DE2129913A1 - Gesteinsbohrer - Google Patents
GesteinsbohrerInfo
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Description
Durehbruchböhrer
PATENTANWÄLTE: β MÜNCHEN 8O, MAUERKIRCHERSTR. 45
16. Juni 1971
Anwaltsakte 21 216
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)
Gesteinsbohrer
Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer, insbesondere für Bohrliäiainer.
209852/0356 bad obbwal
Ein Bohrer geiaäss der Erfindung ist in seiner Verwendbarkeit
praktisch nicht beschränkt. Das bevorzugte Verwendungsgebiet befindet sich jedoch bei der Herstellung von
Mauerdurchbrüehen, wie sie für Installationen hai Gebäuden
benötigt werden, beispielsweise suia Durchführen von Wasserleitungen, elektrischen Leitungen oder dgl.
Die Herstellung derartiger Durchbrüche erfolgte bishermittels
Bohrkronen, in deren Zentrum ein Zentrierbohrer angeordnet ist. ^uf Grund der grossen Durehmasserunterschiede
zwischen dem Einsteckschaft der Bohrmaschine
und der Bohrkrone ist das gesamte Werkzeug üblicherweise zweiteilig ausgeführt. In der Regel sind die beiden
Teile jeweils mittels einer Konus-Verbindung zusaismengefügt.
Ein Werkzeug mit einer solchen Verbindung hat aber den grossen Nachteil, dass je nach Hasse der Bohrkrone ein
mehr oder weniger grosser Teil der von der Bohrmaschine abgegebenen Energie bzw. Leistung an der Konus-Verbindung in Wärme umgewandelt wird, so dass nicht mehr die
volle Energie bzw. Leistung der Haschine für die Herstellung der Bohrung zur Verfügung steht.
Ein weiterer Kachteil beim Arbeiten mit solchen Bohrkronen
besteht darin, dass das Bohrgut aus dem Innern der Bohrkrone nicht entweichen kann, da diese auf
Grund der Konus-Verbindung hinten geschlossen sein muss. Es ist daher notwendig, dass während dem Bohrvorgang
die Bohrkrone sehr oft aus dem Bohrloch herausgezogen werden muss, damit das Bohrgut aus der
Bohrung sowie aus dem Innern der Bohrkrone entfernt werden kann, was äusserst zeitraubend ist.
BAD ORIGINAL
209852/0356
Bei Bohrungen, deren Tiefe die axiale Länge der Bohrkrone
übersteigt, besteht neben dem Problem dar Eahrreshlabfuhr
euch das Probier» der »wischen der Auseenxcandung
dor Bohrkrone und der J'ohrl ochimnciung auftretenden
grossen Reibung. Deher i&t es notv/ondig, solch
lange Bohrungen in z\;ei oder innreren ArbeitBgan^en
herzustellen. Hierbei wird vorerst in einem ersten Arbeitsgang
mittels ein«m konventionellen Wendel- oder Spiralbohrer} der gegenüber den benötigten Durchmesser
der» ifeuerdurchbruches einen kleineren Durchmesser aufueist,
vorgebohrt. Die Bohrung vird dann anschlicssend
in einem nachfolgenden Arbeitsgang mittels einer Bohrkrone auf das vorgeschriebene Hnss erweitert. Dieses
Herstellungsverfahren ist voratändlichcrweise ausscrst
urerirtsrchaftlich, da c.inerseitß auf Grund der mehreren
Arbeitsgänge ein grosser Zeitaufwand erforderlich ist und andererseits bei der Herstellung einer einzigen
Bohrung gleich nohrerc Werkzeuge einem hohen Verßchleiss
unterworfen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung
der oben angeführten Kachteile einen Bohrer au schaffen, der sich für Bohrmaschinen der eingangs umrissencn
Art eignet.
ErfindungngGEiäss wird die Aufgabe durch die Kombination
folgender Merkmale gelöst:
Der Bohrer veist einen Schaft nit Vollquerschnitt und
einen Bohrkopf aus mindestens drei radial vom Bohrerzentrum
vegragenden Bohrfingern auf, woboi der UirJcreisdurchmesser
der Bohrfinger . den Querschnitt des Schaftes übersteigt.
