DE2152127B2

DE2152127B2 - Gesteinsbohrer

Info

Publication number: DE2152127B2
Application number: DE19712152127
Authority: DE
Inventors: Joachim 2000 Hamburg Meißner
Original assignee: SEEFLUTH UWE C 2000 HAMBURG DE
Current assignee: SEEFLUTH UWE C 2000 HAMBURG DE
Priority date: 1971-10-20
Filing date: 1971-10-20
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2152127A1; DE2152127C3

Description

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die bei Gesteinsbohren) für hartes Gestein anzutreffenden und auf die ungünsiige Schneidengeometrie zurückzuführenden Schneidverhältnisse an der unmittelbaren Bohrerspitze hat man im wesentlichen dadurch zu verbessern versucht, daß die Bohrerspitze mit einer Ausnehmung oder Vertiefung versehen wurde. Beim Bohren bröckelt dann das Gestein in diesem Bereich etwas leichter weg, was zu einer gewissen Verbesserung der Bohrleistung führt. Derartige Ausbildungen der Bohrerspitze sind z. B. in der DE-OS 20 38 979, der DE-PS 8 03 895, der DE-PS 6 86 895. der CUPS

3 13 l33,derBE-PS5 19 905 sowie in der Literaturstelle Bergbautechnik, Juni 1953, Seite 298, beschrieben.

Unter diesen Druckschriften ist die erstgenannte hervorzuheben, da in ihr die mittige Vertiefung des Gesteinsbohrers im Querschnitt betrachtet dachförmig ausgebildet ist und somit eine Schneide darstellt, die die Zerieilung der betreffenden Gesteinsstelle verbessen. Jedoch ist dieser bekannte Gesteinsbohrer nicht ak Drehbohrer bzw. Drehschlagbohrer verwendbar, da die erwähnte Mittenschneide — in Aufsicht auf den Bohreranfang betrachtet — parallel zu seinen Huu|>tschnciden verläuft und jedes Ende dieser Schneide ruh dem inneren Ende der jeweils zugehörigen llaiipi schneide über je eine schrägveriaulende Kante verbunden ist. Diese beiden, sich beim .Schleifen der Freiflächen und der Mittenschneide ergebenden Kamen sind stumpl tirui somit relativ stark bohrhummend utid weisen außerdem einen reialiv groben Abstand von de-Bohrerlängsachse auf, weshalb sie einen erhöhten lidhrvvidcrstand bewirken.

Bekannt sind lenur sogenannte /wcil'lügelbohrer, wio sie· λ B. in der US-PS 2b H! 07! und in dei GU-PS

4 23 6-17 offenbart miv.I. Dies·.' iinhrer snul iiur I'm müdes Gestein geeignet und weisen daher im Bohrei mine Ausnehmungen ohne besondere Anschliffgeometrie auf, da das Gestein aufgrund seiner Weichheit keine Abtragprobleme hervorruft.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung

■ eines Gesteinsbohren zum Bohren von Gestein, Beton oder ahnlichem Material, der gegenüber den bekannten Gcsicinsbohrern durch eine verbesserte Schneideogeometrie wesentlich gesteigerte Bohrleistungen und Standzeiten aufweist sowie im Dreh-, Schlag- und

' Hammerbohrverfahren einsetzbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben.

Der erfindungsgemäß gestaltete Gesteinsbohrer ist universell als Dreh-, Schlag- und Hammerbohrer für hartes Gestein verwendbar, und es kann mit ihm eine wesentlich erhöhte Bohrleistung bei gleichzeitig erhöhter Standzeit erzielt werden. Diese Vorteile werden durch den erfindungsgemäßen Verlauf der mittigen Bohrerschneide erzielt, so daß der Gesteinsbohrer keine hemmenden Bereiche an der Bohrerspitze aufweist. Gleichfalls ergibt sich ein einfacher Aufbau der Bohrerspitze, deren Schneiden sich leicht nachschleifen lassen. Insgesamt ist ein an den Schneiden optimal ausgestalteter Bohrer für hartes Gestein, Beton mit oder ohne Bewehrungen und dergleichen geschaffen, der sich insbesondere auch für das Drehbohren eignet.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gesteinsbohrers nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Aufsicht auf die Spitze des Bohrers nach Fig. 1.

F i g. 3 eine Aufsicht auf eine abgeänderte Bohrerspitzc,

Fig.4 eine Seitenansicht auf eine Bohrerspitze mit einem zusätzlichen Korrkcturanschliff,

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in F i g. 4.

