鑲裝鑽頭的製作方法

2023-07-03 03:30:01 2

專利名稱：鑲裝鑽頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有權利要求1前序部分特徵的鑲裝鑽頭。
背景技術：
已知不同實施形式的鑲裝鑽頭(Bohrkrone)，特別是衝擊或旋轉衝擊鑲裝鑽頭，其鑽削頭在其端面上具有用來分離和/或粉碎待切除材料的切削刃。
這種類型的鑲裝鑽頭用在例如自動鑽削的注射式鑽杆的前端上，此鑽杆用來加固巖石，以克服巖石壓力。
由AT 001 513 U1已知一種開頭所述類型的鑲裝鑽頭。已知鑲裝鑽頭在其端面上具有切削刃，它們分布在至少兩個不同的軸線方向。AT 001 513 U1表示出在鑲裝鑽頭端面上直線和曲線形切削刃的不同組合。
由DE 918 741 A已知一種帶一彎曲的切削刃，或一條彎曲的和一條直線形的切削刃，或一直線形的切削刃，或最後帶兩條相互平行的、直線形切削刃的鑲裝鑽頭。
由GB 189 021A已知用於鑲裝鑽頭的切削刃的類似結構。

發明內容
本發明的目的是，這樣地改進開頭所述類型的鑲裝鑽頭，使得通過切削刃的形狀和布局使鑲裝鑽頭達到更高的效力，並且如果它用在旋轉一衝擊鑽削時，得到一更緊密的衝擊圖像。
按照本發明這個目的用具有權利要求1特徵的鑲裝鑽頭來實現。
按本發明的鑲裝鑽頭的優選和有利的結構是從屬權利要求的內容。
通過設在按本發明的鑲裝鑽頭中的設置在其端面上的切削刃的布局。不管切削刃是彎曲的還是直線形的，都完全一樣，使按本發明的鑲裝鑽頭得到所追求的比已知鑲裝鑽頭更好的效能。
其鑽削頭在其端面上帶有用來分離和/或粉碎待切除材料的切削刃的鑲裝鑽頭，特別是衝擊式或旋轉衝擊式鑲裝鑽頭，具有至少一條通入鑲裝鑽頭端面的通道(AT001151341)。在鑽削期間從此通道中噴出衝洗介質(例如水或空氣)，它在鑽削時冷卻鑲裝鑽頭，並從鑽出的孔中衝擊鑽屑(Bohrklein)。在鑽削孔達到希望的深度以後，從通道中壓出粘接的材料(例如灰泥或混凝土)，它在固化後將注射式鑽杆固定在鑽削孔內。這種已知鑲裝鑽頭有這樣的缺點，從它裡面應該噴出衝洗介質的通道常常被鑽削塞滿(堵塞)，特別是如果在像沙巖一樣的巖石上鑽孔的話。
此外本發明的目的是，這樣地改進這種鑲裝鑽頭，使得不存在在鑽削時通道被鑽屑填滿(堵塞)的危險。
按照本發明這個目的用具有權利要求1特徵的鑲裝鑽頭來實現。
按本發明的鑲裝鑽頭優選的和有利的結構是從屬權利要求的內容。
因為在按本發明的，特別地考慮用於注射式鑽杆的鑲裝鑽頭中，通過它首先噴出衝洗介質然後噴出硬化材料，例如結合劑(水泥)泥灰，以使注射式鑽杆固定在鑽削孔內的至少一個通道的至少一個出口設置在鑲裝鑽頭的基本上垂直於由鑲裝鑽頭的切削刃的稜確定的平面的側面上，將防止通道在用鑲裝鑽頭鑽削時被鑽屑堵塞，使得在鑽削過程中衝洗時和在噴出粘接物質時確保不妨礙通過至少一個在鑲裝鑽頭上的通道的流通。
在按本發明的鑲裝鑽頭中至少一個通道的出口優先位於鑲裝鑽頭的相對於鑲裝鑽頭的圓周后縮的表面上。


按本發明的鑲裝鑽頭的其他特徵、細節和優點由對按本發明的鑲裝鑽頭的以下說明中得到。附圖中圖1 以斜視圖表示第一種實施形式的鑲裝鑽頭，圖2 以另一個斜視圖表示圖1中的鑲裝鑽頭，
