DE102008048599A1

DE102008048599A1 - Gesteinsbohrer

Info

Publication number: DE102008048599A1
Application number: DE102008048599A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Kersten; Jörg FROMMEYER; Sven Elmers; Hermann Albers
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2010-03-25
Also published as: NZ591782A; RU2011116159A; EP2344293A1; CN102164698B; US20110168453A1; WO2010036498A1; RU2477673C2; EP2344293B1; AU2009296975B2; CN102164698A; CA2736188C; AU2009296975A1; CA2736188A1; US8960336B2; DE202009005847U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer mit einem Schaft (1) mit Einsteckende (2) und einem an dem Einsteckende (2) abgewandten Ende des Schafts (1) angeordneten Bohrkopf (3), wobei der Bohrkopf (3) mindestens drei, vorzugsweise genau drei, von oben gesehen flügelartige Schneiden (4, 5, 6) aufweist, wobei die Schneiden (4, 5, 6) an ihrer Oberseite jeweils eine Schneidkante (7, 8, 9) aufweisen, die durch eine vorlaufend angeordnete Spanfläche (7a, 8a, 9a) und durch eine nachlaufend angeordnete Freifläche (7b, 8b, 9b) gebildet ist, wobei die Schneidkanten (7, 8, 9) in einem auf die Bohrerachse (11) ausgerichteten Mittenbereich (10) im Wesentlichen zusammenlaufen. Es wird vorgeschlagen, dass im Mittenbereich (10) eine einzige Schneidkante (7) - Langschneidkante - durch die Bohrerachse (11) hindurch- oder an der Bohrerachse (11) vorbeiläuft und entsprechend bezogen auf die Bohrerachse (11) einen überschießenden Abschnitt (12) aufweist und dass alle übrigen Schneidkanten (8, 9) weder durch die Bohrerachse (11) hindurch noch an der Bohrerachse (11) vorbeilaufen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer, insbesondere für den Einsatz in Verbindung mit einer Hammer-, Schlag- und/oder Drehbohrvorrichtung, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 2.
Der in Rede stehende Gesteinsbohrer eignet sich für das Bohren in Beton oder Stahlbeton, aber auch in sonstigem Mauerwerk, Fels oder dergleichen. Besonders hohe Anforderungen an den Gesteinsbohrer ergeben sich beim Bohren von metallisch armiertem Werkstoff. Dabei ist wegen der Schneidengeometrie des Gesteinsbohrers ein „geregeltes” Zerspanen der Armierung, wie es bei Metallbohrern bekannt ist, nicht möglich.
Vielmehr muss hier versucht werden, mit geeigneter Bohrerdrehzahl und möglichst hohem, an der Kontaktfläche herrschenden Anpressdruck ein Durchtrennen der Armierung zu erreichen. Es handelt sich also um eine Mischung zwischen Zerspanung und plastischer Verformung. Dies ist mit einer hohen mechanischen Belastung des Gesteinsbohrers, speziell der Schneiden bzw. der Schneidkanten des Gesteinsbohrers, verbunden.
Wesentliche Kriterien für die Gestaltung von Gesteinsbohrern der in Rede stehenden Art sind die einfache Zentrierung, der erzielbare Bohrfortschritt pro Zeiteinheit, die hohe Einsatzzeit und nicht zuletzt der geringe Verschleiß.
Der bekannte Gesteinsbohrer ( DE 20 2007 002 120 U1 ), von dem die Erfindung ausgeht, ist mit einem Bohrkopf ausgestattet, der drei von oben gesehen flügelartige Schneiden aufweist, die an ihrer Oberseite jeweils mit einer Schneidkante ausgestattet sind. Die Schneidkanten sind jeweils durch eine vorlaufend angeordnete Spanfläche und eine nachlaufend angeordnete Freifläche gebildet. Die Schneidkanten laufen in einem auf die Bohrerachse ausgerichteten Mittenbereich symmetrisch zusammen.