Der in Fig. I gezeigte Bohrer !,der als Wendelbohrer ausgebildet ist und allgemein als Spiralbohrer bezeichnet wird, besteht aus einem Einspannschaft 2 und einem sich hieran nach oben anschließenden Wendelabschnitt mit einem gewendeilen Bohrersieg 3. der zwischen sich die Spannut in bekannter Weise einschließt. An der Bohrerspitze ist gemäß Fig. 2 ein übliches Hartmetall-Plältchen 4 eingelassen. Die Freiflächen 5, 6 des Bohrers sind nach Art eines Kegelmantels geschliffen, wobei der im allgemeinen zwischen I1O^C und 140' liegende Spi./enwinkel beim Ausführungsbeispiel 120" beträgt.

Das Hartmetall-Plättchen 4 überragt im allgemeinen mit seinen die Nebenschneiden tragenden Außenbereichen den übrigen Bohrerumfang, wie einige der Figuren zeigen. Die beiderseits der Bohrerlängsachse 7 liegen den llauptsehneiden des Bohrers sind mit den Ziffern 8 und 9 bezeichnet, während die Arbeitsdrehrichuini.' durch den Pfeil A angegeben ist

/wischen den beiden llatiplschneiden 8, 9 ist eine Ausnehmung vorgesehen, die durch zwei unter einem suimplen Winkel in einer Dachfirstlinie /iisammenuelfendu Auskehlung gebildet ist. In den Figuren ist diese Dachfirstlinie mit der Zitier 10 und sind the Aiiskehlnn >ren mn den Ziffern Il und 12 gekennzeichnet. l::i libni'cn sind der besseren llhersielil wt\e'eii in <!. η /.eu-hniinpen auch a IK- einander gleichen oder enis|MV eilenden Teile mit denselben Bezugs/iffern verseuch.

Die rine .Schneide bildende Daelifirstlinic 10 ist nun sijjekiM. daß sit die inneren, der Bohrerläng'.achsi· 7 /iiL'ekelirien 1-indtMi 1!, 14 der I lauptsehneideii 8, 4

unmittelbar miteinander verbindet, und zwar so, daß sie in Aufsicht auf die Bohrerspitze betrachtet, eine gerade Linie darstellt, wie die Fig. 2 und 3 deutlich zeigen. Es hat sich als praktisch und zweckmäßig erwiesen, der Schneide IO einen — in Seitenansicht gesehen — teilkreisförmigen oder teilovalförmigen Verlauf zu geben, wie es aus den Fig. 1 und 4 hervorgeht. Allerdings kann die Schneide 10 auch einen U-förmigen bzw. V-förmigen Verlauf mit vorzugsweise verrundeter Spitze hsben. Vorteilhaft werden winküge Ecken und die Übergänge zu den Hauptschneiden 8, 9 leicht verrundet, um die Gefahr des Ausbrechens an diesen Stellen zu verringern.

Wie in den Fig.4 und 5 mit dem Bezugszeichen 15 angedeutet ist, kann die Spannfläche so gelegt sein, daß ein negativer Spanwinkel gegeben ist, der vorzugsweise nicht größer ist als 15\

Die die Ausnehmung an der Bohrerspitze bildenden beiden Auskehlungen Ii, 12 können rbweichend von den Darstellungen in bezug auf ihre Länge so ausgebildet sein, daß sie nur auf die Breite des Hartmetall-Plättchens 4 beschränkt sind. Abgesehen davon, daß diese Ausführungsart wegen der beschränkten räumlichen Gegebenheiten beim Schleifen Schwierigkeiten machen könnte, wird es bei den meisten Anwendungsfällen zweckmäßig sein, die Auskehlungen 11, 12 in die Freiflächen 5,6 übergehen zu lassen, wie es z. B. in den F i g. 2 bis 5 gezeigt ist. Diese Möglichkeit bringt den Vorteil, dall das beim Bohren von Gestein und dergleichen entstehende Bohrklein bzw. Bohrmehl zumindest zum Teil nicht zwischen die Freiflächen und das zu bohrende Material gelangt, sondern vielmehr über die Auskehlungen 11, 12 gleich und direkt in die Bohrerspannuten eintritt und ohne weiteres abgeführt wird.

