沖擊錘的鉆頭及用于鉆頭的鉆柄的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種沖擊錘的鉆頭(1)及用于鉆頭(1)的鉆柄。該鉆頭包括伸長的鉆柄(2)、位于鉆柄(2)的第一端處的頭部(4)、以及一排縱長延伸的花鍵部，所述花鍵部限定了在鉆柄(2)的另一端處或者朝著鉆柄(2)的另一端向外延伸的保持凸出物(20)。至少一個凸出物(20)的至少一個側(cè)面(30)結(jié)合到鉆頭(1)的鉆柄(2)中。
【專利說明】沖擊錘的鉆頭及用于鉆頭的鉆柄

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]沖擊錘的鉆頭通常通過以鉆頭保持環(huán)(或鉆頭環(huán))形式的鉆頭保持裝置而在活塞之下安裝在驅(qū)動接頭(drive sub)中。
[0002]相應(yīng)地，鉆頭通常包括伸長的鉆柄、在鉆柄的第一端處的頭部、以及一排縱長延伸的花鍵部，所述一排花鍵部限定了在鉆柄的另一端處或者朝著鉆柄的另一端向外延伸的保持凸出物，該保持凸出物被構(gòu)造成擱置在鉆頭環(huán)上，從而限制鉆頭的行程，并將鉆頭保持在驅(qū)動接頭中。頭部通常具有從鋼制本體突出的、限定鉆頭的切削面的球齒。
[0003]由在錘工作期間的高循環(huán)加載造成的保持凸出物的失效是非常大的問題，這可以導(dǎo)致在正鉆鑿的孔中的鉆頭損失。

【背景技術(shù)】
[0004]在US4，862，976中，公開了一種具有保持凸出物62的鉆頭，該鉆頭通過采用過大的尺寸來加強。
[0005]在US3，918，538中，公開了一種具有保持凸出物11的鉆頭，每個凸出物均包括向前面，該向前面與具有非常小半徑的鉆頭的鉆柄相接，但是另外引入了與現(xiàn)有技術(shù)中鉆頭保持凸出物所共同的應(yīng)力集中點。
[0006]在US2007/0137895中，公開了一種用于沖擊鉆孔的鉆頭，該鉆頭在縱向表面上具有布置在鉆頭的鉆柄上的多個花鍵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在這個背景下，針對與其相關(guān)的問題和困難，已研制出本發(fā)明。
[0008]本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將結(jié)合附圖通過下述說明變得清楚，其中通過解釋和實例，公開了本發(fā)明的實施例。
[0009]一個方面，本發(fā)明涉及沖擊錘的鉆頭，該鉆頭包括伸長的鉆柄、在鉆柄的第一端處的頭部、以及一排縱長延伸的花鍵部，所述一排花鍵部限定了在鉆柄的另一端處或者朝著鉆柄的另一端向外延伸的保持凸出物(lug)。至少一個凸出物的至少一個側(cè)面結(jié)合(blend)到鉆頭的鉆柄中。該鉆頭包括另一排縱長延伸的花鍵部，所述另一排花鍵部朝著鉆頭的頭部端與所述一排凸出物縱向間隔開，所述另一排花鍵部中的每一個均具有頂面(topland)，該頂面明顯比每個凸出物的頂面寬。
[0010]在本申請的上下文中，術(shù)語“結(jié)合”應(yīng)該采用如下意思:在所述待結(jié)合的表面之間的分界線不能被辨別出來。
[0011]在一種形式中，凸出物被構(gòu)造成擱置在鉆頭環(huán)上，從而限制鉆頭的行程并將該鉆頭保持在驅(qū)動接頭中。
[0012]在一種形式中，所述凸出物或者每個凸出物包括一對側(cè)面，所述一對側(cè)面中的每一個均結(jié)合到鉆頭的鉆柄中。
[0013]在一種形式中，所述凸出物或每個凸出物包括第一和第二端面，并且鉆頭的進一步特征在于這些端面中的至少一個結(jié)合到鉆頭的鉆柄中。
[0014]在一種形式中，所述凸出物或者每個凸出物的端面中的每一個端面結(jié)合到鉆頭的鉆柄中。
[0015]在一種形式中，所述凸出物或者每個凸出物包括頂面，并且該鉆頭的進一步特征在于凸出物的端面中的至少一個端面結(jié)合到凸出物的頂面中。
