DE19545647A1 - Drehschlag-Wendelbohrer - Google Patents
Drehschlag-WendelbohrerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschlag-Wendelbohrer gemäß dem gattungsbildenden
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Drehschlag-Wendelbohrer sind Bohrwerkzeuge, die in Verbindung mit axialschlag
unterstützten Drehbohrgeräten eingesetzt werden. Insbesondere handelt es sich dabei in
der Regel um Gesteins- oder Mauerwerksbohrer, die für die drehschlagende Erstellung
von Bohrungen oder Durchbrüchen in Beton oder Mauerwerk verwendbar sind. Ein
Drehschlag-Wendelbohrer der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der
EP-A-0 322 565 bekannt. Er umfaßt einen Schaft, der wenigstens eine Abfuhrnut in
seinem Mantel aufweist, die vom Schaftende spiralförmig in Richtung des Einsteckendes
des Werkzeuges verläuft. Am Schaftende ist in der Stirnfläche des Schaftes eine Nut
vorgesehen, die sich über einen Durchmesser des Schaftes erstreckt und durchgehend
verläuft. Ein Schneidplättchen mit wenigstens einer Hartmetallschneide ist mit seinem
Fußteil in die Nut eingesetzt und dort fixiert. Beispielsweise ist das Schneidplättchen in
das Schaftende eingelötet.
Das Schneidplättchen ist dachförmig abgeschrägt mit einer zentralen Spitze und zur
Peripherie hin axial zurückgesetzten Bereichen und trägt Hartmetallschneiden, die im
Betrieb Material abtragen. Der Materialabtrag erfolgt dabei durch zwei Mechanismen.
Einerseits wird die erhabene zentrale Spitze des Drehschlag-Wendelbohrers durch den
Axialschlag wie ein Meißel in den Untergrund eingeschlagen. Die drehende Bewegung
des Werkzeuges bedingt ein Absprengen und Abscheren des Materials. Das Bohrklein
wird über die wenigstens eine Hauptfördernut im Schaft aus dem Bohrloch
abtransportiert. Aufgrund der Schneidengeometrie kommt es im Betrieb zu einer
besonders hohen Beanspruchung der zentralen Spitze des Schneidplättchens.
Insbesondere beim Anbohren, wenn die peripheren Bereiche des Schneidplättchens
noch nicht in Eingriff mit dem Untergrund stehen, muß die gesamte Energie der
Axialschläge von der zentralen Spitze aufgenommen werden.
Dadurch werden bei den bekannten Drehschlag-Wendelbohrern die Spitzen oft vorzeitig
abgenutzt. Das Bohrwerkzeug wird stumpf, was sich in ungünstigen Anbohr- und
Zentriereigenschaften äußert; zudem läßt die Bohrleistung bereits oft nach kurzer Zeit
stark nach. Im ungünstigsten Fall kann es durch die übermäßige Beanspruchung der
Spitze des Schneidplättchens insbesondere beim Anbohren zu einem Bruch der
Einfassung des Schneidplättchens im Schaftende oder des vorzugsweise aus Hartmetall
bestehenden Schneidplättchens selbst kommen. Ein weiterer Nachteil der bekannten
Drehschlag-Wendelbohrer besteht darin, daß ein verhältnismäßig großer Aufwand
betrieben werden muß, um das Schneidplättchen exakt in der durchgehenden Nut im
Schaftende zu positionieren. Es muß exakt zentriert sein, sein Überstand beidseits des
Mantels des Schaftes muß exakt gleich sein, um einen gleichmäßigen Rundlauf zu
gewährleisten und ein Klemmen des Bohrwerkzeuges im Bohrloch zu vermeiden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Drehschlag-Wendelbohrer zu
schaffen, der insbesondere auch beim Anbohren weitgehend unempfindlich gegenüber
der starken Beanspruchung durch die axialen Schläge ist. Ein Versagen des
Schneidplättchens soll vermieden werden. Dabei soll das Einsetzen und Zentrieren des
Schneidplättchens in die durchgehende Nut in der Stirnfläche des Bohrerschaftes
erleichtert werden. Das eingesetzte Schneidplättchen soll beidseits der Mündungen der
Nut im Mantel des Schaftes den gleichen Überstand aufweisen, so daß ein
gleichmäßiger Rundlauf des Drehschlag-Wendelbohrers im Betrieb gewährleistet ist. In
seiner Konzeption soll das Bohrgerät dabei derart vorbereitet sein, daß Modifikationen
beispielsweise der Schneidengeometrie zur Verbesserung der Abbaueigenschaften und
der Lebensdauer des Drehschlag-Wendelbohrers einfach durchführbar sind.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch einen Drehschlag-Wendelbohrer, der die im
kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist.
