DE102021204594A1

DE102021204594A1 - Bohrwerkzeug

Info

Publication number: DE102021204594A1
Application number: DE102021204594.4A
Authority: DE
Inventors: Rainer Widmann; Alexander Volz; Stefan Sonntag; Andreas Schurig; Tamara Gaschler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-11-10
Also published as: EP4334066A1; CN117279728A; WO2022233678A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, insbesondere einen Gesteinsbohrer, das sich entlang einer Längsachse erstreckt, umfassend einen Bohrkopf, ein Einsteckende, einen Grundkörper, ein Abdeckelement und einen Transportbereich, der zwischen dem Bohrkopf und dem Einsteckende angeordnet ist, und zumindest einen Transportkanal, der sich entlang des Transportbereichs erstreckt, wobei der Transportkanal radial zwischen dem Abdeckelement und dem Grundkörper angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass das Abdeckelement zumindest einen innenliegenden Bereich, der innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist, und zumindest einen außenliegenden Bereich, der außerhalb des Grundkörpers angeordnet ist, aufweist.

Description

Beschreibung
Stand der Technik
In der DE 3237721 A1 ist ein Gesteinsbohrer zur Bohrkleinabsaugung beschrieben, wobei der Gesteinsbohrer einen Bohrerschaft mit einer längslaufenden Zentralbohrung aufweist. Um Kanäle für die Zuluft und Abluft zu schaffen, weist der Bohrerschaft eine Ummantelung auf, sodass zwischen Bohrerschaft und Ummantelung ein Frei- bzw. Hohlraum entsteht, durch den der Bohrstaub abgesaugt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, insbesondere einen Gesteinsbohrer, das sich entlang einer Längsachse erstreckt, umfassend einen Bohrkopf, ein Einsteckende, einen Grundkörper, ein Abdeckelement und einen Transportbereich, der zwischen dem Bohrkopf und dem Einsteckende angeordnet ist, und zumindest einen Transportkanal, der sich entlang des Transportbereichs erstreckt, wobei der Transportkanal radial zwischen dem Abdeckelement und dem Grundkörper angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass das Abdeckelement zumindest einen außenliegenden Bereich, der außerhalb des Grundkörpers angeordnet ist, aufweist. Zusätzlich ist denkbar, dass das Abdeckelement zumindest einen innenliegenden Bereich, der innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist, aufweist. Vorteilhaft kann dadurch die Form des Bohrlochs neben dem Bohrkopf über das Abdeckelement angepasst werden, womit eine runde Bohrlochform realisierbar ist.
Das Bohrwerkzeug ist insbesondere als ein Gesteinsbohrer ausgebildet, der für einen Bohrhammer vorgesehen ist. An seinem dem Bohrkopf abgewandten Ende weist das Bohrwerkzeug das Einsteckende auf, das zur Kopplung mit einer Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise einem Bohrhammer, ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Bohrwerkzeug im Bereich des Einsteckendes derart ausgebildet, dass das Bohrwerkzeug mit einer Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine koppelbar ist. Beispielhaft kann das Bohrwerkzeug im Bereich des Einsteckendes als spezielle Nuten ausgebildete Formschlusselemente aufweisen, die eine SDS-plus-Schnittstelle oder eine SDS-max-Schnittstelle bilden. Zur Bearbeitung eines Werkstücks wird das Bohrwerkzeug mittels des Bohrhammers in einen rotierenden sowie linear oszillierenden bzw. schlagenden Zustand versetzt.
Das Bohrwerkzeug dringt während der Bearbeitung in Vorschubrichtung des Bohrwerkzeugs in das Werkstück ein. Die Vorschubrichtung des Bohrwerkzeugs verläuft koaxial zu der Längsachse des Bohrwerkzeugs und ausgehend von dem Einsteckende in Richtung des Bohrkopfs. Die Längsachse des Bohrwerkzeugs entspricht insbesondere einer Arbeits- oder Rotationsachse des Bohrwerkzeugs.