Bei dem bekannten Gesteinsbohrer treten die Schneidkanten im Mittenbereich axial derart zurück, dass der Mittenbereich ausgespitzt ist. Dort ist erkannt worden, dass eine Zentrierspitze beim Bohren von armiertem Material aufgrund des im Zentrum praktisch verschwindenden Geschwindigkeitsvektors zum Bohrfortschritt nicht beitragen kann.
Der bekannte Gesteinsbohrer zeigt bereits insbesondere bei metallisch armiertem Material einen guten Bohrfortschritt pro Zeiteinheit.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Gesteinsbohrer derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der erzielbare Bohrfortschritt pro Zeiteinheit weiter erhöht wird.
Das obige Problem wird bei einem Gesteinsbohrer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zunächst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Wesentlich ist die Überlegung, den Mittenbereich, in dem die Schneidkanten von aussen nach innen im wesentlichen zusammenlaufen, asymmetrisch auszugestalten.
Im einzelnen wird vorgeschlagen, dass im Mittenbereich eine einzige Schneidkante, die im folgenden als „Langschneidkante” bezeichnet wird, durch die Bohrerachse hindurchläuft und entsprechend bezogen auf die Bohrerachse einen überschießenden Abschnitt aufweist.
Das obige Problem wird bei einem Gesteinsbohrer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 2 ferner durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 2 gelöst.
Wesentlich ist auch hier die Überlegung, den Mittenbereich, in dem die Schneidkanten von aussen nach innen im wesentlichen zusammenlaufen, asymmetrisch auszugestalten.
Gemäß Anspruch 2 wird hierfür vorgeschlagen, dass im Mittenbereich eine einzige Schneidkante, die im folgenden ebenfalls als „Langschneidkante” bezeichnet wird, an der Bohrerachse vorbeiläuft und entsprechend bezogen auf die Bohrerachse einen überschießenden Abschnitt aufweist.
Hier ist zunächst klarzustellen, dass die Formulierung „im wesentlichen zusammenlaufen” nicht notwendigerweise bedeutet, dass die Schneidkanten aufeinandertreffen. Hiermit soll nur klargestellt werden, dass sich die Schneidkanten im Mittenbereich aneinander annähern.
Unter dem „Vorbeilaufen der Schneidkanten an der Bohrerachse” wird hier verstanden, dass sich in einer Projektion auf eine senkrecht zu der Bohrerachse ausgerichteten Projektionsfläche gesehen beim Verfolgen des Verlaufs der Schneidkante der auf der Schneidkante stehende Normalenvektor der Bohrerachse annähert, dann die Bohrerachse schneidet und sich schließlich jenseits der Bohrerachse von dieser entfernt.
Sowohl beim Hindurchlaufen durch die Bohrerachse als auch beim Vorbeilaufen an der Bohrerachse ist der überschießen. de Abschnitt der Abschnitt, der in obigem Sinne jenseits der Bohrerachse liegt.
Wesentlich ist nun, dass nur eine einzige Langschneidkante in obigem Sinne vorgesehen ist. Durch die obige Ausgestaltung der Langschneidkante entsteht die angesprochene Asymmetrie im Mittenbereich. Dabei wirkt die Langschneidkante gewissermaßen als Querschneide, die sich insbesondere beim Bohren von armiertem Material als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
Die vorschlagsgemäße Lösung ist aber nicht nur beim Bohren von armiertem Material vorteilhaft. Durch die asymmetrische Ausgestaltung des Mittenbereichs zeigt sich ein Bohrverhalten, das sich ganz allgemein beim Bohren von hartem Gesteinsmaterial, insbesondere von hartem Beton o. dgl. besonders vorteilhaft bemerkbar macht.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 laufen im Mittenbereich alle übrigen Schneidkanten nicht durch die Bohrerachse hindurch, während es gemäß Anspruch 4 alternativ oder zusätzlich vorgesehen ist, dass im Mittenbereich alle übrigen Schneidkanten nicht an der Bohrerachse vorbeilaufen.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die übrigen Schneidkanten weder durch die Bohrerachse hindurch- noch an der Bohrerachse vorbeilaufen.
Bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 ist es vorgesehen, dass innerhalb des Mittenbereichs die axiale Höhe der Schneidkanten zur Bohrerachse hin im wesentlichen abnimmt. Mit „axialer Höhe” ist vorliegend der axiale Abstand des jeweiligen Punktes auf der Schneidkante zum Einsteckende des Schaftes gemeint. Mit diesem axialen Zurückversetzen der Schneidkanten im Mittenbereich wird der Bereich geringer oder verschwindender Geschwindigkeitsvektoren aus dem unmittelbaren Eingriffsbereich mit dem zu bohrenden Material genommen, was insbesondere beim Bohren von armiertem Material vorteilhaft ist.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 20 sind die Schneidkanten in einem äußeren Randbereich des Gesteinsbohrers mit einer axialen Überhöhung ausgestattet, was die Führungseigenschaften des Gesteinsbohrers beträchtlich erhöht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gesteinsbobrers in einer Seitenansicht,
2 den Gesteinsbohrer gemäß 1 in einer Ansicht von oben,
3 den Gesteinsbohrer gemäß 2 in einer schematischen, nur die Schneiden betreffenden Ansicht,
4 die Schneiden des Gesteinsbohrers gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht,
5 die Schneiden des Gesteinsbohrers gemäß 1 in der Ansicht V gemäß 2.
Der in der Zeichnung dargestellte, vorschlagsgemäße Gesteinsbohrer weist einen Schaft mit Einsteckende 2 und einem am dem Einsteckende 2 abgewandten Ende des Schafts 1 angeordneten Bohrkopf 3 auf. Es lässt sich der Darstellung in 2 entnehmen, dass hier und vorzugsweise der Bohrkopf 3 genau drei von oben gesehen flügelartige Schneiden 4, 5, 6 aufweist, wobei die Schneiden 4, 5, 6 an ihrer Oberseite jeweils eine Schneidkante 7, 8, 9 aufweisen. Die Schneidkanten 7, 8, 9 sind jeweils durch eine vorlaufend angeordnete Spanfläche 7a, 8a, 9a und durch eine nachlaufend angeordnete Freifläche 7b, 8b, 9b gebildet. Die Schneidkanten 7, 8, 9 laufen in einem auf die Bohrerachse 11 ausgerichteten Mittenbereich 10 im wesentlichen zusammen. Damit ist gemeint, dass sich die Schneidkanten 7, 8, 9 im Bereich der Bohrerachse 11 einander annähern.
Grundsätzlich können auch mehr als drei Schneiden, jeweils mit einer zugeordneten Schneidkante, vorgesehen sein. Im folgenden wird die Lehre anhand einer dreischneidigen Ausgestaltung erläutert, was zwar bevorzugt, aber nicht beschränkend zu verstehen ist.
Wesentlich ist nun, dass im Mittenbereich eine einzige Schneidkante 7, die im folgenden als „Langschneidkante” bezeichnet wird, durch die Bohrerachse 11 hindurchläuft und entsprechend bezogen auf die Bohrerachse 11 einen überschießenden Abschnitt 12 aufweist.
Hier und vorzugsweise ist es so, dass im Mittenbereich 10 alle übrigen Schneidkanten 8, 9 weder durch die Bohrerachse 11 hindurch- noch an der Bohrerachse 11 vorbeilaufen. Dies lässt sich der schematischen Darstellung in 3 gut entnehmen. Aus dieser Darstellung wird besonders deutlich, dass mit der vorschlagsgemäßen Lösung ein asymmetrischer Mittenbereich 10 des Gesteinsbohrers geschaffen wird. Die hiermit verbundenen Vorteile wurden weiter oben erläutert.
Die oben angesprochene Asymmetrie lässt sich am besten mit Anordnungen erreichen, bei denen unmittelbar gegenüberliegende Schneidkanten nicht vorgesehen sind. Mit „gegenüberliegenden Schneidkanten” sind vorliegend solche Schneiden gemeint, deren Haupterstreckungsrichtungen um 180° Grad versetzt sind.