[0016]在一種形式中，所述凸出物或每個凸出物的端面中的每一個端面結(jié)合到凸出物的頂面中。
[0017]在一種形式中，結(jié)合到鉆柄中的每個凸出物面通過在所述面和鉆柄之間延伸的凹入的緩和曲線(easing)以及內(nèi)圓角來結(jié)合。
[0018]在一種形式中，每個側(cè)面的凹入的緩和曲線以及內(nèi)圓角明顯比每個凸出物的頂面寬。
[0019]在一種形式中，結(jié)合到凸出物的頂面中的所述凸出物端面或者每個凸出物端面通過在所述面和頂面之間延伸的凸起的緩和曲線或者圓化部而結(jié)合。
[0020]在一種形式中，凹入的緩和曲線或內(nèi)圓角進一步結(jié)合到凸起的緩和曲線或者圓化部中。這樣的多級結(jié)合可以被采用，以將凸出物的頂表面結(jié)合到鉆柄中。
[0021]在一種形式中，鉆頭包括另一排縱長延伸的花鍵部，所述另一排花鍵部朝著鉆頭的頭部端與第一排凸出物縱向間隔開，且所述另一排花鍵部中的每一個具有明顯比每個凸出物的頂面寬的頂面。
[0022]在一種形式中，在所述另一排花鍵部的每個側(cè)壁與鉆柄之間延伸的是凹入的內(nèi)圓角，該凹入的內(nèi)圓角的半徑或曲率明顯比在凸出物的側(cè)壁中的每個側(cè)壁與鉆柄之間延伸的內(nèi)圓角小。
[0023]在一種形式中，在凸出物的側(cè)壁和鉆柄之間延伸的內(nèi)圓角的半徑是在所述另一排花鍵部中的側(cè)壁和鉆柄之間延伸的內(nèi)圓角的半徑兩倍或兩倍以上。也即是說，內(nèi)圓角半徑比為2: I或者更大。
[0024]在一種形式中，內(nèi)圓角半徑比在3:1到8:1的范圍中。
[0025]在一種形式中，每個結(jié)合的凸出物面均結(jié)合到位于相鄰?fù)钩鑫镏g的底面中。
[0026]另一方面，本發(fā)明涉及用于沖擊錘的鉆頭的鉆柄，該鉆頭包括在鉆柄的第一端處的頭部，所述鉆柄包括一排縱長延伸的花鍵部，所述一排花鍵部限定在鉆柄的另一端處或者朝著鉆柄的另一端向外延伸的保持凸出物。至少一個凸出物的至少一個側(cè)面結(jié)合到鉆柄中。該鉆柄包括另一排縱長延伸的花鍵部，所述另一排花鍵部朝著處于鉆柄的第一端處的頭部與所述一排凸出物縱向間隔開，且所述另一排花鍵部中的每一個都具有明顯比每一個凸出物的頂面寬的頂面。
[0027]在一種形式中，凸出物的數(shù)目不等于所述另一排花鍵部的數(shù)目。
[0028]在一種形式中，凸出物的數(shù)目小于所述另一排花鍵部的數(shù)目。
[0029]又一方面，本發(fā)明涉及包括上述鉆頭的沖擊錘。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]為了更好的理解本發(fā)明，現(xiàn)將對于一個或多個示例性實施例進行說明，本文中這些實施例都應(yīng)該在以下附圖的幫助下進行說明:
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的沖擊錘的鉆頭端部的透視圖；
[0032]圖2是圖1中所示鉆頭端部的端視圖；
[0033]圖3和4是圖1中所示的鉆頭端部的保持凸出物的詳細透視圖；
[0034]并且
[0035]圖5是圖1中所示的鉆頭端部的保持凸出物的詳細端視圖。
[0036]在以下的說明中，在整個附圖的幾個視圖中，類似的附圖標(biāo)記指示類似或者對應(yīng)的部件。

【具體實施方式】
[0037]現(xiàn)在參考附圖，在附圖中示出了用于具有正常循環(huán)(DTH)或反循環(huán)(RC)系統(tǒng)的沖擊錘的鉆頭1，沖擊錘包括圓柱形殼體(未示出)和可螺紋連接地安裝在該殼體中的驅(qū)動接頭(未示出)?；钊?未示出)會豎直往復(fù)地安裝在殼體中，以通過加壓空氣往復(fù)運動。鉆頭I通過以鉆頭保持環(huán)(或鉆頭環(huán))形式的鉆頭保持裝置而在活塞之下被安裝驅(qū)動接頭中。
