DE102017125898A1

DE102017125898A1 - Gesteinsbohranordnung sowie Gesteinsbohrer

Info

Publication number: DE102017125898A1
Application number: DE102017125898.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Stumpp; Oliver Sutej; Rainer Eggers; Lars Weiß
Original assignee: Drebo Werkzeugfabrik GmbH
Current assignee: Drebo Werkzeugfabrik GmbH
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2019-05-09
Also published as: WO2019086696A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gesteinsbohranordnung, mit einem Bohrkörper mit einem Bohrkörperaufnahmeadapter für den Anschluss an eine Bohrmaschine, wobei der Bohrkörper einen Schaft mit einem Außenkonus und einem sich axial hieran anschließenden Außengewinde und der Bohrkörperaufnahmeadapter hierzu passend einen Innenkonus und ein Innengewinde aufweist. Der Bohrkörper ist in dem Bohrkörperaufnahmeadapter lösbar und drehfest gelagert, wobei er an seinem vorderen Ende ein Hartmetallelement für die Übertragung von Schlagenergie aufweist. Der Schaft ist als Rohr ausgebildet, das mindestens eine Absaugöffnung hat, das axial ausgerichtet ist und in den Bohrkörperaufnahmeadapter mündet. Die Koni sind durch Festschrauben der Gewindeverbindung derart axial gegeneinander verspannt, dass ein Lösen der Konusflächen voneinander bei der Rückholbewegung des schlagenden Rohres sicher verhindert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gesteinsbohranordnung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es sind seit langem sogenannte Saugbohrer bekannt, bei denen das anfallende Bohrmehl über eine Saugleitung oder einen Saugkanal aus dem Bohrloch abgesaugt und über einen Sauganschluss, der mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht, abgesaugt wird. Derartige Saugbohrer sind insbesondere dann sinnvoll, wenn viel Bohrmehl anfällt, also etwa bei Schlagbohrern oder Bohrhämmern für Mauerwerk oder Beton.
Andererseits hängt der Bohrfortschritt bei Gesteinsbohrern stark davon ab, wieviel der eingeleiteten Schlagenergie auf die Hartmetallplatte oder den Hartmetallkopf als spannendes Element übertragen wird.
Bei Gesteinsbohrern macht man daher typischerweise den Bohrerkern ausgesprochen steif, damit ein hoher Anteil der Schlagenergie übertragen werden kann.
Auch die Aufnahme des Bohrers im Bohrfutter der Bohrmaschine oder des Hammerbohrers ist typischerweise so gestaltet, dass die vom Döpper der Bohrmaschine aufgebrachte Energie möglichst verlustfrei übertragen wird. Hierzu sind die sogenannten SDS-plus- bzw. für größere Durchmesser SDS-max-Aufnahmen Industriestandard und werden weiterhin verwendet. Bei derartigen Einsteckenden der Bohrer wird die Drehmitnahme durch Nuten gewährleistet, und durch eine Halbrundnut, die endseitig begrenzt ist, wird sichergestellt, dass der Bohrer nicht aus dem Bohrfutter verloren geht.
Es sind auch verschiedene andere Bohreraufnahmen entwickelt worden. Zunächst wäre hier die Keilwelle zu nennen, aber auch konische Einsteckenden, die in entsprechende Gegenkoni einsetzbar sind.
Gerade bei konischen Einsteckenden bestand bislang jedoch das Problem, dass durch die Schlagbewegung gerade bei kleinen Konuswinkeln der Bohrer sich in der Aufnahme gleichsam festfrisst und nur schwer zu lösen ist. Um diesem Problem zu begegnen, wurden spezielle Austreiber entwickelt, die keilförmig seitlich in eine entsprechende Ausnehmung eingetrieben wurden und dafür bestimmt waren, den festsitzenden Bohrer doch auszuwerfen.
Dieses Verfahren ist jedoch umständlich und birgt die Gefahr, dass der Auswerfer, der separat - zusätzlich zum Bohrfutterschlüssel - mitgeführt werden muss, verloren geht. Daher wird eine Konusverbindung bei Schlagbohrern und Hammerbohrern bislang als nachteilig und unpraktikabel empfunden, so dass Hammerbohrer heute zum mit überwältigender Mehrheit je nach Durchmesser mit SDS-max- oder SDS-plus-Aufnahmen ausgestattet sind.
