AT15689U1

AT15689U1 - Bohrkopf und Bohrwerkzeug

Info

Publication number: AT15689U1
Application number: ATGM220/2016U
Authority: AT
Inventors: Kösters Rolf; Magin Michael
Original assignee: Ceratizit Luxembourg S A R L
Priority date: 2016-09-19
Filing date: 2016-09-19
Publication date: 2018-04-15
Also published as: WO2018050267A1

Abstract

Bohrkopf (1) aus einem Hartstoff für ein Bohrwerkzeug (2), wobei der Bohrkopf (1) an einem arbeitsseitigen Ende (3) wenigstens eine Absaugöffnung (4) aufweist, über welche Bohrklein ansaugbar ist und der Bohrkopf (1) weiters einen Zentralkanal (5) aufweist, der über eine an einem arbeitsfernen Ende (6) des Bohrkopfes (1) gelegene Austrittsöffnung (7) mit einer Absaugeinrichtung (8) verbindbar ist, wobei die Absaugöffnungen (4) jeweils über im Bohrkopf (1) ausgebildete Eintrittskanäle (9) mit dem Zentralkanal (5) verbunden sind.

Description

Beschreibung

BOHRKOPF UND BOHRWERKZEUG [0001] Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf mit wenigstens einer Absaugöffnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein Bohrwerkzeug.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Vorschläge zur Gestaltung von Bohrwerkzeugen, insbesondere von Gesteinsbohrern, mit integrierter Möglichkeit einer Absaugung bekannt.

[0003] Diese sogenannten Saugbohrer (engl, suction drills) weisen in der Regel einen Schaft mit einem Saugkanal auf, welcher Saugkanal mit einer Absaugeinrichtung für den entstehenden Bohrstaub (auch: Bohrklein) verbindbar ist. An einem arbeitsseitigen Ende des Saugbohrers sind eine oder mehrere Absaugöffnungen ausgebildet, durch welche Bohrstaub durch den Saugkanal abgezogen werden kann.

[0004] Die Vorteile dieser Bohrer liegen in [0005] - einer vergleichsweise hohen Bohrgeschwindigkeit, da der den Vortrieb behindernde Staub direkt beim Entstehen abgesaugt wird [0006] - einer Reinigung des Bohrlochs vom Bohrstaub, da insbesondere bei Verwendung chemischer Anker ist ein Entfernen des Bohrstaubs notwendig ist, um eine einwandfreie Tragfähigkeit des Ankers zu gewährleisten.

[0007] - einer vergleichsweise einfachen geometrische Gestaltung des Bohrwerkzeuges, da keine Wendeln für den Staubtransport mehr bereitgestellt werden müssen.

[0008] In der Regel weist ein Saugbohrer einen Schaft mit einem axial verlaufenden Saugkanal auf. Der Saugkanal ist üblicherweise an einem arbeitsfernen Ende des Schaftes mit einer Absaugeinrichtung verbindbar. Der Schaft kann als Hülse (also hohler Stab) oder als massiver Stab mit einer den Saugkanal bildenden Bohrung ausgestaltet sein.

[0009] Arbeitsseitig mit dem Schaft verbunden ist in der Regel ein Schneideinsatz, etwa eine Hartmetall-Platte (auch: Schneidplatte) oder ein Bohrkopf mit üblicherweise wenigstens zwei Schneiden.

[0010] Der Schaft besteht üblicherweise aus Stahl, der Schneideinsatz bzw. der Bohrkopf aus Hartmetall.

[0011] Am arbeitsseitigen Ende des Saugbohrers sind eine oder mehrere Absaugöffnungen ausgebildet, durch welche das Bohrklein über den Saugkanal aus dem Arbeitsbereich abgezogen werden kann. Zur Gestaltung eines Saugbohrers bestehen verschiedene Vorschläge aus dem Stand der Technik:

[0012] Bei der in der DE8025800 (U1) gezeigten Lösung ist der Saugkanal durch eine längs im Schaft verlaufende Bohrung gebildet. Der Saugkanal mündet direkt in Absaugöffnungen an einer kegelförmig ausgebildeten Stirnseite des Schaftes. Der Schneideinsatz ist als Schneidplatte aus Hartmetall ausgebildet. Die rechteckförmige Schneidplatte wird in einen entsprechenden Schlitz an der Stirnseite des Schaftes eingesetzt.

[0013] Die EP0941794 (B1) zeigt ein Bohrwerkzeug umfassend einen Bohrkopf und einen hohlen Schaft, wobei wenigstens eine Absaugöffnung von der Mündung eines Kopfkanals gebildet ist, der zumindest teilweise vom Material des Bohrkopfs berandet ist und dessen Mündungsfläche wenigstens zu einem Teil im Umfangsbereich des Schafts und/oder des Bohrkopfs angeordnet ist.

