DE102012015372A1 - Bohrkopf für einen Bohrer und Bohrer - Google Patents

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Abstract

Bei einem Bohrkopf aus Hartmetall für einen Bohrer, wie einen Gesteinsbohrer, mit einer einem Bohrerschaft des Bohrers zuzuwendenden Montageseite zum Befestigen des Bohrkopfs an dem Bohrerschaft, und einer freien Schneidseite mit drei Hauptschneiden, deren Erstreckungsausdehnungen eine Radialrichtungskomponente aufweisen, die bei Rotation des Bohrkopfs jeweils einen ring- oder kreisförmigen Räumbereich konzentrisch zur Arbeitsdrehachse definiert, wobei sich die Räumbereiche zumindest teilweise derart überdecken, dass eine dreifache Räumbereichsüberdeckung in einer Außenringzone bereitgestellt wird, die sich von einem gemeinsamen Außenendumfang der Räumbereiche der Hauptschneiden zu einer Zwischenumfangsgrenze erstreckt, ist vorgesehen, dass eine zweifache Räumbereichsüberdeckung in einer Innenringzone bereitgestellt ist, die sich von der Zwischenumfangsgrenze zur Arbeitsdrehachse erstreckt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bohrkopf aus Hartmetall, wie Karbid, für einen Bohrer, wie einen Gesteinsbohrer. Ein mit dem Bohrerschaft zu koppelnder Bohrkopf besteht üblicherweise aus Hartmetall. Der gesamte Bohrkopf von den die Bohrlochwand kontaktierenden Seiten, von der Spitze bis zu den Wendelgängen des Bohrerschafts ist aus Hartmetall gebildet. Für gewöhnlich haben Gesteinsbohrer mit derartigen Hochleistungsbohrköpfen einen Bohrernenndurchmesser kleiner 100 mm und werden zur Bearbeitung von Mauerwerk, Beton oder Stahlbeton mit einer elektrischen Handschlagbohrmaschine oder einem Bohrhammer eingesetzt.
  • Aus EP 1 270 162 B1 ist ein Bohrkopf aus Hartmetall für einen Gesteinsbohrer bekannt. Der Bohrkopf ist dreischenklig und drehsymmetrisch mit einem Symmetriewinkel von 120° aufgebaut. Auf jedem der Bohrkopfschenkel ist eine Hauptschneide ausgebildet, die sich von einem radialen Außenende des Schenkels zur Bohrkopfspitze hin erstreckt, welche mit der Bohrerdrehachse zusammenfällt. In der Umfangswinkelmitte zwischen zwei Hauptschneiden ist jeweils eine Nebenschneide ausgebildet, die sich von der Bohrkopfspitze nach radial außen über eine Länge von etwa einem Viertel des Bohrkopfdurchmessers erstreckt. Jede der Haupt- und Nebenschneiden definiert einen Räumbereich, der von der jeweiligen Schneide während einer Umdrehung des Bohrkopfs einmal durchlaufen wird, um Material aus dem zu bohrenden Material abzutragen und in Wendelgänge des Bohrers weiterzutransportieren. Die Räumbereiche der drei Hauptschneiden überdecken sich vollständig die Räumbereiche der Nebenschneiden überdecken etwa die Hälfte der Räumbereiche der Hauptschneiden. Bezogen auf eine Radialstrecke von der Bohrkopfspitze zum äußersten Ende der Hauptschneiden wird ein radial äußerer Abschnitt der Radialstrecke somit dreimal von einer Schneidkante durchlaufen und ein radial innerer Abschnitt sechsmal.
  • Der bekannte Bohrkopf zeichnet sich wegen seiner Dreipunkt-Auflage im Bohrloch durch eine gute Lochrundheit aus. Ein anderer Bohrkopftyp mit nur einer diametral zur Bohrerspitze verlaufenden Hauptschneide und zwei Nebenschneiden ist aus EP 0 654 580 B1 bekannt. Auch dieser Bohrkopf ist vollständig aus Hartmetall ausgebildet. Auf Grund der weniger stabilen Auflage im Bohrloch erreichen diese Bohrkopftypen in der Regel jedoch keine vergleichbare Lochqualität bezüglich der Rundheit.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, einen Hartmetallbohrkopf bereitzustellen, der die Nachteile des Stands der Technik überwindet, insbesondere ohne Einbußen bei der Lochqualität eine ausreichende Bohrleistung bei geringem Bohrkopfverschleiß erzielt, wobei die Standfestigkeit deutlich erhöht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst.
