DE19722519A1 - Bohrwerkzeug - Google Patents
BohrwerkzeugInfo
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- E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
- E21B10/445—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts percussion type, e.g. for masonry
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- Y10T408/89—Tool or Tool with support
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- Y10T408/9095—Having peripherally spaced cutting edges with axially extending relief channel
- Y10T408/9097—Spiral channel
Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, insbesondere einen
Gesteinsbohrer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bohrwerkzeuge und insbesondere Gesteinsbohrer bestehen im
allgemeinen aus einem mit einer Hartmetall-Schneidplatte
bestückten Bohrkopf, aus einem Wendelschaft mit spiralförmiger
Förderwendel für Bohrmehl bzw. Bohrklein und aus einem
Einspannschaft zum Einsetzen des Bohrwerkzeugs in eine
Antriebsmaschine.
Die spiralförmige Förderwendel eines Gesteinsbohrers wird im
allgemeinen spanabhebend, gegebenenfalls auch spanlos (z. B.
rollwalzen) hergestellt, um die Förderwendelnuten in das im
allgemeinen zylindrische Ausgangsmaterial einzubringen. Dabei
hat die Förderwendel bei Gesteinsbohrern die Hauptaufgabe, das
durch die Hartmetallschneide gelöste Material, d. h. das
Bohrmehl oder auch Bohrklein, aus dem Bohrloch herauszufördern.
Derartige zylindrische Ausgangsmaterialien stehen in
vielfältigen Abmessungen zur Verfügung, so daß eine enge
Abstufung von Bohrdurchmessern herstellbar sind.
Bei den bekannten Bohrwerkzeugen geht man grundsätzlich davon
aus, daß der Wendelschaft einen zylindrischen
Ausgangsquerschnitt aufweist, da durch die Einbringung einer
oder mehrerer Förderwendelnuten hierdurch ununterbrochene, auf
einer Zylindermantelfläche liegenden Rückenstege der
Förderwendelnut entstehen. Hierdurch soll ein ruhiger bzw.
vibrationsarmer Bohrungsverlauf mit einer guten Führung der
Förderwendel längs der Förderwendelrückenstege gewährleistet
sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug und
insbesondere ein Gesteinsbohrer zu schaffen, der gegenüber
herkömmlichen Bohrwerkzeugen verbesserte
Handhabungseigenschaften aufweist bei einer zumindest mit
diesen Bohrwerkzeugen ebenbürtigen Bohrleistung.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Gesteinsbohrer der
einleitend bezeichnenden Art erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Hauptanspruch angegebenen Bohrwerkzeugs möglich.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine erhöhte
Bohrleistung durch eine Verringerung der Reibungsverluste sowie
eine Erhöhung der Förderleistung dadurch erzielt werden kann,
daß der Querschnitt des Ausgangsmaterials für die Förderwendel
nicht kreisförmig, sondern durch ein vorzugsweise symmetrisches
Polygonprofil ersetzt wird. Schneidet man in ein solches
Mehrkantprofil eine Förderwendel ein, so setzen sich die
verbleibenden Rückenstege zusammen aus aneinandergereihten
Flächenabschnitten, die ihrerseits zusätzliche Taschen für den
Bohrmehltransport bilden. Hierdurch stellt sich eine deutlich
reduzierte Wandreibung ein, da der Rückensteg der Förderwendel
keine Flächenberührung, sondern allenfalls eine Linienberührung
aufweist. Weiterhin stellt sich durch die abwechselnd folgenden
Längskanten der Flächenabschnitte an den Rückenstegen der
Förderwendel eine Art Schabereffekt ein, der ebenfalls zu einem
positiven Bohrergebnis führt. Es stellt sich weiterhin eine
verbesserte Förderleistung für das Bohrmehl ein, da die
Längskanten an den Rückenstegen als zusätzliche Förderkante
oder Schiebekante wirkt, welche das Bohrmehl auch in die
tieferen Nuten hineinschiebt, so daß ein Verklemmen im Bereich
der Rückenstege vermieden wird. Die Abflachung der
Flächenabschnitte an den Rückenstegen erhöht auch das
Fördervolumen beim Bohrvorgang.
