DE10142560A1

DE10142560A1 - Bohrkopf mit einem Schneidelement

Info

Publication number: DE10142560A1
Application number: DE10142560A
Authority: DE
Inventors: Erich Leibhard; Wolfgang Ludwig
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2003-03-20
Also published as: GB0219606D0; US20030068209A1; ZA200206958B; GB2379625A

Abstract

Ein Bohrkopf weist einen Grundkörper (1) auf, der am bohrrichtungsseitigen Ende mit zumindest einem, mittels einer Klemmvorrichtung am Grundkörper (1) gelagerten, Schneidelement (2) versehen ist. Die Klemmvorrichtung weist zwei einander gegenüberliegende, eine sich in Bohrrichtung (B) erweiternde Ausnehmung (10) bildende, Schrägflächen (5) auf, durch die der Grundkörper (1) und das Schneidelement (2) miteinander verbindbar sind. Um eine hohe Bohrleistung des Bohrkopfes sicherzustellen, weist die Klemmvorrichtung ein Führungselement auf, welches das Schneidelement (2) gegenüber dem Grundkörper (1) quer zur Bohrrichtung (B) führt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf mit einem Grundkörper, der am bohrrichtungsseitigen Ende zumindest ein, mittels einer Klemmvorrichtung am Grundkörper gelagertes, Schneidelement aufweist, wobei die Klemmvorrichtung zwei einander gegenüberliegende, eine sich in Bohrrichtung erweiternde Ausnehmung bildende, Schrägflächen aufweist, durch die der Grundkörper und das Schneidelement miteinander verbindbar sind.
Bohrköpfe der oben genannten Art finden in vielerlei Gebieten Anwendung, wie beispielsweise als Bohrkopf für Bohrwerkzeuge, selbstbohrende Befestigungsmittel oder dergleichen. Ein Grundkörper stellt die Aufnahme und die Führung eines Schneidelementes sicher. Das Schneidelement dient dem Abtragen eines Materials und erstellt dadurch eine, im wesentlichen zylinderförmige, Bohrung, beispielsweise in einem Untergrund oder Bauteil. Auch dient der Grundkörper beispielsweise dem Abtransport des Abgetragenen Materials. Das Schneidelement ist beispielsweise als Hartmetallplättchen und der Grundkörper als Stahlteil ausgebildet. Je nach der vorgesehenen Anwendung des Bohrkopfes können der Grundkörper und das Schneidelement auch aus einem anderen Material hergestellt oder beispielsweise zusätzlich noch mit Diamantstücken besetzt sein.

Aus der EP 454115 B1 ist ein Bohrkopf mit einem Grundkörper der am bohrrichtungsseitigen Ende zumindest ein, mittels einer Klemmvorrichtung am Grundkörper gelagertes, Schneidelement aufweist, bekannt. Die Klemmvorrichtung weist zwei einander gegenüberliegende, eine Ausnehmung bildende, Schrägflächen auf, durch die der Grundkörper und das Schneidelement miteinander verbindbar sind.

Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass das Schneidelement im Grundkörper nur unzureichend geführt ist und dadurch die Bohrleistung dementsprechend gering ausfällt.

Ferner ist an der bekannten Lösung nachteilig, dass das Auswechseln und das Positionieren des Schneidelements im Grundkörper äusserst zeitaufwendig und dadurch unwirtschaftlich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrkopf mit einem Grundkörper und einem, mit diesem verbindbaren, Schneidelement zu schaffen, der eine hohe Bohrleistung aufweist und dessen Schneidelement leicht auswechselbar ist.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Klemmvorrichtung ein Führungselement aufweist, das den Grundkörper und das Schneidelement relativ zueinander quer zur Bohrrichtung führt.

Dadurch, dass die Klemmvorrichtung ein Führungselement aufweist, wird einerseits ein Verschieben des Schneidelements quer zur Bohrrichtung verhindert und andererseits ein Einsetzen des Schneidelements mit dem Grundkörper vereinfacht. Bei einem Bohrvorgang wird das Schneidelement durch eine Anpresskraft, die für den Bohrvorgang aufgebracht werden muss, in die durch die Schrägflächen gebildete Ausnehmung gepresst und damit eine Führung parallel zur Bohrrichtung sichergestellt. Quer zur Bohrrichtung wirkt das Führungselement als Führung. Als Folge der Führung des Schneidelements in alle Richtungen resultiert sich eine optimale Bohrleitung des Bohrkopfs.