  • Danach umfasst ein Bohrkopf aus Hartmetall für einen Bohrer, wie einen Gesteinsbohrer, eine einem Bohrerschaft des Bohrers zuzuwendenden Montageseite zum Befestigen des Bohrkopfs an dem Bohrerschaft, und eine freie Schneidseite mit insbesondere genau drei Hauptschneiden, deren Erstreckungsausdehnungen eine Radialrichtungskomponente aufweisen, die bei Rotation des Bohrkopfs jeweils einen ring- oder kreisförmigen Räumbereich konzentrisch zur Arbeitsdrehachse definiert. Die Räumbereiche überdecken sich zumindest teilweise derart, dass eine dreifache Räumbereichsüberdeckung in einer Außenringzone bereitgestellt ist, die sich von einem gemeinsamen Außenendumfang von insbesondere genau drei Räumbereichen der Hauptschneiden zu einer Zwischenumfangsgrenze erstreckt. Erfindungsgemäß ist eine zweifache Räumbereichsüberdeckung in einer Innenringzone bereitgestellt, die sich von der Zwischenumfangsgrenze zur Arbeitsdrehachse erstreckt.
  • Die Hauptschneide oder Hauptschneidkante ist vorzugsweise dadurch definiert, dass deren Verlauf vollständig auf einer Kegelmantelebene liegt, deren Rotationsachse mit der Arbeitsdrehachse des Bohrkopfs zusammenfällt. Der Bohrkopf kann Nebenschneiden oder Nebenschneidenkanten aufweisen, die axial zurück versetzt zur Kegelmantelebene liegen können. Damit sind die Hauptschneiden bei dem Bohrvorgang voreilend dominant.
  • Die Erstreckungsausdehnung einer Hauptschneide ergibt sich durch denjenigen Abschnitt der Hauptschneide, der sich auf der Kegelmantelebene befindet, wobei eine Hauptschneide durchaus einen mittigen Meißel oder Meißelspitze aufweisen kann, der axial über die Kegelmantelfläche vorsteht. Eine Radialkomponente einer Erstreckungsausdehnung definiert bei Rotation des Bohrkopfs den ring- oder kreisförmigen Räumbereich der Schneidkante. Es sei klar, dass im Regelfall jede Hauptschneide genau einen Räumbereich definiert. Unter Umständen kann eine Hauptschneide auch zwei oder mehrere Räumbereiche definieren, wenn beispielsweise die Hauptschneide in deren Längserstreckung unterbrochen ist. Es ist auch vorstellbar, dass sich eine Hauptschneide über die Arbeitsdrehachse hinaus diametral radial erstreckt, so dass ein erster Räumbereich diesseitig der Bohrerspitze und ein weiterer Räumbereich jenseits der Bohrerspitze definiert ist, aber die beiden Hauptschneidenabschnitte in einem kontinuierlichen Lauf zusammenhängen und/oder die gleiche Erstreckungsrichtung aufweisen.
  • Mehrere Zonen unterschiedlicher Räumbereichsüberdeckung erlauben es Bereiche des Bohrkopfs auf spezifische Funktionen beim Schlagbohrer auszulegen und somit das Gesamtbohrergebnis zu verbessern. Um in radial außen liegenden Bereichen des Bohrkopfs möglichst das gesamte Bohrklein aus dem Bohrloch zu entfernen und dadurch geringere Wärmeentwicklung und eine stabile und präzise Auflage im Bohrloch zu erreichen, ist eine dreifache Überdeckung der Räumbereiche vorgesehen. Um im Bereich nahe der Bohrkopfspitze einen bessere Schlagwirkung in das Bohrgut bei geringer Drehreibung zu erreichen überdecken sich nur zwei Räumbereiche.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung ist in der Innenringzone eine Zweischneidenringzone bereitgestellt, in der die zweifache Räumbereichsüberdeckung durch zwei verschiedene Hauptschneiden bereitgestellt ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung ist in der Innenringzone eine Einschneidenringzone bereitgestellt, in der die zweifache Räumbereichsüberdeckung durch eine Hauptschneide, insbesondere einen Langabschnitt sowie einen, insbesondere dem Langabschnitt relativ zur Arbeitsdrehachse diametral gegenüberliegenden, vorzugsweise direkt jenseits der Arbeitsdrehachse an den Langabschnitt anschließenden, Kurzabschnitt einer Hauptschneide, bereitgestellt.