[0014] Aus der EP2572849 (A1) ist ein Bohrwerkzeug mit der Möglichkeit einer Absaugung von Bohrklein gezeigt, wobei sich im Schaft ausgehend von einem axial verlaufenden Saugkanal ein radialer Hilfskanal als Eintrittskanal erstreckt, welcher mit dem Bohrkopf eine Absaugöffnung bildet.

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Patentamt [0015] Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist die Absaugöffnung zumindest teilweise vom Schaft berandet. Die Absaugöffnungen sind über eine Bohrung direkt mit dem Saugkanal im Schaft verbunden.

[0016] Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen sind vergleichsweise lange und enge Saugkanäle, die zu einem hohen Druckverlust führen. Dadurch kommt es zu einer Begrenzung der Absaugleistung bzw. müssen Leistung und Energieverbrauch der Absaugeinrichtung entsprechend angepasst werden.

[0017] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bohrkopf anzugeben, mit welchem ein verbessertes Bohrwerkzeug darstellbar ist. Ebenfalls soll ein verbessertes Bohrwerkzeug angeben werden.

[0018] Die Aufgabe wird gelöst durch einen Bohrkopf mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Bohrwerkzeug mit den Merkmalen von Anspruch 15. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0019] Demgemäß ist vorgesehen, dass der Bohrkopf an einem arbeitsseitigen Ende wenigstens eine Absaugöffnung aufweist, über welche Bohrklein ansaugbar ist und der Bohrkopf weiters einen Zentralkanal aufweist, der über eine an einem arbeitsfernen Ende des Bohrkopfes gelegene Austrittsöffnung mit einer Absaugeinrichtung verbindbar ist, wobei die Absaugöffnungen jeweils über im Bohrkopf ausgebildete Eintrittskanäle mit dem Zentralkanal verbunden sind.

[0020] Im Einsatz steht der Bohrkopf an seinem arbeitsseitigen Ende im Eingriff mit einem zu bearbeitendem Material, etwa Gestein oder Beton. Dieser Bereich wird als Arbeitsbereich bezeichnet. Zur Bearbeitung des Materials sind am Bohrkopf Schneiden ausgebildet. In der Regel weist der Bohrkopf wenigstens zwei Schneiden auf. Es können aber auch mehr, beispielsweise drei, vier oder sechs Schneiden vorgesehen sein.

[0021] Der Bohrkopf ist aus einem Hartstoff, beispielsweise einem Hartmetall oder einem Cermet gefertigt.

[0022] Der Bohrkopf ist mit einem Schaft zu einem Bohrwerkzeug verbindbar. Die Verbindung kann etwa über Löten oder Schweißen erfolgen.

[0023] Der Schaft weist einen Saugkanal auf, über welchen mittels einer Absaugeinrichtung das von den Absaugöffnungen angesaugte Bohrklein abführbar ist.

[0024] Der Bohrkopf wird in der Regel nicht unmittelbar, sondern über den Saugkanal im Schaft mit der Absaugeinrichtung verbunden.

[0025] Die Erfindung ist auf einen Bohrkopf bzw. ein Bohrwerkzeug zum Bohren in Beton, Stahlbeton, Naturstein und Mauerwerk, insbesondere für das Schlagbohren darin, gerichtet.

[0026] Der Bohrkopf ist über eine pulvermetallurgische Herstellungsroute, insbesondere mit den in der Pulvermetallurgie üblichen Formgebungsverfahren und anschließendes Sintern hergestellt. Der Bohrkopf ist insbesondere monolithisch, also einstückig gefertigt.

[0027] Indem die Eintrittskanäle im Bohrkopf mit einem Zentralkanal verbunden sind bzw. im Bohrkopf in diesen münden, werden die Ströme an Bohrklein bereits innerhalb des Bohrkopfes vereinigt.

[0028] Unter Zentralkanal wird im Rahmen dieser Anmeldung ein zentraler, bevorzugt mittig und parallel zu einer Längsachse des Bohrkopfes verlaufender Kanal innerhalb des Bohrkopfes verstanden. Der Zentralkanal weist vorzugsweise einen größeren Durchmesser als der eines Eintrittskanals auf, besonders bevorzugt einen wenigstens doppelt so großen Durchmesser wie der eines Eintrittskanals auf.

[0029] Bei aus dem Stand der Technik bekannten Bohrköpfen mit Absaugöffnungen sind Absaugöffnungen über Eintrittskanäle individuell mit dem Saugkanal des Schaftes verbunden. Es erfolgt also keine Vereinigung der Eintrittskanäle innerhalb des Bohrkopfes.

