DE2113577A1

DE2113577A1 - Percussion bit for drilling rock and the like.

Info

Publication number: DE2113577A1
Application number: DE19712113577
Authority: DE
Inventors: Richard Karnebogen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-20
Filing date: 1971-03-20
Publication date: 1972-09-21

Description

Kennwert: Einsatzgruppe Schlagbohrkrone zum Bohren von Gestein II. dgl.Characteristic value: Working group percussion drill bit for drilling rock II. like

i(' Erfindung bezieht sich auf eine zum Bohren von Gestein u. dgl. bestimmte Schlagbohrkrone, deren Werkzeugskörper stirnseitig Hartmetalleinsätze trägt. An die Hartmetalleinsätze werden bei Schlagbohrkronen mannigfaltige Anforderungen gestellt, denen die bekannten Hartmetalle nicht insgesamt optimal genügen können weil hohe Härte und hohe Zähigkeit einander ausschließen. Der bestimmungsgemäße Gebrauch von Schlagbohrkronen fordert bei den Hartmetalleinsätzen einerseits eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Schlaglertnspruchungens d. h. eine ausreichende Zähigkeit bzw. Biegefestigkeit und anderseits eine möglichst hohe Härte, um den vornehmlich beim Drehen der Schlagbohrkrone um ihre Längsachse anfallenden Verschlein gering zu halten.i ('Invention relates to a for drilling rock and the like. Certain percussion drill bits, the tool body of which has hard metal inserts on the face wearing. Impact drill bits place various demands on the hard metal inserts which the known hard metals cannot optimally satisfy overall because high hardness and high toughness are mutually exclusive. The intended On the one hand, the use of percussion bits demands a hard metal insert sufficient resistance to impact d. H. a sufficient one Toughness or flexural strength and, on the other hand, the highest possible hardness to achieve the primarily when turning the percussion drill bit around its longitudinal axis incurred waste to keep it low.

Dazu kommt die mittelbare Abriebbeanspruchung durch das Bohrklein, die übrigens auch in unmittelbarer Umgebung der Hartmetallseinsätze den Werkzeugkörper erheblich angreift, so daß fortschreitend die Fußbereiche der Hartmetalleinsätze freigelegt werden, was zu erhöhten Biegebeanspruchungen führt, denen insbesondere recht hartes Hartmetall nur siir begrenzt widersteht. Bei der Verwendung von recht harten Hartmetallsorten ist es demnach bisher notwendig, sehr große Querschnitte zu wählen, die wiederum schon nach kurzer Gebrauchsdauer die Bohrleistung wesentlich herabsetzen.In addition, there is the indirect abrasion stress from the cuttings, Incidentally, the tool body is also in the immediate vicinity of the carbide inserts attacks considerably, so that progressively the foot areas of the hard metal inserts are exposed, which leads to increased bending stresses, in particular quite hard carbide has only limited resistance. When using right tough It has therefore been necessary to date to choose very large cross-sections for carbide types, which in turn significantly reduce the drilling performance after a short period of use.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Schlagbohrkronen eine Hartmetallausrüstung zu entwickeln, die den Schlag- und Abriebbeanspruchungen optimal widersteht.The invention is based on the object of a percussion drill bit To develop hard metal equipment that optimally withstands impact and abrasion resists.

Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß wenigstens ein Teil der die Schlagbohrkrone bestückenden Hartmetalleinsätze mehrere miteinander vereinigte Hartmetallkörper unterschiedlicher Härte umfaßt, wobei der Hauptarbeitsfläche zugewandt ein härterer Hartmetallkörper mit kleiner Arbeitsfläche aus einem weniger harten trartmetallkörper mit größerer Arbeitsfläche vorragt. Bei dieser Anordnung werden eine hohe Härte aufweisende Hartmetallkörper durch eine geringere Härte, aber eine bessere Zähigkeit aufweisende Hartmetallkörper getragen, deren Härte jedoch noch ausreicht, den Abrieb durch das Bohrklein derart ZU beschränken, daß die Verankerung der härteren, kleine Arbeitsflächen aufweisenden Hartmetallkörper auch nach langdauerndem Gebrauch nicht beeinträchtigt wird. Die unterschiedlichen Härten der miteinander vereinigten Hartmetallkörper können überdies derart auSeinander abgestimmt sein, daß beim bestimmungsgemäßen Gebrauch beide Hartmetallkörper etwa um gleiche höhenmaß verschlissen werden, so daß dauerhaft der eine höhere Härte aufweisende Hartmetallkörper um ein vorgegebenes Maß aus dem zäheren tragenden Hartmetallkörper vorragt und während der gesamten Gebrauchszeit mit nur kleinen Arbeitsflächen auf das Gestein unmittelbar eingewirkt wird. Die beiden, gemeinsam eine Hartmetalleinlage bildenden Hartmetallkörper können z. B. durch Hartlöten verbunden werden.According to the invention, this is essentially achieved in that at least a part of the hard metal inserts equipping the percussion drill bit several together combined hard metal body of different hardness includes, with the main working surface facing a harder carbide body with a smaller working surface from one less hard trartmetal body protrudes with a larger work surface. With this arrangement hard metal bodies with a high hardness become due to a lower hardness, but hard metal bodies with better toughness are worn, but their hardness is still sufficient to limit the abrasion by the cuttings so that the anchoring the harder, small working surfaces having hard metal bodies even after long periods of use Use is not impaired. The different hardships of each other Combined hard metal bodies can also be matched to one another in such a way that that when used as intended, both hard metal bodies are about the same height are worn, so that permanently the hard metal body having a higher hardness protrudes by a predetermined amount from the tougher load-bearing hard metal body and during the entire period of use with only small work surfaces on the rock directly acted will. The two hard metal bodies, which together form a hard metal insert, can z. B. be connected by brazing.

Die Erfindung läßt sich unterschiedlich verwirklichen.The invention can be implemented in different ways.

Dabei können nach einem wei teren Merkmal der Erfindung die bängsachsen der miteinander vereinigten Hartmetallkörper gegeneinander geneigt verlaufen. Dies ermöglicht es, die Hartmetalleinsätze stets besonders zuverlässig und dauerhaft am Werkzeugkörper zu verankern. Bedarfsweise kann iibrigens ein zäher, d. h. eine verhältnismäßig geringe Härte aufweisender Hartmetallkörper mehrere sehr harte Hartmetallkörper tragen.In this case, the longitudinal axes can according to a white direct feature of the invention of the joined hard metal bodies are inclined towards one another. this makes it possible to use the hard metal inserts particularly reliably and permanently to be anchored on the tool body. If necessary, a tough, i.e. H. one relatively low hardness having hard metal body several very hard hard metal body wear.

Die Abmessungen der gemeinsam einen Hartmetalleinsatz für eine Schlagbohrkrone bildenden Uartmetallkörper lassen sich den jeweils zu erwartenden Beanspruchungen anpassen.The dimensions of the jointly a hard metal insert for a percussion drill bit forming Uartmetallkörper can be adapted to the expected stresses in each case adjust.

In der Regel mag die Arbeitsflächengröße des weniger harten Hartmetallkörpers etwa dem 4- bis 8-fachen derjenigen des härteren IIartmetallkörpers entsprechen. Damit ergeben sich für die Verankerung des härteren Bartmetallkörpers und die Abriebfestigkeit seiner Umgebung in der Regel besonders günstige Verhältnisse. Der härtere Hartmetallkörper kann im übrigen aus dem weniger harten Hartmetallkörper unter den üblichen Arbeitsbedingungen etwa mit dem 0,5 bis iSO-fachen seines Durchmessers vorragen. Abweichungen von den angegebenen Maßverhältnissen sind jedoch fallweise angezeigt.Usually I like the working surface size of the less hard carbide body correspond approximately to 4 to 8 times that of the harder IIartmetallkörper. This results in the anchoring of the harder beard metal body and the abrasion resistance his environment usually has particularly favorable conditions. The harder carbide body can also be made from the less hard hard metal body under normal working conditions protrude with about 0.5 to iSO times its diameter. Deviations from the However, the specified proportions are indicated on a case-by-case basis.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstalld in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen: Fig. i eine teils geschnittene Seitenansicht einer hartmetallbestückten Schlagbohrkrone, Fig. 2 eine Stirnansicht des Werkzeuges.In the drawing, the subject of the invention is in one embodiment shown. Show it: Fig. I is a partially sectioned side view a hard metal-tipped hammer drill bit, FIG. 2 is an end view of the tool.