Unter einem Bohrkopf soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich des Bohrwerkzeugs verstanden werden, der zumindest einen Schneidkörper aufweist. Der Schneidkörper weist zumindest ein Schneidelement auf, das als ein Hauptschneidelement oder als ein Nebenschneidelement ausgebildet sein kann. Die Schneidelemente sind insbesondere aus einem Hartmetall ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Schneidelemente eine höhere Härte auf, als der Grundkörper. Jedes Schneidelement weist zumindest eine Schneidkante auf. Die Schneidkante entspricht der Schnittgeraden einer Spanfläche und einer Freifläche des Schneidelements. Vorzugsweise weist jedes Schneidelement eine einzelne Schneidkante auf. Alternativ kann das Schneidelement auch mehrere Schneidkanten aufweisen, die insbesondere ineinander übergehen. Insbesondere wird der Bereich des Bohrkopfs von dem zumindest einen Schneidkörper aufgespannt. Vorzugsweise weist der Schneidkörper zumindest zwei Schneidelemente, bevorzugt zumindest vier Schneidelemente, auf. Die Verbindung des Schneidkörpers mit dem Bohrwerkzeug erfolgt insbesondere über eine stoffschlüssige Verbindung. Vorzugsweise ist der Bohrkopf als ein Vollhartmetallkopf ausgebildet ist, wobei ein einzelner Schneidkörper mit zumindest einem Schneidelement über eine stumpfe Fläche mit dem Grundkörper bevorzugt über eine Schweißverbindung verbunden ist. Alternativ ist auch denkbar, dass das Bohrwerkzeug Einschnitte aufweist, in die der Schneidkörper eingesetzt ist und insbesondere über eine Lötverbindung verbunden ist. Die Schweißverbindung unterscheidet sich in diesem Kontext von der Lötverbindung insbesondere dadurch, dass bei der Schweißverbindung ein teilweises Aufschmelzen der zu verbindenden Bauteile erfolgt.
Der Transportkanal ist insbesondere dazu ausgebildet, ein Fluid, vorzugsweise einen Luftstrom, innerhalb des Bohrwerkzeugs zu transportieren. Der Transportkanal ist bevorzugt zur Absaugung von Bohrklein innerhalb eines Bohrlochs während eines Bohrvorgangs vorgesehen. Das Bohrklein wird vorzugsweise entgegen der Vorschubrichtung des Bohrwerkzeugs transportiert. Der Transportkanal weist eine Ansaugöffnung und eine Absaugöffnung auf, deren Abstand der Länge des Transportkanals entspricht. Der Transportkanal kann exzentrisch oder konzentrisch ausgebildet sein. Unter einem exzentrischen bzw. konzentrischen Transportkanal soll insbesondere ein Transportkanal verstanden werden, der zu zumindest 70 % seiner Länge, vorzugsweise zu zumindest 90 % seiner Länge, bevorzugt im Wesentlichen vollständig entlang seiner Länge, exzentrisch bzw. konzentrisch zu der Längsachse des Bohrwerkzeugs verläuft. Über die Ansaugöffnung kann das Bohrklein in den Transportkanal eintreten. Vorzugsweise umfasst der Bohrkopf zumindest eine Ansaugöffnung. Die Ansaugöffnung und die Absaugöffnung können im Wesentlichen parallel zueinander, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sein.
Zudem weist das Bohrwerkzeug einen Anschlussbereich auf, der zur Verbindung des Bohrwerkzeugs mit einem Absaugadapter ausgebildet ist. Der Absaugadapter ist zur insbesondere lösbaren Verbindung des Bohrwerkzeugs mit einer Absaugvorrichtung vorgesehen.
Der Anschlussbereich weist insbesondere zumindest ein Verbindungselement auf, das dazu ausgebildet ist, das Bohrwerkzeug mit einem Absaugadapter zu verbinden. Vorzugsweise ist der Absaugadapter im verbundenen Zustand teilweise beweglich zu dem Bohrwerkzeug, insbesondere beweglich zu dem Grundkörper des Bohrwerkzeugs, ausgebildet. Insbesondere ist der Absaugadapter derart axial unbeweglich und drehbar verbunden, dass der Absaugadapter axial auf dem Bohrwerkzeug im Wesentlichen fixiert ist und das Bohrwerkzeug innerhalb des Absaugadapters rotieren kann. Insbesondere ist der Absaugadapter am Bohrwerkzeug mit Spiel fixiert. Die Absaugöffnung kann im Anschlussbereich angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Transportkanal teilweise im Anschlussbereich angeordnet.
