DE3112172A1

DE3112172A1 - Drill bit

Info

Publication number: DE3112172A1
Application number: DE19813112172
Authority: DE
Inventors: Franz-Peter 6230 Frankfurt Haub
Original assignee: HAUB FRANZ PETER
Current assignee: HAUB FRANZ PETER
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1982-10-14

Abstract

The drill bit is used for dry horizontal ground boring. In order to obtain smooth running, it consists of a parabolic rotary hollow body on whose circumference two cutting edges (40, 42, 44) run from the rear to the front essentially helically in the same direction. In this arrangement, the cutting edges extend only over about a quarter to three-quarters of the periphery. The pitch of the helical cutting edges can be greater at the front and rear than in the centre area. The cutting edges can consist of carbide tips arranged next to one another and can end in front of the point. Rolling inserts can be used instead of carbide tips. A hollow space (32) widening from the front to the rear is preferably formed between the cutting edges in the cutting head (36). Releasable fastening elements (30, 32, 46) for connecting the cutting head to a support body (10) transmitting the drive torque are arranged in the hollow space (32). In addition, a reaming ring (20) is provided which, depending on the direction of rotation, is radially advanced or retracted by an eccentric pin (18). <IMAGE>

Description

Titel: BohrkroneTitle: Drill Bit

Bohrkrone Die Erfindung betrifft eine Bohrkrone mit Zweiblattschneidkopf zunt trockenen Horizontal-Erdbohren, deren Schneidkanten auf der Mantelfläche eines sich von vorn nach hinten erweiternden Rotationshohlkörpers liegen. Drill bit The invention relates to a drill bit with a two-blade cutting head zunt dry horizontal earth drilling, the cutting edges of which on the outer surface of a from front to back expanding hollow rotational body lie.

Normalerweise wird beim Erdbohren mit Spülung des Bohrlochs gearbeitet. Das Spülwasser kühlt die Bohrkrone und fördert das Bohrklein von der Bohrstelle nach hinten. Bei bestimmten Bohrungen kann jedoch nicht gespült werden, z. B. dann, wenn vermieden werden soll, daß über den Bohrdurchmesser hinaus Hohlräume freigespült werden. Diese Situation ist insbesondere beim horizontale Durchbohren von Bahndämmen, z.B. zur Verlegung von Rohren oder Kabeln, gegeben, denn ausgespülte Hohlräume könnten später gefährliche Senkungen zur Folge haben.Normally, when drilling into the ground, the borehole is flushed. The flushing water cools the drill bit and conveys the cuttings from the drilling site to the rear. However, certain holes cannot be flushed, e.g. B. then, if it is to be avoided that cavities beyond the drilling diameter are flushed free will. This situation is particularly evident when drilling through railway embankments horizontally, e.g. for laying pipes or cables, because flushed cavities could later lead to dangerous subsidence.

Bekannte Bohrgeräte zum trockenen Horizontal-Erdbohren bestehen bisher im Prinzip aus einer Förderschnecke bzw. Förderwendel, deren Vorderkante als Schneidkante ausgebildet ist.Known drilling rigs for dry horizontal earth drilling exist so far In principle, it consists of a screw conveyor or spiral conveyor, the leading edge of which acts as the cutting edge is trained.

Nachteilig ist dabei, daß mit derartigen Bohrgeräten nur durch verhältnismäßig weiches Material gebohrt werden kann.The disadvantage here is that with such drilling rigs only by relatively soft material can be drilled.

Bei zum Spülbohren vorgesehenen Bohrkronen ist es bekannt, Zwei- oder Dreiblattschneidköpfe zu verwenden, deren Schneidkanten geradlinig von hinten außen nach vorn zur Spitze des Werkzeugs hin verlaufen. Derartige Bohrkronen sind zum trockenen Horizontal-Erdbohren ungeeignet, da sie das Bohrklein nicht abfördern und sehr unruhig laufen.In the case of drill bits provided for flush drilling, it is known to have two or more Use three-blade cutting heads, the cutting edges of which are straight from the rear outside run forward towards the tip of the tool. Such drill bits are for Dry horizontal earth drilling is unsuitable as it does not remove the cuttings and run very restlessly.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Bohrkrone der eingangs genannten Art zu schaffen, welche zum trockenen Bohren sowohl in weichem wie auch in hartem Material geeignet ist und verhältnismäßig ruhig läuft.The invention is therefore based on the object of a drill bit To create the type mentioned at the beginning, which for dry drilling both in soft as is also suitable in hard material and runs relatively smoothly.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schneidkanten der Bohrkrone von hinten nach vorn im wesentlichen schraubenförmig gleichsinnig auf der Mantelfläche eines im wesentlichen rotationsparaboluidförmigent umhüllend gedachten Hohlkörpers verlaufen.The above object is achieved according to the invention in that the Cutting edges of the drill bit from back to front are essentially helical in the same direction on the lateral surface of a substantially rotational parabolic fluid enveloping imaginary hollow body run.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß eine derartige Bohrkrone sämtliche vorstehend genannten Forderungen erfüllt.It has surprisingly been found that such a drill bit all above requirements met.