Demnach ist das Fußteil des Schneidplättchens im Bereich seines Durchmessers,
vorzugsweise im zentralen Bereich seiner Längserstreckung, derart verstärkt, daß sein
Querschnitt wenigstens eine im wesentlichen teilkreisförmige Ausbuchtung aufweist. Die
durchgehende Nut im Schaftende besitzt eine korrespondierend zur Verstärkung des
Fußteils des Schneidplättchens ausgebildete Ausnehmung. Auf diese Weise ist das
Fußteil des Schneidplättchens durch Formschluß im Schaftende zentriert. Durch die
Verstärkung im Bereich des Umfangs, vorzugsweise im zentralen Bereich, des Fußteils
des Schneidplättchens wird gerade der durch die Axialschläge besonders stark belastete
Zentrumsbereich des Bohrwerkzeuges verstärkt. Selbst im Falle von Armierungstreffern
ist die Gefahr eines Versagens des Bohrwerkzeuges im Bereich der Einfassung des
Schneidplättchens oder des Schneidplättchens selbst durch die Verstärkung des
Zentrumsbereiches deutlich reduziert. Das verstärkte Schneidplättchen kann
insbesondere während des Anbohrens des Untergrundes die Energie der Axialschläge
besser aufnehmen. Das Bohrwerkzeug wird nicht vorzeitig stumpf und hat eine
vorteilhafte Lebensdauer. Durch die im Querschnitt im wesentlichen teilkreisförmige
Verdickung im Zentrumsbereich des Fußes des Schneidplättchens und durch die
korrespondierend ausgebildete Ausnehmung im Zentrumsbereich der über einen
Durchmesser des Schaftes verlaufenden, durchgehenden Nut ist das Schneidplättchen
formschlüssig zentriert. Auf diese Weise ist auch das Einsetzen des Schneidplättchens in
die durchgehende Nut deutlich erleichtert. Indem der zentrale Bereich des
Schneidplättchens durch Formschluß festgelegt ist, ist auch gewährleistet, daß das
Schneidplättchen zu beiden Seiten der Mündung der Nut im Mantel des Schaftes den
gleichen Überstand aufweist. Dadurch sind auf einfache Weise Bohrwerkzeuge mit
ausgezeichneten Rundlaufeigenschaften fertigbar. Die in ihrer Form zur Verstärkung
korrespondierende Ausnehmung kann in einem einfachen Arbeitsschritt beispielsweise
anschließend an die Erstellung der durchgehenden Nut angebracht werden. Die
formschlüssige Zentrierung des eingesetzten Schneidplättchens erleichtert auch das
nachfolgende Fixieren durch Löten und das anschließende Aushärten.
Es ist von Vorteil, wenn der zentrale Bereich des Fußes des Schneidplättchens zwei
symmetrisch angeordnete, im wesentlichen teilkreisförmige Verdickungen aufweist, die in
korrespondierend ausgebildeten, symmetrisch beidseits der Längserstreckung der
durchgehenden Nut vorgesehenen Ausnehmungen durch Formschluß gehalten sind.
Die symmetrische Anordnung der Ausnehmungen erleichtert die Herstellung der
Ausnehmungen. Aufgrund der symmetrischen Ausbildung seines Fußteils kann das
Schneidplättchen auch in einer um 180° gedrehten Position in die Ausnehmung
eingesetzt werden, was die Fertigung des Drehschlag-Wendelbohrers insgesamt noch
weiter erleichtert.
In einer Variante der Erfindung ist die Verstärkung in axialer Richtung des Schaftes im
wesentlichen zylindrisch ausgebildet. In diesem Fall kann die zentrale Ausnehmung
einfach durch eine zylindrische Bohrung erstellt werden, die vor, gleichzeitig oder
unmittelbar im Anschluß an das Fräsen der Nut in der Stirnfläche des Schaftendes
angebracht wird.