Aufgrund des Industriestandards sind diese Aufnahmen genormt, so dass eine Anpassung, um etwaige konstruktive Schwächen in besonderen Fällen auszugleichen, sofort zum Verlust der Kompatibilität führt.
Bei Saugbohrern ist es andererseits erforderlich, einen Saugkanal bereit zu stellen, der zur Bohrmehlabfuhr dient, wobei der rückwärtige Teil, das sogenannte Einsteckende, des Bohrers, mit einem Sauganschluss verbunden sein muss, der den nötigen Unterdruck bereitstellt und das Bohrmehl abführt.
Gerade bei der SDS-plus-Aufnahme ist eine vergleichsweise tiefe Nut für die Drehmitnahme erforderlich. Diese ist bei Vollbohrern unkritisch, führt jedoch bei Hohlbohrern, also solchen mit Saugkanal, dazu, dass der Saugkanal nur relativ dünn sein kann, wobei am Nutengrund Kerbwirkungen entstehen, die es bedingen, dass eine gewisse Materialstärke radial einwärts der Drehmitnahmenut vorgehalten wird.
Trotz der unbestreitbaren Vorteile hinsichtlich der Reinheit der Bohrlöcher und damit der Reduktion der Verschmutzung der Umgebung der Bohrlöcher haben sich daher Saugbohrer nicht gerade weithin durchgesetzt. Bislang liegt kein praktikables System mit der nötigen Bohreffizienz vor, das die Vorteile der SDS-plus- oder SDS-max-Aufnahme der Bohrmaschine mit Gesteinsbohranordnungen mit der nötigen Effizienz kombiniert und gleichzeitig eine Absaugung des Bohrmehls ermöglicht.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Gesteinsbohranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, der die Nachteile der vorstehenden Lösungen beseitigt und zugleich eine umweltfreundliche Gesteinsbohranordnung schafft, die mit hoher Bohreffizienz arbeitet, wobei dennoch die laufenden Kosten im Betrieb der Gesteinsbohranordnung gering gehalten werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Gesteinsbohranordnung sieht eine Kombination aus einer Konusverbindung mit Außenkonus an einem Schaft eines besonderen Bohrkörpers und Innenkonus an einem Bohrkörperaufnahmeadapter vor, wobei zum rückwärtigen Ende hin sich an die Konusverbindung eine Gewindeverbindung anschließt.
Die Konusverbindung wird axial verspannt, indem die Gewindeverbindung festgezogen wird. Die Verspannung ist so stark, dass auch Mikrobewegungen der Konusverbindung, die nach dem Stand der Technik gerne zum „Festbacken“ führen, unterbleiben. Die Konusflächen bleiben während der Schlagbewegung und auch während der Rückholbewegung vollständig in Anlage miteinander.
Die Konusflächen unterliegen zwar einem Lastwechsel, aber sie arbeiten nicht gegeneinander. Dies kann durch ein Flüssigkeitstest bewiesen werden, der unbenetzte Bereiche der Konusverbindung nachweist; bei einer Axialbewegung würde die farbige Flüssigkeit mitgeführt werden, so dass nach mehreren Schlagbohreinsätzen die gesamten Konusflächen benetzt wären.
Die Konusflächen sind bevorzugt ausgesprochen glatt.
Als andere Fertigungsverfahren außer Drehen kommen hier in Betracht: Fräsen, Umformen, Senkerodieren. Die Rauoberfläche (Tiefe) sollte Rz <6 betragen Andererseits ist eine Konusverbindung gepaart mit einer Gewindeverbindung von geringer axialer Tiefe, und insbesondere gleichmäßiger Tiefe. Im Gegensatz zur SDS-plus-Aufnahme lässt sich daher ein vergleichsweise großer Saugkanal realisieren, was der Saugeffizienz zu Gute kommt.