l In bevorzugter Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich die schraubenförmigen Schneidkanten jeweils nur etwa um ein Viertel bis drei Viertel des Umfangs erstrecken. Die verhältnismäßig starke Steigung der schraubenförmig gekrümmten Schneidkanten ist günstig für das Bohren durch hartes Material, sorgt aber auch schon für das Abfördern des Bohrkleins und für einen ausreichend ruhigen Rundlauf der Bohrkrone. l In a preferred embodiment of the invention it is provided that the helical cutting edges by only about a quarter to three quarters each of the perimeter. The relatively steep slope of the helical curved cutting edge is beneficial for drilling through hard material, ensures but also for the removal of the cuttings and for a sufficiently quiet Runout of the drill bit.

Als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die genannte Zielsetzung hat sich eine Bohrkrone erwiesen, bei der die Steigung der schraubenförmigen Schneidkanten vorn und hinten stärker als im mittleren Bereich ist.As particularly advantageous with regard to the stated objective a drill bit has been found in which the pitch of the helical cutting edges is stronger in front and behind than in the middle area.

Wenn vor allem hartes Material zu bohren ist, kann es sich empfehlen, die Spitze des Rotationsparaboluids auszusparen, so daß die Schneidkanten vor der Spitze enden.If especially hard material is to be drilled, it may be advisable to to spare the tip of the Rotationsparaboluids, so that the cutting edges in front of Tip ends.

Die Schneidkanten selbst werden vorzugsweise von nebeneinander angeordneten Hartmetallplättchen von ca. 1 bis 2 cm Kantenlänge gebildet. Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Verlauf der Schneidkanten bietet in diesem Fall den Vorteil, daß selbst dann, wenn ein oder mehrere Hartmetallplättchen ausbrechen oder beschädigt werden, die anderen ihre Schneidarbeit mit übernehmen können.The cutting edges themselves are preferably arranged side by side Tungsten carbide plates with an edge length of approx. 1 to 2 cm are formed. According to the invention proposed course of the cutting edges in this case has the advantage that even if one or more of the carbide tips break out or are damaged that others can take over their cutting work with.

Beim Bohren in sehr hartem Material kann auch eine Bohrkrone verwendet werden, die grundsätzlich die vorstehend beschriebene Form hat, jedoch statt der Hartmetallplättchen nebeneinander angeordnete Rollinserts aufweist.A drill bit can also be used when drilling in very hard material which basically has the form described above, but instead of the Has hard metal plates arranged side by side roll inserts.

Viele Konstruktionen von Bohrkronen eignen sich wegen ihres Aufbaus und der gefordertep Robustheit nur für verhältnismässig weite Bohrungsdurchmesser. Schwierigkeiten bereiteten bisher jedoch die gerade bpsonders häufig vorkommenden Bohrungen mit 1o bis 20 cm Durchmesser, insbesondere dann, wenn die weiteren Forderungen aufgestellt wurden, daß sich die Bohrkrone durch ein nachgeführtes Schutzrohr hindurch zurückziehen sowie leicht und einfach auswechseln lassen soll. Die hierzu erforderliche Lösbarkeit der Bohrkrone von ihrer Antriebswelle steht auch in einem gewissen Gegensatz zu der weiteren Forderung, das die Befestigungsorgane die Abfuhr des Bohrkleins nicht behindern.Many designs of drill bits are suitable because of their construction and the required robustness only for relatively large bore diameters. Up to now, however, difficulties have been caused by the particularly frequent occurrences Boreholes with a diameter of 10 to 20 cm, especially if the other requirements have been set up so that the drill bit passes through a tracked protective tube should be withdrawn and replaced easily and simply. The required for this There is also a certain contrast between the releasability of the drill bit from its drive shaft to the further requirement that the fastening elements remove the cuttings do not hinder.

Eine Bohrkrone , welche den zuletzt genannten Zielsetzungen entgegenkommt, ist in bevorzugter Ausführung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schneidkanten im Schneidkopf ein sich von vorn nach hinten erweiternder Hohlraum ausgebildet ist, in welchem lösbare Befestigungsorgane zur Verbindung des Schneidkopfes mit einem das Antriebsdrehmoment übertragenden Trägerkörper angeordnet sind. Eine besonders einfache derartige Konstruktion wird dann erhalten, wenn die Befestigungsorgane aus einem Sicherungsbolzen bestehen, welcher in einer Querbohrung im Schneidkopf sitzt und in den Trägerkörper oder ein damit verbundenes Teil eingreift.A drill bit that meets the objectives mentioned last, is in a preferred embodiment of the invention characterized in that between the cutting edges in the cutting head create a cavity that widens from front to back is formed, in which detachable fastening elements for connecting the cutting head are arranged with a carrier body which transmits the drive torque. One a particularly simple construction of this type is obtained when the fastening elements consist of a safety bolt which is inserted in a cross hole in the cutting head sits and engages in the support body or an associated part.