圖3 以側視圖表示圖1中的鑲裝鑽頭，圖4 以另一側視圖表示圖1的鑲裝鑽頭，圖5 以端視圖表示圖1的鑲裝鑽頭，圖6 沿圖3中VI-VI線的剖面，圖7 沿圖5中VII-VII線的剖面，圖8 沿圖4中VIII-VIII線的剖面，圖9 以斜視圖表示按本發明的帶有由硬質合金刀片構成的切削刃的鑲裝鑽頭的第二種實施例，圖10至21 示意表示切削刃的布局和形狀，分別帶有按本發明的鑲裝鑽頭的實施形式的相應的衝擊圖(切削圖)，圖22、23、24和25以不同的視圖表示具有按圖10的切削刃稜的布局/結構的鑲裝鑽頭，圖26 表示沿圖25中XXVI-XXVI線的剖面，圖27、28和29表示按本發明的鑲裝鑽頭的另一種實施形式，圖30 表示沿圖29中XXX-XXX線的剖面，以及圖31 圖27、28和29的鑲裝鑽頭的另一剖面。
具體實施例方式
在圖1至8中所示的實施例中鑲裝鑽頭1在其端面上具有三條帶有相同曲率半徑和相同彎曲方向的切削刃2，其切削刃稜3向端面中心伸展，它們在鑲裝鑽頭1的中心，亦即在軸線4相交。
在鑲裝鑽頭1上設有一從鑲裝鑽頭1的與端面相對的末端出發的盲孔5，它帶一內螺紋，使得鑲裝鑽頭1可以擰在設有外螺紋的固定杆上，比如它用作注射式鑽杆。在所示實施例中從盲孔5引出三條通道10，它們相對於鑲裝鑽頭1的軸線4傾斜一銳角，例如30°的角度(參見圖6)。通道10在鑲裝鑽頭1內這樣布置，使其在鑲裝鑽頭1側面上的各出口11分別通入兩條相鄰切削刃2之間的區域內。
如例如圖1至4和特別是圖6的剖視圖所示，這裡通道10的出口11位於凹入地彎曲的表示12的區域內，這些表面近似地垂直於由切削刃稜3確定的平面，亦即基本上垂直於鑲裝鑽頭1的端面。由於鑲裝鑽頭1的外表面13做成向端面擴展的錐形(圓錐臺)，它例如具有一10°的張角(參見圖3和6)，通道10的出口11這樣地設置，使得通道10在鑽削時不會被鑽屑堵塞。這與已知的鑲裝鑽頭(例如參見AT001513U1)的實施形式不同，在已知鑲裝鑽頭中通道通入鑲裝鑽頭的端面區域內。
在本發明的鑲裝鑽頭1的在圖8中所示的實施例中按這樣的旋轉方向設計，在這種旋轉方向時切削刃2凹入的一側沿旋轉方向朝前。
在按本發明的鑲裝鑽頭的在圖9中所示的、其餘做得與對於圖1至8的鑲裝鑽頭1所述的一樣的實施形式中切削刃2由硬質合金刀片20構成，它固定在鑲裝鑽頭1內，例如通過熱壓。在這種實施形式中切削刃2和其切削刃稜3終止於離鑲裝鑽頭1的軸線4一定距離處。
在圖11中示意表示在按本發明的按圖1和9的鑲裝鑽頭的實施形式中所示的切削刃2的形狀連同所屬的衝擊圖形。
但是按本發明的鑲裝鑽頭1的切削刃2對於一定的應用場合也可以這樣地彎曲，使得如圖15中所示，切削刃2和切削刃稜3的凸出側相對於旋轉方向朝前。
除了按本發明的僅僅具有最好基本上相交於鑲裝鑽頭1端面中心的彎曲切削刃2的實施形式外還可以設想其他布局和組合的切削刃。
例如圖10(示意)表示一鑲裝鑽頭1的端面，其中兩條相對於旋轉方向反方向彎曲的切削刃2與同樣從鑲裝鑽頭1端面中心出發的直線切削刃2′相組合，使得同樣得到圖10中所示的衝擊圖形(Anschlagbild)。
在圖10中所示的實施例中直線形切削刃2′相對於鑲裝鑽頭1的軸線4相互面對面地位於鑲裝鑽頭1的端面區域內，在這個區域內設有反方向彎曲的切削刃2。
在圖12中所示的實施形式中一直線形切削刃2′與兩條同方向彎曲的切削刃2組合。這同樣得到在圖12中所示的衝擊圖形。
除了按本發明的具有三條切削刃2或2′鑲裝鑽頭1的實施形式外還可以有具有三條以上切削刃2、2′，例如四條切削刃的實施形式。這裡和在上述具有三條切削刃2、2′的實施形式時一樣也可以是僅僅具有彎曲的切削刃2的鑲裝鑽頭1和具有至少一條直線形切削刃2′和至少一條彎曲的切削刃2的組合的鑲裝鑽頭1。
圖13表示其中的一個例子，在這個例子中兩條直線形的相對於鑲裝鑽頭1的軸線4相互面對面的切削刃2′與兩條相對於旋轉方向同方向彎曲的、同樣相對於軸線4面對面設置的切削刃2相組合。按本發明的鑲裝鑽頭的這種實施形式的衝擊圖形同樣表示在圖13中。
