DE29519484U1

DE29519484U1 - Bohrer

Info

Publication number: DE29519484U1
Application number: DE29519484U
Authority: DE
Original assignee: Drebo Werkzeugfabrik GmbH
Current assignee: Drebo Werkzeugfabrik GmbH
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2005-12-09
Also published as: GB2307930A; GB9624641D0

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei einem derartigen Bohrer wird das Bohrwerkzeug von einer Adapterstange gehalten. Es kann bspw. eine Bohrkrone oder ein Vollbohrer größeren Durchmessers eingesetzt werden, der austauschbar an dem vorderen Ende der Adapterstange befestigt ist. Diese Lösung hat gegenüber einstückigen Bohrern den Vorteil, daß für einen Wechsel des Bohrerdurchmessers lediglich die Bohrkrone und nicht der ganze Bohrer ausgewechselt werden muß. Der erforderliche Materialeinsatz für unterschiedliche Bohrer ist damit erheblich vermindert, und auch die für die Lagerhaltung erforderliche Fläche ist stark reduziert. Diese Vorteile kommen besonders bei der Verwendung von Bohrwerkzeugen mit größeren Durchmessern, wie bspw. 125 mm, zum Tragen.

Gerade bei Bohrkronen mit größerem Durchmesser entsteht durch die induzierte Schlagbohrenergie eine erhebliche Materialbelastung, und zwar insbesondere am Übergang zwischen Adapterstange und Bohrwerkzeug. Zahlreiche Versuche sind unternommen worden, um die eingeleiteten Belastungen materialschonend auffangen zu können. Bspw. ist versucht worden - wie es aus der DE-OS 42 43 151 bekannt geworden ist - mittels eines besonders gestalteten Gewindes die zu übertragenden Schlagkräfte aufzunehmen. Gegenüber den an sich bekannten Lösungen mit einem Innenkonus und einem Außenkonus steht bei einem Gewinde jedoch eine geringere Kraftübertragungsfläche zur Verfügung. Diese führt unweigerlich zu einem zu hohen Flächendruck, so daß das Gewinde ausschlägt und bereits nach kurzer Laufzeit für die Übertragung hoher Schlagbohrleistungen nicht mehr geeignet ist. Ferner geht durch die Gewindetoleranzen Energie verloren, was dazu führt, daß an der Adapterstange Temperaturen von bis zu 300⁰C entstehen.

Um die Adapterstange weiter zu stabilisieren, sind verschiede-

ne andere Maßnahmen vorgeschlagen worden. Bspw. hat man an einer Stirnfläche der Adapterstange eine Art Flansch vorgesehen, um aufgrund von Asymmetrien eingeleitete Kippschwingungen des Bohrwerkzeugs zu reduzieren. Auch wurde versucht, die Adapterstange möglichst kurz und kompakt zu halten, wobei trotz einer derartigen kurzen Adapterstange Schäden festgestellt wurden. Zudem entspricht dann in vielen Fällen die Bohrlänge nicht mehr den Anforderungen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bohrer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, der trotz der Verwendungsmöglichkeit auch unterschiedlicher Bohrwerkzeuge und unterschiedlicher Maschinenleistungen eine gute Haltbarkeit der Bohrer ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Überrachend ergibt die erfindungsgemäße Konstruktion auch beim Betrieb mit Hochleistungsmaschinen eine geringere Schadensintensität an der Adapterstange. Die Adapterstange wird durch die Flächenpressung, die von dem Innenkonus des Bohrwerkzeugs auf den Außenkonus der Adapterstange ausgeübt wird, dort verdichtet, wobei überrachend trotz reduziertem Materialeinsatz die Bruchgefahr sinkt. Das rückwärtige Ende des Innenkonus' des Bohrwerkzeugs liegt praktisch frei, nachdem sich ein Spalt zwischen dessen rückwärtigem Ende und dem zylindrischen Teil der Adapterstange erstreckt, der nach vorne hin spitz zuläuft.