Eins zentrische Ausnehmung am Bohrkopf bildet an den
äusaeren Enden der Bohrfinger etwa echsparallel gerichtete Bcihr&ähne, die von radial angeordneten I'artft.gitn
durchsetzt sind.
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BAD ORIGINAi
Im Zentrum des Sohrlcopfes ist ein die E'Ohrsäbas in
Bohrrichtung übe.:creinander Zuntrieransata mit eines
etwa brei gründen Querschnitt angeordnet«
Die lichte Weite an der V7ur sei linie jsweier benachbarter
Bohrsühne}. die gröbste radiale Ausdehnung dos von. suei
Bohrfingern und dem Bohrfingcru'rkreis gebildeten freien
Raumes und die Tiefe der zylindrischen Ausnehmung sind
jeweils gleich oder grosser1 als die Differenz, zwischen
dem Innkreisradius der Bohrsähne und dem Radius de«
Zentricransataes.
Auf Grund der sternartig angeordneten Bohrfinger vird
die Reibung an der Bchrlochwsndung um ein erhebliches
tiasa reduziert und es steht für eine ungehinderte Bohrmehlabfuhr
genügend freier Rauu aur Verfügung. Gegenüber
einem konventionellen Wendel- oder Spiralbohrer weist der erfindungsgemässe Bohrer, insbesondere auf
Grund der grosscn Getiichtsersparnis sox^ie der unterschiedlichen
Abbau-Ilethode de.s Gesteins einen wesentlich
höheren Wirkungsgrad auf. Beim erfindungsgeirüssen
Bohrer v/ird der Bohrungsgrund nicht ώε-hr über seinen
gesaDiten Querschnitt bearbeitet, sondern zv7ischen dem
als Vorbohrer wirkenden Zentricransatz und den ura diesen
herum kreisenden Bohrzähnen bleibt ein kreisringförmiger Pfropfen bestehen, welcher nicht direkt von Schneiden
bearbeitet wird, sondern durch die Erschütterungen allmählich ausbricht. Dadurch, dass nicht das gesamte Bohrgut
unnütz au Staub verwählen vird, kann ein erheblicher leistungr.antsil
c-dngespart werden. Das relativ grobkörnige Eohrgut findet in der aentrischen Ausnehmung am Bohrkopf
genügend Platz, bevor es durch den freien Raum zwischen
zwei Bohrfingern in den hinteren Teil des Bohrloches gelangt.
Um ein seitliches Verklemmen des Eohrkopfes im Bohrloch
zu verhindern, ist der. Durcluuesser des Urakreiscs der
Bohrfinger vorzugsweise gegen das rückwärtige Ende
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^x BAD ORIGINAL
des Bohrkopfes hin verjüngt. Diese Verjüngung erleichtart
ebenfalls die BohmehlabfuhL· und trägt zur Verminderung
der Reibung der Böhrfinger im Bohrloch bei. Versuche
haben ergeben, dass die günstigsten Verhältnisse bei einem ileif-jumgswinkel von etua 5° vorliegen.
Beim erf indungsgemiissen Bohrer ist der Zentrioransats
dem grössten Verschleiß ausgesetzt. Es ist daher vorteilhaft,
wenn dieser Zentrier ansät ζ mit dem Bohrkopf
lösbar verbunden und dadurch auswechselbar ist. Die Verbindung der beiden Teile kann auf verschiedene
Arten erfolgen. Eine starre Verbindung, wie beispielsweise Verlöten, Verschrauben oder dgl. wirkt sich
gegenüber einer reibschlüssi^en Verbindung dadurch vorteilhaft
aus, dass bei einer starren Verbindung keine Energie bxwYLeistung infolge Umwandlung in warme verloren
geht. Um die Lebensdauer des Zentrieransatzes zu erhöhen, kann dieser vorteilhaft von einar Hartmetalleinlage
durchsetzt sein. Ist die HartEietalleinlage im Zentrieransatz eingelötet, wird mit Vorteil für diese
Lötstelle ein Lot verwendet, das gegenüber dem der Verbindung zwischen Zentrieransatz und Bohrkopf dienenden
Lot einen höheren Schmelzpunkt aufweist. Dadurch wird beim Auswechseln eines verlöteten Zentrieransatzes
die Lötstelle der Hartmetalleinlage nicht in Mitleidenschaft gezogen. Anstelle der Hartmetalleinlage
kann die Oberfläche des Zentrieransatzes aber auch mittels einer entsprechenden Wärmebehandlung gehärtet
werden. Die Standzeit de3 Zentrieransatzes kann noch verbessert werden, wenn dieser anstelle eines
völlig kreisrunden Querschnittes, einander gegenüberliegende plane Flächen aufweist.