  • Die zweifache Überdeckung der Räumbereiche in verschiedenen Zonen mit unterschiedlichen Schneidkanten bzw. mit nur einer Hauptschneide zu realisieren, hat den Vorteil, dass je nach radialer Position auf dem Bohrkopf unterschiedliche Winkelabstände zwischen den Hauptschneiden bestehen. Das Nachräumen mit der überdeckenden Schneide erfolgt dann je nach radialer Position früher oder später im Verlauf einer Umdrehung, wodurch inhomogenes Bohrklein mit inhomogener Rieselgeschwindigkeit gründlicher ausgeräumt wird.
  • Die Räumbereichsüberdeckung kann sowohl dadurch variiert sein, dass sich die Anzahl der Überdeckungen von einem zum nächsten Abschnitt der Radiusstrecke ändert als auch dadurch, dass die Hauptschneiden wechseln, welche eine Überdeckung realisieren.
  • Der Bohrkopf kann eine Langhauptschneidkante aufweisen, die die längste Hauptschneidkante der drei Hauptschneidkanten ist. Des Weiteren kann der Bohrkopf eine Mittelhauptschneide und eine Kurzhauptschneide aufweisen, die die kürzeste der Hauptschneidkanten ist. Die Mittelhauptschneidkante ist langer als die Kurzhauptschneide und kürzer als die Langhauptschneide.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung ist die zweifache Räumbereichsüberdeckung in der Zweischneidenringzone durch eine Langhauptschneide und eine Mittelhauptschneide bereitgestellt. Vorzugsweise ist die zweifache Räumbereichsüberdeckung in der Einschneidenringzone durch einen Langabschnitt und einen Kurzabschnitt einer Langhauptschneide bereitgestellt. Es zeigte sich, dass in der Nähe der Bohrerdrehachse auf Grund der niedrigeren Bahngeschwindigkeit die Meißelfunktion der Hauptschneiden überwiegt und nach radial außen die Räumfunktion zunimmt. Mit der vorteilhaften Auslegung die Überdeckung durch nur eine Schneide bereitzustellen, kann die Meißelwirkung verstärkt und die Bohrmehlabfuhr unterstützt werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung überdecken sich auf dem Bohrkopf maximal drei Räumbereiche und mindestens zwei Räumbereiche. Die dreifache Räumbereichüberdeckung stellt sicher, dass bereits nach wenigen Umdrehungen ausgeschlagenes Bohrmehl nahezu vollständig aus dem Bohrloch geleitet wird. Als besonders effektiv stellte sich die doppelte Schaufelredundanz im radial äußersten Radialabschnitt der Hauptschneiden heraus, da dort die Distanz über die der Hauptschneide vorauslaufende Spanfläche hin zur Bohrmehlabfuhrnut am kürzesten ist, so dass sich das Bohrmehl leichter in die Abfuhrnut schaufeln lässt. Zugleich konnte übermäßiger Reibwiderstand im Bohrloch vermieden werden.
  • Vorzugsweise erstreckt sich die Innenringzone über mehr als 55 Prozent eines Bohrkopfradius. Insbesondere verläuft die kreisförmige Zwischenumfangsgrenze durch ein radial inneres Schneidkantenende der Kurzhauptschneide. Vorteilhaft ist dabei, dass eine hohe Lochqualität, wie bei einem Bohrer mit drei Hauptschneiden, durch die Stabilisierung des Bohrkopfs im Bohrloch über eine Dreipunktauflage radial außen am Bohrkopf erreicht wird. Weil der überwiegende Teil des Bohrkopfs allerdings eine geringere Räumbereichüberdeckung aufweist, ist die Gesamtreibung niedrig und die Schlagenergieübertragung hoch, wie bei einem Bohrkopf mit nur einer sich diametral über die Bohrerdrehachse erstreckenden Hauptschneide.
