NO134342B

NO134342B -

Info

Publication number: NO134342B
Application number: NO4352/71A
Authority: NO
Inventors: G Lagerstroem; H A I Wiredal
Original assignee: Sandvik Ab; Atlas Copco Ab
Priority date: 1970-11-27
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1976-06-14
Also published as: CH568471A5; CA966116A; AU471984B2; JPS5125401B1; SE346354B; GB1366495A; US3753470A; FI55559B; DE2157314B2; DE2157314A1; BR7107874D0; FI55559C; NO134342C; BE775881A; IT941173B; FR2115421A1; ZA717492B; FR2115421B1; AU3622371A; AT330118B

Description

Denne oppfinnelse angår en eksentrisk borkrone med i boreretningen rettede borskjær som er innrettet til å anbringes på en borstang og drives inn i jord og fjell sammen med et kapselrør som omgir borstangen, hvor borstangen består av en sentral skjærdel som er ubevegelig forbundet med borstangen, og en eksentrisk skjærdel som befinner seg på en bevegelig hylse og er omstillbar mellom en i sideretningen utragende stilling og en i sideretningen inntrukket stilling. This invention relates to an eccentric drill bit with a drill bit directed in the direction of drilling which is designed to be placed on a drill rod and driven into soil and rock together with a capsule tube that surrounds the drill rod, where the drill rod consists of a central cutting part which is immovably connected to the drill rod, and an eccentric cutting part which is located on a movable sleeve and is adjustable between a laterally protruding position and a laterally retracted position.

For boring gjennom jordmateriale til underliggende fjell er det tidligere kjent å drive en streng av borstenger ned i grunnen sammen med en omgivende streng av kapselrør. Når boringen er avsluttet trekkes borstrengen tilbake, mens kapselen gjenstår i grunnen. For å gjøre dette mulig må borskjæret være forskyvbart mellom en borestilling, i hvilken det rager sideveis utenfor kapselen, og en tilbaketrukket stilling, i hvilken det er sideveis trukket sammen og kan trekkes tilbake inne i kapselrøret. Tidligere har denne forskyvning vært utført ved en sidebevegelse av hele borskjæret eller som beskrevet i NO-PS 119 731 som viser et borhode som består av en borkrone og en styrehylse som befinner seg innenfor et kapselrør. Borkronen består av en sentrisk og en eksentrisk del som begge befinner seg utenfor kapselrøret. Styrehylsen har en utskjæring på den side av boraksen hvor den eksentriske skjærdel befinner seg. Når borhodet trekkes ut av kapselrøret, forskyves borkronen således at dens øvre del inntar en stilling i styrehylsens ut-sparing, mens borkronens nedre del forskyves på tvers i den annen retning, således at den eksentriske del kan passere fritt gjennom kapselrøret. Den forskyvning av borkronen som er nød-vendig for at boret skal kunne trekkes ut av kapselrøret, har imidlertid en alvorlig ulempe. Hvis borene skulle sette seg fast i et hull i fjell, er det ikke mulig å få forskjøvet borkronen i sideretning og det derfor er umulig å få trukket boret opp. For drilling through soil material to underlying rock, it is previously known to drive a string of drill rods into the ground together with a surrounding string of capsule tubes. When the drilling is finished, the drill string is pulled back, while the capsule remains in the ground. To make this possible, the drill bit must be displaceable between a drilling position, in which it protrudes laterally outside the capsule, and a retracted position, in which it is laterally contracted and can be retracted inside the capsule tube. In the past, this displacement has been carried out by a lateral movement of the entire drill bit or as described in NO-PS 119 731, which shows a drill head consisting of a drill bit and a guide sleeve located within a capsule tube. The drill bit consists of a centric and an eccentric part, both of which are located outside the capsule tube. The steering sleeve has a cutout on the side of the bore axis where the eccentric cutting part is located. When the drill head is pulled out of the capsule tube, the drill bit is displaced so that its upper part occupies a position in the guide sleeve recess, while the lower part of the drill bit is displaced transversely in the other direction, so that the eccentric part can pass freely through the capsule tube. The displacement of the drill bit which is necessary for the drill bit to be able to be pulled out of the capsule tube, however, has a serious disadvantage. If the drills should get stuck in a hole in the rock, it is not possible to move the drill bit sideways and it is therefore impossible to pull the drill up.