Der Grundkörper ist vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Bohrkopf, insbesondere mit dem Schneidkörper, verbunden. Vorzugsweise schneidet der Grundkörper die Längsachse des Bohrwerkzeugs im Transportbereich nicht. Der Grundkörper liegt insbesondere zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, axial an dem Bohrkopf bzw. an dem Schneidkörper an. Der Grundkörper ist insbesondere zur Übertragung eines Schlagimpulses von der Handwerkzeugmaschine auf den Bohrkopf ausgebildet. Der Grundkörper besteht aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Stahl. Der Grundkörper ist insbesondere drehfest mit dem Einsteckende gekoppelt. Der Grundkörper kann einstückig mit dem Einsteckenden ausgebildet sein.
Das Abdeckelement ist insbesondere dazu ausgebildet, den Transportkanal auf einer oder mehreren Seiten radial entlang seiner Erstreckung zu begrenzen. Das Abdeckelement kann beispielsweise balkenförmig ausgebildet sein. Das Abdeckelement kann aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem kunststoffhaltigen Werkstoff bestehen. Ist das Abdeckelement aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet, kann das Abdeckelement insbesondere aus Edelstahl, vorzugsweise aus C5CRNi18-10, bestehen. Vorteilhaft kann dadurch eine gute Beständigkeit des Abdeckelements gegenüber Abrasion und Korrosion realisiert werden. Ist das Abdeckelement aus einem kunststoffhaltigen Werkstoff ausgebildet, kann das Abdeckelement aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff bestehen, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan, Polyethylenterephtalat, Polyamid, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polyetheretherketon, Polytetrafluorethylen, etc. Vorteilhaft weisen Abdeckelemente aus Kunststoff eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit insbesondere gegen Salze auf. Das Abdeckelement kann aus dem gleichen Werkstoff ausgebildet sein wie der Grundkörper.
Der innenliegende Bereich des Abdeckelements liegt innerhalb einer Hüllkurve des Grundkörpers und der außenliegende Bereich des Abdeckelements liegt außerhalb der Hüllkurve des Grundkörpers. Die Hüllkurve des Grundkörpers kann entlang des Transportkanals konstant oder variabel ausgebildet sein. Die Hüllkurve ist kreisförmig ausgebildet, wobei ein Radius der Hüllkurve am jeweiligen Ort einem maximalen Radius des Grundkörpers entspricht. Das Abdeckelement kann stoffschlüssig oder kraft- und/oder formschlüssig mit dem Grundkörper verbunden sein. Die Verbindung zwischen dem Abdeckelement und dem Grundkörper erfolgt vorzugsweise im innenliegenden Bereich des Abdeckelements.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der außenliegende Bereich des Abdeckelements als eine Schneide zur Erzeugung eines Bohrlochs ausgebildet ist. Vorteilhaft kann durch die zusätzliche abtragende Wirkung des Abdeckelements die Form des Bohrlochs optimiert werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Abstand der Schneide des Abdeckelements von der Längsachse des Bohrwerkzeugs zumindest 45%, insbesondere etwa 50%, eines Durchmessers des Bohrkopfs entspricht. Alternativ ist denkbar, dass der Abstand der Schneide des Abdeckelements von der Längsachse des Bohrwerkzeugs zumindest 46,5 %, insbesondere zumindest 48%, bevorzugt im Wesentlichen dem Radius des Bohrkopfs, entspricht. Vorteilhaft kann dadurch die Form des Bohrlochs weiter angepasst werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Schneide spitz oder stumpf ausgebildet ist. Unter einer spitzen Schneide soll dabei verstanden werden, dass die Schneide einen Winkel unter 90° einschließt. Unter einer stumpfen Schneide soll dabei verstanden werden, dass die Schneide einen Winkel von über 90° einschließt. Die Schneide kann entlang der Erstreckung des Abdeckelements konstant oder variabel ausgebildet sein. Demnach ist auch denkbar, dass die Schneide bereichsweise spitz und bereichsweise stumpf ausgebildet sein kann. Vorteilhaft kann dadurch die Form des Bohrlochs und die Lebensdauer der Schneide angepasst werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Abdeckelement eine einzige Schneide aufweist. Alternativ ist ebenso denkbar, dass das Abdeckelement zumindest zwei Schneiden aufweist. Vorteilhaft kann dadurch die Form des Bohrlochs optimal angepasst werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass benachbart zu der Schneide kein innenliegender Bereich, nur ein innenliegender Bereich oder zwei innenliegende Bereiche angeordnet sind.