Die Art der Gewindeverbindung läßt sich an die Erfordernisse anpassen. Bevorzugt sind Sägen- oder Rundgewinde nach DIN. Anstelledessen kommt auch die die Verwendung von Whitworth-Gewinden oder anderen US-Gewinden in Betracht.
Durch den erfindungsgemäßen Bohrkörperaufnahmeadapter lässt sich dennoch eine SDS-plus-Aufnahme an der Bohrmaschine realisieren, so dass die Kompatibilität mit den gängigen Bohrmaschinen gewährleistet ist.
Es versteht sich, dass bei Bedarf und größeren Durchmessern alternativ ohne Weiteres auch eine SDS-max-Bohrmaschinenaufnahme realisierbar ist, indem das Einsteckende des Bohrkörperaufnahmeadapters mit einer solchen versehen ist, was insbesondere für größere Durchmesser geeignet ist.
Erfindungsgemäß sind die Bohrkörper kurzerhand als Rohre ausgebildet und preisgünstig herstellbar sowie auch bei Verschleiß oder Durchmesserwechsel rasch austauschbar.
Das Durchmesserverhältnis von Bohrkörper zu Einsteckende kann z.B. wie folgt sein, je vor der Verjüngung über den erfindungsgemäßen Konus:

BohrerØ Verhältnis

4 mm 1 zu 4,5 bis 3,5

5 mm 1 zu 3,5 bis 2,5

6 mm 1 zu 1,8 bis 1,2

8 mm -12 mm 1 zu 2,3 bis 1,2

>14 mm 1 zu 1,2 bis 1,0
Bevorzugt sind hierzu Schlüsselflächen als tangentiale Abflachungen an dem Bohrkörper einerseits und an dem Bohrkörperaufnahmeadapter andererseits ausgebildet, und nach Lösen der Schraubverbindung mit zwei hierzu passenden Gabelschlüsseln lässt sich der Bohrkörper leicht von Hand und dementsprechend rasch aus dem Bohrkörperaufnahmeadapter herausschrauben und wechseln.
Der erfindungsgemäße Bohrkörper ist am Schaft außen glatt. Damit ist die Reibung gegenüber dem Bohrloch deutlich geringer als bei einem wendelförmigen Bohrkörper. Überraschend ist daher die Drehmitnahmekraft um ein mehrfaches geringer als bei Wendelbohrern, für die eine SDS-plus-Aufnahme im Grunde besonders geeignet ist, da die dortigen Drehmitnahmenuten erhebliche Drehkräfte übertragen können.
Erfindungsgemäß wird nun von dem Konzept der Übertragung großer Drehkräfte Abstand genommen, indem der erfindungsgemäße kreisrunde Bohrkörper sich im Bohrloch frei drehen lässt und damit nur ganz geringe Drehkräfte entstehen.
Die Energie der Schlagbohrmaschine wird daher nicht etwa zu 20 % oder 30 % für die Drehmitnahme verbraucht, sondern nahezu zu 100 % auf den Vortrieb, also den Schlagbohreinsatz gerichtet.
Das erfindungsgemäße Bohrkörperrohr ist mit einem Hartmetallelement für die Übertragung von Schlagenergie ausgerüstet. Das Hartmetallelement kann entweder als Schneidplatte zur Bereitstellung eines Zweischneiders ausgebildet sein, oder als Hartmetallkörper, der einen Vierschneider ausbildet.
Im ersten Fall ist es bevorzugt, dass der Hartmetallkörper quer über das vordere Ende des Rohres in einen Rohrschlitz eingelötet wird. Der Durchmesser des Saugkanals ist deutlich größer als der Durchmesser der Hartmetallplatte, beispielsweise doppelt so groß. Daher verbleiben seitlich der Hartmetallplatte Saugöffnungen gleichsam als Düsen, die der Abfuhr von Bohrmehl dienen.
Durch den gegenüber dem Saugkanal im Übrigen kleineren Durchmesser ist die Strömungsgeschwindigkeit dort größer, was zu einer besonders guten Abfuhr von Bohrmehl führt.
