DE10054850B4

DE10054850B4 - Bohrer für Gestein

Info

Publication number: DE10054850B4
Application number: DE2000154850
Authority: DE
Inventors: Josef Starkmann; Reiner Jaufmann; Jürgen Keim; Richard Wöhrle; Dieter Söhnlein; Hans Karl Moser; Manuela Sauter; Georg Schmid
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2000-11-04
Filing date: 2000-11-04
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2020-11-05
Also published as: DE10054850A1

Abstract

Werkzeug zum abrasiven Abtrag von Gestein durch eine zumindest teilweise schlagende und drehende Beanspruchung mit einer an der Stirnseite eines wendelförmigen Schaftes (2) angeordneten, mit Schneiden (4) aus Hartstoff besetzten ringförmigen, auswechselbaren Hohlbohrkrone (5), dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Hohlbohrkrone (5) mit ihrer axialen Anschlussfläche (6) zumindest teilweise im radial äusseren Durchmesserbereich an der Stirnseite des wendelförmigen Schaftes (2) anliegt, wobei die Hohlbohrkrone (5) über Nasen (7) der Anschlussfläche (6) und entsprechenden Nuten (8) im Schaft (2) formschlüssig drehfest mit dem Schaft (2) verbunden ist, und wobei die ringförmige Hohlbohrkrone (5) über ein auswechselbares inneres, koaxiales Fixierungsmittel (9) durch ein koaxiales Fixierungsloch (10) hindurch axial an dem Schaft (2) fixiert ist, und wobei das Fixierungsmittel (9) als Zentrierbohrer ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung bezeichnet ein zumindest teilweise schlagend und drehend beanspruchtes Werkzeug wie einen Bohrmeissel zum abrasiven Abtrag von Gestein wie Beton und Mauerwerk.
Derartige Werkzeuge bestehen aus einem Schaft mit wendelförmig umlaufenden Wendelnuten zum Abtransport des abrasiv abgetragenen Materials und einem stirnseitigen Werkzeugkopf mit als Schneiden ausgebildeten Hartstoffeinsätzen.
Nach der US 4 165 790 ist der Werkzeugkopf auswechselbar, über eine mit einem Querstift gesicherte Sechskantverbindung, formschlüssig drehfest mit dem rohrförmig wendelfreien Schaft des Werkzeugs verbunden.
Nach der US 5 628 376 weist eine Hohlbohrkrone eines Werkzeugs mehrere umfänglich verteilt angeordnete Schneiden aus Hartstoff auf.
Nach der US 5 931 614 ist bei einer stirnseitig, an einem rohrförmigen Schaft ausgebildeten, ringförmigen Hohlbohrkrone mit Hartstoffeinsätzen der, in einer innerhalb des rohrförmig wendelfreien Schafts angeordneten, mittels Zentrierbohrerhalterung befestigte, auswechselbare Zentrierbohrer über radiale Steckbolzen formschlüssig drehfest mit dem rohrförmig wendelfreien Schaft des Werkzeugs verbunden.
Nach der US 4 002 214 ist ein als Hohlbohrkrone mit Schneiden aus Hartstoff ausgeführter Werkzeugkopf auswechselbar über ein Gewinde formschlüssig drehfest mit dem dünnen wendelfreien Schaft verbunden. Ein ebenfalls auswechselbarer Zentrierbohrer ist über einen quer angeordneten Fixierungsstift mit dem dünnen wendelfreien Schaft verbunden. Derartige Bohrkronen eignen sich durch ihren Aufbau nicht für Werkzeuge mit einem Durchmesserbereich kleiner 50 mm, bei welchen der Schaft im Wesentlichen dem Werkzeugdurchmesser entspricht.
Aus der GB 2 010 708 A ist ein Rotationsbohrwerkzeug für die Vergrößerung vorhandener Löcher bekannt, das einen Schafteil und einen Schneidteil aufweist, welcher lösbar an einem Endbereich des Schaftes angeordnet und dort über eine axial in den Schaft eingeschraubte Schraube gesichert ist. Der Schaft ist im Querschnitt kleiner als der Durchmesser des Schneidteils, um die Friktion zwischen Schaft und Loch zu verringern.
Aus der US 2 950 523 ist ein rundes Schneidwerkzeug bekannt, an dessen Schneidfläche plattenförmige Schneidbits, z. B. aus Hartmetall, in Aufnahmenuten eingelassen sind.
Aus der US 6 059 492 ist eine Schneidwerkzeuganordnung mit einem an einem Werkzeugschaft angeordneten austauschbaren Schneidkopf bekannt. An einem Schneidkopfaufnahmeabschnitt des Werkzeugschafts und an einem Schneidkopfbefestigungsabschnitt des Schneidkopfs sind jeweils mindestens zwei Kupplungsabschnitte vorhanden. Die Kupplungsabschnitte weisen dabei jeweils ein Paar Basisflächen, eine Drehmomentübertragungswand, die sich von einer entsprechenden Umfangsfläche in einer im allgemeinen radialen Richtung relativ zu der Längsachse erstreckt und die erhöhte und vertiefte Basisflächen trennt und quer zu diesen ausgerichtet ist, und eine Klemmwand auf die sich quer zu der Drehmomentübertragungswand und in Kreisumfangsrichtung relativ zu der Längsachse erstreckt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung eines modularen Werkzeugs mit auswechselbarer Hohlbohrkrone im Durchmesserbereich kleiner 50 mm.