In einer nicht dargestellten Alternative kann es auch vorgesehen sein, dass die Langschneidkante 7 nicht durch die Bohrerachse 11 hindurch, sondern an der Bohrerachse 11 vorbeiläuft. Der resultierende Effekt, nämlich, dass der Mittenbereich 10 bezogen auf die Bohrerachse 11 asymmetrisch ausgestaltet ist, lässt sich damit in ähnlicher Weise erreichen. Beide Alternativen werden vorliegend jeweils für sich beansprucht. Bei der in obigem Sinne vorbeilaufenden Langschneidkante 7 ist es vorzugsweise so, dass die Langschneidkante 7 in einem Abstand an der Bohrerachse 11 vorbeiläuft, der kleiner als 5% des Bohrerdurchmessers 13, vorzugsweise kleiner als 3% des Bohrerdurchmessers 13, weiter vorzugsweise kleiner 1% des Bohrerdurchmessers 13 ist.
Der Mittenbereich 10 des Gesteinsbohrers ist der Bereich, in dem üblicherweise eine Zentrierspitze oder dergleichen angeordnet ist. Entsprechend ist es vorzugsweise so, dass der Mittenbereich 10 von oben gesehen innerhalb eines auf die Bohrerachse 11 ausgerichteten Kreises liegt, dessen Durchmesser kleiner als 30% des Bohrerdurchmessers 13, vorzugsweise kleiner als 20% des Bohrerdurchmessers 13, weiter vorzugsweise kleiner als 10% des Bohrerdurchmessers 13 ist.
Der überschießende Abschnitt 12 der Langschneidkante 7 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass er gerade innerhalb des Mittenbereichs 10 liegt. Vorzugsweise ist der überschießende Abschnitt 12 der Langschneidkante 7 größer als 3%, vorzugsweise größer als 5% des Bohrerdurchmessers 13. Weiter vorzugsweise ist die Länge des überschießenden Abschnitts 12 der Langschneidkante 7 kleiner als 20%, insbesondere kleiner als 10% des Bohrerdurchmessers 13. Weiter vorzugsweise läuft der überschiessende Abschnitt 12 der Langschneidkante 7 in die Freifläche 9b einer benachbarten Schneidkante 9 hinein.
Hier und vorzugsweise ist es so, dass innerhalb des Mittenbereichs 10 die axiale Höhe der Schneidkanten 7, 8 zur Bohrerachse 11 hin im wesentlichen abnimmt. Verfolgt man also die Schneidkanten 7, 8, 9 von außen nach innen zur Bohrerachse 11 hin, so ist ein Bereich innerhalb des Mittenbereichs 10 vorgesehen, in dem die Schneidkanten 7, 8, 9 axial zurückspringen. Dies lässt sich am besten den 4 und 5 entnehmen.
Hier und vorzugsweise ist es ferner so, dass die Schneidkanten 7, 8, 9 jeweils eine Knickstelle 14, 15, 16 aufweisen, von der beginnend zur Bohrerachse 11 hin die axiale Höhe der Schneidkanten 7, 8, 9 entsprechend abnimmt. Entsprechend sind die Schneidkanten 7, 8, 9 mit entsprechenden Schrägen 17, 18, 19 ausgestattet.
Interessant ist bei dem vorschlagsgemäßen Gesteinsbohrer die Tatsache, dass im Mittenbereich 10 der Verlauf der Langschneidkante 7 hinsichtlich der oben angesprochenen Abnahme der axialen Höhe flacher ist als der entsprechende Verlauf der übrigen Schneidkanten 8, 9. Der damit verbundene Effekt wird für eine dreischneidige Ausgestaltung weiter unten erläutert.
Ein besonders gutes Führungsverhalten des Gesteinsbohrers lässt sich dadurch erreichen, dass die axiale Höhe in der Knickstelle 14, 15, 16 für alle Schneidkanten 7, 8, 9 weitgehend identisch ist.
Eine weitere Optimierung des Führungsverhaltens lässt sich dadurch erreichen, dass von oben gesehen die Knickstellen 14, 15, 16 aller Schneidkanten 7, 8, 9 auf einem auf die Bohrerachse 11 ausgerichteten Kreis liegen. Dies lässt sich der Darstellung in 3 entnehmen.