Wie in F i g. 4 gezeigt ist, können die Übergänge zwischen den Spanflächen 15 und den Hauptschneiden 8, 9 durch je eine Fase 16 gebildet sein, was sich beim Bohren von sehr hartem Gestein als vorteilhaft erweist. Wie ebenfalls aus dieser Figur entnommen werden kann, können die über die Bohrerspitze verlaufenden Auskehlungen 11,12 am Übergang zu den Spannuten 17 mit je einer Fase 18 versehen werden, wodurch weiterhin ein besseres Abführen des Bohrkleins bzw. Bohrstaubs erreicht wird, was sich wegen der besonderen Anordnung der dachfirstförmigcn Schneide 10 deshalb als vorteilhaft erweisi. weil diese im Gegensatz zur sonstigen »Querschneide« relativ aktiv am Bohrvorgang teilnimmt und das gebohrte Material an der Bohrerspitze in zwei Materialströme schneidet.

Bei allen Ausfiihrungsbeispieien beträgt die Breite der Ausnehmung in der Bohrermitte — parallel zu den Hauptschneiden gemessen — nicht mehr als 42% dS Bohrerdurchmessers.

Zur Herstellung einer Ausführungsform des beschriebenen Bohrers wird zweckmäßigerweise von einem üblichen Bohrer ausgegangen, bei dem die beiden inneren Enden der Hauptschneiden durch eine sogenannte Querschneide verbunden sind. Die Anschliffe zur Herstellung der Auskehlungen II, 12 werden dann so geführt, daß die Dachfirstlinie — in senkrechter Projektion auf die Bohrerspitze gesehen — sich mit dem ursprünglichen S'erlauf der Querschneide deckt.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß je nach Breite des Hartmetall-Plättchens 4 und des Bohrerdurchmessers der in F i g. 4 angedeutete und innen zwischen dem Verlauf der Hauptschneiden 8,9 und dem Verlauf der Dachfirstlinie 10 gemessene Winkel zweckmäßigerweise kleiner als 160° und größer als 100" ist.

Die erhaltenen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein Steinbohrer, dessen gegenüberliegende Hauptschneiden bei Rotation einen Kegelstumpfmantel beschreiben und dessen Bohrerzentrum eine Ausnehmung mit speziellem Schneidenverlauf aufweist, bei Verwendung des Bohrers im Dreh-, Schlag- oder Hammerbohrverfahren zu merklich höheren Bohiieistungen führt. Ein besonderer Vorteil des Bohrers besteht darin, daß ein leicht herstellbarer Standardbohrer mit im wesentlichen verbesserten Bohrleistungen entsteht. Die Auskehlungen 11, 12 bzw. die Anschliffe dafür sind kostengünstig durchzuführen und unter Beibehaltung der standardmäßigen Kegelstumpfmantelform der rotierenden Hauptschneidkanten wirtschaftlich herzustellen. Beim Bohren selbst besteht der Vorteil der Bohrerspitze darin, daß weder ein Ausbrechen noch ein vorzeitiger Verschleiß des Hartmetalleinsatzes zu befürchten ist und daß eine gesteigerte BohrleisUing erzielt wird. Wie die Praxis gezeigt hat, ergibt sich durch die vorgeschlagene Gestaltung der Bohrerspitze — insbesondere beim Schlagbohren — eine Steigerung des Bohrfortschritt? bis zu 100%. eine Mehrleistung, die sich durch das Zusammenwirken des neuen Verlaufes der Schneidkante des vertieften Bohrerzentrums mit den übriper Mcrkmalen der Schneidengconietrie erzielen läßt.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

!.Gesteinsbohrer zum Bohren von Gestein, Beton oder dergleichen Material, der an der Bohrerspitze ein eingelötetes Hurtmeiallpläiichen aufweist, an dem die beiden, sich diametral gegenüberliegenden Hauptschneiden vorgesehen sind, die bei Rotation des Bohrers einen Kegelslumpfmantel beschreiben und zwischen deren innerem Ende eine durch die Bohrerlängsachse verlaufende und, in Aufsicht auf die Bohrerspitze betrachtet, gerade Schneide vorgesehen ist, wobei der Spanwinkel an den Hauptschneiden Null oder negativ ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erwähnte, in an sich bekannter Weise an einer vertieften, im Querschnitt dachförmigen Auskehlung ausgebildete Schneide (IG) von dem inneren Ende der einen Hauptschneide (8) bis zu dem inneren Ende der anderen 'Hauptschneide (9) erstreckt und daß der zwischen der jeweiligen Hauptschneide (8,9) und dem Verlauf der Schneide (JO) gemessene Innenwinkel in einem Bereich größer als 100° und kleiner als 160° liegt.
2. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden, die vertiefte Auskehlung bildenden Kehlanschliffe (H₁ 12) an ihrem Übergang zur Spannut mit einer Fase (18) versehen sind.