DE19707115A1 - Bohr- und/oder Meisselwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein im wesentlichen durch Umformung hergestelltes Bohr- und/oder Meißelwerkzeug mit einem Schaft, an den sich entgegen der Bohrrichtung ein Ein­ steckende und in Bohrrichtung ein Bohrkopf mit einem oder mehreren Hartmetalleinsät­ zen anschließt, wobei der Schaft im Bohrkopf auslaufende wendelförmige Abfuhrnuten aufweist und die Hartmetalleinsätze in einer in Bohrrichtung offenen Aussparung des Bohrkopfes angeordnet sind.

Die Werkzeuge der genannten Art dienen der Bearbeitung von Gestein, Beton, Mauer­ werk und dergleichen spröden Materialien. In dem der Bohrrichtung abgewandten Be­ reich weisen die Werkzeuge an sich bekannte Einsteckenden auf, die auf die jeweils in Betracht kommenden Antriebsgeräte abgestimmt sind. In Bohrrichtung schließt sich an das Einsteckende ein wendelförmige Abfuhrnuten aufweisender Schaft an. An diesen Schaft schließt sich bohrrichtungsseitig ein Bohrkopf an, welcher eine in Bohrrichtung offene Aussparung zur Aufnahme eines oder mehrerer Hartmetalleinsätze aufweist. Dadurch, daß die Hartmetalleinsätze in einer Aussparung des Bohrkopfes angeordnet sind, werden sie seitlich von Bereichen des Bohrkopfes abgestützt, was sich vorteilhaft auf die Verbindung zwischen Hartmetalleinsätzen und Bohrkopf auswirkt. Darüber hinaus erfahren die Hartmetalleinsätze von Bereichen des Bohrkopfes eine großflächige Abstützung, was zur Förderung der Widerstandskraft gegen schädliche Einwirkungen aus Drehmoment und Schlägen beiträgt.

Die Abfuhrnuten des Schaftes dienen dem Transport des abgebauten Bohrkleins. Um aber sicherzustellen, daß der Transport dieses Bohrkleins ungehindert vom Bohrkopf zum entgegen der Bohrrichtung liegenden Bereich der Abfuhrnuten erfolgt, ist im Bohr­ kopf ein entsprechender Übergangsbereich sicherzustellen. Dieser Übergangsbereich entsteht durch einen entsprechenden Auslauf der Abfuhrnuten in Bohrrichtung. Damit trotz dieses Auslaufes die Hartmetalleinsätze vom restlichen Bereich des Bohrkopfes noch ausreichend abgestützt sind, muß sichergestellt sein, daß der Auslauf der Ab­ fuhrnuten im bohrrichtungsseitigen Endbereich nahezu achsparallel verläuft.

Bei den gebräuchlichen Werkzeugen mit einer oder zwei Abfuhrnuten entsteht aufgrund der wendelförmigen Anordnung eine relativ große Abweichung zum achsparallelen Verlauf. Würden solche Abfuhrnuten ohne ausreichende Neigungskorrektur in den Bohrkopf verlaufen, hätte dies eine ungenügende seitliche Abstützung der Hartme­ talleinsätze zur Folge. Aus diesem Grunde erfahren die diesbezüglichen Werkzeuge eine besondere Gestaltung im Bereich des Bohrkopfes, entsprechend welcher in diesem Bereich im wesentlichen achsparallel verlaufende Abfuhrnuten geschaffen werden.

Die vorgenannte notwendige Korrektur der Abfuhrnuten führt zu einem herstellungs­ technischen Mehraufwand, welcher sich wirtschaftlich negativ auf den Herstellungspro­ zeß auswirkt. So ist beispielsweise bei spanabhebender Erzeugung der Abfuhrnuten eine spezielle Steuerung der Bearbeitungswerkzeuge erforderlich, was nebst apparati­ vem Mehraufwand auch zu einem zeitlichen Mehraufwand führt.

Anstelle spanabhebender Bearbeitung findet heute aus wirtschaftlichen Gründen ver­ mehrt eine spanlose Verarbeitung in der Art einer hauptsächlichen Umformung Anwen­ dung, wobei es darum geht, daß der Hauptanteil der Verarbeitung durch Umformung erfolgt und gewisse Verfahrensschritte, wie Herstellung der Aussparungen für die Hart­ metalleinsätze oder eine allfällige, geringfügige Korrektur der Abfuhrnuten, beispiels­ weise im Auslaufbereich spanabhebend erfolgen können. Auch bei diesem wirtschaftlich wesentlich attraktiveren Umformverfahren ist die Herstellung eines im wesentlichen achsparallelen, bohrrichtungsseitigen Auslaufes der Abfuhrnuten mit einem Mehrauf­ wand verbunden. So ist für die diesbezügliche Gestaltung der Abfuhrnuten beispiels­ weise beim Herstellen durch Walzen ein spezieller zusätzlicher Walzvorgang erforderlich, welcher wiederum zu einem apparativen und zeitlichen Mehraufwand führt.