Dies gilt auch für die alternative Ausgestaltung, die besonders für einen Vierschneider geeignet ist. Der Vierschneider ist im Grunde dann im Wesentlichen kreuzförmig und in zueinander kreuzende Nuten des Rohres an dessen vorderen Ende eingesetzt. Bevorzugt ist dann eine achsparallele Nut in das vordere Ende des Rohres in einem Quadranten des Kreuzes eingebracht, und eine gleichartige Nut in dem gegenüberliegenden Quadranten. Diese wird durch eine radiale Bohrung mit dem Saugkanal verbunden.
Der Durchmesser der radialen Bohrungen beträgt beispielsweise 70 % des Durchmessers des Saugkanals. Hierdurch ist auch an dieser Stelle die Strömungsgeschwindigkeit besonders hoch, so dass die radialen Öffnungen auch hier düsenförmig wirken und eine besonders gute Bohrmehlabführnut ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Schlagenergie sowohl vom Gewinde als auch von den Koni übertragen wird, wobei der größte Teil der Schlagenergie von den Koni übertragen wird. Das Gewinde ist hierzu bevorzugt in besonderer Weise mit kerbwirkungsarmen Schlagübertragungsflächen ausgestaltet. Es ist wichtig, dass am Gewindegrund keine oder nur geringe Kerbwirkungen entstehen, um die Dauerhaltbarkeit sowohl des Bohrkörperaufnahmeadapters als auch des Bohrkörpers an der Gewindeverbindung zu gewährleisten. Durch die Verspannung bleibt auch das Gewinde in sich stets im Eingriff, so dass auch hier höchstens ganz geringe Mikrobewegungen zwischen den miteinander verzahnten Oberflächen bestehen.
Um einen möglichst großen Durchmesser des Saugkanals zu realisieren, ist ein vergleichsweise langes Gewinde mit beispielsweise der doppelten axialen Länge des Konus vorgesehen. Die Länge des Gewindes kann aber durchaus zwischen 120 % und 300 % der axialen Länge der Konusverbindung betragen. Dies ermöglicht die Aufnahme und Verteilung der axialen Lasten auf zahlreiche Gewindegänge, so dass ein vergleichsweise feines Gewinde mit geringen Kerbwirkungen und einem großen Saugkanal realisierbar ist.
Erfindungsgemäß in vorteilhafter Ausgestaltung ist es auch besonders günstig, dass der Durchmesser des Saugkanals anschließend an das Einsteckende wesentlich größer als im Rohr ist und dessen Strömungsquerschnittsfläche im weiteren Absaugverlauf nie mehr unterschreitet. Hierdurch ist gewährleistet, dass auch bei der erforderlichen Umlenkung des Saugluftstroms um 90° kein Verstopfen durch einen Pfropfen aus Bohrmehl entstehen kann.
Erfindungsgemäß günstig ist es auch, dass der Außendurchmesser des Konus auch an der Stelle geringsten Durchmessers des Konus mindestens etwas größer als der Außendurchmesser des Gewindes ist. Dieser kann zwischen 65 % und 95 % des Außendurchmessers des Kegels betragen. Hierdurch steht ein vergleichsweise radial großer Durchmesser für die Übertragung der erwünschten Kräfte zu Verfügung.
Der Kegelwinkel oder Konuswinkel kann dennoch überraschend klein gewählt sein, beispielsweise zwischen 3 % und 10 %, im Einzelfall aber auch mit 15 %. Dies ist durch die erfindungsgemäß besondere Verspannung der Koni gegeneinander möglich, die mit einem vergleichsweise großen Drehmoment der Gewindeverbindung realisiert ist. Bevorzugt wird bei einem radialen Durchmesser des Einsteckendes von 9 mm und die Gewindeverbindung wird mit einem Drehmoment von etwa 10Nm angezogen
Für die bevorzugte Berechnung gilt folgendes:

Schraubenkraft $F_{S} = \frac{M}{P} = 3,5 b i s 4,5 K N$
Losdrehmoment $M_{L} = F_{s} \times [\frac{d_{2}}{2} \times tan (∁ ?^{°} + ?)] ∁ F_{H} \times ?_{s} = 20 b i s 30 N m$
Flächenpressung Gewinde $p_{G} = \frac{F_{S} \times P}{L \times d_{2} \times ? \times H_{l} \times ?_{L}} = 25 ∁ 40 N / m m^{2}$
Flächenpressung Kegel $p = \frac{2 \times M_{t} \times cos (\frac{?}{2})}{? \times ? \times d m^{2} \times l_{k}} = 20 ∁ 32 N / m m^{2}$

Wichtig dabei ist, zu beachten, dass die Vorspannkraft von 9,0 KN und das Anzugdrehmoment von 10,2 Nm von einer M6 Schraube 8.8 für die Berechnungen übernommen wurde. Grund dafür ist die Schlüsselweite des Absaugbohrers, deswegen ist es möglich mit einem Gabelschlüssel (11 mm) die Verschraubung zu lösen.