Die Verstärkung kann in axialer Richtung des Schaftes auch im wesentlichen konisch
ausgebildet sein, wobei die Spitze des Konus der Hartmetallschneide gegenüberliegt
und in den Schaft eingebettet ist. Die konische Bohrung im Schaftende kann
beispielsweise ähnlich einer Ansenkung vorgenommen werden, sie kann jedoch auch in
einem Umformprozeß, beispielsweise in einem Prägevorgang, erstellt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung beträgt der maximale
Querschnitt der Verstärkung etwa das 1,2-fache bis etwa das 2-fache, vorzugsweise
etwa das 1,5-fache, der Stärke des vorzugsweise aus Hartmetall bestehenden
Schneidplättchens. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß das Schneidplättchen auch
im Bereich der im Querschnitt kreisförmigen Verstärkung allseitig von einer ausreichend
starken Materialschicht des Schaftes umgeben ist, so daß kein Versagen des
Schaftmaterials im Einfassungsbereich erfolgen kann.
In einer Variante der Erfindung ist das Schneidplättchen segmentiert ausgebildet und
umfaßt eine Zentralschneide und zwei periphere Segmente, die über dünne
Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Die Stärke der Verbindungsstege ist
geringer als die Stärke der Zentralschneide bzw. der Segmente. Die Zentralschneide
erhebt sich über der Verstärkung des Fußteils des Schneidplättchens und überragt die
peripheren Segmente. Dabei sind die peripheren Segmente in einem Abstand von der
Zentralschneide angeordnet, der größer ist als die Länge der Verbindungsstege,
vorzugsweise größer als die Stärke des Schneidplättchens, und kleiner als der halbe
Hüllkreisdurchmesser der Zentralschneide. Diese Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Drehschlag-Wendelbohrers ist insbesondere bei Bohrwerkzeugen
großer Durchmesser von besonderem Vorteil. Durch die Segmentierung des
Schneidplättchens wird die Hartmetallschneide in eine Zentralschneide mit Verstärkung
und in periphere Segmente unterteilt. Die peripheren Segmente können
Schneidfunktionen erfüllen. Dabei stellt es sich heraus, daß es nicht erforderlich ist, den
gesamten Durchmesser der Aufnahmebohrung schneidend zu bearbeiten. Es reicht aus,
wenn eine Bearbeitung und Zerkleinerung des Untergrundes nach Art eines
Durchbruchbohrers in konzentrischen Bereichen erfolgt. Die verbleibenden stehenden
Bereiche besitzen nur eine geringe Stabilität aufgrund der Sprödbrüchigkeit des
Materials und brechen durch die Erschütterungen der Axialschläge. Durch die
Bearbeitung des Untergrundes in konzentrisch verlaufenden Bereichen werden auch die
bei der Erstellung einer Aufnahmebohrung großen Durchmessers auftretenden
Reaktionskräfte reduziert. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Drehschlag-
Wendelbohrer, insbesondere mit großen Durchmessern, können demnach auch mit
Bohrgeräten nur mittlerer oder niederer Leistung mit zufriedenstellenden
Abbauleistungen betrieben werden, da die erforderliche Abbauenergie reduziert ist. Bei
gegebener, zur Verfügung stehender Abbauenergie erhöht die erfindungsgemäße
Ausbildung des Drehschlag-Wendelbohrers die Abbaugeschwindigkeit gegenüber einem
konventionell gemäß dem Stand der Technik ausgebildeten Werkzeug.
Die Unterteilung des vorzugsweise aus Hartmetall bestehenden Schneidplättchens in
von dünnen Stegen verbundene Segmente hat den Vorteil, daß bei der Herstellung des
Drehschlag-Wendelbohrers teures und relativ schwer zu bearbeitendes Hartmetall
eingespart werden kann. Dabei liegt für die Montage aber immer noch ein
zusammenhängendes Schneidplättchen vor, welches einstückig und formschlüssig in die
durchgehende Nut in der Stirnfläche des Schaftendes einsetzbar ist. Ein weiterer Vorteil
der die Zentralschneide und die peripheren Segmente verbindenden dünnen Stege
besteht darin, daß sie bei übergroßer Scherbeanspruchung, insbesondere der
peripheren Segmente, als Sollbruchstellen wirken. Das Schneidplättchen bricht somit
nicht unkontrolliert im Bereich von Schneiden tragenden Segmenten, sondern gezielt nur
an den Verbindungsstegen der Segmente, die nach der Fixierung des Schneidplättchens
in der Nut im Schaftende keine tragende bzw. haltende Funktion mehr erfüllen. Selbst
mit gebrochenen Stegen bleibt der erfindungsgemäß ausgebildete Drehschlag-
Wendelbohrer voll einsatzfähig.
