PL196642B1

PL196642B1 - Obrotowa koronka wiertnicza

Info

Publication number: PL196642B1
Application number: PL356424A
Authority: PL
Inventors: Curnie A. Dunn; Phillip W. Haga; Ted R. Massa; Douglas E. Bise; Gary J. Condon; Stephen T. Belsheim; James E. Rutherford
Original assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2008-01-31
Also published as: EP1255909B8; DE60109902D1; EP1255909B1; WO2001061142A1; US6595305B1; DE60109902T2; ZA200206257B; CA2406731A1; ATE292739T1; PL356424A1; AU2001233070B2; RU2002124594A; MXPA02007961A; CA2406731C; EP1255909A1; AU3307001A; CN1401044A

Abstract

1. Obrotowa koronka wiertnicza, do wnika- nia w warstwy ziemi, zawieraj aca wyd luzony trzon wiert la z osiowo przednim ko ncem, oraz monolityczn a tward a wk ladk e przymocowan a do trzonu wiert la na jego osiowo przednim ko n- cu, przy czym twarda wk ladka ma co najmniej trzy nieci ag le czo lowe kraw edzie skrawaj ace do skrawania warstw ziemi, znamienna tym, ze trzon (22, 102, 200, 240, 300) wiert la posiada gniazdo (50, 206, 246, 314) o profilu nieokr a- g lym usytuowane w jego osiowo przednim ko n- cu, za s twarda wk ladka (56, 120) zawiera wy- st ep (80) o profilu nieokr ag lym i ten wyst ep (80) twardej wk ladki (56, 120) jest usytuowany w gnie zdzie (50, 206, 246, 314) o profilu nieokr a- g lym w trzonie (22, 102, 200, 240, 300) wiert la. PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196642 (21) Numer zgłoszenia: 356424 ^{(13) B1} (22) Data zgłoszenia: 26.01.2001 ^{(51) Int.Cl.}

E21B 10/58 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

26.01.2001, PCT/US01/02789 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

23.08.2001, WO01/61142 PCT Gazette nr 34/01

(54) Obrotowa koronka wiertnicza
	(73) Uprawniony z patentu: KENNAMETAL INC.,Latrobe,US
(30) Pierwszeństwo:
15.02.2000,US,09/500,813	(72) Twórca(y) wynalazku:
09.06.2000,US,09/591,644	Curnie A. Dunn,Bristol,US
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	Phillip W. Haga,Chilhowie,US Ted R. Massa,Latrobe,US Douglas E. Bise,Chilhowie,US
28.06.2004 BUP 13/04	Gary J. Condon,Irwin,US
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.01.2008 WUP 01/08	Stephen T. Belsheim,Kingston Springs,US James E. Rutherford,Big Stone Gap,US (74) Pełnomocnik: Kuczyńska Teresa, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.

⁽⁵⁷⁾ 1. Obrotowa koronka wiertnicza, do wnikania w warstwy ziemi, zawierająca wydłużony trzon wiertła z osiowo przednim końcem, oraz monolityczną twardą wkładkę przymocowaną do trzonu wiertła na jego osiowo przednim końcu, przy czym twarda wkładka ma co najmniej trzy nieciągłe czołowe krawędzie skrawające do skrawania warstw ziemi, znamienna tym, że trzon (22, 102, 200, 240, 300) wiertła posiada gniazdo (50, 206, 246, 314) o profilu nieokrągłym usytuowane w jego osiowo przednim końcu, zaś twarda wkładka (56, 120) zawiera występ (80) o profilu nieokrągłym i ten występ (80) twardej wkładki (56, 120) jest usytuowany w gnieździe (50, 206, 246, 314) o profilu nieokrągłym w trzonie (22, 102, 200, 240, 300) wiertła.

PL 196 642 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest obrotowa koronka wiertnicza do wiercenia w ziemi.

Znana jest obrotowa koronka wiertnicza do wnikania w warstwy ziemi, zawierająca wydłużony trzon wiertła z osiowo przednim końcem, oraz monolityczną twardą wkładkę przymocowaną do trzonu wiertła na jego osiowo przednim końcu, przy czym twarda wkładka ma co najmniej trzy nieciągłe czołowe krawędzie skrawające do skrawania warstw ziemi.

Rozwój podziemnego kopalnictwa węgla wymaga drążenia tunelu, którego strop jest początkowo niepodparty. W celu zapewnienia podparcia stropu, do wiercenia otworów w warstwie ziemi używa się rotacyjnego narzędzia wiertniczego (np. stropowego narzędzia wiertniczego), które może mieć długość od około dwóch stóp do około dwudziestu stóp (albo nawet więcej). W wywierconych otworach mocuje się kotwy stropowe, do których następnie mocuje się podpory stropowe (np. panele stropowe). Przykładami konwencjonalnych stropowych narzędzi wiertniczych z przednią szczeliną osiową z osadzoną w niej ostrzową twardą wkładką są narzędzia wiertnicze KCV4-1RR i KCV4-1 1/32RR Roof Rocket™ firmy Kennametal Inc. z Latrobe, Pennsylvania, USA, które ujawniono w patencie Stanów Zjedn. Ameryki nr 5,172,775 udzielonym Sheirerowi i innym.

Stropowe narzędzia wiertnicze Kennametal Rook Rocket mają odpowiednie parametry, w tym zadowalającą szybkość wnikania w ziemię, ale pożądane byłoby zapewnienie stropowego narzędzia wiertniczego umożliwiającego możliwie szybkie zakończenie czynności wiertniczych. Stropowe narzędzie wiertnicze mające co najmniej trzy czołowe krawędzie skrawające zwiększa szybkość wnikania w ziemię wskutek większej liczbie czołowych krawędzi skrawających. Trzy czołowe krawędzie skrawające, zwłaszcza o orientacji promieniowej, umożliwiają stropowemu narzędziu wiertniczemu przemieszczanie się do przodu z bardzo małym biciem wzdłużnym (tj. ruchami na boki), w wyniku czego uzyskuje się wiercenie zrównoważone. Czołowe krawędzie skrawające kończące się w bliskiej odległości (tj. w punkcie promieniowo na zewnątrz) od punktu środkowego twardej wkładki wyznaczają obszar otworu centralnego tak, żeby zmniejszyć ilość skrawania z małą prędkością, tj. skrawanie występujące bliżej punktu środkowego. Każdy z elementów, zwiększenie liczby czołowych krawędzi skrawających, zrównoważone wiercenie, oraz zmniejszenie wiercenia z małą prędkością, przyczynia się do zwiększenia szybkości wnikania stropowego narzędzia wiertniczego w ziemię, co zapewnia sprawne zakończenie czynności wiertniczych.

W przypadku wiercenia z większymi prędkościami wnikania może wystąpić zatykanie się i utykanie wiertła. Korzystne byłoby odpowiednie manipulowanie i odprowadzanie urobku tak, żeby zmniejszyć potencjalną możliwość zatkania. Korzystne byłoby zapewnienie stropowego narzędzia wiertniczego z trzonem narzędzia wiertniczego, który byłby w stanie wytrzymać naprężenia występujące podczas utykania wiertła.