Zudem wird vorgeschlagen, dass ein Verhältnis zwischen dem zumindest einen außenliegenden Bereich und dem zumindest einen innenliegenden Bereich im Querschnitt betrachtet in einem Bereich zwischen 10 und 1/10, vorzugsweise zwischen 5 und 1/2, liegt. Vorteilhat kann dadurch eine hohe Lebensdauer der Schneide des Abdeckelements realisiert werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass ein Mittelpunktswinkel (µ) mit der Längsachse des Bohrwerkzeugs als Mittelpunkt (M) und mit den Übergangsbereichen der Schneide als Endpunkte kleiner ist als 20°, vorzugsweise kleiner ist als 10°, bevorzugt kleiner ist als 5°. Die Übergangsbereiche der Schneide entsprechen dabei den Bereichen, in welchen der außenliegende Bereich in den innenliegenden Bereich übergeht.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schneide gekrümmt ausgebildet ist. Insbesondere weist das Abdeckelement einen kleineren Radius auf, als der Grundkörper. Unter gekrümmt soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass das Abdeckelement einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, der einen im Wesentlichen konstanten Radius aufweist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper einen einzigen Transportkanal aufweist. Vorzugsweise weist der Transportkanal im Querschnitt betrachtet eine maximale Höhe, die sich entlang eines Durchmessers des Grundkörpers erstreckt, und eine maximale Breite, die sich senkrecht zu der Höhe erstreckt, auf, wobei die maximale Höhe größer als die maximale Breite ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die maximale Höhe des Transportkanals zumindest 40 %, vorzugsweise zumindest 50 %, des Durchmessers des Grundkörpers entspricht. Vorteilhaft kann dadurch eine hohe Absaugleistung realisiert werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Abdeckelement im Querschnitt betrachtet eine Breite aufweist, die größer ist als eine Breite des Transportkanals. Vorteilhaft kann dadurch eine sichere Verbindung des Abdeckelements mit dem Grundkörper realisiert werden.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Bezugszeichen von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung, die sich im Wesentlichen entsprechen, werden mit derselben Zahl und mit einem die Ausführungsform kennzeichnenden Buchstaben versehen.
Es zeigen:

1a eine Seitenansicht eines System bestehend aus einer Handwerkzeugmaschine mit einem Bohrwerkzeug, das über einen Absaugadapter mit einer Absaugvorrichtung verbunden ist;
1b eine perspektivische Ansicht des Bohrwerkzeugs gemäß 1a;
1c ein Längsschnitt des Bohrwerkzeugs gemäß 1a;
1d eine Draufsicht auf das Bohrwerkzeug gemäß 1a ohne Absaugadapter;
2 eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform eines Bohrwerkzeugs;
3 eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Bohrwerkzeugs;
4 eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Bohrwerkzeugs;
5 eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Bohrwerkzeugs;
6 eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Bohrwerkzeugs;
7 eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Bohrwerkzeugs;
8 eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Bohrwerkzeugs.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1a ist eine schematische Ansicht eines Werkzeugsystems 200 gezeigt. Das Werkzeugsystem 200 umfasst ein Bohrwerkzeug 10, eine Handwerkzeugmaschine 300 und eine Absaugvorrichtung 400. Die Handwerkzeugmaschine 300 ist beispielhaft als ein Bohrhammer ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschine 300 weist eine Werkzeugaufnahme 302 auf, die zur Aufnahme eines als Bohrwerkzeug 10 ausgebildeten Einsatzwerkzeugs ausgebildet ist. Die Handwerkzeugmaschine 300 weist eine nicht dargestellte einen Elektromotor umfassende Antriebseinheit und ein ein pneumatisches Schlagwerk umfassendes Getriebe auf. Über die Antriebseinheit und das Getriebe kann das Bohrwerkzeug 10 im gekoppelten Zustand rotatorisch um eine Längsachse 12 des Bohrwerkzeugs 10 und linear oszillierend bzw. schlagend entlang der Längsachse 12 angetrieben werden.
