DE102012218702A1

DE102012218702A1 - Drill head for rock drill to drill reinforced rock e.g. concrete rock, has drilling tip placed at feed-side end of head, and including clamping shaft connectable over bonding surface, where drill head diameter is in specific range

Info

Publication number: DE102012218702A1
Application number: DE201210218702
Authority: DE
Inventors: Rainer Widmann; Alexander Volz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-04-17
Also published as: CN103726789B; CN103726789A; RU2013145804A; RU2639746C2

Abstract

The head (4) has a drilling tip placed at a feed-side end of the head. A clamping shaft (2) of the drill bit is connectable over a bonding surface. Ratio of drill head diameter (D) to drill head height (h) is calculated by using specific formula by using parameter as spacing between the feed-side end of the drilling tip and the bonding surface toward a rotational axis. The drill head diameter is determined by calculating maximum radius of the head in millimeters, where the drill head diameter is ranged between 2 - 35 millimeters, and the head is made of composite material. An independent claim is also included for a rock drill.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf für einen Gesteinsbohrer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Gesteinsbohrer zum Bohren von Gestein, insbesondere von Naturgestein, Beton oder armiertem Beton nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to a drill bit for a rock drill according to the preamble of claim 1 and a rock drill for drilling rock, in particular natural rock, concrete or reinforced concrete according to the preamble of claim 9.

Aus der EP 1 702 134 B1 ist beispielsweise ein Bohrwerkzeug mit einem als Vollhartmetallkopf ausgebildeten Schneidelement als Bohrerkopf bekannt. Der Bohrerkopf dieses Bohrwerkzeugs aus dem Stand der Technik ist massiv ausgebildet, um ein gutes Führungsverhalten und einen hohen Materialabtrag zu gewährleisten.From the EP 1 702 134 B1 For example, a drilling tool with a cutting element designed as a solid carbide head is known as a drill head. The drill head of this drilling tool of the prior art is solid designed to ensure good leadership and high material removal.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bohrkopf bzw. einen Gesteinsbohrer vorzuschlagen, die eine erhöhte Bohrgeschwindigkeit ermöglichen.The object of the invention is to propose a drill head or a rock drill, which allow an increased drilling speed.

Die Aufgabe wird, ausgehend von einem Bohrwerkzeug der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 9 gelöst.The problem is solved, starting from a drilling tool of the type mentioned, by the characterizing features of claim 1 and 9, respectively.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.The measures mentioned in the dependent claims advantageous embodiments and modifications of the invention are possible.

Der erfindungsgemäße Gesteinsbohrer bzw. Bohrkopf zeichnet sich dadurch aus, dass das Verhältnis von Bohrkopfdurchmesser zu Bohrkopfhöhe innerhalb eines speziellen Wertebereichs liegt, der durch die Formel:

beschrieben wird, wobei das Verhältnis mit V, der Durchmesser des Bohrkopfs mit d und ein weiterer Parameter mit c bezeichnet werden. Der Bohrkopfdurchmesser wird in Millimetern (mm) gemessen; die Einheiten der Koeffizienten im Polynom (–0,0029 mm^–2 und 0,114 mm^–1) zweiten Grades sind so gewählt, dass V und auch c keine Einheit besitzen.The rock drill or drill head according to the invention is characterized in that the ratio of drill head diameter to drill head height lies within a specific value range which is defined by the formula:

The relationship with V, the diameter of the drill head with d and another parameter with c are described. The drill head diameter is measured in millimeters (mm); the units of the coefficients in the polynomial (-0.0029 mm ^-2 and 0.114 mm ^-1 ) of the second degree are chosen such that V and also c have no unit.

Durch diese Maßnahme kann insbesondere erreicht werden, dass der Gesteinsbohrer bzw. der Bohrkopf beim Bohren eine geringere Reibung besitzt, was darüber hinaus in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Bohrgeschwindigkeit zur Folge haben kann. By this measure can be achieved in particular that the rock drill or the drill head during drilling has a lower friction, which in addition can advantageously have an increase in the drilling speed result.

Grundsätzlich handelt es sich um einen Gesteinsbohrer, wobei unter Gestein im Sinne der Erfindung sowohl Naturgestein als auch Beton, also ein verfestigtes Gemenge, welches sich ursprünglich aus Zement, Gesteinskörnung, Wasser sowie gegebenenfalls aus weiteren Zusatzstoffen zusammensetzt, zu verstehen ist. Denkbar ist ebenfalls, dass es sich beim zu bohrenden Gestein um einen armierten Beton, einen Stahlbeton, einen Verbundwerkstoff, der ein Gesteinsmaterial umfasst, oder dergleichen handelt.Basically, it is a rock drill, whereby rock in the sense of the invention, both natural rock and concrete, ie a solidified mixture, which is originally composed of cement, aggregate, water and possibly other additives to understand. It is also conceivable that the rock to be drilled is a reinforced concrete, a reinforced concrete, a composite material comprising a rock material, or the like.

Der erfindungsgemäße Gesteinsbohrer umfasst einen Einspannschaft zum Einspannen des Bohrers in einer Werkzeughalterung. Der Einspannschaft kann also regelmäßig wenigstens teilweise in ein Spannfutter einer Werkzeugmaschine bzw. Bohrmaschine eingebracht und dort fixiert gehaltert werden. An den Einspannschaft schließt sich ein Zwischenschaft zum Transport von Bohrmehl an. Schließlich umfasst der erfindungsgemäße Gesteinsbohrer auch einen Bohrkopf, der am vorschubseitigen Ende des Zwischenschafts angebracht ist. Beim Bohren wird der Bohrer entlang seiner Drehachse, auf welcher der Einspannschaft, der Zwischenschaft und der Bohrkopf beim Bohren rotieren, in Richtung des zu bohrenden Materials bewegt, das heißt, in vorschubseitiger Richtung. Am vorschubseitigen Ende des Einspannschafts befindet sich also regelmäßig der Zwischenschaft, an dessen vorschubseitigem Ende wiederum der Bohrkopf angebracht ist. Beim Bohren wird also der Bohrkopf am zu durchbohrenden Material zunächst ansetzen. The rock drill according to the invention comprises a clamping shaft for clamping the drill in a tool holder. The clamping shaft can therefore be regularly inserted at least partially into a chuck of a machine tool or drill and held fixed there. The clamping shaft is followed by an intermediate shaft for the transport of drilling dust. Finally, the rock drill according to the invention also includes a drill head which is mounted on the feed side end of the intermediate shaft. During drilling, the drill is moved along its axis of rotation, on which rotate the clamping shaft, the intermediate shaft and the drill head during drilling, in the direction of the material to be drilled, that is, in the feed side direction. At the feed side end of the clamping shaft is thus regularly the intermediate shaft, at the feed side end turn the drill head is mounted. When drilling, therefore, the drill head on the material to be drilled first begin.

Am vorschubseitigen Ende des Bohrkopfes wiederum ist eine Bohrspitze vorhanden, die in vorschubseitiger Richtung den höchsten bzw. äußersten Punkt des Gesteinsbohrers bildet und die beim Bohren zunächst auf dem zu durchbohrenden Material aufgesetzt werden kann. Der Bohrkopf wird beim erfindungsgemäßen Gesteinsbohrer über eine Verbindungsfläche mit dem Zwischenschaft verbunden, das heißt, der Bohrkopf weist eine Verbindungsfläche auf, welche dem Zwischenschaft zugewandt ist, und der Zwischenschaft wiederum weist seinerseits eine Verbindungsfläche auf, die dem Bohrkopf zugewandt ist. On the feed side end of the drill head, in turn, a drill bit is present, which forms the highest or outermost point of the rock drill in the feed-side direction and which can initially be placed on the material to be drilled during drilling. The drill head is connected in the rock drill according to the invention via a connecting surface with the intermediate shaft, that is, the drill head has a connection surface which faces the intermediate shaft, and the intermediate shaft in turn has a connection surface which faces the drill head.

Die Bohrkopfhöhe h wird im Sinne der Erfindung als Abstand vom vorschubseitigen Ende der Bohrspitze zur Verbindungsfläche des Bohrkopfes, gemessen entlang der Drehachse definiert. Der Abstand wird also von der Verbindungsfläche zur Bohrspitze in Projektion auf die Drehachse bei Bestimmung der Bohrkopfhöhe h gemessen. The drill head height h is defined in the sense of the invention as a distance from the feed side end of the drill bit to the connecting surface of the drill head, measured along the axis of rotation. The distance is thus measured from the connection surface to the drill bit in projection on the axis of rotation when determining the drill head height h.

Der Bohrkopfdurchmesser d wiederum wird durch die maximale Bereite des Bohrkopfes senkrecht zur Drehachse bestimmt, das heißt insbesondere durch die maximale Erstreckung eines von der Mantelfläche umschlossenen Querschnitts.The drill head diameter d in turn is determined by the maximum width of the drill head perpendicular to the axis of rotation, that is to say in particular by the maximum extent of a cross section enclosed by the lateral surface.

Der Term (–0,0029 mm^–2 d² + 0,114 mm^–1 d) beschreibt zunächst eine nach unten geöffnete Parabel. Durch Addition des Parameters c wird die Parabel sodann zu größeren oder kleineren Werten von V hin (entlang der V-Achse) verschoben und bildet den Wertebereich, in dem das Verhältnis V bei einem bestimmten Bohrkopfdurchmesser d zu wählen ist. Dieser Wertebereich wird dadurch bestimmt, dass der Zahlenwert c in der Formel Werte zwischen 0,95 und 2,85 annehmen kann (0,95 ≤ c ≤ 2,85, d. h. 0,95 kleiner oder gleich c kleiner oder gleich 2,85). Jedem Bohrkopfdurchmesser d ist ein eigener Wertebereich zugeordnet, in dem das Verhältnis V liegen kann. Für einen bestimmten Wert des Bohrkopfdurchmessers d ist also ein Wertebereich definiert, in dem die Bohrkopfhöhe h über den Bohrkopfdurchmesser d und das Verhältnis V berechnet werden kann, da ferner gilt: V = d/h, also h = d/V. The term (-0.0029 mm ^-2 d ² + 0.114 mm ^-1 d) first describes a downwardly opened parabola. By adding the parameter c, the parabola is then shifted to larger or smaller values of V (along the V axis) and forms the range of values in which the ratio V is to be selected for a specific drill head diameter d. This value range is determined by the fact that the numerical value c in the formula can assume values between 0.95 and 2.85 (0.95 ≤ c ≤ 2.85, ie 0.95 less than or equal to c less than or equal to 2.85). , Each drill head diameter d is assigned a separate value range in which the ratio V can lie. For a certain value of the drill head diameter d, therefore, a value range is defined in which the drill head height h can be calculated via the drill head diameter d and the ratio V, since the following also applies: V = d / h, ie h = d / V.

Die Formel ist insgesamt geeignet für Bohrkopfdurchmesser zwischen 2 Millimeter und 35 Millimeter. Dieser Wertebereich für den Bohrkopfdurchmesser ist technisch von besonderer Bedeutung, da Bohrkopfdurchmesser kleiner als 2 Millimeter regelmäßig für Hammerbohrer nicht in Frage kommen und Bohrkopfdurchmesser größer als 35 Millimeter im Fall von Vollhartmetallbohrköpfen zum einen keine nennenswerten technischen Vorteile besitzen und aus Kostengründen darüber hinaus meist unwirtschaftlich sind. Das Hammerbohren bildet beim Gesteinsbohren in der Regel einen wichtigen Anwendungsbereich. Insgesamt wird bei einem erfindungsgemäßen Gesteinsbohrer folglich die Höhe des Bohrkopfs vergleichsweise klein (relativ zu dessen Durchmesser) gewählt. Dadurch wird auch die Höhe der Verschleißfläche an den Seiten des Bohrkopfes verkleinert. Infolge der verringerten Verschleißfläche wird eine geringere Reibung ermöglicht. Diese geringere Reibung des Gesteinsbohrers führt darüber hinaus auch dazu, dass höhere Bohrgeschwindigkeiten erreicht werden können.Overall, the formula is suitable for drill head diameters between 2 mm and 35 mm. This value range for the drill head diameter is technically of particular importance, since drill head diameter smaller than 2 millimeters regularly for hammer drill out of the question and drill head diameter greater than 35 millimeters in the case of solid carbide drill heads on the one hand have no significant technical advantages and cost reasons beyond that are usually uneconomical. Hammer drilling is usually an important area of application in rock drilling. Overall, in a rock drill according to the invention consequently the height of the drill head is comparatively small (relative to its diameter). As a result, the height of the wear surface on the sides of the drill head is reduced. Due to the reduced wear surface, a lower friction is made possible. This lower friction of the rock drill also leads to the fact that higher drilling speeds can be achieved.

