DE2735227C2 - Gesteinsbohrer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer zum Tiefbohren mit den Merkmalen des Gattungsbegriffes des Anspruches.

Bei einem bekannten Bohrer dieser Art (DE-GM 70 43 488) sind die Abfuhrnuten als großvolumige, spiralförmige verlaufende Kammern ausgestaltet, wobei die zwischen den Abfuhrnuten verbleibenden Teile der Bohrmantelfläche zur Verminderung der Wandreibung als Schmalführungskanten ausgebildet sind. Zur Vermeidung von Spannungsspitzen und Rissen, sind die Kammern in dem an die Schmalführungskanten angrenzenden Bereich mit einem etwa der Nutentiefe entsprechenden oder größeren Radius ausgerundet. Bei diesem bekannten Bohrer haben somit die an die Schmalführungskanten, die sogenannten Stege, angrenzenden Nutbögen in Richtung auf den Bohrerkern zu einen konkav bogenförmig ausgebildeten Verlauf, wobei der obere Teil der Bohrmehlnut die Rückenfläche des jeweiligen Steges unter einem spitzen Winkel schneidet. Durch diese Ausbildung wird ein schneller Abtransport des Bohrmehls und der Gesteinsplitter bei « hoher Arbeitsgenauigkeit und geringer Lochreibung erreicht.

In der DE-OS 19 27 754 ist ferner ein Gesteinsbohrer offenbart, der eine wendelförmig eingeschnittene Abfuhrnut für Bohrmehl hat, die über gekrümmte Endabschnitte in die Bohreraußenmantelfläche übergeht. Die Kernmantelfläche ist bei diesem Bohrer mit Ausnahme einer definierten Strecke »S« von mindestens annähernd einem Drittel der Breite der Abfuhrnut bogenförmig ausgebildet, wobei jedoch diese Strecke »S« gleichfalls eine flache Kurve bzw. einen annähernd geradlinig verlaufenden Bogen bildet.

Aufgrund dieser Ausbildung sind zur Herstellung dieser bekannten Bohrer komplizierte Werkzeuge wie bspw. Formfräser oder Formschleifscheiben erforderlieh. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Gesteinsbohrern zum Tiefbohren mit kleinem Durchmesser von bspw. 5 bis 20 mm nachteilig, da diese als Massenartikel hergestellt werden.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gesteinsbohrer der eingangs erwähnten Art mit kleinem Durchmesser von vorzugsweise 5 bis 20 mm so auszubilden, daß die Böden der Bohrmehlnuten in einfacher Weise ohne Formfräser bzw. Formschleifscheiben und damit der Bohrer als solcher einfach und billig als Massenartikel herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Bohrer der eingangs erwähnten Art mit den Merkmalen des Anspruches geiöst

Dadurch, daß erfindungsgemäß der Boden der Bohrmehlnut von der Bohrmehltragfläche aus über seine ganze Länge geradlinig bis zur Rückenfläche des Steges verläuft, lassen sich solche Gesteinsbohrer unter Vermeidung bisher notwendiger Formfräser oder Formschleifscheiben mittels einfach ausgebildeter Werkzeuge wesentlich einfacher herstellen. Weiter ergibt sich der Vorteil, daß bei Verschleiß der Stege und ihrer dadurch bedingten Verkleinerung im Querschnitt im Vergleich zu den bekannten bogenförmig verlaufenden Böden der Bohrmehlnuten die sich ergebende Vergrößerung der Rückenbreite der Stege linear verläuft, so daß auch nach langer Einsatzdauer ein hoher Bohrfortschritt gewährleistet ist Vorteilhaft ist ferner, daß die BohrmehJtragf/äche bei dieser Ausbildung auch bei fortlaufendem Verschleiß langer erhalten bleibt als bei bekannten Bohrern, so daß ein stets ausreichend großer Sammelraum für das Bohrmehl bei Verschleiß des Bohrers gegeben ist. Durch die sich ergebende proportionale Vergrößerung der Rückenbreite der Stege vergrößert sich die Führungsfläche des Bohrers in gleicher Weise, so daß dieser auch nach langer Einsatzdauer einen großen Bohrfortschritt hat. Die ebenfalls bei Verschleiß zwangsläufige lineare Abnahme des Bohrerdurchmessers bewirkt schließlich, daß die Bohrmehltragfläche auch bei Verschleiß optimal erhalten bleibt, wodurch wiederum ein stets ausreichender Sammelraum für das Bohrmehl gegeben ist.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Gesteinsbohrer,

F i g. 2 den Gesteinsbohrer gemäß F i g. 1, bei dem nur ein Teil der Bohrnuten dargestellt ist,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie II1-1II in Fig. 1,

F i g. 4 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus F i g. 3.