[0030] Vorteilhaft an der Erfindung ist es, dass die Eintrittskanäle besonders kurz gehalten

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Patentamt werden können und auf kurzem Wege in einen Zentralkanal mit größerem Durchmesser übergehen. Dadurch wird der Druckverlust im Vergleich zu bestehenden Lösungen reduziert. Damit steigt die mögliche Transportleistung eines Bohrwerkzeugs mit einem erfindungsgemäßen Bohrkopf bzw. es kann eine Absaugeinrichtung mit geringerer Leistung und infolge mit geringerem Energieverbrauch, verwendet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass dadurch die Verstopfungsgefahr reduziert wird. Unter Transportleistung eines Bohrwerkzeuges wird die Abfuhr an Bohrklein pro Zeit aus dem Arbeitsbereich verstanden.

[0031] Zudem wird durch die Ausbildung eines Zentralkanals eine umfänglich gleichmäßige Wandstärke des Bohrkopfes an seinem arbeitsfernen Ende (und damit an der Fügeebene zu einem Schaft) erreicht. Im Stand der Technik mit direkt in den Saugkanal des Schaftes mündenden Eintrittskanälen treten hingegen in der Fügeebene im Querschnitt bezüglich der Längsachse des Bohrkopfes unterschiedliche Wandstärken auf.

[0032] Die Erfindung bringt daher strömungstechnische, mechanische und fügetechnische Vorteile mit sich.

[0033] Es kann vorgesehen sein, dass der Zentralkanal nicht-koaxial mit den Eintrittskanälen verläuft. Koaxialität bedeutet übereinstimmende Rotationsachsen. Es weisen in dieser Variante also der Zentralkanal und die Eintrittskanäle keine übereinstimmenden Rotationsachsen auf. Dies hat zum Effekt, dass die Eintrittskanäle außermittig in den Zentralkanal einmünden.

[0034] Es kann vorgesehen sein, dass Symmetrieachsen der Eintrittskanäle im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse des Bohrkopfs verlaufen. Diese Gestaltung erleichtert eine Herstellung über uniaxiales Pressen einer Pulvermischung.

[0035] Bevorzugt ist vorgesehen, dass Symmetrieachsen der Eintrittskanäle einen Winkel ungleich Null mit der Symmetrieachse des Zentralkanals einschließen. In anderen Worten sind die Eintrittskanäle nicht parallel zum Zentralkanal, sondern münden in einem Winkel in ihn ein. Mit Symmetrieachse eines Eintrittskanals bzw. des Zentralkanals ist deren Rotationsachse bzw. Mittelachse gemeint.

[0036] Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Absaugöffnungen bestehen, von welchen jeweils zugeordnete Eintrittskanäle zum dem gemeinsamen Zentralkanal führen und in diesen münden.

[0037] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Querschnittsfläche wenigstens eines Eintrittskanals von einem Übergangsbereich des Eintrittskanals in den Zentralkanal hin zu den Absaugöffnungen über die Länge des Eintrittskanals veränderlich ist.

[0038] Besonders bevorzugt ist dabei, dass sich der Querschnitt wenigstens eines Eintrittskanals vom Übergangsbereich der Eintrittskanäle in den Zentralkanal hin zu den Absaugöffnungen ausgehend von einem Querschnitt im Übergangsbereich zu einem Querschnitt an den Absaugöffnungen reduziert. Zum einen wird durch die Verjüngung in Richtung Absaugöffnung eine Düsenwirkung erzielt, zum anderen wird einer Verstopfung der Eintrittskanäle entgegengewirkt.

[0039] Die Änderung der Querschnittsfläche (normal zur Symmetrieachse des Eintrittskanals) entlang der Länge des Eintrittskanals kann nach einer beliebigen Funktion, etwa nicht-linearen Funktion erfolgen. Dementsprechend kann der Eintrittskanal unterschiedliche Gestalt aufweisen.

[0040] Der Eintrittskanal kann beispielsweise in einem Schnitt entlang der Symmetrieachse oder Längsachse eine glocken- oder trichterförmige Gestalt haben. Die Kontur des Eintrittskanals in einer Schnittansicht kann also konkav oder konvex sein.

[0041] Auch kann vorgesehen sein, dass sich die Querschnittsfläche wenigstens eines Eintrittskanals vom Übergangsbereich der Eintrittskanäle in den Zentralkanal hin zu den Absaugöffnungen ausgehend von einem Querschnitt im Übergangsbereich zu einem Querschnitt an den Absaugöffnungen gemäß einer zumindest abschnittsweise linearen Funktion verjüngt.

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AT 15 689 U1 2018-04-15 österreichisches patentamt [0042] Ein Eintrittskanal kann zum Beispiel aus einem zylindrischen und einem kegelstumpfförmigen Abschnitt gebildet sein.

[0043] Es können sämtliche Eintrittskanäle gleich geformt sein. Auch möglich ist es, die Eintrittskanäle unterschiedlich zu gestalten.

[0044] Gemäß einer Variante ist der Querschnitt des wenigstens einen Eintrittskanals über seine Länge konstant.

[0045] In einer Variante sind die Eintrittskanäle rein zylindrisch, haben also die Gestalt von Bohrungen.

