SE454794B

SE454794B - ROTATING BODY DRILL FOR DRILLING WITH HANDLED CORE

Info

Publication number: SE454794B
Application number: SE8302376A
Authority: SE
Inventors: M C Mitchell
Original assignee: Swan Plant Sales Ltd
Priority date: 1982-04-28
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1988-05-30
Also published as: SE8302376D0; GB2120156B; DE3314422A1; FR2526078A1; GB2120156A; FR2526078B3; SE8302376L

Description

lO 15 20 25 30 35 454 294 hårda driftförhållanden och som kan framställas och monteras på ett lätt sätt och medger en jämförelsevis hög borrhastighet och medför en förbättring ifråga om de skärande delarnas förväntade livslängd. hard operating conditions and which can be manufactured and assembled in an easy manner and allow a comparatively high drilling speed and lead to an improvement in the expected service life of the cutting parts.

Ettisyfte med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en roterande stötborranordning som är i stånd att tillfredsställa det nämnda behovet. '- Uppfinningens beskaffenhet och fördelar.An object of the present invention is to provide a rotary shock drill device which is capable of satisfying the said need. The nature and advantages of the invention.

Enligt den föreliggande uppfinningen har det åstadkommits en roterande stötborranordning som består av en longitudinellt gå- ende borrstång och en rörborrkropp uppburen av den nämnda borrstång- en, med stången gående longitudinellt genom borrkroppen. Den nämnda borrstången omfattar en skärande del vid en ände och vid den andra änden en skaftdel, genom vilken anordningen skall anslutas till en roterande stötborrmaskin, och en longitudinellt gående till det yttre koni sk del som konvergerar mot sin skärande del, och den nämnda rör- borrkroppen omfattar en basdel med en inre konisk öppning inuti vil; ken den nämnda yttre koniska delen mottages på ett komplementärt sätt för att gås-tadkomma, friktionsdrivingrepp mellan borrstången och borrkroppen, varjämte ett skört sträcker sig longitudinellt från den nämnda basen i riktning mot borrstângens skärande del för att bilda en mynning genom vilken borrstången skjuter fram, och en grupp skärande delar på 'borrkroppen är anordnade omkring mynningen på om- kretsen, och borrstången är försedd med en inre ledning som utgör förbindelse mellan en inloppsport i skaftdelen och en utloppsport anbragt longitudinellt mellan borrstångens skärande del och ingrepps- omrâdet mellan de inre och yttre koniska delarna, och härigenom ledes spolningsmedium in i anordningens skärande område. _ Enligt den föreliggande uppfinningen har det anordnats kombinationen av en sådan borranordning som angivits i det omedelbart föregående stycket och en roterande stötborrmaskin som omfattar en hylsaàinuti vilken skaftdelen mottages och vari inloppsporten står i förbindelse med en i maskinen befintlig mediumledning genom vilken tryckmedium tillföres för spolning.According to the present invention, there has been provided a rotary shock drilling device consisting of a longitudinally extending drill rod and a pipe drill body supported by said drill rod, with the rod extending longitudinally through the drill body. Said drill rod comprises a cutting part at one end and at the other end a shank part, through which the device is to be connected to a rotary shock drill, and a longitudinally extending to the outer conical part which converges towards its cutting part, and said pipe the drill body comprises a base part with an inner conical opening inside the shaft; said outer conical part is received in a complementary manner to goose access, frictional driving engagement between the drill rod and the drill body, and a skirt extends longitudinally from said base towards the cutting part of the drill rod to form an orifice through which the drill rod projects. and a group of cutting parts of the drill body are arranged around the mouth of the circumference, and the drill rod is provided with an inner conduit which forms a connection between an inlet port in the shaft part and an outlet port arranged longitudinally between the cutting part of the drill rod and the engaging area between the inner and outer conical parts, and thereby flushing medium is led into the cutting area of the device. According to the present invention there has been provided the combination of such a drilling device as indicated in the immediately preceding paragraph and a rotary shock drill comprising a sleeve inside which the shaft part is received and wherein the inlet port communicates with a medium line in the machine through which pressure medium is supplied for flushing.