Für die Dimensionierung der Verstärkung bei einem segmentierten Schneidplättchen
erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Längserstreckung der Zentralschneide
wenigstens gleich, vorzugsweise größer ist als der größte Querschnittsdurchmesser
der Verdickung.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist das die
Hartmetallschneide(n) tragende Ende des Schaftes mit Führungselementen
ausgestattet, die im Stirnende oder im Mantel des Schaftes fixiert sind und den Mantel
des Schaftes überragen. Der Überstand der Führungselemente ist dabei gleich bzw.
bevorzugt kleiner als der Überstand des Schneidplättchens. Aufgrund ihres geringeren
Überstands tragen die Führungselemente praktisch kaum zur Zerkleinerung des
Untergrunds bei und werden durch die Axialschläge auch praktisch nicht beansprucht.
Dadurch können sie vollumfänglich hinsichtlich ihrer Aufgabe als Führungselemente
optimiert werden. Zur Verbesserung der Führungs- und Rundlaufeigenschaften des
erfindungsgemäßen Bohrgerätes ist die Umfangskontur der Führungselemente der
Kontur des Schaftmantels weitgehend angepaßt. Beispielsweise ist die axiale
Begrenzungsfläche der Führungselemente eine Zylinderfläche, deren Krümmungsradius
dem Krümmungsradius des Mantels des Schaftes angeglichen.
In einer interessanten Variante des erfindungsgemäß vorbereiteten Drehschlag-
Wendelbohrers sind die mit der Zentralschneide über Verbindungsstege verbundenen
peripheren Segmente gegenüber in die Stirnfläche des Schaftes eingebetteten, den
Schaftmantel überragenden Zusatzschneiden axial und radial zurückgesetzt. Auf diese
Weise dienen sie als Führungselemente, während die Zerspanungsaufgaben der
peripheren Bereiche bis zur Bohrlochwandung von den Zusatzschneiden übernommen
werden. Dabei ist wenigstens einer der Zusatzschneiden eine Hauptabfuhrnut
zugeordnet. Der Vorteil dieser Ausführungsvariante der Erfindung liegt darin, daß die
Hauptbelastung des Schneidplättchens im wesentlichen nur mehr in einer Übertragung
der Axialschläge liegt und es gezielt auf diese Belastung hin optimiert werden kann,
ohne auf die peripheren Bereiche des Schneidplättchens Rücksicht nehmen zu müssen.
Das einstückige Schneidplättchen kann demnach sehr robust ausgebildet werden,
während die Zusatzschneiden unabhängig davon hinsichtlich ihrer zerspanenden
Aufgabe bezüglich ihrer Stärke, der Schneidkanten und -winkel in an sich bekannter
Weise optimierbar sind. Aus Platzgründen für die Abfuhrnuten für das Bohrmehl ist es
dabei von Vorteil, wenn die zusätzlich zum Schneidplättchen am Schaftende
vorgesehenen Führungselemente bzw. Zusatzschneiden jeweils in spitzem Winkel zur
durchgehenden Nut für das Schneidplättchen angeordnet sind. Dabei können die
Zusatzschneiden auf einem Durchmesser liegen, sie können aber auch vollkommen
asymmetrisch angeordnet sein. Dadurch wird der freie Raum zwischen einem
Führungselement bzw. einer Zusatzschneide und dem in Umfangsrichtung vorlaufenden
peripheren Abschnitt des Schneidplättchens vergrößert und kann für eine größere
Dimensionierung der Hauptabfuhrnuten für das Bohrmehl genutzt werden. Im
verbleibenden engeren Bereich zwischen einem Führungselement bzw. einer
Zusatzschneide und dem in Umfangsrichtung nachlaufenden peripheren Abschnitt des
Schneidplättchens kann zusätzlich eine Nebenabfuhrnut für das Bohrmehl angeordnet
sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante des geschilderten
Ausführungsbeispiels der Erfindung besteht das Schneidplättchen aus schlagzähem
Material und sind die Zusatzschneiden aus einem härteren Material gebildet als das
Schneidplättchen. Auf diese Weise sind die verstärkte Zentralschneide und die
Zusatzschneiden exakt nach ihren Belastungen und Aufgaben wählbar und können aus
Hartmetall-Materialien geformt werden, die besonders geeignet für den jeweiligen
Einsatzzweck sind. Auch in dieser Ausführungsvariante der Erfindung bleibt die einfache