Zweckmäßigerweise wird sich dabei der Sicherungsbolzen tangential zur Mittellängsachse des Schneidkopfs erstrecken und in eine Umfangsnut im Trägerkörper oder einem damit verbundenen Teil eingreifen, wobei das Antriebsdrehmoment durch einen exzentrisch am Trägerkörper angeordneten Mitnehmerfinger auf den Schneidkopf übertragen werden kann.The securing bolt is expediently tangential extend to the central longitudinal axis of the cutting head and into a circumferential groove in the carrier body or an associated part engage, the drive torque through a driving finger arranged eccentrically on the carrier body on the cutting head can be transferred.

Bei dem neuen Werkzeug können die durch Verschleiß verursachten Kosten dadurch gering gehalten werden, daß das vorstehend erwähnte, mit den Trägerkörper verbundene Teil ein auf die Stirnfläche des Trägerkörpers aufgeschraubter Stoßring ist, welcher in bevorzugter Ausgestaltung nach vorn stufenfömig verjüngt ist, in einem entsprechend stufenförmig ausgebildeten Hohlraum im Schneidkopf sitzt und im verjüngten Bereich mit der genannten Umfangsnut versehen ist.With the new tool, the costs caused by wear can be kept low in that the aforementioned, with the carrier body connected part a thrust ring screwed onto the end face of the carrier body is, which in a preferred embodiment is tapered stepwise towards the front, in a correspondingly stepped one Cavity in the cutting head sits and is provided with said circumferential groove in the tapered area.

Wenn gefordert wird, daß beim Bohren der Bohrkrone ein Schutzrohr nachgeführt wird, welches ein gelegentliches Zurückziehen der Bohrkrone nicht verhindern darf, ist in bekannter Weise zwischen der Bohrkrone und dem Schutzrohr ein Nachschneider vorzusehen, dessen Schneide zum Bohren radial bis über den Außendurchmesser des Schutzrohrs ausfahrbar und zum Zurückziehen der Bohrkrone wieder bis innerhalb des Innendurchmessers des Schutzrohrs einziehbar sein muß. Eine erfindungsgemäße Bohrkrone mit einem Nachschneider wird in bevorzugter Ausführung der Erfindung so ausgebildet, daß die hintere Stirnfläche des Stoßrings radial über die vordere Stirnfläche des an seinem vorderen Ende als Exzenterzapfen ausgebildeten Trägerkörpers hinausragt und einen auf dem Exzenterzapfen drehbar gelagerten, relativ zum Schneidkopf im wesentlichen undrehbar, aber radial verschieblich geführten Nachschneidering axial hält, wobei der Schneidkopf relativ zum Trägerkörper etwa um eine halbe Umdrehung begrenzt drehbar und eine radial vorspringende Schneide an derjenigen Stelle des Umfangs des Nachschneiderings angeordnet ist, welche bei Drehung des Exzenterzapfens in die mit Bezug auf die Mittellängsachse der Bohrkrone radial äußerste Stellung gelangt.If it is required that a protective tube be used when drilling the drill bit is tracked, which does not prevent an occasional retraction of the drill bit is allowed, a trimmer is in a known manner between the drill bit and the protective tube to be provided, the cutting edge for drilling radially up to the outer diameter of the Protective tube can be extended and the drill bit can be withdrawn again to within the Inside diameter of the protective tube must be retractable. A drill bit according to the invention with a trimmer is designed in a preferred embodiment of the invention, that the rear face of the thrust ring radially over the front face of the protrudes at its front end designed as an eccentric support body and one rotatably mounted on the eccentric pin relative to the cutting head in essentially non-rotatable, but radially displaceable axially guided trimmer ring holds, wherein the cutting head relative to the carrier body by about half a turn rotatable to a limited extent and a radially protruding cutting edge at that point of the The circumference of the trimming ring is arranged, which upon rotation of the eccentric pin into the radially outermost position with respect to the central longitudinal axis of the drill bit got.

