DE29612342U1

DE29612342U1 - Progressive screw drills

Info

Publication number: DE29612342U1
Application number: DE29612342U
Authority: DE
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2006-07-17
Also published as: DE29712004U1

Description

Progressive auger drill

Die Erfindung betrifft einen Progressivschnecken-Bohrer, wie er insbesondere bei Erdbohrarbeiten verwendet wird. Ein solcher Bohrer besteht aus einem Grundkörper, der auch Seele genannt wird, und einer sich in Radialrichtung über den Grundkörper hinaus erstreckenden Wendel. Zur Erzielung der progressiven Schneckenform ist entweder der Grundkörper im vorderen Bereich des Bohrers in Bohrrichtung verjüngend ausgeführt, wobei die Wendel bis zur Bohrerspitze einen etwa gleichbleibenden radialen Überstand über den Grundkörper hat, oder aber ist der Grundkörper etwa zylinderförmig ausgeführt und die Wendel weist einen zur Bohrerspitze hin abnehmenden radialen Überstand über den Grundkörper auf.The invention relates to a progressive worm drill, as used in particular in earth drilling work. Such a drill consists of a base body, also called the core, and a spiral extending in the radial direction beyond the base body. To achieve the progressive worm shape, either the base body is tapered in the drilling direction in the front area of the drill, with the spiral having an approximately constant radial projection over the base body up to the drill tip, or the base body is approximately cylindrical and the spiral has a radial projection over the base body that decreases towards the drill tip.

Durch diese Formgebung wirkt die Wendel beim regulären Bohrbetrieb hauptsächlich mit ihrer äußeren Kante in radialer Richtung. Die Wendelkante muß daher eine Schneidfunktion haben, um das im progressiven Bereich der Wendel befindliche Erdreich zerschneidend aufzulockern, so daß es durch die Überdrehung des Bohrers von der oberen Wendelfläche nach oben gefördert werden kann.Due to this design, the spiral mainly works with its outer edge in a radial direction during normal drilling operations. The spiral edge must therefore have a cutting function in order to loosen the soil in the progressive area of the spiral by cutting it up, so that it can be conveyed upwards from the upper spiral surface by the over-rotation of the drill.

Da die Wendelkante besonders großen Beanspruchungen ausgesetzt ist, wurden bereits verschiedene Maßnahmen zur Verstärkung dieses Bereichs vorgenommen. In der Fachwelt ist es bekannt, die Wendelkante "aufzupanzern". Dies kann beispielsweise durch Aufbringen einer Schweißnaht geschehen.Since the spiral edge is subject to particularly high stresses, various measures have already been taken to reinforce this area. Experts know how to "armor" the spiral edge. This can be done, for example, by applying a weld seam.

Durch eine solche Schweißnaht ist die Stabilität und Beanspruchbarkeit der Wendelkante zwar nachhaltig erhöht, andererseits ist die Bohrleistung eines derartigen Progressivschnecken-Bohrers nicht besonders hoch, da durch die radial progressiv verlaufende Schneidkante der Wendel das zu zerschneidende Erdreich vom Bohrer selbst vor dem Zerschneiden in radialer Richtung erst verdichtet wird. Die Schneidrichtung weist eine relativ geringe Komponente in Umfangsrichtung und eine große Komponente in radialer Richtung auf. Der Bohrer muß also durch das von ihm selbst verdichtete Erdreich schneiden.Such a weld seam does increase the stability and resilience of the spiral edge, but on the other hand the drilling performance of such a progressive auger drill is not particularly high, since the soil to be cut is first compacted by the drill itself in a radial direction before it is cut due to the radially progressive cutting edge of the spiral. The cutting direction has a relatively small component in the circumferential direction and a large component in the radial direction. The drill therefore has to cut through the soil that it has compacted itself.

Ebenfalls ist es bei dem bekannten Progressivschnecken-Bohrer nachteilig, daß die Wendelkante bei einer übermäßigen Abnutzung nur sehr mühsam wieder erneuert werden kann. Insbesondere ist es nicht möglich, die eigentlichen schneidenden Elemente vom Rest des Bohrers zu entfernen und einer gesonderten Nachschleifbehandlung zu unterziehen, während der Bohrer beispielsweise bereits wieder mit Ersatz-Schneidelementen ausgestattet werden kann.Another disadvantage of the well-known progressive worm drill is that the spiral edge can only be replaced with great effort if it becomes excessively worn. In particular, it is not possible to remove the actual cutting elements from the rest of the drill and subject them to a separate regrinding treatment, while the drill can already be fitted with replacement cutting elements, for example.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Progressivschnecken-Bohrer zu schaffen, der bei einfachem Aufbau eine hohe Bohrleistung aufweist und bei dem ebenfalls eine einfache Wiederaufarbeitung der abgenutzten Schneidelemente möglich ist.The invention is based on the object of creating a progressive worm drill which has a high drilling performance despite its simple design and which also allows for simple reconditioning of the worn cutting elements.