Montierbarkeit des Schneidplättchens und der Zusatzschneiden erhalten. Der Schaft
muß nur mit einer durchgehenden Nut versehen werden, die im zentralen Bereich
wenigstens eine teilkreisförmige Ausnehmung besitzt. Die Einschnitte für die
Nebenschneiden können beispielsweise im selben Arbeitsgang erstellt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen in den
Figuren. Es zeigen in unterschiedlichen Maßstäben:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Drehschlag-Wendelbohrers;
Fig. 2 eine Stirnansicht des Drehschlag-Wendelbohrers gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ein segmentiert ausgebildetes Schneidplättchen in Seitenansicht;
Fig. 4 das Schneidplättchen gemäß Fig. 3 aus Sicht seiner Schmalseite; und
Fig. 5 eine Stirnansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen Drehschlag-Wendelbohrers.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Drehschlag-Wendelbohrers umfaßt einen Schaft 1, der mit zwei Hauptabfuhrnuten 4, 5
für Bohrklein ausgestattet ist, die spiralenförmig in seinem Mantel 2 verlaufen. Am
Stirnende 3 des Schaftes 1 ist ein Schneidplättchen 6 angeordnet, das mit
Hartmetallschneiden 7 ausgestattet ist. Das Schneidplättchen ist 6 in einer Nut 9 fixiert,
die sich über den Durchmesser des Schaftes 1 erstreckt. Beispielsweise ist das
Schneidplättchen 6 durch Löten in der Nut 9 befestigt. Gemäß der Erfindung ist der
zentrale Bereich 11 des Fußteils 10 des Schneidplättchens 6 mit einer Verdickung
versehen, die im Querschnitt die Form einer im wesentlichen teilkreisförmigen
Ausbuchtung 12 über die seitliche Längskontur des Schneidplättchens 6 besitzt. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das Schneidplättchen 6 beiseits seiner
Längserstreckung je eine derartige Ausbuchtung 12, die einander symmetrisch
gegenüberliegen. Die durchgehende Nut 9 im Stirnende 3 des Schaftes 1 besitzt
korrespondierend geformte Ausnehmungen 13, die beidseits der Längserstreckung der
Nut 9 im zentralen Bereich des Querschnittes des Schaftes 1 vorgesehen sind. Das in
die Nut 9 eingesetzte Schneidplättchen 6 wird durch Formschluß seiner Ausbuchtungen
12 im zentralen Bereich 11 seines Fußteils 10 in den Ausnehmungen 13 der
durchgehenden Nut 9 gegen radiales Verschieben gehalten. Die axiale Fixierung des
Schneidplättchens 6 erfolgt auf an sich bekannte Art und Weise, beispielsweise durch
Einlöten in die Nut 9. Der maximale Querschnitt des Fußteils 10 im Bereich der
Verstärkung beträgt etwa das 1,2-fache bis etwa das 2-fache, vorzugsweise etwa das
1,5-fache der Stärke des Schneidplättchens 6.
Während in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Verstärkung des zentralen
Bereichs 11 des Fußteils 10 zwei symmetrisch angeordnete Ausbuchtungen 12
umfaßt, versteht es sich, daß die Ausbuchtungen beidseits der Längserstreckung des
Schneidplättchens 6 auch axial gegeneinander versetzt angeordnet sein können. Es
kann auch nur eine einzige, im wesentlichen teilkreisförmige Ausbuchtung 12 an einer
Seite der Längserstreckung des Schneidplättchens 6 vorgesehen sein. Die
durchgehende Nut 9, die im Stirnende 3 des Schaftes 1 vorgesehen ist und sich über
seinen Durchmesser erstreckt, ist jeweils korrespondierend zu der Anordnung der
Ausbuchtungen 12 mit einer oder mehreren Ausnehmungen 13 versehen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Variante eines Schneidplättchens 16 mit erfindungsgemäß
ausgebildeter Verstärkung des zentralen Bereichs 11 seines Fußteils 10. Die
Verstärkung des Fußteils 10, die bei eingesetztem Schneidplättchen 16 in den Schaft 1
eingebettet ist, kann auf unterschiedliche Weise ausgebildet sein. Wie in Fig. 4
angedeutet, kann die Verstärkung in axialer Richtung zylindrisch ausgebildet sein. In
einer alternativen Ausbildungsform, die in Fig. 4 durch strichlierte Linien angedeutet ist,
kann die Verstärkung in axialer Richtung auch im wesentlichen konisch ausgebildet sein.