圖14示意表示一實施例，其中在鑲裝鑽頭1的端面上僅僅設置彎曲的切削刃2，而且是四條切削刃，它們都基本上從鑲裝鑽頭1端面中心出發，亦即從鑲裝鑽頭的軸線4出發。在圖14中所選擇的切削刃形狀和布局時切削刃2交替地向相反方向彎曲，使得各2條相對於鑲裝鑽頭1的軸線4相互面對面的切削刃2拼成一個平面S。
在圖16中所示的實施形式中設有四條切削刃2，它們都向同一方向彎曲，其中在這裡也和在圖11和15中所示的實施形式時一樣，切削刃2的曲率這樣地選擇，使得相對於旋轉方向要不是其凸出的、要不是其凹入的一側朝前。
在本發明的鑲裝鑽頭的按圖17和18的實施形式中設有三條彎曲的切削刃2，它們這樣地布局和取向，使得三條切削刃2中的兩條拼成一連續的圓弧，第三條彎曲的切削刃2設置在拼成一連續圓弧的另兩條切削刃的凸出側。
在圖19中所示的實施形式中鑲裝鑽頭1在其端面上具有兩條反方向彎曲的切削刃2和兩條位於鑲裝鑽頭1的共同的軸向平面內的直線形切削刃2′。
在圖20中所示的實施形式中鑲裝鑽頭1具有一一直伸展到鑲裝鑽頭中心(軸線)的直線形切削刃2′，和兩條僅僅設置在鑲裝鑽頭1外部區域內的反方向彎曲的切削刃2，它們不是相互徑向面對面設置，而是設置在鑲裝鑽頭1端面與直線形切削刃2′相對的一半內。
不管是在圖20還是在圖21中所示的實施形式中彎曲的切削刃2一直伸展到一設置在鑲裝鑽頭1端面上的、與鑲裝鑽頭的軸線同心的、例如圓形的凹坑20。
在按本發明的鑲裝鑽頭的在圖21中所示的實施形式中兩條相互徑向相對的直線形切削刃2′，亦即位於鑲裝鑽頭1的軸向平面內的直線形切削刃，和兩條相互徑向相對的反方向彎曲的切削刃2從鑲裝鑽頭1端面的外邊緣一直伸展到凹坑20。
按本發明的鑲裝鑽頭的在圖22至26中所示的實施形式具有這樣的切削刃2和切削刃稜3的布局，它們在其端面上相當於圖10，並在用來旋轉衝擊鑽孔時同樣得到在圖10中(右邊)所示的衝擊圖形。
按本發明的鑲裝鑽頭的在圖22至26中所示的實施形式具有從其盲孔5出發的三條通向鑲裝鑽頭1外圓周面13的通道10，它們通入鑲裝鑽頭1外表面13上凹入形彎曲的表面12的區域內，就像在圖1至8中所示的鑲裝鑽頭的實施形式時那樣。
鑲裝鑽頭1的在圖27至31中所示的實施形式同樣具有彎曲切削刃2與直線形切削刃2′的組合，其中不管是彎曲切削刃2以及因此其切削刃稜3還是直線形切削刃2′及其稜3′都終止於離圖27至31的鑲裝鑽頭1的軸線4一定距離處。
在按圖27的鑲裝鑽頭的實施形式中設有三條從鑲裝鑽頭1的盲孔5出發的通道10，它們像前面藉助於圖1至8和23至26所述的那樣布置，也就是向鑲裝鑽頭1的端面傾斜。通道10的出口11相對於凹入形彎曲的表面12偏心地設置(參見圖29)。通道10的出口11最好位於表面12的在沿鑲裝鑽頭1的旋轉方向(在圖27至31中鑲裝鑽頭1設計成順時針旋轉)前面的一段內，也就是似乎在鑲裝鑽頭1的外殼面13和凹入表面12之間的稜邊的陰影內。這樣比在出口11設置在表面12中心時更好地防止鑽屑進入通道10(參見圖22)。在這些通道10之間設有其他通道10′，它們在凹入形彎曲的表面12之間的鑲裝鑽頭1的外表面13上引出，如例如由圖28和29可以看到的那樣。這些通道10′在鑲裝鑽頭1的外表面1 3的凹入形縮口的區段內引出。這裡在圖27至31中所示的鑲裝鑽頭1的通道10，以及和圖1至8及圖22至26中所示的鑲裝鑽頭1的實施形式的通道10相對於鑲裝鑽頭1的軸線4指向鑲裝鑽頭1的前端(端面)傾斜布置。相反通道10′相對於鑲裝鑽頭1的軸線4向其末端傾斜布置，也即遠離鑲裝鑽頭端面地傾斜，盲孔5從該末端出發，並且其出口11′位於鑲裝鑽頭1外表面13的逐漸變細的區段13′內。在通道10′的這種布置時也阻止鑽屑進入通道10′。此外這種布置有這樣的優點，即衝洗介質可以在其流動沒有急劇轉向的情況下從通道10′流入鑽削孔內。