Enligt den föreliggande uppfinningen består borranordningen av två komponenter, nämligen borrstången och rörborrkroppen, som är borttagbart anbragt på stången genom friktions- eller kilin- grepp 'mellan de komplementära inre och yttre konor som anordnats r» Tv 'nu 10 l5 20 25 30 35 454 794 på de tyå komponenterna (och härigenom medges att utbyta en borr- kropp mot en annan för att åstadkomma borrar med-olika diametrar på det vanliga godkända sättet). Var och en av de två nödvändiga 'komponenterna kan lätt tillverkas genom vanliga tekniska förfaranden.According to the present invention, the drilling device consists of two components, namely the drill rod and the pipe drill body, which are removably mounted on the rod by friction or wedge engagement 'between the complementary inner and outer cones arranged r' Tv 'now 10 l5 20 25 30 35 454 794 on the ten components (and hereby it is permitted to exchange one drill body for another to produce drills of different diameters in the usual approved manner). Each of the two necessary components can be easily manufactured by standard technical methods.

Möjligen av större betydelse ifråga om den praktiska och kornmersiel- la sidan är emellertid anordnandet av en inre kanal i borrstângen genom att härigenom tillåtes att spolmedium (som vanligen utgöres av tryckluft) kan ledas in i skärområdet för att hjälpa till med avlägsnandet av grusartat avfall från detta områdelåenom detta för- ' farande har det icke endast visat sig att det erhålles en avsevärd förbättring ifråga om borrhastigheten utan även den förväntade livs- längden hos de skärande delarna visar en avsevärd förbättring. Vanligen är roterande stötborrmaskiner pneumatiskt drivna och vanligen här- stammar spolmediet från en tryckluftkälla i maskinen. För det sist- nämnda ändamålet är inloppsporten företrädesvis belägen vid en änd- sida på borrstången (på skaftdelen) så att denna port kommer att stå i direkt förbindelse med en tryckluftledning i borrmaskinen nLär skaftdelen mottages inuti maskinens hållarhylsa.Possibly of greater importance with regard to the practical and granular side is, however, the provision of an inner channel in the drill rod by thereby allowing flushing medium (which usually consists of compressed air) to be led into the cutting area to assist in the removal of gravelly waste from In this area, by this method, it has not only been found that a considerable improvement in the drilling speed is obtained, but also that the expected life of the cutting parts shows a considerable improvement. Usually rotary shock drills are pneumatically driven and usually the flushing medium originates from a source of compressed air in the machine. For the latter purpose, the inlet port is preferably located at one end side of the drill rod (on the shaft part) so that this port will be in direct connection with a compressed air line in the drilling machine nLear the shaft part is received inside the machine's holder sleeve.

Om så skulle erfordras kan två eller flera utloppsportar åstadkommas för den inre ledningen. Företrädesvis är utloppsporten eller en sådan belägen vid eller intill borrstångens skärande del för att rikta spolmedium i första hand in i denna dels skärområde. minnet att borrstångens skärande delar ofta kan skärande delar i avsevärd Om man håller i longitudinellt gå före rörborrkroppens utsträckning, kommer bakåtströmningen av spolmediet från en utlopps- port intill den skärande delen på borrstången att vanligen tjäna till att åstadkomma tillräckliga spolegenskaper för att bibehålla borrkroppens skärande delars effektivitet, och om så skulle erfordras kan emellertid en utloppsport anordnas specifikt för att gynna bort- spolning av avfall från borrkroppens skärande delar.If required, two or more outlet ports can be provided for the internal conduit. Preferably, the outlet port or one is located at or adjacent to the cutting portion of the drill rod to direct flushing medium primarily into the cutting area of this part. memory that the cutting portion of the drill rod can often cut portions considerably. efficiency, and if required, however, an outlet port can be provided specifically to promote flushing of waste from the cutting parts of the drill body.