In besonders vorteilhafter Ausführung der Erfindung wird auch
der Einspannschaft als polygonzugartiges Mehrkantprofil
ausgebildet, d. h. das komplette Bohrwerkzeug besteht aus dem
gleichen Mehrkantprofil, in welchem Förderwendelnuten
spanabhebend eingebracht sind. Durch den Mehrkant-Ein
spannschaft wird insbesondere bei Aufnahme in ein
handelsübliches Dreibackenfutter einer Schlagbohrmaschine oder
dergleichen eine formschlüssige Mitnahme bewerkstelligt, so daß
ein Durchdrehen des Bohrwerkzeugs, insbesondere auch bei
Backenfuttern mit geringerer Spannkraft, z. B. durch Verschleiß
o. dgl., nahezu ausgeschlossen ist.
Es können demnach eine Vielzahl von Bohrergrößen durch
handelsübliche Mehrkantprofilstäbe in verschiedenen Abmessungen
hergestellt werden, indem lediglich Förderwendelnuten
eingebracht werden, wobei der Einspannschaft den Vorteil der
formschlüssigen Mitnahme im Mehrbackenfutter bietet. Hierfür
muß der Mehrkantprofilstab zumindest im Bereich des
Einspannschaftes um 120° versetzt angeordnete Spannflächen
aufweisen.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann der
Einspannschaft auch einen zylindrischen Querschnitt aufweisen,
um den Einspannschaft an die Bohreraufnahme z. B. in
Hammerbohrmaschinen anzupassen. Hierfür werden vorzugsweise
Fließpreßrohlinge verwendet, die im Bereich der Förderwendel
als Mehrkantprofil und im Bereich des Einspannschafts mit
zylindrischem Profil ausgestattet sind. Der Einspannschaft kann
dann an die jeweiligen Bedingungen zum Einsatz z. B. in
Hammerbohrmaschinen angepaßt werden, während der Wendelschaft
mit der beschriebenen Förderwendel spanabhebend hergestellt
wird.
In besonderer Ausbildung kann eine solche Ausführungsform als
Fließpreßrohling oder Schmiederrohling derart hergestellt
werden, indem die Ausgangsformgebungen mit einem Mehrkantprofil
im Bereich des Wendelschaftes und einem z. B. zylindrischen
Profil im Bereich des Einspannschaftes in beliebigen
Durchmesservarianten und Querschnittsformen berücksichtigt
werden.
Wendelschaft und Einspannschaft können jedoch auch in ihrer
jeweiligen Formgebung durch ein geeignetes Schweißverfahren
(z. B. Reibschweißverfahren, Widerstandsschweißverfahren u. ä.)
miteinander verbunden werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden in den
nachfolgenden Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen
näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines
Gesteinsbohrers mit 6-Kant-Querschnitt,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Gesteinsbohrers
nach Fig. 1,
Fig. 2a eine Draufsicht des Gesteinsbohrers nach
Fig. 2,
Fig. 2b eine vergrößerte Darstellung der Fig. 2a,
Fig. 2c die Ansicht auf das untere Ende des
Gesteinsbohrers nach Fig. 2,
Fig. 3 den Gesteinsbohrer nach Fig. 2 um 90°
gedreht, d. h. seine Seitenansicht,
Fig. 4 eine weitere Variante eines Gesteinsbohrers
in perspektivischer Ansicht,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Gesteinsbohrers nach
Fig. 4,
Fig. 5a eine Draufsicht des Gesteinsbohrers nach
Fig. 5,
Fig. 5b eine vergrößerte Darstellung nach Fig. 5a,
Fig. 6 eine Seitenansicht des Gesteinsbohrers nach
Fig. 5,
Fig. 7 ein Ausgangsrohling in Seitenansicht zur
Herstellung des Werkzeugs nach Fig. 5 bis 6,
Fig. 7a eine Draufsicht auf den Rohling nach Fig. 7
und
Fig. 8 eine Seitenansicht des Rohlings nach Fig. 7.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erste Ausführungsbeispiel
zeigt einen Gesteinsbohrer 1 mit einem Bohrerkopf 2, einem
Wendelschaft 3 sowie einem Einspannschaft 4. Der Bohrerkopf 2
weist eine handelsübliche, dachförmige Hartmetall-Schneidplatte
5 auf, die mit ihrem Außendurchmesser D den
Bohrernenndurchmesser bildet.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 wird als
Ausgangsmaterial zur Herstellung des Gesteinsbohrers 1 ein
handelsüblicher 6-Kant-Stahl verwendet, wie er beispielsweise
in DIN 176, DIN 1015 oder DIN 59110 in den verschiedensten
Abmessungen zur Verfügung steht. Dabei dient die Schlüsselweite
s zur Bestimmung der jeweiligen Abmaße.