Für die Abfuhr des durch den freien Raum zwischen zwei Bohrfingern in den hinteren Teil der Bohrung
gelangenden Bohrgutes trägt der Schaft des Bohrers
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BAD ORIGINAL
vorzugsweise eine: lose aufgesteckte Blechwendel, die
mittels ein==m. iiitnehsierele-msnt mit dem Bohrer in Xiirkverblndung
steht. Bei einem runden Schaft des Bohrers kann als Mitnahinereleiu-ant beispielsweise das vordere abgebogene
und zwischen svjei Bohrfinger des Bohrkopfes ragende Ende
des Blechvendels dienen oder die Wendel kann mittels
einem, int Schaft enthaltenen Keil mit dem Bohrer in Verbindung
stehen. Zur Mitnahme des BlechTiend&-ls kann anstelle
des runden Schaftes auch ein rait einem Profil beispielsweise
mit einem mehrksnts insbesondere sechskant
Profil - versehener Schaft verwendet werden, wobei
der Innenbereich der Wendel dem Profil des Schaftes entsprechend
ausgebildet, ist. Eine spezielle axiale Sicherung der Wendel erübrigt sich praktisch, da diese auf Grund
der Schraubbewegung durch die an der Bohrlochwandung auftretende,
unverciaidbarc Reibung automatisch gegen den
Bohrkopf hin geschoben wird. Sollte sich jedoch für bestimmte Zwecks eins axiale Sicherung der Wendel als notwendig
erweisen, so kann dies auf einfache Art durch Verschraubung oder dgl. erfolgen. Eine unlösbare Verbindung
des Blechvenüels, beispielsweise eine Verschweissung mit
dem Schaft ist deshalb nicht geeignet, weil es ebenfalls von Vorteil ist, wenn die Wendel, ausgetauscht werden kann.
Eine optimale Abfuhr des Bohrgutes wird erreicht, wenn
der Aussendurchniesser der Wendel im wesentlichen dem Uwkreisdurchmesser
der Bohrfinger entspricht. Um die Reibung
der Blechwendel in möglichst geringem Rahmen zu halten
kann der Durchmesser der Wendel gegenüber dem Umkreisdurchniesser
der Bohrfinger auch um ein geringes Mass
kleiner gehalten werden. Die beiden Versuchsergebnisse sind mit Bohrern erzielt worden, deren Blechwendel im
Durchmesser etwa 2-3 nan kleiner als der Umkreisdurchmesser der Bohrfinger ist.
Der erfindungsgercässe Bohrer soll nunmehr anhand der den
Gegenstand der Erfindung beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigen?
; 209852/0356
Fig. 1 eine Ansicht das- ^p
Bohr«-.*'«'* mit: aui:t;ti:»ei"iStCtK>
iilechwendel
Fi£, 2 eine lU-aitfsieht ?,v£ die Stirnseite
des? Bohrkopfea
Fig. 1 seigt den insgesamt rait I bezeichneten Bohrer
mit «einem Schaft 2 und dem aus drei vom Bohrerzentrum
vegr&genden Eohrfingern 3 gebildeten Bohrkopf 4. Ferner
ist aus Fig. 1 vrie auch aus Fig. 2 die zentrische Ausneter-jnc-5
am Bohrkopf 4 er nicht lieh, durch welche an den äusseren linden der Bohrf inger 3 achsporallGl gerichtete
Bohrii:ihne 6 gebildet wcjrden. Die Bohrsähne 6 sind jeweils
von elnar radial gerichteten dis Grundmaterial
leicht überrngondön Iiartnstallcinlago 7 durchsetzt. Ein
die Jiohrzähna 6 in ISohrrichtung üborragender Zentrieransotz
8 ist im gezeigten Fall <.:bcmfalls von einer das
Grundiaaterial leicht überragenden Hartnetalleinlege 9
durchsetzt.
