CN102223976B - 用于钻孔设备和/或凿孔设备的钻孔刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其是用于钻孔设备和/或凿孔设备的钻孔刀具(1)，用于在砖石建筑、混凝土、岩石或类似物上钻孔，包括钻头(5)和至少一个切削体(6)，其中，切削体(6)设置在钻头(5)的自由端(7)上，切削体(6)通过切削尖(34)在钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上在钻孔方向侧轴向地突出超过钻头(5)并且切削体(6)径向突出超过钻头(5)，第一切削体(6)包括至少两个具有切削刃(22，23)的切削部(16，19)，切削部(16，19)从切削尖(34)径向向外延伸，并且第一切削体(6)的切削刃(22，23)在钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上观察在切削尖(34)与连接侧面(14，15；17，18)的壳面(20，21)之间具有至少一个区段(B22，B23)，所述区段具有弧形的、使径向向外指向的钻屑运动制动的走向。

Description

用于钻孔设备和/或凿孔设备的钻孔刀具
背景技术
由EP0846835B1已知一种具有螺旋形排屑槽的混凝土或岩石钻孔刀具，其中刀片在两个径向端部区域上具有与排屑槽的螺旋形出口相反延伸的加厚部。这种岩石钻孔刀具尽管由于增加的材料使用而具有更高的承载能力，但是通过这种岩石钻孔刀具不能实现尤其在破碎效率、摩擦和材料消耗方面的广泛优化。
发明内容
按照本发明，提出了一种钻孔刀具，包括钻头和至少一个切削体，其中，所述切削体设置在所述钻头的自由端上，所述切削体通过切削尖在所述钻孔刀具的纵轴线的方向上在钻孔方向侧轴向地突出超过所述钻头，并且所述切削体径向地突出超过所述钻头，所述切削体包括至少两个具有切削刃的切削部，其中，所述切削部从所述切削尖径向向外延伸，其中，在所述钻孔刀具的纵轴线的方向上观察，所述切削体的切削刃在所述切削尖与使侧面相连的壳面之间具有至少一个区段，所述区段具有弧形的、使径向向外指向的钻屑运动制动的走向，其中，所述弧形区段具有一个半径或多个排列在一起的半径，该一个半径或多个半径大于所述切削体的标称半径，其中，所述切削刃的弧形区段在所述切削体的标称半径的至少50％上延伸并且在所述切削体的尖中或上开始。
本发明的目的是，建议一种钻孔刀具，其中切削体与传统的具有大致相同的硬质合金体积的切削体相比同样具有提高的承载能力，通过该承载能力显著提高最大可能的负荷或耐用度。
按照本发明该目的通过一种具有上述技术方案中列举的特征的钻孔刀具实现。
按照本发明规定，切削刃在切削尖与连接侧面的壳面之间分别具有至少一个区段，所述区段具有弧形的、制动或阻止在钻孔刀具的纵向延伸尺寸上观察径向的钻屑运动的走向。由此实现更好地围绕旋转轴线携带钻屑。这导致更好地通过钻头排出钻屑到该排屑槽或这些排屑槽中并由此减少钻屑在钻孔壁与钻孔刀具之间的粘附。钻屑到该排屑槽或这些排屑槽中的这种改进输送总体上导致尤其在切削体与钻孔壁之间的摩擦损失的降低，因为必需在钻孔壁与钻孔刀具之间碾碎的钻屑更少。由此提高钻孔刀具耐用度，因为磨损过程最小化，由此减小切削体的直径。
本发明尤其规定，所述切削刃的该弧形区段构造为凹形地成形的切削刃，在钻孔刀具的纵轴线的方向上观察，切削刃如镰刀一样在钻孔刀具的旋转方向上运动。通过切削刃的这种镰刀形走向或者说在旋转方向上位于切削刃前面的切屑面(刀具前面)能够将钻屑阻挡在圆环形的冲击区(它包围通过切削尖加工的内部冲击区)中直到钻屑通过该排屑槽或这些排屑槽运出。通过切削刃的这种造型来制动通过钻孔刀具去除的材料的径向向外指向的流出。
本发明还规定一个具有弧形区段的切削刃，所述弧形区段在切削体的标称半径的至少50％上延伸并且尤其在切削体的钻尖中或上开始。
本发明变换地规定一个切削刃，其中弧形区段在所述切削体的切削尖的刀尖角跳跃地变化并且尤其跳跃地变小的地方开始。在切削刃的上述两个实施例中，保证了按照本发明的造型在围绕钻孔刀具纵轴线的圆环形区域中的作用。由此使钻孔刀具具有相对较大的作用。
本发明规定，所述切削刃的弧形区段允许在该切削刃过渡到切削体的壳面中的地方终结。由此也能够在最外部的边缘区域中还充分利用弧形切削刃的积极特性并且使钻孔刀具具有特别小的摩擦损失。
本发明变换地规定，所述切削刃的弧形区段一直通到通过柄杆或钻头定义的圆周。由此实现了一种钻孔刀具，该钻孔刀具的切削体在切屑面的径向外部的拐角区域中特别坚固。