Das Führungselement ist vorzugsweise an dem Grundkörper und am Schneidelement angeordnet, wobei ein Teil eine Nut und das andere Teile einen komplementär zur Nut ausgebildeten, in Bohrrichtung verlaufenden Steg aufweist, der mit der Nut zusammenwirkt. Die Ausbildung des Führungselements durch eine Nut und einen Steg gewährleistet eine wirtschaftliche Herstellung des Bohrkopfes.

Vorteilhafterweise ist die Nut quer zur Bohrrichtung etwa mittig zwischen quer zur Bohrrichtung verlaufenden Randbereichen angeordnet, um eine optimale Lastverteilung der durch den Bohrvorgang auftretenden Kräfte auf den Grundkörper, insbesondere das Führungselement und die Schrägflächen sicherzustellen. Die achsensymmetrische Ausbildung gewährleistet ferner eine gleichmässige Lastverteilung für einen allfälligen Antrieb des Bohrkopfes.

Vorzugsweise schliessen die Schrägflächen einen in Bohrrichtung offenen Winkel von 1,5° bis 4° ein, um eine optimale, durch die Schrägflächen bewirkte, Verbindung in Bohrrichtung zwischen Grundkörper und Schneidelement sicherzustellen.

Die Schrägflächen weisen vorzugsweise, quer zur Bohrrichtung, eine Breite auf, die dem 0,1- bis 0,2-fachen der Breite quer zur Bohrrichtung des Schneidelements entspricht, um eine optimale Führung des Führungselements quer zur Bohrrichtung zu gewährleisten.

Insbesondere bei einer Anwendung des Bohrkopfes, beispielsweise als Saugbohrer oder selbstbohrenden Befestigungselement, ist vorteilhafterweise zumindest der bohrrichtungsseitige Bereich des Grundkörpers hülsenförmig ausgebildet, um einen Führungskanal für einen Materialtransport bereitzustellen. Das Material setzt sich beispielweise aus Luft mit einem durch den Bohrvorgang abgetragenen Material oder aus einer Mörtelmasse zusammen.

Die Innenwandung des hülsenförmigen Grundkörpers dient vorzugsweise zur Bildung von Teilen der Nut, um eine wirtschaftliche Herstellung des Bohrkopfes sicherzustellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines hülsenförmigen Bohrkopfes;

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Bohrkopfes um 90° um seine Längsachse gedreht;

Fig. 3 eine Aufsicht des in Fig. 1 und 2 dargestellten Bohrkopfes;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Grundkörpers eines weiteren Bohrkopfes;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Schneidelements für den in Fig. 4 dargestellten Grundkörper.