OE-PS 52 621 viser et boreverktøy som består av en fast del som ikke er konsentrisk til boraksen, og en omkring den faste del dreibar, eksentrisk hylse som ligger i samme nivå som den faste del. Denne kjente konstruksjon er således helt' uanvendelig ved slagboring, da kronen i mangel av en sentrisk, utragende skjærdel ikke har noen styring i sideretningen .'Prakt-iske forslag har dessuten vist at en sådan krone som følgje av den faste dels eksentrisitet i forhold til boraksen, beveger seg langs en skruelinjeformet bane, således at kapselrøret tvinges til å følge med langs denne bane og boringen til slutt blir umulig. Dessuten er faren stor for at borkronen overhodet vil kunne trekkes opp ved en eventuell fastboring. OE-PS 52 621 shows a drilling tool which consists of a fixed part which is not concentric to the drill axis, and an eccentric sleeve rotatable around the fixed part which is at the same level as the fixed part. This known construction is thus completely unusable in impact drilling, as the bit, in the absence of a centric, projecting cutting part, has no control in the lateral direction. Practical proposals have also shown that such a bit, as a result of the fixed part's eccentricity in relation to the drill axis, moves along a helical path, so that the capsule tube is forced to follow along this path and drilling eventually becomes impossible. In addition, there is a great risk that the drill bit will be able to be pulled up at all in the event of permanent drilling.

Hensikten med oppfinnelsen er å løse de problemer som The purpose of the invention is to solve the problems which

er forbundet med de to kjente anordninger og angår et slagbor som på en enkel måte kan frigjøres og trekkes opp av et hull i fjellet ved en eventuell fastboring. I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved at den sentrale skjærdel rager ut i aksialretningen foran den eksentriske skjærdel og er konsentrisk til boraksen, og at borkronen er forsynt med en styredel som befinner seg i kapselrøret og tjener til å holde den sentrale skjærdel i det vesentlige konsentrisk til kapselrøret. is connected to the two known devices and relates to a percussive drill which can be released in a simple way and pulled up from a hole in the rock in case of a permanent drilling. According to the invention, this is achieved by the central cutting part protruding in the axial direction in front of the eccentric cutting part and being concentric to the drill axis, and that the drill bit is provided with a guide part which is located in the capsule tube and serves to keep the central cutting part essentially concentric to the capsule tube.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning The invention shall be described in more detail under reference

til tegningene, hvis fig. 1 viser et sideriss av en første ut-førelse av oppfinnelsen med borskjæret i borestilling, fig. 2 viser et enderiss i retning 2 - 2 på fig. 1, fig. 3 viser et sideriss av samme bor med borskjæret i uttrekningsstilling, to the drawings, if fig. 1 shows a side view of a first embodiment of the invention with the drill bit in the drilling position, fig. 2 shows an end view in direction 2 - 2 in fig. 1, fig. 3 shows a side view of the same drill with the drill bit in the extended position,

og fig. 4 viser et sideriss og snitt av en annen utførelse av oppfinnelsen med borskjæret i borestilling; fig. 5 og 6 viser snitt etter linjen 5-5 henholdsvis 6 - 6 på fig. 4, fig. 7 viser et sideriss og snitt av en tredje utførelse med borskjæret i borestilling, fig. 8 viser et enderiss etter linjen 8 - 8 på fig. 7 og fig. 9 viser et sideriss og snitt av boret i uttrekningsstilling . and fig. 4 shows a side view and section of another embodiment of the invention with the drill bit in the drilling position; fig. 5 and 6 show sections along the line 5-5 and 6 - 6 respectively in fig. 4, fig. 7 shows a side view and section of a third embodiment with the drill bit in the drilling position, fig. 8 shows an end view along the line 8 - 8 in fig. 7 and fig. 9 shows a side view and section of the drill in the extended position.

På fig. 1 er den nedre del av borstangen 10 vist i sideriss, og den nedre del av rørkapselen 11 som omslutter borstangen, er vist i snitt. Stangens nedre ende har en gjenge, på hvilken der er skrudd et skjærmellomstykke eller en skjæradapter 12 med en sylindrisk øvre endedel 13 som tjener til å styre adapteren i røret. Der må være en passende klaring tilstede mellom delen 13 og røret 11 for at spylemedium og spon skal kunne føres opp fra skjæret langs rørets innerside. Den nedre ende av adapteren 12 er gjenget og bærer et borskjær eller In fig. 1, the lower part of the drill rod 10 is shown in side view, and the lower part of the pipe capsule 11 which encloses the drill rod is shown in section. The lower end of the rod has a thread, on which is screwed a cutting intermediate piece or a cutting adapter 12 with a cylindrical upper end part 13 which serves to guide the adapter in the pipe. There must be a suitable clearance between the part 13 and the pipe 11 so that the flushing medium and chips can be carried up from the cut along the inner side of the pipe. The lower end of the adapter 12 is threaded and carries a drill bit or

-krone 25. Borstangen 10 består vanligvis av en streng av for-lengelsesstenger koblet sammen ved gjenger, og rørkapselen 11 -crown 25. The drill rod 10 usually consists of a string of extension rods connected by threads, and the pipe cap 11

av en lignende streng av forlengelsesrør. of a similar string of extension tubes.