[0046] Gemäß einer Variante kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Absaugöffnung eine nierenförmige Gestalt aufweist.

[0047] Die Gestalt der Absaugöffnung kann auch verrundet polygonal, kreisrund oder elliptisch sein.

[0048] Die Gestalt der Absaugöffnungen an einem Bohrkopf kann unterschiedlich sein. Es können auch alle Absaugöffnungen an einem Bohrkopf gleich gestaltet sein.

[0049] Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Symmetrieachsen der Eintrittskanäle einen Schnittpunkt mit der Symmetrieachse des Zentralkanals aufweisen.

[0050] Bevorzugt liegt dieser Schnittpunkt innerhalb des Bohrkopfes.

[0051] Auch kann vorgesehen sein, dass die Symmetrieachsen der Eintrittskanäle keinen Schnittpunkt mit der Symmetrieachse des Zentralkanals aufweisen.

[0052] Über die Variation der Winkellagen der Symmetrieachsen der Eintrittskanäle zur Symmetrieachse des Zentralkanals können Strömungseffekte am Übergang der Eintrittskanäle in den Zentralkanal beeinflusst werden. Dadurch kann die Abfuhr von Bohrklein effizienter erfolgen.

[0053] Schutz wird auch begehrt für ein Bohrwerkzeug umfassend einen Bohrkopf nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche und einen Schaft mit einem Saugkanal. Der Saugkanal ist mit einer Absaugeinrichtung verbindbar.

[0054] Die Absaugeinrichtung kann beispielsweise durch einen Staubsauger realisiert sein, der über eine Manschette an den Schaft angeschlossen wird.

[0055] Der Bohrkopf und der Schaft sind am arbeitsfernen Ende des Bohrkopfes stoffschlüssig und / oder formschlüssig miteinander verbunden.

[0056] Der Zentralkanal des Bohrkopfes mündet in den Saugkanal des Schaftes.

[0057] Die Erfindung wird mit Hilfe nachfolgender Figuren näher erläutert. Dabei zeigt bzw. zeigen:

[0058] Fig. 1 einen Bohrkopf nach Stand der Technik, [0059] Fig. 2 bis Fig. 12 Ausführungsbeispiele von Bohrköpfen der Erfindung, [0060] Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Bohrwerkzeugs der Erfindung.

[0061] Figur 1 zeigt ein Bohrwerkzeug 2 zur Absaugung von Bohrklein (ein sogenannter Saugbohrer) nach dem Stand der Technik. Dabei ist ein Bohrkopf 1 an seinem arbeitsfernen Ende 6 mit einem Schaft 10 zu einem Bohrwerkzeug 2 verbunden. Der Schaft 10 weist in seinem Inneren einen Saugkanal 11 auf, der mit einer Absaugeinrichtung 8 (nicht gezeigt) verbindbar ist.

[0062] An seinem arbeitsnahen Ende 3 weist der Bohrkopf 1 zwei Absaugöffnungen 4 auf. Von den Absaugöffnungen 4 führen Eintrittskanäle 9 in den Saugkanal 11 des Schaftes 10. Über die Absaugöffnungen 4 angesaugtes Bohrklein kann auf diese Weise in den Saugkanal 11 übertreten und von dort von einer Absaugeinrichtung 8 (nicht gezeigt) aufgenommen werden.

[0063] Figur 2 zeigt einen Bohrkopf 1 der Erfindung in einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei

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Patentamt in Figur 2a ein Querschnitt und in Figur 2b eine Draufsicht auf das arbeitsnahe Ende 3 dargestellt ist. Erläuterungen zu Bezugszeichen gelten auch für die nachfolgenden Figuren. Der Übersichtlichkeit halber wurden in den nachfolgenden Figuren nicht alle Bezugszeichen eingetragen.

[0064] Der Bohrkopf 1 weist (in diesem Fall) zwei Absaugöffnungen 4 an seinem arbeitsnahen Ende 3 auf. Von den Absaugöffnungen 4 führen Eintrittskanäle 9 weg. Die Eintrittskanäle 9 münden in einem Übergangsbereich T in einen im Bohrkopf 1 ausgebildeten Zentralkanal 5. Der Zentralkanal 5 ist über eine an einem arbeitsfernen Ende 6 des Bohrkopfes 1 gelegene Austrittsöffnung 7 mit einer Absaugeinrichtung 8 (hier nicht gezeigt) verbindbar.

[0065] Der Querschnitt wenigstens eines Eintrittskanals 9 erweitert sich von einer Querschnittsfläche A_out an den Absaugöffnungen 4 zu einer Querschnittsfläche A_in im Übergangsbereich T.

[0066] Damit wird verhindert, dass gröbere Partikel einen Eintrittskanal 9 verlegen können. Die Gestalt der Eintrittskanäle 9 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel von Kegelstümpfen gebildet. Die Eintrittskanäle 9 weisen Symmetrieachsen S_Ek auf, die in diesem Fall gleich den Rotationsachsen der die Eintrittskanäle 9 bildenden Kegelstümpfe sind.