Urobek uderza w stropowe narzędzie wiertnicze, co powoduje erodowanie stalowego trzonu tak, że zwiększa się możliwość odłączenia się twardej wkładki od trzonu. Korzystne byłoby zmniejszenie tego zużycia tak, żeby lepiej zachować spójność lutowanego złącza pomiędzy twardą wkładką a trzonem wiertł a.

Obrotowa koronka wiertnicza do wnikania w warstwy ziemi, zawierająca wydłużony trzon wiertła z osiowo przednim koń cem, oraz monolityczną twardą wkł adkę przymocowaną do trzonu wiertł a na jego osiowo przednim końcu, przy czym twarda wkładka ma co najmniej trzy nieciągłe czołowe krawędzie skrawające do skrawania warstw ziemi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że trzon wiertła posiada gniazdo o profilu nieokrągłym usytuowane w jego osiowo przednim końcu, zaś twarda wkładka zawiera występ o profilu nieokrągłym i ten występ twardej wkładki jest usytuowany w gnieździe o profilu nieokrągłym w trzonie wiertła.

Korzystnie każda z czołowych krawędzi skrawających twardej wkładki do skrawania warstw ziemi jest skierowana promieniowo.

Każda z czołowych krawędzi skrawających do skrawania warstw ziemi ma odpowiednią główną skrawającą krawędź przyłożenia.

Obrotowa koronka ma centralną oś podłużną przechodzącą przez środkowy punkt twardej wkładki, trzon wiertła ma powierzchnię obwodową, a każda z czołowych krawędzi skrawających do skrawania warstw ziemi ma pierwszy koniec w punkcie znajdującym się promieniowo na zewnątrz od punktu środkowego twardej wkładki, jest usytuowana w kierunku odchodzącym od punktu środkowego i jej drugi koniec jest usytuowany w punkcie promieniowo na zewnątrz od powierzchni obwodowej trzonu wiertła.

PL 196 642 B1

Każda z czołowych krawędzi skrawających do skrawania warstw ziemi jest utworzona przez odpowiednią powierzchnię czołową twardej wkładki przecinającą się z odpowiednią powierzchnią górną twardej wkładki, i każda powierzchnia czołowa jest usytuowana pod kątem natarcia wynoszącym od około zera stopni do około minus piętnastu stopni.

Twarda wkładka pokrywa osiowo przedni koniec trzonu wiertła.

Trzon wiertła ma powierzchnię obwodową i zawiera centralny otwór, i w trzonie wiertła znajdują się ponadto co najmniej trzy okna, usytuowane w obwodowej powierzchni, połączone z otworem centralnym.

Każde z okien ma osiowo przednią krawędź i ta osiowo przednia krawędź każdego okna znajduje się w innej odległości od osiowo przedniego końca trzonu wiertła.

Obrotowa koronka wiertnicza do wnikania w warstwy ziemi, zawierająca wydłużony trzon wiertła z osiowo przednim końcem, oraz monolityczną twardą wkładkę przymocowaną do trzonu wiertła na jego osiowo przednim końcu, przy czym twarda wkładka ma co najmniej trzy nieciągłe czołowe krawędzie skrawające do skrawania warstw ziemi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że trzon wiertła posiada występ o profilu nieokrągłym wystający z jego osiowo przedniego końca, zaś w twardej wkładce znajduje się gniazdo o profilu nieokrągłym i występ o profilu nieokrągłym jest usytuowany w gnieź dzie o profilu nieokrą g ł ym.

Każda z czołowych krawędzi skrawających twardej wkładki do skrawania warstw ziemi jest skierowana promieniowo.

Obrotowa koronka wiertnicza ma centralną oś podłużną przechodzącą przez środkowy punkt twardej wkładki, trzon wiertła ma powierzchnię obwodową, a każda z czołowych krawędzi skrawających do skrawania warstw ziemi ma pierwszy koniec w punkcie znajdującym się promieniowo na zewnątrz od punktu środkowego twardej wkładki, jest usytuowana w kierunku odchodzącym od punktu środkowego i jej drugi koniec jest usytuowany w punkcie promieniowo na zewnątrz od powierzchni obwodowej trzonu wiertła.

Twarda wkładka pokrywa osiowo przedni koniec trzonu wiertła.

Konstrukcja twardej wkładki i trzonu wiertła według wynalazku ułatwia prawidłowe ustalanie położenia twardej wkładki na trzonie wiertła. Ponadto, konstrukcja ta ułatwia produkcję trzonu narzędzia wiertniczego, bowiem może on być formowany techniką, albo kombinacją technik, takich jak, na przykład, formowania na zimno lub odlewania.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przykład wykonania stropowego narzędzia wiertniczego, czyli obrotowej koronki wiertniczej w rzucie izometrycznym, gdzie twarda wkładka jest pokazana w stanie odłączonym od trzonu narzędzia wiertniczego, fig. 2 - twardą wkładkę z fig. 1, w rzucie z góry, fig. 3 - twardą wkładkę z fig. 1, w rzucie z boku, fig. 4 - twardą wkładkę z fig. 1, w rzucie z dołu, fig. 5 przedstawia inny przykład wykonania obrotowej koronki wiertniczej, w rzucie izometrycznym, gdzie twarda wkładka jest pokazana w stanie odłączonym od trzonu narzędzia wiertniczego, fig. 6 - twardą wkładkę z fig. 5, w rzucie z góry, fig. 7 - twardą wkładkę z fig. 5, w rzucie z dołu, fig. 8 - twardą wkładkę z fig. 5, w przekroju płaszczyzną 8-8 na fig. 7, fig. 9 - osnowowo przednia część innego przykładu wykonania koronki wiertniczej w rzucie izometrycznym, z wkładką skrawającą odłączoną od twardego elementu, fig. 10 - inny przykład wykonania trzonu narzędzia wiertniczego w rzucie izometrycznym, fig. 11 - przykład wykonania z fig. 10 w przekroju płaszczyzną 11-11, fig. 12 - przykład wykonania z fig. 10 w rzucie z góry, fig. 13 przykład wykonania z fig. 12 w przekroju płaszczyzną 13-13 na fig. 12, fig. 14 - przykład wykonania z fig. 12 w przekroju pł aszczyzną 14-14 na fig. 12, fig. 15 - przyk ł ad wykonania z fig. 12 w przekroju płaszczyzną 15-15 na fig. 12, fig. 16 - inny specyficzny przykład wykonania trzonu narzędzia wiertniczego, w rzucie z góry, fig. 17 - przykład wykonania z fig. 16 w przekroju płaszczyzną 17-17, fig. 18 przykład wykonania z fig. 16 w przekroju płaszczyzną 18-18, fig. 19 - przykład wykonania z fig. 16

PL 196 642 B1 w przekroju płaszczyzną 19-19, fig. 20 - inny specyficzny przykład wykonania trzonu stropowego narzędzia wiertniczego w rzucie z boku zawierający okna dla płynu i z częścią trzonu odciętą w celu pokazania otworu centralnego; oraz fig. 21 - trzon stropowego narzędzia wiertniczego z fig. 20 w rzucie z góry.