Die dem Ausführungsbeispiel zugrundegelegte Schlagbohrkrone weist einen üblichen, mit einer Xeilverzahnung und einer Verriegelungsausnehmung versehenen Schaft 10 an einem Werkzeugkopf 11 auf. Am Werkzeugkopf 11 leitet ein gerundet profilierter Längenbereich 12 in eine einen größeren Durchmesser aufweisende Stirnendzone 13 über.The percussion drill bit on which the exemplary embodiment is based has a conventional one, provided with a spline and a locking recess Shank 10 on a tool head 11. At the tool head 11 leads a rounded profiled Length region 12 into a front end zone 13 having a larger diameter above.

Längs Mantellinien erstrecken sich in dem Werkzeugkopf 11 zur Zuführung von Druckluft wie der Abluft eines Bohrhammers und zum Austragen des Bohrlrleins bestimmte Kanäle 14, 15. Die Stirnseite des Werkzeugkopfes li ist in eine ringsum verlaufende Randzone 16 und eine von dieser umfaßte, ballig vorragende Zentralzone 17 gegliedert. Über den Umfang verläuft die Randzone 16, unterbrochen durch die längsachsparallelen Kanäle 14, 15, flach gewellt bzw. gezahnt.Longitudinal surface lines extend in the tool head 11 for feeding of compressed air such as the exhaust air of a hammer drill and for discharging the drill bit certain channels 14, 15. The end face of the tool head li is in a round extending edge zone 16 and a spherically projecting central zone encompassed by this 17 structured. The edge zone 16 runs over the circumference, interrupted by the Longitudinally parallel channels 14, 15, flat corrugated or toothed.

In deii Scheitelbereichen der Zähne 18 ist je ein kombinierter Hartmetalleinsatz 19 angeordnet, der einen tragenden, etwa zylindrischen, außenendig halbkugeligen und mit quer zu Länge des Werlzzeuges gerichteter Langsachse angeordneten Hartmetallkörper 20 aus weniger hartem aber zähem Hartmetall und einen in einer Aussparung desselben verankerten, eine maßgeblich kleinere Arbeitsfläche bildenden, eine hohe Härte aufweisenden llartmetallkörper 21 umfaßt. Die Hartmetallkörper 20 und 21 sind miteinander z. B. durch Hartlötung verbunden. Der Hartmetallkörper 21 ragt mit einer seinen Durchmesser unterschreitenden Teillänge aus dem Hartmetallkörper 20 vor. Die Längsrichtungen der Hartmetallkörper 20 und 21 mögen einander unter einem Winkel von etwa 500 schneiden bzw. kreuzen. Der eine größere Härte aufweisende Ilartmetallkörper 21 mag den Hartmetallkörper 20 zur Seite hin geringfugig überragen, so daß der tragende Hartmetallkörper 20 langdauernd gegen eine unmittelbare Anlage gegen die Bohrlochwand gesichert ist.In each of the apex areas of the teeth 18 there is a combined hard metal insert 19 arranged, the one supporting, approximately cylindrical, hemispherical outer end and with a hard metal body arranged transversely to the length of the tool 20 made of less hard but tough carbide and one in a recess of the same anchored, forming a significantly smaller work surface, exhibiting a high degree of hardness llartmetallkörper 21 includes. The hard metal bodies 20 and 21 are connected to one another, for. B. by Brazed connected. The hard metal body 21 also protrudes a part length from the hard metal body 20 which is less than its diameter before. The longitudinal directions of the hard metal bodies 20 and 21 like each other under one Cut or cross angles of around 500. The hard metal body 21 may protrude slightly beyond the hard metal body 20 to the side, so that the load-bearing Hard metal body 20 for a long time against direct contact with the borehole wall is secured.

