NL9400753A - Drill head for percussion drilling - Google Patents

Abstract

Drill head 1 comprising a drill casing 2 which is provided with a hollow inner chamber and at one end is provided with one or more drilling teeth 3 and at the other end is provided with a connection piece 6 for connecting the drill head to a drilling installation, and means for discharging chippings and dust which are produced during use, at least comprising one helical groove 10 arranged on the outer circumference of the drill casing 2; furthermore, one or more slots 8 may be made in the drill casing 2, for the purpose of discharging chippings and/or dust which accumulate inside the drill casing 2. <IMAGE>

Description

Boorkop voor droog-borenDrill chuck for dry drilling

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een van een holle binnenruimte voorziene boormantel, die aan één uiteinde is voorzien van één of meer boortanden en aan het andere uiteinde is voorzien van een aansluitstuk voor verbinding van de boorkop met een boorinrichting, en middelen voor het afvoeren van tijdens gebruik vrijkomend gruis en/of stof.The present invention relates to a hollow inner casing, which is provided at one end with one or more drill teeth and at the other end is provided with a connecting piece for connecting the drill bit to a drilling device, and means for discharging grit and / or dust released during use.

Een dergelijke boorkop is in de handel verkrijgbaar bij de firma Geissler & Cooper en zal aan de hand van figuren 1 en 2 nader worden toegelicht.Such a drill bit is commercially available from Geissler & Cooper and will be explained in more detail with reference to Figures 1 and 2.

Figuur 1 toont een boorkop 1 die geschikt is voor gebruik voor het boren van gaten, waarbij geen koeling met behulp van bijvoorbeeld water wordt toegepast. De boorkop 1 omvat een boormantel 2 van een geschikt gekozen metaallegering. Aan het ene uiteinde van de boormantel 2 bevinden zich enkele boortanden 3. Bij wijze van voorbeeld zijn in figuur 1 vier van dergelijke boortanden 3 aangegeven.Figure 1 shows a drill bit 1 suitable for use for drilling holes, without cooling using, for example, water. The drill chuck 1 comprises a casing 2 of a suitably selected metal alloy. At one end of the casing 2 there are some drilling teeth 3. By way of example, in figure 1 four such drilling teeth 3 are indicated.

Aan het andere einde van de boormantel 2 bevindt zich een afzuigkap 4 welke is voorzien van een verbindingspijp 5. De verbindingspijp 5 kan worden aangesloten op een (niet getoonde) afzuiginrichting. Aan dit andere einde van de boormantel 2 bevindt zich eveneens een aansluitstuk 6, waarmee de boorkop 1 met een geschikte boorinrichting (niet getoond) kan worden verbonden. Het aansluitstuk 6 heeft, zoals bekend, een bij benadering ronde buitenomtrek voorzien van bijvoorbeeld twee vlakke gedeelten 11 en is bovendien aan de binnenzijde (niet getoond) voorzien van een schroefdraad. Deze vlakke gedeelten 11 (bijvoorbeeld te zien in figuur 4) en deze schroefdraad vergemakkelijken de aansluiting van het aansluitstuk op de (niet getoonde) boorinrichting.At the other end of the drilling jacket 2 there is a suction hood 4 which is provided with a connecting pipe 5. The connecting pipe 5 can be connected to a suction device (not shown). At this other end of the drilling jacket 2 there is also a connecting piece 6, with which the drilling head 1 can be connected to a suitable drilling device (not shown). As is known, the connecting piece 6 has an approximately round outer circumference provided with, for example, two flat parts 11 and is additionally provided with a screw thread on the inside (not shown). These flat portions 11 (for example, seen in Figure 4) and this thread facilitate connection of the connector to the drilling device (not shown).

Figuur 2 toont een onderaanzicht van de boorkop volgens figuur 1. In figuur 2 is duidelijk te zien dat de dikte van de boortanden 3 niet hetzelfde is als de dikte van de boormantel 2. In radiale richting gezien steken de boortanden 3 als het ware zowel uit naar de binnenkant van de boormantel 2 als naar de buitenkant van de boormantel 2, zodat de door de boortanden 3 bepaalde binnendiameter kleiner is dan de binnendi-ameter van de boormantel 2. Zo ook is de door de boortanden 3 bepaalde buitendiameter groter dan de buitendiameter van de boormantel 2.Figure 2 shows a bottom view of the drill head according to figure 1. In figure 2 it can clearly be seen that the thickness of the drill teeth 3 is not the same as the thickness of the drill casing 2. Viewed radially, the drill teeth 3 protrude both to the inside of the casing 2 as to the outside of the casing 2, so that the inner diameter determined by the drill teeth 3 is smaller than the inner diameter of the casing 2. Similarly, the outer diameter determined by the drill teeth 3 is larger than the outer diameter of the casing 2.