雖然在圖27至31中示出一帶通道10和10′的鑲裝鑽頭1，但是按本發明的鑲裝鑽頭1也可以僅僅配備以及在該圖中表示的通道10或僅僅配備通道10′。
綜述之，按本發明的鑲裝鑽頭的優選實施例如以下所述鑲裝鑽頭1在其端面上僅僅具有彎曲的切削刃2或至少一條直線形切削刃2′與至少兩條彎曲的切削刃2的組合。切削刃2、2′在鑲裝鑽頭1端面上這樣地設置，使它們從鑲裝鑽頭1的軸線4出發，或終止於此軸線的鄰近。通道10從一用來將鑲裝鑽頭1固定在注射式鑽杆的固定杆上的盲孔5出發，其出口11不是設置在鑲裝鑽頭1的端面區域內，而是在其側外表面13的區域內，此外表面朝切削刃2、2′錐形擴大。這裡通道10的出口11設置在鑲裝鑽頭1外殼面13的凹入形凹坑12區域內，使它相對於鑲裝鑽頭1端面的圓周后縮地設置。
權利要求
1.具有設置在其端面上的用來分離和/或粉碎待切除材料的切削刃(2、2′)的鑲裝鑽頭(1)，其中僅僅設有彎曲的切削刃(2)或至少一條直線形切削刃(2′)與至少一條彎曲的切削刃(2)的組合，其特徵為切削刃(2、2′)或切削刃中的至少一條在鑲裝鑽頭(1)的端面上基本上從鑲裝鑽頭(1)軸線(4)的極點出發穿過鑲裝鑽頭的端面，或終止於離此極點一定距離處。
2.按權利要求1的鑲裝鑽頭，其特徵為切削刃(2、2′)具有相互基本上相同的角間距。
3.按權利要求1或2的鑲裝鑽頭，其特徵為設有三條切削刃(2、2′)。
4.按權利要求1至3之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有四條切削刃(2、2′)。
5.按權利要求1至3之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有兩條彎曲的切削刃(2)和一條直線形切削刃(2′)。
6.按權利要求1至3之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有三條彎曲的切削刃(2)。
7.按權利要求1、2或4的鑲裝鑽頭，其特徵為設有四條彎曲的切削刃(2)。
8.按權利要求1、2或4的鑲裝鑽頭，其特徵為設有兩條直線形的和兩條彎曲的切削刃(2、2′)。
9.按權利要求1至8之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為彎曲的切削刃(2)向同一方向彎曲。
10.按權利要求1至8之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為彎曲的切削刃(2)向相反方向彎曲。
11.按權利要求1至10之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為至少一條彎曲的切削刃(2)這樣地彎曲，使得相對於旋轉方向其凹入側朝前。
12.按權利要求1至10之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為至少一條彎曲的切削刃(2)相對於旋轉方向以其凸出側朝前。
13.按權利要求1至3之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有一條直線形切削刃(2′)和兩條彎曲的切削刃(2)，其中彎曲的切削刃(2)向相反方向彎曲。
