KR20170095390A - 코어 드릴 비트용 드릴 링 - Google Patents

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KR20170095390A
KR20170095390A KR1020177020366A KR20177020366A KR20170095390A KR 20170095390 A KR20170095390 A KR 20170095390A KR 1020177020366 A KR1020177020366 A KR 1020177020366A KR 20177020366 A KR20177020366 A KR 20177020366A KR 20170095390 A KR20170095390 A KR 20170095390A
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drilling
drill
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KR1020177020366A
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마티아스 뮐러
마르셀 존데레거
Original Assignee
힐티 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 실린더형 코어 드릴 비트용 드릴 링(21)에 관한 것으로, 적어도 2개의 링 섹션(22.1, 23.1)을 포함하고, 상기 링 섹션들은 소결된 분말 혼합물(24, 26)과, 배열된 다이아몬드 입자(25, 27)로 형성되고, 이 경우 다이아몬드 입자(25, 27)는 실린더축에 대해 수직인 평면에서 원형 마모 경로(42, 43, 44, 45, 46, 47)에 배치되고, 링 섹션들(22.1, 23.1)은 측면 에지에서 서로 연결된다.

Description

코어 드릴 비트용 드릴 링
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 코어 드릴 비트용 드릴 링에 관한 것이다.
코어 드릴 비트로서 형성된 다이아몬드 공구에서 연속 드릴 링을 가진 코어 드릴 비트와 개별 커팅 세그먼트를 가진 세그먼트화된 코어 드릴 비트가 구분된다. 코어 드릴 비트들은 가공 섹션, 실린더형 생크, 및 삽입 단부를 가진 수용 섹션으로 이루어진다. 코어 드릴 비트는 삽입 단부에 의해 코어 드릴 장치의 공구 수용부 내에 고정되고, 코어 드릴 장치의 드릴 작동 시 회전축을 중심으로 구동된다.
연속 드릴 링은 통계적으로 분포된 다이아몬드 입자를 가진 분말 혼합물로 제조된다. 분말 혼합물은 공구 몰드 내부를 채우고 가압되어 압분체(green compact)를 형성하고, 압분체는 온도 및 압력의 작용 하에 소결되어 연속 드릴 링을 형성한다. US 5,316,416 호는 연속 드릴 링의 구조를 기술하고, 상기 드릴 링은 드릴 링의 전체 높이에 걸쳐 양호한 마모 특성을 갖는다. 드릴 링은 다수의 상부 슬롯과 하부 슬롯을 갖고, 상기 슬롯들은 드릴 링의 원주 방향을 따라 분포된다. 상부 슬롯들은 드릴 링의 높이의 절반에 걸쳐 연장되고, 생크로부터 떨어져 있는 드릴 링의 가공면으로 통한다. 하부 슬롯들은 드릴 링의 원주 방향을 따라 각각 상부 슬롯들 사이에 배치되고, 생크를 향한 드릴 링의 연결면으로 통한다. 상부 슬롯 및 하부 슬롯은 드릴 링의 높이에서 중첩된다. 드릴 링의 전체 높이에 걸쳐 상부 슬롯 및 하부 슬롯이 분포함으로써 드릴 링의 전체 사용 시간 동안 냉각 및 세척 액체가 가공 위치로 운반되고, 마모된 재료는 드릴 영역으로부터 제거된다.
세그먼트화된 코어 드릴 비트들을 위한 커팅 세그먼트들의 제조 시 미리 정해진 정형 패턴으로 다이아몬드 입자들이 배치되는 방법이 전문적인 분야에서 정착되었다. 압분체는 분말 혼합물을 포함하는 분말층과 정형 패턴으로 배치된 다이아몬드 입자를 포함하는 다이아몬드층으로 층을 이루어 형성된 후에, 온도 및 압력의 작용 하에 소결되어 커팅 세그먼트를 형성한다. 커팅 세그먼트들은 실린더형 생크의 원주 방향을 따라 배치되고, 생크에 용접, 납땜 및 다른 방식으로 고정된다. 세그먼트화된 코어 드릴 비트에 의해 달성 가능한 커팅 속도는 실제로 커팅 세그먼트 내 다이아몬드의 배치에 의존한다. 층을 이루는 구조에서 다이아몬드 입자들의 배치는 다이아몬드층들의 개수, 다이아몬드층들 간의 간격 및 다이아몬드 입자들의 크기에 의해 영향을 받을 수 있다.