Das Lösemoment beträgt überraschend nicht mehr als das Doppelte des Anzugsmoments.
Erfindungsgemäß günstig ist es, wenn der Bohrkörper eine geringere Härte als der Bohrkörperaufnahmeadapter aufweist. Der Verschleiß findet dann primär dort statt, was der Standzeit des Bohrkörperaufnahmeadapters zu Gute kommt. Beispielsweise kann der Bohrkörper in einem Härtebereich von 45 +/- 5 HRC und der Bohrkörperaufnahmeadapter in einem Härtebereich von 55 +/- 5 HRC realisiert sein.
Der Bohrkörper an sich kann preisgünstig aus einem gezogenen Rohr hergestellt sein. Für die Bereitstellung der unterschiedlichen Durchmesser bei einem Set aus Bohrkörpern wird kurzerhand der Schaft des Bohrkörpers spanabhebend bearbeitet, zumindest, wenn er dünner sein soll als der Außendurchmesser des Einsteckendes.
Alternativ kann auch ein glattes Rohr mit geringem Au ßendurchmesser verwendet werden; das Einsteckende wird dann als Hülse dort aufgepresst.
Es versteht sich, dass die Wandstärke des Rohres an die Erfordernisse angepasst wird. Eine zu dicke Wandstärke führt zu einem zu geringen Saugkanal und eine zu dünne Wandstärke zu einer Reduktion der Schlagenergie. Jedoch ist die Übertragung gerade axialer Stoßwellen bei einem Rohr bei weitem besser als bei einem gewendelten Bohrer, da ein Rohr axial betrachtet typischerweise keine Steifigkeitssprünge aufweist. Damit wird im Grunde die optimale Schlagenergie an das Hartmetallelement an der Spitze des Rohres übertragen.
Rohre können auch mit einer hohen Oberflächengüte hergestellt werden, ohne das hierdurch nennenswert größere Kosten entstehen. Dies bedingt eine entsprechend ganz geringe axiale Reibung am Bohrloch, was der Dauerfestigkeit zu Gute kommt, denn dort entsteht dementsprechend auch keine Erwärmung.
Ferner lassen sich Rohre ohne Weiteres beliebig ablängen, so dass Bohrer unterschiedlicher Längen in dem Set von Bohrkörpern realisierbar sind, was der Ergonomie zu Gute kommt.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Bohrkörperaufnahmeadapter mit einem Innengewinde und der Bohrkörper mit einem Außengewinde realisiert ist. Diese Lösung ermöglicht eine verschmutzungsfreie Realisierung der Gewinde. Der Bohrkörper mit dem Hartmetallelement kann als Verschleißteil bei Bedarf ohne Weiteres gewechselt werden und ist deutlich preisgünstiger zu realisieren als bekanne Saugbohrer.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Gesteinsbohranordnung in perspektivischer Anordnung;
2 die erfindungsgemäße Gesteinsbohranordnung aus 1 im Schnitt; und
3 ein Detail des Einsteckendes eines erfindungsgemäßen Bohrkörpers.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Gesteinsbohranordnung 10 leicht schematisiert dargestellt. Es ist ein Bohrkörperaufnahmeadapter 12 vorgesehen, der eine Aufnahme für ein erfindungsgemäßen Bohrkörper 14 bietet. Der Bohrkörperaufnahmeadapter hat an seinem Einsteckende 16 eine SDS-plus-Aufnahme 18, die dafür bestimmt ist, in einen Hammerbohrer oder einen Schlagbohrer eingesetzt zu werden.