Dabei kann die Verstärkung in einer der Spitze 14 der Hartmetallschneide gegenüber
liegenden Konusspitze auslaufen, sie kann aber auch die Gestalt eines Kegelstumpfes
aufweisen.
Während bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des
Drehschlag-Wendelbohrers das Schneidplättchen 6 durchgehend ausgebildet ist und
zwei durchgehende, von einer Schneidenspitze 8 axial zurückfallende, dachkantförmig
abgeschrägte Hartmetallschneiden 7 trägt, ist das in Fig. 3 und 4 dargestellte
Schneidplättchen 16 segmentiert ausgebildet. Insbesondere umfaßt das
Schneidplättchen 16 eine Zentralschneide 17 und zwei periphere Segmente 18, die über
dünne Verbindungsstege 19 miteinander verbunden sind. Die Stärke der
Verbindungsstege 19 ist geringer als die Stärke der Zentralschneide 17 bzw. der
peripheren Segmente 18.
Die Zentralschneide 17 ist ähnlich den Hartmetallschneiden 15 an dem durchgehenden
Schneidplättchen 6 gemäß Fig. 1 und 2 ausgebildet. Insbesondere erhebt sich die
Spitze 20 der Zentralschneide 17 gerade über der Verstärkung mit den Ausbuchtungen
12 beidseits der Längserstreckung des Schneidplättchens 16. Von der Spitze 20 weg
erstrecken sich zwei dachkantförmig ausgebildete Hartmetallschneiden 21, die in
Richtung der Verbindungsstege 19 axial zurückgesetzt verlaufen. Die Spitze 20 der
Zentralschneide 17 überragt die beidseits in Richtung des Mantels 2 des Schaftes 1
anschließenden peripheren Segmente 18 axial. Der Abstand a, in dem die peripheren
Segmente 18 von der Zentralschneide 17 angeordnet sind, ist größer als die Länge b
der Verbindungsstege 19. Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn der Abstand a
größer ist als die Stärke des Schneidplättchens 16 im Bereich außerhalb der
Verdickung und kleiner als der halbe Hüllkreisdurchmesser der Zentralschneide 17. Die
Längserstreckung der Zentralschneide 17 ist wenigstens gleich, vorzugsweise größer,
als der größte Querschnittsdurchmesser des Fußteils 10 im Bereich der Verdickung.
Bei dem anhand Fig. 1 bzw. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit
durchgehendem Schneidplättchen 6 sowie auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 5 mit segmentiertem Schneidplättchen 16 sind am Stirnende 3 des Schaftes 1
zusätzlich zu den Hartmetallschneiden 7 bzw. 21 Führungselemente vorgesehen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 sind die Führungselemente als
Stifte 22 ausgebildet, die im Mantel 2 des Schaftes 1 fixiert sind und diesen überragen.
Wie angedeutet, ist der Überstand der Führungsstifte 22 über den Mantel 2 des Schaftes
geringer als der Überstand des Schneidplättchens 6. Der Hüllkreis der Schneidplatte 6 ist
in Fig. 2 durch die strichlierte Linie h angedeutet. Die Kontur der Führungsfläche 23 der
Führungsstifte 22 ist der Kontur des Mantels 2 des Schaftes 1 angeglichen. Während bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Führungsstifte 22 aus dem Mantel 2 des
Schaftes 1 ragen, können sie auch in das Stirnende 3 des Schaftes eingebettet sein und
beispielsweise durch geeignete Neigung der Stifte 22 den Schaft radial wie auch axial
überragen. Auch kann vorgesehen sein, die Führungsstifte 22 derart im Umfangsbereich
des Schaftes 1 einzubetten, daß ein Teil der Außenkontur der Führungsstifte 22 den
Mantel überragt. Anstelle von Führungsstiften 22 mit kreisförmigem Querschnitt können
auch solche mit polygonalem Querschnitt vorgesehen sein. Die Führungselemente
können auch von plättchenförmiger Gestalt sein und die Form von Nebenschneiden
aufweisen.