Tijdens gebruik wordt de boorkop 1 door de (niet getoonde) boorinrichting rondgedraaid met een vooraf bepaalde snelheid en slijpt de boorkop zich als het ware in in het objekt, bijvoorbeeld een stenen muur of een zandkalkstenen objekt. Doordat de boorkop 1 hol is aan de binnen- kant boort de boorkop een cirkelvormige sleuf uit in het objekt en ontstaat er een zogenaamde kern van het uitgeboorde materiaal binnen de boorkop 1, waarbij de lengte van deze kern overeenkomt met de diepte waarmee de boorkop reeds in het objekt is geboord. Doordat de door de boortanden 3 bepaalde binnendiameter kleiner is dan de binnendiameter van de boormantel 2 bevindt deze kern zich binnen de boormantel met een zekere speling en is er enige ruimte voor afvoer van vrijkomend gruis en stof. Doordat bovendien de buitendiameter die door de boortanden 3 wordt bepaald groter is dan de buitendiameter van de boormantel 2 is er tussen de boormantel 2 en het objekt waarin wordt geboord eveneens een speelruimte, waarin zich gruis en stof ophoopt.During use, the drill bit 1 is rotated by the drilling device (not shown) at a predetermined speed and the drill bit, as it were, cuts into the object, for example a stone wall or a sand limestone object. Because the drill bit 1 is hollow on the inside, the drill bit drills a circular slot in the object and a so-called core of the drilled material is created within the drill bit 1, the length of this core corresponding to the depth with which the drill bit is already the object has been drilled. Since the inner diameter determined by the drill teeth 3 is smaller than the inner diameter of the drilling casing 2, this core is located within the drilling casing with a certain amount of clearance and there is some space for the removal of released grit and dust. Moreover, because the outer diameter determined by the drilling teeth 3 is larger than the outer diameter of the drilling casing 2, there is also a play space in which grit and dust accumulates between the drilling casing 2 and the object in which drilling is performed.

Het materiaal van de boortanden 3 bevat meestal diamantslijpsel dat in een geschikt gekozen metaallegering is opgenomen. Dergelijke materialen zijn aan de vakman bekend.The material of the drill teeth 3 usually contains diamond cut which is incorporated in a suitably selected metal alloy. Such materials are known to the person skilled in the art.

Voor het boren van gaten in diverse objekten kan niet altijd waterkoeling worden toegepast. Derhalve is het droog-boren steeds meer in zwang gekomen. Het nadeel daarvan echter is dat het vrijkomende gruis en het vrijkomende stof zich makkelijk ophoopt in de speelruimten tussen de kern en de boormantel 2 en tussen de boormantel 2 en het zich daaromheen bevindende objekt. In dat geval loopt de boor vast in het gruis en het stof. De bekende inrichting volgens figuur 1 heeft dit probleem opgelost door het uiteinde van de boormantel 2 dat zich tegenover het uiteinde met de boortanden 3 bevindt te voorzien van een afzuigkap 4, die via de verbindingspijp 5 op een afzuiginrichting kan worden aangesloten. Tijdens bedrijf zuigt deze afzuiginrichting het zich binnen de boormantel 2 ophopende stof en gruis af, waardoor het droog-boren wordt vereenvoudigd.Water cooling cannot always be used to drill holes in various objects. Therefore, dry drilling has become increasingly popular. The disadvantage of this, however, is that the released grit and the released dust easily accumulate in the play spaces between the core and the drilling jacket 2 and between the drilling jacket 2 and the object surrounding it. In that case, the drill gets stuck in the grit and dust. The known device according to figure 1 has solved this problem by providing the end of the drilling jacket 2 which is opposite the end with the drilling teeth 3 with a suction hood 4, which can be connected via a connecting pipe 5 to a suction device. During operation, this suction device extracts dust and debris accumulating within the casing 2, thereby facilitating dry drilling.

Er zijn diverse voordelen verbonden aan het droog-boren met dergelijke bekende holle boorkoppen. Zo kunnen zeer grote gaten worden geboord met zeer nauwkeurige afmetingen en hoeven geen klopboren te worden gebruikt, hetgeen hinderlijk lawaai voor de omgeving aanzienlijk reduceert. Bovendien treedt er geen extra beschadiging aan het objekt op dat vaak door klopboren wordt veroorzaakt. Het boren is in feite een slijp-bewerking die vrijwel trilvrij wordt uitgevoerd.There are several advantages to dry drilling with such known hollow drill bits. For example, very large holes can be drilled with very accurate dimensions and no impact drills need to be used, which considerably reduces annoying noise for the environment. In addition, there is no additional damage to the object that is often caused by impact drilling. The drilling is in fact a grinding operation that is performed almost vibration-free.