Es gibt zwar auch bisher schon zum Spülbohren bestimmte Bohrkronen mit einem auf einem exzentrischen Teil der Antriebswelle zwischen Anschlägen begrenzt drehbar gelagertem Nachschneidering. Der Nachschneider läßt sich jedoch bei den bekannten Ausführungen nur dadurch in die radial innere Endstellung innerhalb des Schutzrohrs zurückziehen, daß die Bohrkrone gedreht wird. Manchmal bleibt die Bohrkrone jedoch stecken, z. B. dann, wenn sie sich in einer Gesteinsspalte festgeklemmt hat. Während bei den bekannten Bohrkronen unter diesen Umständen erst besondere Maßnahmen ergriffen werden müssen, um die Bohrkrone zurückziehen zu können, wirkt sich bei der neu vorgeschlagenen Bohrkrone eine Verklemmung im Gestein nicht negativ auf die Rückzugsmöglichkeit aus, weil unter Zugrundelegung der zuletzt genannten Merkmale zum radialen Einziehen des Nachschneiders nur die Antriebswelle, nicht aber die Bohrkrone um einen bestimmten Winkel gedreht zu werden braucht. Aus diesem Grunde eignet sich die vorgeschlagene radiale Verschiebbarkeit des Nachschneiders durch relative Drehbewegung zwischen Antriebswelle und Schneidkopf generell auch für andersartige Bohrkronen mit Nachschneider.To be sure, there are already drill bits designed for flush drilling limited with one on an eccentric part of the drive shaft between stops rotatable trimming ring. The trimmer can, however, be used with the known designs only in the radially inner end position within the Pull back the protective tube so that the drill bit is rotated. Sometimes the drill bit stays however stuck, e.g. B. when it is stuck in a rock crevice. While with the known drill bits under these circumstances only special measures must be taken to retract the drill bit, affects at the newly proposed drill bit did not negatively affect jamming in the rock the possibility of withdrawal, because based on the characteristics mentioned last for radial pulling in of the trimmer only the drive shaft, but not the Drill bit needs to be rotated through a certain angle. For this reason the proposed radial displaceability of the trimmer is suitable relative rotary movement between drive shaft and cutting head generally also for other types Core bits with trimmer.

Damit der Nachschneider nicht die Abfuhr des Bohrkleins nach hinten behindert, ist in weiterer bevorzugter Ausführung der Erfindung vorgesehen, daß die Schneide am Nachschneidering im wesentlichen in Flucht mit der einen Schneidkante des Schneidkopfs angeordnet ist, aber radial über diese hinausragt. Dem gleichen Zweck dient die weitere vorgeschlagene Maßnahme, daß der Ringteil des Nachschneiderings in der radial vorgeschobenen Stellung seiner Schneide im wesentlichen an keiner Stelle über die den inneren Hohlraum des Schneidkopfs begrenzende Wand radial vorspringt.So that the trimmer does not have to carry away the cuttings to the rear hindered, is provided in a further preferred embodiment of the invention that the cutting edge on the trimming ring essentially in alignment with the one cutting edge of the cutting head is arranged, but protrudes radially beyond this. The same The purpose of the further proposed measure is that the ring part of the trimming ring in the radially advanced position of its cutting edge essentially at none Place protrudes radially beyond the wall delimiting the inner cavity of the cutting head.

Eine besonders einfache Führung des Nachschneiders am Schneidkopf wird dadurch gewonnen, daß der Nachschneidering durch einen nach hinten weisenden Vorsprung am Schneidkopf, welcher zwischen den die Schneide tragenden Vorsprung sowie einen weiteren radialen Vorsprung am Nachschneidering eingreift, mit Bezug auf den Schneidkopf im wesentlichen undrehbar gehalten ist. Mit Vorteil können diese Vorsprünge gleichzeitig auch zum Antrieb des Nachschneiders benutzt werden, indem nämlich das Antriebsdrehmoment über den in Drehrichtung beim Bohren hinter dem schneidenden Vorsprung des Nachschneiderings angeordneten, nach hinten weisenden Vorsprung am Schneidkopf auf den Nachschneidering übertragbar ist.A particularly simple way of guiding the trimmer on the cutting head is obtained in that the trimming ring is replaced by a backward-facing Projection on the cutting head, which is between the projection carrying the cutting edge and another radial projection engages the trimmer ring, with reference is held essentially non-rotatably on the cutting head. These Projections are used at the same time to drive the trimmer by namely the drive torque over the in the direction of rotation when drilling behind the cutting Projection of the trimming ring arranged, rearward-facing projection on Cutting head is transferable to the trimming ring.

Ebenfalls im Interesse der besseren Abfuhr des Bohrkleins kann auch auf der der Schneide lm wesentlichen diametral gegenüberliegenden Seite des Nachschneiderings noch ein radial außen abgerundeter radialer Vorsprung angeordnet sein, welcher einen Spalt zwischen einem weiteren nach hinten weisenden Vorsprung am Schneidkopf in Verlängerung von einer Schneidkante und dem Ringteil des Nachschneiderings abdeckt. Der letztgenannte nach hinten weisende Vorsprung am Schneidkopf bietet vorzugsweise zugleich eine Anlagefläche für den Mitnehmerfinger bei Ubertragung des An triebsdrehmoments, wobei letzterer im übrigen im Umfangsbereich zwischen diesem Vorsprung und der Schneide des Nachschneiderings relativ zum Schneidkopf verschwenkbar ist.Also in the interest of better removal of the cuttings can also on the one essentially diametrically opposite the cutting edge page the trimming ring also has a radially outwardly rounded radial projection be, which is a gap between another rearward-facing projection on the cutting head as an extension of a cutting edge and the ring part of the trimming ring covers. The latter provides a rearward-facing projection on the cutting head preferably at the same time a contact surface for the driver finger during transmission of the drive torque, the latter in the rest of the range between this projection and the cutting edge of the trimmer ring relative to the cutting head is pivotable.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine Bohrkrone gemäß der Erfindung in Seitenansicht, z.T. im Schnitt; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Bohrkrone nach Fig. 1 gemäß Schnittlinie 11-11.1 shows a drill bit according to the invention in side view, partly on average; FIG. 2 shows a cross section through the drill bit according to FIG. 1 according to FIG Section line 11-11.