In den Fig. 1 bis 5 sind erfindungsgemässe Bohrköpfe mit einem Grundkörper 1 der am bohrrichtungsseitigen Ende 3 zumindest ein, mittels einer Klemmvorrichtung 4 am Grundkörper 1 gelagertes, Schneidelement 2 aufweist, dargestellt. Die Klemmvorrichtung 4 weist zwei einander gegenüberliegende, eine sich in Bohrrichtung B erweiternde Ausnehmung 10 bildende, Schrägflächen 5 auf, durch die der Grundkörper 1 und das Schneidelement 2 miteinander verbindbar sind, wie dies insbesondere aus den Fig. 2 und 5 ersichtlich ist.
Die Klemmvorrichtung 4 weist ein Führungselement 6 auf, das den Grundkörper 1 und das Schneidelement 2 relativ zueinander quer zur Bohrrichtung B führt. Das Führungselement 6 ist an dem Grundkörper 1 und am Schneidelement 2 angeordnet ist, wobei ein Teil eine Nut 7 und das andere Teile einen komplementär zur Nut 7 ausgebildeten, in Bohrrichtung B verlaufenden Steg 8 aufweist, der mit der Nut 7 zusammenwirkt. Die Nut 7 ist quer zur Bohrrichtung B etwa mittig zwischen quer zur Bohrrichtung B verlaufenden Randbereichen 9a, 9b angeordnet.
Die Schrägflächen 5 weisen gegenüber der Bohrrichtung B einen in Bohrrichtung B offenen Winkel α von 2,5° auf, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Ferner weisen die Schrägflächen 5 quer zur Bohrrichtung B eine Breite b auf, die dem 0,15-fachen der Breite c quer zur Bohrrichtung B des Schneidelements 2 entspricht, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.
Ein erster, in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Bohrkopf und ein zweiter, in den Fig. 4 und 5 dargestellter Bohrkopf, weisen zwar unterschiedlich ausgebildete Grundkörper 1 auf, wie dies insbesondere Fig. 3 und 4 zeigen, jedoch identisch ausgebildete Schneidelemente 2, das insbesondere in Fig. 5 dargestellt ist.
Das, insbesondere in Fig. 5 dargestellte plattenförmige Schneidelement 2, weist im wesentlichen dreieckförmige Seitenflächen 22 auf. Die beiden Schenkel, die einen Basiswinkel β von etwa 130° einschliessen, bilden die Schneidkanten 23a, 23b des Schneidelements 2 und somit des Bohrkopfes. Die, eine Seite 22 begrenzende, Schneidkanten 23a, 23b ist durch zwei Schneidflächen 24a, 24b, die gegenüber der gegenüberliegenden Seite 22 einen Neigungswinkel γ von 105° einschliessen, mit dieser Seite 22 verbunden. An den geradlinig, quer zur Bohrrichtung B verlaufenden, Randbereichen 26a, 26b weisen die Seiten 22 jeweils die Schrägflächen 5 auf, die durch den, in Bohrrichtung B verlaufenden, Steg 8 voneinander getrennt sind.
Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Bohrkopf weist einen hülsenförmigen Grundkörper 1 mit einer trapezförmigen Aussenprofilierung 11 auf. Die Innenwandung 11 des Bohrkopfes verläuft über die gesamte Länge des Grundkörpers 1 zylinderförmig und dient im Kontaktbereich zwischen Innenwandung 11 und Schneidelement 2 als Nut 7. Die durch die Schrägflächen 5 gebildete Ausnehmung 10 dient der Aufnahme des Schneidelements 2, wie dies insbesondere Fig. 2 und Fig. 3 zeigen.
In den Fig. 4 und 5 ist ein weiterer Bohrkopf dargestellt, dessen, in Fig. 4 dargestellte, Grundkörper 1 im bohrrichtungsseitiger Endbereich 3 im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und der gegenüberliegende Endbereich 15 unter Bildung einer Bohrung 16 hülsenförmig ausgebildet ist. Die Bohrung 16 ist durch ein Verbindungskanal 17 mit dem bohrrichtungsseitigen Ende 3 des Grundkörpers 1 verbunden, um beispielsweise einem Absaugen von, durch einen Bohrvorgang abgetragenen, Material zu dienen. Am bohrrichtungsseitig abgewandten Endbereich 15 weist die Aussenkontur 18 zumindest an dessen Ende einen verjüngt ausgebildeten Aufnahmebereich 19 auf. Der Aufnahmebereich 19 weist im wesentlichen eine zylinderförmige oder eine konische Aussenkontur auf und dient als Verbindungsteil mit einem nicht dargestellten Schaft eines Bohrwerkzeuges oder Befestigungselement.
Die am bohrrichtungsseitigen Endbereich 3 angeordneten Abführausnehmungen 21 dienen dem Abführen des abgetragenen Material aus dem Bereich des bohrrichtungsseitigen Endes des Grundkörpers 1.

Claims

1. Bohrkopf, mit einem Grundkörper (1) der am bohrrichtungsseitigen Ende (3) zumindest ein, mittels einer Klemmvorrichtung (4) am Grundkörper (1) gelagertes, Schneidelement (2) aufweist, wobei die Klemmvorrichtung (4) zwei einander gegenüberliegende, eine sich in Bohrrichtung erweiternde Ausnehmung bildende, Schrägflächen (5) aufweist, durch die der Grundkörper (1) und das Schneidelement (2) miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (4) ein Führungselement (6) aufweist, das den Grundkörper (1) und das Schneidelement (2) relativ zueinander quer zur Bohrrichtung (B) führt.

2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (6) an dem Grundkörper (1) und am Schneidelement (2) angeordnet ist, wobei ein Teil eine Nut (7) und das andere Teile einen komplementär zur Nut (7) ausgebildeten, in Bohrrichtung (B) verlaufenden Steg (8) aufweist, der mit der Nut (7) zusammenwirkt.

3. Bohrkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (7) quer zur Bohrrichtung (B) etwa mittig zwischen quer zur Bohrrichtung (B) verlaufenden Randbereichen (9a, 9b) angeordnet ist.

4. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägflächen (5) gegenüber der Bohrrichtung (B) einen in Bohrrichtung (B) offenen Winkel (α) von 1,5° bis 4° einschliessen.

5. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägflächen (5) quer zur Bohrrichtung (B) eine Breite (b) aufweisen, die dem 0,1- bis 0,2 fachen der Breite (c) quer zur Bohrrichtung (B) des Schneidelements (2) entspricht.

6. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der bohrrichtungsseitige Bereich des Grundkörpers hülsenförmig ausgebildet ist.

7. Bohrkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Grundkörpers Teil der als Nut (7) bildet.