Stropowe narzędzie wiertnicze, czyli obrotowa koronka wiertnicza 20 ma centralną oś podłużną A-A. Obrotowa koronka wiertnicza 20 ma w przybliżeniu cylindryczny wydłużony, stalowy trzon 22 narzędzia wiertniczego o długości osiowej B równej 5,0 cm (1,968 cala) i średnicy C równej 1 cal (2,54 cm). Trzon 22 wiertła ma ponadto osiowo przednią końcówkę 24, osiowo tylną końcówkę 26, centralny podłużny otwór 28 oraz w przybliżeniu cylindryczną powierzchnię obwodową 30.

W pobliżu osiowo przedniego końca 24 znajduje się część bazowa 32. Na części bazowej 32 znajdują się trzy łukowe, wypukłe półokrągłe wybrane powierzchnie 36, które zwężają się, jak również stają się płytsze, w miarę osiowego posuwania się do tyłu. W każdej półokrągłej wybranej powierzchni 36 znajduje się w przybliżeniu okrągłe okno 38 na urobek o średnicy D równej 0,375 cala (0,95 cm) usytuowane w pobliżu jej tylnej krawędzi osiowej. Każde okno 38 na urobek jest nieco odsadzone na pewną odległość E równą 0,082 cala (2,08 mm) od osi centralnej F-F półokrągłej wybranej powierzchni 36. Środek okna 38 na urobek jest odsunięty na odległość X równą 0,939 cala (2,38 cm) od tylnego końca osiowego 26 trzonu 22 wiertła. Okna 38 na urobek umożliwiają odprowadzanie urobku powstającego w czasie wiercenia, w tym większych kawałków urobku, pod wpływem podciśnienia stosowanego w wierceniu na sucho. Stropowe narzędzie wiertnicze nadaje się również do wiercenia na mokro.

Część bazowa 32 ma trzy występy bazowe 40, każdy wyznaczony pomiędzy każdą parą półokrągłych wybranych powierzchni 36. Każdy występ bazowy 40 ma dalszą krawędź obwodową 42 sąsiadującą z dalszą powierzchnią obwodową 44, oraz krawędź czołową 46 znajdującą się w pobliżu czołowej powierzchni obwodowej 48. Dalsza powierzchnia obwodowa 44 części bazowej 32 rozszerza się w miarę osiowego przesuwania się do tyłu tak, że część bazowa trzonu narzędzia wiertniczego w zasadzie rozszerza się w miarę osiowego przesuwania się do tyłu. Rozszerzanie się bazowej części trzonu zapewnia znakomitą wytrzymałość i pomaga trzonowi narzędzia wiertniczego wytrzymać naprężenia podczas utykania stropowego narzędzia wiertniczego.

W trzonie 22 stropowego narzę dzia wiertniczego, w jego tylnym koń cu osiowym 24, znajduje się ponadto gniazdo 50 o profilu nieokrągłym. Gniazdo 50 o profilu nieokrągłym ma trzy w przybliżeniu promieniowe rowki gniazdowe, równo rozmieszczone w odstępach około stu dwudziestu stopni. Jak wyraźnie widać na figurach, dolna powierzchnia gniazda 50 jest w przybliżeniu równoległa do powierzchni obwodowej osiowo przedniego końca 24 trzonu 22 narzędzia wiertniczego. Jak opisano dalej, konfiguracja gniazda 50 odpowiada konfiguracji występu o profilu nieokrągłym, który wystaje z dolnej powierzchni twardej wkładki.

W skł ad stropowego narzę dzia wiertniczego, czyli obrotowej koronki wiertniczej 20 wchodzi ponadto twarda wkładka 56 z trzema nieciągłymi czołowymi krawędziami skrawającymi. Jednakże, w zależności od zastosowań, moż e być więcej niż trzy czołowe krawędzie skrawające.

Korzystnie (ale niekoniecznie), twarda wkładka 56 jest pojedynczym monolitycznym elementem uformowanym technikami metalurgii proszków z twardego materiału, takiego jak spiekany stop (np. kobaltu) węglika wolframu, gdzie mieszankę proszków prasuje się do prasówki surowej, a następnie spieka, w wyniku czego powstaje w zasadzie część całkowicie zagęszczona. Wnioskodawcy uważają, że twardą wkładkę można również wykonać technikami formowania wtryskowego. Zalecany gatunek spiekanego węglika wolframu na twardą wkładkę (tj. Klasy 1) zawiera 6,0 procent wagowych kobaltu (resztę stanowi w zasadzie węglik wolframu) i ma ziarna węglika wolframu i wielkości 1-8 mikrometrów oraz twardość Rockwella A około 89,9.

Na twardej wkładce 56 znajduje się powierzchnia górna 58 z obszarem centralnym 60 otaczającym punkt centralny G (patrz fig. 2) i powierzchnia dolna 62. Twarda wkładka 56 ma trzy płatki 64, z których każ dy ma w przybliż eniu płaską powierzchnię natarcia 66, powierzchnię spł ywu 68 oraz profilowaną (lub rzeźbioną) powierzchnię górną 70. Powierzchnia rzeźbiona 70 ma wypukłą górną część natarcia i wklęsłą dolną część spływową, przy czym pomiędzy górną częścią natarcia, a dolną częścią spływu jest płynne przejście.

Po przymocowaniu twardej wkładki 56 do trzonu 22 narzędzia wiertniczego, powierzchnia natarcia 66 każdego płatka 64 znajduje się pod ujemnym kątem natarcia H (patrz fig. 1) wynoszącym około pięć stopni. Kąt natarcia H może mieścić się w przedziale od około zero do około minus piętnaście stopni, a bardziej korzystnie od około minus pięć stopni do około minus piętnaście stopni. StoPL 196 642 B1 sując ujemny kąt natarcia, wnioskodawcy zapewniają twardą wkładkę z mocną czołową krawędzią skrawającą. Ujemny kąt natarcia zapewnia również lepszy przepływ proszku podczas procesu wytwarzania, co poprawia spójność całkowitą (w tym równomierną gęstość) twardej wkładki.

Każdy płatek 64 ma ponadto dalszą powierzchnię obwodową 74. Powierzchnia natarcia 66 przecina powierzchnię rzeźbioną 70 w jej górnej części tak, żeby w miejscu ich przecięcia powstała w przybliżeniu prostoliniowa czołowa krawędź skrawająca 76.

Powierzchnia natarcia 66 przecina dalszą powierzchnię obwodową 74 tak, żeby w miejscu ich przecięcia powstała w przybliżeniu prostoliniowa krawędź 78 skrawająca szczelinę boczną. Chociaż czołowa krawędź skrawająca 76 ma geometrię w przybliżeniu prostoliniową, wnioskodawcy uważają, że czołowa krawędź skrawająca może mieć również inną konfigurację, taką jak, na przykład, konfiguracja łukowa w jednym lub w obu kierunkach, pionowym i poziomym.

Twarda wkładka 56 ma występ 80 o profilu nieokrągłym, który ma trzy wystające płatki rozstawione w odstępie około stu dwudziestu stopni, które wystają z dolnej powierzchni 62 twardej wkładki. Występ 80 o profilu nieokrągłym ma powierzchnię boczną 84 i powierzchnię dolną 86. Powierzchnia dolna 62 twardej wkładki ma występ 88 otaczający występ 80 i jest w przybliżeniu równoległy do dolnej powierzchni 62. Każdy z wystających płatków ma orientację w przybliżeniu promieniową tak, że jego centralna oś podłużna przechodzi przez środek geometryczny twardej wkładki (tj. punkt na twardej wkładce, który leży wzdłuż centralnej osi podłużnej A-A stropowego narzędzia wiertniczego 20 kiedy twarda wkładka jest przymocowana do trzonu wiertła).

