것을 의미한다.When performing impact drilling with the rock drill bit shown in FIGS. 4 and 5, as shown in FIG. 4, the buttons of the rock drill bit are allowed to rotate about their own axis, which is a gauge button. Since the fields 41 wear uniformly and maintain their sharpness, a high penetration rate can be maintained for a long time, and the diameter of the hole defined by the gauge buttons causes the gauge buttons to stick in the bit head. It is meant to decrease more slowly than to be placed in a state.

도 6 및 도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 착암 드릴 비트 (50) 를 도시한다. 이 착암 드릴 비트는 드릴 요소 (53) 의 단부 (52) 상에 지지 및/또는 고정되도록 구성되는, 그리고 도 4 및 도 5 에 도시된 실시형태 내의 대응하는 표면 (32) 과 동일한 방법으로 각 게이지 버튼 (56) 의 베이스 부분 (55) 을 위한 지지체를 형성하는 링 표면 (54) 을 갖는 링 형태의 제 1 부재 (51) 를 갖는다. 따라서, 충돌력은 이 표면을 통해 게이지 버튼들에 전달되고, 게이지 버튼의 베이스 부분은, 회전 시, 링 표면 상에서 이동이 허용된다.6 and 7 show a rock drill bit 50 according to a second embodiment of the invention. This rock drill bit is configured to be supported and / or fixed on the end 52 of the drill element 53 and each gauge in the same manner as the corresponding surface 32 in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5. It has a first member 51 in the form of a ring having a ring surface 54 which forms a support for the base portion 55 of the button 56. Thus, the collision force is transmitted to the gauge buttons through this surface, and the base portion of the gauge button is allowed to move on the ring surface when rotating.

착암 드릴 비트의 제 2 부재 (57) 는 상기 게이지 버튼들을 수용하는, 그리고, 회전 시, 이 구멍들의 벽들에 대하여 게이지 버튼들의 이동을 허용하는 관통 구멍들 (58) 을 갖는다. 이 전방 버튼들 (59) 은, 일예로서, 이 실시형태에서 제 2 부재 (57) 의 전단부 (60) 에 고착상태로 고정된다.The second member 57 of the rock drill bit has through holes 58 which accept the gauge buttons and allow the movement of the gauge buttons with respect to the walls of these holes when rotating. These front buttons 59 are fixed to the front end 60 of the second member 57 in this embodiment as an example.