Der in der Zeichnung dargestellte Gesteinsbohrer ist insbesondere für drehschlagendes Bohren geeignet und weist eine Bohrschneide 1 auf, die vorzugsweise durch eine eingelötete Hartmetallplatte gebildet wird. Die Bohrschneide 1 besteht aus zwei dachförmig zueinander angeordneten Schneideabschnitten la und Xb, denen jeweils eine Bohrmehlnut 2 bzw. 3 zugeordnet ist. Die beiden Bohrmehlnuten 2, 3 verlaufen wendelförmig um die Bohrerachse 4 und sind in Axialrichtung durch wendelförmig um die Bohrerachse verlaufende Stege 5 und 6 begrenzt. Im Bereich der Bohrerspitze ist der Steganlauf 5', 6' geradlinig ausgebildet, wodurch sich eine beidseitig gute Abstützung der Hartmetallplatte und große Lölflächen zur sicheren Befestigung der Hartmetallplatte am Bohrkörper ergeben. Die Bohrmehlnuten 2,3 gehen im Bereich des Einspannendes des Bohrers in einen zylindrischen Abschnitt 7 des Bohrers über, der an das Einspannende 8 anschließt.

Der Gesteinsbohrer hat vorzugsweise Durchmesser von 5 bis 20 mm und ist zum Tiefbohren vorgesehen. Vorteilhaft beträgt das Verhältnis der Bohrerlänge L zum Nenndurchmesser D etwa 20 :1. Wie Fi g. 1 zeigt, ist der Nenndurchmesser D durch die Breite der Hartmetallplatte 1 bestimmt. Die Länge L des Bohrers

entspricht dem Abstand zwischen der Bohrerspitze 9 und dem freien Ende des Einspannendes 8 (F i g. 2).

Der Steigungswinkel λ der beiden Bohrmehlnuten 2, 2 beträgt vorteilhaft höchstens 40°. Infolge dieser verhältnismäßig geringen Steigung der Bohrmehlnuten wird die Bohrmehlförderung verbessert

Wie die F i g. 3 und 4 zeigen, haben die Bohrmehlnulen 2,3 asymmetrischen Querschnitt Der Boden 10 der Nut 2, 3 verläuft, im Axialschnitt gesehen, über seine ganze Länge geradlinig und schließt einen Winkel β von etwa 15° mit der Bohrerachse 4 ein. Das dam Einspannende 8 zugewandte Ende des Nutbodens 10 schließt winklig an die Rückenfläche 11 des Steges 5, 6 an. Vorteilhaft beträgt der Winkel ö zwischen dem Nutboden 10 und der Rückenfläche 11 etwa 15° (F i g. 3). Das der Bohrerspitze 9 zugewandte Ende des Nutbodens 10 geht bogenförmig in die Bohrmehltragfläche 12 über. Die Tragfläche 12 ist um einen Winkel γ von etwa 5 bis 10° unterschnitten. Dadurch schließt die Bohrmehltragfläche im Bereich der Rückenfläche des Steges 5,6 mit der Bohrerachse 4 einen in Richtung auf das Einspannende 8 sich öffnenden spitzen Winkel ein. Das auf der Tragfläche liegende Bohrmehl wird infolge der Hinterschneidung während des Bohrens bei auftretenden Axialstößen in Richtung auf den Nutboden 10, also in den Sammelraum 13 der Nut 2,3 gelenkt. Das Bohrmehl bleibt dadurch während des Bohrens innerhalb der Nut 2,3 und wird rasch aus dem Bohrloch gefördert.