Nawiązując ponownie do geometrii czołowej i bocznej krawędzi skrawającej, chociaż krawędzie te są w przybliżeniu prostoliniowe i biegną w odpowiedni sposób, to możliwe i dopuszczalne jest również użycie innych geometrii krawędzi skrawających.

Nawiązując do zmontowanego stropowego narzędzia wiertniczego 20, typowe jest lutowanie twarde twardej wkładki 56 do osiowo przedniego końca 24 trzonu 22 wiertła. W szczególności, występ 80 o profilu nieokrągłym wystający z dolnej powierzchni 62 twardej wkładki 56 ma geometrię pasującą do gniazda 50 o profilu nieokrągłym w osiowo przednim końcu 26 trzonu 22 wiertła, a tym samym może w nie wchodzić. Istnieje geometryczne dopasowanie pomiędzy kształtem gniazda 50 a kształtem występu 80, w wyniku czego występ 80 wchodzi w gniazdo 50 tak, żeby zapewnić, że twarda wkładka znajduje się w prawidłowym położeniu względem trzonu 22 narzędzia wiertniczego. Pomiędzy powierzchnią trzonu narzędzia wiertniczego na jego osiowo przednim końcu a tylną powierzchnią na wkładce istnieje twarde złącze lutowane, które obejmuje powierzchnie wyznaczające występ na twardej wkładce i gniazdo w trzonie narzędzia wiertniczego, jak również występ twardej wkładki i powierzchnię obwodową trzonu wiertła, która otacza gniazdo, tj. powierzchnię osiowo skrajnie przednią.

Zalecanym stopem do lutowania twardego jest stop, w skład którego wchodzi 55+/-1,0 procent wagowych miedzi, 6+/-0,5 procent wagowych niklu, 4+/-0,5 procent wagowych manganu, 0,5+/-0,05 procent wagowych krzemu, a resztę stanowi cynk, przy czym maksymalna ilość zanieczyszczeń wynosi 0,50 procent wagowych.

Po zmontowaniu, promieniowo zewnętrzna część czołowej krawędzi skrawającej 76 każdego płatka 64 biegnie do przodu od obwodowej powierzchni natarcia 48 jej odpowiedniego występu bazowego 40. Odległość ta zmniejsza się w miarę przesuwania się czołowej krawędzi skrawającej 76 w kierunku promieniowym do wewnątrz. Ponadto dla każdego płatka 64 krawędź 78 skrawająca szczelinę boczną biegnie na pewnej odległości w kierunku promieniowym na zewnątrz poza dalszą powierzchnię obwodową 44 jej odpowiedniego występu bazowego 40.

Nawiązując do fig. 2, czołowe krawędzie skrawające 76 twardej wkładki 56 mają orientację w przybliżeniu promieniową . Jeżeli kąt natarcia wynosi zero stopni, to linia biegnąca wzdłuż każdej czołowej krawędzi skrawającej, po przedłużeniu w kierunku promieniowym do wewnątrz, przechodzi przez punkt środkowy G twardej wkładki 56. Punkt środkowy G leży na centralnej osi podłużnej A-A stropowego narzędzia wiertniczego czyli obrotowej koronki wiertniczej 20.

Każda z czołowych krawędzi skrawających 76 zaczyna się w punkcie znajdującym się w odległości K (fig. 3) (równej 0,125 cala (3,2 mm) w kierunku promieniowym na zewnątrz od punktu środkowego G twardej wkładki 56. Następnie każda krawędź skrawająca 76 biegnie w kierunku promieniowym na zewnątrz tak, że kończy się w punkcie znajdującym się promieniowo na zewnątrz od powierzchni obwodowej trzonu 22 narzędzia wiertniczego. Punkt środkowy G twardej wkładki jest otoczony otwartym obszarem centralnym 60 (patrz fig. 2). Część każdej czołowej krawędzi skrawającej znajdująca się bliżej punktu G biegnie na krótszym odcinku na obrót niż dalsza część każdej czołowej krawędzi skrawającej. Ze względu na to, że żadna czołowa krawędź skrawająca 76 nie biegnie ku

PL 196 642 B1 punktowi środkowemu twardej wkładki 56, zmniejsza się ilość skrawania z małą prędkością, tj. skrawanie występującego w punkcie środkowym twardej wkładki albo w jego pobliżu. Mówiąc ogólnie, zmniejszenie ilości skrawania z małą prędkością zwiększa szybkość wnikania stropowego narzędzia wiertniczego tak, że (przy takich samych innych parametrach) zwiększenie wielkości odległości K może spowodować zwiększenie szybkości wnikania.

W trakcie działania, stropowe narzędzie wiertnicze czyli obrotowa koronka wiertnicza 20 obraca się i uderza o warstwę ziemi tak, żeby czołowe krawędzie skrawające 76 stykały się z warstwą ziemi w taki sposób, żeby wycinały otwór, a krawędzie 78 skrawające szczelinę boczną wycinały boczną szczelinę pod otwór. Okrąg wycinany przez twardą wkładkę ma średnicę około 1,024 cala (2,6 cm). Pomimo, że optymalne parametry zależą od specyficznych okoliczności, to typowe prędkości obrotowe mieszczą się w przedziale od około 450 do około 650 obrotów na minutę (rpm), a typowe siły wynoszą od około 1000 do około 3000 funtów.

Podczas procesu wiercenia powstaje pewien urobek oraz pył. W niektórych zastosowaniach, w wyniku związanych z tym wyż szych szybkości wnikania, stropowe narzędzie wiertnicze wytwarza urobek z cząstkami o większych wymiarach, co wiąże się z możliwością zatkania stropowego narzędzia wiertniczego. Urobek, zwłaszcza urobek w postaci większych cząstek, musi być odpowiednio odprowadzany i usuwany z otworu tak, żeby nie przeszkadzał w operacji wiercenia. W stropowym narzędziu wiertniczym czyli obrotowej koronce wiertniczej 20 urobek płynnie przemieszcza się po powierzchniach natarcia 66 każdego z płatków 64 i płynie bezpośrednio do odpowiedniego okna 38 urobku. Mając trzy okna dla urobku, stropowe narzędzie wiertnicze zapewnia szybkie i skuteczne usuwanie urobku z sąsiedztwa wiercenia. Usuwanie urobku, a zwłaszcza urobku w postaci większych cząstek, jest wspomagane przez konfigurację półokrągłej wybranej części 36 oraz odstawienie i osiowe umieszczenie okna na urobek. W konsekwencji urobek powstający w wyniku wiercenia (a zwłaszcza urobek w postaci większych cząstek) nie przeszkadza w wydajności całego procesu wiercenia.

Ponieważ te trzy dyskretne czołowe krawędzie skrawające 76 mają w przybliżeniu orientację promieniową, stropowe narzędzie wiertnicze czyli obrotowa koronka wiertnicza 20 jest znakomicie zrównoważone tak, że ciągle przemieszcza się z niewielkim biciem, tj. ruchem na boki, a ewentualnie bez niego. Co prawda okazuje się, że opisane powyżej zalety zapewnia w przybliżeniu promieniowa orientacja czołowych krawędzi skrawających, ale wnioskodawcy spodziewają się, że stropowe narzędzie wiertnicze będzie miało również lepsze parametry nawet jeżeli twarda wkładka będzie miała czołowe krawędzie skrawające, które nie mają orientacji w przybliżeniu promieniowej.