本发明规定，所述弧形区段具有一个半径或多个排列在一起的半径，其中所有半径大于切削体的标称半径。通过环形区段的这种尺寸避免太强烈地阻挡钻屑。
所述钻孔刀具按照本发明具有第一切削体，其中该切削体的每个切削部在钻孔刀具的纵轴线的方向上观察横向于切削体的宽度具有厚度，该厚度随着与切削尖的径向距离的增加从最小厚度增加到最大厚度，其中在钻孔刀具的旋转方向上在切削刃前面或切削刃两侧实现材料增加。由此使切削体在每个切削部上随着与其纵轴线的径向距离的增加具有增加的体积，该增加的体积在旋转运动中能够更好地承受径向向外增加的切削力。最后切削体的该特殊的造型允许：通过钻孔刀具在冲击时在围绕切削尖设置的圆环形的冲击区中比通过传统成形的具有类似体积的切削体破碎更多的材料。在该区域通过由旋转加强的材料去除经济地补偿由于切削体在圆形内部冲击区中的造型可能减小的破碎效率，因为对于在内部冲击区中的旋转去除而言相对较小的转矩就足够了。因此按照本发明形成一个具有切削体几何形状的钻孔刀具，该切削体几何形状在同心地围绕纵轴线变化的负荷和要求方面被优化并通过各个区域的个性化适配允许钻孔刀具具有更高的最大负荷。为此切削体与传统的切削体相比在负荷超过平均负荷的区域中更坚固地构成并且为此切削体在负荷低于平均负荷的区域中更精细地构成。
此外本发明规定，各切削部通过所述切削部的侧面嵌入到钻头中，这些侧面相互间呈锐角设置，其中侧面所在的平面在相交线上相交，该相交线在各对置的切削部的区域中穿过切削体。通过这种结构通常能够相对良好地满足不同的要求，这些要求随着与纵轴线的径向距离的增加而产生。
本发明还规定，第一切削体的两个切削部的过渡到切屑面的侧面设置在平行的平面中，或者说两个切削部的过渡到自由面(刀具后面)的侧面设置在平行的平面中。由此通过简单的加工过程、例如通过磨削盘尤其可以制造出在钻头中预给定的用于容纳切削体的缝隙。
本发明规定，所述切削体构造为刀片，它可以固定在构造于钻头中的缝隙中。这种钻孔刀具由于切削体的优化允许以相对少量的硬质合金制成。
本发明变换地规定，所述切削体被构造为整体硬质合金头，它可尤其平面地支放在钻头上或者可与钻头形状锁合地连接。与传统的整体硬质合金基体相比，在这里也只需相对少量的硬质合金来实现最佳的工作结果或良好的耐用度。
此外本发明规定，所述钻孔刀具装设有第二切削体并尤其装设有第三切削体，其中它们尤其对置地设置并且尤其被构造为副切削体，这些副切削体与第一切削体间隔距离地设置在钻头上并且这些副切削体分别只具有一个切削部。通过这种副切削体尤其在第一切削体的标称直径大于15mm的钻孔刀具中能够提高钻孔效率。
最后本发明规定，所述副切削体的切削部在钻孔刀具的纵轴线的方向上观察被构造为具有在径向上发散的侧面的切削部，其中在切削部上尤其在旋转方向上在切削刃前面或切削刃两侧实现材料增加。由此可以在副切削部上实现与在第一刀片上实现的优点类似的优点。
在优选的实施例中按照本发明的钻孔刀具具有柄杆，该柄杆具有至少一个螺旋形排屑槽，由此有利地有助于排出钻屑的排出。
在另一优选的实施例中，按照本发明的钻孔刀具包括一个插入端，通过该插入端可以将钻孔刀具构造为有利的可更换刀具。
附图说明
在附图中借助于示意示出的实施例描述本发明的其它细节。在这里：
图1a，1b示出两个钻孔刀具的示意图；
图2至4示出钻孔刀具的第一、第二和第三实施变型的俯视图；
图5a至5c示出钻孔刀具的第四实施变型的局部视图；
图6a至6c示出钻孔刀具的第五实施变型的局部视图；
图7示出钻孔刀具的第六实施变型的俯视图；
图8a示出对应于本发明的切削体的示意图；
图8b示出对应于现有技术的切削体的示意图。
具体实施方式
在图1a中以侧视图示出一个示意性示出的钻孔刀具1。该钻孔刀具1包括一被构造为所谓的SDS插入端的插入端2、一具有排屑槽4的柄杆3、钻头5和切削体6。该切削体6设置在钻头5的自由端7上并且构造为刀片8，该刀片固定在钻头5的缝隙9中。
图1b同样以侧视图示出一个示意性示出的钻孔刀具1。在该钻孔刀具1中也在插入端2上衔接一柄杆3，该柄杆具有螺旋形的排屑槽4并且终结在钻头5中，该钻头支承切削体6。与在图1a中所示的钻孔刀具不同，该切削体6被构造为整体硬质合金头10，它基本上平面地支承在钻头5的自由端7上并且附加地通过销11嵌入到凹部12中。
在图1a和1b中所示的钻孔刀具1分别具有纵轴线L1。