De inre och yttre konorna på borrkroppen respektive borr- stången kommer vanligen att ha formen av stympade koner. Den yttre konans longitudinella utsträckning är företrädesvis större än den inre konans så att slitning mellan de motstående ytorna kan utjämnas genom att den inre konan förflyttas longitudinellt över den yttre konan. Borrstången kommer vanligen att inkludera anordningar inom den yttre konans område genom vilka en lämplig utdragare kan anordnas l0 15 20f 25 30 35 spolmediet. 454 794 ' i 4 för att öraga bort borrkroppen.The inner and outer cones on the drill body and the drill rod, respectively, will usually be in the form of truncated cones. The longitudinal extent of the outer cone is preferably greater than that of the inner cone so that wear between the opposing surfaces can be equalized by moving the inner cone longitudinally over the outer cone. The drill rod will usually include devices within the area of the outer cone through which a suitable extractor can be provided. 454 794 'in 4 to remove the drill body.

Borrstängens och borrkroppens skärande delar är företrä- desvis förseddagmed inlägg av hårt material, exempelvis volframkarbid, som är på lämpligt sätt infästa inuti sina respektive komponenter för att på vanligt sätt åstadkomma roterande stötborrning.The cutting parts of the drill rod and the body are preferably provided with inserts of hard material, for example tungsten carbide, which are suitably fastened inside their respective components in order to effect rotary shock drilling in the usual manner.

Företrädesvis förser ett inlägg av hårt material borrstån- gen med en skärande del i form av ett mejselskär. Det är emellertid tydligt att andra former av skärande delar kan användas (exempelvis - en kryssmejseltyp) och var och en av dessa kan användas oberoende av rörborrkroppen (dvs utan att borrkroppen är anbragt för att bilda anordningen) för att bilda ett tappborrhâl i murverk, och som, med borrkroppen påsatt, kan åstadkomma jämförelsevis små flisor av, sten eller tegel inuti den borrhålsdiameter som begränsas av borr- kroppens skärande delar, och dylika flisor avlägsnas snabbt genom Om så skulle erfordras kan rörborrkroppen förses med spol- utlopp, exempelvis öppningar eller slitsar vid dess bas eller skört, och flisorna kan avlägsnas från skärområdet och från skörtets inhägnade område genom tryckmediets spolverkan.Preferably, an insert of hard material provides the drill rods with a cutting part in the form of a chisel insert. However, it is clear that other forms of cutting parts can be used (for example - a type of cross chisel) and each of these can be used independently of the pipe drill body (ie without the drill body being arranged to form the device) to form a tap bore in masonry, and which, with the drill body fitted, can produce comparatively small chips of, stone or brick within the borehole diameter limited by the cutting parts of the drill body, and such chips are quickly removed by If necessary the tubular drill body can be provided with flush outlets, for example openings or slits at its base or skirt, and the chips can be removed from the cutting area and from the fenced area of the skirt by the rinsing action of the printing medium.

Borrstångens skaftdel kan uppvisa en lämplig form och storlek för att-på vanligt sätt mottagas i borrmaskinernas hylsor så att borranordningen blir i stånd att utföra en begränsad longi- tudinell förflyttning i förhållande till hylsan för att åstadkomma den erforderliga astötborrningsverkan medan den utsättes för konti- nuerlig eller intermittent vridning.The shank portion of the drill rod may have a suitable shape and size to be received in the usual manner in the sleeves of the drilling machines so that the drilling device is able to perform a limited longitudinal movement relative to the sleeve to provide the required axle drilling action while exposed to continuous or intermittent twisting.

Ritningen.The drawing.