Zur Vermeidung des genannten Mehraufwandes bei durch Umformung hergestellten Werkzeugen ist es daher auch bekannt geworden, anstelle von Hartmetalleinsätzen in entsprechenden Aussparungen, vollständig aus Hartmetall bestehende Bohrköpfe stumpf auf den mit Abfuhrnuten versehenen Schaft aufzuschweißen. Da solche aus Hartmetall bestehende Bohrköpfe keiner seitlichen Abstützung bedürfen, kann eine ge­ sonderte Bearbeitung des bohrrichtungsseitigen Endes des Schaftes entfallen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hauptsächlich durch Umfor­ mung hergestelltes Werkzeug mit Abfuhrnuten und in Aussparungen eingesetzten Hartmetalleinsätzen zu schaffen, welches im Bereich des Bohrkopfes keiner sich unwirt­ schaftlich auswirkenden Sonderbehandlung bedarf.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das durch Umformung herge­ stellte Bohr- und/oder Meißelwerkzeug mindestens drei Abfuhrnuten aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung geht davon aus, daß wendelförmige Abfuhrnuten, mit ihrer zunehmenden Anzahl steiler, d. h. näherkommend achsparallel verlaufen. So zeigt es sich, daß bereits bei der Anordnung von drei Abfuhrnuten der Verlauf derart angenähert achsparallel verläuft, daß sich bei einem nicht oder nicht wesentlich neigungskorrigierten Auslauf im Bohrkopf eine ausreichende seitliche Abstützung für die Hartmetalleinsätze ergibt. Demnach sind durch Umformung hergestellte Werkzeuge mit wenigstens drei Abfuhrnuten keiner sich unwirtschaftlich auswirkenden Behandlung im Bereich des Bohrkopfes zu unterwerfen. Damit führt das Vorsehen von mindestens drei wendelförmigen Abfuhrnuten zu einem wirtschaftlich außerordentlich interessanten Herstellverfahren.

Darüber hinaus darf nicht übersehen werden, daß ein Werkzeug mit einer größeren Anzahl an Abfuhrnuten zu wesentlichen herstellungstechnischen Vorteilen führt. So ist bei Anordnung nur einer oder zwei Abfuhrnuten in axialer Richtung ein relativ großer Materialfluß erforderlich, um ein ausreichendes Volumen für die Abfuhr des Bohrkleins zur Verfügung zu stellen. Bei der Anordnung von mindestens drei Abfuhrnuten verteilt sich dieses Volumen auf alle Abfuhrnuten, so daß ein wesentlich geringerer axialer Materialfluß bewerkstelligt werden muß. Dies führt im Falle der Anordnung von minde­ stens drei Abfuhrnuten bei Herstellung durch Umformung zu einer so geringen Mate­ rialumformung, daß innere Spannungen die zu Materialschädigungen führen, vermieden werden.

Für Werkzeuge mit kleinerem Durchmesser bieten sich aus der Sicht der Anordnung der Anzahl von Abfuhrnuten sowie im Hinblick auf die vorzunehmende Materialumformung vorteilhafterweise drei Abfuhrnuten an.

Für Werkzeuge von größerem Durchmesser bieten sich wiederum aus der Sicht der vorzunehmenden Materialumformung vorzugsweise vier Abfuhrnuten an.

Je nach Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Werkzeuge sowie in Abhängigkeit von der Anzahl der Abfuhrnuten bietet es sich an, daß vorzugsweise der Steigungswin­ kel der Abfuhrnuten im Bereich des Auslaufes des Bohrkopfes dem Steigungswinkel der Abfuhrnuten im Schaft entspricht.

Gegebenenfalls kann der Steigungswinkel der Abfuhrnuten im Bereich des Auslaufes im Bohrkopf gegenüber dem Steigungswinkel der Abfuhrnuten im Schaft abweichen, wobei ein solches Abweichen vorzugsweise durch einen größeren Steigungswinkel im Bereich des Bohrkopfes zustandekommt. Ein solches Abweichen des Steigungswinkels kann gegebenenfalls zu einer Verbesserung des Transportes von Bohrklein im Bereich des Bohrkopfes führen. Das Abweichen des Steigungswinkels erfordert eine Neigungs­ korrektur im Bereich des Bohrkopfes, wobei diese bei den erfindungsgemäßen Werk­ zeugen derart geringfügig ausfällt, daß die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung nach wie vor gewährleistet bleibt. Die Korrektur kann dabei spanabhebend oder spanlos erfol­ gen.

Zur Herstellung des Werkzeuges kommen verschiedene an sich bekannte Umformver­ fahren in Betracht, wie beispielsweise Rundkneten, Schmieden oder Drallwalzen. Be­ sonders bewährt aus der Sicht der Wirtschaftlichkeit sowie im Hinblick auf die Taktzeiten bei der Herstellung hat sich Profilkaltwalzen, insbesondere Profilrollkaltwalzen.