Twarda wkładka 56 pokrywa cały osiowo przedni koniec 24 (w tym powierzchnię skrajnie przednią osiowo) trzonu 22 narzędzia wiertniczego. Zapewniając pokrycie osiowo przedniego końca 24 trzonu 22 narzędzia wiertniczego, twarda wkładka 56 chroni lutowane na twardo złącze pomiędzy twardą wkładką a trzonkiem narzędzia wiertniczego przed erozją tak, żeby zachować jego spójność. Jest to zwłaszcza prawdziwe dla tej części lutowanego na twardo złącza, która jest wyznaczona przez dolną i boczną powierzchnię gniazda o profilu nieokrągłym w trzonie wiertła i odpowiednie powierzchnie twardej wkładki, ponieważ lutowane na twardo złącze znajduje się w rzeczywistości w tej przestrzeni trzonu wiertła, która jest chroniona przez twardą wkładkę.

Nawiązując do fig. 5 do 8, pokazano na nich inny przykład wykonania obrotowej koronki wiertniczej, czyli stropowego narzędzia wiertniczego, oznaczonego ogólnie numerem identyfikacyjnym 100. W skład stropowego narzędzia wiertniczego 100 wchodzi trzon 102 narzędzia wiertniczego z końcami, osiowo przednim i osiowo tylnym, odpowiednio 104 i 106, oraz znajduje się w nim centralny otwór 107. Trzon 102 narzędzia wiertniczego ma długość osiową L i średnicę M. Na trzonie 102 narzędzia wiertniczego znajduje się występ 108 o profilu nieokrągłym z trzema płatkami, każdy o orientacji promieniowej, które wystają w kierunku osiowym do przodu z jego osiowo przedniego końca 104. W trzonie 102 wiertł a znajduje się centralny otwór 109 przechodzą cy przez osiowo przedni koniec, tak, że komunikuje się z centralnym otworem 107.

W skład trzonu 102 narzędzia wiertniczego wchodzą trzy półokrągłe wybrane części 110 równo rozmieszczone na powierzchni obwodowej trzonu 102 narzędzia wiertniczego. Każda półokrągła wybrana część 110 zaczyna się na osiowo przednim końcu 104 i biegnie w osiowo ku tyłowi na specyficznym odcinku N, po czym się kończy. Głębokość i szerokość każdej półokrągłej wybranej części 110 pozostaje w zasadzie stała wzdłuż jej długości. Płatek 112 tworzy się pomiędzy każdą parą półokrągłych wybranych części 110. Płatki 112 i półokrągłe wybrane części 110 mają część bazową (jak pokazano nawiasami 113).

PL 196 642 B1

W każdej półokrągłej wybranej części 110 znajduje się okno 114 na urobek, usytuowane w pobliżu jej osiowo tylnego końca. W środku odcinka pomiędzy oknem 114 na urobek, a osiowo przednim końcem 104 trzonu 102 wiertła znajduje się łamacz 116 urobku. Łamacz 116 urobku ma powierzchnię przednią 117 i powierzchnię boczną 118. Łamacz 116 urobku biegnie na całej szerokości półokrągłej wybranej części 110.

W skład stropowego narzędzia wiertniczego 100 wchodzi ponadto twarda wkł adka 120 z trzema płatkami 122 równo rozmieszczonymi wokoło co sto dwadzieścia stopni. Na każdym płatku 122 znajduje się w przybliżeniu powierzchnia czołowa 124, jak również czołowa krawędź skrawająca 126 oraz krawędź 128 skrawająca szczelinę boczną. Na twardej wkładce 120 znajduje się powierzchnia dolna 130 z gniazdem 132 o profilu nieokrągłym z trzema promieniowymi płatkami. Przez twardą wkładkę 120 przechodzi centralny otwór 134. Jeżeli chodzi o tę twardą wkładkę 120, to rozumie się samo przez się, że istnieje również możliwość wyznaczenia promieniowej orientacji czołowych krawędzi skrawających 126 w kategoriach płaszczyzny pionowej przechodzącej przez czołową krawędź skrawającą 126 tak, żeby po przedłużeniu w kierunku promieniowo wewnętrznym przechodziła przez punkt środkowy twardej wkładki, ale także przez centralną oś podłużną stropowego narzędzia wiertniczego.

W trakcie działania, stropowe narzędzie wiertnicze 100 obraca się i uderza w warstwę ziemi tak, że czołowe krawędzie skrawające 126 wchodzą i tną warstwę ziemi, w wyniku czego powstaje otwór. Krawędź 128 skrawająca szczelinę boczną tnie również boczną powierzchnię otworu. W trakcie obu tych działań powstaje urobek, który dla każdego płatka 122 płynie po powierzchni czołowej 124 i wpływa w odpowiednią dla niego półokrągłą wybraną część 110, gdzie urobek uderza o przednią powierzchnię 117 łamacza 116 urobku. W wyniku tego uderzenia, urobek jest łamany na mniejsze kawałki i odchylany wokół powierzchni bocznej 118 łamacza 116 urobku tak, że urobek płynie spiralną drogą ku oknu 114 na urobek. Łącznym efektem działania łamacza 116 urobku jest łamanie urobku na mniejsze kawałki po jego wpłynięciu w okno 114 na urobek. Szansa na to, że stropowe narzędzie wiertnicze zostanie zatkane urobkiem jest mniejsza, ponieważ zmniejsza się wielkość urobku wpływającego w okno 114 na urobek. Stropowe narzędzie wiertnicze 100 ma takie same zalety pod względem parametrów, takich jak wyższa prędkość wnikania, co stropowe narzędzie wiertnicze 20.

Nawiązując do fig. 9, widać na niej jeszcze inny przykład wykonania stropowego narzędzia wiertniczego 150 mającego trzon 152 narzędzia wiertniczego z osiowo przednim końcem 154 i osiowo tylnym końcem (nie pokazanym). W trzonie 152 wiertła znajdują się również trzy półokrągłe wybrane części 156, każda z oknem 158 na urobek. Co prawda tego nie widać, ale w osiowo przednim końcu trzonu 152 narzędzia wiertniczego znajduje się gniazdo o profilu nieokrągłym i o konfiguracji podobnej do gniazda 50 o profilu nieokrągłym w stropowym narzędziu wiertniczym 20.

W stropowym narzę dziu wiertniczym 150 również znajduje się twardy element 160 z trzema płatkami 162 równo rozmieszczonymi co sto dwadzieścia stopni. Co prawda tego nie widać, ale w dolnej powierzchni twardego elementu znajduje się płatkowy występ, który z niej wystaje. Ten płatkowy występ ma konfigurację podobną do konfiguracji występu 80 o profilu nieokrągłym w twardej wkł adce 56.