Die Aufgabe wird für einen gattungsgemäßen Progressivschnecken-Bohrer durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst.The problem is solved for a generic progressive screw drill by the features of the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüchen.Advantageous embodiments are the subject of the dependent subclaims.

Indem auf der Außenkante der Wendel mindestens ein Bohrzahn, der radial über die Außenkante vorsteht vorgesehen ist, wird die Bohrleistung nachhaltig erhöht. Durch den Bohrzahn erhält der Progressivschnecken-Bohrer ein Schneidelement mit einer Schneidrichtungskomponente in Umfangsrichtung. In dieser Richtung wird das Erdreich durch die Bohrbewegung des Bohrers selbst nicht so stark verdichtet wie in radialer Richtung. Der Bohrzahn schneidet also in lockereres Erdreich. Der Leistungsbedarf pro Schnittfläche ist erniedrigt.By providing at least one drilling tooth on the outer edge of the spiral, which protrudes radially beyond the outer edge, the drilling performance is sustainably increased. The drilling tooth gives the progressive auger drill a cutting element with a cutting direction component in the circumferential direction. In this direction, the soil is not compacted as much by the drilling movement of the drill itself as in the radial direction. The drilling tooth therefore cuts into looser soil. The power requirement per cutting area is reduced.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Bohrzahn über einen Bohrzahnsockel in einer zur Schneidkante offenen Ausnehmung in der Wendel gehalten. Dadurch ist eine hohe Stabilität gegen Ausbrechen des Bohrzahnes gewährleistet.According to an advantageous embodiment, the drilling tooth is held by a drilling tooth base in a recess in the helix that is open to the cutting edge. This ensures a high level of stability against the drilling tooth breaking out.

Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Bohrzahn lösbar in einem Bohrzahnhalter mit einem sacklochartigen Aufnahmeraum gehalten ist, wobei der Bohrzahnhalter in die Ausnehmung der Wendel eingeschweißt ist. Durch diese Maßnahme ist es problemlos möglich, abgenutzte Bohrzähne aus den Bohrzahnhaltern zu entfernen und separat vom Bohrer wieder aufzuarbeiten oder gegebenenfalls gegen neue Bohrzähne auszutauschen .Good results are achieved when the drill tooth is detachably held in a drill tooth holder with a blind hole-like receiving space, whereby the drill tooth holder is welded into the recess of the spiral. This measure makes it easy to remove worn drill teeth from the drill tooth holders and rework them separately from the drill or, if necessary, replace them with new drill teeth.

Vorteilhafterweise ist die Längsachse der Aufnahme, bzw. des Bohrzahns gegenüber der Radialrichtung des Bohrers in Richtung der Bohrerspitze geneigt. Durch diese Maßnahme wird der Tatsache Rechnung getragen, daß die Bohrzähne beim Vorschub des Bohrers eine Schneidrichtungskomponente auf die Bohrerspitze zu haben. Durch die Schrägstellung werden die Flankenkräfte auf die Bohrzähne verringert.Advantageously, the longitudinal axis of the holder or the drilling tooth is inclined relative to the radial direction of the drill in the direction of the drill tip. This measure takes into account the fact that the drilling teeth have a cutting direction component towards the drill tip when the drill is advanced. The inclination reduces the flank forces on the drilling teeth.

Eine weitere Verringerung der Flankenkräfte auf die Bohrzähne wird erzielt, indem die Längsachse der Aufnahme bzw. des Bohrzahns gegenüber der Radialrichtung des Bohrers inA further reduction in the flank forces on the drill teeth is achieved by aligning the longitudinal axis of the holder or the drill tooth with respect to the radial direction of the drill in

Drehrichtung geneigt ist. Beim regulären Bohrerbetrieb ist die Haupt-Schneidrichtung des Bohrzahnes die Umfangsrichtung. direction of rotation. During regular drilling operation, the main cutting direction of the drilling tooth is the circumferential direction.