Die erfindungsgemäße Lösung stellt praktisch eine Art Gelenkfunktion zwischen Adapter und Bohrwerkzeug sicher. Insbesondere bei härter schlagenden Maschinen wird ein Teil der eingebrachten Energie von der Adapterstange aufgenommen, so daß die vorhandenen Bohrkronen auch bei diesen Maschinen weiterverwendbar sind. Die Adapterstange ist in ihrer Ausgestaltung so

bemessen, daß eine Art Selbstkompensation auftritt: Bei Maschinen mit größerer Leistung wirkt die Adapterstange entsprechend weicher, während sie bei üblichen Maschinen härter wirkt, zumal die durch die Flächenpressung zwischen Innenkonus und Außenkonus erzeugte Aussteifung stabilisierend wirkt.

Der erfindungsgemäße Bohrer dient somit der automatischen Leistungsanpassung, wobei es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen ist, eine Eindrehung vorzusehen, die je nach der Art des Bohrwerkzeugs auftretenden Querkräfte weiter dämpft.

Erfindungsgemäß ist es ferner vorgesehen, keine Querbohrungen in der Adapterstange auszubilden.

Die Eindringtiefe des Außenkonus^! in den Innenkonus ist bewußt so gewählt, daß die vordere Spitze des Außenkonus¹ und damit der Adapterstange nicht an ein etwaiges Sackloch der Bohrkrone anstößt. Hierdurch ist stets ausreichend Spiel zwischen Adapterstange und Bohrkrone vorhanden, so daß die durch die Flächenpressung zwischen Innen- und Außenkonus erzeugte Verformung nicht durch ein etwaiges Anschlagen der Adapterstange an einem Sackloch behindert wird. Die betreffende Flächenpressung ist vielmehr erwünscht, und es ist erfindungsgemäß wesentlich, daß anschließend an den Bereich besonderer Flächenpressung der Adapterstange keine scharfe Querschnittsänderung vorliegt.

Bevorzugt ist die Adapterstange anschließend an den Außenkonus, also am hinteren Ende des Außenkonus', zylindrisch. Bevorzugt erfolgt der Übergang zwischen der Adapterstange und dem Außenkonus jedoch über einen konkaven Radius. Dementsprechend ist der Durchmesser der Adapterstange geringer als der Durchmesser des Außenkonus' an seinem hinteren Ende. Obwohl das rückwärtige Ende des Innenkonus¹ den Außenkonus nicht berührt, ist die Adapterstange am Übergangsbereich noch relativ steif, was u.a. auf die Flächenpressung im Konusbereich zu-

rückzuführen ist. Um sie hier noch weicher zu machen, ist es auch möglich, den Durchmesser der Adapterstange nach hinten hin noch weiter zu vermindern, um die Gelenkfunktion an dieser Stelle besser zu unterstützen.

Überraschend ergibt sich somit trotz der Materialeinsparung eine Stabilisierung und Verbesserung der Haltbarkeit, wobei es erfindungsgemäß besonders günstig ist, daß die durch etwaige Kippschwingungen eingeleitete Kerbwirkung des rückwärtigen Endes des Innenkonus' auf die Adapterstange vollständig ausgeschaltet wird.

Es versteht sich, daß die Langenverhaltnisse von Innenkonus zu Außenkonus in weiten Bereichen an die Erfordernisse angepaßt werden können. Regelmäßig ist der Außenkonus der Adapterstange kürzer als der Innenkonus der Bohrkrone oder des Vollbohrers. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf Bohrwerkzeuge mit Sacklochbohrungen für die Aufnahme der Adapterstange beschränkt ist. Wenn bspw. eine Durchgangsbohrung verwendet wird, kann der Außenkonus der Adapterstange durch die Durchgangsbohrung in der Bohrkrone hindurchragen, so daß in diesem Fall der Innenkonus auch kürzer als der Außenkonus sein kann.