En utföringsformiav en borranordning uppbyggd i enlighet med den föreliggande uppfinningen kommer nu att såsom uteslutande ett exempel beskrivas under hänvisning till den bifogade belysande ritningen, som är en sidovy av anordningen med rörborrkroppen i längdsektionsvy. g Detaljerad beskrivning av ritningen Den roterande stötborranordningen består av en longitu- dinellt gående borrstång 1 och en rörborrkropp 2. En änddel av borr- stången bildar ett cylindriskt skaft la och den motsatta änddelen 1b är försedd en skärande del 3 i form av ett mejselskär. Ett inlägg i form av ett mejselskär 4 'är genom_ hårdlödning fastsatt i en kom- få, 15- l0 15 20 25 30 35 454 794 plementär s_lits i en ändsida 3a på borrstängen. Den intill mejsel- skäret 3 belägna delen av borrstången är cylindrisk och diametralt motstående avfasningar 5 bildar övergângsområden mellan den cylind- riska delen och ändsidan 3a. En mellan skaftet 1a och den intill mejselskäret belägna cylindriska delen 1b befintlig mittsektion 6 hos borrstângen kommer sannolikt att utgöra den längsta delen av borrstângen och visas med sexkantsektion (ehuru andra sektioner kan användas när så är lämpligt).An embodiment of a drilling device constructed in accordance with the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying illustrative drawing, which is a side view of the device with the pipe drill body in longitudinal sectional view. g Detailed description of the drawing The rotary shock drilling device consists of a longitudinally extending drill rod 1 and a pipe drill body 2. An end part of the drill rod forms a cylindrical shaft 1a and the opposite end part 1b is provided with a cutting part 3 in the form of a chisel insert. An insert in the form of a chisel insert 4 'is fastened by brazing in a bowl, 15- 10 15 15 25 45 454 794 454 794 slits in an end side 3a of the drill rod. The part of the drill rod located next to the chisel insert 3 is cylindrical and diametrically opposite chamfers 5 form transition areas between the cylindrical part and the end side 3a. A central section 6 of the drill rod located between the shank 1a and the cylindrical portion 1b adjacent to the chisel insert is likely to be the longest portion of the drill rod and is shown with a hexagonal section (although other sections may be used where appropriate).

Longitudinellt genom borrstängen och i allänhet koncent- risk därmed sträcker sig en spolkanal 7, som utgör förbindelse mel- lan en inloppsport 8 i borrstângens skaftändsida 9 och en utlopps- port 10 anbragt i den avfasade ytan 5 intill skärinlägget 3. För att lätt kunna tillverkas och även för att leda spolmediet framåt i borriktningen inkluderar den inre kanalen en vinkelavgrenad kanal 11a genom vilken utloppsporten 10 står i förbindelse med en koncent- risk urborrning som bildar den större .delen av den inre kanalen.Longitudinally through the drill rod and generally concentric therewith, a flushing channel 7 extends, which forms a connection between an inlet port 8 in the shaft end side 9 of the drill rod and an outlet port 10 arranged in the chamfered surface 5 adjacent the cutting insert 3. In order to be easily manufactured and also to guide the flushing medium forward in the drilling direction, the inner channel includes an angularly branched channel 11a through which the outlet port 10 communicates with a concentric bore which forms the larger part of the inner channel.

Pâ borrstången 1 i ett läge som longitudinellt ligger mel- lan mittsektionen 6 och den cylindriska delen 1b intill den med mej- selskäret försedda änden förefinns en yttre stympad konyta 11, som koniskt konvergerar mot mejselskäret 3.On the drill rod 1 in a position which lies longitudinally between the middle section 6 and the cylindrical part 1b next to the end provided with the chisel insert, there is an outer frustoconical surface 11, which conically converges towards the chisel insert 3.

Borrkroppen 2 har en bas 12, och från denna sträcker sig ett i stort sett cylindriskt skört 13a. I basen 12 förefinns en öppning 13 med en inre stympad konyta som är komplementär till den stympade konytan 11 och koncentrisk med skörtet 13a. Borrkroppen 2 mottages på borrstången 1 med konorna 11 och 13 i ingreppssamband så att de två komponenterna under friktion kvarhållas i ingrepp, med skörtet 13a riktat longitudinellt mot borrstångens mejselskärände. Borrstån- gen sträcker sig longitudinellt och koncentriskt genom skörtets myn- ning 14 med ett spelrum utbildat mellan borrstången och skörtet.The drill body 2 has a base 12, and from this extends a substantially cylindrical skirt 13a. In the base 12 there is an opening 13 with an inner truncated cone surface which is complementary to the truncated cone surface 11 and concentric with the skirt 13a. The drill body 2 is received on the drill rod 1 with the cones 11 and 13 in engagement so that the two components are kept in engagement during friction, with the skirt 13a directed longitudinally towards the chisel cutting edge of the drill rod. The drill rod extends longitudinally and concentrically through the mouth of the skirt 14 with a clearance formed between the drill rod and the skirt.