본 실시형태에서, 제 2 부재 (57) 는, 드릴 요소를 수용하도록 구성되는 슬리브형 부분 (61) 을 가짐으로써, 그리고 드릴 요소에 상기 제 2 부재를 해제 가능하게 고정하기 위한 드릴 요소 상의 수 나사산 (63) 의 형태의 맞물림 수단에 의해 맞물림되기 위한 암 나사산 (62) 의 형태의 맞물림 수단을 가짐으로써, 드릴 요소 (53) 에 이 부재를 고정하기 위한 수단을 구비하고, 이것에 의해 또한 상기 링 (51), 소위 푸셔 링이 정위치에 유지된다. 제 1 부재 (51) 는 칼라 (64) 를 구비하므로, 제 1 부재 (51) 및 제 2 부재 (57) 는 이들 사이에 버튼의 자유로운 회전을 위한 간극 (66) 을 형성하는 상태로 상호에 대하여 고정된다. 회전이 허용되는 버튼의 적절한 플러싱도 중요하다. 도 6 에 착암 드릴 비트가 비트 헤드를 통해 연장하는 종래의 플러시 유로 (67) 을 갖는 것이 나타나 있다. 이 플러시 유로는 또한 적어도 하나의 플러싱 구멍 (68)(플러싱 매체의 유동을 표시하는 화살표 (F) 를 참조) 을 갖고, 이 플러싱 구멍 (68) 은 제 1 단부 (6) 에서 개방되고, 간극 (66) 및 회전이 허용되는 버튼 (56) 의 주위를 통과한다. 이것에 의해, 버튼이 구멍 (58) 내측에서 회전되는 동안에, 상기 간극 (66) 이 청정하게 유지되어, 마모 문제가 제거된다. 작동 중인 본 발명의 이 실시형태의 기능은 특히 본 발명의 제 1 실시예의 전술한 설명으로부터 명확하게 나타난다.In this embodiment, the second member 57 has a male threaded portion 61 configured to receive the drill element, and a male thread on the drill element for releasably securing the second member to the drill element. By means of engaging means in the form of female threads 62 for engaging by means of engagement in the form of 63, there is provided a means for securing this member to the drill element 53, thereby furthermore providing said ring 51, the so-called pusher ring is held in place. Since the first member 51 has a collar 64, the first member 51 and the second member 57 are provided with respect to each other in a state where a gap 66 for free rotation of the button is formed therebetween. It is fixed. Proper flushing of buttons that are allowed to rotate is also important. 6 shows that the rock drill bit has a conventional flush flow path 67 extending through the bit head. This flush flow passage also has at least one flushing hole 68 (see arrow F indicating the flow of the flushing medium), which is open at the first end 6 and the gap ( 66 and around the button 56 where rotation is allowed. By this, while the button is rotated inside the hole 58, the gap 66 is kept clean, and the abrasion problem is eliminated. The function of this embodiment of the present invention in operation is clearly shown in the foregoing description of the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 3 실시형태에 따른 착암 드릴 비트의 일부가 도 8 에 극히 개략적으로 도시되어 있다. 이 착암 드릴 비트는 버튼의 회전을 허용하는 상태에서 드릴 비트 헤드 (81) 에 버튼 (80) 을 로킹하기 위한 대안적 수단을 구비한다. 버튼 (80) 을 수용하도록 설계되는 비트 헤드 내의 막힌 구멍 (82) 은 환형 그루브 (83) 를 구비하고, 버튼 (80) 은 탄성 로킹 링 (85), 예를 들면, 강으로 제작된 C링과 같은 링을 수용하는 대응하는 환형 그루브 (84) 를 구비한다. 버튼 (80) 이 구멍 (82) 내로 압입되면, 로킹 링은 먼저 비트 헤드 내의 그루브 (83) 에 도달할 때까지 압축된다. 다음에 로킹 링은 그루브 내에서 외측방향으로 팽창되고, 버튼의 회전을 허용하는 상태로 버튼을 비트 헤드 (81) 에 로킹시킨다. A part of the rock drill bits according to the third embodiment of the present invention is shown in the schematic diagram in FIG. 8. This rock drill bit has an alternative means for locking the button 80 in the drill bit head 81 in a state allowing rotation of the button. The blind hole 82 in the bit head, which is designed to receive the button 80, has an annular groove 83, the button 80 having an elastic locking ring 85, for example a C ring made of steel; It has a corresponding annular groove 84 which receives the same ring. When the button 80 is pressed into the hole 82, the locking ring is first compressed until it reaches the groove 83 in the bit head. The locking ring is then inflated outward in the groove, locking the button to the bit head 81 in a state that allows the button to rotate.

도 9 는 버튼의 회전을 허용하는 상태에서 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 착암 드릴 비트 내의 도시되지 않은 비트 헤드에 버튼 (90) 을 로킹하는 대안적인 방법을 도시한다. 이것은 도 8 에 도시된 실시형태에서와 같이 환형 그루브 (91) 를 구비하는 버튼 (90) 을 제공함으로써 달성된다. 그러나, 로킹 핀 (92) 이 로킹 링 대신에 사용되고, 이 로킹 핀은 버튼 (90) 을 비트 헤드 내의 대응하는 구멍 내에 압입한 후에 그루브 (91) 내에 압입되어, 버튼을 정위치에 고정하는 상태에서, 여전히 버튼이 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전하는 것을 허용한다.9 shows an alternative method of locking the button 90 to an unshown bit head in a rock drill bit in accordance with a fourth embodiment of the present invention in a state allowing rotation of the button. This is accomplished by providing a button 90 with an annular groove 91 as in the embodiment shown in FIG. 8. However, a locking pin 92 is used in place of the locking ring, which is pushed into the groove 91 after pressing the button 90 into a corresponding hole in the bit head, thereby fixing the button in position. It still allows the button to rotate around its own axis of symmetry.