Der Bohrkörperaufnahmeadapter 12 durchtritt einen Saugadapter 20, der in an sich bekannter Weise dergestalt auf ihm gelagert ist, dass ein freies Drehen des Bohrkörperaufnahmeadapters 12 in dem Saugadapter 20 möglich ist.
Der Saugadapter 20 weist einen Absauganschluss 24 auf, der dafür bestimmt ist, einen Steckanschluss eines Staubsaugerschlauchs aufzunehmen. In an sich bekannter Weise ist der Absauganschluss 24 leicht konisch mit einem Innendurchmesser zwischen 32 mm und 36 mm.
Der Bohrkörperaufnahmeadapter 12 ist mit zwei Schraubflächen versehen, von denen eine Schraubfläche 26 aus 1 ersichtlich ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schraubflächen 26 für Gabelschlüssel der Schlüsselweite 13 bestimmt. An der Stelle der Aufnahme des Bohrkörpers 14 ist insofern der Außendurchmesser des Bohrkörperaufnahmeadapters 12 etwas größer als der Durchmesser der SDS-plus-Aufnahme, beispielsweise 16 mm gegenüber 10 mm.
Eine entsprechende Schraubfläche 28 ist an dem Schraubkörper eng benachbart der Schraubfläche 26 vorgesehen. Die Schraubfläche 28 ist für den Ansatz von Schraubschlüsseln mit der Schlüsselweite 10 vorgesehen, wobei der Außendurchmesser des Einsteckendes 30 des Bohrkörpers 14 12 mm beträgt.
Der Bohrkörper 14 besteht abgesehen von dem speziell ausgeformten Einsteckende 30 - hierzu weiter unten - aus einem Schaft 32 und einem Hartmetallelement 34. Er ist insgesamt rohrförmig, wobei das so gebildete Rohr an dem vorderen Ende durch das kreuzförmige Hartmetallelement 34 abgedeckt ist. Seitlich des Hartmetallelements sind zwei einander gegenüberliegende Ansaugdüsen 36 vorgesehen, wobei eine dieser besser aus 2 ersichtlich ist.
Der Saugadapter 20 ist über einen an sich bekannten Kugellagerring 40 auf dem Bohrkörperaufnahmeadapter 12 geführt. Dies erlaubt es, die Führung der Ausrichtung der erfindungsgemäßen Gesteinsbohranordnung 10 auch über den Saugadapter 20 zu übernehmen. Hierzu weist dieser eine profilierte Oberfläche 42 als Greifhandhabe auf.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Gesteinsbohranordnung 10 sind aus 2 ersichtlich. Dort wie auch in der übrigen Figur weisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile hin. Erfindungsgemäß weist das Einsteckende 30 einen Außenkonus 44 auf, der in einem Innenkonus 46 des Bohrkörperaufnahmeadapters 12 eingesteckt passt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Konuswinkel, bezogen auf eine Bohrerachse 50, 8 °.
Rückwärtig an die aus dem Außenkonus 44 und dem Innenkonus 46 gebildete Konusverbindung 48 anschließend ist eine Gewindeverbindung 52 vorgesehen, die aus einem Innengewinde 54 am Bohrkörperaufnahmeadapter 12 und einem Außengewinde 56 an dem Bohrkörper besteht.
Die Gewinde 54 und 56 sind im Einsatz fest miteinander verschraubt, so dass ein entsprechender axialer Zug auf die Konusverbindung 48 ausgeübt wird. Dieser verhindert auch Mikrobewegungen im Bereich der Konusverbindung 48, so dass der Innenkonus 46 sich nicht in den Außenkonus 44 hineinarbeiten kann, sondern dort statisch verbleibt.