Vorzugsweise sind alle Knickstellen 14, 15, 16 innerhalb des Mittenbereichs 10 angeordnet. Denkbar ist aber auch, dass ein Teil der Knickstellen 14, 15, 16 außerhalb des Mittenbereichs 10 angeordnet ist.
Es lässt sich den Darstellungen in den 4 und 5 entnehmen, dass die axiale Höhe der Schneidkanten 7, 8, 9 von außen nach innen zu der Knickstelle 14, 15, 16 hin im wesentlichen ansteigt. Dies bedeutet, dass die Knickstelle 14, 15, 16 einer Schneidkante 7, 8, 9 bezogen auf die axiale Höhe der Schneidkante 7, 8, 9 eine geometrische Maximalstelle darstellt. Dies ist für den erzielbaren Bohrfortschritt von besonderem Vorteil.
Die obigen Knickstellen 14, 15, 16 gehen, wie die Gestaltung der Schneidkanten 7, 8, 9 insgesamt, auf eine bestimmte Ausgestaltung der entsprechenden Freifläche 7b, 8b, 9b und Spanfläche 7a, 8a, 9a zurück. Entsprechend ist es so, dass von den Knickstellen 14, 15, 16 der Schneidkanten 7, 8, 9 jeweils eine insbesondere senkrecht zu der jeweiligen Schneidkante 7, 8, 9 verlaufende Freiflächenkante 20, 21, 22 in der zugeordneten Freifläche 7b, 8b, 9b ausgeht, von der beginnend die Freifläche 7b, 8b, 9b zur Bohrerachse 11 hin axial abfällt. Entsprechendes ist vorzugsweise für die Spanfläche 7a, 8a, 9a vorgesehen.
Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Bohrkopf 13 mit genau drei von oben gesehen flügelartigen Schneiden 4, 5, 6 mit den jeweils zugeordneten Schneidkanten 7, 8, 9 ausgestattet. Die Haupterstreckungsrichtungen zweier benachbarter Schneiden 4, 5, 6 sind dort jeweils um etwa 120° Grad versetzt angeordnet. Grundsätzlich ist hier auch eine andere, insbesondere eine asymmetrische Winkelteilung denkbar. Bei der asymmetrischen Winkelteilung lassen sich Vorteile speziell in vibrationstechnischer und komforttechnischer Hinsicht erzielen.
Bei der obigen dreischneidigen Ausgestaltung ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in einer Projektion auf eine senkrecht zu der Bohrerachse 11 ausgerichteten Projektionsebene gesehen die Freiflächenkante 20 der der Langschneidkante 7 zugeordneten Freifläche 7b mit den Freiflächenkanten 21, 22 der übrigen Schneidkanten 8, 9 einen Winkel von etwa 120° Grad und von etwa 240° Grad einschließt. Damit wird sichergestellt, dass die Grundstruktur des Gesteinsbohrers einer gewissen geometrischen Grundsymmetrie folgt.
Es wurde schon angesprochen, dass der relativ flache Verlauf der Langschneidkante 7 im Mittenbereich 10 zu einem ganz speziellen Effekt führt, der sich der Darstellung in 4 entnehmen lässt. Dort ist gezeigt, dass die Freifläche 8b einer Schneidkante 8 mit der Freifläche 91) einer weiteren Schneidkante 9 im Mittenbereich 10 eine Ausformung nach Art eines Tals 23 bilden, durch das die Langschneidkante 7 verläuft.
Der vorschlagsgemäße Gesteinsbohrer weist noch einen weiteren interessanten Aspekt auf, der insbesondere für das Führungsverhalten des Gesteinsbohrers von Interesse ist. Hier und vorzugsweise ist es nämlich so, dass die Schneidkanten 7, 8, 9 in einem äußeren Randbereich jeweils eine axiale Überhöhung 24, 25, 26 aufweisen. Diese Überhöhung 24, 25, 26 bildet den Abschluss der jeweiligen Schneidkante 7, 8, 9 nach außen hin. Mit „axialer Überhöhung” ist gemeint, dass dieser Bereich gegenüber der Schneidkante 7, 8, 9 im übrigen axial nach oben absteht.