Durch den erfindungsgemäßen Bohrkopf bzw. dem erfindungsgemäßen Gesteinsbohrer können aber auch in vorteilhafter Weise bestehende Vorurteile gerade im Hinblick auf den Fertigungsprozess eines Gesteinsbohrers überwunden werden. Nach dem Stand der Technik wurde meistens davon ausgegangen, dass beim Fertigungsprozess des Bohrers, nämlich beim Zusammenfügen von Komponenten eines Bohrers, ein gutes Handling immer dann vorliegt, wenn die anzubringende Komponente groß genug ist. Es bestand folglich das Vorurteil, dass ein Bohrerkopf vergleichsweise groß ausgebildet sein muss, damit es nicht zu Schwierigkeiten bei der Handhabung während der Fertigung kommt. Trotz der Weiterentwicklungen in der Fertigung, die sich im Laufe der Zeit in der Bohrwerkzeugtechnik herausgebildet und etabliert haben, hat sich dieses Vorurteil, möglichst große Bohrerkomponenten verwenden zu müssen, weitgehend erhalten. By means of the boring head or rock drill according to the invention, however, existing prejudices can be overcome in an advantageous manner, especially with regard to the production process of a rock drill. In the prior art, it was usually assumed that in the manufacturing process of the drill, namely the assembly of components of a drill, a good handling is always present when the component to be mounted is large enough. It was therefore the prejudice that a drill head must be made comparatively large so that it does not cause difficulties in handling during production. Despite the advances in manufacturing that have emerged and established over time in drill tool technology, this prejudice of having to use as large a drill component as possible has largely been preserved.

Ferner kann das Vorurteil überwunden werden, dass für einen guten Materialabtrag regelmäßig auch ein großer Verschleißbereich des Bohrkopfs notwendig ist, zumal die größere Reibung, die ein großer Verschleißbereich mit sich bringt, regelmäßig auch zu geringeren Bohrgeschwindigkeiten führt. Hohe Bohrköpfe können noch dazu bewirken, dass die angreifenden Kräfte den Bohrkopf höher belasten und Teile des Bohrkopfes herausbrechen können. Der erfindungsgemäße Gesteinsbohrer ermöglicht folglich durch die geringere Bohrkopfhöhe einen höheren Materialabtrag bei einer hohen Stabilität.Furthermore, the prejudice can be overcome that for a good material removal regularly also a large wear area of the drill head is necessary, especially since the greater friction, which brings a large wear area, regularly leads to lower drilling speeds. High drill heads can also cause the attacking forces load the drill head higher and parts of the drill head can break out. The rock drill according to the invention consequently enables a higher material removal with a high stability due to the lower drill head height.

Sodann können durch den erfindungsgemäßen Bohrkopf bzw. Gesteinsbohrer auch wirtschaftliche Vorteile erzielt werden, da der geringere Materialaufwand für den Bohrkopf aufgrund der reduzierten Bohrkopfhöhe zu einer Kostenreduzierung führen kann. Aufgrund der reduzierten Masse kleinerer Köpfe sind darüber hinaus grundsätzlich die dynamischen Beanspruchungen in der Fügezone zwischen Bohrkopf und Zwischenschaft geringer. Das auf die Bohrköpfe des erfindungsgemäßen Gesteinsbohrers wirkende Biegemoment wird grundsätzlich im Bohrbetrieb verringert.Then economic advantages can be achieved by the drill bit or rock drill invention, since the lower material cost for the drill head due to the reduced drill head height can lead to a cost reduction. In addition, due to the reduced mass of smaller heads, the dynamic stresses in the joining zone between the drill head and the intermediate shaft are generally lower. The bending moment acting on the drill heads of the rock drill according to the invention is generally reduced in the drilling operation.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Bohrkopf aus einem Hartstoff gefertigt, insbesondere aus einem Hartstoff-Verbundwerkstoff, der wenigstens zwei verschiedene Werkstoffe umfasst und wobei vorzugsweise einer der Werkstoffe, ein Hartmetall und ein anderer Werkstoff Keramik oder Korund ist. Gleichfalls kann bei einer Ausführungsvariante der Erfindung der Bohrkopf als Vollhartmetallkopf ausgebildet sein. Korund ist ein Mineral, welches Aluminiumoxid aufweist und sich durch seine besondere Härte auszeichnet. Korund ist daher als Werkstoff besonders geeignet im Werkzeugbereich. Auch Keramikwerkstoffe können sich durch ihre besonders große Härte auszeichnen. Die Ausbildung, ob ein Vollhartmetallkopf oder ein Hartstoffe umfassender Verbundwerkstoff gewählt wird, hängt meist von der Anwendung und dem zu durchbohrenden Gesteinsmaterial ab. Als in Vorschubrichtung vorderer Bestandteil des Gesteinsbohrers ist der Bohrkopf beim Bohren unmittelbar mit dem Gestein in Kontakt und wird daher besonders großen Belastungen ausgesetzt. Daher ist es meistens vorteilhaft, entsprechend harte Werkstoffe als Bestandteile des Bohrkopfs vorzusehen. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the drill head is made of a hard material, in particular of a hard material composite comprising at least two different materials and preferably one of the materials, a hard metal and another material ceramic or Corundum is. Likewise, in one embodiment of the invention, the drill head can be designed as a solid carbide head. Corundum is a mineral which has alumina and is characterized by its particular hardness. Corundum is therefore particularly suitable as a material in the tool sector. Ceramic materials can also be characterized by their particularly high hardness. The training, whether a solid carbide head or a composite material comprising hard materials is chosen, mostly depends on the application and the rock material to be drilled. As a forward component of the rock drill in the feed direction of the drill head is during drilling directly in contact with the rock and is therefore exposed to particularly high loads. Therefore, it is usually advantageous to provide correspondingly hard materials as components of the drill head.

Außerdem ist bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Verbindungsflächen bzw. Fügeflächen von Bohrkopf und Zwischenschaft als ebene Flächen ausgebildet sind, die senkrecht zur Drehachse verlaufen. Durch diese Maßnahme können das Volumen des Bohrkopfes, das heißt der Materialaufwand und dadurch die Kosten für den Bohrkopf noch einmal reduziert werden. Diese Weiterbildung, die Verbindungsflächen als ebene Flächen auszubilden, ergänzt sich daher besonders gut zum Kern der Erfindung, weil durch diese Maßnahme vermieden werden kann, die Verbindung des Bohrkopfes zum Zwischenschaft als Nut-Feder-System ausbilden zu müssen. Da nämlich bei einem Nut-Feder-System der Bohrkopf eine gewisse Mindesthöhe aufweisen muss, damit wirksam eine Nut, die mit einer Feder zusammenwirkt, bereitgestellt werden kann, kann die Höhe des Bohrkopfs deutlich reduziert werden. Zudem kann das Vorurteil überwunden werden, dass eine ausreichende Stabilität des Bohrkopfes auf den Zwischenschaft nur dann möglich ist, wenn eine formschlüssige Verbindung, etwa ein Ineinandergreifen von Nut und Feder, vorhanden ist. Gerade diese vergrößerte Höhe eines Bohrkopfes mit einem Nut-Federsystem führt nämlich regelmäßig zu einer Vergrößerung der Verschleißflächen, sodass beim Bohren auch die an den Bohrkopf angreifenden Kräfte entsprechend größer sind. Dadurch ist der Bohrkopf mit einem Nut-Feder-System aus dem Stand der Technik regelmäßig größeren Belastungen ausgesetzt, wird folglich in der Regel schneller verschlissen und besitzt deswegen oftmals eine kürzere Lebensdauer. Mit der reduzierten Gesamthöhe der Bohrköpfe reduziert sich auch die Reibfläche des Bohrkopfes am Bohrlochrand.In addition, it is provided in a particularly preferred development of the invention that the connecting surfaces or joining surfaces of drill head and intermediate shank are formed as flat surfaces which are perpendicular to the axis of rotation. By this measure, the volume of the drill head, that is, the cost of materials and thus the cost of the drill head can be reduced again. This development, the connecting surfaces form as flat surfaces, therefore, particularly well complements the core of the invention, because it can be avoided by this measure, the connection of the drill head to the intermediate shaft to form a tongue and groove system. Namely, since in a tongue and groove system, the drill bit must have a certain minimum height in order to effectively provide a groove which cooperates with a spring, the height of the drill head can be significantly reduced. In addition, the prejudice can be overcome that sufficient stability of the drill head on the intermediate shaft is only possible if a positive connection, such as a mesh of tongue and groove, is present. It is precisely this increased height of a drill head with a tongue-and-groove system that regularly leads to an increase in wear surfaces, so that during drilling, the forces acting on the drill head are also correspondingly greater. As a result, the drill head with a tongue and groove system of the prior art is regularly exposed to greater loads, consequently, is usually worn faster and therefore often has a shorter life. The reduced overall height of the drill heads also reduces the friction surface of the drill head at the edge of the drill hole.

Zusätzlich ist der negative Einfluss von Symmetrie- und Winkelfehlern durch unsymmetrisches Befestigen der Bohrköpfe auf den Zwischenschäften aufgrund der geringen Bohrkopfhöhe nicht so markant. Aus technischen Gründen sind die Verbindungsflächen meistens nicht vollkommen eben ausgebildet, sondern können lediglich in einem gewissen Toleranzbereich als ebene Flächen angesehen werden. Diese Toleranzen sind grundsätzlich abhängig vom Nenndurchmesser des Bohrers. Auch hängen diese Abweichungen im Einzelnen vom Fügeprozess ab, der gewählt wird, um den Bohrkopf an den Zwischenschaft anzufügen. Bei größeren Nenndurchmessern der Bohrer können auch entsprechend größere Toleranzen als Abweichungen von einer ideal ebenen Fläche auftreten. Unter einer ebenen Fläche ist insbesondere jede Verbindung ohne Nut-Feder-Mechanismus bzw. Stufen oder Absätze zu verstehen, bevorzugt eine Fläche mit einem maximalen Höhenunterschied vom Rand zur Mitte der Fläche von 0,5 mm, besonders bevorzugt mit einer Abweichung von 0,3 mm zu verstehen. Die ebene Verbindungsfläche ermöglicht ein besonders gutes und präzises Ausrichten des Bohrkopfes.In addition, the negative impact of symmetry and angular errors due to unsymmetrical attachment of the drill heads to the intermediate shanks is not as marked due to the small drill head height. For technical reasons, the connecting surfaces are usually not completely flat, but can only be regarded as flat surfaces within a certain tolerance range. These tolerances are basically dependent on the nominal diameter of the drill. Also, these deviations depend in detail on the joining process that is chosen to attach the drill head to the intermediate shank. For larger nominal diameters of the drill can also occur correspondingly larger tolerances than deviations from an ideal flat surface. A flat surface is to be understood as meaning, in particular, any compound without a tongue-and-groove mechanism or steps or shoulders, preferably an area with a maximum height difference from the edge to the center of the area of 0.5 mm, particularly preferably with a deviation of 0.3 mm to understand. The flat connection surface allows a particularly good and precise alignment of the drill head.