Vorteilhafterweise schließt die Aufnahme, bzw. der Bohrzahn mit der der Bohrspitze abgewandten Wendelfläche im wesentlichen bündig ab. Dadurch wird dieser nicht mit Verstärkungen versehene Bereich geschont und weiterhin wird der Bohrleistungsbedarf verringert, da dieser nicht mit Schneidelementen versehene Bereich keine Schneid- oder Verdrängungsarbeit leisten muß.Advantageously, the holder or the drilling tooth is essentially flush with the spiral surface facing away from the drill tip. This protects this area that is not provided with reinforcements and also reduces the drilling power requirement, since this area that is not provided with cutting elements does not have to perform any cutting or displacement work.

Weiterhin nutzbringend ist es, wenn der der Schneidrichtung zugewandte Stirnbereich des Bohrzahnhalters gepanzert ist.It is also beneficial if the front area of the drill bit holder facing the cutting direction is armored.

Diese Panzerung kann geeigneterweise aus eingesetzten Hartmetallstiften bestehen, deren Spitzen aus dem Bohrzahnhalter hervorstehen. Auf diese Weise wird der besonders belastete Bereich des Bohrzahnhalters auf einfache Weise verstärkt .This armoring can suitably consist of inserted hard metal pins, the tips of which protrude from the drill bit holder. In this way, the particularly stressed area of the drill bit holder is reinforced in a simple manner.

Zur Vereinfachung des Austausches der Bohrzähne ist der Aufnahmeraum der Bohrzahnhaltung mit einer rückseitigen Ausstoßöffnung zum Einführen eines Auswerfers versehen, die im Bodenbereich des Aufnahmeraums mündet. Durch diese Maßnahme ist es mit einfachen Mitteln möglich, die Bohrzähne aus den Bohrzahnhalter mit einem einfachen, formschlüssig wirkenden Werkzeug zu entfernen.To simplify the replacement of the drill teeth, the receiving space of the drill tooth holder is provided with a rear ejection opening for inserting an ejector, which opens into the base area of the receiving space. This measure makes it possible to remove the drill teeth from the drill tooth holder using a simple, form-fitting tool.

Vorteilhafterweise ist die Ausstoßöffnung an der der Bohrspitze abgewandten Wendelfläche angeordnet. Im Falle einer hohl ausgeführten Seele ist es bei in radialer Richtung nur geringfügig über die Seele hinaus stehenden Wendeln möglich,The ejection opening is advantageously arranged on the spiral surface facing away from the drill tip. In the case of a hollow core, it is possible for spirals that only extend slightly beyond the core in the radial direction,

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den Progressivschnecken-Bohrer so auszuführen, daß der Auswerfer zum Ausstoßen der Bohrzähne in die Seele eingeführt wird.to design the progressive worm drill in such a way that the ejector for ejecting the drill teeth is inserted into the core.

Geeigneterweise sind mehrere Bohrzähne, bzw. Bohrzahnhalter entlang der Schneidkante angeordnet.Suitably, several drilling teeth or drilling tooth holders are arranged along the cutting edge.

Zum Abgleich der Flankenkräfte auf dem Bohrer werden diese vorzugsweise in gleichen Abständen über die gesamte Schneidkante verteilt.To balance the flank forces on the drill, they are preferably distributed at equal intervals over the entire cutting edge.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:The invention is explained below using an embodiment with attached figures. They show:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Progressivschnecken-Bohrers;Fig. 1 is a side view of a progressive screw drill according to the invention;

Fig. 2 ein Detail des Bohrers aus Fig. 1, welches einen Bohrzahn mit Bohrzahnhalter vergrößert in Blickrichtung von unten aus Fig. 1 zeigt;Fig. 2 a detail of the drill from Fig. 1, which shows a drill tooth with drill tooth holder enlarged in the view from below from Fig. 1;

Fig. 3 den Bohrzahn mit Bohrzahnhalter aus Fig. 2 in Blickrichtung des Pfeiles A aus Fig. 2;Fig. 3 the drilling tooth with drilling tooth holder from Fig. 2 in the direction of arrow A in Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Bohrzahnhalter;Fig. 4 is a plan view of a drill bit holder according to the invention;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrzahnhalters;Fig. 5 is a side view of a drill bit holder according to the invention;