Von besonderem Vorteil ist in diesem Zusammenhang die Tatsache, dass die Randbereiche der Schneiden 4, 5, 6 radial über den Schaft 1 überstehen. Insbesondere vorteilhaft ist dabei die Tatsache, dass die Überhöhung 24, 25, 26 inner halb des überstehenden Abschnitts angeordnet sind. Entsprechend ist es vorgesehen, dass sich die Überhöhung 24, 25, 26 über weniger als 10% der jeweiligen Schneidkantenlänge erstreckt.
Denkbar ist aber auch, dass die Überhöhung 24, 25, 26 von oben gesehen vollständig innerhalb des Aussendurchmessers des Schafts 1 abgeordnet ist. Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich die Überhöhung 24, 25, 26 von einem innerhalb des Aussendurchmessers des Schafts 1 gelegenen Abschnitt in den überstehenden Abschnitt.
Es lässt sich der Darstellung in 4 entnehmen, dass sich die Überhöhung 24, 25, 26 über die gesamte Breite der jeweiligen Freifläche 7b, 8b, 9b erstreckt. Dies ist für das oben angesprochene Führungsverhalten von Bedeutung.
Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass von oben gesehen die Schneidkanten 7, 8, 9 der Schneiden 4, 5, 6 im wesentlichen gerade verlaufen. Hier und vorzugsweise ist es aber so, dass von oben gesehen die Schneidkanten (7, 8, 9) der Schneiden (4, 5, 6) von innen nach aussen entlang eines Bogens verlaufen. Dabei ist es weiter vorzugsweise vorgesehen, dass die Krümmung der Schneidkanten 7, 8, 9 im Mittenbereich 10 im wesentlichen der Krümmung der Schneidkanten 7, 8, 9 im übrigen entspricht.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung verlaufen die Schneidkanten 7, 8, 9 der Schneiden 4, 5, 6 von innen nach außen entlang eines Bogens mit einer Krümmungsrichtung, die der Drehrichtung des Gesteinsbohrers entgegengesetzt ist. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drehrichtung des Gesteinsbohrers linksherum, und die obige Krümmungsrichtung der Schneidkanten 7, 8, 9 rechtsherum vorgesehen.
Ein weiterer interessanter Aspekt bei der vorschlagsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Freiflächen 7b, 8b, 9b der Schneidkanten 7, 8, 9 jeweils mindestens eine im wesentlichen konkave Ausformung – Freiflächental – aufweist, die zusammen mit der Spanfläche 7a, 8a, 9a eine im wesentlichen konkave Ausformung 30, 31, 32 der Schneidkante 7, 8, 9 – Schneidkantental – bildet, wobei vorzugsweise die Schneidkantentäler 30, 31, 32 unterschiedlicher Schneidkanten 7, 8, 9 jeweils radial zueinander versetzt angeordnet sind. Die Schneidkantentäler 30, 31, 32 sind also gewissermaßen komplementär zueinander angeordnet. Diese Asymmetrie hat insbesondere im Hammerbetrieb bei inhomogenen Werkstoffen Vorteile, da eine bestimmte Bearbeitungsstelle im Werkstück so mit zueinander komplementär ausgeformten Schneidkanten 7, 8, 9 bearbeitet wird. Die obigen Ausgestaltungen mit gebogenen Schneidkanten 7, 8, 9 und mit in den Schneidkanten 7, 8, 9 vorgesehenen konkaven Ausformungen sind Gegenstand der DE 20 2007 002 120 U1 , die auf die Anmelderin zurückgeht und deren Inhalt insoweit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Schließlich darf noch darauf hingewiesen werden, dass die Abfuhrnut 33 im Bereich des Bohrkopfes 3 in besonderer Weise ausgestaltet ist. Im Bereich des Bohrkopfes 3 verläuft die Abfuhrnut 33 nämlich in einem Abschnitt axial, also ohne einer Spiralform zu folgen. Dieser Abschnitt der Abfuhrnut 33 erstreckt sich nach oben bis zur Stirnfläche 34 des Schaftes 1, die im wesentlichen kegelförmig ausgestaltet ist. Bei einer nicht dargestellten Ausgestaltung ist es hier zur weiteren Verbesserung des Förderverhaltens vorgesehen, den Übergang der Abfuhrnut 33 zur Stirnfläche des Schaftes 34 mit einer zusätzlichen Fase oder Anschrägung zu versehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 202007002120 U1 [0005, 0055]

Claims