Die dargestellte Bohrkrone ist auf einem Trägerkörper lo montiert, der fest mit einer Antriebswelle verbunden ist, indem er z.B. mit seinem hinteren Ende 12 in ein das Antriebsdrehmoment übertragendes Rohr eingeführt und mit diesem verschweißt ist. Das nicht gezeigte Rohr kann in bekannter Weise auf der Außenseite eine oder mehrere Förderwendeln tragen, welche das Bohrklein aus dem Bohrloch herausbefördern. Die Förderwendel kann von einem ebenfalls nicht gezeigten bekannten Schutzrohr umgeben sein, welches beim Bohrvorgang der Bohrkrone 1o nachgeführt wird und dessen Innendurchmesser so groß ist, daß die Bohrkrone durch das Schutzrohr zurückgezogen werden kann.The drill bit shown is mounted on a carrier body lo, which is firmly connected to a drive shaft, e.g. by using its rear The end 12 is inserted into a tube transmitting the drive torque and with it is welded. The tube, not shown, can be on the outside in a known manner carry one or more conveyor coils which convey the cuttings out of the borehole. The conveying helix can be surrounded by a known protective tube, also not shown be, which is tracked during the drilling process of the drill bit 1o and its inner diameter is so large that the drill bit can be withdrawn through the protective tube.

An dem in Fig. 1 mit 14 bezeichneten mittleren Teil ist radial außen ein sich nach vorn erstreckender Mitnehmerfinger 16 angeschweißt. Auf seine Funktion wird weiter unten eingegangen.The middle part, designated 14 in FIG. 1, is radially outward a forwardly extending driver finger 16 welded on. Its function is discussed below.

Das vordere Ende des Trägerkörpers 10 bildet einen Exzenterzapfen 18 mit dem aus Fig. 1 ersichtlichen, verhältnismäßig großen Druchmessers und der Exzentrizität zea mit Bezug auf die Mittellängsachse "A" der Bohrkrone. Auf dem Exzenterzapfen 18 sitzt drehbar ein Nachschneidering 20 mit drei radial nach außen ragenden Vorsprüngen 22, 24 und 26 (siehe auch Fig. 2). Der Vorsprung 22 trägt eine Schneide 28 und ragt damit in der gezeigten radial ausgefahrenen Stellung bis über den äußeren Umfang des Schutzrohrs vor. Er läßt sich jedoch, wie nachstehend noch beschrieben wird, radial bis in das Schutzrohr zurückziehen. Auf die vordere Stirnfläche des Trägerkörpers 1o ist ein gemäß Fig.1 stufenförmig abgesetzter Stoßring 30 mittels einer zentralen Schraube 32 aufgeschraubt. Da der Stoßring mit seiner hinteren Stirnfläche teilweise über die vordere Stirnfläche des Exzenterzapfens 18 radial hinausreicht, sichert er die axiale Lage des Nachschneiderings 20. Der Stoßring 30 sitzt mit geringem Umfangsspiel in einem inneren Hohlraum 34 eines insgesamt mit 36 bezeichneten Schneidkopfs der Bohrkrone. Der Schneidkopf hat ein zentrales, möglichst kleines Gehäuse 38, welches einstückig mit zwei diametral gegenüberliegenden Schneidblättern 40 und 42 ausgebildet ist, die an ihren Außenkanten Schneidkanten bilden oder geeignete Schneidorgane tragen. Im Beispielsfall sind auf der in Fig. 1 sichtbaren Vorderseite des linken Schneidblatts 40 sowie auf der nicht sichtbaren Rückseite des rechten Schneidblatts 42 entlang der Außenkante verhältnismäßig kleine Schneidplättchen 44 aufgelötet. The front end of the support body 10 forms an eccentric pin 18 with the relatively large diameter shown in FIG. 1 and the Eccentricity zea with respect to the central longitudinal axis "A" of the drill bit. On the Eccentric pin 18 is rotatably seated a trimming ring 20 with three radially outwards protruding projections 22, 24 and 26 (see also Fig. 2). The projection 22 carries a Cutting edge 28 and thus protrudes to over in the radially extended position shown the outer circumference of the protective tube. However, as below is described, retract radially into the protective tube. On the front face of the support body 1o is a step ring 30 stepped off according to FIG a central screw 32 is screwed on. Because the bumper ring with its rear face partially extends radially beyond the front face of the eccentric pin 18, he secures the axial position of the trimming ring 20. The thrust ring 30 sits with little Circumferential play in an inner cavity 34 of a cutting head designated as a whole by 36 the drill bit. The cutting head has a central, as small as possible housing 38, which is integral with two diametrically opposed cutting blades 40 and 42 is formed, which form cutting edges on their outer edges or suitable Carry cutting organs. In the example, on the front side visible in FIG. 1 of the left cutting blade 40 as well as on the invisible back of the right Cutting blade 42 along the outer edge of relatively small cutting tips 44 soldered on.