Fig. 6 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Bohrzahnhalters entlang der Linie A-A aus Fig. 4/Fig. 6 a cross-section of a drill bit holder according to the invention along the line A-A from Fig. 4/

Entsprechend Fig. 1 weist ein Progressivschnecken-Bohrer eine zylinderförmige Seele 1 auf. Auf die Umfangsflache der Seele 1 ist mit einer Schmalseite eine gewundene Platte angeschweißt, welche die Wendel 2 bildet. Die Wendel 2 ist so ausgeführt, daß ihre Außenkante 3 auf einer spiralförmigen Bahn verläuft. Der Radius der spiralförmigen Bahn wird zur Bohrerspitze 4 hin kleiner, bis er kurz vor Erreichen der Bohrerspitze 4 den Radius der Seele 1 erreicht hat. Die Wendelplatte endet also kurz vor der Bohrerspitze 4. An der Außenkante 3 der Wendel 2 sind zur Außenkante 3 hin offene Ausnehmungen 5 vorgesehen. In diesen Ausnehmungen 5 befinden sich Bohrzahnhalter 6, welche Bohrzähne 7 aufnehmen. Der Bohrzahnhalter 6 ist in die Ausnehmung 5 der Wendel 2 eingeschweißt. Der Bohrzahn 7 steht radial über die Außenkante 3 vor. Es sind mehrere Bohrzähne 7 entlang der Außenkante 3 der Wendel 2 in gleichen Abständen über die gesamte Außenkante 3 der Wendel 2 verteilt. Wie insbesondere die Fig. 1, 2 und 3 zeigen, ist die Längsachse 8 der Bohrzähne 7 und der Bohrzahnhalter 6 gegenüber der Radialrichtung des Bohrers in Richtung der Bohrerspitze 4 und in Bohrdrehrichtung 9 geneigt. Wie Fig. 3 zeigt, schließt die Rückseite 10 des Bohrzahnhalters 6 mit der oberen Oberfläche der Wendel 2 im wesentlichen bündig ab. Die zur oberen Oberfläche der Wendel 2 weisende Rückseite 10 des Bohrzahnhalters 6 ist glatt und mit großen Ausrundungsradien hergestellt.According to Fig. 1, a progressive worm drill has a cylindrical core 1. A narrow side of a wound plate is welded to the peripheral surface of the core 1, which forms the helix 2. The helix 2 is designed so that its outer edge 3 runs on a spiral path. The radius of the spiral path becomes smaller towards the drill tip 4 until it has reached the radius of the core 1 shortly before reaching the drill tip 4. The helix plate therefore ends shortly before the drill tip 4. On the outer edge 3 of the helix 2, recesses 5 are provided that are open towards the outer edge 3. In these recesses 5 there are drill tooth holders 6 that accommodate drill teeth 7. The drill tooth holder 6 is welded into the recess 5 of the helix 2. The drill tooth 7 protrudes radially beyond the outer edge 3. Several drilling teeth 7 are distributed along the outer edge 3 of the helix 2 at equal distances over the entire outer edge 3 of the helix 2. As shown in particular in Figs. 1, 2 and 3, the longitudinal axis 8 of the drilling teeth 7 and the drilling tooth holder 6 is inclined relative to the radial direction of the drill in the direction of the drill tip 4 and in the drilling rotation direction 9. As shown in Fig. 3, the rear side 10 of the drilling tooth holder 6 is essentially flush with the upper surface of the helix 2. The rear side 10 of the drilling tooth holder 6 facing the upper surface of the helix 2 is smooth and manufactured with large rounding radii.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen weitere Details des Bohrzahnhalters 6. Die Außenform des Bohrzahnhalters 6 ist etwa kegelstumpfförmig mit einer auf die kleinere Flachseite aufgesetzten Halbkugel. Die Kante der breiten Seite ist ausgerundet. Konzentrisch um die Längsachse 8 weist der Bohrzahnhalter 6 eine Aufnahme 11 auf. Die Aufnahme 11 selbst ist sacklochartig ausgeführt, an ihren Bodenbereich 12Fig. 4 to 6 show further details of the drill bit holder 6. The external shape of the drill bit holder 6 is roughly truncated cone-shaped with a hemisphere placed on the smaller flat side. The edge of the wide side is rounded. The drill bit holder 6 has a receptacle 11 concentrically around the longitudinal axis 8. The receptacle 11 itself is designed like a blind hole, with a hole in its base area 12