도 10 은 게이지 버튼들 (71) 을 구비하는 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 착암 드릴 비트 (70) 을 갖는 본 발명에 따른 충격식 착암을 위한 드릴링 조립체를 극히 개략적으로 예시한다. 이 드릴링 조립체는 지면 상의 위치로부터 착암 드릴 비트 상에 작용하는 소위 톱 해머 드릴이고, 착암 드릴 (76) 을 구동하도록 구성되는 디젤 엔진 및 유압 펌프와 같은 동력 수단 (72) 을 갖고, 그리고 이 착암 드릴 (76) 은 상기 드릴 요소 (73) 및 착암 드릴 비트를 회전시켜, 충격을 실행하고, 그리고 이것에 의해 암석을 파쇄한다. 다운-더-홀 해머 설비로서의 드릴링 조립체의 설계도 본 발명의 범위 내에 속한다.10 extremely schematically illustrates a drilling assembly for impact rock drilling according to the invention with a rock drill bit 70 according to one embodiment of the invention with gauge buttons 71. This drilling assembly is a so-called top hammer drill acting on the rock drill bit from a position on the ground, and has power means 72 such as a diesel engine and a hydraulic pump configured to drive the rock drill 76, and this rock drill 76 rotates the drill element 73 and the rock drill bit to execute an impact, thereby crushing the rock. The design of the drilling assembly as a down-the-hole hammer installation is also within the scope of the present invention.

이 드릴링 조립체는 또한 드릴 비트에 의해 점유되는 영역으로부터 드릴 비트의 게이지 버튼들 및 전방 버튼들의 맞물림으로부터 발생되는 절삭물 (cuttings) 을 플러싱하도록 구성되는 압축 공기 발생기와 같은 수단 (74) 을 갖는다. 이 드릴링 조립체는 충돌의 진동수와 드릴 비트의 회전 속도를 적합시키기 위해 동력 수단 (72) 의 작동을 제어하도록 구성되는 제어 장치 (75) 를 갖는다. 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용되는 버튼들을 구비하는 본 발명에 따른 드릴 비트는 250 Hz 를 초과하는, 바람직하게는 350 Hz 를 초과하는, 가장 바람직하게는 350 Hz ~ 1000 Hz 의 범위의 진동수를 갖도록 제어되는 드릴링 조립체에서 사용되는 것에 특히 적합하다는 것이 밝혀졌다.The drilling assembly also has means 74, such as a compressed air generator, configured to flush cuts resulting from the engagement of the gauge buttons and front buttons of the drill bit from the area occupied by the drill bit. This drilling assembly has a control device 75 configured to control the operation of the power means 72 to adapt the frequency of impact and the rotational speed of the drill bit. Drill bits according to the invention with buttons which allow rotation about their own axis of symmetry are in the range of more than 250 Hz, preferably more than 350 Hz, most preferably in the range of 350 Hz to 1000 Hz It has been found to be particularly suitable for use in drilling assemblies that are controlled to have a frequency.

침투 속도가 더 오랫동안 높은 수준에 유지될 수 있고, 착암 드릴 비트 (30) 또는 그 부품을 교체하기 위해 요구되는 조업정지의 발생 빈도가 더 낮아질 것이므로, 본 발명에 따른 착암 드릴 비트를 구비하는 도 8 에 따른 드릴링 조립체를 사용하는 드릴링은 이미 공지된 착암 드릴 비트를 사용하는 것 보다 효율적이다.The penetration rate can be maintained at a higher level for a longer time, and the frequency of downtime required to replace the rock drill bit 30 or parts thereof will be lower, so that FIG. 8 with a rock drill bit according to the invention Drilling using a drilling assembly according to the invention is more efficient than using a rock drill bit already known.