In dem Bohrkörper 14 ist ein Saugkanal 60 ausgebildet. Hierzu ist der Bohrkörper 14 als Rohr realisiert, wobei das Einsteckende 30 einen größeren Außendurchmesser als der Schaft 32 aufweist. Der Durchmesser des Saugkanals 60 im Bohrkörper 14 ist jedoch konstant. Der Durchmesser der beiden Ansaugdüsen 36 beträgt etwa 70 % des Durchmessers des Saugkanal 60 im Bohrkörper 14.
Der Saugkanal 60 setzt sich an das rückwärtige Ende des Einsteckendes 30 anschließend im Saugadapter 20 fort. Dort ist der Durchmesser des Saugkanals 60 stets jedenfalls größer als der Durchmesser des Saugkanals 60 im Bohrkörper 14. Es erfolgt eine Umlenkung des Saugstroms um 90° zur radialen Abfuhr des Bohrmehls und der eingesaugten Luft über den Absauganschluss 24.
Ein Übergangsbereich 70 zwischen der Konusverbindung 48 und der Gewindeverbindung 52 ist in besonderer Weise gestaltet. Dies ist besser aus 3 ersichtlich.
3 zeigt einen Teil des Einsteckendes 30 des Bohrkörpers 14. An den Außenkonus 44 nach rückwärts schließt sich der Übergangsbereich 70 zur Gewindeverbindung, also zum Außengewinde 56 an. Der Übergangsbereich 70 ist gleichsam nach der Art einer Hohlkehle gestaltet. Dies ist besonders günstig für die Beseitigung von Kerbwirkungen. Zudem ist an dieser Stelle der Bohrkörper 14 vergleichsweise nachgiebig. Der Übergangsbereich dient als elastisches Vorspannelement für die axiale Kraft, die zwischen der Gewindeverbindung 52 und dem Außenkonus 44 aufgebaut wird, welche ihrerseits je steifer sind als der Übergangsbereich 70.
Die Länge des Übergangsbereichs 70 kann in weiten Bereichen an die Erfordernisse angepasst werden, je nach der Höhe der erwünschten Vorspannung.

Claims

Gesteinsbohranordnung, mit einem Bohrkörper mit einem Bohrkörperaufnahmeadapter für den Anschluss an eine Bohrmaschine, wobei der Bohrkörper einen Schaft mit einem Außenkonus und einem sich axial hieran anschließenden Außengewinde und der Bohrkörperaufnahmeadapter hierzu passend einen Innenkonus und ein Innengewinde aufweist, wobei der Bohrkörper in dem Bohrkörperaufnahmeadapter lösbar und drehfest gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrkörper an seinem vorderen Ende ein Hartmetallelement für die Übertragung von Schlagenergie aufweist, dass der Schaft als Rohr ausgebildet ist, das mindestens eine Absaugöffnung hat, das axial ausgerichtet ist und in den Bohrkörperaufnahmeadapter mündet, und dass die Koni durch Festschrauben der Gewindeverbindung derart axial gegeneinander verspannt sind, dass ein Lösen der Konusflächen voneinander bei der Rückholbewegung des schlagenden Rohres sicher verhindert ist.
Gesteinsbohranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrkörper eine geringere Härte als der Bohrkörperaufnahmeadapter aufweist, insbesondere um 10% bis 30%, und dass der Bohrkörper insbesondere als gezogenes Rohr ausgebildet ist.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Saugkanal ausgebildet ist, der durch den Bohrkörper verläuft und am Übergang zwischen Bohrkörper und Bohrkörperaufnahmeadapter eine Aufweitung aufweist, und dass die Umlenkung des Strömungskanals nach radial auswärts im bei Bohrkörperdurchmessern unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts, insbesondere 12 mm, aufgeweiteten Bereich des Strömungskanals erfolgt.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Set aus Bohrkörpern mit an ihrem Schaft und an Ihrem Bohrkopf unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen ist, welche Bohrkörper an Ihrem Einsteckende zueinander gleich sind, und dass der Innendurchmesser des Rohres der Bohrkörper bei großem Durchmesser größer und bei kleinem Durchmesser kleiner ist.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schaft jedes Bohrkörpers außen zwei einander gegenüberliegende Schraubflächen ausgebildet sind, und insbesondere an dem Bohrkörperaufnahmeadapter hiervon beabstandet ebenfalls zwei einander gegenüberliegende Schraubflächen.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Set aus Bohrkörpern, die für das Einstecken in den Bohrkörperaufnahmeadapter mit ihrem Einsteckende bestimmt sind, der Durchmesser des Einsteckendes des betreffenden Bohrkörpers für jeden Bohrkörper gleich ist und zum Innendurchmesser des Bohrkörperaufnahmeadapters passt und dass der Schaft der Bohrkörper mindestens eines Subsets aus dem Set von Bohrkörpern einen demgegenüber geringeren Außendurchmesser aufweist und der Übergang zwischen Einsteckende und Schaft als Abrundung, Ausrundung oder Konus ausgebildet ist, wobei insbesondere an der Wurzel des Übergangs eine Konkavität realisiert ist.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeverbindung als Rundgewinde nach DIN 405, DIN 20400 und/oder DIN 7273 T1 ausgebildet ist, oder als metrisches ISO-Gewinde nach DIN 14 T2 mit gegebenenfalls vergrößertem Nutenradius oder als Sägengewinde nach DIN 513 T2, ebenfalls mit gegebenenfalls vergrößerten Nutenradius, ausgebildet ist.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennkzeichnet, dass die Gewindeverbindungen axial länger ausgebildet ist als die axiale Länge der Konusflächen, insbesondere zwischen 100 % und 250 % dieser.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den rohrförmigen Schaft ein Saugkanal hindurch verläuft, der sich ebenfalls durch das Einsteckende hindurch erstreckt und dort an der Absaugöffnung endet.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Saugkanal durch den Bohrkörper hindurch verläuft und an der Bohrerspitze an Ansaugdüsen beginnt deren Strömungsquerschnitte geringer als der Strömungsquerschnitt im Saugkanal im Übrigen ist, und dass der Saugkanal jenseits der Absaugöffnung im Bohrkörperaufnahmeadapter fortgesetzt ist und der Saugkanal sich an der Absaugöffnung in den Bohrkörperaufnahmeadapter hinein sich insbesondere bei Bohrkörperdurchmessern unterhalb von 12 mm sprunghaft erweitert.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Saugkanal durch den Bohrkörper und den Bohrkörperaufnahmeadapter hindurch erstreckt und der Saugkanal im Bohrkörperaufnahmeadapter einen größeren Strömungsquerschnitt als der Saugkanal im Bohrkörper hat.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeverbindung aus einem Außengewinde an dem Bohrkörper und einem Innengewinde an dem Bohrköperaufnahmeadapter aufweist, wobei die axiale Länge des Innengewindes größer als diejenige des Außengewindes ist.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Einsteckende des Bohrkörpers ein Außenkonus sich zum Außengewinde hin verjüngt und zwischen dem Außengewinde und dem Außenkonus ein Übergangsbereich ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser kleiner gleich den Kerndurchmesser des Außengewindes ist und welcher aufgrund der Materialschwächung als Elastizitätsreserve ausgebildet ist.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrkörperaufnahmeadapter an seinem rückwärtigen Ende insbesondere eine SDS-plus- oder SDS-max-Anschluss aufweist, oder aber als 3kant, Sechskant , Impactdriver oder Rundschaft ausgeführt ist.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde der Gewindeverbindung ein Außendurchmesser zwischen 7 mm und 20 mm, bevorzugt 8 mm und 10 mm, aufweist.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeverbindung mit einem Anzugsmoment zwischen 0,5 Nm und 10 Nm, also handfest, insbesondere zwischen 2 Nm und 6 Nm, angezogen ist und insbesondere die Gewindeverbindung auf die Koni eine axiale Kraft von < 12,0 KN ausübt und ein Losdrehmoment von weniger als 40 Nm benötigt.
Gesteinsbohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koni einen Konuswinkel zwischen 1,2° und 30°, bezogen auf eine Bohrerachse, aufweisen, insbesondere zwischen 3° und 20° und besonders bevorzugt zwischen 7° und 15°.