본 발명의 과제는, 배열식 다이아몬드의 기술을 연속 드릴 링에 적용하는 것, 그리고 이와 같이 제조된 드릴 링으로 달성할 수 있는 가공 품질을 높이는 것이다.
상기 과제는 전술한 드릴 링에서 본 발명에 따라 독립 청구항 제 1 항의 특징에 의해 해결된다. 바람직한 개선예들은 종속 청구항에 제시된다.
본 발명에 따라, 다이아몬드 입자는 실린더축에 대해 수직인 평면에서 원형 마모 경로에 배치되고, 링 섹션들은 측면 에지에서 서로 연결된다. 드릴 링은 적어도 2개의 링 섹션으로 구성되고, 상기 링 섹션들은 소결된 분말 혼합물 및 배열된 다이아몬드 입자로 이루어진다. 링 섹션들은 측면 에지에서 비형상 끼워 맞춤 방식으로 또는 재료 결합 방식으로 서로 연결된다.
링 섹션들의 특성들은 분말 혼합물과 다이아몬드 입자들에 의해 설정될 수 있다. 배열된 다이아몬드 입자들은 원형 마모 경로에 배치되고, 차례로 배치된 다이아몬드 입자들은 가공 시 동일한 마모 경로를 나타낸다. 원형 마모 경로들이 가급적 서로 인접하면, 보강 콘크리트 재료의 가공을 위해 바람직한 것으로 입증되었다.
바람직한 실시예에서 드릴 링은 n ≥ 1인, n개의 제 1 링 섹션과 n개의 제 2 링 섹션을 포함하고, 이 경우 제 1 링 섹션 및 제 2 링 섹션은 드릴 링의 원주 방향을 따라 교대로 차례로 배치된다. 제 1 링 섹션 및 제 2 링 섹션으로 이루어진 드릴 링의 구조는 가공할 상이한 대상에 대한 조정을 가능하게 한다. 보강 콘크리트 재료라고도 하는 매립된 보강 철을 포함하는 콘크리트 재료에서 코어 드릴링 시 드릴 링은 예컨대 콘크리트 및 보강 철 형태의 상이한 대상에 접촉한다.
특히 바람직하게 제 1 링 섹션들은 외부면에 다이아몬드 점유 영역을 갖고, 제 2 링 섹션들은 외부면에 다이아몬드를 포함하지 않는 영역을 갖는다. 다이아몬드 점유 영역과 다이아몬드를 포함하지 않는 영역들이 교대로 드릴 링의 외부면에 배치됨으로써, 실린더축에 대해 수직인 평면에서 가공 시 다이아몬드 입자들이 나타내는 마모 경로의 개수는 증가한다. 동일한 개수의 다이아몬드 입자에서 더 많은 재료가 제거될 수 있고, 드릴 링의 성능은 개선된다.
특히 바람직하게 제 1 링 섹션은 소결된 제 1 분말 혼합물과 제 1 다이아몬드 입자로 형성되고, 제 2 링 섹션은 소결된 제 2 분말 혼합물과 제 2 다이아몬드 입자로 형성된다. 제 1 링 섹션의 특성은 예를 들어 제 1 지반, 즉 콘크리트에 맞게 조정될 수 있고, 제 2 링 섹션의 특성은 제 2 지반, 즉 보강 철에 맞게 조정될 수 있다. 링 섹션들의 특성은 예를 들어 분말 혼합물과 다이아몬드 입자에 의해 설정될 수 있다. 다이아몬드 입자에서 평균 다이아몬드 직경, 다이아몬드 분포 및 다이아몬드 입자들의 개수는 변경될 수 있다.
특히 바람직하게 제 1 링 섹션들의 제 1 분말 혼합물과 제 2 링 섹션들의 제 2 분말 혼합물은 동일하다. 특히 바람직하게 제 1 링 섹션들의 제 1 다이아몬드 입자와 제 2 링 섹션들의 제 2 다이아몬드 입자는 동일한 다이아몬드 분포와 동일한 평균 다이아몬드 직경을 갖는다. 동일한 분말 혼합물 및 동일한 다이아몬드 입자의 사용에 의해 드릴 링의 제조 시 장치 비용이 감소할 수 있고, 하나의 분말 혼합물 및 한 종류의 다이아몬드 입자만을 필요로 한다.