회전 시, 베이스 부분이 구멍의 저부 상에서 이동이 허용되는 상태에서 충돌력을 버튼에 전달하기 위해, 각 회전 가능한 버튼의 베이스 부분이 구멍의 저부에 지지되거나 접촉하는 것이 바람직하다.In rotation, it is preferable that the base portion of each rotatable button is supported or in contact with the bottom of the hole, in order to transmit the impact force to the button with the base portion being allowed to move on the bottom of the hole.

물론 본 발명은 전술한 실시형태들에 전혀 제한되지 않지만, 본 기술분야의 전문가에게는 첨부된 청구항에 한정된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서 그 실시형태들에 대한 많은 변형의 가능성이 용이하게 보일 것이다.Of course, the present invention is in no way limited to the embodiments described above, but it will be readily apparent to one skilled in the art that many modifications to the embodiments are possible within the scope of the invention as defined in the appended claims.

착암 드릴 비트의 버튼들의 개수 및 위치는 도면에 도시된 실시형태들에 대하여 많이 다를 수 있다.The number and location of the buttons of the rock drill bit may vary greatly with respect to the embodiments shown in the figures.

"실질적으로 원추대 형상" 및 "실질적으로 원주방향 링"이라는 표현에서 사용되는 "실질적으로"는 도면들에 도시된 바와 같은 절삭 함몰부 또는 그루브 및/또는 게이지 버튼들이 링과 교차하는 경우를 또한 포함한다."Substantially" as used in the expressions "substantially circumferential shape" and "substantially circumferential ring" also includes the case where cutting depressions or grooves and / or gauge buttons as shown in the figures intersect the ring. do.

본 출원이 우선권을 주장하는 유럽 특허 출원 EP 10178387.6의 개시는 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.The disclosure of European patent application EP 10178387.6, to which this application claims priority, is incorporated herein by reference.

Claims (24)