Uppburen i den fria ände av skörtet som bildar en läpp till mynningen 14 förefinns en runt omkretsen fördelad samling volframkarbidinlägg 15 som utgör skärande delar hos borrkroppen 2. Inläggen 15 är på vanligt sätt fastsatta medelst hàrdlödning i slitsar i skörtet 13a och är förskjutna för att åstadkomma skärning med spelrum ifråga om skörtets 13a ytterdiameter (och även för den största tvärdimen- sionen hos borrstången över densammas längd mellan skörtet 13a och ändsidan 9). 10 15 20 25 30 35 454 _7_94 _ Vid användningen är borranordningen anbragt i en roterande stötborrmaskin, som kan vara av den pneumatiskt drivna hammartypen.Supported in the free end of the skirt which forms a lip to the mouth 14, there is a circumferentially distributed collection of tungsten carbide inserts 15 which form cutting parts of the drill body 2. The inserts 15 are usually fixed by brazing in slots in the skirt 13a and are offset to provide cutting with clearance regarding the outer diameter of the skirt 13a (and also for the largest transverse dimension of the drill rod over its length between the skirt 13a and the end side 9). In use, the drilling device is arranged in a rotary shock drill, which may be of the pneumatically driven hammer type.

För detta ändamål är skaftet 1a försett med en runt omkretsen fördelad - samling i longitudinell riktning gående urtagningar 16, som bildar glidbanor genom vilka borrstången är kopplad till maskinens kvar- hållningshylsa, inuti vilken skaftet mottages, och ëså att inlopps- porten 8 kommer i förbindelse med en högtrycksluftledning från mas- kinen. Ändytan 9 erhåller upprepningsvis slag genom en fram och åter gående hammare i maskinen, och kopplingen till glidbanorna 16 medger en begränsad longitudinell förflyttning av anordningen och konti- nuerlig .eller intermittent rotation av anordningen. Med anordningen anbragt på detta sätt kommer ändmejselskäret 3 att uppvisa roterande stötborrning på för roterande istötborrningsmejselskär vanligt sätt och åstadkomma ett tappborrhål i murverket för den följande roterande stötborrning som inläggen 15 på borrkroppen 2 uppvisar. Bortförandet av det grusliknande avfall som bildas under en dylik borrning under- lättas av den spolverkan som erhålles av den högtrycksluft som" strömmar ut från utloppsporten 10. Detta grusliknande avfall föres av luftströmmen runt utsidan av skörtet 13a och detsammas konstanta avlägsnande medger höga borrhastigheter och mildrar onödig förslit- ning (särskilt av anordningens skärande delar). Dessa fördelaktiga verkningar genom' tillämpning av spolluften är speciellt märkbara ivid borrens mejselskärände på borrstången, där utloppsporten 10 är belägen intill skärinlägget 3, så att luften blåses över detta inläggs skärområde. _ Om så erfordras kan skörtets 13a yttre cylindriska yta förses med ett skruvytformigt liv eller fläns såsoni är vanligt vid rör-stötborrar för att gynna avlägsnandet av grusformigt avfall längs skörtets utsida under borranordningens rotation.For this purpose, the shaft 1a is provided with a circumferentially distributed - collection of longitudinally extending recesses 16, which form sliding paths through which the drill rod is connected to the retaining sleeve of the machine, inside which the shaft is received, and so that the inlet port 8 connects with a high pressure air line from the machine. The end face 9 repeatedly receives blows through a reciprocating hammer in the machine, and the coupling to the slides 16 allows a limited longitudinal movement of the device and continuous or intermittent rotation of the device. With the device arranged in this way, the end chisel insert 3 will have a rotary shock bore in the manner usual for rotary ice drill chisel inserts and provide a tap bore in the masonry for the following rotary shock bore which the inserts 15 on the drill body 2 have. The removal of the gravel-like waste formed during such drilling is facilitated by the flushing action obtained by the high pressure air flowing out of the outlet port 10. This gravel-like waste is carried by the air stream around the outside of the skirt 13a and its constant removal allows high drilling speeds. unnecessary wear (especially of the cutting parts of the device) These beneficial effects by applying the purge air are particularly noticeable at the chisel cutting end of the drill on the drill rod, where the outlet port 10 is located next to the cutting insert 3, so that the air is blown over the cutting area of this insert. If required, the outer cylindrical surface of the skirt 13a may be provided with a helical web or flange as is usual with pipe impact drills to promote the removal of gravel debris along the outside of the skirt during rotation of the drilling device.