Wie die Seitenansicht nach Fig.1 zeigt, sind die Außenkanten der Schneidblätter 40 und 42 von hinten außen zur vorderen Spitze der Bohrkrone hin gekrümmt. Am vorderen Ende des Bohrlochs entsteht auf diese Weise ein im wesentlichen paraboloidförmiger Hohlraum. Mit der Bezugnahme auf ein Paraboloid ist hier jedoch nicht eine mathematisch genau definierte Form gemeint, sondern allgemein eine einem Paraboloid ähnliche, konveekrümmte Form. As the side view of Figure 1 shows, the outer edges are the Cutting blades 40 and 42 from the rear outside towards the front tip of the drill bit curved. At the front end of the borehole, in this way, a substantially parabolic Cavity. With reference to a paraboloid However, what is meant here is not a mathematically precisely defined form, but rather a general one a convex shape similar to a paraboloid.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, erstrecken sich die Schneidblätter 40 und 42 gleichsinnig schraubenförmig um einen Teil des Umfangs, im Beispielsfall um einen viertel Umfang.As can be seen from FIG. 2, the cutting blades 40 extend and 42 in the same direction helically around part of the circumference, in the example by a quarter of a circumference.

Die Schraubensteigung braucht dabei nicht gleichmäßig zu sein. Vorzugsweise erstrecken sich die Schneidkanten an den Schneidblättern 40 und 42 im vorderen und hinteren Bereich mit großer Steigung, also beispielsweise angenähert axial, aber im mittleren Bereich mit einer schwächeren Steigung.The pitch of the screw does not need to be uniform. Preferably extend the cutting edges on the cutting blades 40 and 42 in the front and rear area with a large slope, for example approximately axially, but in the middle area with a weaker slope.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Schneidkanten der beiden Schneidblätter 40, 42 nicht bis zur Spitze geführt . Es hat sich gezeigt, daß ein Schneidkopf mit ausgesparter Spitze in harten Materialien besser arbeitet.In the embodiment of FIG. 1, the cutting edges are the both cutting blades 40, 42 not led to the tip. It has shown, that a cutting head with a recessed tip works better in hard materials.

Um den Schneidkopf 36 auf dem Trägerkörper 1o zu befestigen, wird er mit dem innenseitig entsprechend der Form des Stoßrings 30 stufenförmig abgesetzten zentralen Gehäuse 38 auf den Stoßring 30 aufgesetzt und dann durch einen Sicherungsbolzen 46 verriegelt, der lösbar in einer von außen zugänglichen, sich mit Bezug auf die Mittellängsachse "A" tangential erstreckenden Bohrung im zentralen Gehäuse 38 sitzt und dabei in eine Umfangsnut 48 in der Mantelfläche des verjüngten Teils des Stoßrings 30 eingreift.In order to fasten the cutting head 36 on the carrier body 1o, he with the stepped offset on the inside according to the shape of the thrust ring 30 central housing 38 placed on the thrust ring 30 and then by a locking bolt 46 locked, the releasable in an externally accessible, referring to the Central longitudinal axis "A" tangentially extending bore in the central housing 38 is seated and thereby in a circumferential groove 48 in the outer surface of the tapered part of the thrust ring 30 intervenes.