Der Zwischenschaft kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wenigstens teilweise eine Spirale bzw. eine Bohrwendel zum Bohrmehltransport umfassen. Das Bohrmehl, das beim Bohren des Gesteins im Bereich des Bohrkopfes entsteht, kann beim Vorschub des Bohrers in die Wendel/die Spirale gelangen und wird mit dem Drehen des Bohrers über die Wendel entgegen der Vorschubrichtung befördert. In one embodiment of the invention, the intermediate shank can at least partially comprise a spiral or a drill spiral for drilling dust transport. The drilling dust, which results from drilling the rock in the area of the drill head, can enter the helix / spiral during the advance of the drill and is conveyed against the feed direction by turning the drill over the helix.

Insbesondere bei kleinen Bohrdurchmessern ist es aber oft nicht zwangsläufig notwendig, eine Spirale zum Bohrmehltransport bereitzustellen. Stattdessen können vorzugsweise bei kleinen Bohrerdurchmessern statt einer Spirale auch ein Rundstahl oder zum Beispiel flächenartige Ausnehmungen vorgesehen sein. Ein Rundstahl oder ein Zwischenschaft mit flächigen Abstufungen erfordert meist einen größeren seitlichen Überstand des Bohrkopfes, um ein Verstopfen des Bohrmehls zu verhindern. Das Bohrmehl, das beim Bohren im Bereich des Bohrkopfes erzeugt wird, gelangt dann beim Vorschub des Bohrers und bei dessen Drehbewegung in den Bereich des Zwischenschafts. Ist dieser Zwischenschaft also als Rundstahl ausgebildet oder besitzt dieser flächige Ausnehmungen, so kann das Bohrmehl in diesen Zwischenbereich zwischen dem entsprechenden Abschnitt des Zwischenschafts und dem Außenrand des bereits gebohrten Bohrlochs eindringen. Wird weiterhin beim Bohren Bohrmehl erzeugt, so drückt dieses das bereits vorhandene Bohrmehl im Bereich des Zwischenschafts weiter nach außen. Verstärkt wird dieser Transport noch durch die Drehbewegung des Zwischenschafts.In particular, with small drill diameters, it is often not necessarily necessary to provide a spiral for drilling dust transport. Instead, a round steel or, for example, area-like recesses may preferably be provided instead of a spiral for small drill diameters. A round steel or an intermediate shank with flat gradations usually requires a larger lateral projection of the drill head to prevent clogging of the drill dust. The drilling dust, which is produced during drilling in the region of the drill head, then passes during the advance of the drill and during its rotational movement in the area of the intermediate shaft. If this intermediate shaft is thus designed as a round bar or if it has flat recesses, then the drill dust can penetrate into this intermediate region between the corresponding section of the intermediate shaft and the outer edge of the already drilled borehole. If drilling dust is also generated during drilling, this presses the already existing drill dust further outwards in the area of the intermediate shaft. This transport is reinforced by the rotation of the intermediate shaft.

Gerade bei kleinen Durchmessern arbeitet ein Bohrer mit einem Rundstahl oder mit Flächen versehenen Zwischenschaft hinsichtlich des Bohrmehltransportes in der Regel effektiver, da bei sehr kleinen Durchmessern die Bohrwendel vielfach aus einer sehr schmalen Nut besteht, die einen großen Widerstand beim Bohrmehltransport in Bezug auf das Bohrmehl bewirkt. Bei größeren Bohrdurchmessern ist es zumeist allerdings auch notwendig, einen stärkeren und stabileren Zwischenschaft vorzusehen, damit dieser den Belastungen beim Bohren standhalten kann. Der Bohrmehltransport über eine Wendel ist bei derartigen Bohrern mit größeren Durchmessern meist weniger problematisch. Especially with small diameters, a drill with a round bar or with a sheathed intermediate shank usually works more effectively with regard to the transport of drilling dust, since with very small diameters the drill helix often consists of a very narrow groove, which causes a great resistance in the transport of dust with respect to the drilling dust , For larger bore diameters, however, it is usually necessary to provide a stronger and more stable intermediate shank so that it can withstand the loads during drilling. The drilling dust transport via a helix is usually less problematic in such drills with larger diameters.

Darüber hinaus kann der Bohrkopf einen Schneideinsatz aufweisen. Bei dieser Ausführungsform des Gesteinsbohrers umfasst der Bohrkopf mehrere Bereiche, die unterschiedliche Funktion aufweisen können. Denkbar ist beispielsweise ein Hartmetallschneideinsatz, der in Form einer Schneidplatte ausgebildet ist. Als Schneideinsätze kommen aber auch sonstige Geometrien aus Hartstoffen in Betracht, etwa zahnartige Einsätze oder dergleichen. Dieser Schneideinsatz kann aus einem Hartstoff wie beispielsweise einem Vollhartmetall ausgebildet sein. Eine solche Schneidplatte umfasst grundsätzlich an ihrem vorschubseitigen Ende eine Schneidkante. In Drehrichtung hinter einer solchen Schneidkante sind meistens Freiflächen angeordnet, die es ermöglichen, dass das Bohrmehl möglichst rasch aus der Schneidzone gelangen kann. In Drehrichtung vor der Schneidkante sind meistens sogenannte "Spanflächen" vorgesehen, die neben der Schneidkante beim Materialabtrag zum Einsatz kommen. Die Bohrspitze kann beispielsweise Bestandteil des Schneideinsatzes sein. Die Verwendung eines Schneideinsatzes kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn das zu durchbohrende Material zum Beispiel einen speziellen Hartstoff erfordert oder wenn spezielle Anforderungen an den Bohrmehltransport erforderlich sind, sodass eine optimale Anpassung des Bohrkopfes an den gewünschten Einsatz ermöglicht wird. In addition, the drill head may have a cutting insert. In this embodiment of the rock drill, the drill head comprises a plurality of areas which may have different functions. It is conceivable, for example, a carbide cutting insert, which is designed in the form of an insert. As cutting inserts but also other geometries of hard materials come into consideration, such as tooth-like inserts or the like. This cutting insert may be formed of a hard material such as a solid carbide. Such an insert basically comprises a cutting edge at its feed end. In the direction of rotation behind such a cutting edge usually open spaces are arranged, which allow the drill dust can get out of the cutting zone as quickly as possible. In the direction of rotation in front of the cutting edge usually so-called "rake surfaces" are provided, which are used in addition to the cutting edge during material removal. The drill bit may for example be part of the cutting insert. The use of a cutting insert can be particularly advantageous if the material to be drilled requires, for example, a special hard material or if special requirements for the transport of debris are required, so that an optimum adaptation of the drill head to the desired use is made possible.

Seitlich des Bohrkopfes befindet sich grundsätzlich die Verschleißfläche des Bohrers bzw. des Bohrkopfes. Im Vergleich zum sich anschließenden Zwischenschaft des Gesteinsbohrers ist der Bohrkopf vorzugsweise mit einem größeren Durchmesser ausgestattet, damit die Verschleißfläche mit der Innenfläche des Bohrlochs beim Bohren anliegt. Diese Ausbildung bietet nämlich die Möglichkeit, das Bohrmehl über den Zwischenschaft zu transportieren, während der Materialabtrag selbst über den Bohrkopf gewährleistet wird. Bei einer entsprechenden Ausführungsform der Erfindung besitzt der Bohrkopf deshalb eine seitliche, in Drehrichtung der Drehachse verlaufende Mantelfläche als Verschleißfläche, deren maximale Breite sodann der Bohrdurchmesser ist und deren Höhe entlang der Drehachse mindestens 60 %, vorzugsweise 70 % bis 90 % der gesamten Bohrkopfhöhe beträgt. Das bedeutet, dass mindestens 60 % der Höhe des Bohrkopfes als Mantelfläche zur Verfügung steht. Ein so ausgebildeter Bohrkopf ist meistens vergleichsweise flach ausgebildet, da der Anstieg vom vorschubseitigen Ende der Mantelfläche zur (meistens auf oder in der Nähe der Drehachse gelegenen) Bohrspitze hin maximal noch über 40 % der gesamten Höhe des Bohrkopfes erfolgen kann. Beträgt die Höhe der Mantelfläche sogar 70 % oder bis zu 90 %, wird dementsprechend der vorschubseitige Teil des Bohrkopfes immer flacher (abgesehen Bohrköpfen mit zusätzlichen erhabenen Strukturen). Die radial breiteren Verschleißflächen führen regelmäßig zu einer größeren Abstützung im Bohrloch. Die radiale Ausdehnung der Verschleißflächen stützt den Bohrkopf bzw. den Bohrer im Bohrloch besser ab und führt zu runderen Löchern. Ein Bohrkopf, insbesondere ein Bohrkopf mit einer Schneidplatte erzeugt nämlich in der Praxis regelmäßig keine exakt runden Löcher, sondern vielmehr Löcher in Form eines Dreiecks mit abgerundeten Ecken besitzen. Die mechanische Entstehung solcher Löcher wird geometrisch mit der Konstruktion eines so genannten Reuleaux-Dreiecks verglichen. Ein Reuleaux-Dreieck ist die einfachste Form eines Gleichdicks, das heißt, der Abstand eines Punktes zur jeweils gegenüberliegenden Ecke ist immer konstant. Diese geometrische Form der Löcher rührt daher, dass eine Außenkante an der Verschleißfläche des Bohrkopfes beim Bohren plötzlich an einer Stelle blockiert und somit selbst einen neuen Drehpunkt bildet. Dieser Vorgang kann sich fortsetzen, sodass in der Praxis eine Form entsteht, die ähnlich wie ein derartiges Reuleaux-Dreieck aussieht. Durch die relativ gesehen radial verbreiterte Verschleißfläche und die damit verbundene größere Abstützung im Bohrloch kann mit dieser Ausführungsform eines Gesteinsbohrers gemäß der Erfindung ein runderes Loch gebohrt werden. Gleichzeitig wird ermöglicht, dass der Lochquerschnitt gegenüber einem herkömmlichen Loch, das von einem anderen Bohrer gemäß dem Stand der Technik gebohrt wird, kleiner ist. The side of the drill head is basically the wear surface of the drill or the drill head. Compared to the subsequent intermediate shank of the rock drill, the drill head is preferably provided with a larger diameter, so that the wear surface rests with the inner surface of the borehole during drilling. This training offers namely the ability to transport the drill dust on the intermediate shaft, while the removal of material itself is ensured via the drill head. In a corresponding embodiment of the invention, the drill head therefore has a lateral, extending in the direction of rotation of the axis of rotation lateral surface as wear surface whose maximum width is then the drill diameter and the height along the axis of rotation is at least 60%, preferably 70% to 90% of the total Bohrkopfhöhe. This means that at least 60% of the height of the drill head is available as a lateral surface. Such a trained drill head is usually relatively flat, since the increase from the feed side end of the lateral surface to (usually located on or near the axis of rotation) Bohrspitze can be made over more than 40% of the total height of the drill head. If the height of the lateral surface is even 70% or up to 90%, accordingly, the feed-side part of the drill head becomes ever flatter (apart from drill heads with additional raised structures). The radially wider wear surfaces regularly lead to greater support in the borehole. The radial extent of the wear surfaces better supports the drill bit or drill in the wellbore and results in rounder holes. Namely, a drill head, in particular a drill head with a cutting plate, does not regularly produce exactly round holes in practice, but instead has holes in the form of a triangle with rounded corners. The mechanical formation of such holes is compared geometrically with the construction of a so-called Reuleaux triangle. A Reuleaux triangle is the simplest form of a dagger, that is, the distance of a point to the opposite corner is always constant. This geometric shape of the holes is due to the fact that an outer edge on the wear surface of the drill head suddenly blocks at one point during drilling and thus forms a new pivot point itself. This process can continue so that in practice a shape is created that looks similar to such a Reuleaux triangle. Due to the relatively widened radially wearing surface and the associated greater support in the borehole can be drilled with this embodiment of a rock drill according to the invention, a rounder hole. At the same time, the hole cross section is allowed to be smaller than a conventional hole drilled by another prior art drill.