[0067] Der Zentralkanal 5 ist als im Wesentlichen mittig im Bohrkopf 1 verlaufender Kanal mit einer Symmetrieachse M ausgebildet. Er könnte auch außermittig [0068] angelegt sein. Die Querschnittsfläche des Zentralkanals 5 ist deutlich größer als eine Querschnittsfläche eines Eintrittskanals 9.

[0069] Die Eintrittskanäle 9 münden bündig in den Zentralkanal 5. Bündig heißt, dass in einer Draufsicht die Außenkontur eines Eintrittskanals 9 radial außen die Außenkontur des Zentralkanals 5 berührt. Es besteht also kein Vorsprung zwischen der Einmündung des Eintrittskanals 9 und der Außenkontur des Zentralkanals 5. Die bündige Einmündung ist strömungstechnisch besonders vorteilhaft.

[0070] Die Außenkontur des Zentralkanals 5 entspricht der durch die Durchdringung der Eintrittskanäle 9 entstehenden Kurve. Die Außenkonturen des Zentralkanals 5 sowie der Durchdringung der Eintrittskanäle 9 sind in den Figuren jeweils in der Draufsicht als strichlierte Linien kenntlich gemacht.

[0071] Durch die Neigung der Symmetrieachsen S_Ek der Eintrittskanäle 9 gegenüber der Symmetrieachse M des Zentralkanals 5 ergibt sich eine dem arbeitsnahen Ende 3 des Bohrkopfes 1 besonders nahe Verschneidung der Eintrittskanäle 9 mit dem Zentralkanal 5. Die Durchdringung der Eintrittskanäle 9 erfolgt bereits vor deren Einmündung in den Zentralkanal 5.

[0072] Der Vergleich mit dem Stand der Technik zeigt, dass durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Bohrkopfes 1 mit einem Zentralkanal 5 bereits besonders arbeitsnahe ein Übergang zu einer größeren Gesamt- Querschnittsfläche erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Bohrkopfes 1 kann die Länge der Eintrittskanäle 9 und der Druckverlust bis zu einer Mündung in einen Saugkanal 11 eines mit dem Bohrkopf 1 verbindbaren Schaftes 10 gering gehalten werden.

[0073] Der Bohrkopf 1 kann mit einem Schaft 10 (hier nicht gezeigt) zu einem Bohrwerkzeug 2 gefügt werden. Die Verbindung von Bohrkopf 1 und Schaft 10 kann beispielsweise stumpf erfolgen, oder es wird eine Nut in den Schaft 10 gefräst, in welche der Bohrkopf 1 eingesetzt werden kann.

[0074] Figur 3 zeigt einen Bohrkopf 1 der Erfindung in einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei in Figur 3a ein Querschnitt und in Figur 3b eine Draufsicht auf das arbeitsnahe Ende 3 dargestellt ist.

[0075] Der Bohrkopf 1 weist (in diesem Fall) zwei Absaugöffnungen 4 an seinem arbeitsnahen Ende 3 auf. Von den Absaugöffnungen 4 führen Eintrittskanäle 9 weg zum Zentralkanal 5. Die Eintrittskanäle 9 weisen hier eine kegelstumpfförmige Gestalt auf.

[0076] In diesem Fall münden die Eintrittskanäle 9 - anders als in Figur 2 gezeigt - nicht bündig

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Patentamt in den Zentralkanal 5, sondern es besteht in der Schnittebene von Zentralkanal 5 und den Eintrittskanälen 9 ein Querschnittssprung. Die Außenkonturen des Zentralkanals 5 sowie der Durchdringung der Eintrittskanäle 9 sind in der Draufsicht als strichlierte Linien kenntlich gemacht. Die Durchdringung der Eintrittskanäle 9 erfolgt bereits vor deren Einmündung in den Zentralkanal 5.

[0077] Figur 4 zeigt einen Bohrkopf 1 der Erfindung in einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei in Figur 4a ein Querschnitt und in Figur 4b eine Draufsicht auf das arbeitsnahe Ende 3 dargestellt ist.

[0078] In dieser Variante weisen die Eintrittskanäle 9 eine von einem Kegelstumpf abweichende, ausgebauchte Gestalt auf. Insbesondere wird mit der gezeigten Formgebung rascher ein größerer Durchmesser bzw. Querschnitt erreicht als bei einer kegelstumpfförmigen Gestalt.

[0079] Auch hier erfolgt die Durchdringung der Eintrittskanäle 9 bereits vor deren Einmündung in den Zentralkanal 5. Die Einmündung der Eintrittskanäle 9 in den Zentralkanal 5 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel nicht bündig.