Po przymocowaniu twardego elementu 160 (na ogół techniką lutowania twardego) do trzonu 152 wiertła, płatkowy występ na twardym elemencie ma odpowiednią geometrię, a tym samym wchodzi w płatkowe gniazdo w trzonie narzędzia wiertniczego. Geometryczne dopasowanie pomiędzy płatkowym występem na twardym elemencie a płatkowym gniazdem w trzonie wiertła zapewnia, po wejściu występu w gniazdo w twardym elemencie, twarda wkładka znajdzie się w prawidłowym położeniu względem trzonu wiertła. Pomiędzy powierzchnią trzonu narzędzia wiertniczego na jego przednim końcu osiowym a tylną powierzchnią twardego elementu istnieje twarde złącze lutowane, które obejmuje te powierzchnie, które wyznaczają płatkowy i płatkowe gniazdo, jak również próg twardego elementu otaczający występ i powierzchnię trzonu wiertła, która otacza płatkowe gniazdo.

W alternatywnym przykł adzie wykonania, na trzonie wiertł a moż e znajdować się pł atkowy występ podobny do występu 108 o profilu nieokrągłym na trzonie 102 narzędzia wiertniczego, a na twardym elemencie może znajdować się odpowiednie płatkowe gniazdo podobne do gniazda 132 o profilu nieokrągłym w twardej wkładce 120 tak, że po zmontowaniu występ w trzonie wiertła wchodzi w występ w twardym elemencie. Podobnie jak powyżej, geometryczne dopasowanie pomiędzy płatkowym gniazdem w twardym elemencie a płatkowym występem w trzonie wiertła zapewnia prawidłowe położenie twardego elementu na trzonie wiertła. Również w tym wypadku istnieje twarde lutowane złącze pomiędzy tylną powierzchnią (z płatkowym gniazdem) w twardym elemencie a osiowo przednią powierzchnią (z płatkowym występem) na trzonie wiertła.

PL 196 642 B1

W każdym płatku 162 znajduje się kieszeń 164 mająca tylną powierzchnię 166 i dolną powierzchnię 168. W każdą kieszeń 164 wchodzi element skrawający 172. Każdy element skrawający 172 ma powierzchnię czołową 174, powierzchnię górną 176, powierzchnię boczną 178 i powierzchnię dolną 180. Element skrawający 172 ma czołową krawędź skrawającą 184 w miejscu przecięcia się powierzchni czołowej 174 z powierzchnią górną 176. Element skrawający 172 ma krawędź 186 skrawającą szczelinę boczną w miejscu przecięcia się powierzchni czołowej 174 z powierzchnią boczną 178. W celu ułatwienia prawidłowego umieszczania elementu skrawającego 172 w kieszeni 164 po jego zamocowaniu do niego (typowo techniką lutowania twardego), geometria powierzchni dolnej 180 elementu skrawającego 172 odpowiada geometrii powierzchni dolnej 168 kieszeni 164.

Twardość trzonu wiertła jest na ogół mniejsza niż twardość twardego elementu, ale w pewnych zastosowaniach można (albo trzeba) dopuścić twardość trzonu wiertła większą niż (albo równą) twardość twardego elementu. Element skrawający jest na ogół twardszy niż zarówno trzon wiertła jak i twardy element, ale wnioskodawcy uważ ają , ż e w pewnych sytuacjach element skrawający i twardy element mogą mieć taką samą albo prawie taką samą twardość. Na przykład, każdy z elementów, skrawające i twardy, może być wykonany ze spiekanego (kobaltem) węglika wolframu o różnych klasach.

W trakcie działania, czołowa krawędź skrawająca styka się z warstwą ziemi w celu wycinania otworu a krawędzie skrawające szczelinę boczną wycinają szczelinę boczną otworu. W miarę używania stropowego narzędzia wiertniczego następuje zużycie elementów skrawających, co wymaga ich wymiany. To samo dotyczy twardego elementu. Wymianę można przeprowadzić demontując zużytą wkładkę skrawającą albo twardy element i zastępując je nową lub regenerowaną częścią.

Nawiązując do fig. 10 do 15, widać na nich inny specyficzny przykład wykonania trzonu narzędzia wiertniczego, oznaczony ogólnie numerem identyfikacyjnym 200. Trzon 200 narzędzia wiertniczego ma osiowo przedni koniec 202 i osiowo tylny koniec 204. W trzonie 200 narzędzia wiertniczego znajduje się gniazdo 206 o profilu nieokrągłym na jego osiowo przednim końcu 202. Wnioskodawcy mają zamiar używać trzon 200 narzędzia wiertniczego łącznie z twardym elementem, który jest przymocowany (tak, jak, na przykład, techniką lutowania twardego) do trzonu narzędzia wiertniczego. Na przykład, w gniazdo 206 o profilu nieokrągłym może wchodzić twarda wkładka podobna do twardej wkładki 56 pokazanej na fig. 1, albo w gniazdo 206 o profilu nieokrągłym może wchodzić twardy element 160 podobny do pokazanego na fig. 9.

W trzonie 200 narzędzia wiertniczego znajdują się ponadto trzy równo rozmieszczone na obwodzie półokrągłe wybrane części 208, 210 i 212 w jego powierzchni zewnętrznej. Co prawda na figurach pokazano trzy półokręgi, ale wnioskodawcy uważają, że w wynalazku można zastosować trzy lub więcej, tj. co najmniej trzy, półokrągłe wybrane części. Każda półokrągła wybrana część 208, 210, 212 ma osiowo przednią granicę, która jest współbieżna z osiowo przednim końcem 202 trzonu 200 narzędzia wiertniczego. Każda półokrągła wybrana część 208, 210, 212 ma ponadto osiowo tylną granicę 214, 216 i 218.

W trzonie 200 narzędzia wiertniczego, w każdej z półokrągłych wybranych części 208, 210, 212 znajduje się, odpowiednio, otwór albo okno 222, 224, 226 na urobek. Każde z okien 222, 224, 226 na urobek komunikuje się z centralnym otworem 228 w trzonie 200 narzędzia wiertniczego. Pomimo, że każde okno 222, 224, 226 na urobek jest w przybliżeniu okrągłe w przekroju poprzecznym i ma takie same wymiary, wnioskodawcy uważają, że okna na urobek nie muszą być okrągłe w przekroju poprzecznym i mogą mieć inne wymiary.

Każde z okien 222, 224, 226 na urobek znajduje się w innej odległości od osiowo przedniego końca 202 trzonu 200 narzędzia wiertniczego tak, żeby powstała orientacja schodkowa. W związku z tym, osiowo przednia krawę dź 230 okna 222 na urobek znajduje się w odległ o ści S (patrz fig. 15) od osiowo przedniego końca 202 trzonu 200 narzędzia wiertniczego tak, że okno 222 na urobek jest osiowo skrajnym przednim oknem na urobek. Osiowo przednia krawędź 234 okna 226 na urobek znajduje się w odległości U (patrz fig. 13) od osiowo przedniego końca 202 tak, że okno 226 na urobek jest osiowo skrajnym tylnym oknem na urobek. Osiowo przednia krawędź 232 okna 224 na urobek znajduje się w odległości T (patrz fig. 14) od osiowo przedniego końca 202 tak, że okno 224 na urobek znajduje się w środku pomiędzy oknami 222 i 226 na urobek.