In vorteilhafter Weise können entsprechend ausgebildete Bohrköpfe dieser Ausführungsform der Erfindung zu geringeren Vibrationen führen, wobei dieser Effekt ebenfalls durch die bessere Abstützung im Bohrloch bedingt ist.Advantageously, correspondingly designed drill heads of this embodiment of the invention can lead to lower vibrations, this effect being also due to the better support in the borehole.

Der Zwischenschaft kann wenigstens teilweise eine Spirale zum Bohrmehltransport aufweisen. Darüber hinaus ist es denkbar, dass beispielsweise ein Zwischenschaft Flächen aufweist, in welche das Bohrmehl zwischen dem Zwischenschaft und der Innenseite des Bohrlochs eindringen kann. Denkbar ist darüber hinaus, in vorteilhafter Weise beide Ausbildungen miteinander zu kombinieren, sodass bei einer Ausführungsvariante der Erfindung der Zwischenschaft am vorschubseitigen Ende eine parallel zur Mittelebene verlaufende Außenfläche aufweist, an die sich entgegen der Vorschubrichtung eine Spirale zum Bohrmehltransport anschließt. Die Mittelebene ist eine gedachte Ebene, durch welche die Drehachse verläuft. Das bedeutet, dass die Außenfläche im Querschnitt wie eine Sekante verläuft (Blickrichtung entlang der Drehachse). Die Sekante bezieht sich dann in Bezug auf den Kreis im Querschnitt des Schaftzylinders. Eine solche Außenfläche besitzt den Vorteil, dass das beim Bohren im Bereich des Bohrkopfs erzeugte Bohrmehl zunächst in den Bereich der Außenfläche gedrückt werden kann und dann, begünstigt durch die Rotation des Gesteinsbohrers, über die Bohrwendel abtransportiert wird. In jedem Fall wird jedoch zunächst ermöglicht, dass das beim Bohren erzeugte Bohrmehl möglichst rasch aus dem Bereich des Bohrkopfs gelangt, da es sich nicht erst, behindert durch entsprechende Reibung in der Bohrwendel, durch die Bohrwendel hindurchdrücken muss. Somit kann also der Bohrmehltransport in vorteilhafter Weise verbessert, insbesondere beschleunigt werden. The intermediate shank may at least partially comprise a spiral for drilling dust transport. Moreover, it is conceivable that, for example, an intermediate shank has surfaces into which the drilling dust can penetrate between the intermediate shank and the inside of the bore hole. It is conceivable, moreover, to combine in an advantageous manner, both forms with each other, so that in one embodiment the invention of the intermediate shaft at the feed end has a parallel to the median plane extending outer surface, to which, opposite to the feed direction followed by a spiral for drilling dust transport. The median plane is an imaginary plane through which the axis of rotation passes. This means that the outer surface runs in cross section like a secant (looking along the axis of rotation). The secant then refers to the circle in cross-section of the shank cylinder. Such an outer surface has the advantage that the drilling dust produced during drilling in the region of the drill head can first be pressed into the area of the outer surface and then, via the drill bit, transported away, favored by the rotation of the rock drill. In any case, however, it is first possible for the drilling dust produced during drilling to get out of the area of the drill head as quickly as possible, since it does not first have to push through the drill bit, hampered by corresponding friction in the drill bit. Thus, therefore, the drilling dust transport can advantageously be improved, in particular accelerated.

Darüber hinaus kann die Spirale auch direkt am vorschubseitigen Ende am Bohrkopf sich anschließen. Bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung kann das Bohrmehl kontrollierter in die Bohrwendel gelangen, sodass ein Aufstauen des zu transportierenden Bohrmehls, welches wiederum zum Blockieren der Drehbewegung führen kann, vermeidbar wird. In addition, the spiral can also connect directly to the feed end of the drill head. In such an embodiment of the invention, the drilling dust can pass into the drilling helix in a controlled manner, so that damming up of the transportable drilling dust, which in turn can lead to the blocking of the rotational movement, can be avoided.

Der Wertebereich wird unter anderem durch den Parameter c bestimmt. Wird c vergrößert, wird das Verhältnis von Bohrkopfdurchmesser zur Bohrkopfhöhe größer. Bei einem Nenndurchmesser von 19,6 Millimeter bis 19,7 Millimeter wird das Verhältnis V von Bohrkopfdurchmesser zu Bohrkopfhöhe gemäß der Erfindung am größten (und bei konstanten c). Die Parabel, durch die das Verhältnis V in Abhängigkeit von d und c beschrieben wird, erreicht nämlich hinsichtlich des Durchmessers ihr Maximum an dieser Stelle (genauer: d ≈ circa 19,66 Millimeter). Bei einem Durchmesser von ca. 19,66 Millimeter ergeben sich somit Verhältnisse von Bohrkopfdurchmesser zu Bohrkopfhöhe im Wertebereich zwischen etwa 2,07 und 3,97 bei 0,95 < c < 2,85 bzw. zwischen 2,07 und 2,62 bei 0,95 ≤ c ≤ 1,5 (0,95 kleiner oder gleich c kleiner oder gleich 1,5). Bei einem solchen Größenverhältnis kann sich aufgrund der geringeren Verschleißfläche und der stabileren Bohrbewegung eine Erhöhung der Bohrgeschwindigkeit um 15 % ergeben. Vorzugsweise wird c = 1,0 gewählt, sodass sich ein maximales Verhältnis V von Bohrkopfdurchmesser zu Bohrkopfhöhe (bei einem Nenndurchmesser von ca. 19,66 Millimetern) von etwa 2,12 ergibt. Um sowohl geringe Torsions- und Biegebelastungen der Fügezone und hohe Bohrgeschwindigkeiten dieser Hammerbohrer zu gewährleisten, wird c hauptsächlich zwischen 0,95 und 1,5, vorzugsweise 1,0 gewählt. The range of values is determined inter alia by the parameter c. As c is increased, the ratio of bit diameter to bit height increases. With a nominal diameter of 19.6 millimeters to 19.7 millimeters, the ratio of drill head diameter to drill head height according to the invention is greatest (and at constant c). The parabola, which describes the ratio V as a function of d and c, reaches its maximum at this point in terms of diameter (more precisely: d≈approximately 19.66 millimeters). With a diameter of approximately 19.66 millimeters, ratios of drill head diameter to drill head height in the value range between approximately 2.07 and 3.97 at 0.95 <c <2.85 or between 2.07 and 2.62 thus result 0.95 ≤ c ≤ 1.5 (0.95 less than or equal to c less than or equal to 1.5). Such a size ratio may increase the drilling speed by 15% due to the lower wear surface and the more stable drilling motion. Preferably, c = 1.0 is chosen, so that a maximum ratio V of drill head diameter to drill head height (with a nominal diameter of about 19.66 millimeters) of about 2.12 results. In order to ensure both low torsional and bending loads of the joining zone and high drilling speeds of these hammer drills, c is chosen mainly between 0.95 and 1.5, preferably 1.0.

Gerade bei der Ausbildung von ebenen Verbindungsflächen zwischen Bohrerkopf und Zwischenschaft ist es nicht nur aus Platzgründen vorteilhaft, kein Nut-Feder-System vorzusehen, was zwangsläufig dazu führen müsste, dass die Bohrkopfhöhe vergrößert wird, sondern es ist auch vorteilhaft, bei der Fertigung des Gesteinsbohrers den Bohrkopf in Bezug auf den Zwischenschaft bzw. in Bezug auf die Drehachse des Bohrers gut ausrichten zu können. Bei einem Nut-Feder-System ist es schwierig, den Bohrkopf in Bezug auf die Rotationssymmetrie des Bohrers bzw. auch in Bezug auf seine Verkippung gegenüber der Drehachse auszurichten, da die Ausrichtung bereits im Wesentlichen durch vorangegangene Arbeitsgänge vorgegeben ist. Besonders vorteilhaft ist es daher, beim Fügen das Gewicht stärker in Richtung einer stoffschlüssigen Verbindung des Bohrkopfes mit dem Zwischenschaft zu legen. Diese Maßnahme führt insoweit dazu, dass der Bohrkopf besser ausgerichtet werden kann und damit geringeren Belastungen gegenüber einem schlechter ausgerichteten Bohrkopf ausgesetzt ist. Somit kann also in vorteilhafter Weise infolge der stoffschlüssigen Verbindung auch eine längere Lebensdauer des Bohrers gewährleistet werden.Especially in the formation of even joint surfaces between drill head and intermediate shank, it is advantageous not only for reasons of space, not to provide a tongue and groove system, which would inevitably lead to the drill head is increased, but it is also advantageous in the production of the rock drill To align the drill head with respect to the intermediate shaft or with respect to the axis of rotation of the drill well. In a tongue and groove system, it is difficult to align the drill head with respect to the rotational symmetry of the drill or with respect to its tilt relative to the axis of rotation, since the orientation is already predetermined substantially by previous operations. It is therefore particularly advantageous to place the weight more strongly in the direction of a cohesive connection of the drill head to the intermediate shaft during joining. This measure leads to the extent that the drill head can be better aligned and thus exposed to lower loads compared to a poorer aligned drill head. Thus, therefore, a longer life of the drill can be ensured in an advantageous manner due to the cohesive connection.

Je nach Ausführungsform der Erfindung kann es sich um einen Gesteinsbohrer für ein drehendes Bohren oder für drehschlagendes Bohren handeln. Ein im Wesentlichen flacher ausgebildeter Bohrkopf mit einem größeren Verhältnis V von Bohrkopfdurchmesser d zu Bohrkopfhöhe h ist aber gerade in Bezug auf drehschlagendes Bohren besonders von Vorteil und bietet größere Stabilität. Auch beim rein drehenden Bohren besitzt der Gesteinsbohrer gemäß der Ausführungsform der Erfindung eine bessere Stabilisierung im Bohrloch beim eigentlichen Bohrvorgang, sodass dieser in Bezug auf Langlebigkeit auf Genauigkeit des Bohrlochs und seine Bohrgeschwindigkeit bessere Leistungen für rein drehendes Bohren erzielen kann.Depending on the embodiment of the invention may be a rock drill for a rotary drilling or for rotary impact drilling. However, a substantially flatter drill head with a larger ratio V of drill head diameter d to drill head height h is especially advantageous in terms of rotary impact drilling and offers greater stability. Also, in pure rotary drilling, the rock drill according to the embodiment of the invention has better wellbore stabilization in the actual drilling operation, so that it can achieve better rotary drilling performance in terms of longevity on borehole accuracy and its drilling speed.