특히 바람직하게 제 1 링 섹션의 제 1 다이아몬드 입자는 실린더축에 대해 수직인 평면에서 제 1 개수의 제 1 마모 경로에 배치되고, 제 2 링 섹션의 제 2 다이아몬드 입자는 제 2 개수의 제 2 마모 경로에 배치된다. 다이아몬드층의 개수에 상응하는 마모 경로의 개수에 의해 다이아몬드 입자의 개수가 변경될 수 있다.
바람직한 변형예에서 제 1 마모 경로의 제 1 개수와 제 2 마모 경로의 제 2 개수는 동일하다. 동일한 분말 혼합물, 동일한 다이아몬드 입자 및 동일한 개수의 다이아몬드층의 사용에 의해 드릴 링의 제조 시 장치 비용이 감소할 수 있고, 한 종류의 압분체만이 형성된다.
특히 바람직하게 제 1 마모 경로의 제 1 곡률 반경과 제 2 마모 경로의 제 2 곡률 반경은 상이하다. 상이한 곡률 반경들로 인해, 마모 경로의 개수가 증가한다. 모든 곡률 반경이 상이하면, 드릴 링의 마모 경로의 개수는 제 1 마모 경로의 제 1 개수와 제 2 마모 경로의 제 2 개수의 합으로 이루어진다.
특히 바람직하게 마모 경로의 개수와 다이아몬드 입자의 크기는, 다이아몬드 입자들의 평균 다이아몬드 직경이 드릴 링의 폭과 마모 경로의 개수의 몫(quotient)의 적어도 45%에 달하도록 설정된다. 가공 시 다이아몬드 입자들이 나타내는 원형 마모 경로들이 가급적 서로 인접하고, 보강 철들이 거의 완전히 다이아몬드 입자에 의해 제거되면, 보강 콘크리트 재료의 가공의 경우에 바람직한 것으로 입증되었다.
특히 바람직하게 링 섹션들 사이에 적어도 하나의 워터 슬롯이 제공된다. 이 경우 적어도 하나의 워터 슬롯의 높이는 드릴 링의 전체 높이의 1/3 내지 5/6이다. 생크에 용접되는 드릴 링에서 연결 영역은 다이아몬드를 포함하지 않도록 형성되고, 가공을 위해 적합하지 않다. 지반의 가공을 위해 다이아몬드 입자를 포함하는 메트릭스 존이 적합하고, 상기 매트릭스 존은 드릴 링의 전체 높이의 약 5/6이다.
특히 바람직하게 적어도 하나의 워터 슬롯의 높이는 드릴 링의 전체 높이의 2/3로 설정된다. 전체 높이의 2/3의 비율을 차지할 때 최종 드릴 링의 충분한 강도가 보장될 수 있다. 드릴 링으로 가공하는 동안 냉각액이 가공 위치로 운반되어야 하고, 따라서 드릴 링 내의 워터 슬롯들은 가급적 길게 형성된다.
특히 바람직하게 적어도 하나의 링 섹션은 보어를 갖고, 상기 보어는 드릴 링의 내부면과 외부면을 연결한다. 이 경우 보어는 특히 바람직하게 적어도 부분적으로 적어도 하나의 워터 슬롯 아래에 배치된다. 적어도 하나의 워터 슬롯이 마모되면, 추가 보어가 드릴 링의 충분한 냉각을 보장한다.
본 발명의 실시예들은 계속해서 도면을 참고로 설명된다. 상기 도면의 실시예들을 반드시 일정한 비율로 도시된 것은 아니며, 오히려 설명을 위해 이용되는 도면은 개략적으로 및/또는 약간 왜곡된 형태로 구현된다. 도면에서 직접 파악할 수 있는 교리의 보완과 관련해서 관련 선행기술이 참조된다. 또한, 본 발명의 보편적인 사상을 벗어나지 않으면서, 실시예의 형상 및 세부사항에 관한 다양한 변형 및 변경이 실행될 수 있다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 공개된 본 발명의 특징들은 개별적으로 그리고 임의의 조합으로도 본 발명의 개선을 위해 중요할 수 있다. 또한, 상세한 설명, 도면 및/또는 청구범위에 공개된 적어도 2개의 특징의 모든 조합은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 보편적인 사상은 이하에 도시되어 설명된 바람직한 실시예들의 정확한 형상 또는 세부사항에 제한되지 않거나 또는 청구범위에 청구된 대상들과 비교해서 한정될 대상으로 제한되지 않는다. 주어진 치수 범위들에서 언급된 한계 내의 값들도 한계값으로서 공개되어 임의로 사용 가능하며, 청구될 수 있다. 명료함을 위해 이하에서는 동일하거나 유사한 부분들 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 부분들에 동일한 도면부호가 사용된다.