Die durch die jeweiligen Eckpunkte 7 des 6-Kant-Profils 6
gelegte Diagonale 8 weist eine Länge von d1 auf, die dem
Durchmesser des Umkreises 9 durch die Eckpunkte 7 entspricht.
In ein solches, sich über den Einspannschaft und den
Wendelschaft erstreckendes 6-Kant-Profil 6 wird erfindungsgemäß
eine Förderwendelnut 10 spanabhebend eingebracht, wobei das
Mehrkantprofil im Bereich der Rückenstege 11 in vollem Umfang
erhalten bleibt. Die Rückenstege setzen sich demzufolge aus
ebenen Flächenabschnitten 12 bis 17 zusammen, die üblicherweise
die Schlüsselflächen des 6-Kant-Profils 6 bilden. Diese
Flächenabschnitte 12 bis 17 werden durch senkrechte Längskanten
7' unterbrochen, die durch die Eckpunkte 7 des 6-Kant-Quer
schnittes verlaufen. Hierdurch entstehen zusätzlich zu den
Förderwendelnuten 10 kreissegmentförmige Spantaschen 18, die
zwischen den Flächenabschnitten 12 bis 17 und dem Umkreis 9
angeordnet sind (s. Fig. 2b) und zusätzliches Fördervolumen
bilden. Selbstverständlich wird das Gesamtfördervolumen durch
den Zwischenraum zwischen dem Umkreis 19 mit dem
Nenndurchmesser D und den entsprechenden Flächenabschnitten 12
bis 17 sowie den Förderwendelnuten 10 gebildet.
In der Draufsicht nach Fig. 2b ist beispielhaft ein
Einlaufbereich 20 in die darunterliegende Förderwendelnut 10
gezeigt, d. h. die Kopfabstützung 21 für die
Hartmetallschneidplatte 5 stützt diese in Draufsicht jeweils
etwa V-förmig ab. Dabei ist die Drehrichtung mit Pfeil 22
gekennzeichnet.
Wie aus Fig. 2b weiterhin ersichtlich, ist die Hartmetall-Schneid
platte 5 derart in den Bohrerkopf 2 eingesetzt, daß zwei
gegenüber liegende Eckpunkte 7 die Schneidplatte 5 etwa
beidseitig begrenzen.
Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Bohrwerkzeug
verlaufen demzufolge die Flächenabschnitte 12 bis 17 als
Schlüsselflächen über das gesamte Bohrwerkzeug und bilden damit
die charakteristische Förderwendel mit abgeflachten vertikalen
Flächenabschnitten, die durch die jeweilige Förderwendelnut 10
unterbrochen sind. Weiterhin besitzt der Einspannschaft ein
formschlüssiges Mehrkantprofil, welches sich insbesondere zum
verdrehsicheren Einsatz in einer Schlagbohrmaschine,
beispielsweise mit Dreibackenfutter, eignet.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig.
4 bis 6 dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen
Bezugszeichen versehen, wie zu Fig. 1 bis 3 beschrieben.
Der in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Gesteinsbohrer 1' weist
demzufolge wiederum einen Bohrerkopf 2, einen Wendelschaft 3
und einen Einspannschaft 4 auf. Die Ausbildung des
Wendelschaftes 3 mit Bohrerkopf 2 ist identisch zum
Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3. Lediglich der
Einspannschaft 4 wird beispielsweise als zylindrisches
Einspannende 4' ausgebildet.
Als Ausgangsmaterial zur Herstellung eines Bohrwerkzeugs gemäß
den Fig. 4 bis 6 kann ein Profilstab dienen, wie er in den Fig.