Het nadeel van de in figuren 1 en 2 getoonde inrichting is echter dat er een dure afzuiginrichting tezamen met een afzuigkap 4 en een verbindingsstuk 5 moet worden toegepast.The drawback of the device shown in figures 1 and 2, however, is that an expensive extraction device must be used together with an extraction hood 4 and a connecting piece 5.

Derhalve is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een goedkopere oplossing te verschaffen voor het probleem van opeenho-pend gruis en stof bij droog-boren met holle boorkoppen.Therefore, it is an object of the present invention to provide a cheaper solution to the problem of accumulation of grit and dust in dry drilling with hollow drill bits.

Ter oplossing van dit probleem heeft een boorkop van de bij de aanvang genoemde soort volgens de uitvinding het kenmerk, dat de middelen voor het afvoeren van gruis en stof tenminste één schroefvormige, aan de buitenomtrek van de boormantel aangebrachte groef omvatten.To solve this problem, a chuck of the type mentioned at the outset according to the invention is characterized in that the means for removing grit and dust comprise at least one helical groove arranged on the outer circumference of the casing.

Door toepassing van deze maatregelen blijkt tijdens het boren vrijkomend gruis en stof op adequate wijze te worden afgevoerd. Dit geldt zelfs indien gaten in niet geheel droge objekten worden geboord. Bovendien is het aanbrengen van één of meer schroefvormige groeven op de buitenomtrek van de boormantel vele malen goedkoper dan het voorzien in een afzuiginrichting voor het afvoeren van gruis en/of stof. Tijdens gebruik hoeven geen extra handelingen als het aansluiten van een afzuigkap op een afzuiginrichting te worden uitgevoerd, zodat het gebruik eenvoudiger is dan de bekende inrichting.By applying these measures, grit and dust released during drilling appears to be adequately removed. This applies even if holes are drilled in not completely dry objects. Moreover, the provision of one or more helical grooves on the outer circumference of the casing is many times cheaper than providing a suction device for removing grit and / or dust. During use, no additional operations such as connecting an extractor hood to an extraction device need be carried out, so that use is simpler than the known device.

In een voorkeursuitvoeringsvorm heeft de boorkop volgens de uitvinding het kenmerk, dat elke schroefvormige groef zich uitstrekt van het uiteinde van de boormantel waar zich de boortanden bevinden tot het andere uiteinde van de boormantel.In a preferred embodiment, the drill bit according to the invention is characterized in that each helical groove extends from the end of the drilling jacket where the drill teeth are located to the other end of the drilling jacket.

De spoed van de schroefvormige groef kan bijvoorbeeld ongeveer 5,5 mm bedragen. Een dergelijke schroefvormige groef kan met voordeel worden toegepast voor het boren in zandkalksteen.For example, the pitch of the helical groove can be about 5.5 mm. Such a helical groove can advantageously be used for drilling in sand limestone.

In een verdere uitvoeringsvorm heeft de boorkop volgens de uitvinding het kenmerk, dat de middelen voor het afvoeren van gruis en stof bovendien één of meer in de boormantel aangebrachte sleuven omvatten, die een vooraf bepaalde hoek ten opzichte van de groef/groeven maken. Door dergelijke sleuven in de boormantel aan te brengen kan zich binnen de boormantel ophopend stof en/of gruis een weg naar buiten vinden en aldus eveneens via de groeven in de buitenomtrek van de boormantel worden afgevoerd.In a further embodiment, the drill bit according to the invention is characterized in that the means for removing grit and dust additionally comprise one or more slots arranged in the drilling jacket, which make a predetermined angle with respect to the grooves / grooves. By arranging such slots in the drilling jacket, dust and / or grit accumulating inside the drilling jacket can find its way out and thus also be discharged via the grooves in the outer circumference of the drilling jacket.

Enkele van de sleuven kunnen zich uitstrekken tot in een deksel, dat de boormantel aan het andere uiteinde afsluit. Daarmee ontstaan kleine openingen in het deksel, waardoor heen eveneens zich binnen de boorkop ophopend stof en/of gruis kan worden afgevoerd.Some of the slots can extend into a lid, which closes the casing at the other end. This creates small openings in the cover, through which dust and / or grit that can accumulate inside the drill head can also be removed.