Die Tragfläche 12 liegt über nahezu ihre gesamte Länge auf einem Kreisbogen mit einem Radius r, der etwa das 0,7- bis 0,8fache des Abstandes f zwischen dem Bohrerkern 14 und der Bohrerhüllfläche 15 beträgt (F i g. 2). Dadurch hat der Bohrer bei großem Sammelraum 13 noch eine ausreichende Dicke, so daß er in diesem Bereich eine ausreichende Knickfestigkeit hat. Der Keilwinkel ε zwischen der Bohrmehltragfläche 12 und dem Boden 10 der in Richtung auf die Bohrerspitze 9 folgenden Nut liegt zwischen etwa 70° und 80°.

Im Axialschnitt nimmt die Tiefe der Nut von der Bohrmehltragfläche 12 aus in Richtung auf das Einspannende 8 stetig ab. Infolge des verhältnismäßig kleinen Winkels ö zwischen der Rüokenfläche 11 des .Steges 5, 6 und dem Nutboden 10 findet bei Verschleiß, also bei radialer Verkleinerung der Querschnittsfläche der Stege 5, 6 eine starke Vergrößerung der Rückenfläche F der Stege und damit der Bohrerführungsfläche statt. Wie in F i g. 4 deutlich zu erkennen ist, nimmt im Axialschnitt die Rückenbreite Fo über Fi und F2 bis F3 über eine kleine radiale Länge rasch zu. Infolge einer solchen Verbreiterung der Rückenfläche in axialer Richtung beim Verschleiß des Steges 5 bzw. 6 wird der Verschleiß pro Zeiteinheit mit zunehmender Einsatzdauer stark verringert Dadurch bleibt ein großer Bohrfortschritt und eine rasche und einwandfreie Bohrmehlförderung auch nach langer Einsatzdauer des Bohrers erhalten.

Zur Verringerung der Wandreibung ist das Verhältnis der Bohrmehlnutenbreite N zur Rückenbreite F vorteilhaft größer als 5 :1. Bei einem solchen Verhältnis haben die Stege 5, 6 nur eine geringe Breite, wodurch die Reibung an der Bohrlochwand verringert und die Größe der Bohrmehinuten 2, 3 vergrößert werden. Die verringerte Stegbreite und die damit erreichte Vergrößerung der Bohrmehinuten 2,3 erhöhen die Einsatzdauer des Bohrers und verbessern den Bohrfortschritt.

Der Bohrerkern 14 ist über nahezu die gesamte Länge der Bohrmehinuten 2,3 zylindrisch ausgebildet (F i g. 2), wobei die Zylinderachse durch die Bohrerachse 4 gebildet wird. Der Bohrerkern 14 wird durch den von den Bohrmehinuten 2, 3 umschlossenen Abschnitt des Bohrers gebildet. Beim Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser d des Bohrerkerns 14 höchstens halb so groß wie der Nenndurchmesser D. Der Bohrer besitzt dadurch einen äußerst geringen Stirnwiderstand, der zusätzlich einen hohen Bohrfortschritt sicherstellt. Außerdem gibt der geringe Kerndurchmesser d in Verbindung mit der asymmetrischen Fördernut 2,3 dem Bohrer große Schlankheit und hohe Elastizität und damit eine große Knickfestigkeit. Im Endbereich 16 des Bohrers verbreitert sich der Bohrerkern 14 in Richtung auf den Bohrerschaft 8.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gesteinsbohrer zum Tiefbohren für Drehschlag- und Hammerbohrmaschine, mit Bohrschneiden und mit zwei Bohrmehlnuten, die in Axialrichtung von jeweils einem wendelförmig um die Bohrerachse verlaufenden, mit einer geradlinigen Rückenfläche versehenen Steg begrenzt sind, dessen Rückenfläche parallel zur Bohrerachse verläuft und dessen eine dem Einspannende des Bohrers zugewandte Seitenfläche eine Bohrmehltragfläche bildet, die in den Boden der Bohrmehlnut übergeht und die Rückenfläche unter einem spitzen Winkel schneidet und bei dem ferner das Verhältnis der in Achsrichtung des Bohrers gemessenen Breite der Bohrmehlnut zur Rückenbreite des Steges größer als 5:1 ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (10) der Bohrmehlnut (2,3) von der Bohrmenltragfläche (12) aus über seine ganze Länge geradlinig bis zur Rückenfläche (11) des Steges (5,6) verläuft