Als Bohrspitze kann bei Bohrköpfen bzw. Gesteinbohrern gemäß der Erfindung je nach Anwendung eine Zentrierspitze vorhanden sein, entweder mit oder ohne Querschneide. Weist die Zentrierspitze eine Querschneide auf, so verläuft die Querschneide in der Regel über die Zentrierspitze. Dies ermöglicht einen im Wesentlichen durchgehenden Verlauf der Schneidkante auf der Oberseite des Bohrkopfes. Teilweise existieren auch Schneidkanten im Zusammenhang mit der Zentrierspitze, deren Verlauf unterbrochen ist, indem Abschnitte der Schneidkante winkelmäßig gegeneinander verschoben sind. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise auch ein Verkanten verhindert werden, weil der unterschiedliche Verlauf der Schneidkante dem Bohrer eine größere Stabilität verleihen kann, indem die Schneidkante an unterschiedlichen Stellen im Bohrloch ansetzt, die winkelmäßig gegeneinander verschoben sind. Eine Zentrierspitze ohne Querschneide ermöglicht gegebenenfalls ein besonders präzises Einsetzen des Bohrers in ein für das zu bohrende Loch vorgesehenes Einstechloch. Besitzt die Zentrierspitze ohne Querschneide jedoch keine Kante, die zum Bohrfortschritt selbst beiträgt, kann dadurch gerade bei weniger hartem Gestein eine gute Zentrierung während des Bohrvorgangs durch eine gleichmäßige und stabile Rotation der Zentrierspitze an einer festen Stelle erzielt werden.Depending on the application, a centering tip may be present as a drill bit in the case of drill heads or rock drills according to the invention, either with or without a cross-cutting edge. If the centering point has a transverse cutting edge, the transverse cutting edge generally runs over the centering point. This allows a substantially continuous course of the cutting edge on the top of the drill head. Partially exist cutting edges in connection with the centering, the course is interrupted by portions of the cutting edge are angularly offset from each other. In this way, tilting can be prevented in an advantageous manner, because the different course of the cutting edge of the drill a can provide greater stability by the cutting edge attaches to different locations in the borehole, which are angularly offset from each other. If necessary, a centering tip without a cross-cutting edge makes it possible to insert the drill particularly precisely into a piercing hole provided for the hole to be drilled. However, if the centering tip without a cross-cutting edge does not have an edge that contributes to the drilling progress itself, a good centering during the drilling process can be achieved by a uniform and stable rotation of the centering point at a fixed point, especially for less hard rock.

Darüber hinaus können bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Verbindungsflächen deckungsgleich oder nicht deckungsgleich ausgebildet sein; jede dieser beiden Maßnahmen kann für sich genommen eigene Vorteile aufweisen: Bei einer deckungsgleichen Verbindungsfläche ist regelmäßig die Symmetrie sehr gut anpassbar. Zudem verleihen deckungsgleiche Verbindungsflächen regelmäßig einen verbesserten Halt und eine größere Stabilität sowie eine bessere Ausrichtung. Bei nicht deckungsgleichen Verbindungsflächen kann jedoch die zur stoffschlüssigen Verbindung vorgesehene Schmelze in die nicht übereinstimmenden Bereiche der Verbindungsflächen gelangen und dadurch für einen guten Halt und eine gute Stabilität sorgen. Deckungsgleiche Verbindungs- oder Fügeflächen weisen eine übereinstimmende Formgebung bei übereinstimmender Größe auf.In addition, in a further embodiment of the invention, the connecting surfaces may be congruent or non-congruent; Each of these two measures can have their own advantages in their own right: With a congruent interface, the symmetry is regularly very well adaptable. In addition, congruent joint surfaces regularly provide improved grip and stability as well as better alignment. In non-congruent bonding surfaces, however, provided for the cohesive connection melt can get into the mismatched areas of the connecting surfaces, thereby providing a good grip and good stability. Coincident connecting or joining surfaces have a matching shape with the same size.

Ausführungsbeispieleembodiments

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail below, giving further details and advantages. In detail show:

1 ein Gesamtbild eines Gesteinsbohrers ohne Spirale gemäß der Erfindung, 1 an overall picture of a rock drill without a spiral according to the invention,

2 ein Gesamtbild eines Gesteinsbohrers mit Spirale gemäß der Erfindung, 2 an overall picture of a rock drill with spiral according to the invention,

3 eine Draufsicht eines Hartmetallkopfs mit Querschneide gemäß der Erfindung, 3 a top view of a hard metal head with transverse cutting edge according to the invention,

4 eine schematische Seitenansicht des Hartmetallkopfs gemäß 3 an einem Wendelschaft (nur teilweise dargestellt), 4 a schematic side view of the hard metal head according to 3 on a helical shaft (only partially shown),

5 einen schematischen Längsschnitt durch einen Bohrkopf gem. der Erfindung mit Bohrspitze außerhalb der Drehachse, 5 a schematic longitudinal section through a drill head gem. the invention with drill bit outside the axis of rotation,

6 eine Draufsicht auf einen Bohrkopf nach 5, 6 a top view of a drill head after 5 .

7 eine schematische Seitenansicht eines Bohrkopfs gem. der Erfindung mit Doppelbohrspitze außerhalb der Drehachse gem. der Erfindung, 7 a schematic side view of a drill head gem. the invention with Doppelbohrspitze outside the axis of rotation gem. the invention,

8 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Bohrkopfs gem. der Erfindung mit Bohrspitze außerhalb der Drehachse gem. der Erfindung, 8th a schematic side view of another drill head gem. the invention with drill bit outside the axis of rotation gem. the invention,

9 eine Draufsicht auf den Bohrkopf nach 8, 9 a plan view of the drill head after 8th .

10 eine schematische Teilansicht mit einem Bohrkopf gem. der Erfindung mit Verschleißfläche, deren Höhe 90 % der Höhe des Bohrkopfes beträgt, 10 a schematic partial view with a drill head gem. of the invention with wear surface whose height is 90% of the height of the drill head,

11 eine schematische Teilansicht mit einem Bohrkopf gem. der Erfindung mit Verschleißfläche, deren Höhe 60 % der Höhe des Bohrkopfes beträgt, 11 a schematic partial view with a drill head gem. wear surface of the invention with a height equal to 60% of the height of the drill head,

12 eine schematische Teilansicht mit einem Bohrkopf gem. der Erfindung mit Verschleißfläche, deren Höhe 70 % der Höhe des Bohrkopfes beträgt, 12 a schematic partial view with a drill head gem. of the invention with wear surface whose height is 70% of the height of the drill head,

13 eine schematische Teilansicht eines Bohrers gemäß der Erfindung mit einer Spirale mit geradem Anlauf, 13 1 is a schematic partial view of a drill according to the invention with a spiral with a straight start,

14 eine schematische Teilansicht eines Bohrers gemäß der Erfindung mit einer Spirale ohne geraden Anlauf, 14 a schematic partial view of a drill according to the invention with a spiral without a straight start,

15–18 schematische Ansichten von Bohrern gem. der Erfindung mit bzw. ohne Querschneiden, 15 - 18 schematic views of drills gem. the invention with or without cross-cutting,

19a und 19b schematische Darstellungen nicht deckungsgleicher Fügeflächen, 19a and 19b schematic representations of non-identical joining surfaces,

20a und 20b schematische Darstellungen deckungsgleicher Fügeflächen, 20a and 20b schematic representations of congruent joining surfaces,

21 und 22 den Graph des Verhältnisses V in Abhängigkeit vom Bohrkopfdurchmesser d für verschiedene Parameter c, sowie 21 and 22 the graph of the ratio V as a function of the drill head diameter d for different parameters c, as well as

23 bis 25 schematische Darstellungen (zwei Seitenansichten, eine Draufsicht) eines Bohrers gemäß der Erfindung mit Schneideinsatz. 23 to 25 schematic representations (two side views, a plan view) of a drill according to the invention with cutting insert.

1 zeigt einen Gesteinsbohrer 1 für kleine Nenndurchmesser mit einem Einspannschaft 2, einem Zwischenschaft 3 und einem Bohrkopf 4. Der Einspannschaft 2 umfasst zwei Verriegelungsnuten 5 sowie zwei Drehmitnahmenuten 6. Der Bohrer selbst ist um die Drehachse D drehbar. Der Zwischenschaft 3 weist einen dünneren Durchmesser auf als der Einspannschaft 2. Zusätzlich umfasst der Zwischenschaft Außenflächen 7, die parallel zur Mittelebene verlaufen. Bohrmehl, das beim Bohren im Bereich des Bohrkopfs 4 erzeugt wird, kann im Bereich der Außenflächen 7 aufgenommen werden und entgegen der Vorschubrichtung R abtransportiert werden. Der Bohrkopf 4 besitzt eine Bohrspitze 8, die auf der Drehachse D liegt. Des Weiteren besitzen die Verschleißflächen 9, welche die Mantelflächen des Bohrkopfes 4 bilden und beim Bohren unmittelbar an der Innenwand des Bohrlochs anliegen, eine Höhe HV, die 70 % der Bohrkopfhöhe h beträgt. Der Durchmesser des Bohrkopfs wird mit d bezeichnet. In Bezug auf kleine Nenndurchmesser handelt es sich bei der Weiterbildung gemäß 1 um die besonders bevorzugte Ausführungsform für kleine Nenndurchmesser, d. h. für Durchmesser zwischen 2 mm und 4,5 mm. 1 shows a rock drill 1 for small nominal diameters with a clamping shaft 2 , a syndicate 3 and a drill head 4 , The clamping shaft 2 includes two locking grooves 5 as well as two rotary driving grooves 6 , The drill itself is rotatable about the rotation axis D. The intermediate shaft 3 has a thinner diameter than the clamping shaft 2 , In addition, the intermediate shaft comprises outer surfaces 7 that run parallel to the median plane. Drill flour while drilling in the area of the drill head 4 can be generated in the area of the outer surfaces 7 be absorbed and transported away against the feed direction R. The drill head 4 has a drill bit 8th , which lies on the axis of rotation D. Furthermore, have the wear surfaces 9 , which the lateral surfaces of the drill head 4 form and abut when drilling directly to the inner wall of the borehole, a height HV, which is 70% of the drill head height h. The diameter of the drill head is denoted by d. In terms of small nominal diameter, it is in the training according 1 to the most preferred embodiment for small nominal diameter, ie for diameters between 2 mm and 4.5 mm.

2 zeigt einen Gesteinsbohrer 10 mit einem Einspannschaft 11, mit einem Zwischenschaft 12 und mit einem Bohrkopf 13. Der Einspannschaft, der zum Einspannen im Bohrmaschinenfutter ausgebildet ist, umfasst ebenfalls zwei Verriegelungsnuten 14 und zwei Drehmitnahmenuten 15. Der Zwischenschaft 12 ist hinsichtlich seines Durchmessers wiederum dünner als der Einspannschaft 11. Allerdings ist im Unterschied zum Bohrer 1 nach 1 der Zwischenschaft 12 mit einer Spirale bzw. einer Bohrwendel 16 ausgestattet. Diese Bohrwendel 16 setzt nicht gleich direkt am Bohrkopf 13 an, sondern zwischen der Spirale 16 und dem Bohrkopf 13 ist eine Fläche vorgesehen, die parallel zur Drehachse D und die vorliegend mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet wird. Der Bohrkopf 13 umfasst wiederum eine Bohrspitze 18 sowie eine Verschleißfläche 19. Auch in 2 liegt die Bohrspitze 18 auf der Drehachse D. Die Höhe der Verschleißfläche beträgt ebenfalls etwa 70 % der Höhe des Bohrkopfes (vgl. 1). Bei dem Bohrer gemäß 2 handelt es sich um die besonders bevorzugte Ausführungsform für größere Bohrdurchmesser. 2 shows a rock drill 10 with a clamping shaft 11 , with an intermediary 12 and with a drill head 13 , The clamping shaft, which is designed for clamping in the drill chuck, also comprises two locking grooves 14 and two rotary driving grooves 15 , The intermediate shaft 12 is again thinner than the clamping shaft in terms of its diameter 11 , However, unlike the drill 1 to 1 the interim 12 with a spiral or a drill spiral 16 fitted. This drill spiral 16 does not start right at the drill head 13 on, but between the spiral 16 and the drill head 13 a surface is provided which is parallel to the axis of rotation D and the present reference numeral 17 referred to as. The drill head 13 again includes a drill bit 18 as well as a wear surface 19 , Also in 2 lies the drill bit 18 on the axis of rotation D. The amount of wear surface is also about 70% of the height of the drill head (see. 1 ). In the drill according to 2 it is the most preferred embodiment for larger bore diameter.