도 1은 드릴 링, 실린더형 생크 및 수용 섹션으로 이루어진 코어 드릴 비트를 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2c는 4개의 링 섹션으로 구성된 본 발명에 따른 드릴 링의 제 1 실시예를 도시한 입체도(도 2a), 회전축에 대해 수직으로 도시한 횡단면도(도 2b) 및 확대 도시한 상세도(도 2c).
도 3은 워터 슬롯을 가진 4개의 링 섹션으로 구성된 본 발명에 따른 드릴 링의 제 2 실시예를 도시한 도면.
도 4a 내지 도 4d는 육각형 베이스 면을 가진 4개의 동일한 압분체로 도 3의 드릴 링의 제조를 도시한 도면(도 4a)으로서, 2개의 압분체는 성형되어 오목한 제 1 링 섹션을 형성하고, 2개의 압분체는 성형되어 볼록한 제 2 링 섹션을 형성하고(도 4b), 제 1 링 섹션 및 제 2 링 섹션은 원주 방향을 따라 교대로 차례로 배치되고(도 4c), 온도 및 압력의 작용 하에 연결되어 연속 드릴 링을 형성하는 것을 도시한 도면(도 4d).
도 1은 드릴 링(11), 실린더형 생크(12), 및 삽입 단부(14)를 가진 수용 섹션(13)을 포함하는 코어 드릴 비트(10)를 도시한다. 코어 드릴 비트(10)는 삽입 단부(14)에 의해 코어 드릴 장치의 공구 수용부 내에 고정되고, 코어 드릴 장치의 드릴 작동 시 회전축(16)을 중심으로 회전 방향(15)으로 구동되며, 상기 회전축(16)은 코어 드릴 비트(10)의 실린더축에 대해 동축으로 연장된다.
드릴 링(11)은 생크(12)에 용접, 납땜, 나사 결합되거나 또는 다른 적절한 고정 방식으로 생크(12)에 고정된다. 드릴 링(11)을 생크(12)에 용접할 수 있도록 하기 위해, 드릴 링(11)과 생크(12) 사이의 연결 영역은 용접 가능한 재료로 형성될 수 있고, 다이아몬드 입자는 용접될 수 없기 때문에, 다이아몬드 입자를 포함해서는 안 된다.
도 2a 내지 도 2c는 다수의 링 섹션으로 구성되며 도 1의 코어 드릴 비트(10)의 드릴 링(11)을 대체할 수 있는 본 발명에 따른 드릴 링(21)의 제 1 실시예를 도시한다. 이 경우 도 2a는 드릴링(21)을 입체도에 도시하고, 도 2b는 회전축(16)에 대해 수직으로 드릴링(21)의 횡단면을 도시하고, 도 2c는 2개의 링 섹션 사이의 연결 영역에서 도 2b의 횡단면의 부분을 도시한다.
드릴 링(21)은 4개의 링 섹션으로 구성되고, 상기 링 섹션들은 측면 에지에서 서로 연결되고, 원주 방향으로 연속 링을 형성한다(도 2a). 드릴 링(21)의 링 섹션들은 2개의 제 1 링 섹션(22.1, 22.2)과 2개의 제 2 링 섹션(23.1, 23.2)으로 세분되고, 상기 링 섹션들은 드릴 링(21)의 원주 방향을 따라 교대로 차례로 배치된다. 제 1 링 섹션들(22.1, 22.2)은 제 1 분말 혼합물(24)과 제 1 다이아몬드 입자(25)로 이루어지고, 제 2 링 섹션들(23.1, 23.2)은 제 2 분말 혼합물(26)과 제 2 다이아몬드 입자(27)로 이루어진다(도 2b).