在图2中示出钻孔刀具1的第一实施例，该钻孔刀具的原理结构对应于在图1a中所示的钻孔刀具。在钻孔刀具1的纵轴线L1方向定向的俯视图中可以看到一具有类似沙漏的轮廓13的切削体6，该切削体基本上通过第一切削部16的侧面14，15、第二切削部19的侧面17，18和壳面20，21构成。一起形成切削体6的切削部16，19横向于其在钻头5上的径向延伸尺寸具有厚度D，该厚度随着径向距离R1，R2的增加从最小厚度D1增加到最大厚度D2。切削部16，19通过切削刃22，23在俯视图中分别被分成第一分体I和第二分体II，其中第一分体I位于切屑面24或25下方，第二分体II位于自由面26或27下方。观察在以下假设条件下进行：钻孔刀具1在钻孔时围绕纵轴线L1向左在旋转方向w上旋转。通过切削部16，19的侧面14，15或17，18分别定义平面E1至E4，它们在分别对置的切削部19或16中以锐角α相交，其中相交线28穿过分别对置的切削部19或16。此外与切屑面24，25相对应的侧面14，18在相互平行的平面E1和E4中延伸。与自由面26，27相对应的侧面15，17同样在平行的平面E2，E3中延伸。连接这些侧面14，15或17，18的壳面20，21具有至少一个具有弧形走向的区段，它对应于切削体6或钻孔刀具1的标称半径RN。与常见的、在俯视图中在钻头纵轴线方向上基本上矩形的切削体相比，按照本发明的钻孔刀具1在其切削体6上随着与纵轴线L1或切削尖34的径向距离的增加向着切削刃22，23的两个侧面具有材料增加。通过该材料增加一方面使也作为冲击面工作的切屑面24，25更大面积地作用于要被破碎的材料上，另一方面使切削刃22，23尤其向着钻头5的圆周U5更好地被支承。
在图3中示出钻孔刀具1的第二实施例，其原理结构对应于在图1a中所示的钻孔刀具，其中以纵轴线L1方向上的俯视图示出该钻孔刀具1。对于在图3中所示的钻孔刀具1原则上可以首先参阅对图2的描述，其中与在图2中所示的实施变型不同，这样选择切削体6的轮廓13和切削刃22，23的走向，使得在与纵轴线L1的径向距离增加时仅仅在旋转方向w上在切削刃22，23前面的第一分体I中实现材料增加。这样构成的钻孔刀具1尤其在高破碎效率方面是最佳的。此外在图3中所示的钻孔刀具1与在图2中所示的钻孔刀具的不同之处在于第二切削体29和第三切削体30，它们被构造为副切削体31，分别只具有一个切削部S31并且在在钻头5中与第一切削体6间隔地设置。与第一切削体6类似，副切削体31在纵轴线L1方向上的俯视图中横向于其径向延伸尺寸具有厚度d，该厚度随着与纵轴线L1的径向距离的增加从最小厚度d1增加到最大厚度d2。与第一切削体6一样，副切削体31也被其切削刃32，33分成第一和第二分体III，IV，其中由于切削刃32或33的走向随着与纵轴线L1的径向距离的增加在切削刃22或33的前面和后面实现材料增加。
在图4中示出钻孔刀具1的第三实施例，它在第一切削体6的结构上对应于在图2中所示的第一实施变型。此外第三实施变型也与在图3中所示的第二实施变型一样具有副切削部31。第一切削体6的切削部16，19的切削刃22，23在钻孔刀具1纵轴线L1的方向上观察凹形地拱曲并且相对于假想的、径向延伸的切削刃与旋转方向相反地回缩。副切削部31的切削刃32，33同样在钻孔刀具1的纵轴线L1的方向上观察具有这样的曲率。所有四个镰刀形的切削刃22，23，32，33具有半径R22，R23，R32，R33，它们大于切削体6的标称半径RN。
在图5a至5c中以两个局部立体图和一个钻孔刀具1纵轴线L1方向上的俯视图示出钻孔刀具1的第四实施变型。切削体6构造为刀片8，它固定在钻头5的缝隙9中。切削体6具有切削尖34。具有构造为定心尖的切削尖34的该切削体6没有横切削部并由此能够在钻孔时更好地定心。切削刃22或23的弧形区段B22或B23在如图5a和5b所示的侧视图之一中观察在切削尖34下方尤其在点P1，P2中开始，在这些点上刀尖角β跃变地变化。弧形区段B22，B23大致终结在通过钻头5定义的圆周U5上。由此使切削体6在其切屑面24，25的拐角区域36，37中尤其特别稳定和坚固地被保持。
在图6a至6c中与图5a至5c类似地示出钻孔刀具1的第五实施变型。与第四实施变型不同，第五实施变型具有第二和第三切削体29，30，它们被构造为副切削体31。副切削体31对置地且分别相对于第一切削体6以约90°设置。与第一切削体6一样，第二和第三切削体29，30也在沿着钻孔刀具1纵轴线L1的轴向上突出超过钻头5，其中第一切削体6在箭头方向x上通过切削尖34以高度H突出超过第二和第三切削体29，30，该高度H为第一切削体6的标称半径RN的至少三分之一。