schließt sich eine Ausstoßöffnung 13 an. Die Ausstoßöffnung ist gegenüber der Längsachse geneigt. Sie weist beim montierten Bohrer entgegen der Bohrrichtung. An der Vorderseite 14 des Bohrzahnhalters 6 sind in Richtung der Bohrerspitze 4 vier Hartmetallstifte 15 in den Bohrzahnhalter eingelassen, deren Köpfe aus dem Bohrzahnhalter 6 vorstehen. an ejection opening 13 follows. The ejection opening is inclined relative to the longitudinal axis. When the drill is mounted, it points in the opposite direction to the drilling direction. On the front side 14 of the drill bit holder 6, four hard metal pins 15 are embedded in the drill bit holder 6 in the direction of the drill tip 4, the heads of which protrude from the drill bit holder 6.

Die Hartmetallstifte 15 sind etwa zylinderförmig. Sie sind gleichmäßig auf dem Viertel des Umfangs des Bohr&zgr;ahnhalters 6 angeordnet, welches sich in Schneidrichtung befindet. Die Aufnahme 11 hat einen Öffnungsmund, dessen Durchmesser etwa zwei Drittel des Außendurchmessers des Bohrzahnhalters 6 ist. Die Aufnahme 11 weist einen sich in zwei Stufen zum Bodenbereich 12 hin verkleinernden Innendurchmesser auf. Der Bodenbereich 12 weist einen Durchmesser von ungefähr einem Drittel des Außendurchmessers des Bohrzahnhalters auf. Die Ausstoßöffnung 13 weist etwa den gleichen Durchmesser wie der Bodenbereich 12 auf.The hard metal pins 15 are approximately cylindrical. They are evenly arranged on the quarter of the circumference of the drill tooth holder 6, which is in the cutting direction. The holder 11 has an opening mouth, the diameter of which is approximately two thirds of the outer diameter of the drill tooth holder 6. The holder 11 has an inner diameter that decreases in two stages towards the base area 12. The base area 12 has a diameter of approximately one third of the outer diameter of the drill tooth holder. The ejection opening 13 has approximately the same diameter as the base area 12.

Claims

EXPECTATIONS

characterized in that it has at least one drilling tooth (7) on the outer edge (3) of the helix, which projects radially beyond the outer edge (3).

2. Progressive worm drill according to claim 1, characterized in that the drilling tooth (7) is held in a recess (5) in the helix (2) that is open towards the outer edge (3) via a drilling tooth base.

3. Progressive worm drill according to claim 2, characterized in that the drilling tooth (7) is detachably held in a drilling tooth holder (6) with a blind hole-like receptacle (11), and

that the drill tooth holder (6) is welded into the recess (5) of the helix (2).

4. Progressive auger drill according to one of the preceding claims,

characterized in that the longitudinal axis (8) of the drilling tooth (7) is inclined relative to the radial direction of the drill in the direction of the drill tip (4).

5. Progressive auger drill according to one of the preceding claims,

characterized in that the longitudinal axis (8) of the drilling tooth (7) is inclined relative to the radial direction of the drill in the drilling rotation direction (9).

Progressive auger drill according to one of claims 1 to 5,

characterized in that the drill tooth holder (6) on its rear side (10) is essentially flush with the spiral surface facing away from the drill tip (4).

7. Progressive auger drill according to one of claims 1 to 6,

characterized in that the area of the front side (14) of the drill tooth holder (6) facing the cutting direction is armored.

8. Progressive worm drill according to claim 7, characterized in that the armor consists of inserted hard metal pins (15), the tips of which protrude from the drill tooth holder (6).

9. Progressive auger drill according to one of claims 1 to 8,
characterized,

that the receptacle (11) of the drilling tooth holder (6) is provided with a rear ejection opening (13) for inserting an ejector, which opens into the base region (12) of the receptacle (11).

10. Progressive worm drill according to claim 9, characterized in that the discharge opening (13) is arranged on the surface of the helix (2) facing away from the drill tip (4).

11. Progressive auger drill according to one of the preceding claims,

characterized in that several drilling teeth (7) are arranged along the outer edges (3) of the helix (2).

12. Progressive auger drill according to one of the preceding claims,

characterized in that the drilling teeth (7) are distributed at equal intervals over the entire outer edges (3) of the helix (2).