도 2c는 제 1 링 섹션(22.1)과 제 2 링 섹션(23.1) 사이의 연결 영역에서 도 2b의 횡단면의 부분을 도시한다. 제 1 링 섹션(22.1)은 제 1 분말 혼합물(24)의 m1 개의 분말층과 제 1 다이아몬드 입자(25)의 m1 개의 다이아몬드층으로 형성된다. 제 2 링 섹션(23.1)은 제 2 분말 혼합물(26)의 m2 개의 분말층과 제 2 다이아몬드 입자(27)의 m2 개의 다이아몬드층으로 형성된다. 도 2의 실시예에서 제 1 링 섹션(22.1)은 m1=3인 분말층(28.1, 29.1, 30.1)과 m1=3인 다이아몬드층(32.1, 33.1, 34.1)을 갖고, 제 2 링 섹션(23.1)은 m2=3인 분말층(35.1, 36.1, 37.1)과 m2=3인 다이아몬드층(38.1, 39.1, 40.1)을 갖는다.
다이아몬드층들(32.1, 33.1, 34.1)의 제 1 다이아몬드 입자들(25)은 상이한 제 1 곡률 반경(R1i,i= 1, 2, 3)을 갖는 3개의 제 1 원형 마모 경로(42.1, 43.1, 44.1)에 배치된다. 다이아몬드층들(38.1, 39.1, 40.1)의 제 2 다이아몬드 입자들(27)은 상이한 제 2 곡률 반경(R2i,i= 1, 2, 3)을 갖는 3개의 제 2 원형 마모 경로(45.1, 46.1, 47.1)에 배치된다. 제 1 분말 혼합물(24) 및 제 2 분말 혼합물(26)을 위한 재료의 선택, 제 1 다이아몬드 입자(25) 및 제 2 다이아몬드 입자(27)를 위한 다이아몬드 분포 및 크기의 선택 그리고 다이아몬드층과 마모 경로의 개수(m1, m2)는 가공할 상이한 대상에 대한 드릴 링(21)의 조정을 가능하게 한다.
링 섹션들(22.1, 22.2, 23.1, 23.2)은 3개의 분말층과 3개의 다이아몬드층으로 층을 이루어 형성된다. 층을 이루는 구조에서 분말 혼합물이 다이 내부를 채우고, 제 1 분말층을 형성한다. 다이아몬드 입자들은 제 1 다이아몬드층으로서 정형 패턴으로 제 1 분말층 위에 또는 내에 배열된다. 층 구조를 압축하기 위해, 다이아몬드 입자들의 배열 후에 중간 가압이 이루어진다. 후속해서 분말 혼합물이 다이 내부를 채우고, 제 2 분말층을 형성한다. 다이아몬드 입자들이 제 2 다이아몬드층으로서 정형 패턴으로 제 2 분말층 위에 또는 내에 배열된다. 이러한 과정은 압분체의 소정의 구조 높이가 달성될 때까지 반복된다. 다이아몬드층이 마지막 층으로 사용된다.
도 3은 4개의 링 섹션으로 이루어지고 코어 드릴 비트(10)의 드릴 링(11)을 대체할 수 있는 본 발명에 따른 드릴 링(51)의 제 2 실시예를 도시한다. 링 섹션들 사이에 4개의 워터 슬롯(52.1, 52.2. 52.3, 52.4)이 형성되고, 상기 워터 슬롯을 통해 냉각액이 가공 위치로 운반된다. 링 섹션들은, 드릴 링(51)이 내부면(53) 및 외부면(54)에서 교대로 다이아몬드 점유 영역(55)과, 다이아몬드를 포함하지 않는 영역(56)을 갖도록 배치된다.
워터 슬롯(52.1, 52.2, 52.3, 52.4)은 드릴 링(51)의 전체 높이의 대략 2/3의 높이에 걸쳐 연장된다. 워터 슬롯(52.1, 52.2, 52.3, 52.4)이 마모되는 경우에, 드릴 링(51)의 기능을 보장하기 위해, 2개의 링 섹션은 보어(57.1, 57.2)를 갖고, 상기 보어를 통해 냉각액이 가공 위치로 운반된다.
도 4a 내지 도 4d는 육각형 베이스 면을 가진 4개의 동일한 압분체(61)를 이용한 드릴 링(51)의 제조를 도시한다(도 4a). 2개의 압분체(61)는 성형되어 오목한 제 1 링 섹션(62)을 형성하고, 2개의 압분체(61)는 성형되어 볼록한 제 2 링 섹션(63)을 형성한다(도 4b). 제 1 링 섹션(62) 및 제 2 링 섹션(63)은 드릴 링(51)의 원주 방향을 따라 교대로 차례로 배치되고(도 4c), 온도 및 압력의 작용 하에 소결되어 연속 드릴 링을 형성한다(도 4d).