[0080] Figur 5 zeigt einen Bohrkopf 1 der Erfindung in einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei in Figur 5a ein Querschnitt und in Figur 5b eine Draufsicht auf das arbeitsnahe Ende 3 dargestellt ist.

[0081] In der gezeigten Variante weisen die Eintrittskanäle 9 eine sich trompetenartig in Richtung Zentralkanal 5 weitende Gestalt auf.

[0082] Auch hier erfolgt die Durchdringung der Eintrittskanäle 9 bereits vor deren Einmündung in den Zentralkanal 5. Die Einmündung der Eintrittskanäle 9 in den Zentralkanal 5 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel nicht bündig.

[0083] In der in Figur 6 gezeigten Variante weisen die Eintrittskanäle 9 am arbeitsnahen Ende 3, beginnend von den Absaugöffnungen 4, zunächst einen zylindrischen Abschnitt konstanten Querschnittes auf. Darauf folgend weiten sich die Eintrittskanäle 9 in einer kegelstumpfförmigen Gestalt. Durch den zylinderförmigen Abschnitt wird die mechanische Widerstandsfähigkeit des Eintrittskanals erhöht und somit die Gefahr von Ausbrüchen während des Betriebs des Werkzeugs reduziert.

[0084] Dabei zeigt Figur 6a einen Querschnitt und Figur 6b eine Draufsicht auf das arbeitsnahe Ende 3 des Bohrkopfes 1. Die Durchdringung der Eintrittskanäle 9 erfolgt bereits vor deren Einmündung in den Zentralkanal 5. Die Einmündung der Eintrittskanäle 9 in den Zentralkanal 5 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel nicht bündig.

[0085] Im Ausführungsbeispiel der Figur 7 verlaufen die Symmetrieachsen S_Ek der Eintrittskanäle 9 parallel zur Symmetrieachse M des Zentralkanals 5. Figur 7a zeigt einen Querschnitt und Figur 7b eine Draufsicht auf das arbeitsnahe Ende 3 des Bohrkopfes 1.

[0086] Die Eintrittskanäle 9 weisen eine zylindrische Form mit kreisförmigem Querschnitt auf. Die gezeigte Variante ist besonders vorteilhaft hinsichtlich der Herstellbarkeit über uniaxiales Pressen.

[0087] In einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels können sich die Eintrittskanäle 9 auch leicht in Richtung der Eintrittsöffnungen 4 verjüngen.

[0088] Die Einmündung der Eintrittskanäle 9 in den Zentralkanal 5 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel nicht bündig.

[0089] Im Ausführungsbeispiel der Figur 8 weisen die Eintrittskanäle 9 eine zylindrische Form mit kreisförmigem Querschnitt auf. Die Symmetrieachsen S_Ek der Eintrittskanäle 9 verlaufen geneigt zur Symmetrieachse M des Zentralkanals 5. Figur 8a zeigt einen Querschnitt und Figur 8b eine Draufsicht auf das arbeitsnahe Ende 3 des Bohrkopfes 1. Die Einmündung der Eintrittskanäle 9 in den Zentralkanal 5 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel bündig bzw. folgt die Außenkontur des Zentralkanals 5 der sich durch die Durchdringung der Eintrittskanäle 9 ergebenden Kurve.

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Patentamt [0090] Im Ausführungsbeispiel der Figur 9 weisen die Eintrittskanäle 9 eine kegelstumpfförmige Gestalt auf. Die Symmetrieachsen S_Ek der Eintrittskanäle 9 verlaufen parallel zur Symmetrieachse M des Zentralkanals 5. Die Eintrittskanäle 9 münden bündig in den Zentralkanal 5. Auch diese Variante lässt sich gut über uniaxiales Pressen herstellen. Die Einmündung der Eintrittskanäle 9 in den Zentralkanal 5 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel bündig. Die Außenkontur des Zentralkanals 5 setzt sich aus Kreisbögen entsprechend den Außenkonturen der Eintrittskanäle 9 sowie aus Geradenabschnitten zusammen.

[0091] Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Bohrkopfes 1, bei welchem die Eintrittskanäle 9 kegelstumpfförmig und deren Symmetrieachsen S_Ek geneigt zur Symmetrieachse M des Zentralkanals 5 sind. Die Eintrittskanäle 9 sind solcherart ausgebildet, dass in einer der Draufsicht entsprechenden Projektion die Summe der Durchmesser der Eintrittskanäle 9 dem Durchmesser des Zentralkanals 5 entspricht. Es bleibt also in der Ebene der Verschneidung von Eintrittskanälen 9 und dem Zentralkanal 5 kein Materialsteg bestehen.

[0092] Der Schnittpunkt der Symmetrieachsen S_EK der Eintrittskanäle 9 mit der Symmetrieachse M des Zentralkanals 5 liegt dabei innerhalb des Bohrkopfes 1. Die Einmündung der Eintrittskanäle 9 in den Zentralkanal 5 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel bündig. Die Außenkontur des Zentralkanals 5 folgt der sich durch die Durchdringung der Eintrittskanäle 9 ergebenden Kurve.