W jednym z konkretnych przykładów wykonania, w którym całkowita długość osiowa trzonu narzędzia wiertniczego ma długość V a średnica każdego z okien na urobek wynosi 0,060 cala (1,52 mm), odległość S jest równa 0,125 cala (3,55 mm), odległość T jest równa 0,219 cala (5,56 mm), odległość U jest równa 0,313 cala (7,95 mm), a odległość V jest równa 2,158 cala (5,48 cm).

PL 196 642 B1

Część osiowo tylnej granicy każdej półokrągłej wybranej części 208, 210, 212 jest współbieżna z osiowo tylną krawędzią jego odpowiedniego okna 222, 224, 226 na urobek. Stąd osiowo tylna granica każdej półokrągłej wybranej części znajduje się w innej odległości od osiowo przedniego końca 202 trzonu 200 narzędzia wiertniczego. Ponadto każde z okien na urobek ma takie same wymiary tak, że środek każdego okna na urobek znajduje się w innej odległości od osiowo przedniego końca 202 trzonu 200 narzędzia wiertniczego.

W trakcie działania, stropowe narzędzie wiertnicze obraca się w kierunku pokazanym strzałk ą W na fig. 12. Schodkowa orientacja trzech okien 222, 224, 226 na urobek ułatwia usuwanie urobku z obszaru wiercenia. W związku z tym, ponieważ urobek płynący przez każde okno na urobek wpływa do centralnego otworu 228 w różnych miejscach i w różnych położeniach wzdłuż osi trzonu narzędzia wiertniczego, strumienie urobku nie uderzają w siebie w taki sposób, żeby powstawała turbulencja albo podobne zjawisko. W wyniku tego urobek z łatwością wpływa i przepływa przez okna 222, 224, 226 na urobek oraz do i wzdłuż centralnego otworu 228 pod wpływem podciśnienia.

Na fig. 16 do 19 pokazano inny specyficzny przykład wykonania trzonu narzędzia wiertniczego, oznaczony ogólnie numerem identyfikacyjnym 240. Trzon 240 narzędzia wiertniczego ma osiowo przedni koniec 242 i osiowo tylny koniec 244. W trzonie 240 narzędzia wiertniczego znajduje się gniazdo 246 o profilu nieokrągłym, w które wchodzi twardy element podobnie jak w opisane powyżej gniazdo 206 o profilu nieokrągłym w trzonie 200 narzędzia wiertniczego.

W trzonie 240 narzędzia wiertniczego znajdują się trzy równo rozmieszczone na obwodzie półokrągłe wybrane części 248, 250, 252 usytuowane w jego zewnętrznej powierzchni. Ponadto w trzonie 240 narzędzia wiertniczego, w każdej półokrągłej wybranej części 248, 250, 252 znajduje się, odpowiednio, otwór lub okno 256, 258, 260 na urobek. Każde z okien na urobek jest połączone przepływowo z centralnym otworem 262 w trzonie 240 narzędzia wiertniczego.

Każde z okien na urobek znajduje się w innej odległości od osiowo przedniego końca 242 trzonu 240 narzędzia wiertniczego tak, że ich układ jest schodkowy. W związku z tym, osiowo przednia krawędź okna 256 na urobek znajduje się w odległości Y od osiowo przedniego końca 242, osiowo przednia krawędź okna 258 na urobek znajduje się w odległości Z od osiowo przedniego końca 242, a osiowo przednia krawędź okna 260 na urobek znajduje się w odległości AA od osiowo przedniego końca 242.

W układzie pokazanym na fig. 16-19 odległość przedniej krawędzi każdego okna na urobek jest oddalona od osiowo przedniego końca 242 trzonu 240 narzędzia wiertniczego i, posuwając się od okna 260 na urobek ku oknu 258 na urobek i ku oknu 256 na urobek, zwiększa się w kierunku obrotu BB. Różni się to względem orientacji okien na urobek w przykładzie wykonania z fig. 10-15, gdzie odległość przedniej krawędzi każdego okna na urobek jest oddalona od osiowo przedniego końca 202 trzonu 200 narzędzia wiertniczego i, w miarę posuwania się od okna 226 na urobek ku oknu 224 na urobek i ku oknu 222 na urobek, zmniejsza się w kierunku obrotu W.

W trakcie działania, stropowe narzędzie wiertnicze obraca się w kierunku pokazanym strzałk ą BB na fig. 16. Schodkowy układ trzech okien 256, 258, 260 na urobek ułatwia usuwanie urobku z obszaru wiercenia, umożliwiając urobkowi łatwe przemieszczanie się ku oknom na urobek i przez nie oraz ku centralnemu otworowi 262 i przez niego pod działaniem podciśnienia w układzie podobnym do trzonu 200 narzędzia wiertniczego.

Na fig. 21 i 22 pokazano przykład wykonania trzonu stropowego narzędzia wiertniczego, oznaczony ogólnie numerem identyfikacyjnym 300. Trzon 300 stropowego narzędzia wiertniczego ma osiowo przedni koniec 302, osiowo tylny koniec 304 oraz w przybliżeniu cylindryczną powierzchnię obwodową 306. W trzonie 300 stropowego narzędzia wiertniczego znajdują się trzy półokrągłe wybrane części 308, w przybliżeniu równo rozmieszczone na obwodzie powierzchni zewnętrznej 306. Każda półokrągła wybrana część 308 zaczyna się w sąsiedztwie osiowo przedniego końca 302 i wystaje w tylnym kierunku tak, ż eby koń czył o się na tylnej kraw ę dzi 310. Na trzonie 300 stropowego narzę dzia wiertniczego znajduje się ponadto rzeźbiona powierzchnia 312 usytuowana w pobliżu tylnej krawędzi 310 każdej półokrągłej wybranej części 308.

W trzonie 300 stropowego narzę dzia wiertniczego znajduje się gniazdo 314 o profilu nieokrą głym usytuowane w jego osiowo przednim końcu 302. Zamiarem wnioskodawców jest używanie trzonu 300 stropowego narzędzia wiertniczego w powiązaniu z twardym elementem, który jest przymocowany (tak jak, na przykład, techniką lutowania twardego) z trzonem 300 stropowego narzędzia wiertniczego. Gniazdo 314 o profilu nieokrągłym ma geometrię podobną do gniazda 206 o profilu nieokrą10

PL 196 642 B1 głym tak, że może w nie wchodzić twarda wkładka, podobna do twardej wkładki 56 z fig. 1, albo twardy element podobny do twardego elementu 160 z fig. 9.

Stop do lutowania na twardo może być w postaci podkładki z twardego lutowania o takim kształcie, żeby podczas procesu produkcyjnego podkładka ta spoczywała wewnątrz gniazda o profilu nieokrągłym. W związku z tym, zastosowanie podkładki z twardego lutowania umożliwia wstępny montaż elementów składowych przed rozpoczęciem operacji lutowania twardego.

Ponadto w każdej półokrągłej wybranej części 308 w trzonie 300 stropowego narzędzia wiertniczego znajduje się okno 320 na płyn. Okno 320 na płyn znajduje się w pobliżu osiowo przedniego końca 302 trzonu 300 narzędzia wiertniczego. Każde okno 320 na płyn jest połączone przepływowo z centralnym otworem 322. Ka ż de okno 320 na pł yn jest tak zorientowane, ż e po wypł ynię ciu pł ynu z okna, płynie on ku osiowo przedniemu końcowi 302 trzonu 300 narzę dzia wiertniczego i twardemu elementowi. Typowym płynem jest woda.