7 und 8 näher dargestellt ist. Ein solches Profil kann in einem
Fließpreßverfahren oder einem Schmiedeverfahren gemeinsam mit
einem zylindrischen Einspannschaft 4 hergestellt werden, wobei
der zylindrische Einspannschaft 4 z. B. einen Durchmesser d3
aufweist, wie er zur Herstellung eines SDS-Plus-Einspannendes
einer Hammerbohrmaschine benötigt wird. Das 6-Kant-Profil 6
wird wiederum durch seine Schlüsselweite s charakterisiert und
in einem gemeinsamen Fließpreßverfahren oder Schmiedeverfahren
zusammen mit dem Einspannschaft hergestellt.
In einem spanabhebenden Arbeitsverfahren werden dann im
Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 wiederum die
Förderwendelnuten 10 eingebracht. Weiterhin wird das
Einspannende je nach Bedarf an das Bohrerfutter einer
Hammerbohrmaschine angepaßt. Dies kann insbesondere ein
SDS-Plus-Einspannende sein.
In alternativer Ausführungsform können der Wendelschaft 3 und
der zylindrische Einspannschaft 4' der Ausführung
beispielsweise nach Fig. 4 bis 6 auch in einem geeigneten
Schweißverfahren miteinander verbunden werden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle
fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der
Schutzrechtsansprüche.
1
Gesteinsbohrer
2
Bohrerkopf
3
Wendelschaft
4
Einspannschaft
5
Hartmetall-Schneidplatte
6
Sechskantprofil
7
,
7
' Eckpunkte/Längskante
8
Diagonale
9
Umkreis
10
Förderwendelnut
11
Rückenstege
12
Flächenabschnitt
13
Flächenabschnitt
14
Flächenabschnitt
15
Flächenabschnitt
16
Flächenabschnitt
17
Flächenabschnitt
18
Spantaschen
19
Umkreis
20
Einlaufbereich
21
Kopfabstützung
22
Pfeil
Claims (8)
1. Bohrwerkzeug, insbesondere Gesteinsbohrer, mit einem
Bohrerkopf, einem Einspannschaft und einem dazwischen liegenden
Wendelschaft, in welchem eine Bohrmehlnut eingebracht ist,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Ausgangsmaterial für
den Wendelschaft (3) aus einem im Querschnitt vorzugsweise
symmetrischen Polygon-Profilstab (6) gebildet ist, in welchen
die Förderwendelnut (10) zusätzlich vorzugsweise spanabhebend
eingebracht ist.
2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Einspannschaft (4) aus dem gleichen Polygon-Profilstab (6)
gebildet ist wie der Wendelschaft (3).
3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Profilstab (6) zur Bildung des
Einspannschafts (4) und/oder des Wendelschafts (3) aus einem
symmetrischen Mehrkantprofil (6) besteht, mit wenigstens drei
in ein handelsübliches Dreibackenfutter einspannbaren
Spannflächen, die in einem Drehwinkel β ≈ 120° versetzt
angeordnet sind.
4. Bohrwerkzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab (6) aus einem
handelsüblichen Mehrkantprofilstab, wie 6-Kant-Profilstab oder
4-Kant-Profilstab oder 3-Kant-Profilstab oder dergleichen
gebildet ist.
5. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrerkopf (2) mit einer
vorzugsweise im Querschnitt des Profilstabs (6) symmetrisch
angeordneten, in Seitenansicht vorzugsweise dachförmig
ausgebildeten Hartmetall-Schneidplatte (5) versehen ist.
6. Bohrwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial für das
Bohrwerkzeug (1, 1') aus einem Fließpreßrohling oder
Schmiederrohling oder ähnlichem besteht, mit einem im
Querschnitt polygonartigen Mehrkantprofil (6) zumindest im
Bereich des Wendelschaftes (3) und einem vorzugsweise
zylindrischen oder profilierten Einspannschaft (4, 4').
7. Bohrwerkzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannschaft (4, 4') mit dem
Wendelschaft (3) über eine Schweißverbindung verbunden ist.
8. Bohrwerkzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannschaft (4') als
Hammerbohrer-Einspannschaft ausgebildet ist.
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Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ROBERT BOSCH GMBH, 70469 STUTTGART, DE |