14.按權利要求1至3之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有一條直線形切削刃(2′)和兩條彎曲切削刃(2)，其中彎曲切削刃(2)同方向彎曲。
15.按權利要求1至14之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為至少兩條相互相對的彎曲切削刃(2)共同觀察成S形分布地彎曲。
16.按權利要求1至14之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有一條直線形切削刃(2′)和兩條彎曲切削刃(2)，它們基本上Y字形設置。
17.按權利要求16的鑲裝鑽頭，其特徵為彎曲切削刃反方向彎曲。
18.按權利要求16或17的鑲裝鑽頭，其特徵為直線形切削刃(2′)對稱於彎曲切削刃(2)設置。
19.按權利要求16至18之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為直線形切削刃(2′)設置在鑲裝鑽頭(1)端面的區域內，直線形切削刃位於鑲裝鑽頭(1)端面的設有彎曲切削刃(2)的區域的徑向對面。
20.按權利要求1至19之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有兩條相互面對面的彎曲切削刃(2)和兩條相對面對面的直線切削刃(2′)。
21.按權利要求20的鑲裝鑽頭，其特徵為直線形切削刃(2′)位於一共同的直徑平面內。
22.按權利要求1至21之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為彎曲切削刃(2)向相反方向彎曲。
23.按權利要求1至22之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有兩條直線形切削刃(2′)，它們位於鑲裝鑽頭的一軸向平面內。
24.按權利要求1至23之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有兩條同方向或兩條反方向彎曲的切削刃(2)。
25.按權利要求1至24之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為僅僅在鑲裝鑽頭端面邊緣區域內設置至少一條彎曲切削刃(2)和至少一條直線形切削刃(2′)。
26.按權利要求1至25之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為在鑲裝鑽頭(1)端面內設一直線形切削刃(2′)，兩條同方向或反方向彎曲的切削刃(2)設置在端面的位於設有直線形切削刃(2′)的半個端面對面的一半內。
27.按權利要求1至26之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為在鑲裝鑽頭(1)端面上設有一與鑲裝鑽頭(1)的軸線(4)同心的圓形凹坑(20)。
28.按權利要求27的鑲裝鑽頭，其特徵為在圓形凹坑(20)之外的區域內僅僅設置至少一條彎曲切削刃(2)和/或至少一條直線形切削刃(2′)。
29.具有設置在其端面上的切削刃(2，2′)的鑲裝鑽頭，具有一用來將鑲裝鑽頭(1)固定在一固定杆上的盲孔(5)和至少一條從盲孔(5)出發的、在鑲裝鑽頭(1)的外表面上引出的通道(10)，其特徵為鑲裝鑽頭(1)上的至少一條通道(10)的出口(11)設置在鑲裝鑽頭的配備切削刃(2、2′)的端面之外。