Gesteinsbohrer mit einem Schaft (1) mit Einsteckende (2) und einem am dem Einsteckende (2) abgewandten Ende des Schafts (1) angeordneten Bohrkopf (3), wobei der Bohrkopf (3) mindestens drei, vorzugsweise genau drei, von oben gesehen flügelartige Schneiden (4, 5, 6) aufweist, wobei die Schneiden (4, 5, 6) an ihrer Oberseite jeweils eine Schneidkante (7, 8, 9) aufweisen, die durch eine vorlaufend angeordnete Spanfläche (7a, 8a, 9a) und durch eine nachlaufend angeordnete Freifläche (7b, 8b, 9b) gebildet ist, wobei die Schneidkanten (7, 8, 9) in einem auf die Bohrerachse (11) ausgerichteten Mittenbereich (10) im wesentlichen zusammenlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittenbereich (10) eine einzige Schneidkante (7) – Langschneidkante – durch die Bohrerachse (11) hindurchläuft und entsprechend bezogen auf die Bohrerachse (11) einen überschiessenden Abschnitt (12) aufweist.
Gesteinsbohrer mit einem Schaft (1) mit Einsteckende (2) und einem am dem Einsteckende (2) abgewandten Ende des Schafts (1) angeordneten Bohrkopf (3), wobei der Bohrkopf (3) mindestens drei, vorzugsweise genau drei, von oben gesehen flügelartige Schneiden (4, 5, 6) aufweist, wobei die Schneiden (4, 5, 6) an ihrer Oberseite jeweils eine Schneidkante (7, 8, 9) aufweisen, die durch eine vorlaufend angeordnete Spanfläche (7a, 8a, 9a) und durch eine nachlaufend angeordnete Freifläche (7b, 8b, 9b) gebildet ist, wobei die Schneidkanten (7, 8, 9) in einem auf die Bohrerachse (11) ausgerichteten Mittenbereich (10) im wesentlichen zusammenlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittenbereich (10) eine einzige Schneidkante (7) – Langschneidkante – an der Bohrerachse (11) vorbeiläuft und entsprechend bezogen auf die Bohrerachse (11) einen überschiessenden Abschnitt (12) aufweist.
Gesteinsbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittenbereich (10) alle übrigen Schneidkanten (8, 9) nicht durch die Bohrerachse (11) hindurchlaufen.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittenbereich (10) alle übrigen Schneidkanten (8, 9) nicht an der Bohrerachse (11) vorbeilaufen.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittenbereich (10) alle übrigen Schneidkanten (8, 9) weder durch die Bohrerachse (11) hindurch noch an der Bohrerachse (11) vorbeilaufen.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenbereich (10) von oben gesehen innerhalb eines auf die Bohrerachse (11) ausgerichteten Kreises liegt, dessen Durchmesser kleiner als 30% des Bohrerdurchmessers, vorzugsweise kleiner als 20% des Bohrerdurchmessers (13), weiter vorzugsweise kleiner als 10% des Bohrerdurchmessers (13) ist.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des überschiessenden Abschnitts (12) der Langschneidkante (7) größer als 3%, vorzugsweise größer als 5% des Bohrerdurchmessers (13) ist.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des überschiessenden Abschnitts (12) der Langschneidkante (7) kleiner als 20%, vorzugsweise kleiner als 10% des Bohrerdurchmessers (13) ist.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der überschiessende Abschnitt (12) der Langschneidkante (7) in die Freifläche (9b) einer benachbarten Schneidkante (9) hineinläuft.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Mittenbereichs (10) die axiale Höhe der Schneidkanten (7, 8, 9) zur Bohrerachse (11) hin im wesentlichen abnimmt.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (7, 8, 9) jeweils eine Knickstelle (14, 15, 16) aufweisen, von der beginnend zur Bohrerachse (11) hin die axiale Höhe der Schneidkanten (7, 8, 9) abnimmt.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Mittenbereich (10) der Verlauf der Langschneidkante (7) hinsichtlich der Abnahme der axialen Höhe flacher ist als der entsprechende Verlauf der übrigen Schneidkanten (8, 9).