드릴링 조립체의 드릴 요소 (33, 53) 의 일 단부에 부착되도록 구성되고 상기 드릴 요소의 직경보다 큰 직경을 갖는 비트 헤드 (39) 를 포함하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트 (30, 50) 로서,
상기 비트 헤드는, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 전단부 (38, 60) 에서, 상기 비트 헤드 상에 분포되는, 그리고 파쇄될 물질과 맞물리도록 구성되는 다수의 버튼들 (41, 42, 56, 59, 80, 90) 을 갖고,
상기 버튼들 (41, 42, 56, 80, 90) 중 적어도 하나는 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전하는 것이 허용되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.As rock drilling drill bits 30, 50 for impact drilling comprising a bit head 39 configured to be attached to one end of a drill element 33, 53 of a drilling assembly and having a diameter greater than the diameter of the drill element,
The bit head has a plurality of buttons 41, 42, 56, which, when viewed in the intended drilling direction, are configured to engage the material to be crushed and distributed on the bit head at the front ends 38, 60. 59, 80, 90),
At least one of the buttons (41, 42, 56, 80, 90) is allowed to rotate about its own axis of symmetry. 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 버튼들은 상기 비트 헤드 (39, 81) 의 주위를 따라 분포되는, 그리고 상기 착암 드릴 비트에 의해 드릴링될 구멍의 직경을 결정하도록 구성되는 게이지 (gauge) 버튼들 (41, 56, 80, 90) 을 포함하고, 상기 게이지 버튼들 (41, 56, 80, 90) 중 적어도 하나는 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전하는 것이 허용되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method of claim 1,
The plurality of buttons are distributed along the periphery of the bit heads 39, 81, and gauge buttons 41, 56, 80, configured to determine the diameter of the hole to be drilled by the rock drill bit. 90), wherein at least one of the gauge buttons (41, 56, 80, 90) is allowed to rotate about its own axis of symmetry. 제 2 항에 있어서,
상기 착암 드릴 비트는, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 실질적으로 원추대 형상을 한정하는 실질적으로 원주방향 링 표면 (32, 54) 을 갖는 제 1 부재 (31, 51) 를 포함하고,
상기 적어도 하나의 게이지 버튼 (41, 56) 은 상기 링 표면에 놓이는 베이스 부분 (44, 55) 을 포함하고, 상기 링 표면은 상기 게이지 버튼에 충돌력을 전달하도록, 그리고, 회전 시, 상기 링 표면 상에서 상기 베이스 부분의 이동을 허용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.3. The method of claim 2,
The rock drill bit includes a first member 31, 51 having a substantially circumferential ring surface 32, 54 which, when viewed in the intended drilling direction, substantially defines the cone shape,
The at least one gauge button 41, 56 includes a base portion 44, 55 lying on the ring surface, the ring surface to transmit impingement force to the gauge button and, when rotating, the ring surface A rock drilling drill bit for impact drilling, characterized in that it is configured to allow movement of the base portion on it. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 착암 드릴 비트는 상기 비트 헤드의 상기 전단부 (38, 60) 를 한정하는, 그리고 외측으로 연장되는 상기 다수의 게이지 버튼들 (41, 56) 을 갖는 제 2 부재 (37, 57) 를 포함하고,
회전이 허용된 상기 적어도 하나의 게이지 버튼은, 상기 제 2 부재의 구멍 (40, 58) 내에 배치되고, 회전 시, 상기 구멍을 한정하는 벽들에 대하여 이동하는 것이 허용되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method according to claim 2 or 3,
The rock drill bit includes a second member 37, 57 which defines the front ends 38, 60 of the bit head and has the plurality of gauge buttons 41, 56 extending outwards. ,
The at least one gauge button, which is allowed to rotate, is disposed in the holes 40 and 58 of the second member, and when rotated, impact drilling, characterized in that it is allowed to move relative to the walls defining the hole. Rock drill bits. 제 4 항에 있어서,
회전이 허용된 상기 적어도 하나의 게이지 버튼 (41, 56) 은 상기 게이지 버튼의 잔부보다 큰 단면을 구비하는 베이스 부분 (44, 55) 을 갖고,
상기 제 2 부재 (37, 57) 의 상기 구멍 (40, 58) 의 적어도 일부는, 상기 게이지 버튼을 상기 제 2 부재 내에 수용된 상태로 유지하기 위해, 상기 베이스 부분의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.5. The method of claim 4,
The at least one gauge button 41, 56 allowed to rotate has a base portion 44, 55 having a cross section larger than the remainder of the gauge button,
At least a part of the holes 40, 58 of the second member 37, 57 has a cross-sectional area smaller than that of the base portion, in order to keep the gauge button housed in the second member. Rock drill bits for impact drilling. 제 5 항에 있어서,
상기 구멍 (40, 58) 은 관통 구멍이고,
상기 게이지 버튼 (41, 56) 은, 의도된 드릴링 방향에서 보았을 때, 상기 구멍의 후방 측에 상기 게이지 버튼의 베이스 부분 (44, 55) 이 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method of claim 5, wherein