[0038]驅(qū)動接頭包括環(huán)形套筒，該環(huán)形套筒具有一排分隔開的向內(nèi)指向的驅(qū)動花鍵。
[0039]鉆頭I包括鉆柄2以及具有鉆頭面的鉆頭頭部4。鉆柄2具有多個向外指向的從動花鍵10，該從動花鍵10被間隔開且被確定數(shù)目，使得當(dāng)鉆頭I的鉆柄2插入到驅(qū)動接頭中之時，通過驅(qū)動接頭上的驅(qū)動花鍵而形成具有鄰接工作面的成對花鍵。
[0040]使用中，驅(qū)動花鍵抵靠從動花鍵10作用，使得在允許(在錘的作用下)鉆頭I相對于驅(qū)動接頭縱向移動的同時，驅(qū)動鉆頭I旋轉(zhuǎn)。
[0041]因此，旋轉(zhuǎn)借助于鉆柱(未示出)而被傳遞到殼體，并且因此鉆頭I在被活塞撞擊的同時通過驅(qū)動接頭而被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。
[0042]鉆頭I進一步包括一排縱長延伸的花鍵部，所述一排花鍵部限定了在鉆柄2的另一端(即遠離頭部4這端)處或者朝著鉆柄2的另一端向外延伸的保持凸出物20，并且鉆頭I通過鉆柄2的無花鍵部與從動花鍵10縱向分隔開。
[0043]在使用中，凸出物20被構(gòu)造成擱置在鉆頭環(huán)上，從而限制鉆頭I的行程并將該鉆頭I保持在驅(qū)動接頭中。
[0044]每個凸出物20包括一對側(cè)面30，所述一對側(cè)面30中的每一個借助于在頂面40的邊緣和鉆柄2之間延伸的單個且連續(xù)的凹入的緩和曲線或內(nèi)圓角而被結(jié)合到鉆頭的鉆柄2中，該凹入的緩和曲線或內(nèi)圓角明顯比每個凸出物20的頂面40寬。
[0045]每個凸出物20進一步包括第一和第二端面50，第一和第二端面50中的每一個借助于在端面50和頂面40之間延伸的凸起的緩和曲線或圓化部而被結(jié)合到鉆頭I的鉆柄2中。
[0046]按照本文所述方式將凸出物20的側(cè)面和/或端面結(jié)合到鉆頭I的鉆柄2中，消除了應(yīng)力集中點中的也被稱為起始點或者應(yīng)力集中區(qū)的一些應(yīng)力集中點，這些應(yīng)力集中點在現(xiàn)有技術(shù)的很多鉆頭的凸出物中都存在，并且疲勞裂紋趨向于從這些應(yīng)力集中點傳播。
[0047]據(jù)此，根據(jù)本發(fā)明的鉆頭I的凸出物20比現(xiàn)有技術(shù)的很多鉆頭的凸出物耐用，且能夠承受更大的負載。結(jié)果，這些凸出物20比現(xiàn)有技術(shù)的凸出物需要得少。
[0048]本發(fā)明可被認為對接近鉆頭的撞擊面的鉆柄的優(yōu)化。本發(fā)明的主要目的和效果是在鉆頭的這樣的關(guān)鍵區(qū)域中避免高應(yīng)力。另一個優(yōu)點是通過減少凸出物20的數(shù)目使得裂紋起始點最少化。
[0049]在整個說明書和所附的權(quán)利要求書中，除非文中需要，否則，詞語“包括”和“包含”及其變體(諸如“包括了”以及“包含了”)將理解為意指包括所指的元素或者元素組，但并不排除任何其它元素或者元素組。
[0050]本說明書中對任何現(xiàn)有技術(shù)的參考不是，且不應(yīng)被理解為是，對以下任何形式的建議的承認，即:這種現(xiàn)有技術(shù)形成公知常識的一部分。
[0051]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的用途不限于本發(fā)明中所述的具體應(yīng)用。本發(fā)明也不限于關(guān)于本文中所記載或所示的特定元件和/或特征的優(yōu)選實施例?？梢岳斫獾氖?，在不脫離本發(fā)明原理的情況下可以進行各種變型。因此，本發(fā)明應(yīng)該被理解為包含了在其范圍中的所有變型。
[0052]本發(fā)明要求歐洲專利申請EP12150466.6的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引入并入本文中。