在图7中示出钻孔刀具1的第六实施变型，其原理结构对应于在图1b中所示的钻孔刀具。在该实施变型中切削体6被构造为整体硬质合金头10，它在很大程度上平面地支承在钻孔刀具1的钻头5的自由端7上并且附加地通过销11嵌入到钻头5中的凹部12中。
在图8a和8b中分别以俯视图对比地示出按照本发明的切削体6和由现有技术已知的、在俯视图中呈矩形的切削体100。在图8a中通过圆弧38表示与纵轴线L1同心设置的圆环39。该圆环39在图8b中相应地由圆环101承担。现在比较在图8a和8b中所示的阴影面积F1和F100示出，与在图8b中所示的传统的切削体100相比，按照本发明的切削体6的面积或体积如何随着与纵轴线L1的径向距离R，R1或R2的增加而增加，尽管两个切削体1，100在俯视图中具有近似的总面积G6，G100。如果也还考虑拱形的切削体6或100结构，对于在俯视图中相同大小的总面积G6，G100，按照本发明的切削体6的体积V6与切削体100的体积V100相比更小，因为切削体6在纵轴线1方向上观察在低的地方更厚并且因为切削体6在纵轴线L1方向上观察在高的地方更窄。
本发明不局限于所示或所述的实施例。而是本发明在权利要求保护的范围内包括本发明的改进方案。

Claims (20)

1.钻孔刀具(1)，包括
钻头(5)，和
至少一个切削体(6)，
其中，所述切削体(6)设置在所述钻头(5)的自由端(7)上，
所述切削体(6)通过切削尖(34)在所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上在钻孔方向侧轴向地突出超过所述钻头(5)，并且
所述切削体(6)径向地突出超过所述钻头(5)，
所述切削体(6)包括至少两个具有切削刃(22，23)的切削部(16，19)，
其特征在于，所述切削部(16，19)从所述切削尖(34)径向向外延伸，其中，在所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上观察，所述切削体(6)的切削刃(22，23)在所述切削尖(34)与使侧面(14，15；17，18)相连的壳面(20，21)之间具有至少一个区段(B22，B23)，所述区段具有弧形的、使径向向外指向的钻屑运动制动的走向，其中，所述弧形区段(B22，B23)具有一个半径(R22，R23)或多个排列在一起的半径，该一个半径或多个半径大于所述切削体(6)的标称半径(RN)，其中，所述切削刃(22，23)的弧形区段(B22，B23)在所述切削体(6)的标称半径(RN)的至少50％上延伸并且在所述切削体(6)的尖(34)中或上开始。
2.如权利要求1所述的钻孔刀具，其特征在于，在所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上观察，所述切削刃(22，23)的弧形区段(B22，B23)凹形地拱曲并且与所述钻孔刀具(1)的旋转方向(w)相反地回缩。
3.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，所述切削刃(22，23)的弧形区段(B22，B23)在所述切削体(6)的尖(34)的刀尖角(β)跳跃地变化的地方开始。
4.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，所述切削刃(22，23)的弧形区段(B22，B23)在所述切削刃(22，23)过渡到所述切削体(6)的壳面(20，21)中的地方终结。
5.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，所述切削刃(22，23)的弧形区段(B22，B23)在所述切削刃(22，23)在所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上观察到达通过柄杆(3)或钻头(5)定义的圆周(U5)的地方终结。
6.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，在所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上观察，所述切削体(6)的每个切削部(16，19)横向于其径向走向具有厚度(D)，该厚度随着与纵轴线(L1)的径向距离的增加从最小厚度(D1)增加到最大厚度(D2)，其中，在旋转方向(w)上在所述切削刃(22，23)前面或在所述切削刃(22，23)两侧实现材料增加。