Der Schneidkopf 36 hat zwei sich nach hinten erstreckende Vorsprünge 48 und 50. Der Vorsprung 48 bildet im wesentlichen eine hintere Verlängerung des Schneidblatts 42 und bietet eine Anlagefläche für den Mitnehmerfinger 16. Hierüber wird das Drehmoment vom Trägerkörper 1o auf den Schneidkopf übertragen. Der ungefähr diametral gegenüberliegende Vorsprung 50 greift gemäß Fig. 2 zwischen die beiden Vorsprünge 22 und 24 am Nachschneidering 20 ein und verhindert somit dessen Drehung mit Bezug auf den Schneidkopf 36. Außerdem bildet der Vorsprung 50 einen Mitnehmer, über den das Antriebsdrehmoment vom Schneidkopf auf den Vorsprung 22 und den Nachschneidering 20 übertragen wird. Wie in Fig. 2 angedeutet, setzt der Vorsprung 50 an dem Schneidblatt 40 an, obgleich er verhältnismäßig weit davon entfernt zwischen den beiden Vorsprüngen 22 und 24 des Nachschneiderings eingreift. Die Verbindung des Vorsprungs 50 mit dem Schneidblatt 40 wurde aus Festigkeitsgründen und wegen der besseren Abfuhr des Bohrkleins gewählt. Dem gleichen Zweck dient auch der Vorsprung 26, welcher verhindert, daß das Bohrklein durch den Spalt zischen dem Vorsprung 48 und dem Nachschneidering 20 hindurchdringt.The cutting head 36 has two rearwardly extending protrusions 48 and 50. The projection 48 essentially forms a rear extension of the Cutting blade 42 and provides a contact surface for the driver finger 16. Above it the torque is transmitted from the carrier body 1o to the cutting head. That about diametrically opposite projection 50 intervenes according to FIG. 2 between the two projections 22 and 24 on the trimming ring 20 and thus prevents its rotation with respect to the cutting head 36. In addition, the projection 50 forms a driver via which the drive torque from the cutting head to the projection 22 and the trimming ring 20 is transferred. As indicated in Fig. 2, sets the projection 50 on the cutting blade 40, although it is relatively far from it remotely engages between the two projections 22 and 24 of the trimmer ring. The connection of the projection 50 to the cutting blade 40 was made for strength reasons and chosen because of the better removal of the cuttings. It serves the same purpose the projection 26 which prevents the cuttings from hissing through the gap the projection 48 and the trimming ring 20 penetrates.

Während des Bohrvorgangs nehmen die Teile der Bohrkrone die in Fig. 1 und 2 gezeigte Stellung ein. Wenn danach die Bohrkrone durch das Schutzrohr hindurch zurückgezogen werden soll, wird kurzzeitig die Drehrichtung des Antriebsmotors umgekehrt.During the drilling process, the parts of the drill bit take the form shown in Fig. 1 and 2 position shown. If then the drill bit through the protective tube is to be withdrawn, the direction of rotation of the drive motor is briefly reversed.

Während dabei zunächst der Schneidkopf im Boden festgehalten wird, dreht sich der Trägerkörper 1o mit dem Mitnehmerfinger 16 mit Bezug auf Fig. 2 etwa eine halbe Umdrehung entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch gelangt der Mittelpunkt des Exzenterzapfens 18 im Vergleich zu der in Fig. lund 2 gezeigten Stellung auf die gegenüberliegende Seite der Mittellängsachse A, wodurch der Vorsprung 22 am Nachschneidering 20 bis in den Innendurchmesser des Schutzrohr zurückgezogen wird. Die radiale Verschiebung des Nachschneiderings 20 und des Vorsprungs 22 geschieht dabei wegen der Drehbewegung des Exzenterzapfens 18 um die Mittellängsachse A und wegen des Eingriffs des Vorsprungs 50 zwischen die beiden Vorsprünge 22 und 24 allerdings nicht exakt linear. Der Nachschneidering 20 vollführt eine gewisse Taumelbewegung, welche dem außen abgerundeten Vorsprung 26 Gelegenheit gibt, sich am Vorsprung 48 entlanggleitend radial nach außen vorzuschieben, wobei er jedoch ebenfalls im Bereich des inneren Querschnitts des Schutzrohrs bleibt. While the cutting head is initially held in the ground, the carrier body 1o rotates with the driver finger 16 with reference to FIG. 2 approximately half a turn counterclockwise. This brings the center point of the eccentric pin 18 in comparison to the position shown in Fig. 1 and 2 the opposite side of the central longitudinal axis A, whereby the projection 22 on the Trimming ring 20 is pulled back into the inner diameter of the protective tube. The radial displacement of the trimming ring 20 and the projection 22 takes place because of the rotational movement of the eccentric pin 18 about the central longitudinal axis A and however, because of the engagement of the projection 50 between the two projections 22 and 24 not exactly linear. The trimming ring 20 performs a certain tumbling motion, which gives the rounded protrusion 26 the opportunity to contact the protrusion 48 slide along radially outward, but also in the area of the inner cross-section of the Protective tube remains.

Abschließend sei noch eine vorteilhafte Eigenschaft der beschriebenen Befestigungsanordnung erwähnt. Durch die Kraft des Bohrvorschubs wird das Gehäuse 38 des Schneidkopfs 36 mit seiner hinteren inneren Stirnfläche 52 gegen die entsprechende anliegende Stirnfläche des Stoßrings 30 angedrückt. Durch diese feste Anlage werden Staub und Schmutz von den radialen Führungsflächen zwischen Stoßring 30 und zentralen Gehäuse 38 des Schneidkopfs 36 ferngehalten, so daß die zum radialen Verschieben des Nachschneiderings erforderliche Drehbeweglichkeit zwischen dem Schneidkopf und dem Trägerkörper erhalten bleibt.Finally, there is one more advantageous property of the one described Mentioned fastening arrangement. The housing is opened by the force of the drill feed 38 of the cutting head 36 with its rear inner end face 52 against the corresponding the adjacent end face of the thrust ring 30 is pressed against it. Through this fixed facility will be Dust and dirt from the radial guide surfaces between thrust ring 30 and central Housing 38 of the cutting head 36 kept away, so that the radial displacement of the trimming ring required rotational mobility between the cutting head and the carrier body is retained.