Bei den Gesteinsbohrern gemäß den 1 und 2 sind die Fügeflächen F und F', über welche die jeweiligen Bohrköpfe mit den Zwischenschäften verbunden sind, weitgehend eben ausgebildet. Die Verbindung an einer Fügefläche erfolgt stoffschlüssig, d.h. durch atomare und/oder molekulare Kräfte, wie z.B. durch Schweißen, Löten oder Kleben. Die Mantelflächen 9, 19 bzw. Verschleißflächen verlaufen parallel zu den jeweiligen Drehachsen D. In the rock drills according to the 1 and 2 are the joining surfaces F and F ', via which the respective drill heads are connected to the intermediate shafts, largely flat. The connection to a joining surface takes place cohesively, ie by atomic and / or molecular forces, such as by welding, soldering or gluing. The lateral surfaces 9 . 19 Wear surfaces are parallel to the respective axes of rotation D.

In 1 ist die Fläche 7 eben ausgebildet und schneidet den ansonsten zylinderförmigen Körper 3 im Querschnitt senkrecht durch die Drehachse D wie eine Sekante. In dem durch die Fläche 7 gebildeten Zwischenraum wird also Platz bereitgestellt, damit Bohrmehl, das im Bereich des Bohrkopfs 4 erzeugt wird, dort Platz findet und abtransportiert werden kann. Gemäß der Erfindung besitzt der Bohrkopf 9 bzw. 19 (1 und 2) eine vergleichsweise gedrungene Gestalt, das heißt, der Bohrkopfdurchmesser wird vergleichsweise groß gewählt gegenüber der Bohrkopfhöhe h. Die Bohrköpfe 9 und 19 sind etwas breiter in ihrem Durchmesser als der jeweilige Zwischenschaft 3 bzw. 12. Die Seitenflächen 9 und 19 bilden somit die eigentlichen Verschleißflächen, die beim Bohren des Bohrlochs an den Innenwänden des Bohrlochs anliegen und somit einen – allerdings geringfügigen – Beitrag zum Materialabrieb am Bohrloch leisten. In 1 is the area 7 just trained and cuts the otherwise cylindrical body 3 in cross-section perpendicular through the axis of rotation D as a secant. In that by the area 7 Space formed so space is provided so that drilling dust in the area of the drill head 4 is generated, there is space and can be removed. According to the invention, the drill head has 9 respectively. 19 ( 1 and 2 ) a comparatively squat shape, that is, the drill head diameter is comparatively large compared to the drill head height h. The drill heads 9 and 19 are slightly wider in diameter than the respective intermediate shaft 3 respectively. 12 , The side surfaces 9 and 19 thus form the actual wear surfaces that abut the inner walls of the borehole during drilling of the borehole and thus make a contribution to the material abrasion at the borehole, albeit a minor one.

3 zeigt eine Draufsicht entlang der Drehachse eines Hartmetallkopfes mit Querschneide. Dargestellt ist ein Hartmetallkopf 30 mit einer Querschneide 31a, wobei die Bohrspitze 32 auf der Drehachse D liegt. In Drehrichtung vor der Schneidkante 31 befinden sich die Spanflächen 33, in Drehrichtung hinter der Schneidkante 31 befinden sich die Freiflächen 34. Die Schneidkante 31 sorgt zusammen mit den Spanflächen 33 für den Materialabtrag beim Bohren, während das Bohrmehl über die Freiflächen 34 abtransportiert werden kann. An den Seiten des Schneidelements 30 befinden sich Verschleißflächen 35, die ebenfalls, jedoch geringfügig zum Materialabtrag beitragen. Die Verschleißflächen 35 selbst sind jedoch wiederum unterteilt, sodass beim Bohren ein Teil der Verschleißflächen reibend an der Bohrlochinnenwand anliegt und durch einen leichten Knick in der Krümmung in der Verschleißfläche im Querschnitt gesehen zum einen ein Materialabtrag ermöglicht wird, zum anderen Bohrmehl wiederum abtransportiert werden kann. Die Bohrspitze 32 ist so ausgebildet, dass die Schneidkante 31 durchgängig über die Bohrspitze hinweg verläuft. Vorteilhaft ist an dieser Ausführungsform, dass die auch die Bohrspitze 32 nicht nur zur Zentrierung, sondern auch zum Materialabtrag beiträgt. Die Schneidkante 31 endet im Bereich der Verschleißflächen in einer Fase 36. Im Bereich der Bohrspitze 32 befindet sich eine Querschneide 31a. 3 shows a plan view along the axis of rotation of a hard metal head with transverse cutting edge. Shown is a carbide head 30 with a chisel edge 31a where the drill bit 32 lies on the axis of rotation D. In the direction of rotation in front of the cutting edge 31 are the clamping surfaces 33 , in the direction of rotation behind the cutting edge 31 are the open spaces 34 , The cutting edge 31 ensures together with the clamping surfaces 33 for the material removal during drilling, while the drilling dust over the open spaces 34 can be removed. On the sides of the cutting element 30 are wear surfaces 35 that too, however slightly contribute to material removal. The wear surfaces 35 themselves, however, are subdivided again, so that when drilling a part of the wear surfaces rubbing against the borehole inner wall and seen by a slight bend in the curvature in the wear surface in cross-section for a material removal is made possible, on the other Bohrmehl in turn can be removed. The drill bit 32 is designed so that the cutting edge 31 consistently across the drill bit away. An advantage of this embodiment is that the drill bit 32 not only contributes to the centering, but also to the material removal. The cutting edge 31 ends in the area of wear surfaces in a chamfer 36 , In the area of the drill bit 32 there is a chisel edge 31a ,

4 zeigt eine Seitenansicht des Bohrkopfes 30 aus 3, wobei ein Ausschnitt des entsprechenden Gesteinsbohrers mit Zwischenschaft 40 gezeigt ist. Der Zwischenschaft 40 umfasst eine Bohrwendel 41 sowie eine Aufnahmefläche 42, die parallel zur Drehachse D verläuft. In Vorschubrichtung V beginnt also unmittelbar hinter dem Bohrkopf 30 zunächst nicht die Spirale, sondern die Aufnahmefläche 42, welche dazu ausgebildet ist, das Bohrmehl in die Bohrwendel 41 überzuleiten. Der Zwischenschaft 40 ist über eine ebene Fügefläche 43 mit dem Bohrkopf 30 verbunden. Das Bohrmehl kann also vom Bohrkopf 30 aus in den Bereich der Aufnahmefläche 42 gedrückt und anschließend über die Bohrwendel 41 weitertransportiert werden. 4 shows a side view of the drill head 30 out 3 , wherein a section of the corresponding rock drill with intermediate shank 40 is shown. The intermediate shaft 40 includes a drill spiral 41 and a receiving surface 42 which is parallel to the axis of rotation D. In the feed direction V thus begins immediately behind the drill head 30 initially not the spiral, but the receiving surface 42 , which is adapted to the Bohrmehl in the Bohrwendel 41 be reconciled. The intermediate shaft 40 is over a flat joining surface 43 with the drill head 30 connected. The drilling dust can thus from the drill head 30 out into the area of the receiving surface 42 pressed and then over the drill spiral 41 be transported further.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Bohrkopf 50 und einem Zwischenschaft 51, der über eine ebene Fügefläche 52 mit dem Bohrkopf verbunden ist, wobei die Bohrspitze 53 so ausgebildet ist, dass sie außerhalb der Drehachse D liegt. In Bezug auf die Drehachse ist also der höchste Punkt des gesamten Gesteinsbohrers bzw. des Bohrkopfs 50 nicht zentral auf der Drehachse angeordnet. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, dass die Bohrspitze, da sie radial von der Drehachse versetzt angeordnet ist, selbst eine erhöhte Bahngeschwindigkeit beim Drehen besitzt und ein Drehmoment auf das Gesteinsmaterial übertragen kann; daher wird das Zentrum des Bohrlochs mittels der Bohrspitze selbst flächig aufgebohrt. Da die Abweichung der Bohrspitze von der Drehachse vergleichsweise gering ist, führt dies dazu, dass beim Bohren durch die flächige Aufbohrung des Zentrums eine größere Stabilität in Bezug auf die Zentrierung erzeugt werden kann. 5 shows an embodiment of the invention with a drill head 50 and a syndicate 51 , which has a flat joining surface 52 connected to the drill head, wherein the drill bit 53 is formed so that it lies outside the axis of rotation D. In terms of the axis of rotation is thus the highest point of the entire rock drill or the drill head 50 not centrally located on the axis of rotation. It is advantageous in this embodiment that the drill bit, since it is arranged offset radially from the axis of rotation, even has an increased web speed when turning and can transmit a torque to the rock material; Therefore, the center of the hole is drilled by means of the drill bit itself flat. Since the deviation of the drill bit from the axis of rotation is comparatively low, this results in that a greater stability with respect to the centering can be generated during drilling through the areal boring of the center.

6 zeigt eine Draufsicht auf den Bohrkopf 50 mit dezentrierter Bohrspitze 53, mit Spanflächen 60, mit Freiflächen 61 und mit Verschleißflächen 62. Die Spirale ist mit dem Bezugszeichen 63 gekennzeichnet. 6 shows a plan view of the drill head 50 with decentered drill tip 53 , with rake surfaces 60 , with open spaces 61 and with wear surfaces 62 , The spiral is denoted by the reference numeral 63 characterized.

7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Gesteinsbohrers mit Bohrkopf 70, mit Zwischenschaft 71 sowie mit einer zweigeteilten dezentrierten Bohrspitze 72, die zwei Teilspitzen 72' und 72'' umfasst. Beide Teilspitzen 72', 72'' sind in Vorschubrichtung R gleich hoch ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme wird beim Ansetzen des Bohrers eine Zentrierung in zweierlei Hinsicht erleichtert: Zum einen kann der Bohrer stabiler an zwei Punkten um den Einstechpunkt herum aufliegen, zum anderen verbleibt die Zentrierung des Bohrers beim Anlauf in einer stabileren Position. Liegt der Bohrer unsymmetrisch an, kann er beim Anlaufen leichter verrutschen, da ein einseitig aufgenommener Impuls nicht durch eine entgegengesetzte Komponente kompensiert wird. Im Übrigen ist der Zwischenschaft 71 so ausgebildet, dass er ebenfalls eine Spirale 73 umfasst und eine Aufnahmefläche 74, die unmittelbar an den Bohrkopf 70 ansetzt. 7 shows a schematic side view of a rock drill with drill head 70 , with intermediate shaft 71 and with a two-part decentered drill bit 72 , the two part tips 72 ' and 72 '' includes. Both partial tips 72 ' . 72 '' are in the feed direction R are the same height. By this measure, centering is facilitated in two respects when applying the drill: Firstly, the drill can rest more stable at two points around the piercing point, on the other hand, the centering of the drill remains during startup in a more stable position. If the drill is asymmetrical, it can slip more easily when starting up, as a one-sided recorded impulse is not compensated by an opposite component. Incidentally, the interim is 71 so formed that he also has a spiral 73 includes and a receiving surface 74 directly to the drill head 70 attaches.

8 und 9 zeigen jeweils den gleichen Bohrkopf 80, einmal in Draufsicht und einmal in Seitenansicht, wobei die Bohrspitze 81 wiederum ebenfalls außerhalb der Drehachse liegt. Es wird darauf verwiesen, dass der Bohrkopf 80 eine Schneidkante 82 aufweist, und die Bohrspitze wiederum zwar in Verlängerung dieser Schneidkante 82 verläuft, insgesamt aber wie eine pyramidenartige Spitze ausgebildet ist. 8th and 9 each show the same drill head 80 , once in plan view and once in side view, with the drill bit 81 again also outside the axis of rotation. It is pointed out that the drill head 80 a cutting edge 82 in turn, and the drill bit again in extension of this cutting edge 82 runs, but overall is designed as a pyramid-like tip.