Die Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im wesentlichen weist ein Werkzeug an der Stirnseite des wendelförmigen Schaftes eine auswechselbare mit Schneiden aus Hartstoff besetzte ringförmige Hohlbohrkrone auf, welche mit ihrer axialen Anschlussfläche zumindest teilweise im radial äusseren Durchmesserbereich an der Stirnseite des wendelförmigen Schaftes anliegt, wobei die Hohlbohrkrone über Nasen der Anschlussfläche und entsprechenden Nuten im Schaft formschlüssig drehfest mit dem Schaft verbunden und über ein auswechselbares inneres, koaxiales Fixierungsmittel durch ein koaxiales Fixierungsloch hindurch axial an dem Schaft fixiert ist und wobei das Fixierungsmittel als Zentrierbohrer ausgeführt ist, welcher selbst Schneiden aus Hartstoff aufweist oder vollständig aus Hartstoff ausgeführt ist.
Durch die im wesentlichen senkrecht zur Werkzeugachse verlaufende, radial äussere Anschlussfläche wird die Schlagenergie überwiegend als Druckbeanspruchung und somit ermüdungsfrei für das Material der Hohlbohrkrone vom Schaft zu den Schneiden übertragen.
Die ringförmige Hohlbohrkrone bewirkt eine voll umfängliche radiale Führung im Bohrloch und erzeugt somit kreisrunde Bohrlöscher.
Vorteilhaft weist die ringförmige Hohlbohrkrone schaftseitig im Mantel radiale Durchbrüche oder Ausnehmungen auf, welche den Wendelnuten des Schafts zugeordnet sind und dem Abtransport des von den Schneiden abgetragenen, im Inneren der Hohlbohrkrone abgeführten, Materials dienen.
Vorteilhaft ist das koaxiale Fixierungsmittel über Gewinde und einen axialen Anschlag oder über einen Querstift und zugeordneten Ausnehmungen mit dem Schaft auswechselbar fixiert.
Vorteilhaft ist die ringförmige Hohlbohrkrone und/oder das Fixierungsmittel aus einem relativ zum Schaft verschleissfesteren Material wie Hartmetall ausgeführt und selbst mit wiederum verschleissfesteren Einlagen aus Hartstoff wie Keramik bestückt.
Die stirnseitig in die ringförmige Hohlbohrkrone eingelassenen Schneiden aus Hartstoff erstrecken sich vorteilhaft radial über die Manteldicke und sind in Drehrichtung vorteilhaft in einem spitzen Winkel zur Querschnittsfläche des Werkzeugs geneigt.
Weiter vorteilhaft sind je zwei diametral gegenüberliegende Schneiden als Hauptschneiden, welche axial in die Wendelgänge im Schaft übergehen, und dazu spitzwinkelig angeordnete Nebenschneiden, welche axial durch eine radiale Auskragung im Schaft gestützt werden, ausgeführt.
Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
1 als Bohrer
2 als Hohlbohrkrone
Nach 1 weist ein als ein Werkzeug 1 ausgeführter Bohrer an der Stirnseite eines wendelförmigen Schaftes 2 mit zwei Wendelnuten 3 angeordneten, eine mit Schneiden 4 aus Hartstoff besetzte auswechselbare ringförmige Hohlbohrkrone 5 auf, welche mit ihrer axialen Anschlussfläche 6 zumindest teilweise im radial äusseren Durchmesserbereich an der Stirnseite des wendelförmigen Schaftes 2 anliegt, wobei die Hohlbohrkrone 5 über Nasen 7 der Anschlussfläche 6 und entsprechenden Nuten 8 im Schaft 2 formschlüssig drehfest mit dem Schaft 2 verbunden und über ein auswechselbares inneres, koaxiales Fixierungsmittel 9, welches als Zentrierbohrer mit Schneiden 4 aus Hartstoff ausgeführt ist, durch ein koaxiales Fixierungsloch 10 hindurch über Gewinde und einen axialen Anschlag axial an dem Schaft 2 fixiert ist.
Nach 2 weist die ringförmige Hohlbohrkrone 5 mit Nasen 7 schaftseitig im Mantel radiale Ausnehmungen 11 auf, welche den Wendelnuten 3 des nicht vollständig dargestellten Schafts 2 zugeordnet sind und dem Abtransport des von den Schneiden 4 abgetragenen, im Inneren der Hohlbohrkrone 5 abgeführten, Materials dienen. Die stirnseitig in die ringförmige Hohlbohrkrone 5 eingelassenen Schneiden 4 aus Hartstoff erstrecken sich radial über die Manteldicke und sind in Drehrichtung in einem spitzen Winkel zur Querschnittsfläche des Werkzeugs geneigt. Je zwei diametral gegenüberliegende Schneiden 4 sind als Hauptschneiden, welche axial in die Wendelgänge im Schaft 2 übergehen, und als dazu spitzwinkelig angeordnete Nebenschneiden, welche axial durch eine radiale Auskragung 12 im Schaft 2 gestützt werden, ausgeführt.