In Fig. 5 ist eine Variante des erfindungsgemäßen Drehschlag-Wendelbohrers
dargestellt, bei dem ein segmentiertes Schneidplättchen 16 mit Verstärkung in seinem
Fußteil 10 in eine Nut 9 mit symmetrisch angeordneten Ausnehmungen 12 eingesetzt
ist. Bei dem Schneidplättchen 16 handelt es sich beispielsweise um eines gemäß den
Darstellungen in Fig. 3 und 4. Zusätzlich zu dem segmentierten Schneidplättchen 16
sind im Stirnende 3 des Schaftes 1 beispielsweise plättchenförmige Zusatzschneiden 26
eingebettet. Die Zusatzschneiden 26 überragen die peripheren Segmente 18 sowohl
axial als auch radial und definieren den Hüllkreis h. Dadurch nehmen die peripheren
Segmente 18 bloß noch Führungsfunktionen wahr, während die Schneidfunktion an die
Zusatzschneiden 26 übergeht. Da die eigentliche materialabtragende Funktion von den
Zusatzschneiden 26 wahrgenommen wird, sind die Hauptabfuhrnuten 4, 5 derart
angeordnet, daß sie in Drehrichtung R den Zusatzschneiden 26 vorgelagert sind.
Um die Hauptabfuhrnuten 4, 5 für den Bohrkleinabtransport möglichst groß ausbilden zu
können, erweist es sich von Vorteil, wenn die Zusatzschneiden 26 in Richtung der
peripheren Segmente 18 verlagert sind. Auf diese Weise schließen sie mit dem
Schneidplättchen 16 einen spitzen Winkel ein. Die Zusatzschneiden 26 können, wie in
Fig. 5 dargestellt, einander auf einem Durchmesser gegenüberliegen, sie können aber
auch davon abweichend angeordnet sein. Auch kann anstelle eines Paares von
Zusatzschneiden 26 nur eine einzelne Zusatzschneide vorgesehen sein, der eine
Hauptabfuhrnut zugeordnet ist. Die peripheren Segmente 18 erfüllen bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel bloße Führungsfunktion. Um das entstehende
Bohrklein noch besser abtransportieren zu können, kann wie dargestellt, im Bereich
zwischen den Zusatzschneiden 26 und den peripheren Segmenten 18 je eine
Nebenabfuhrnut 24, 25 vorgesehen sein, die entlang der axialen Erstreckung des
Schaftes 1 in die Hauptabfuhrnuten 4, 5 münden. Bei Ausführungsvarianten, in denen
Zusatzschneiden 26 die eigentlichen materialabtragenden Funktionen übernehmen, ist
es von Vorteil, wenn das Schneidplättchen 6 bzw. 16 aus einem schlagzähen Material
besteht. Die Zusatzschneiden 26 sind dafür aus einem härteren und abrasiveren Material
als das Schneidplättchen 6 bzw. 16.
Durch die erfindungsgemäße Verstärkung im zentralen Bereich des Fußteils des
Schneidplättchens wird gerade der durch die Axialschläge besonders stark belastete
Zentrumsbereich des Bohrwerkzeuges verstärkt. Selbst im Falle von Armierungstreffern
ist die Gefahr eines Versagens des Bohrwerkzeuges im Bereich der Einfassung des
Schneidplättchens oder des Schneidplättchens selbst durch die Verstärkung des
Zentrumsbereiches deutlich reduziert. Das verstärkte Schneidplättchen kann
insbesondere während des Anbohrens des Untergrundes die Energie der Axialschläge
besser aufnehmen. Das Bohrwerkzeug wird nicht vorzeitig stumpf und hat eine
vorteilhafte Lebensdauer. Durch die im Querschnitt im wesentlichen teilkreisförmige
Verdickung im Zentrumsbereich des Fußes des Schneidplättchens und durch die
korrespondierend ausgebildete Ausnehmung im Zentrumsbereich der über einen
Durchmesser des Schaftes verlaufenden, durchgehenden Nut ist das Schneidplättchen
formschlüssig zentriert. Auf diese Weise ist auch das Einsetzen des Schneidplättchens in
die durchgehende Nut deutlich erleichtert. Indem der zentrale Bereich des
Schneidplättchens durch Formschluß festgelegt ist, ist auch gewährleistet, daß das
Schneidplättchen zu beiden Seiten der Mündung der Nut im Mantel des Schaftes den
gleichen Überstand aufweist. Dadurch sind auf einfache Weise Bohrwerkzeuge mit
ausgezeichneten Rundlaufeigenschaften fertigbar. Die in ihrer Form zur Verstärkung
korrespondierende Ausnehmung kann in einem einfachen Arbeitsschritt, beispielsweise
anschließend an die Erstellung der durchgehenden Nut, angebracht werden. Die
formschlüssige Zentrierung des eingesetzten Schneidplättchens erleichtert auch das
nachfolgende Fixieren durch Löten und das anschließende Aushärten. Die anhand von
Ausführungsbeispielen beschriebenen Modifikationen stellen vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Drehschlag-Bohrwerkzeuges dar.