Die Wölbung 17 der Schlagbohrkrone trägt etwa halbkugelige Knöpfe aufweisende Hartmetalleinsätze 22. Einige von diesen, beispielsweise die außenliegenden Hartmetalleinsätze 23, sind wiederum aus Hartmetallen unterschiedlicher Härte kombiniert, wobei zähe Hartmetallkörper 24 mit über ihre Oberfläche vorragenden härteren Hartmetallkörpern 25 bestückt sind, deren Längsachsen in diesem Falle jedoch mit den Längsachsen der tragenden Hartmetallkörper 24 zusammenfallen.The bulge 17 of the percussion drill bit carries approximately hemispherical buttons having hard metal inserts 22. Some of these, for example the outer ones Hard metal inserts 23 are in turn combined from hard metals of different hardness, tough hard metal bodies 24 with harder hard metal bodies protruding beyond their surface 25 are equipped, but their longitudinal axes in this case with the longitudinal axes of the supporting hard metal body 24 coincide.

Die erfindungsgemäß aus mehreren Hartmetallkörpern unterschiedlicher Härte bzw. Zähigkeit zusammengefügten Hartmetalleinsätze ergeben eine optimale Dauerhaftigkeit des Werkzeuges unter Beibehaltung einer hohen Leistungsfähigkeit.According to the invention, made up of several different hard metal bodies The hardness or toughness of assembled hard metal inserts result in optimal durability of the tool while maintaining a high level of performance.

Die dargestellte Ausführung ist, wie schon erwähnt wurde, nur eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung. Diese ist nicht darauf beschränkt. s sind vielmehr noch mancherlei anders AusfLihrungen möglich. Wenn auc bei der gezeichneten Schlagbohrkrone nur Hartmetalleinsätze mit gerundeten Flächen auf das Gestein einwirken, so läßt sich die Erfindung doch auch bei lIartmetalleinsätzen verwirklichen, die das Gestein mit Dachschneiden angreifen, wobei wiederum die maximal beanspruchten Bereiche solcher Einsätze durch eingefügte Hartmetallkörper hoher Härte besonders verschleißfest gemacht werden können. Die erfindungsgemäß kombinierten Hartmetalleinsätze können ferner zur Besetzung von gegenüber dem Ausführungsbeispiel abweichend gestalteten Schlagbohrkronen eingesetzt werden.As already mentioned, the embodiment shown is only one for example, implementation of the invention. This is not limited to this. On the contrary, many other designs are possible. If also with the drawn Percussion drill bit only hard metal inserts with rounded surfaces can act on the stone The invention can also be realized in the case of metal inserts that remove the rock attack with roof cutting edges, in turn the maximum stressed areas of such Inserts are particularly wear-resistant due to the inserted carbide body of high hardness can be made. The hard metal inserts combined according to the invention can also for the occupation of differently designed compared to the embodiment Impact drill bits are used.

Claims

Expectations:

1. Impact drill bit for drilling rock and the like, the tool body of which Carrying hard metal inserts on the end face, characterized in that at least one Part (19, 23) of the hard metal inserts (19, 22, 23) several united with one another Comprises hard metal body (20, 2i or 24, 25) of different hardness, the main working surface facing a harder hard metal body (21 or 25) with a small work surface a less hard hard metal body (20 or 24) protrudes with a larger working surface.

2. Percussion drill bit according to claim l, characterized in that the Longitudinal axes of the joined-together IIartmetallbodies (20, 21 and 24, 25) against each other run inclined.

5. Impact drill bit according to claim l or 2, characterized in that that the working surface size of the less hard hard metal body (20 or 24) dem 4 to 8 times that of the harder IIartmetal body (21 or 25).

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