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Höhe in der Knickstelle (14, 15, 16) für alle Schneidkanten (7, 8, 9) weitgehend identisch ist.
Gesteinsbohrer nach Anspruch 11 und ggf. nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass von oben gesehen die Knickstellen (14, 15, 16) aller Schneidkanten (7, 8, 9) auf einem auf die Bohrerachse (11) ausgerichteten Kreis liegen.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Höhe der Schneidkanten (7, 8, 9) von außen nach innen zu der Knickstelle (14, 15, 16) hin jeweils im wesentlichen ansteigt.
Gesteinsbohrer nach Anspruch 11 und ggf. nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass von den Knickstellen (14, 15, 16) der Schneidkanten (7, 8, 9) jeweils eine insbesondere senkrecht zu der jeweiligen Schneidkante (7, 8, 9) verlaufende Freiflächenkante (20, 21, 22) in der zugeordneten Freifläche (7b, 8b, 9b) ausgeht, von der beginnend die Freifläche (7b, 8b, 9b) zur Bohrerachse (11) hin axial abfällt.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrkopf (3) genau drei von oben gesehen flügelartige Schneiden (4, 5, 6) mit zugeordneten Schneidkanten (7, 8, 9) aufweist.
Gesteinsbohrer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Projektion auf eine senkrecht zu der Bohrerachse (11) ausgerichteten Projektionsebene gesehen die Freiflächenkante (20) der der Langschneidkante (7) zugeordneten Freifläche (7b) mit den Freiflächenkanten (21, 22) der übrigen Schneidkanten (7, 8, 9) einen Winkel von etwa 120° und von etwa 240° einschließt.
Gesteinsbohrer nach Anspruch 17 und ggf. nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Freifläche (8b) einer Schneidkante (8) mit der Freifläche (9b) einer weiteren Schneidkante (9) im Mittenbereich (10) eine Ausformung nach Art eines Tals (23) bilden, durch das die Langschneidkante (7) verläuft.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (7, 8, 9) in einem äusseren Randbereich jeweils eine axiale Überhöhung (24, 25, 26) aufweisen, vorzugsweise, dass sich die Überhöhung (24, 25, 26) über weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10% der jeweiligen Schneidkantenlänge erstreckt.
Gesteinsbohrer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhöhung (24, 25, 26) sich über die gesamte Breite der jeweiligen Freifläche (7b, 8b, 9b) erstreckt.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von oben gesehen die Schneidkanten (7, 8, 9) im wesentlichen gerade verlaufen.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von oben gesehen die Schneidkanten (7, 8, 9) der Schneiden (4, 5, 6) von innen nach aussen entlang eines Bogens verlaufen und dass die Krümmung der Schneidkanten (7, 8, 9) im Mittenbereich (10) im wesentlichen der Krümmung der Schneidkanten (7, 8, 9) im übrigen entspricht.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von oben gesehen die Schneidkanten (7, 8, 9) der Schneiden (4, 5, 6) von Innen nach Aussen entlang eines Bogens mit einer Krümmungsrichtung verlaufen, die der Drehrichtung des Gesteinsbohrers entgegengesetzt ist.
Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiflächen (7b, 8b, 9b) der Schneidkanten (7, 8, 9) jeweils mindestens eine im wesentlichen konkave Ausformung (27, 28, 29) – Frei flächental – aufweist, das zusammen mit der Spanfläche (7a, 8a, 9a) eine im wesentlichen konkave Ausformung (30, 31, 32) der Schneidkante – Schneidkantental – bildet, vorzugsweise, dass die Schnieidkantentäler (30, 31, 32) der Schneidkanten (7, 8, 9) jeweils radial zueinander versetzt angeordnet sind.