Elke boortand kan bestaat uit een samenstelling van diamantdeeltjes en een geschikt gekozen metaallegering.Each drill tooth can be composed of a composition of diamond particles and a suitably selected metal alloy.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht onder verwijzing naar de figuren 3 en 4, die een holle boorkop voor droog-boren tonen in zijaanzicht, respektievelijk bovenaanzicht volgens de uitvinding.The invention will be explained in more detail below with reference to Figures 3 and 4, which show a hollow drill bit for dry drilling in side view and top view according to the invention, respectively.

Dezelfde verwijzingscijfers in de figuren 3 en 4 als in de figuren 1 en 2 verwijzen naar dezelfde onderdelen en zullen hier niet nader wor- den toegelicht.The same reference numerals in Figures 3 and 4 as in Figures 1 and 2 refer to the same parts and will not be further explained here.

Het eerste belangrijke verschil tussen de holle boorkop 1 volgens figuur 3 en die volgens figuur 1 betreft de toepassing van een of meer schroefvormige groeven 10, die zich over het buitenoppervlak van de boormantel 2 uitstrekken. Bij voorkeur strekken deze groeven zich uit vanaf het einde van de boormantel 2 waar zich de boortanden 3 bevinden tot het andere uiteinde, dat is afgesloten met een deksel 9, maar binnen het kader van de uitvinding kunnen zij zich ook over een kortere afstand op de omtrek van de boormantel 2 uitstrekken. De doorsnede van de schroefvormige groeven 10 kan elke gewenste vorm hebben, bijvoorbeeld vierkant, rond of ovaal, afhankelijk van de materiaalsoort waarin de boorkop 1 een gat moet boren.The first important difference between the hollow drill bit 1 according to figure 3 and that according to figure 1 concerns the use of one or more helical grooves 10, which extend over the outer surface of the drilling jacket 2. Preferably, these grooves extend from the end of the casing 2 where the drill teeth 3 are located to the other end, which is closed with a cover 9, but within the scope of the invention they can also extend a shorter distance on the extend the circumference of the casing 2. The cross-section of the helical grooves 10 can have any desired shape, for example square, round or oval, depending on the type of material in which the drill bit 1 has to drill a hole.

Zo ook hangt de spoed van de schroefvormige groeven, dat wil zeggen de onderlinge afstand van naburige groeven 10 op de boormantel 2 af van de specifieke toepassing. Voor toepassing van de boorkop in zandkalk-steen is bijvoorbeeld een spoed van ongeveer 5,5 mm een geschikte waarde gebleken. Voor andere toepassingen kan de spoed echter andere waarden hebben, die proefondervindelijk kunnen worden vastgesteld. De gekozen waarde van de spoed bepaalt de snelheid waarmee gruis en stof kan worden afgevoerd.Likewise, the pitch of the helical grooves, that is, the spacing of adjacent grooves 10 on the casing 2, depends on the particular application. For example, a pitch of about 5.5 mm has proved to be a suitable value for using the drill bit in sand-lime brick. For other applications, however, the pitch may have other values that can be determined experimentally. The selected value of the pitch determines the speed at which grit and dust can be removed.

Tijdens gebruik zal gruis en stof via de schroefvormige groeven, die met de snelheid van de boorkop worden rondgedraaid, in de richting buiten het boorgat in het objekt worden afgevoerd. Door een geschikte keuze van de doorsnede van de schroefvormige groeven 10 en de spoed van de groeven 10 kan een bijzonder goed rendement worden verkregen.During use, grit and dust will be discharged through the helical grooves, which are rotated at the speed of the drill bit, into the direction outside the borehole in the object. By a suitable choice of the cross-section of the helical grooves 10 and the pitch of the grooves 10, a particularly good efficiency can be obtained.

Ter bevordering van het afvoeren van het gegenereerde gruis en het gegenereerde stof kunnen bovendien extra sleuven 8 in de boormantel 2 worden aangebracht, die de binnenruimte 7 binnen de boormantel 2 met de ruimte buiten de boormantel 2 verbinden en een vooraf bepaalde hoek ten opzichte van de schroefvormige groeven 10 maken. Door deze sleuven 8 kan ook zich binnen de boormantel 2 ophopend stof en gruis in de richting buiten de boormantel 2 worden verwijderd. De sleuven 8 die zich nabij het deksel 9 bevinden kunnen tot in het deksel 9 doorlopen, zodat zich ook in het deksel 9 gaten bevinden waarlangs gruis en stof kan worden afgevoerd.In addition, in order to promote the removal of the generated grit and the generated dust, additional slots 8 can be provided in the drilling jacket 2, which connect the inner space 7 within the drilling jacket 2 to the space outside the drilling jacket 2 and at a predetermined angle with respect to the make helical grooves 10. Through these slots 8 dust and grit accumulating in the direction outside the drilling jacket 2 can also be removed. The slots 8 located near the lid 9 can extend into the lid 9, so that in the lid 9 there are also holes through which grit and dust can be removed.

