[发明专利]旋转冲击式麻花钻头

说明书

本发明涉及一种旋转冲击式麻花钻头。

旋转冲击式麻花钻头是钻孔工具，它与支持轴向窜动的旋转式钻机结合使用。在这种情况下通常它主要涉及钻石机或墙钻，它们可用于在混凝土或砌体中旋转冲击地制造孔或洞。由DE-A-3919264已知一种旋转冲击式麻花钻头，它有一根至少在其圆周表面带一个排屑槽的钻杆，排屑槽从杆端起螺旋形地沿此工具的送入方向延伸。在杆端设有硬质合金钻刃，它位于杆端的端面之前。刀刃制在硬质合金头上，硬质合金头从杆端的端面伸出。此已知的旋转冲击式麻花钻头至少有一个中央硬质合金头和两个周边的硬质合金销钉，它们彼此相对地位于杆端的一个直径上。

周边的硬质合金销钉相对于中央硬质合金头后移，并这样装在杆端的端面中，即它们沿其全长径向地伸出钻杆的圆周表面。它们有多边形横截面并相对于钻杆轴线倾斜地置入，使得基本上只有在其最前面自由端上的刀刃才与钻孔的孔臂接触。虽然伸出的中央硬质合金头起到一个定心机构的作用，然而这种已知的旋转冲击式麻花钻头工作时在钻孔中没有足够的侧向导引。因此可能发生制成的内孔过大或甚至将钻具锚固在此内孔中。采用周边硬质合金销钉相对于钻杆轴线倾斜安置的结构，在这些不是全面包围着的硬质合金销钉上作用较大的径向力，这种径向力会导致周边的硬质合金销钉松动和脱落。

在形成前述部分的EP-A-0226537中建议了一种旋转冲击式麻花钻头，它有一个沿钻杆全部直径延伸的硬质合金刀片，硬质合金刀片装入钻杆端面的一个贯通的槽内。除此刀片外还设有刀头，它在钻杆端从钻杆端面和从钻杆圆周表面伸出。刀头的自由端位于硬质合金刀片的钻刃压紧的旋转面内。从钻杆圆周表面伸出的刀头的自由端，在钻孔时与钻孔的孔臂接触并在钻孔过程中将钻孔孔壁表面打毛。虽然在这种已知的旋转冲击式麻花钻头中钻孔工具在钻孔中已存在一定程度的导向作用，但由于紧挨着钻孔孔壁的刀头尤其是磨蚀作用，所以仍产生某种程度的送进难度，它降低了在下部岩层中可达到的回采效率。

因此本发明的目的是对旋转冲击式麻花钻头作如下的改进，以保证钻孔工具在钻孔中最佳导向。为此应提供一种旋转冲击式麻花钻头，它在工作时易于送进，没有被锚固的趋势，并允许有高的回采效率。此外按本发明的旋转冲击式麻花钻头应比较简单和制造成本低廉。

为实现上述目的，按本发明提供了这样一种旋转冲击式麻花钻头，它有一个钻杆，钻杆至少有一个螺旋形地在其圆周表面延伸的主排屑槽，在其一个杆端有一块带硬质合金钻刃的刀片，钻刃沿轴向伸出杆端的端面，并沿径向超出钻杆的圆周表面，其中：在杆端所在区内，至少在钻杆内埋入一个销钉状导向件，它的纵轴线垂直于钻杆的纵轴线延伸，导向件有一个自由端面，自由端面相对于钻杆的圆周表面有一个径向超出量，超出量小于刀片的径向超出量。

通过在此钻孔工具上至少设一个销钉状导向件，并使它的相对于钻杆圆周表面的超出量小于刀片的径向超出量，从而获得此钻孔工具在钻孔中有足够的导向，与此同时没有因磨蚀作用而必须忍受某种程度送进困难的缺点。销钉状导向件不参与回采过程，它只有导向作用。因此导向件可以设计得很坚固耐用，不必顾及刀刃的几何形状。通过将销钉状导向件沿其整个圆周埋入钻杆内，使它在钻杆内得到最佳定位。它的纵轴线基本上垂直地朝钻杆轴线定向，使得按本发明的旋转冲击式麻花钻头易于制造。在制备钻杆时，只须加工一个垂直于钻杆轴线延伸的有足够深度的孔，在此孔中置入销钉状导向件。

在一种最佳实施方案中，设有两个或两个以上销钉状导向件，它们总是成对地安排在垂直于钻杆轴线的一个横截面的对角相对的象限内。出自于对称性的考虑实施这种成对的排列。以此方式为安排排除钻屑的槽提供足够的活动空间。在有带硬质合金钻刃的刀片的情况下(刀片装在杆端的端面中的一个槽内)，总是在销钉状导向件与刀片之间的空间内设置排屑槽。通过改变销钉状导向件的配置可以改变提供使用的位置，从而可以设有较宽的主排屑槽，它们总是位于刀片上的主钻刃前面。在一个销钉状导向件与刀片沿旋转方向随后的部分之间，还可以附加地再设一个较窄的排屑槽。

出自于对称性的考虑以及为了使旋转冲击式麻花钻头作理想的旋转运动，销钉状导向件最好互相沿对角线相对设置，在这种情况下它们的纵轴线位于一个直径上。销钉状导向件相对于沿径向伸出圆周表面的刀片错开的角度可按需要改变。选择这样的锐角是有优点的，即总是使宽的主排屑槽沿钻孔工具的旋转方向在主钻刃前面。