DE202011109928U1

DE202011109928U1 - Kegelbohrstange

Info

Publication number: DE202011109928U1
Application number: DE202011109928U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2021-02-25
Also published as: DE102011012362A1

Abstract

Kegelbohrstange, die eine Bohrstange mit einem Kanal für eine Bohrspülung und mit Enden einschließt, wobei die Enden der Bohrstange mit Anschlussmöglichkeiten für eine Bohrmaschine zum Schlagen und Anpressen sowie für eine Bohrklinge ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrstange zwischen den Enden in der Form eines abgestumpften Kegels mit einer vorwärts gerichteten oder rückwärts gerichteten Veränderung der Querschnittsfläche entlang der Achse des Kegels ausgebildet ist, und dass die sich kontinuierlich verändernde Querschnittsfläche des Kegels mittels einer Veränderung des Innen- und/oder Außendurchmessers der Bohrstange erreicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kegelbohrstange nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung ist bei Instrumenten für ein Lochstoßbohren und für eine Kleinlochbohrung einsetzbar.
Es sind Bohrstangen mit einem stetigen oder periodischen Querschnitt, mit einem Spülkanal und mit Endstücken bekannt, die mit Verbindungsmöglichkeiten für eine Bohrmaschine zum Schlagen und Anpressen sowie für eine Verbindung mit einer Bohrklinge versehen sind ( JP 2008 200801 A ).
Aus der EP 0 467 642 A2 , der DE 101 95 854 T1 und der EP 0 806 543 A1 sind Bohrstangen mit zylindrischem Querschnitt bekannt, der sich entlang der Achse der Bohrstange auch stufig verändern kann.
Ein Mangel dieser bekannten zylindrischen Bohrstangen ist die Erfüllung mit einer Arbeitsfunktion und zwar der Übertragung der Schlagenergie auf die Bohrklinge in der Form einer Deformationswelle.
Es ist zudem eine weit verbreitete Bohrstange mit einem einheitlichen Querschnitt für das Stoßbohren bekannt. Die gestellte technische Aufgabe wird gelöst durch den Grundkörper in Form eines Kegelstumpfes, beispielsweise mit einem Durchmesser von 32 mm an einem Ende und mit einem Durchmesser von 25 mm am anderen Ende.
Aus der japanischen Patentschrift 62277205 A ist eine Bohrstange mit einem konisch auslaufenden Bohrstangenabschnitt bekannt. Am Ende des konischen Bohrstangenabschnittes ist eine Bohrklinge angebracht. Die Bohrung im konischen Bohrstangenabschnitt geht in eine im Durchmesser große Bohrung über, so dass ein Absatz entsteht. An diesem Absatz stützt sich ein Vibrationsisolationseinsatz ab, der eine hohe spezifische Schwerkraft aufweist. Der Vibrationsisolationseinsatz ist am Ende mit einem Stangenabschnitt abgeschlossen, der in der erweiterten Bohrung des Bohrstangenabschnitts verstellbar ist. Im Bereich des Vibrationsisolationseinsatzes ist der Bohrstangenabschnitt mit Löchern für den Eintritt von Öl versehen, das der Bohrklinge am Ende des konisch auslaufenden Bohrstangenabschnitts zugeführt wird.
Dieser Aufbau der Bohrstange hat wohl einen konisch auslaufenden Bohrstangenabschnitt und nimmt den Vibrationsisolationseinsatz so auf, dass dieser leicht ausgetauscht werden kann. Dieser Aufbau trägt aber nicht zur Erhöhung des Gütebeiwerks der Schlagenergie und als Folge davon zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit beim Bohren bei. Diese Bohrstange ist in üblicher Weise mit Schlagenergie am Ende des Bohrstangenabschnitts betrieben und nicht mit einer Bohrstange zu vergleichen, die mit einem Magnetostriktionsschwinger betrieben wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gütebeiwertserhöhung der Schlagenergie und als Folge davon eine Geschwindigkeitserhöhung beim Bohren und zusätzlich eine Absenkung der Bohrstangenmasse zu erreichen, wobei dies besonders bei einer mit einem Magnetostriktionsschwinger verbundenen Bohrstange gewährleistet ist.
Die gestellte Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Dabei ist die Kegelbohrstange zwischen den Enden in der Form eines abgestumpften Kegels mit einer vorwärts gerichteten oder rückwärts gerichteten Veränderung der Querschnittsfläche entlang der Achse des Kegels ausgebildet. Die sich kontinuierlich verändernde Querschnittsfläche des Kegels ist mittels einer Veränderung der Innen- und/oder des Außendurchmessers der Bohrstange erreicht.
Das Hauptprinzip der Erfindung ist eine fließende Veränderung (Verkleinerung oder Vergrößerung) der Querschnittsfläche der Bohrstange entlang ihrer Achse.
Eine weitere Ausgestaltung der Kegelbohrstange ist dem Unteranspruch zu entnehmen. So weist die Querschnittsfläche des Kegels der Bohrstange die Form einer Hyperbel oder einer anderen Funktion auf.
Eine derartige Ausbildung der Kegelbohrstange hat neben der Funktion der Übertragung der Schlagenergie zusätzlich eine zweite Funktion bei einer Umgestaltung der Parameter zur Deformationswelle für einen optimalen Effekt beim Bohren.
Die neue Bohrstange wirkt in folgender Weise:
Die Deformationswelle mag sich von der größten Querschnittsfläche zu der kleineren verlagern. In diesem Fall nimmt die Geschwindigkeit der Schnitte (nicht der Welle, sondern der von der Welle berührten) der Deformation und entsprechend der Spannung zu. Die Kraft der Kompression zwischen den Schnitten verringert sich dabei (drei erste Parameter – laut dem Durchmesser, und ein vierter – laut dem Quadrat des Durchmessers). Die Verringerung der Größe dieser Kraft stimmt mit der kleinen Widerstandskraft der Einführung der Schneiden der Bohrklinge in der Anfangsperiode überein. Dann verringern sich die Parameter der widergespiegelten Zugwelle und entsprechend ihre Energie. Das weitere Herangehen an die Deformationswelle begegnet schon einer vergrößerten Widerstandskraft bei der Einführung, die mehr der Kraft in der Welle entspricht. Daher geschehen weniger Reflexionen. Diese physikalischen Umstände erhöhen den Schlagenergieausnutzungsfaktor und entsprechend die Bohrgeschwindigkeit. Ein zusätzlicher Effekt ist die Absenkung der Masse der Kegelbohrstange.
Aus den bekannten Forschungen, die zur Erklärung des oben Dargelegten dienen können, ist angeboten:
Stand der Technik:

1) die Dissertation des Erfinders „Forschung der Wellenstoßimpulse zwecks der Effizienzverbesserung der Dreh-Stoßmechanismen von Bohrmaschinen" Frunse, 1969,
2) der Artikel von Malyschew A. P. „Wellenprozesse in den Kegelkernen", Zeitschrift Nachrichten der Hochschulen, Maschinenbau Nr. 12, 1968 und
3) die für eine Publikation vorbereitete Forschung des Erfinders zur Effektivität der neuen Kegelbohrstange im Vergleich zu einer zylindrischen Kegelbohrstange.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008200801 A [0003]
EP 0467642 A2 [0004]
DE 10195854 T1 [0004]
EP 0806543 A1 [0004]
JP 62277205 A [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Forschung der Wellenstoßimpulse zwecks der Effizienzverbesserung der Dreh-Stoßmechanismen von Bohrmaschinen” Frunse, 1969 [0016]
Malyschew A. P. „Wellenprozesse in den Kegelkernen”, Zeitschrift Nachrichten der Hochschulen, Maschinenbau Nr. 12, 1968 [0016]

Claims

Kegelbohrstange, die eine Bohrstange mit einem Kanal für eine Bohrspülung und mit Enden einschließt, wobei die Enden der Bohrstange mit Anschlussmöglichkeiten für eine Bohrmaschine zum Schlagen und Anpressen sowie für eine Bohrklinge ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrstange zwischen den Enden in der Form eines abgestumpften Kegels mit einer vorwärts gerichteten oder rückwärts gerichteten Veränderung der Querschnittsfläche entlang der Achse des Kegels ausgebildet ist, und dass die sich kontinuierlich verändernde Querschnittsfläche des Kegels mittels einer Veränderung des Innen- und/oder Außendurchmessers der Bohrstange erreicht ist.
Kegelbohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflächen der Bohrstange die Form einer Hyperbel oder einer anderen Funktion aufweisen.