Den mellomliggende del 14 av adapteren 12 er sylindrisk og har sin akse 15 forskjøvet sideveis i forhold til borstangens akse 16. På delen 14 er der montert en eksentrisk hylse 17 med en skjærinnsats 18. På oversiden har hylsen et fremspring 19 innrettet til å støte an mot et fremspring 20 på føringsdelen 13 når hylsen dreies på delen 14. Kronen 25 danner ved sin bakre ende en avsats 25a som støtter hylsen 17 i retning forover. Som følge av at kronen 25 rager forover i boreretningen foran hylsen 17, oppnås styring av boret, således at avvikelser i sideretningen unngås. The intermediate part 14 of the adapter 12 is cylindrical and has its axis 15 shifted laterally in relation to the drill rod's axis 16. An eccentric sleeve 17 with a cutting insert 18 is mounted on the part 14. On the upper side, the sleeve has a projection 19 arranged to abut against against a projection 20 on the guide part 13 when the sleeve is turned on the part 14. The crown 25 forms at its rear end a ledge 25a which supports the sleeve 17 in the forward direction. As a result of the crown 25 projecting forwards in the drilling direction in front of the sleeve 17, control of the drill is achieved, so that deviations in the lateral direction are avoided.

Når boret dreies under boringen holdes hylsen 17 tilbake av det omgivende jordmateriale, således at boret dreier inne i hylsen inntil fremspringene 19 og 20 støter mot hinannen i en stilling, i hvilken skjærinnsatsen 18 rager utenfor røret som vist på fig. 1. When the drill is rotated during drilling, the sleeve 17 is held back by the surrounding soil material, so that the drill rotates inside the sleeve until the projections 19 and 20 collide with each other in a position in which the cutting insert 18 protrudes outside the pipe as shown in fig. 1.

Når borstangen trekkes ut dreies den den motsatte vei. Hylsen 17 holdes igjen tilbake av det omgivende materiale inntil ..fremspringene 19 og 20 støter sammen fra den annen retning. Størrelsen av fremspringene er således valgt at rotasjonen er en halv omdreining. På grunn av forskyvningen av aksen 15 ligger skjærdelen 18 nå innenfor røret, som vist på fig. 3, og stangen kan trekkes opp gjennom røret. When the drill rod is pulled out, it is turned in the opposite direction. The sleeve 17 is again held back by the surrounding material until the protrusions 19 and 20 collide from the other direction. The size of the protrusions has been chosen so that the rotation is half a turn. Due to the displacement of the axis 15, the cutting part 18 is now inside the tube, as shown in fig. 3, and the rod can be pulled up through the pipe.

Det sentrale spylehull 21 har avgreninger 22 og 23 som holder rommet mellom hylsen 17 og delen 14 rent. En videre avgrening 26 fra dette rom tilfører spylemedium til den eksentriske skjærinnsats 18. The central flushing hole 21 has branches 22 and 23 which keep the space between the sleeve 17 and the part 14 clean. A further branch 26 from this space supplies flushing medium to the eccentric cutting insert 18.

Utførelsen ifølge fig. 4 til 6 omfatter en skjæradapter 30 og en rørkapsel 31. Borstangen er ikke vist. Adaptejren 30 består av et førende topparti 32 inne i røret, et mellomparti 34, på hvilket der er montert en hylse 35 med en skjærinnsats 36, og et gjenget nedre parti 37 som bærer en borkrone 38. I dette tilfelle kan hylsen 35 ikke rotere som ved den ovenfor beskrevne utførelse, men er låst mot dreining ved plane avfas-inger 39 på partiet 34 og tilsvarende plane flater inne i hylsen. Sideforskyvning av hylsen fåes ved aksial bevegelse av hylsen langs partiet 34. Den øvre og nedre del av partiet 34 er innbyrdes forskjøvet sideveis, således at skjærkanten 36 rager utenfor røret 31 når hylsen er i borestilling ved den øvre ende av partiet 34, som vist på fig. 4. Når hylsen er i uttrekningsstilling ved den nedre ende av partiet 34 er skjærkanten 36 trukket tilbake inn i røret 31. The embodiment according to fig. 4 to 6 comprise a cutting adapter 30 and a tube cap 31. The drill rod is not shown. The adapter 30 consists of a leading top part 32 inside the pipe, an intermediate part 34, on which a sleeve 35 with a cutting insert 36 is mounted, and a threaded lower part 37 which carries a drill bit 38. In this case the sleeve 35 cannot rotate as in the embodiment described above, but is locked against rotation by planar chamfers 39 on the part 34 and corresponding planar surfaces inside the sleeve. Lateral displacement of the sleeve is obtained by axial movement of the sleeve along the section 34. The upper and lower part of the section 34 are mutually displaced laterally, so that the cutting edge 36 protrudes outside the tube 31 when the sleeve is in the drilling position at the upper end of the section 34, as shown in fig. 4. When the sleeve is in the extension position at the lower end of the section 34, the cutting edge 36 is drawn back into the tube 31.