  • Für die häufigsten Bohrkleinkörnungen zeigte sich, dass eine mehr als dreifache Überdeckung eines Räumbereichs durch Räumbereiche anderer oder derselben Hauptschneide keinen weiteren Vorteil im Hinblick die Bohrmehlabfuhreffektivität bietet, sich die Drehreibung jedoch erhöht.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung begrenzen die Hauptschneiden, insbesondere deren Erstreckungsrichtungen, zwei benachbarte, insbesondere schneidenfreie Hauptbohrmehlabfuhrsektoren. Insbesondere erstrecken sich die Hauptbohrmehlabfuhrsektoren in Axialrichtung von einer durch die Hauptschneiden aufgespannten Mantelfläche eines Bohrkegels, dessen Kegelspitze auf der Arbeitsdrehachse liegt, bis hin zu Wendelgängen des Bohrers. Insbesondere spannen die Hauptbohrmehlabfuhrsektoren jeweils einen Hauptsektorwinkel auf, von denen zwei größer 120° sind. Unerwartet erhöhte sich durch das Ausbilden zweier großer Hauptbohrmehlabfuhrsektoren der Bohrmehlabtransport im Vergleich zu gleichmäßig und symmetrisch am Bohrkopf ausgebildeten Bohrmehlabfuhrsektoren mit gleichem Bohrmehlabfuhrvolumen, da grobkörniges Bohrgut schneller abgeführt wird und die Bohrmehlpfropfenbildung dadurch gemindert ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung weisen die drei Hauptschneiden längs deren Erstreckungsrichtungen unterschiedliche Längen auf, so dass einen Langschneide, eine Mittelschneide und eine Kurzschneide gebildet sind. Beim bevorzugten Bohrkopf ist die Menge des erzeugten Bohrmehls auf die lokal und insgesamt abtransportierbare Bohrmehlmenge genau abgestimmt, so dass weniger reibungsförderndes Bohrmehl im Bohrloch verbleibt, wodurch die Arbeitstemperatur am Bohrkopf und dessen Verschleiß reduziert ist. Mit der Maßnahme die Gesamtschneidkantenlänge relativ zur maximal abführbaren Bohrmehlmenge auszulegen erhöht sich die Bohrleistung relativ zur aufgewandten mechanischen Leistung, weil die Reibung der Schneiden auf ein notwendiges Maß beschränkt ist. Überraschenderweise ergab sich zudem eine Verbesserung der Vorschubleistung, weil vom Hammerbohrer ausgehende Schlagenergie nun direkt auf das zu bohrende Gestein übertragen wird, ohne dass im Bohrloch vorhandenes Bohrgut dämpft.
  • Vorzugsweise erstrecken sich die Hauptschneiden von einem radial äußeren Ende zu einem radial inneren Ende mit einer konstanten Steigung in axialer Bohrervorschubrichtung, wobei die radial inneren und äußeren Enden jeweils durch eine Steigungsänderung bestimmt sind, wobei insbesondere zwischen dem jeweiligen radial inneren Ende der Kurzschneide und/oder der Mittelschneide und einem Schnittpunkt der jeweiligen Erstreckungsrichtung mit der Erstreckungsrichtung der Langschneide ein radialer Abstand, insbesondere eine schneidenunbelegte Vertiefung im Bohrkopf, zur Bohrmehlabfuhr ausgebildet ist. Insbesondere ist der Abstand als Tal oder Nut im Wesentlichen längs der Erstreckungsrichtung der längsten der Hauptschneiden realisiert. Mit den entlang der Langschneide verlaufenden und die Haupt- und Nebenbohrmehlabfuhrsektoren verbindenden Vertiefungen ist ein Mengenausgleich zwischen den Bohrmehlabfuhrnuten ermöglicht, so dass die Gesamtbohrmehlabfuhrkapazität besonders effizient genutzt ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung erstrecken sich die Hauptschneiden auf jeweils auf einem Bohrkopfschneidschenkel des Bohrkopfs mit einer konstanten Richtungskomponente in axialer Bohrervorschubrichtung und spannen eine Mantelfläche eines Bohrkegels auf, dessen Kegelspitze mit der Arbeitsdrehachse des Bohrers zusammenfällt. Insbesondere ist die radiale Breite eines jeweiligen Räumbereichs durch die rein radiale Länge, insbesondere entlang der radialen Komponenten, der innerhalb oder oberhalb der Mantelfläche liegenden effektiven Schneidlänge der Hauptschneiden bestimmt ist.