도 4a는 분말 혼합물(64)의 분말층과 다이아몬드 입자(65)의 다이아몬드층으로 층을 이루어 제조된 압분체(61)의 구조를 도시한다. 압분체(61)는 풋 존(foot zone)이라고도 하는 연결 영역(66)과 매트릭스 존이라고도 하는 가공 영역(67)으로 이루어진다. 연결 영역(66)과 가공 영역(67)은 함께 층을 이루어 형성될 수 있고, 이 경우 연결 영역 내에는 다이아몬드 입자(65)가 배치되지 않는다. 대안으로서 연결 영역은 별도의 영역으로 제조되고, 소결 시 가공 영역에 연결될 수 있다.
압분체(61)의 베이스 면은 육각형으로 형성되고, 직사각형(68) 및 인접하는 등변 사다리꼴(69)로 이루어지고, 이 경우 압분체(61)의 연결 영역(66)은 직사각형(68) 내에 위치한다. 사다리꼴 빗변의 영역에 추가 압력 작용에 의한 소결 시 워터 슬롯(52.1, 52.2, 52.3, 52.4)이 형성되고, 상기 워터 슬롯을 통해 냉각액이 가공 위치로 운반된다. 압분체에서 사다리꼴(69)의 높이(h)는 워터 슬롯(52.1, 52.2, 52.3, 52.4)의 높이를 결정한다. 실시예에서 사다리꼴(69)의 높이(h)는 압분체의 전체 높이(H)의 절반에 해당한다.
도 4b는 압력 작용 하에 도 4a의 압분체(61)로부터 볼록한 곡률을 갖도록 형성된 제 1 링 섹션(62)과 압력 작용 하에 도 4a의 압분체(61)로부터 오목한 곡률을 갖도록 형성된 제 2 링 섹션(63)을 도시한다. 제 1 링 섹션(62)에서 다이아몬드층으로 형성된 압분체(61)의 상부면은 외부면(54)에 배치되고, 제 2 링 섹션(63)에서 압분체(61)의 상부면은 내부면(53)에 배치된다.
제 1 링 섹션(62)은 제 1 측면 에지(71) 및 제 2 측면 에지(72)를 갖고, 상기 측면 에지들은 소결 시 제 2 링 섹션(63)의 제 1 측면 에지(73) 및 제 2 측면 에지(74)에 연결된다. 이 경우 제 1 링 섹션(62)의 제 1 측면 에지(71)는 제 2 링 섹션(63)의 제 2 측면 에지(74)에 연결되고, 제 1 링 섹션(62)의 제 2 측면 에지(72)는 제 2 링 섹션(63)의 제 1 측면 에지(73)에 연결된다. 2개의, 제 1 링 섹션(62.1, 62.2) 및 제 2 링 섹션(63.1, 63.2)을 포함하는 드릴 링(51)의 경우 인접한 링 섹션들의 각각의 제 1 측면 에지 및 제 2 측면 에지는 서로 연결된다.
도 4c는 제 1 링 섹션(62.1, 62.2)과 제 2 링 섹션(63.1, 63.2)을 도시하고, 상기 링 섹션들은 드릴 링(51)의 원주 방향을 따라 교대로 차례로 배치된다. 링 섹션들(62.1, 63.1, 62.2, 63.2)은 연속 드릴 링을 형성하고, 도 4c에 도시된 배치에서 열간 압착으로 계속해서 가공된다. 도 4d는 열간 압착 후의 연속 드릴 링을 도시한다. 열간 압착 시 링 섹션들(62.1, 63.1, 62.2, 63.2)은 온도 및 압력의 작용을 겪는다. 온도 작용으로 인해, 링 섹션들에서 분말 혼합물이 소결되고, 링 섹션들은 측면 에지에서 서로 연결된다. 축방향으로, 즉 드릴 링의 회전축에 대해 평행하게 압력 작용에 의해 링 섹션들의 압축을 야기하는 링 섹션들의 압착이 이루어진다. 열간 압착은 드릴 링의 최종 형상을 결정하는 다이(die)에서 이루어진다.