W procesie wiercenia na mokro, trzon 300 stropowego narzę dzia wiertniczego, do którego jest przymocowany twardy element, wchodzi w warstwę ziemi tak, że wierci w niej otwór. Do otworu centralnego 322 wpływa woda pod ciśnieniem, która płynie przez okna 320 na płyn tak, że płynie ku osiowo przedniemu końcowi 302 trzonu 300 i twardemu elementowi.

Na podstawie analizy opisu (w tym figur) albo ujawnionych tutaj sposobów realizacji wynalazku i mając odpowiednie umiejętności w tej dziedzinie można się oczywiście zorientować, ż e istnieje możliwość uzyskania również innych przykładów wykonania wynalazku.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Obrotowa koronka wiertnicza, do wnikania w warstwy ziemi, zawierająca wydłużony trzon wiertła z osiowo przednim końcem, oraz monolityczną twardą wkładkę przymocowaną do trzonu wiertła na jego osiowo przednim końcu, przy czym twarda wkładka ma co najmniej trzy nieciągłe czołowe krawędzie skrawające do skrawania warstw ziemi, znamienna tym, że trzon (22, 102, 200, 240, 300) wiertła posiada gniazdo (50, 206, 246, 314) o profilu nieokrągłym usytuowane w jego osiowo przednim końcu, zaś twarda wkładka (56, 120) zawiera występ (80) o profilu nieokrągłym i ten występ (80) twardej wkładki (56, 120) jest usytuowany w gnieździe (50, 206, 246, 314) o profilu nieokrągłym w trzonie (22, 102, 200, 240, 300) wiertła.
2. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że każda z czołowych krawędzi skrawających (76, 126) twardej wkładki (56, 120) do skrawania warstw ziemi jest skierowana promieniowo.
3. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że każda z czołowych krawędzi skrawających (76, 126) do skrawania warstw ziemi ma odpowiednią główną skrawającą krawędź przyłożenia.
4. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że ma centralną oś podłużną przechodzącą przez środkowy punkt twardej wkładki (56, 120), trzon (22, 102, 200, 240, 300) wiertła ma powierzchnię obwodową, a każda z czołowych krawędzi skrawających (76, 126) do skrawania warstw ziemi ma pierwszy koniec w punkcie znajdującym się promieniowo na zewnątrz od punktu środkowego twardej wkładki (56, 120), jest usytuowana w kierunku odchodzącym od punktu środkowego i jej drugi koniec jest usytuowany w punkcie promieniowo na zewnątrz od powierzchni obwodowej trzonu (22, 102, 200, 240, 300) wiertła.
5. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że każda z czołowych krawędzi skrawających (76, 126) do skrawania warstw ziemi jest utworzona przez odpowiednią powierzchnię czołową twardej wkładki (56, 120) przecinającą się z odpowiednią powierzchnią górną twardej wkładki (56, 120), i każda powierzchnia czołowa jest usytuowana pod kątem natarcia wynoszącym od około zera stopni do około minus piętnastu stopni.
6. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że twarda wkładka (56, 120) pokrywa osiowo przedni koniec trzonu (22, 102, 200, 240, 300) wiertła.
7. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 1, znamienna tym, że trzon (22, 102, 200, 240, 300) wiertła ma powierzchnię obwodową i zawiera centralny otwór, i w trzonie (22, 102, 200, 240, 300) wiertła znajdują się ponadto co najmniej trzy okna (38, 114, 158, 222, 224, 226, 256, 258, 260), usytuowane w obwodowej powierzchni, połączone z otworem centralnym.

PL 196 642 B1
8. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 7, znamienna tym, że każde z okien (38, 114, 158, 222, 224, 226, 256, 258, 260) ma osiowo przednią krawędź i ta osiowo przednia krawędź każdego okna (38, 114, 158, 222, 224, 226, 256, 258, 260) znajduje się w innej odległości od osiowo przedniego końca trzonu (22, 102, 200, 240, 300) wiertła.
9. Obrotowa koronka wiertnicza do wnikania w warstwy ziemi, zawieraj ą ca wydł uż ony trzon wiertła z osiowo przednim końcem, oraz monolityczną twardą wkładkę przymocowaną do trzonu wiertła na jego osiowo przednim końcu, przy czym twarda wkładka ma co najmniej trzy nieciągłe czołowe krawędzie skrawające do skrawania warstw ziemi, znamienna tym, że trzon (22, 102, 200, 240, 300) wiertła posiada występ (108) o profilu nieokrągłym wystający z jego osiowo przedniego końca, zaś w twardej wkładce (56, 120) znajduje się gniazdo (132) o profilu nieokrągłym i występ (108) o profilu nieokrągłym jest usytuowany w gnieździe (132) o profilu nieokrągłym.
10. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 9, znamienna tym, że każda z czołowych krawędzi skrawających (76, 126) twardej wkładki (56, 120) do skrawania warstw ziemi jest skierowana promieniowo.
11. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 9 albo 10, znamienna tym, że każda z czołowych krawędzi skrawających (76, 126) do skrawania warstw ziemi ma odpowiednią główną skrawającą krawędź przyłożenia.
12. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 9, znamienna tym, że ma centralną oś podłużną przechodzącą przez środkowy punkt twardej wkładki (56, 120), trzon (22, 102, 200, 240, 300) wiertła ma powierzchnię obwodową, a każda z czołowych krawędzi skrawających (76, 126) do skrawania warstw ziemi ma pierwszy koniec w punkcie znajdującym się promieniowo na zewnątrz od punktu środkowego twardej wkładki (56, 120), jest usytuowana w kierunku odchodzącym od punktu środkowego i jej drugi koniec jest usytuowany w punkcie promieniowo na zewnątrz od powierzchni obwodowej trzonu (22, 102, 200, 240, 300) wiertła.
13. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 9, znamienna tym, że każda z czołowych krawędzi skrawających (76, 126) do skrawania warstw ziemi jest utworzona przez odpowiednią powierzchnię czołową twardej wkładki (56, 120) przecinającą się z odpowiednią powierzchnią górną twardej wkładki (56, 120), i każda powierzchnia czołowa jest usytuowana pod kątem natarcia wynoszącym od około zera stopni do około minus piętnastu stopni.
14. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 9, znamienna tym, że twarda wkładka (56, 120) pokrywa osiowo przedni koniec trzonu (22, 102, 200, 240, 300) wiertła.
15. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 9, znamienna tym, że trzon (22, 102, 200, 240, 300) wiertła ma powierzchnię obwodową i zawiera centralny otwór, i w trzonie (22, 102, 200, 240, 300) wiertła znajdują się ponadto co najmniej trzy okna (38, 114, 158, 222, 224, 226, 256, 258, 260), usytuowane w obwodowej powierzchni, połączone z otworem centralnym.
16. Obrotowa koronka wiertnicza według zastrz. 15, znamienna tym, że każde z okien (38, 114, 158, 222, 224, 226, 256, 258, 260) ma osiowo przednią krawędź i ta osiowo przednia krawędź każdego okna (38, 114, 158, 222, 224, 226, 256, 258, 260) znajduje się w innej odległości od osiowo przedniego końca trzonu (22, 102, 200, 240, 300) wiertła.