10 zeigt eine Seitenansicht eines Bohrkopfs 100, bei dem die Höhe HV der Verschleißfläche 101 etwa 90 % der Gesamthöhe h des Bohrkopfes beträgt. Die Bohrspitze ist in vorliegendem Fall zentriert ausgebildet. Der Bohrkopf 100 besitzt somit insgesamt eine gedrungenere und flachere Form. Da der Anstieg für die Bohrspitze von den Verschleißflächen 101 aus lediglich noch 10 % der Gesamthöhe h des Bohrkopfes 100 ausmachen kann. Durch diese Ausbildungsform kann die Mahlwirkung zur Zertrümmerung des Gesteins bzw. zum Abtragen des Gesteins vergrößert werden. 10 shows a side view of a drill head 100 in which the height HV of the wear surface 101 is about 90% of the total height h of the drill head. The drill bit is centered in the present case. The drill head 100 thus has a stouter and flatter shape overall. Because the rise for the drill bit from the wear surfaces 101 from only 10% of the total height h of the drill head 100 can make out. By this embodiment, the grinding effect for fragmentation of the rock or for the removal of the rock can be increased.

11 zeigt eine Seitenansicht eines Bohrkopfes 110, bei dem die Höhe HV der Verschleißfläche noch etwa 60 % der Gesamthöhe des Bohrkopfes h beträgt. 11 shows a side view of a drill head 110 , in which the height HV of the wear surface is still about 60% of the total height of the drill head h.

12 wiederum zeigt einen Bohrkopf 120, bei dem die Höhe der Verschleißfläche HV 70 % der Gesamthöhe h beträgt. Die Höhe HV wird von der Fügefläche 121 aus entlang der Drehachse D gemessen und bezeichnet die gesamte Höhe der Verschleißfläche 122. Die Gesamthöhe h wird ebenfalls von der Fügefläche 121 aus gemessen und erstreckt sich entlang der Drehachse bis zur Bohrspitze 123. Über die Fügefläche 121 ist der Bohrkopf 120 mit dem Zwischenschaft 124 verbunden. Die Bohrwendel 125 des Zwischenschafts 124 schließt sich direkt an den Bohrkopf 120 ohne Anlaufstrecke und ohne Aufnahmefläche an. 12 again shows a drill head 120 in which the height of the wear surface HV is 70% of the total height h. The height HV is determined by the joining surface 121 measured along the axis of rotation D and denotes the entire height of the wear surface 122 , The total height h is also determined by the joining surface 121 measured from and extends along the axis of rotation to the drill bit 123 , About the joining surface 121 is the drill head 120 with the intermediate shaft 124 connected. The drill spiral 125 of the intermediate shaft 124 closes directly to the drill head 120 without start-up section and without receiving surface.

13 zeigt eine Seitenansicht eines Gesteinsbohrers 130 mit einem Zwischenschaft 131, der eine Spirale 132 aufweist. Bevor der Bohrkopf 133 an dem Zwischenschaft 131 ansetzt, endet der Zwischenschaft 131 mit einer parallel zur Drehachse D verlaufenden Aufnahmefläche 134. Die Spirale 132, welche in der Aufnahmefläche 134 mündet, besitzt jedoch einen geraden Auslauf 135 in Richtung des Rohrkopfes 133 hin. Dieser gerade Auslauf 135 hat insbesondere Auswirkungen auf den Bohrmehltransport, weil das Bohrmehl dann zunächst linear vom Bohrkopf weggedrückt wird und erst in einer gewissen Entfernung vom Bohrkopf in die Spirale gelangt und weiter transportiert wird. 13 shows a side view of a rock drill 130 with an intermediary 131 that a spiral 132 having. Before the drill head 133 at the intermediate shaft 131 begins, ends the interim 131 with a parallel to the axis of rotation D receiving surface 134 , The spiral 132 which are in the receiving area 134 opens, but has a straight spout 135 in the direction of the pipe head 133 out. This straight spout 135 In particular, it has an effect on the transport of drilling dust, because the drilling dust is then initially pushed away from the drill head in a linear manner and only then enters the spiral at a certain distance from the drill head and is transported further.

14 zeigt einen Gesteinsbohrer 140 mit einem Bohrkopf 141 und einem Zwischenschaft 142, wobei die Bohrwendel 143 des Zwischenschafts 142 direkt an den Bohrkopf 141 anschließt (kein gerader Anlauf). 14 shows a rock drill 140 with a drill head 141 and a syndicate 142 where the drill spiral 143 of the intermediate shaft 142 directly to the drill head 141 connects (no straight start).

15 zeigt ein Beispiel für einen Gesteinsbohrer 150 mit einem Bohrkopf 151 und einem Zwischenschaft 152 mit Bohrwendel. Der Hartmetallkopf 151 ist an seiner Bohrspitze 153 ohne Querschneide ausgebildet. 15 shows an example of a rock drill 150 with a drill head 151 and a syndicate 152 with drill spiral. The carbide head 151 is at his drill bit 153 formed without cross-cutting edge.

16 zeigt den Hartmetallkopf 151 in einer Draufsicht. 16 shows the carbide head 151 in a top view.

17 wiederum zeigt ein Schneidelement 170 mit einer Querschneide 171a, Verschleißflächen 172 sowie einer Bohrspitze 173, wobei die Schneidkante 171 über die Bohrspitze 173 durchgehend verläuft. 17 again shows a cutting element 170 with a chisel edge 171a , Wear surfaces 172 and a drill tip 173 , wherein the cutting edge 171 over the drill bit 173 runs continuously.

18 zeigt den Hartmetallkopf mit Schneidelement 170 in Seitenansicht. 18 shows the carbide head with cutting element 170 in side view.

Die 19a und 19b sowie 20a und 20b zeigen jeweils deckungsgleiche bzw. nicht deckungsgleiche Fügeflächen. Grundsätzlich wird über die Fügefläche der Bohrkopf mit dem Zwischenschaft verbunden. Diese Verbindung erfolgt in der Regel stoffschlüssig. 19a zeigt eine Draufsicht eines Bohrkopfes 190, dessen Verschleißflächen 191 einen speziellen Verlauf zeigen. 19b wiederum zeigt den Querschnitt eines Rohlings 192, beispielsweise den Querschnitt eines Zwischenschafts. Die durch diesen Rohling 192 gebildete Fügefläche 193 kann dementsprechend als nicht deckungsgleiche Fügefläche zum Anfügen des Bohrkopfes 190 dienen.The 19a and 19b such as 20a and 20b each show congruent or non-congruent joining surfaces. Basically, the drill head is connected to the intermediate shaft via the joining surface. This connection is usually cohesive. 19a shows a plan view of a drill head 190 whose wear surfaces 191 show a special course. 19b again shows the cross section of a blank 192 For example, the cross section of an intermediate shaft. The through this blank 192 formed joining surface 193 Accordingly, as a non-congruent joining surface for attaching the drill head 190 serve.

20a wiederum zeigt einen Bohrkopf 200 mit einer Verschleißfläche 201, der zunächst exakt gleich ausgebildet ist wie der Bohrkopf 190 mit der Verschleißfläche 191. 20b zeigt einen Querschnitt durch einen Rohling 202 mit einer Fügefläche 203, der bzw. die in der Kontur genau an den Bohrkopf 200 mit Verschleißfläche 201 angepasst ist. Somit handelt es sich hierbei um eine deckungsgleiche Fügefläche. Eine Ausführung gemäß den 19a, 19b besitzt den Vorteil, dass dabei eine bessere Anpassung an die Symmetrie erfolgen kann und auch gegebenenfalls durch diese bessere Anpassung ein verbesserter Halt, eine bessere Ausrichtung und ein stabilerer Sitz. Bei nicht deckungsgleichen Fügeflächen kann die Schmelze zur stoffschlüssigen Verbindung in die nicht übereinstimmenden Bereiche eindringen und somit für einen verbesserten Halt sorgen. 20a again shows a drill head 200 with a wear surface 201 , which is initially formed exactly the same as the drill head 190 with the wear surface 191 , 20b shows a cross section through a blank 202 with a joining surface 203 , the or in the contour exactly to the drill head 200 with wear surface 201 is adjusted. Thus, this is a congruent joining surface. An embodiment according to the 19a . 19b has the advantage that it can be a better fit to the symmetry and possibly also by this better adaptation improved grip, better alignment and a more stable seat. In non-matching joining surfaces, the melt can penetrate the cohesive connection in the mismatched areas and thus ensure an improved grip.

21 zeigt die graphische Darstellung der Funktion V für verschiedene Parameter c in Abhängigkeit von der Variablen d. V bezeichnet dabei das Verhältnis von Bohrkopfdurchmesser d zu Bohrkopfhöhe h. Die Formel für V lautet:

21 shows the graphical representation of the function V for various parameters c as a function of the variable d. V denotes the ratio of drill head diameter d to drill head height h. The formula for V is:

Durch Änderung des Parameters c ändert sich nicht die Form der Funktion an sich, nämlich die der Parabel, sondern die Parabel wird lediglich entlang der Achse V je nach Wert des Parameters c verschoben. Der Wert c nimmt Werte zwischen 0,95 (entspricht in 21 der unteren Parabel V(min)) und 2,85 (entspricht in 21 der oberen Parabel V(max)) an. Die Verschiebung zwischen der unteren Kurve mit c = 0,95 und der oberen mit c = 2,85 beträgt also 1,9. Sämtliche Funktionen V(d, c) besitzen (für alle möglichen Werte von c) ein Maximum bei einem Wert d (max) = ca. 19,66. Der Wertebereich W definiert, welche Werte das Verhältnis V gemäß der Erfindung annehmen kann. Die Formel für V ist bestimmt für Bohrkopfdurchmesser d zwischen 2 Millimeter und 35 Millimeter. (Die Achsenbeschriftung d[mm] weißt darauf hin, dass d in Millimetern angegeben ist.) Wird für c ein Wert zwischen 0,95 und 2,85 gewählt, liegt die Parabel V innerhalb des Wertebereichs W und beschreibt damit erfindungsgemäße Werte für V.Changing the parameter c does not change the shape of the function per se, namely that of the parabola, but only moves the parabola along the axis V according to the value of the parameter c. The value c takes values between 0.95 (corresponds to 21 the lower parabola V (min)) and 2.85 (corresponds to 21 the upper parabola V (max)). The shift between the lower curve with c = 0.95 and the upper one with c = 2.85 is therefore 1.9. All functions V (d, c) have (for all possible values of c) a maximum at a value d (max) = about 19.66. The value range W defines which values the ratio V according to the invention can assume. The formula for V is determined for drill head diameter d between 2 millimeters and 35 millimeters. (The axis label d [mm] indicates that d is given in millimeters is.) If a value between 0.95 and 2.85 is selected for c, the parabola V lies within the value range W and thus describes values according to the invention for V.