Claims (13)

  1. 실린더형 코어 드릴 비트(10)용 드릴 링(21; 51)으로서, 적어도 2개의 링 섹션(22.1, 22.2, 23.1, 23.2; 62.1, 62.2, 63.1, 63.2)을 포함하고, 상기 링 섹션들은 소결된 분말 혼합물(24, 26; 64) 및 배열된 다이아몬드 입자(25, 27; 65)로 형성되는 것인 드릴 링(21; 51)에 있어서,
    상기 다이아몬드 입자(25, 27; 65)는 실린더축에 대해 수직인 평면에서 원형 마모 경로(42, 43, 44, 45, 46, 47)에 배치되고, 상기 링 섹션들(22.1, 22.2, 23.1, 23.2; 62.1, 62.2, 63.1, 63.2)은 측면 에지(71, 72, 73, 74)에서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  2. 제 1 항에 있어서, 드릴 링은 n ≥ 1인, n개의 제 1 링 섹션(22.1, 22.2; 62.1, 62.2)과 n개의 제 2 링 섹션(23.1, 23.2; 63.1, 63.2)을 포함하고, 상기 제 1 링 섹션(22,1, 22.2; 62.1, 62.2) 및 제 2 링 섹션들(23.1, 23.2; 63.1, 63.2)은 상기 드릴 링(21; 51)의 원주 방향을 따라 교대로 차례로 배치되는 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  3. 제 2 항에 있어서, 외부면(54)에서, 제 1 링 섹션들(22.1, 22.2)은 다이아몬드 점유 영역(55)을 갖고, 제 2 링 섹션들(23.1, 23.2)은 다이아몬드를 포함하지 않는 영역(56)을 갖는 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 링 섹션들(22.1, 22.2)은 소결된 제 1 분말 혼합물(24)과 제 1 다이아몬드 입자(25)로 형성되고, 상기 제 2 링 섹션들(23.1, 23.2)은 소결된 제 2 분말 혼합물(26)과 제 2 다이아몬드 입자(27)로 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 링 섹션들(22.1, 22.2)의 상기 제 1 분말 혼합물(24)과 상기 제 2 링 섹션들(23.1, 23.2)의 상기 제 2 분말 혼합물(26)은 동일한 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 링 섹션들(22.1, 22.2)의 상기 제 1 다이아몬드 입자(25)와 상기 제 2 링 섹션들(23.1, 23.2)의 상기 제 2 다이아몬드 입자(27)는 동일한 다이아몬드 분포와 동일한 평균 다이아몬드 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 링 섹션들(22.1, 22.2)의 상기 제 1 다이아몬드 입자(25)는 실린더축에 대해 수직인 평면에서 제 1 개수(m1)의 제 1 마모 경로(42, 43, 44)에 배치되고, 상기 제 2 링 섹션들(23.1, 23.2)의 상기 제 2 다이아몬드 입자(27)는 제 2 개수(m2)의 제 2 마모 경로(45, 46, 47)에 배치되는 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 마모 경로(42, 43, 44)의 제 1 개수(m1)와 상기 제 2 마모 경로(45, 46, 47)의 제 2 개수(m2)는 동일한 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 마모 경로(42, 43, 44)의 제 1 곡률 반경(R1i)과 상기 제 2 마모 경로(45, 46, 47)의 제 2 곡률 반경(R2i)은 상이한 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  10. 제 9 항에 있어서, 마모 경로의 개수(m1, m2)와 상기 다이아몬드 입자(25, 27; 65)의 크기는, 상기 다이아몬드 입자들(25, 27; 65)의 평균 다이아몬드 직경이 상기 드릴 링(21; 51)의 폭과 다이아몬드층의 개수(m1, m2)의 몫(quotient)의 적어도 45%에 달하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 섹션들(62.1, 62.2, 63.1, 63.2) 사이에 적어도 하나의 워터 슬롯(52.1, 52.2, 52.3, 52.4)이 제공되는 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 워터 슬롯(52.1, 52.2, 52.3, 52.4)의 높이는 드릴 링(51)의 전체 높이의 1/3 내지 5/6인 것을 특징으로 하는 드릴 링.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 적어도 하나의 링 섹션(63.1, 63.2)은 보어(57.1, 57.2)를 갖고, 상기 보어는 상기 드릴 링(51)의 내부면(53)과 외부면(54)을 연결하는 것을 특징으로 하는 드릴 링.
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