Das Bohrwerkzeug 10 ist als ein Gesteinsbohrer ausgebildet und in 1b in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung gezeigt. Das Bohrwerkzeug 10 ist insbesondere als ein Saugbohrer ausgebildet, über den während des Bohrvorgangs innerhalb des Bohrlochs Staub und Bohrklein absaugbar ist. Zudem ist das Bohrwerkzeug 10 in 1c in einem Längsschnitt gezeigt. Das Bohrwerkzeug 10 ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Bohrloch in einem Werkstück 14, das beispielhaft als ein Gemäuer ausgebildet ist, zu erzeugen. Das Bohrloch wird über eine schlagende Bewegung des Bohrwerkzeugs 10 entlang der Längsachse 12 und eine rotatorische Bewegung des Bohrwerkzeugs 10 um die Längsachse 12 erzeugt. Das Bohrwerkzeug 10 weist ein Einsteckende 16 auf, das zur Kopplung des Bohrwerkzeugs 10 mit der Handwerkzeugmaschine 300 ausgebildet ist. Das Einsteckende 16 des Bohrwerkzeugs 10 weist beispielhaft einen größeren Durchmesser als der Bohrkopf 24 auf.
Das Einsteckende 16 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Die Werkzeugaufnahme 302 der Handwerkzeugmaschine 300 weist nicht dargestellte Spannbacken auf, die im gekoppelten Zustand mit dem Einsteckende 16 des Bohrwerkzeugs 10 verbunden sind. Alternativ ist auch denkbar, dass das Einsteckende 16 Formschlusselemente aufweist, die als längliche Nuten ausgebildet sind und einer standardisierten Schnittstelle, wie beispielsweise SDS-plus oder SDS-max zugeordnet sind. Ausgehend von dem Einsteckende 16 weist das Bohrwerkzeug 10 entlang seiner Längserstreckung einen Anschlussbereich 20 zur Verbindung des Bohrwerkzeugs 10 mit einem Absaugadapter 100, einen Transportbereich 22 und einen Bohrkopf 24 auf. Das vordere Ende des Bohrwerkzeugs 10 wird von dem Bohrkopf 24 und das hintere Ende des Bohrwerkzeugs 10 wird von dem Einsteckende 16 gebildet.
Der Absaugadapter 100 ist über einen Saugschlauch 402 mit der beispielhaft als Industriesauger ausgebildeten Absaugvorrichtung 400 verbunden. Der Absaugadapter 100 ist mehrteilig ausgebildet und weist ein erste Gehäuseelement 102 und ein zweites Gehäuseelement 104 auf, die über eine Gehäuseschnittstelle 106 miteinander verbunden sind. Der Absaugadapter 100 und das Bohrwerkzeug 10 sind relativ zueinander drehbar verbunden.
Der Bohrkopf 24 weist einen einzelnen Schneidkörper 28 in Form eines Hartmetallplättchens auf. Der Schneidkörper 28 ist in einem Einschnitt eines Grundkörpers 32 des Bohrwerkzeugs 10 eingesetzt und mit diesem verlötet. Der Schneidkörper 28 umfasst zwei Schneidelemente 30, insbesondere zwei Hauptschneidelemente. Der Schneidkörper 28 ist einstückig ausgebildet. Der Bohrkopf 24 weist eine als Zentrierspitze ausgebildete Spitze 26 auf, die derart stirnseitig hervorsteht, dass sie als erstes in Kontakt mit dem Werkstück 14 kommt. Das Bohrwerkzeug 10 weist im Transportbereich 22 einen Grundkörper 32 und ein Abdeckelement 34 auf. Radial zwischen dem Grundkörper 32 und dem Abdeckelement 34 ist ein Transportkanal 36 zum Abtransport von Bohrklein aus dem Bohrloch angeordnet. Der Transportkanal 36 erstreckt sich entlang der Längsachse 12 vollständig durch den Transportbereich 22. Der Transportkanal 36 weist eine Ansaugöffnung 38, über die Bohrklein während der Erzeugung des Bohrlochs in den Transportkanal 36 eintritt, und eine Absaugöffnung 40, über die das Bohrklein den Transportkanal 36 verlässt, auf. Die Absaugöffnung 40 ist dabei innerhalb des Absaugadapters 100 angeordnet. Das Bohrwerkzeug 10 weist beispielhaft einen einzelnen Transportkanal 36 auf. Es wäre allerdings ebenso denkbar, dass das Bohrwerkzeug 10 mehrere Transportkanäle aufweist.