  • Vorzugsweise ist eine längste der Hauptschneiden durch einen kontinuierlichen, insbesondere überwiegend geradlinigen Scheitelverlauf definiert, der in der Mantelfläche oder oberhalb der Mantelfläche des Bohrkegels liegt und sich gegebenenfalls über die Arbeitsdrehachse hinauserstreckt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung ist der Bohrkopf einstückig ausgebildet. Vorzugsweise sind auf dem Bohrkopf genau drei Hauptschneiden ausgebildet. Die Hauptschneiden liegen vorzugsweise alle innerhalb der Mantelfläche des Bohrkegels. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bohrkopf frei einer insbesondere am Bohrerschaft ausgebildeten Verzapfung mit dem Bohrwerkzeug verbunden. Vorzugsweise ist die Montageseite des Bohrkopfs absatzfrei, insbesondere eben. Vorzugsweise ist der Bohrkopf schneidplattenfrei oder schneideinsatzfrei.
  • Die Erfindung betrifft außerdem einen Bohrer, insbesondere Gesteinsbohrer, mit einer vorzugsweise dreikanaligen Bohrmehlabfuhrwendel sowie einem erfindungsgemäßen Bohrkopf.
  • Weitere Eigenschaften, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden 1, die eine Oberansicht des erfindungsgemäßen Bohrkopfs zeigt.
  • Der Bohrkopf 1 hat im Wesentlichen eine V-Form und eine profilierte Oberseite, die drei, sich in Vorschubrichtung des Bohrers streckende Hauptschneiden 21, 41, 61 aufweist. Die Hauptschneiden 21, 41, 61 sind auf jeweils einem Schenkel der V-Form ausgebildet. Der Bohrkopf 1 ist mit einer nicht näher dargestellten Montageseite an einem nicht näher dargestellten Schaft eines Bohrers angeschweißt. Eine Arbeitsdrehrichtung des Bohrers ist durch Pfeil 99 angegeben. Zwischen den Ypsilonschenkeln des Bohrkopfs 1 erstrecken sich konkav zur Arbeitsdrehachse hin gekrümmte Bohrmehlabfuhrnuten parallel zur Arbeitsdrehachse in Blatttiefenrichtung und münden in nicht näher dargestellte Wendelgänge des Bohrerschafts.
  • Die Hauptschneiden 21, 41, 61 sind unterschiedlich lang und erstrecken sich von einem jeweiligen radialen äußeren Ende 25, 45, 65, das relativ zu radial äußersten Kurzseite 23, 43, 63 der Y-Schenkel in Richtung einer Arbeitsdrehachse R des Bohrers durch eine Abrundung um etwa 4% des Bohrernenndurchmessers radial nach innen versetzt ist zu radial inneren Enden 27, 47, 67. Die Hauptschneiden 21, 41, 61 weisen Erstreckungsrichtungen 29, 49, 69 mit einer überwiegenden radial zur Arbeitsdrehachse R des Bohrers weisende Richtungskomponente K auf.
  • Von den radial äußeren Enden 25, 45, 65 verlaufen die Hauptschneiden mit konstanter Steigung in axialer Bohrervorschubrichtung geradlinig und spannen dabei eine Mantelfläche eines gedachten Bohrkegels auf, der die Angriffsfläche des Bohrkopfs im Bohrloch in Vorschubrichtung definiert. Ein jeweiliges radial inneres Ende 27, 47, 67 der Hauptschneiden 21, 41, 61 ergibt sich durch eine Änderung der Steigung in axialer Vorschubrichtung, was durch quer zu den Schneiden verlaufende Linien in 1 angedeutet ist. Die längste Hauptschneide 21 beginnt mit einem Langabschnitt 21a, der in eine Meißelspitze mündet und setzt sich mit einem Kurzabschnitt 21b fort, wobei der Verlauf von Langabschnitt 21a über den Meißel und den Kurzabschnitt eine kontinuierlichen Schneidkante bildet. Der Langabschnitt 21a und der Kurzabschnitt 21b erstrecken sich dabei innerhalb der Bohrkegelmantelfläche, während die Meißelspitze diese in Vorschubrichtung durchstößt.