The holes 40 and 58 are through holes,
The gauge buttons 41, 56 are arranged so that the base portions 44, 55 of the gauge button are on the rear side of the hole when viewed in the intended drilling direction. . 제 3 항 또는 제 3 항에 종속하는 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 부재 (31) 는 이 제 1 부재를 상기 드릴 요소 (33) 에 고정하도록 구성되는 수단 (34, 35) 를 갖는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method according to any one of claims 3 to 6, wherein
The first drill (31) has a rock drilling drill bit for impact drilling, characterized in that it has means (34, 35) configured to secure the first member to the drill element (33). 제 4 항 및 제 7 항에 있어서,
상기 착암 드릴 비트는 상기 제 1 부재 (31) 에 상기 제 2 부재 (37) 를 고정하도록 구성되는 수단 (46) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method according to claim 4 and 7,
The rock drilling drill bit is characterized in that it comprises means (46) configured to secure the second member (37) to the first member (31). 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 부재 (31) 에 상기 제 2 부재 (37) 를 고정하도록 구성되는 상기 수단 (46) 은, 이들 제 1 및 제 2 부재를 서로에 대해 해제가능하게 고정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method of claim 8,
The means 46 configured to fix the second member 37 to the first member 31 is configured to releasably fix these first and second members to each other. Drill bits for rock drilling. 제 3 항 또는 제 3 항에 종속하는 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 부재는 상기 드릴 요소 (53) 의 일 단부 (52) 상에 지지되도록 및/또는 고정되도록 구성되는 링 (51) 인 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method according to any one of claims 3 to 6, wherein
The rock drilling bit for impact drilling, characterized in that the first member is a ring (51) configured to be supported and / or fixed on one end (52) of the drill element (53). 제 4 항 내지 제 6 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 착암 드릴 비트는 상기 드릴 요소 (53) 에 대해 상기 제 2 부재 (57) 를 고정함으로써 상기 착암 드릴 비트를 고정하는 수단 (61, 62) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method according to any one of claims 4 to 6 and 10,
The rock drilling drill bit comprises means 61, 62 for securing the rock drill bit by fixing the second member 57 with respect to the drill element 53. . 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 게이지 버튼들 (41, 56, 80, 90) 의 대부분은 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.12. The method according to any one of claims 2 to 11,
Drilling rock drilling bits for impact drilling, characterized in that most of the gauge buttons (41, 56, 80, 90) are allowed to rotate about their own axis of symmetry. 제 2 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 착암 드릴 비트의 모든 상기 게이지 버튼들 (41, 56, 80, 90) 은 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.13. The method according to any one of claims 2 to 12,
All the gauge buttons (41, 56, 80, 90) of the rock drill bit are allowed to rotate about their own axis of symmetry. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비트 헤드는 파쇄될 물질과 맞물리도록 구성되는 다수의 전방 버튼들 (42, 59) 을 구비하는 전방 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.14. The method according to any one of claims 1 to 13,
And the bit head has a front surface having a plurality of front buttons (42, 59) configured to engage a material to be crushed. 제 14 항에 있어서,
상기 전방 버튼들 중 적어도 하나 (42) 는 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.15. The method of claim 14,
At least one of the front buttons is allowed to rotate about its own axis of symmetry. 제 4 항 내지 제 6 항 및 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전방 버튼 (42) 은 상기 적어도 하나의 게이지 버튼 (41) 의 디자인과 유사한 디자인을 갖고,
상기 제 2 부재 (37) 는 상기 적어도 하나의 게이지 버튼과 유사하게 상기 적어도 하나의 전방 버튼을 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method according to any one of claims 4 to 6 and 15,
The at least one front button 42 has a design similar to that of the at least one gauge button 41,
Impact drill drilling rock bit, characterized in that the second member (37) is configured to receive the at least one front button similar to the at least one gauge button. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 전방 버튼들 (42) 의 대부분 또는 모든 상기 전방 버튼들은 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전이 허용되는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.17. The method according to claim 15 or 16,