Der Grundkörper 32 weist eine außenliegende Nut 42 auf, die sich geradlinig und parallel zu der Längsachse 12 durch den Transportbereich 22 erstreckt. Alternative wäre ebenfalls denkbar, dass die einzelne außenliegende Nut 42 sich spiralförmig um die Längsachse 12 durch den Transportbereich 22 erstreckt. In diesem Fall müsste das Abdeckelement 34 dementsprechend angepasst werden. Die Nut 42 ist an ihrem dem Bohrkopf 24 zugewandten Ende axial offen ausgebildet, an ihrem dem Bohrkopf 24 abgewandten Ende ist die Nut 42 axial geschlossen und radial nach außen sich öffnend ausgebildet. Radial wird die Nut 42 im Transportbereich 22 durch das Abdeckelement 34 derart abgeschlossen, dass der Transportkanal 36 im Transportbereich 22 in Umfangsrichtung geschlossen ist. Das Abdeckelement 34 ist fest mit dem Grundkörper 32 verbunden, beispielhaft über einen Stoffschluss in Form einer Lötverbindung. Das Abdeckelement 34 ist derart geformt, dass eine Querschnittsfläche 43 des Transportkanals 36 im Transportbereich 22 im Wesentlichen konstant ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist das Profil des Transportkanals 36 eine im Wesentlichen gerade Skelettlinie auf. Insbesondere ist die Skelettlinie im Wesentlichen entlang des gesamten Transportkanals 36 vorzugsweise zwischen der Ansaugöffnung 38 und der Absaugöffnung 40, im Wesentlichen geradlinig ausgebildet.
In 1d ist das Bohrwerkzeug 10 in einer Draufsicht gezeigt. Das Abdeckelement 34 ist beispielhaft balkenförmig mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet.
Das Abdeckelement 34 weist einen innenliegenden Bereich 46, der innerhalb des Grundkörpers 32 angeordnet ist, und zwei außenliegende Bereich 48, die außerhalb des Grundkörpers 32 angeordnet sein, auf.
Die Nut 42 des Grundkörpers 32 weist einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, der über Stufen 50 im Bereich des Abdeckelements 34 erweitert ist. Die Stufen 50 bilden dabei eine Auflagefläche 51, auf der das Abdeckelement 34 aufliegt. Die beiden Auflageflächen 51 sind dabei im Wesentlichen gleich groß ausgebildet, sodass das Abdeckelement 34 mittig aufliegt. Der Bereich der Nut 42, der von dem Grundkörper 32 und dem Abdeckelement 34 begrenzt wird, bildet einen Hohlraum und entspricht dem Transportkanal 36.
Der innenliegende Bereich 46 des Abdeckelements 34 ist in der Nut 42 angeordnet. Die außenliegenden Bereiche 48 des Abdeckelements 34 sind außerhalb der Nut 42 angeordnet und bilden jeweils eine Schneide 52. Die Schneiden 52 des Abdeckelements 34 ragen über eine Hüllkurve 54 des Grundkörpers 32 hinaus, die über eine gepunktete Linie angedeutet ist.
Die Schneiden 52 weisen einen Abstand 53 von der Längsachse 12 des Bohrwerkzeugs 10 auf, der im Wesentlichen einem maximalen Durchmesser 29 des Bohrkopfs 24, insbesondere des Schneidkörpers 28, entspricht.
Zudem weisen die Schneiden 52 jeweils einen Mittelpunktswinkel µ mit der Längsachse 12 des Bohrwerkzeugs 10 als Mittelpunkt M und mit den Übergangsbereichen 56 der Schneiden 52 als Endpunkte auf, wobei µ kleiner ist als 20°. Die Übergangsbereiche 56 begrenzen dabei die Schneiden 52 bzw. den außenliegenden Bereich 48 des Abdeckelements 34 seitlich. Die Schneiden 52 weisen beispielhaft einen Winkel von 90° auf. Es wäre alternativ ebenso denkbar, dass die Schneiden 52 spitz oder stumpf ausgebildet sind.