  • Die Erstreckung der Hauptschneiden 21, 41, 61 innerhalb oder oberhalb der Mantelfläche durchlaufen während einer 360°-Umdrehung des Bohrkopfs jeweilige Räumbereiche 21', 21'', 41', 61' in Form eines Kreises oder Rings. Die Langschneide 21, welche die Meißelspitze 80 umfasst, definiert mit einem Langabschnitt 21a einen ersten Räumbereich und mit dem Kurzabschnitt 21b einen zweiten Räumbereich um die Arbeitsdrehachse R. Die Mittelschneide 41 definiert einen ringförmigen Räumbereich 41', der sich von einem Kreis um das radial äußerste Ende des Kurzabschnitts 21b, der die Steigungsänderung am radial inneren Ende 47 der zweitlängsten Schneide kreuzt, bis zum radial äußersten Ende 45 der Mittelschneide 41 erstreckt. Der ringförmige Räumbereich 61' der Kurzschneide 61 erstreckt sich von deren radial innerem Ende 67 zu deren radial äußerem Ende 65.
  • In einer Einschneidenzone IV, in der lediglich die längste Hauptschneide 21 arbeitet, wird deren Räumbereich 21' des Langabschnitts 21a durch den Räumbereich 21'' des Kurzabschnitts 21b überdeckt. Freies Bohrmehl wird folglich entweder durch den Langabschnitt 21a und die dem Langabschnitt zugewandte Hälfte der Meißelspitze 80 oder nach 180° durch den Kurzabschnitt 21b und die dem Kurzabschnitt zugewandte Hälfte der Meißelspitze 80 abtransportiert.
  • An die Einschneidenzone IV, schließt sich eine Zweischneidezone III radial außen unmittelbar an, in der sich der Räumbereich des Langabschnitts 21a der Langschneide und der Räumbereich der Mittelschneide 41 überdecken. Die Einschneidenzone IV und Zweischneidenzone III bilden gemeinsam eine Innenringzone II, in der nur eine zweifache Räumbereichsüberdeckung besteht. Dadurch kann grobes Bohrgut leicht abrieseln und wird die Schlagenergie über eine geringe Schneidkantenfläche effektiv auf das Bohrstück übertragen.
  • In der Außenringzone I überdecken sich die Räumbereiche 21', 41', 61' des Langabschnitts 21a der Langschneide 21, der Mittelschneide 41 und der Kurzschneide 61, um möglichst viel Bohrmehl abzutransportieren und die Werkzeugkräfte gleichmäßig zur Erhöhung der Stabilität zu verteilen.
  • Die Außenringzone I erstreckt sich von einem Außenendumfang U, der durch die radialen Außenenden 25, 45, 65 der Hauptschneiden 21, 41, 61 definiert ist bis zu einer Zwischenumfangsgrenze L, welche durch das radial innere Ende 67 der Kurzschneide 61 festgelegt ist.
  • Die Hauptschneiden 21, 41, 61 verlaufen jeweils in einem anderen Winkel zu einer jeweiligen reinen Radialrichtungskomponente K. Die Winkel betragen zwischen etwa 2° und 20° erstrecken. Auf Grund der unterschiedlichen Ausrichtung bezogen auf die Drehachse des Bohrers passt keine der Hauptschneiden in ein Schlagkerbe, die durch eine andere der Hauptschneiden in einem vorangehenden Schlagtakt eingearbeitet wurde. Des Weiteren wird das Bohrgut vom Bohrkopfzentrum weg hin zu den Bohrmehlabfuhrnuten geleitet.
  • Die Erstreckungsrichtungen 29, 49, 69 der Hauptschneiden 21, 41, 61 teilen den Bohrkopf in drei Sektoren auf, wobei der zwischen der Erstreckungsrichtung 29 der längsten Schneide 21 und der Erstreckungsrichtung 69 der kürzesten Schneide 61, der Arbeitsdrehrichtung 99 folgend, definierte Hauptbohrmehlabfuhrsektor sowie der durch die Erstreckungsrichtung 49 der zweitlängsten Schneide 41 und die Erstreckungsrichtung 29 der längsten Schneide 21, wiederum der Arbeitsdrehrichtung folgend, definierte Hauptbohrmehlabfuhrsektor jeweils einen Sektorwinkel α, β von etwa 135° aufspannen. Ein Nebenbohrmehlabfuhrsektor ist zwischen der Erstreckungsrichtung 69 der kürzesten Schneide 61 und der Erstreckungsrichtung 49 der zweitlängsten Schneide 41 definiert und spannt einen Winkel γ von etwa 90° auf. Im Nebenbohrmehlabfuhrsektor ist der Kurzabschnitt 21b der längsten Schneide 21 ausgebildet.