7.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，相应的切削部(16，19)通过所述切削部(16，19)的侧面(14，15；17，18)嵌入到所述钻头(5)中或接触所述钻头(5)，这些侧面分别定义平面(E1-E4)，这些平面在所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上观察相互成锐角(α)。
8.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，所述切削体(6)的两个切削部(16，19)的过渡到切屑面(24，25)中的侧面(14，15；17，18)位于平行的平面(E1，E4)中。
9.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，所述切削体(6)的两个切削部(16，19)的过渡到自由面(26，27)中的侧面(14，15；17，18)位于平行的平面(E2，E3)中。
10.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，所述切削体(6)被构造为刀片(8)，所述刀片能固定在构造于所述钻头(5)中的缝隙(9)中。
11.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，所述切削体(6)被构造为整体硬质合金头(10)，所述整体硬质合金头能固定在所述钻头(5)上。
12.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，所述钻孔刀具(1)具有第二切削体(29)，该切削体被构造为副切削体(31)，所述副切削体与所述切削体(6)间隔距离地设置并且仅具有一个切削部(S31)。
13.如权利要求12所述的钻孔刀具，其特征在于，在所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上观察，所述副切削体(31)的切削部(S31)横向于其径向延伸尺寸具有厚度(d)，该厚度随着与所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的径向距离的增加从最小厚度(d1)增加到最大厚度(d2)。
14.如权利要求1所述的钻孔刀具，其特征在于，所述钻孔刀具是用于钻孔设备和/或凿孔设备的钻孔刀具(1)，用于在砖石建筑、混凝土或岩石上钻孔。
15.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于，所述切削刃(22，23)的弧形区段(B22，B23)在所述切削体(6)的尖(34)的刀尖角(β)跳跃地变小的地方开始。
16.如权利要求7所述的钻孔刀具，其特征在于，所述平面在所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上观察在相交线(28)上相交，该相交线在各对置的切削部(19，16)中穿过所述切削体(6)。
17.如权利要求12所述的钻孔刀具，其特征在于，所述钻孔刀具(1)具有第二和第三切削体(29，30)，其中，所述第二和第三切削体(29，30)相对置并且这些切削体(29，30)被构造为副切削体(31)，所述副切削体与所述切削体(6)间隔距离地设置并且分别仅具有一个切削部(S31)。
18.如权利要求13所述的钻孔刀具，其特征在于，在旋转方向(w)上在切削刃(32，33)前面或在切削刃(32，33)两侧实现所述副切削体(31)的切削部(S31)的材料增加。
19.如权利要求17所述的钻孔刀具，其特征在于，在所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的方向上观察，所述副切削体(31)的切削部(S31)横向于其径向延伸尺寸具有厚度(d)，该厚度随着与所述钻孔刀具(1)的纵轴线(L1)的径向距离的增加从最小厚度(d1)增加到最大厚度(d2)。
20.如权利要求19所述的钻孔刀具，其特征在于，在旋转方向(w)上在切削刃(32，33)前面或在切削刃(32，33)两侧实现所述副切削体(31)的切削部(S31)的材料增加。
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