Im weiteren ist aus Fig. 1 eine lose über den Schaft 2 gesteckte BlGchwandel 11 ersichtlich. Der radialen
Mitnahme auf dem Schaft 2 dient :1m gezeichneten Beispiel
das vordere Ende 11a dcis Hendels 11, das abgebogen
ist und zwischen sjwei Bohr finger 3 ragt.
In Figur 2 ist ferner ein Kreis 12 angedeutet, welcher hier aber nur den sich gegen d&s rückvrärtige B'nde des
Bohrkopfes 4 hin leicht verjunkenden Umkreis der Bohrfinger
3 symbolisieren soll, so dass der für die Abfuhr des Bohrguteö notwendige freie Raum 13 zwischen
zwei Bohrfingern 3 besser zum'Ausdruck koffiiat. Das Mass (χ)
kenns'eichnet din lichte ^eite an der Wurzellinie zweier
benachbarter Bohrsähne 6 durch die das Bahrgut von der zentrischen Ausnehmung 5 in ae.nt die grösste radiale
Ausdehnung (y) eufweiacnden, freien Raum 13 gelangen kann.
209862/0356 BAD ORIGINAL
Claims (9)
- Patentansprüche
- 1, Gesteinsbohrer, insbesondere für Bohrhäiamsr, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Kark-
- a) der Bohrer (X) weist einen Schaft (2) mit VoIlquerschnitt und einem Bohrkopf (4) aus mindestens drei radial vom Bohrerzentrum wegragenden Bohr« fingern (3) auf, wobei der Durchmesser das Umkreises (12) der Bohrfinger (3) den Querschnitt des Schaftes (2) übersteigt^
- b) eine zentrische Ausnehmung (5) am Bohrkopf (4) bildet an den. äussüVQn SmUm der Bohr finger (3) etwa aehsp&rallel gerichtete Bohr.?iihne (6), die von radial angeordneten Hartiuetal !einlagen (7) durchsetzt sind;
- c) im Zentrum des Bohrkopfes (4) ist ein, die Bohrzähne (6) in Bohrrichtung überragender Zentrier-ensatz (8) mit einem etwa kreisrunden Querschnitt engeordnet;
- d) OSq lichte Ueite (?;) an der Uurzellinie sw?ier benachbarter Bohrzähne (6), die grösste radiale Ausdehnung Cy) des von zwei Eohrfingern (3) und dem Bohrfingerumkreis (12) gebildeten freien Baumes (13) und die Tiefe der aentrischen Ausnehmung fand jeycils gleich oder grosser der Differenz zwischen den Inrikreisradius der Bahrzähne (6) und dem Radius de3 Zentrieransatzes (8),
- 2, Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasa sich der Durchmesser des Umkvoiaes (12) der Bohrfinger (3) gegen das rtickv'ärtige Ende des Pobrkopfes (4) hin verjüngt.
- 209852/0356 BAD ORIGINAL
- 9 . 21293133. Bohrer nach Anspruch 1 odor 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrieransata (8) lösbar mit dem Bohrkopf (4) verbunden ist.4. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dar Zentrieransatz (8) von einer Hartmetalleinlage (9) durchsetzt ist.5. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (2) eins lose aufgesteckte Blechuenäel ClI) trägt, die mittels einem HitneliLnsrelenient mit dem Bohrer (1) in Verbindung steht.6. Bohrer nach Anspruch 5, de.durch gekennzeichnet, dass der Auasendurchmcsser der VJendel (11) im wesentlichen dem Durchmesser das Uinkrc-lses (12) der Bohrfinger (3) entspricht.2. Ü ü α Ü-.-2 / ϋ 3 5 ί»BAD ORIGINALLeerseite
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