  • Die Erstreckungsrichtung des Kurzabschnitts 21b der längsten Hauptschneide 21 verläuft parallel zur Erstreckungsrichtung 21 des überwiegenden Teils der längsten Hauptschneide, der durch den Langabschnitt 21a gebildet ist, und kreuzt ebenfalls die Erstreckungsrichtungen 49, 69 der kürzesten 61 und zweitlängsten 41 Hauptschneiden außerhalb der Arbeitsdrehachse R.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bohrkopf
    21, 41, 61
    Hauptschneiden
    21a
    Langabschnitt
    21b
    Kurzabschnitt
    21', 21'', 41', 61'
    Räumbereiche
    23, 43, 63
    Kurzseiten
    25, 45, 65
    radial äußere Enden
    27, 47, 67
    radial innere Enden
    28, 48, 68
    Bohrmehlabfuhrnuten
    29, 49, 69
    Erstreckungsrichtungen
    80
    Meißelspitze
    99
    Arbeitsdrehrichtung
    A, B
    Hauptbohrmehlabfuhrsektoren
    C
    Nebenbohrmehlabfuhrsektor
    K
    Richtungskomponente
    R
    Arbeitsdrehachse
    U
    Außenendumfang
    L
    Zwischenumfangsgrenze
  • 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
    • EP 1270162 B1 [0002]
    • EP 0654580 B1 [0003]

Claims (9)

  1. Bohrkopf (1) aus Hartmetall für einen Bohrer, wie einen Gesteinsbohrer, mit einer einem Bohrerschaft des Bohrers zuzuwendenden Montageseite zum Befestigen des Bohrkopfs an dem Bohrerschaft, und einer freien Schneidseite mit drei Hauptschneiden (21, 41, 61), deren Erstreckungsausdehnungen eine Radialrichtungskomponente (K) aufweisen, die bei Rotation des Bohrkopfs jeweils einen ring- oder kreisförmigen Räumbereich (21', 21'', 41', 61') konzentrisch zur Arbeitsdrehachse (R) definiert, wobei sich die Räumbereiche (21', 21'', 41', 61') zumindest teilweise derart überdecken, dass eine dreifache Räumbereichsüberdeckung in einer Außenringzone (I) bereitgestellt wird, die sich von einem gemeinsamen Außenendumfang (U) der Räumbereiche der Hauptschneiden (21, 41, 61) zu einer Zwischenumfangsgrenze (L) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweifache Räumbereichsüberdeckung in einer Innenringzone (II) bereitgestellt ist, die sich von der Zwischenumfangsgrenze (L) zur Arbeitsdrehachse (R) erstreckt.
  2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Innenringzone (II), eine Zweischneidenringzone (III) bereitgestellt ist, in der die zweifache Räumbereichsüberdeckung durch zwei verschiedene Hauptschneiden bereitgestellt ist, und/oder eine Einschneidenringzone (IV) bereitgestellt ist, in der die zweifache Räumbereichsüberdeckung durch eine Hauptschneide, insbesondere einen Langabschnitt sowie einen, insbesondere dem Langabschnitt relativ zur Arbeitsdrehachse diametral gegenüberliegenden, vorzugsweise direkt jenseits der Arbeitsdrehachse an den Langabschnitt anschließenden, Kurzabschnitt der Hauptschneide, bereitgestellt ist.
  3. Bohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweifache Räumbereichsüberdeckung in der Zweischneidenringzone (III) durch eine Langhauptschneide (21) und eine Mittelhauptschneide (41) bereitgestellt ist und/oder die zweifache Räumbereichsüberdeckung in der Einschneidenringzone (IV) durch einen Langabschnitt und einen Kurzabschnitt der Langhauptschneide (21) bereitgestellt ist.
  4. Bohrkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrkopf höchstens eine dreifache und mindestens eine zweifache Räumbereicheüberdeckung in verschiedenen Ringzonen (I, II, III) und/oder dass sich die Innenringzone (II) über mehr als 55 Prozent eines Bohrkopfradius erstreckt und/oder die insbesondere kreisförmige Zwischenumfangsgrenze durch ein radial inneres Schneidkantenende (67) einer Kurzhauptschneide (61) verläuft.