Der Transportkanal 36 weist im Querschnitt betrachtet eine maximale Höhe 58 und eine maximale Breite 60, auf, wobei die maximale Höhe 58 beispielhaft kleiner als die maximale Breite 60 ist.
In 2 ist eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 10 gezeigt. Das Bohrwerkzeug 10a unterscheidet sich dabei insbesondere durch die Ausgestaltung des Abdeckelements 34a.
Das Abdeckelement 34a weist einen dachförmigen Querschnitt mit einem einzelnen außenliegenden Bereich 48a auf, der benachbart zu zwei innenliegenden Bereichen 46a angeordnet ist. Der außenliegende Bereich 48a bildet dabei eine Schneide 52a. Die Schneide 52a ist beispielhaft mittig zwischen den beiden innenliegenden Bereichen 48a angeordnet. Die Schneide 52a ist beispielhaft stumpf ausgebildet und weist einen Winkel von über 90° auf.
Durch die Form des Abdeckelements 34a weist der Transportkanal 36a im Querschnitt betrachtet eine maximale Höhe 58a und eine maximale Breite 60a, auf, wobei die maximale Höhe 60 größer als die maximale Breite 60 ist.
In 3 ist eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 10 gezeigt. Das Bohrwerkzeug 10b unterscheidet sich dabei insbesondere durch die Ausgestaltung des Abdeckelements 34b.
Das Abdeckelement 34b weist einen Querschnitt mit einem einzelnen außenliegenden Bereich 48b und einem einzelnen innenliegenden Bereich 46b auf. Der außenliegende Bereich 48b bildet dabei die Schneide 52b. Die Schneide 52b ist beispielhaft am linken Ende des Abdeckelements 34b angeordnet. Die Schneide 52b ist beispielhaft spitz ausgebildet und weist einen Winkel von unter 90° auf.
In 4 ist eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 10 gezeigt. Das Bohrwerkzeug 10c unterscheidet sich dabei insbesondere durch die Ausgestaltung des Abdeckelements 34c.
Das Abdeckelement 34c weist einen Querschnitt mit einem einzelnen außenliegenden Bereich 48c und einem einzelnen innenliegenden Bereich 46c auf. Im Unterschied zu 3 ist die Schneide 52c nicht am Rand angeordnet. Der außenliegende Bereich 48a bildet die Schneide 52c. Die Schneide 52c ist außermittig angeordnet und stumpf ausgebildet.
In 5 ist eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 10 gezeigt. Das Bohrwerkzeug 10d unterscheidet sich dabei insbesondere durch die Ausgestaltung des Abdeckelements 34d.
Das Abdeckelement 34d weist einen gekrümmten Querschnitt mit einem einzelnen außenliegenden Bereich 48d auf. Das Abdeckelement 34d weist beispielhaft keinen innenliegenden Bereich auf, sodass über die ganze Breite des Abdeckelements 34d dieses als Schneide 52d wirkt.
Das Abdeckelement 34d weist einen kreisförmigen Querschnitt aus, wobei der Krümmungsradius des Abdeckelements 34d kleiner ist, als der Außendurchmesser des Grundkörpers 32d im Bereich des Abdeckelements 34d.
Durch die Form des Abdeckelements 34d weist der Transportkanal 36d im Querschnitt betrachtet eine maximale Höhe 58d und eine maximale Breite 60d auf, wobei die maximale Höhe 60d größer als die maximale Breite 60d ist.
In 6 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 10 gezeigt, wobei der Schneidkörper nicht dargestellt ist. Die den Transportkanal 36e bildende Nut 42e ragt bis zu der Längsachse 12e des Bohrwerkzeugs 10e in den Grundkörper 32e hinein. Somit entspricht die Höhe der Nut 42e im Wesentlichen dem Radius des Grundkörpers 32e.
Das Abdeckelement 34e ist balkenförmig ausgebildet und umfasst zwei außenliegende Bereiche 48e, die über die Hüllkurve 54e hinausragen. Die beiden außenliegenden Bereiche 48e bilden dabei jeweils eine Schneide 52e, die benachbart zueinander angeordnet sind. Zwischen den beiden Schneiden 52e ist beispielhaft kein innenliegender Bereich angeordnet, sodass die Schneiden in einem Bereich, in welchem das Abdeckelement 34e im Wesentlichen auf der Hüllkurve 54e liegt, ineinander übergehen.