Claims

Werkzeug zum abrasiven Abtrag von Gestein durch eine zumindest teilweise schlagende und drehende Beanspruchung mit einer an der Stirnseite eines wendelförmigen Schaftes (2) angeordneten, mit Schneiden (4) aus Hartstoff besetzten ringförmigen, auswechselbaren Hohlbohrkrone (5), dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Hohlbohrkrone (5) mit ihrer axialen Anschlussfläche (6) zumindest teilweise im radial äusseren Durchmesserbereich an der Stirnseite des wendelförmigen Schaftes (2) anliegt, wobei die Hohlbohrkrone (5) über Nasen (7) der Anschlussfläche (6) und entsprechenden Nuten (8) im Schaft (2) formschlüssig drehfest mit dem Schaft (2) verbunden ist, und wobei die ringförmige Hohlbohrkrone (5) über ein auswechselbares inneres, koaxiales Fixierungsmittel (9) durch ein koaxiales Fixierungsloch (10) hindurch axial an dem Schaft (2) fixiert ist, und wobei das Fixierungsmittel (9) als Zentrierbohrer ausgeführt ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Hohlbohrkrone (5) schaftseitig im Mantel radiale Durchbrüche oder Ausnehmungen aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das koaxiale Fixierungsmittel (9) über Gewinde und einen axialen Anschlag oder über einen Querstift und zugeordneten Ausnehmungen mit dem Schaft (2) auswechselbar fixiert ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Hohlbohrkrone (5) und/oder das Fixierungsmittel (9) aus einem relativ zum Schaft (2) verschleissfesteren Material ausgeführt und selbst mit wiederum verschleissfesteren Schneiden (4) aus Hartstoff bestückt ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die stirnseitig in die ringförmige Hohlbohrkrone (5) eingelassenen Schneiden (4) radial über die Manteldicke erstrecken und in Drehrichtung in einem spitzen Winkel zur Querschnittsfläche geneigt sind.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei diametral gegenüberliegende Schneiden (5) als Hauptschneiden und dazu spitzwinkelig angeordnet als Nebenschneiden ausgeführt sind.
Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden axial jeweils in die Wendelgänge im Schaft (2) übergehen und die Nebenschneiden axial durch jeweils eine radiale Auskragung (12) im Schaft (2) gestützt werden.