【權(quán)利要求】
1.一種沖擊錘的鉆頭(I)，包括伸長的鉆柄(2)、在所述鉆柄(2)的第一端處的頭部(4)、以及一排縱長延伸的花鍵部，所述一排花鍵部限定了在所述鉆柄(2)的另一端處或者朝著所述鉆柄(2)的另一端向外延伸的保持凸出物(20)，所述鉆頭(I)的特征在于:至少一個凸出物(20)的至少一個側(cè)面(30)結(jié)合到所述鉆頭(I)的所述鉆柄(2)中，其中所述鉆頭(I)包括另一排縱長延伸的花鍵部(10)，所述另一排花鍵部(10)朝著所述鉆頭(I)的所述頭部(4)端與所述一排凸出物(20)縱向間隔開，且所述另一排花鍵部(10)中每一個具有明顯比每個凸出物(20)的頂面(40)寬的頂面(60)。
2.如權(quán)利要求1的鉆頭(I)，其進一步特征在于:所述凸出物或者每個凸出物(20)包括一對側(cè)面(30)，所述一對側(cè)面(30)中的每一個均結(jié)合到所述鉆頭(I)的所述鉆柄(2)中。
3.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鉆頭(I)，其中所述凸出物或者每個凸出物(20)包括第一和第二端面(50)，并且所述鉆頭(I)的進一步特征在于:這些端面(50)中的至少一個結(jié)合到所述鉆頭(I)的所述鉆柄(2)中。
4.如權(quán)利要求3所述的鉆頭(I)，其進一步特征在于:所述凸出物或每個凸出物(20)的所述端面(50)中的每一個端面(50)均結(jié)合到所述鉆頭(I)的所述鉆柄(2)中。
5.如權(quán)利要求3或4之一所述的鉆頭(I)，其進一步特征在于:所述凸出物或者每個凸出物(20)包括頂面(40)，并且所述鉆頭(I)的進一步特征在于，所述凸出物(20)的所述端面(50)中的至少一個端面(50)結(jié)合到所述凸出物(20)的頂面(40)中。
6.如權(quán)利要求5所述的鉆頭(I)，其進一步特征在于:所述凸出物或每個凸出物(20)的所述端面(50)中的每一個端面(50)均結(jié)合到所述凸出物(20)的頂面(40)中。
7.如權(quán)利要求5或6之一所述的鉆頭(I)，其進一步特征在于:結(jié)合到所述鉆柄(2)中的每個凸出物面借助于在所述頂面(40)的邊緣和所述鉆柄(2)之間延伸的單個且連續(xù)的凹入的緩和曲線或內(nèi)圓角來結(jié)合。
8.如權(quán)利要求7所述的鉆頭(I)，其進一步特征在于:每個側(cè)面(30)的凹入的緩和曲線或內(nèi)圓角明顯比每個凸出物(20)的頂面(40)寬。
9.如權(quán)利要求5或6之一所述的鉆頭(I)，其進一步特征在于:結(jié)合到所述凸出物(20)的頂面(40)中的所述凸出物端面或者每個凸出物端面(50)借助于在所述端面(50)和頂面(40)之間延伸的凸形的緩和曲線或者內(nèi)圓角來結(jié)合。
10.一種沖擊錘的鉆頭(I)的鉆柄(2)，包括在所述鉆柄(2)的第一端處的頭部(4)，所述鉆柄(2)包括一排縱長延伸的花鍵部，所述一排花鍵部限定了在所述鉆柄(2)的另一端處或者朝著所述鉆柄(2)的另一端向外延伸的保持凸出物(20)，所述鉆柄(2)的特征在于:至少一個凸出物(20)的至少一個側(cè)面(30)結(jié)合到所述鉆柄(2)中，并且其中所述鉆柄(2)包括另一排縱長延伸的花鍵部(10)，所述另一排花鍵部(10)朝著位于所述鉆柄(2)的第一端處的所述頭部(4)與所述一排凸出物(20)縱向間隔開，且所述另一排花鍵部(10)中的每一個具有明顯比每個凸出物(20)的頂面(40)寬的頂面(60)。
【文檔編號】E21B17/07GK104080997SQ201280066624
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月9日
【發(fā)明者】康尼·塞佩萊, 托馬斯·什·揚森 申請人:山特維克知識產(chǎn)權(quán)股份有限公司