Der Verlauf der Funktion V gemäß der Erfindung, die das Verhältnis von Bohrkopfdurchmesser d zu Bohrkopfhöhe h beschreibt, zeigt auch, dass es erfindungsgemäß einen Durchmesser d gibt, nämlich das Maximum d(max), für den das Verhältnis V tendenziell die größten Werte annehmen kann. Das heißt, dass die Bohrkopfhöhe h sehr klein gegenüber dem Bohrkopfdurchmesser d gewählt werden kann. Wird der Bohrkopfdurchmesser d gegenüber d(max) sehr klein gewählt, sind tendenziell auch die zu wählenden Werte von V kleiner bzw. die zu wählenden Werte von h größer, da h = d/V. Auch wenn die Durchmesser d groß gegenüber d(max) gewählt werden, muss die Bohrkopfhöhe h ebenfalls in der Regel größer gewählt werden, da die Werte für V tendenziell kleiner werden. Grund dafür ist, dass es sowohl bei vergleichsweise kleinen als auch bei vergleichsweise großen Bohrkopfdurchmessern d vorteilhaft ist, die Bohrköpfe nicht allzu gedrungen mit besonders stark reduzierter Bohrkopfhöhe auszubilden. Grundsätzlich wirkt sich die Bohrkopfhöhe h auf die Führung des Bohrers im Bohrloch aus, und eine große Bohrkopfhöhe h beeinflusst auch grundsätzlich den Materialabtrag nicht negativ. Dennoch vergrößert sich durch eine größere Bohrkopfhöhe auch die Reibung, wodurch in der Regel wiederum die Bohrgeschwindigkeit sinkt und der Materialabtrag reduziert wird. Der Gesteinsbohrer gem. der Erfindung berücksichtigt vorteilhafterweise dieses Einflüsse, die auch abhängig vom Bohrkopfdurchmesser d sind. Eine Optimierung dieser Einflüsse in Bezug auf die Bohrgeschwindigkeit bildet die erfindungsgemäße Formel für das Verhältnis V von Bohrkopfdurchmesser d zu Bohrkopfhöhe h.The course of the function V according to the invention, which describes the ratio of drill head diameter d to drill head height h, also shows that according to the invention there is a diameter d, namely the maximum d (max), for which the ratio V tends to be the largest , This means that the drill head height h can be chosen to be very small compared to the drill head diameter d. If the drill head diameter d is chosen to be very small compared to d (max), the values of V to be selected and the values of h to be selected tend to be larger, since h = d / V. Even if the diameters d are chosen to be large compared to d (max), the drill head height h must also be chosen to be larger, as the values for V tend to be smaller. The reason for this is that it is advantageous, not only for comparatively small but also for comparatively large drill head diameters d, to not make the drill heads too short with particularly greatly reduced drill head heights. In principle, the drill head height h has an effect on the guidance of the drill in the borehole, and a large drill head height h also fundamentally does not adversely affect the material removal. Nevertheless, increased by a larger drill head and the friction, which in turn usually decreases the drilling speed and material removal is reduced. The rock drill gem. The invention advantageously takes into account these influences, which are also dependent on the drill head diameter d. An optimization of these influences with respect to the drilling speed forms the formula according to the invention for the ratio V of drill head diameter d to drill head height h.

Da aber auch Einflüsse wie beispielsweise die Art der Anwendung eine Rolle spielt, etwa welches Gestein (z.B. Sandstein oder Stahlbeton) gebohrt werden soll, ob es sich um drehschlagendes Bohren oder nur drehendes Bohren handelt, wird einem Bohrkopfdurchmesser d kein einzelner Wert V zugeordnet, sondern ein Intervall von möglichen Werten des Wertebereichs W. Der Wertbereich W gemäß der Erfindung gibt folglich an, wie insbesondere diese anwendungsbezogenen Einflüsse sich auf das Verhältnis V auswirken. Für Hammerbohranwendungen mit größerer Belastung kann eine gedrungenere Bohrkopfform mit großen Werten von V angemessen sein. Bei härterem Gestein ist auch zu berücksichtigen, dass nicht immer hohe Schlagimpulse möglich sind, ohne den Bohrer zu sehr zu belasten. Bei härterem Gestein ist somit eine Abwägung zwischen einem belastbaren Bohrkopf mit gedrungener Gestalt und einem Bohrkopf für geringere Schlagimpulse notwendig. Bevorzugt sind regelmäßig Werte von c, wie in 22 dargestellt ist, zwischen 0,95 ≤ c ≤ 1,5 (vgl. 22: Parabel V(c = 1,5)), besonders bevorzugt c = 1,0 (vgl. 22: Parabel V(c = 1)). Um sowohl geringe Torsions- und Biegebelastungen der Fügezone und hohe Bohrgeschwindigkeiten dieser Hammerbohrer zu gewährleisten, wird c hauptsächlich zwischen 0,95 und 1,5, vorzugsweise 1,0 gewählt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist daher auch die Erkenntnis, dass bei einem bestimmten Bohrkopfdurchmesser d(max) das Verhältnis V maximale Werte annehmen kann.However, since influences such as the nature of the application plays a role, such as what rock (eg sandstone or reinforced concrete) to be drilled, whether it is rotationally driven drilling or just rotating drilling, a single drill bit diameter d is not assigned a single value V, but instead an interval of possible values of the value range W. The value range W according to the invention therefore indicates how, in particular, these application-related influences affect the ratio V. For heavier duty hammer drilling applications, a more compact drill head shape with large values of V may be appropriate. With harder rocks, it should also be taken into consideration that high impact pulses are not always possible without overburdening the drill. For harder rock, a balance between a loadable drill head with a squat shape and a drill head for lower impact pulses is thus necessary. Values of c are preferred, as in 22 between 0.95 ≦ c ≦ 1.5 (cf. 22 Parabola V (c = 1.5)), more preferably c = 1.0 (cf. 22 : Parabola V (c = 1)). In order to ensure both low torsional and bending loads of the joining zone and high drilling speeds of these hammer drills, c is chosen mainly between 0.95 and 1.5, preferably 1.0. Another aspect of the invention is therefore the recognition that for a given drill head diameter d (max), the ratio V can assume maximum values.

Die 23, 24 und 25 zeigen einen Gesteinsbohrer 300 mit Schneideinsatz 301. Der Bohrer 300, der in den 23 und 24 in jeweils unterschiedlichen Seitenansichten dargestellt ist, umfasst einen Zwischenschaft mit einer Bohrwendel 302 zum Bohrmehltransport, einen nicht dargestellten Einspannschaft zum Einspannen des Bohrers in die Werkzeugmaschine/Bohrmaschine und einen Bohrkopf 303 reduzierter Höhe (gemäß der Erfindung). Die Bohrwendel 302 läuft in Vorschubrichtung in eine Aufnahmefläche 304 zur Aufnahme von Bohrmehl aus. Der Schneideinsatz 301 aus Hartmetall (vgl. Draufsicht nach 25) besitzt eine Schneidkante 305, eine Querschneide 306, eine Spanfläche 307 und eine Freifläche 308 sowie Verschleißflächen 309. Der Schneideinsatz 301 ist in eine Nut 310 im Bohrer eingefügt. Der restliche Bohrer kann aus einem anderen Material gefertigt sein als der Schneideinsatz 301.The 23 . 24 and 25 show a rock drill 300 with cutting insert 301 , The drill 300 in the 23 and 24 is shown in different side views, comprises an intermediate shaft with a drill spiral 302 for drilling dust transport, a clamping shaft, not shown for clamping the drill in the machine tool / drill and a drill head 303 reduced height (according to the invention). The drill spiral 302 runs in the feed direction in a receiving surface 304 for taking up drilling dust. The cutting insert 301 made of hard metal (see plan view 25 ) has a cutting edge 305 , a chisel edge 306 , a rake surface 307 and an open space 308 as well as wearing surfaces 309 , The cutting insert 301 is in a groove 310 inserted in the drill. The remainder of the drill may be made of a different material than the cutting insert 301 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1702134 B1 [0002]

Claims

Boring head ( 4 . 13 . 30 . 50 . 70 . 80 . 100 . 110 . 120 . 133 . 141 . 151 . 190 ) for connection to a shaft of a rock drill ( 1 . 10 ) for drilling rock, in particular natural rock, concrete or reinforced concrete, which is rotatable about a rotation axis (D), wherein the drill head is attachable to the feed side end of the shaft of the drill and wherein at the feed end of the drill head, a drill bit is present, and the drill head on the opposite side by a connecting surface (F, F ', 43 . 52 . 121 . 193 . 203 ), via which the drill head can be connected to the shank of the drill, characterized in that the ratio (V) of the drill head diameter (d) to the drill head height (h) assumes the following values:

wherein the drill head height is the distance from the feed end of the drill bit to the drill head interface with the axis of rotation and wherein the drill bit diameter d is determined by the maximum width of the drill bit perpendicular to the axis of rotation, the drill head height and diameter are in millimeters (mm), and further the drill head diameter is between 2 millimeters and 35 millimeters, and wherein:

0.95 ≤ c ≤ 2.85.

Boring head according to claim 1, characterized in that the drill head is made of a hard material, in particular of a hard material composite comprising at least two different materials, wherein preferably one of the materials is a hard metal and another material is ceramic or corundum, or in particular the drill head is designed as a solid carbide head.

Boring head according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting surface (F, F ', 43 . 52 . 121 . 193 . 203 ) of the drill head is formed as a flat surface and perpendicular to the axis of rotation.

Boring head according to one of the preceding claims, characterized in that the drill head has a cutting insert ( 301 ) having.

Boring head according to one of the preceding claims, characterized in that a lateral, extending in the direction of the axis of rotation lateral surface as wear surfaces ( 9 . 19 . 35 . 62 . 101 . 122 . 172 . 191 . 201 ) whose maximum width is the drill diameter (d) and whose height (HV) along the axis of rotation (D) is at least 60%, preferably 70% to 90% of the total drill head height.

Boring head according to one of the preceding claims, characterized in that 0.95 ≤ c ≤ 1.5, preferably c = 1.0.

Boring head according to one of the preceding claims, characterized in that the drill bit ( 153 ) is designed as a centering without cross-cutting.

Boring head according to one of the preceding claims, characterized in that the drill bit ( 32 . 173 ) as centering point with cross cutting edge ( 31 . 171 ) is trained.

Rock drill bit ( 1 . 10 ) for drilling rock, in particular natural rock, concrete or reinforced concrete, which is rotatable about a rotation axis (D), with a clamping shank ( 2 . 11 ) for clamping the drill in a tool holder and with an intermediate shank ( 3 . 12 . 40 . 51 . 71 . 124 . 142 . 152 ) for the transport of drilling dust produced during drilling, wherein the intermediate shaft feed side by a connecting surface (F, F ', 43 . 52 . 121 . 193 . 203 ) is limited, characterized in that at the feed end of the intermediate shaft a drill head ( 4 . 13 . 30 . 50 . 70 . 80 . 100 . 110 . 120 . 133 . 141 . 151 . 190 ) according to one of the preceding claims, wherein the drill head is connected to the intermediate shaft via the respective connecting surfaces.

Rock drill bit ( 1 . 10 ) according to claim 9, characterized in that the drill head is materially connected to the intermediate shaft.

Rock drill bit ( 1 . 10 ) according to one of claims 9 or 10, characterized in that the connecting surface (F, F ', 43 . 52 . 121 . 193 . 203 ) of the intermediate shaft is formed as a flat surface and perpendicular to the axis of rotation.

Rock drill bit ( 1 . 10 ) according to one of claims 9 to 11, characterized in that the connecting surfaces congruent ( 203 ) or not congruent ( 193 ) are formed.

Rock drill bit ( 1 . 10 ) according to one of claims 9 to 12, characterized in that the intermediate shaft ( 12 . 40 . 51 . 71 . 124 . 142 . 152 ) at least partially a spiral ( 16 . 41 . 73 . 132 . 143 ) for drilling dust transport.

Rock drill bit ( 1 . 10 ) according to one of claims 9 to 13, characterized in that the intermediate shaft at the feed side end extending parallel to the median plane outer surface ( 17 ), which is followed by a spiral to the Bohrmehltransport against the feed direction, wherein the axis of rotation extends through the center plane.

Rock drill bit ( 1 . 10 ) according to one of claims 9 to 14, characterized in that the spiral ( 125 ) directly on the feed side end of the drill head connects.

Rock drill bit ( 1 . 10 ) according to one of claims 9 to 15, characterized in that the rock drill is designed for purely rotary drilling or for rotationally impacting drilling.