Most or all of the front buttons of the front buttons are allowed to rotate about their own axis of symmetry, impact drilling rock drill bit. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 착암 드릴 비트는 상기 비트 헤드 (39) 를 통해 연장되는, 그리고 적어도 하나의 플러싱 구멍 (68) 을 갖는 플러시 유로 (67) 를 포함하고, 상기 플러싱 구멍 (68) 은 상기 전단부에서 개방되고, 그 자신의 대칭축선을 중심으로 회전하는 것이 허용되는 적어도 하나의 상기 버튼 (56) 의 외주를 통과하는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.18. The method according to any one of claims 1 to 17,
The rock drill bit includes a flush flow passage 67 extending through the bit head 39 and having at least one flushing hole 68, the flushing hole 68 being open at the front end, Impact drilling drill bit, characterized in that it passes through the outer periphery of at least one of the buttons (56) allowed to rotate about its own axis of symmetry. 제 1 항, 제 2 항, 제 12 항 내지 제 15 항, 제 17 항 및 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
회전이 허용되는 상기 적어도 하나의 버튼은 상기 비트 헤드 (81) 내의 구멍 (82) 내에 배치되고, 회전 시, 상기 구멍을 한정하는 벽들에 대하여 이동하는 것이 허용되고,
상기 적어도 하나의 버튼은 원주방향 환형 그루브 (84, 91) 를 구비하고,
상기 구멍을 한정하는 상기 벽들은 암형 (female) 부재 (83) 를 갖고,
상기 착암 드릴 비트는, 상기 버튼의 회전을 허용하면서 상기 구멍 내에 상기 버튼을 로킹 (locking) 하기 위해 상기 그루브 (84) 와 상기 암형 부재 (83) 를 맞물리게 하는 맞물림 수단 (85, 92) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method according to any one of claims 1, 2, 12 to 15, 17 and 18,
The at least one button which is allowed to rotate is disposed in the hole 82 in the bit head 81 and, when rotating, is allowed to move relative to the walls defining the hole,
Said at least one button having a circumferential annular groove (84, 91),
The walls defining the aperture have a female member 83,
The rock drill bit includes engagement means 85, 92 for engaging the groove 84 and the female member 83 to lock the button in the hole while allowing the button to rotate. Impact drilling drill bit characterized in that the drill bit. 제 19 항에 있어서,
상기 암형 부재는 상기 구멍 벽들 내의 환형 그루브 (84) 이고,
상기 맞물림 수단은 탄성 재료의 링 (85) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method of claim 19,
The female member is an annular groove 84 in the hole walls,
And the engagement means comprise a ring (85) of elastic material. 제 19 항에 있어서,
상기 맞물림 수단은 상기 비트 헤드에 대하여 고정되기 위해 상기 그루브 (91) 와 상기 암형 부재 내로 압입되도록 구성되는 핀 (92) 을 포함하고, 상기 버튼의 회전을 허용하면서 상기 구멍 내에 상기 버튼 (90) 을 로킹하는 것을 특징으로 하는 충격식 드릴링용 착암 드릴 비트.The method of claim 19,
The engagement means includes a pin 92 configured to press into the groove 91 and the female member to be secured relative to the bit head, allowing the button 90 to be inserted into the hole while allowing the button to rotate. Impact drilling drill bit, characterized in that for locking. 착암 드릴 비트 (70),
상기 착암 드릴 비트를 회전시키고 파쇄될 물질과 맞물리기 위한 충돌을 실행하기 위해, 상기 착암 드릴 비트에 작용하도록 구성되는 동력 수단 (72), 및
상기 동력 수단의 작동을 제어하도록 구성되는 제어 장치 (75) 를 포함하는 충격식 착암을 위한 드릴링 조립체로서,
상기 착암 드릴 비트는 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 착암 드릴 비트인 것을 특징으로 하는 충격식 착암을 위한 드릴링 조립체.Rock drill bit 70,
Power means (72) configured to act on the rock drill bit to rotate the rock drill bit and effect a collision to engage the material to be crushed, and
A drilling assembly for impact rock drilling comprising a control device 75 configured to control the operation of the power means,
Drilling assembly for impact rock drilling, characterized in that the rock drilling bit is a rock drilling drill bit according to any one of the preceding claims. 제 22 항에 있어서,
상기 제어 장치 (75) 는 250 Hz 초과, 350 Hz 초과, 또는 350 Hz ~ 1000 Hz 의 상기 충돌의 진동수를 얻기 위해 상기 동력 수단 (72) 을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충격식 착암을 위한 드릴링 조립체.23. The method of claim 22,
The control device 75 is configured to control the power means 72 to obtain a frequency of the collision above 250 Hz, above 350 Hz, or between 350 Hz and 1000 Hz. Assembly. 암석과 같은 땅 (earth) 내로의 충격식 드릴링을 위한 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 착암 드릴 비트 (30, 50) 의 용도.Use of a rock drill bit (30, 50) according to any of claims 1 to 21 for impact drilling into earth such as rock.
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