7 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 10 gezeigt, wobei der Schneidkörper nicht dargestellt ist.
Das Abdeckelement 34f ist balkenförmig ausgebildet und liegt über zwei Auflageflächen 51f auf dem Grundkörper 32f des Bohrwerkzeugs 10f auf. Die erste Auflagefläche 60f ist dabei kleiner als die zweite Auflagefläche 62f ausgebildet. Somit liegt das Abdeckelement 34f bezogen auf die Nut 42f bzw. den Transportkanal 36f nicht mittig, sondern mit einem Versatz auf.
Dadurch ergeben sich zwei außenliegende Bereiche 48f, die Schneiden 52f bilden, wobei die Schneide 52f über der ersten Auflagefläche 60f kleiner ausgebildet ist, als die Schneide 52f über der zweiten Auflagefläche 60f.
8 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 10 gezeigt, wobei der Schneidkörper nicht dargestellt ist.
Das Abdeckelement 34g des Bohrwerkzeugs 10g weist eine rechteckige Grundform mit zwei abgeschrägten Kanten im Bereich der Schneiden 52g auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3237721 A1 [0001]

Claims

Bohrwerkzeug, insbesondere Gesteinsbohrer, das sich entlang einer Längsachse (12) erstreckt, umfassend einen Bohrkopf (24), ein Einsteckende (16), einen Grundkörper (32), ein Abdeckelement (34) und einen Transportbereich (22), der zwischen dem Bohrkopf (24) und dem Einsteckende (16) angeordnet ist, und zumindest einen Transportkanal (36), der sich entlang des Transportbereichs (22) erstreckt, wobei der Transportkanal (36) radial zwischen dem Abdeckelement (34) und dem Grundkörper (32) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (34) zumindest einen außenliegenden Bereich (48), der außerhalb des Grundkörpers (32) angeordnet ist, aufweist.
Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (34) zumindest einen innenliegenden Bereich (46), der innerhalb des Grundkörpers (32) angeordnet ist, aufweist.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der außenliegende Bereich (48) des Abdeckelements (34) als eine Schneide (52) zur Erzeugung eines Bohrlochs ausgebildet ist.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (53) der Schneide (52) von der Längsachse (12) zumindest 45%, insbesondere etwa 50%, eines Durchmessers (29) des Bohrkopfs (24) entspricht.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (52a, 52b) spitz oder stumpf ausgebildet ist.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (34a) eine einzige Schneide (52a) aufweist.
Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (34) zumindest zwei Schneiden (52) aufweist.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu der Schneide (52, 52a) ein innenliegender Bereich (46) oder zwei innenliegende Bereiche (46a) angeordnet sind.
Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen dem zumindest einen außenliegenden Bereich (46) und dem zumindest einen innenliegenden Bereich im Querschnitt betrachtet in einem Bereich zwischen 10 und 1/10, vorzugsweise 5 und /10, liegt.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelpunktswinkel (µ) mit der Längsachse (12) des Bohrwerkzeugs (10) als Mittelpunkt (M) und mit den Übergangsbereichen (56) der Schneide (52) als Endpunkte kleiner ist als 20°, vorzugsweise kleiner ist als 10°, bevorzugt kleiner ist als 5°.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (52d) gekrümmt ausgebildet ist, wobei das Abdeckelement (34d) einen kleineren Radius aufweist, als der Grundkörper (32d).
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (32) einen einzigen Transportkanal (36) aufweist.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportkanal (36) im Querschnitt betrachtet eine maximale Höhe (58), die sich entlang eines Durchmessers des Grundkörpers (32) erstreckt, und eine maximale Breite (60), die sich senkrecht zu dem Durchmesser des Grundkörpers (32) erstreckt, aufweist, wobei die maximale Höhe (58) größer als die maximale Breite (60) ist.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Höhe (58) des Transportkanals (36) zumindest 40 %, vorzugsweise zumindest 50 %, des Durchmessers des Grundkörpers (32) entspricht.
Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (34) im Querschnitt betrachtet eine Breite aufweist, die größer ist als eine Breite (60) des Transportkanals (36).