Claims (10)
1. Drehschlag-Wendelbohrer mit einem Schaft (1), der wenigstens eine, spiralförmig
in seinem Mantel (2) verlaufende Hauptabfuhrnut (4, 5) für Bohrklein aufweist,
und wenigstens einer Hartmetallschneide (7; 21), die an einem einstückigen
Schneidplättchen (6; 16) ausgebildet ist, dessen Fußteil (10) im wesentlichen in
einer sich über den Durchmesser des Schaftes (1) erstreckenden durchgehenden
Nut (9) in einem Stirnende (3) des Schaftes (1) fixiert ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Fußteil (10) des Schneidplättchens (6) im
Bereich seines Durchmessers, vorzugsweise im zentralen Bereich (11) seiner
Längserstreckung, derart verstärkt ist, daß sein Querschnitt wenigstens eine im
wesentlichen teilkreisförmige Ausbuchtung (12) aufweist, und die durchgehende
Nut (9) im Stirnende (3) des Schaftes (1) eine korrespondierend zur Verstärkung
des Schneidplättchens (6; 16) ausgebildete Ausnehmung (13) besitzt, so daß
das Fußteil (10) des Schneidplättchens (6; 16) durch Formschluß zentriert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung des
zentralen Bereichs (11) des Fußteils (10) symmetrisch zu dessen
Längserstreckung ausgebildet ist und daß beidseits der Nut (9) im Stirnende (3)
des Schaftes (1) je eine im wesentlichen teilkreisförmige, korrespondierende
Ausbuchtung (13) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstärkung in axialer Richtung des Schaftes (1) im wesentlichen zylindrisch
ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstärkung in axialer Richtung des Schaftes (1) im wesentlichen konisch
ausgebildet ist, wobei die Spitze des Konus der Hartmetallschneide (7; 21)
gegenüberliegt und in den Schaft (1) eingebettet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der maximale Querschnitt der Verstärkung etwa das 1,2-
fache bis etwa das 2-fache, vorzugsweise etwa das 1,5-fache, der Stärke des
Schneidplättchens (6; 16) beträgt.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schneidplättchen (16) segmentiert ausgebildet ist und
eine Zentralschneide (17) und zwei periphere Segmente (18) umfaßt, die über
dünne Verbindungsstege (19) miteinander verbunden sind, deren Stärke
geringer ist als die Stärke der Zentralschneide bzw. der Segmente, daß die
Zentralschneide (17) sich über der Verstärkung erhebt und die peripheren
Segmente (18) überragt, und daß die peripheren Segmente (18) in einem
Abstand (a) von der Zentralschneide (17) angeordnet sind, der größer ist als die
Länge (b) der Verbindungsstege (19), vorzugsweise größer als die Stärke des
Schneidplättchens (16), und kleiner als der halbe Hüllkreisdurchmesser der
Zentralschneide (17).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Längserstreckung der Zentralschneide (17) wenigstens gleich, vorzugsweise
größer, ist als der größte Querschnittsdurchmesser der Verdickung.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das die Hartmetallschneide(n) (7; 21) tragende Stirnende
(3) des Schaftes (1) mit Führungselementen (22) ausgestattet ist, die im
Stirnende (3) oder im Mantel (2) des Schaftes (1) fixiert sind und den Mantel (2)
des Schaftes (1) überragen, wobei der Überstand der Führungselemente (22)
gleich bzw. bevorzugt kleiner ist als der Überstand des Schneidplättchens (6; 16)
und die Umfangskontur der Führungsfläche (23) der Führungselemente (22) der
Kontur des Schaftmantels (2) weitgehend entspricht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß die
mit der Zentralschneide (17) über Verbindungsstege (19) verbundenen
peripheren Segmente (18) gegenüber in das Stirnende (3) des Schaftes (1)
eingebetteten, den Schaftmantel (2) überragenden Zusatzschneiden (26) axial
und radial zurückgesetzt sind und als Führungselemente dienen, und daß
wenigstens einer der Zusatzschneiden (26) eine Hauptabfuhrnut zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schneidplättchen (6; 16) aus schlagzähem Material besteht und daß die
Zusatzschneiden (26) aus einem härteren Material bestehen als das
Schneidplättchen (6; 16).
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