[0093] Figuren 11a bis 11 d zeigen verschiedene Ansichten einer Anordnung eines Bohrkopfes 1 mit einem Schaft 10.

[0094] Der Schaft 10 weist einen Saugkanal 11 auf, der mit einer Absaugeinrichtung (nicht gezeigt) verbindbar ist.

[0095] Wie im Querschnitt der Figur 11a zu erkennen, sind Bohrkopf 1 und Schaft 10 so ausgebildet, dass der Zentralkanal 5 den gleichen Durchmesser wie der Saugkanal 11 aufweist, konzentrisch mit diesem ist und bündig in den Saugkanal 11 übergeht.

[0096] Der Bohrkopf 1 dieses Ausführungsbeispiels weist zwei Absaugöffnungen 4 auf. Von den Absaugöffnungen 4 führen Eintrittskanäle 9 zum Zentralkanal 5.

[0097] Aus der Vorderansicht in Figur 11 b geht die Geometrie des Bohrkopfes 1 näher hervor. Der Bohrkopf 1 ist dachförmig ausgebildet.

[0098] Wie in der Draufsicht in Figur 11c erkennbar, sind die Absaugöffnungen 4 hinsichtlich einer Rechtsdrehung des Bohrkopfes 1 hinter den Schneiden 12 angeordnet.

[0099] Figur 11d zeigt eine perspektivische Ansicht.

[00100] Der Bohrkopf 1 ist in eine schlitzförmige Nut im Schaft 10 eingelassen. Dies ermöglicht neben einer stoffschlüssigen Verbindung über Löten oder Schweißen zusätzlich eine formschlüssige Verbindung von Bohrkopf 1 und Schaft 10.

[00101] Der Bohrkopf 1 besteht aus Hartmetall und ist bevorzugt über pulvermetallurgische Formgebungsverfahren und Sintern hergestellt.

[00102] Figur 12 zeigt eine Draufsicht auf das arbeitsnahe Ende 3 eines Bohrkopfes 1, wobei vier Varianten der Ausgestaltung von Eintrittsöffnungen dargestellt sind. Eintrittsöffnung 4 hat eine elliptische Gestalt, Eintrittsöffnung 4‘ hat eine nierenförmige Gestalt, Eintrittsöffnung 4“ ist polygonal mit verrundeten Ecken (hier in etwa herzförmig) und Eintrittsöffnung 4‘“ ist kreisförmig. Anhand des Ausführungsbeispiels von Figur 12 sollen verschiedene Möglichkeiten der Ausgestaltung von Eintrittsöffnungen gezeigt werden. In der Regel werden alle Eintrittsöffnungen an einem Bohrkopf 1 gleich gestaltet. Sie können aber auch an einem Bohrkopf 1 unterschiedlich ausgebildet sein.

[00103] Der Bohrkopf 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist vier-schneidig mit kreuzförmig angeordneten Schneiden 12 ausgebildet. Die Eintrittsöffnungen 4 - 4‘“ liegen in Mulden zwischen den Schneiden 12. Dadurch sind die Eintrittsöffnungen 4 - 4‘“ vor einem direkten Verschleiß geschützt.

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AT 15 689 U1 2018-04-15 österreichisches patentamt [00104] In Figur 13 ist schematisch ein Bohrwerkzeug 2 umfassend einen Bohrkopf 1 und einen Schaft 10 dargestellt. Im Einsatz des Bohrwerkzeugs 2 kann Bohrklein aus dem Arbeitsbereich des Bohrwerkzeugs 2 über die Eintrittsöffnungen 4 abgezogen werden. Das Bohrwerkzeug 2 ist über eine Manschette 13 mit einer Absaugeinrichtung 8 verbunden. Das von den Eintrittsöffnungen 4 angesaugte Material gelangt so über den Zentralkanal 5 und den Saugkanal 11 in die Absaugeinrichtung 8.

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LISTE DER VERWENDETEN BEZUGSZEICHEN:

Bohrkopf

Bohrwerkzeug arbeitsseitiges Ende

Absaugöffnung

Zentralkanal arbeitsfernes Ende

Austrittsöffnung

Absaugeinrichtung

Eintrittskanal

Schaft

Saugkanal

Schneide

Manschette

A_in Querschnittsfläche des Eintrittskanals im Übergangsbereich

A_out Querschnittsfläche des Eintrittskanals an Absaugöffnungen

M Symmetrieachse des Zentralkanals

S_EK Symmetrieachse des Eintrittskanals

T Übergangsbereich

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Claims

Ansprüche

1. Bohrkopf (1) aus einem Hartstoff für ein Bohrwerkzeug (2), wobei der Bohrkopf (1) an einem arbeitsseitigen Ende (3) wenigstens eine Absaugöffnung (4) aufweist, über welche Bohrklein ansaugbar ist und der Bohrkopf (1) weiters einen Zentralkanal (5) aufweist, der über eine an einem arbeitsfernen Ende (6) des Bohrkopfes (1) gelegene Austrittsöffnung (7) mit einer Absaugeinrichtung (8) verbindbar ist, wobei die Absaugöffnungen (4) jeweils über im Bohrkopf (1) ausgebildete Eintrittskanäle (9) mit dem Zentralkanal (5) verbunden sind.
2. Bohrkopf () nach Anspruch 1, wobei der Zentralkanal (5) mit den Eintrittskanälen (9) nichtkoaxial verläuft.
3. Bohrkopf (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei Symmetrieachsen (S_Ek) der Eintrittskanäle (9) im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse (M) des Bohrkopfs (1) verlaufen.
4. Bohrkopf (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei Symmetrieachsen (S_Ek) der Eintrittskanäle (9) einen Winkel ungleich Null mit einer Symmetrieachse (M) des Zentralkanals (5) einschließen.
5. Bohrkopf (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei wenigstens zwei Absaugöffnungen (4) bestehen, von welchen jeweils zugeordnete Eintrittskanäle (9) zum dem gemeinsamen Zentralkanal (5) führen und in diesen münden.
6. Bohrkopf (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Querschnittsfläche wenigstens eines Eintrittskanals (9) von einem Übergangsbereich (T) des Eintrittskanals (9) in den Zentralkanal (5) hin zu den Absaugöffnungen (4) über die Länge des Eintrittskanals (9) veränderlich ist.
7. Bohrkopf (1) nach Anspruch 6, wobei sich die Querschnittsfläche wenigstens eines Eintrittskanals (9) vom Übergangsbereich (T) des Eintrittskanals (9) in den Zentralkanal (5) hin zu den Absaugöffnungen (4) ausgehend von einer Querschnittsfläche (A_in) im Übergangsbereich (T) zu einer Querschnittsfläche (A_out) an den Absaugöffnungen (4) reduziert.
8. Bohrkopf (1) nach Anspruch 7, wobei sich die Querschnittsfläche wenigstens eines Eintrittskanals (9) vom Übergangsbereich (T) des Eintrittskanals (9) in den Zentralkanal (5) hin zu der Absaugöffnung () ausgehend von einer Querschnittsfläche (A_in) im Übergangsbereich (T) zu einer Querschnittsfläche (A_out) an der Absaugöffnung (4) gemäß einer nichtlinearen Funktion reduziert.
9. Bohrkopf (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei sich die Querschnittsfläche wenigstens eines Eintrittskanals (9) vom Übergangsbereich (T) der Eintrittskanäle (9) in den Zentralkanal (5) hin zu den Absaugöffnungen (4) ausgehend von einer Querschnittsfläche (A_in) im Übergangsbereich (T) zu einer Querschnittsfläche (A_out) an den Absaugöffnungen (4) gemäß einer zumindest abschnittsweise linearen Funktion verjüngt.
10. Bohrkopf (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei wenigstens eine Absaugöffnung (4) eine nierenförmige Gestalt aufweist.
11. Bohrkopf (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei wenigstens eine Absaugöffnung (4) eine verrundete polygonale Gestalt aufweist.
12. Bohrkopf (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei wenigstens eine Absaugöffnung (4) eine kreisrunde oder elliptische Gestalt aufweist.
13. Bohrkopf (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Symmetrieachsen (Sek) der Eintrittskanäle (9) einen Schnittpunkt mit der Mittelachse (M) des Zentralkanals (5) aufweisen.
14. Bohrkopf (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Symmetrieachsen (Sek) der Eintrittskanäle (9) keinen Schnittpunkt mit der Mittelachse (M) des Zentralkanals (5) aufweisen.

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15. Bohrwerkzeug (2) umfassend einen Bohrkopf (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche und einen Schaft (10) mit einem Saugkanal (11), welcher Saugkanal (11) mit einer Absaugeinrichtung verbindbar ist, wobei der Bohrkopf (1) und der Schaft (10) am arbeitsfernen Ende (6) des Bohrkopfes (1) stoffschlüssig und / oder formschlüssig miteinander verbunden sind, und der Zentralkanal (5) des Bohrkopfes (1) in den Saugkanal (11) des Schaftes (10) mündet.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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Fig. 1

Stand der Technik

Fig. 2a

Fig. 2b

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Fig. 3a

Fig. 3b

Fig. 4a

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Fig. 4b

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Fig. 5a

Fig. 5b

Fig. 6a

Fig. 6b

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Fig. 7b

Fig. 7a

Fig. 8a

Fig. 8b

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Fig. 9a

Fig. 9b

Fig. 10a

Fig. 10b
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Fig. 13

Fig. 12
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