Avlägsnandet av borrkroppen 2 för underhåll och utbyte- (eventuellt mot en med annan diameter) kan lätt ernås genom använd- ning av en lämpligt utbildad utdragare, genom vilken borrkroppen 2 kand slås bort för att frigöra de under friktionsingrepp stående stympade konytorna. Det är önskvärt att den longitudinella utsträck- ningen av konytan 11 är större än av den koniska ytan 13, såsom visats, för att eventuell förslitning mellan dessa ytor skall tagas om hand genom en longitudinell förflyttning av den koniska delen 11 längre in i den koniska öppningen_13. ---ooo--- u W? *IJ 13The removal of the drill body 2 for maintenance and replacement (possibly with one of a different diameter) can be easily achieved by using a suitably trained extractor, through which the drill body 2 can be removed to release the truncated cones which are under frictional engagement. It is desirable that the longitudinal extent of the conical surface 11 be greater than that of the conical surface 13, as shown, in order for any wear between these surfaces to be taken care of by a longitudinal movement of the conical part 11 further into the conical opening_13 . --- ooo --- u W? * IJ 13

Claims

454 794 P a t e n t k r a v

Rotary shock drill device for drilling with a hollow core, characterized in that it consists of an elongate drill rod (1) and a pipe drill body (2) supported by the drill rod, the drill rod (1) extending longitudinally through the pipe drill bit (2), and where the drill rod (2) (1) has at its one end a cutting part (3) and at its other end a shaft part (1a) with which the device is arranged to be able to be connected to a rotary shock drill, and a conical part (11) externally between these parts, which converges towards the cutting part (3), JL? and wherein the pipe drill body (2) has a base (12) with an internal conical opening (13), which by friction is arranged to receive in driving engagement the external conical part (11) of the drill rod (1), and one from the base (12) in the direction towards the cutting part (3) of the drill rod (1) longitudinal skirt (13aL which forms a mouth (14) through which the drill rod extends, in that the drill rod (1) is formed with an inner conduit (7), which forms a longitudinal connection between a inlet port (8) in the shaft part (1a) and an outlet port (10) located between the cutting part (3) of the drill rod (1) and the engaging area between the cone-shaped driving engaging parts (11, 13), and through which flushing medium is to be led into the cutting area of the device, and in that the pipe drill body (15) is provided with a collection of cutting parts (15), which are arranged circumferentially around the circumference at the mouth (14) of the pipe drill body (15) and at a distance from the drill rod (1), so that an annular material core when drilling drilled out between the drill rod (1) and the pipe drill body ( ZL

Shock drilling device according to Claim 1, characterized in that the inlet port is located in an end surface (9) of the drill rod. 454 794 '8

Shock drilling device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises at least two outlet ports (IOL

Shock drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet port (10) or one of the outlet ports is located at or next to the cutting part (3) of the ear rod (1) in order to lead flushing medium primarily into the cutting area of this part.

5. A, 5. Shock drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the outer conical part (11) and the inner conical opening (13) form truncated cones. å

Shock drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the outer conical part (11) has a greater length than the inner conical opening (13) in order to be able to assimilate wear between the surfaces (11, 13) which are in frictional engagement by longitudinal displacement. of the pipe drill body (2) over the externally conical part (llk

Shock drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting parts of the pipe drill body (2) are provided by inserts (15) of hard material fixed in the pipe drill body (2). hrs

Shock drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting part of the drill rod (1) is provided by at least one insert (3), which is fixed inside the drill rod (1).

Shock drilling device according to Claim 8, characterized in that the drill rod (1) is provided with a cutting part (3) in the form of a chisel insert or a cross insert. g g

10. l0. Shock drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the pipe drill body (2) is provided with a flushing passage, through which gravelly waste can be removed from the cutting area and from the surroundings of the shaft (1a) by a flushing medium under pressure.

11. ll. Shock drilling device according to claim 10, characterized in that the flushing holes comprise openings or slots in the base (12) or skirt (13a) of the pipe drill body (2).