Fig. 7-9 viser en utførelse som har en dreibar hylse Fig. 7-9 shows an embodiment which has a rotatable sleeve

i likhet med den på fig. 1-4. I dette tilfelle er borkronen 40 formet med en tange 41, på hvilken hylsen 42 er montert. Tangen 41 er koblet til borstangen ved hjelp av en koblehylse 43 med gjengede boringer i begge ender. Hylsens 42 omdreinings-stilling er bestemt ved fremspringene 44 og 45 på hylsen og kronen. I dette tilfelle er de anbragt på den nedre side av hylsen, hvilket har den fordel at de øvre kontaktflater mellom hylsen 42 og koblehylsen 43 er plane, således at overføringen av slagenergi til hylsen 42 gjøres effektiv. Dessuten holdes borkronen 40 konstant skrudd inn i hylsen 43 og hindrer at borkronen skrur seg selv ut, hvilket ellers kan hende når boret brukes til opprømming av et tidligere boret hull og bare den eksentriske skjærkant 48 er i virksomhet. similar to that in fig. 1-4. In this case, the drill bit 40 is formed with a tongs 41, on which the sleeve 42 is mounted. The pliers 41 are connected to the drill rod by means of a coupling sleeve 43 with threaded bores at both ends. The rotational position of the sleeve 42 is determined by the protrusions 44 and 45 on the sleeve and the crown. In this case, they are placed on the lower side of the sleeve, which has the advantage that the upper contact surfaces between the sleeve 42 and the coupling sleeve 43 are flat, so that the transfer of impact energy to the sleeve 42 is made efficient. In addition, the drill bit 40 is kept constantly screwed into the sleeve 43 and prevents the drill bit from unscrewing itself, which can otherwise happen when the drill is used for reaming a previously drilled hole and only the eccentric cutting edge 48 is in operation.

Kontaktflatene 47 på fremspringene 44 og 45 er i dette tilfelle hellende, hvilket har den fordel at hylsen 42 drives oppad mot hylsen 43 og derved forbedrer kontakten mellom flat-ene 46. The contact surfaces 47 on the projections 44 and 45 are inclined in this case, which has the advantage that the sleeve 42 is driven upwards towards the sleeve 43 and thereby improves the contact between the flats 46.

Claims

1. Eccentric drill bit with a drill bit directed in the direction of drilling which is designed to be placed on a drill rod and driven into soil and rock together with a capsule tube that surrounds the drill rod, where the drill rod consists of a central cutting part which is immovably connected to the drill rod, and an eccentric cutter part which is located on a movable sleeve and is adjustable between a laterally protruding position and a laterally retracted position, characterized in that the central cutter part (25, 38, 40) protrudes in the axial direction in front of the eccentric cutter part (17, 35, 42) and is concentric to the bore axis, and that the drill bit is provided with a guide part (13, 32, 43) which is located in the capsule tube (11, 31) and serves to hold the central cutting part (25, 38, 40) in it substantially concentric to the capsule tube.

2. Drill bit according to claim 1, characterized in that the sleeve (17, 42) is rotatable in a known manner between the two positions on a cylindrical part (14, 41) which is fixed and eccentric in relation to the steering part.

3. Drill bit according to claim 2, characterized in that the rotating movement of the sleeve (17, 42) is limited by two axially projecting lateral supporting projections (19, 20; 44, 45), one of which is arranged on the sleeve and the other on a part that is fixed in relation to the steering part.

4. Drill bit according to claim 3, characterized in that the projection (44) on the sleeve (42) projects forwards in the drilling direction and the other projection (45) is arranged on the centric cutting part (40) and projects backwards.

5. Drill bit according to claim 4, characterized in that the protrusions (44, 45) have sloping contact surfaces, so that, by the rotation of the drill bit during drilling, a wedge effect is exerted between the contact flanges which forces the sleeve backwards against a shoulder (45) on the control part ( 43).

6. Drill bit according to claim 5, characterized in that the shoulder is formed at the front end surface of the steering part (43).

7. Drill bit according to claim 2, characterized in that the cylindrical part on which the sleeve (42) is stored, consists of a tong part (41) which is one with the centric cutting part (40).

8. Drill bit according to claim 1, characterized in that the sleeve (35) is axially movable on a tongs (30) on the centric part between two parts of the tongs, which are laterally offset in relation to each other.

9. Drill bit according to one of the preceding claims, characterized in that the central part is a standard drill bit (25, 38) intended for use when drilling without a capsule tube.

10. Drill bit according to one of the preceding claims, characterized in that the centric cutting part (25, 38, 40) forms a ledge (25a) against which the eccentric cutting part is arranged to rest in the drilling direction.