Wie eingangs erwähnt ist der Bohrkopf mit einer in Bohrrichtung offenen Aussparung versehen, in welcher ein oder mehrere Hartmetalleinsätze angeordnet sind. Diese Aus­ sparungen können verschiedenartig ausgebildet sein, durchsetzen aber vorzugsweise die bohrrichtungsseitige Stirnfläche des Bohrkopfes über ihren gesamten Durchmesser. So können die Aussparungen schlitzartig entlang eines Durchmessers, sternartig oder kreuzartig verlaufen. Nebst der Anordnung mehrerer Hartmetalleinsätzen in diesen Aus­ sparungen bietet sich vorteilhafterweise die Verwendung eines einstückig ausgebildeten Hartmetalleinsatzes an. Je nach Anordnung der Aussparung kann ein solch einstückig ausgebildeter Hartmetalleinsatz als Platte, Stern, Kreuz oder dergleichen ausgebildet sein.

Im Hinblick auf die konstruktive Auslegung von Bohrkopf und Hartmetalleinsatz bietet es sich zweckmäßigerweise an, wenn der Hartmetalleinsatz eine der Anzahl der Abfuhrnu­ ten entsprechende Anzahl Schneiden aufweist. So kann beispielsweise bei Anordnung von drei Abfuhrnuten der einstückig ausgebildete Hartmetalleinsatz sternförmig mit drei Schneiden und einer Zentrierspitze ausgebildet sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das erfindungsgemäße Werkzeug in Seitenansicht;

Fig. 2 das Werkzeug der Fig. 1 in einer Draufsicht auf den Bohrkopf.

Das den Fig. 1 und 2 entnehmbare Werkzeug ist als Bohrwerkzeug ausgebildet und weist einen Schaft 1 mit drei wendelförmigen Abfuhrnuten 2 auf. An den Schaft 1 schließt sich entgegen der Bohrrichtung ein Einsteckende 3 an, welches in bekannter Weise mit Verriegelungsnuten 4 und Drehmitnahmenuten 5 versehen ist. In Bohrrichtung schließt sich an den Schaft 1 ein Bohrkopf 6 an, welcher eine in Bohrrichtung offene Aussparung 7 aufweist. In dieser Aussparung 7 ist ein einstückig ausgebildeter, Schnei­ den 9 aufweisender Hartmetalleinsatz 8 angeordnet.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist der vorgenannte Hartmetalleinsatz 8 mit drei Schnei­ den 9 versehen. Demnach ist die Aussparung 7 entsprechend sternförmig ausgebildet.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Bohrwerkzeug ist hauptsächlich durch Umformung beispielsweise Profilrollkaltwalzen hergestellt worden. Insbesondere die Fig. 1 zeigt deut­ lich, wie die Abfuhrnuten 2 aufgrund ihrer großen Anzahl relativ steil verlaufen. So ist auch der Auslauf der Abfuhrnuten 2 im Bereich des Bohrkopfes 6 relativ steil, d. h. schon sehr stark einem achsparallelen Verlauf angenähert. Dank dieses Verlaufes der Abfuhr­ nuten 2 entsteht im Bereich des Bohrkopf 6 einerseits ein ausreichender Durchtritt für das Bohrklein und es verbleibt andererseits ausreichend viel Material, welches der seitli­ chen Abstützung des Hartmetalleinsatzes 8 dient, wie dies insbesondere auch der Fig. 2 zu entnehmen ist. Die Fig. 1 und 2 zeigen demnach ein Bohrwerkzeug, dessen Abfuhr­ nuten 2 im Bereich des Bohrkopfes keiner sich unwirtschaftlich auswirkenden Behand­ lung hinsichtlich Verlaufskorrektur zu unterwerfen sind, so daß eine Herstellung bei­ spielsweise in einem Kaltwalzdurchlauf möglich ist.

Claims (9)

1. Bohr- und/oder Meißelwerkzeug das im wesentlichen durch Umformung herge­ stellt ist, mit einem Schaft (1), an den sich entgegen der Bohrrichtung ein Ein­ steckende (3) und in Bohrrichtung ein Bohrkopf (6) mit einem oder mehreren Hart­ metalleinsätzen (8) anschließt, wobei der Schaft (1) im Bohrkopf (6) auslaufende, wendelförmige Abfuhrnuten (2) aufweist und die Hartmetalleinsätze (8) in einer in Bohrrichtung offenen Aussparung (7) des Bohrkopfes (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Abfuhrnuten (2) vorgesehen sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Abfuhrnuten (2) vorgesehen sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Abfuhrnuten (2) vorgesehen sind.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel der Abfuhrnuten (2) im Bereich des Auslaufes im Bohrkopf (6) dem Steigungswinkel der Abfuhrnuten (2) im Schaft (1) entspricht.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel der Abfuhrnuten (2) im Bereich des Auslaufes im Bohrkopf (6) ge­ genüber dem Steigungswinkel der Abfuhrnuten (2) im Schaft (1) abweicht, vorzugsweise größer ist.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung ein Profilkaltwalzen ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Profilkaltwalzen ein Profilrollkaltwalzen vorgesehen ist.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen ein­ stückig ausgebildeten Hartmetalleinsatz (8) im Bohrkopf (6).

9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetalleinsatz (8) eine der Anzahl der Abfuhrnuten (2) entsprechende Anzahl Schneiden (9) aufweist.