Leer seiteBlank page

Claims

Claims 1. Drill bit with two-blade cutting head for dry Horizontal earth drilling, the cutting edges of which on the lateral surface of one are from the front to the rear widening hollow rotation body, d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the rotational hollow body is essentially a paraboloid, on its lateral surface the cutting edges (40, 42, 44) from back to front essentially run helically in the same direction.

2. Drill bit according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the helical cutting edges (40, 42, 44) each about extend a quarter to three quarters of the circumference.

3. Drill bit according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the pitch of the helical cutting edges (40, 42, 44) is stronger in front and behind than in the middle area.

4. Drill bit according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k Note that the tip of the paraboloid is recessed so that the Cutting edges (40, 42, 44) end before the tip.

5. Drill bit according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e k It is noted that the cutting edges of hard metal plates arranged next to one another (44) are formed with an edge length of approximately 1 to 2 cm.

6. Drill bit according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e k Note that the cutting edges of a Variety side by side roll inserts are formed.

7. Drill bit according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k It is noted that the largest diameter of the ParabolOids is approx. 10 to 20 cm amounts to.

8. Drill bit according to one of the preceding claims, d a d u r c it is noted that between the cutting edges (40,42,44) in the cutting head (36) a cavity (32) which widens from the front to the rear is formed, in which detachable fastening elements (30, 32, 46) for connecting the cutting head (36) arranged with a carrier body (10) which transmits the drive torque are.

9. A drill bit according to claim 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the fastening organge consist of a locking bolt (46), which seated in a transverse bore in the cutting head (36) and in the carrier body (10) or an associated part (30) engages.

10. A drill bit according to claim 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the securing bolt (46) is tangential to the central longitudinal axis (A) of the cutting head (36) and in a circumferential groove (48) in the carrier body (10) or an associated part (30) engages, the drive torque through an eccentric on the carrier body (lo) arranged driver finger (16) on the Cutting head (36) is transferable.

11. Drill bit according to claim 9 or 1o, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t that the part (30) connected to the carrier body (lo) has a The end face of the carrier body is screwed-on thrust ring.

12. A drill bit according to claim 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the thrust ring (30) is tapered in steps towards the front, in a corresponding manner stepped cavity (32) in the cutting head (36) sits and in the tapered Area is provided with the circumferential groove (48).

13. Drill bit, in particular according to claim 11 or 12, with a means a shock ring (30) held on a carrier body (10) cutting head (36), d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the rear face of the thrust ring (30) radially over the front face of the at its front end as an eccentric pin (18) formed support body (lo protrudes and one on the eccentric pin (18) rotatably mounted, essentially non-rotatable relative to the cutting head (36), but the radially displaceable trimmer ring (20) holds axially, the Cutting head (36) limited relative to the carrier body (10) by approximately half a turn rotatable and a radially projecting cutting edge (22, 28) at that point of the The circumference of the trimmer ring (20) is arranged, which upon rotation of the eccentric pin into the radially outermost position with respect to the central longitudinal axis (A) of the drill bit got.

14. A drill bit according to claim 13, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the cutting edge (28) on the trimming ring (20) is essentially in alignment with one cutting edge (40, 44) of the cutting head (36) is arranged, but radially protrudes beyond this.

15. A drill bit according to claim 13 or 14, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the ring part (20) of the trimmer ring in the radially advanced Position of its cutting edge (28) essentially at no point over the inner one Cavity (32) of the cutting head (36) delimiting Housing wall (38) protrudes radially.

16. Drill bit according to one of claims 13 to 15, d a d u r c h g e k e n n n n e i n e t that the trimming ring (20) through one to the rear pointing projection (50) on the cutting head (36), which between the cutting edge (28) supporting projection (22) and a further radial projection (24) on the trimming ring (20) engages, held essentially non-rotatable with respect to the cutting head (36) is.

17. A drill bit according to claim 16, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the drive torque over the in the direction of rotation eim drilling behind the cutting projection (22) of the trimming ring (20) arranged to the rear pointing projection (50) on the cutting head (36) can be transferred to the trimming ring (-20) is.

18. Drill bit according to one of claims 13 to 17, d a d u r c h g e k e n n n n e i n e t that on the cutting edge (28) is essentially diametrical opposite side of the trimming ring (20) a radially outwardly rounded, radial projection (26) is arranged, which a gap between a further rearward-facing projection (48) on the cutting head (36) as an extension of the latter a cutting blade (40) and the ring part (20) of the trimmer ring.

19. A drill bit according to claim 18, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the driver finger (16) when the drive torque is transmitted the further rearwardly pointing projection (48) rests on the cutting head (36) and with alternating direction of rotation of the drive in the circumferential area between this projection (48) and the cutting edge (28) of the trimming ring (20) relative to the cutting head (36) is pivotable.