Het aanbrengen van de schroefvormige groeven 10 is vooral dan nuttig indien de boorkop 1 een relatief grote lengte heeft en aldus geschikt is om diepe gaten in objekten te boren, bijvoorbeeld indien de boorkop een lengte van 30 cm heeft. De toepassing van de schroefvormige groeven is echter niet tot boorkoppen van deze lengte beperkt, maar kan bij elke holle boorkop 1 voor droog-boren met willekeurige lengte worden toegepast.The provision of the helical grooves 10 is especially useful if the drill bit 1 has a relatively large length and is thus suitable for drilling deep holes in objects, for example if the drill bit has a length of 30 cm. However, the use of the helical grooves is not limited to drill bits of this length, but can be used with any hollow drill bit 1 for dry drilling of any length.

In de figuren zijn boortanden 3 met een rechthoekig zijaanzicht getoond. De uitvinding is echter niet beperkt tot de toepassing van schroefvormige groeven 10 op boorkoppen 1, die alleen dergelijke boortanden 3 hebben. Indien gewenst kan elke andere vorm voor de boortanden 3 worden toegepast.In the figures, drill teeth 3 with a rectangular side view are shown. However, the invention is not limited to the application of helical grooves 10 to drill bits 1, which only have such drill teeth 3. If desired, any other shape for the drill teeth 3 can be used.

In de praktijk is gebleken dat de boorkop volgens de uitvinding tijdens het boren gegenereerd stof en gruis goed afvoert, zelfs indien het objekt zelf nat is, hetgeen in het algemeen tot snellere ophoping van stof en gruis leidt.In practice, it has been found that the drill bit according to the invention effectively removes dust and grit generated during drilling, even if the object itself is wet, which generally leads to faster accumulation of dust and grit.

Claims (6)

1. Boorkop omvattend een van een holle binnenruimte voorziene boormantel, die aan één uiteinde is voorzien van één of meer boortanden en aan het andere uiteinde is voorzien van een aansluitstuk voor verbinding van de boorkop met een boorinrichting, en middelen voor het afvoeren van tijdens gebruik vrijkomend gruis en/of stof, met het kenmerk, dat de middelen voor het afvoeren van gruis en stof tenminste één schroefvormige, aan de buitenomtrek van de boormantel (2) aangebrachte groef (10) omvatten.1. Drill chuck comprising a hollow casing provided with a hollow inner space, which at one end is provided with one or more drill teeth and at the other end is provided with a connecting piece for connecting the chuck to a drilling device, and means for discharging during use grit and / or dust released, characterized in that the means for removing grit and dust comprise at least one helical groove (10) arranged on the outer circumference of the casing (2). 2. Boorkop volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elke schroefvormige groef (10) zich uitstrekt van het uiteinde van de boormantel (2) waar zich de boortanden (3) bevinden tot het andere uiteinde van de boormantel (2).Drill chuck according to claim 1, characterized in that each helical groove (10) extends from the end of the casing (2) where the drill teeth (3) are located to the other end of the casing (2). 3. Boorkop volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de spoed van de schroefvormige groef ongeveer 5,5 mm bedraagt.Drill chuck according to one of the preceding claims, characterized in that the pitch of the helical groove is approximately 5.5 mm. 4. Boorkop volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de middelen voor het afvoeren van gruis en stof bovendien één of meer in de boormantel (2) aangebrachte sleuven (8) omvatten, die een vooraf bepaalde hoek ten opzichte van de groef/groeven (10) maken.Drill chuck according to one of the preceding claims, characterized in that the means for removing grit and dust additionally comprise one or more slots (8) arranged in the casing (2), which angle is predetermined with respect to the groove (s) (10). 5. Boorkop volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat enkele van de sleuven (8) zich uitstrekken tot in een deksel (9), dat de boormantel (2) aan het andere uiteinde afsluit.Drill bit according to claim 4, characterized in that some of the slots (8) extend into a cover (9), which closes off the drilling jacket (2) at the other end. 6. Boorkop volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elke boortand (3) bestaat uit een samenstelling van diamant-deeltjes en een geschikt gekozen metaallegering.Drill chuck according to any one of the preceding claims, characterized in that each drill tooth (3) consists of a composition of diamond particles and a suitably selected metal alloy.