30.按權利要求29的鑲裝鑽頭，其特徵為出口(11)設置在鑲裝鑽頭(1)側面(13)的一凹入形彎曲的表面區(12)內。
31.按權利要求29或30的鑲裝鑽頭，其特徵為通道(10)的出口(11)位於一基本上垂直於由切削刃(2，2′)的切削刃稜(3)確定的平面的表面(12)內。
32.按權利要求29至31之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為上面設有至少一條通道(10)的出口(11)的表面區(12)相對於鑲裝鑽頭(1)端面的圓周向鑲裝鑽頭(1)的軸線(4)方向後縮地設置。
33.按權利要求16至19之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為至少一條通道(10)的出口(11)的中點位於一在鑲裝鑽頭(1)的相鄰切削刃(2、2′)之間、通過鑲裝鑽頭(1)軸線(4)的平面內。
34.按權利要求29至33之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為至少一條在鑲裝鑽頭(1)外表面(13)上引出的通道(10、10′)與鑲裝鑽頭的軸線(4)相交成一銳角。
35.按權利要求34的鑲裝鑽頭，其特徵為設有至少一條通道(10)，它相對於鑲裝鑽頭(1)的軸線(4)朝鑲裝鑽頭的端面方向傾斜。
36.按權利要求34的鑲裝鑽頭，其特徵為設有至少一條通道(10′)，它向鑲裝鑽頭(1)的末端方向傾斜，盲孔(5)從該末端出發。
37.按權利要求34至36之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為設有至少一條向端面方向傾斜的通道(10)和至少一條向鑲裝鑽頭(1)的盲孔(5)從那裡出發的末端傾斜的通道(10′)。
38.按權利要求37的鑲裝鑽頭，其特徵為交替地設置各個向端面方向傾斜的通道(10)和向反方向傾斜的通道(10′)。
39.按權利要求36至38之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為至少一條向鑲裝鑽頭(1)的盲孔(5)從那裡出發的末端傾斜的通道(10′)通入鑲裝鑽頭(1)外表面(13)的逐漸變細的區段(13′)內。
40.按權利要求29至39之任一項的鑲裝鑽頭，其特徵為通道(10′)的出口(11)在凹入表面區(12)內相對於它偏心地設置。
41.按權利要求40的鑲裝鑽頭，其特徵為在表面區(12)上的出口(11)向其沿旋轉方向前面的稜邊偏移地設置。
全文摘要
鑲裝鑽頭(1)在其端面上僅僅具有彎曲切削刃(2)或至少一條直線形切削刃(2′)和至少兩條彎曲切削刃(2)的組合。在鑲裝鑽頭(1)端面上的切削刃(2、2′)這樣地設置，使它們從鑲裝鑽頭(1)的軸線(4)出發或終止於軸線的鄰近處。從一用來將鑲裝鑽頭(1)固定在注射式鑽杆的固定杆上的盲孔(5)出發引出三條通道(10)，它們的出口(11)不是設置在鑲裝鑽頭(1)的端面區域內，而是設置在其外殼面(13)區域內，外殼面向切削刃(2、2′)方向錐形擴大。這裡通道(10)的出口(11)設置在鑲裝鑽頭(1)外殼面(13)的凹入表面(12)區域內，使得它們相對於鑲裝鑽頭(1)端面的圓周后縮地設置。
文檔編號E21B10/58GK1608166SQ02809909
公開日2005年4月20日 申請日期2002年5月16日 優先權日2001年5月17日
發明者赫伯特·帕波謝克 申請人:阿特拉斯·科普科Mai有限公司