  5. Bohrkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden (21, 41, 61) zwei benachbarte, insbesondere schneidenfreie Hauptbohrmehlabfuhrsektoren (A, B) begrenzen, die sich insbesondere in Axialrichtung von einer durch die Hauptschneiden aufgespannten Mantelfläche eines Bohrkegels, dessen Kegelspitze auf der Arbeitsdrehachse liegt, bis hin zu Wendelgängen des Bohrers erstrecken, wobei insbesondere eine längste der Hauptschneiden (21) einen Scheitel zwischen den beiden benachbarten Hauptbohrmehlabfuhrsektoren (A, B) bildet und/oder wobei insbesondere die Hauptbohrmehlabfuhrsektoren (A, B) jeweils einen Hauptsektorwinkel aufspannen, von denen zwei größer 120° sind.
  6. Bohrkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden (21, 41, 61) eine unterschiedliche Länge aufweisen und/oder sich von einem radial äußeren Ende (25, 45, 65), insbesondere auf dem gemeinsamen Außenendumfang, zu einem radial inneren Ende (27, 47, 67) mit einer konstanten Steigung in axialer Bohrervorschubrichtung erstrecken, wobei die radial inneren und äußeren Enden jeweils durch eine Steigungsänderung bestimmt sind, wobei insbesondere zwischen dem jeweiligen radial inneren Ende einer kürzesten (61), wie einer Kurzschneide, und/oder einer zweitlängsten (41), wie einer Mittelschneide, der Hauptschneiden und einem Schnittpunkt der jeweiligen Erstreckungsrichtung mit der Erstreckungsrichtung der längsten, wie einer Langschneide, der Hauptschneiden (21) ein radialer Abstand, insbesondere eine schneidenunbelegte Vertiefung im Bohrkopf zur Bohrmehlabfuhr ausgebildet ist, die insbesondere als Tal oder Nut im Wesentlichen längs der Erstreckungsrichtung der längsten der Hauptschneiden (21) verläuft.
  7. Bohrkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hauptschneiden jeweils auf einem Bohrkopfschneidschenkel mit einer konstanten Richtungskomponente in axialer Bohrervorschubrichtung erstrecken und eine Mantelfläche eines Bohrkegels aufspannen, dessen Kegelspitze mit der Arbeitsdrehachse (R) zusammenfallt, wobei insbesondere die radiale Breite eines jeweiligen Räumbereichs durch die rein radiale Länge des in der Mantelfläche liegenden effektiven Schneidbereichs der Hauptschneiden (21, 41, 61) bestimmt ist.
  8. Bohrkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schnittpunkte der Erstreckungsrichtungen (29, 49, 69) der drei Hauptschneiden jeweils in einem radialen Abstand zur Arbeitsdrehachse (R) des Bohrers liegen, wobei insbesondere die radialen Abstände der Schnittpunkte zur Arbeitsdrehachse unterschiedlich groß sind.
  9. Bohrer, insbesondere Gesteinsbohrer, mit einem Bohrerschaft umfassend eine insbesondere dreikanalige Bohrmehlabfuhrwendel und einem nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Bohrkopf (1), der an dem Bohrerschaft befestigt, geschweißt, ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115110628A (zh) * 2022-07-22 2022-09-27 中电建路桥集团有限公司 一种城市建成区内涝防治专用清淤装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0654580B1 (de) 1993-11-18 1997-08-20 HILTI Aktiengesellschaft Spiralbohrer
US6698981B1 (en) * 1999-07-14 2004-03-02 Seco Tools Ab Drill bit with three cutting edges
EP1270162B1 (de) 2000-03-15 2006-02-01 Kabushiki Kaisha Miyanaga Bohrer
DE102008022899A1 (de) * 2008-05-08 2009-11-19 Drebo Werkzeugfabrik Gmbh Bohrer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0654580B1 (de) 1993-11-18 1997-08-20 HILTI Aktiengesellschaft Spiralbohrer
US6698981B1 (en) * 1999-07-14 2004-03-02 Seco Tools Ab Drill bit with three cutting edges
EP1270162B1 (de) 2000-03-15 2006-02-01 Kabushiki Kaisha Miyanaga Bohrer
DE102008022899A1 (de) * 2008-05-08 2009-11-19 Drebo Werkzeugfabrik Gmbh Bohrer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115110628A (zh) * 2022-07-22 2022-09-27 中电建路桥集团有限公司 一种城市建成区内涝防治专用清淤装置
CN115110628B (zh) * 2022-07-22 2024-06-04 中电建路桥集团有限公司 一种城市建成区内涝防治专用清淤装置

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