Besonders günstig ist es auch, daß der erfindungsgemäße Bohrer aus bereits vorhandenen Bohrkronen sowie den besonders ausgebildeten Adapterstangen in Anpassung an die vorhandenen Bohrkronen zusammengesetzt sein kann.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bohrers anhand der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bohrers ,-

Fig. 2 eine Auschnittsvergroßerung zur Darstellung eines Schnitts des für die Erfindung wesentlichen Übergangs zwischen dem Bohrwerkzeug und der Adapterstange; und

Fig. 3 eine modifizierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrers, dargestellt in einer vergrößerten Schnittansicht des "Übergangs zwischen dem Bohrwerkzeug und der Adapterstange.

Der in Fig. 1 dargestellte Bohrer 10 weist ein Bohrwerkzeug 12 und eine Adapterstange 14 auf, die in Fig. 1 in ihrem vorderen Teil dargestellt ist. Das Bohrwerkzeug 12 ist im Beispielsfall als Bohrkrone ausgebildet. Es kann auch eine beliebige andere Bohreinheit, bspw. ein Vollbohrer anstelle dessen verwendet werden.

Die Bohrkrone oder das Bohrwerkzeug 12 weist einen an sich bekannten Aufbau als Hohlbohrer auf, an dessen vorderen Umfangsrand eine Reihe von Hartmetallplatten 16 eingesetzt sind, wobei aus der Darstellung in Fig. 1 sieben Hartmetallplatten ersichtlich sind.

Die Bohrkrone 12 ist im wesentlichen topfförmig ausgebildet und weist hinten ein zentrisches Sackloch auf, das einen Innenkonus 18 bildet. Dieser Innenkonus 18 dient der Aufnahme eines Außenkonus¹ 20 der Adapterstange 14. Der Konuswinkel von Innenkonus 18 und Außenkonus 20 ist so gering, daß auch beim Schlagbohrbetrieb das Bohrwerkzeug praktisch unverlierbar in der Adapterstange 14 gehalten ist.

Die Adapterstange 14 weist an ihrem vorderen Ende ebenfalls eine Sacklochbohrung 22 auf, die entweder der Aufnahme eines Zentrierbohrers oder bei Bedarf der Aufnahme einer Kontermutter dient.

Der Innenkonus 18 des Bohrwerkzeugs läuft an seinem rückwärti-

gen Ende 24 in einer Fase 26 aus. Die Adapterstange 14 hat einen geringeren Außendurchmesser als das rückwärtige Ende 24 des Innenkonus' 18, so daß das Ende 24 keinen Kontakt mit der Adapterstange 14 hat. Vielmehr endet ein hinteres Ende 28 des Außenkonus¹ 20 vor dem Ende 24 des Innenkonus¹ 18, wie es besser aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist.

Die Adapterstange 14 weist ferner eine Eindrehung 30 auf, die über einen gewissen Abstand und von dem Bohrwerkzeug 12 beabstandet die Adapterstange 14 noch weicher macht. Die Eindrehung 30 weist sanfte Übergänge zum Außendurchmesser des zylinderförmigen Teils der Adapterstange 14 auf.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bohrers 20 anhand eines Detailschnitts dargestellt. Die Adapterstange 14 liegt mit ihrem Außenkonus 20 an dem Innenkonus 18 des Bohrwerkzeugs 12 an. Die Anlage erfolgt im Beispielsfalle über die gesamte Mantelfläche des Außenkonus' 20 über eine Tiefe E. Die Tiefe E ist geringer als die gesamte Länge des Innenkonus' 18 von seinem vorderen Ende 32 bis zu seinem hinteren Ende 24. Über den Bereich der Tiefe E entsteht eine hohe Flächenpressung für die Adapterstange 14. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Bereich des Endes 24 deutlich von dem Bereich des Endes 28 des Außenkonus¹ beabstandet. Demgegenüber ist der Abstand bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wesentlich geringer. Dieser Abstand kann an den Anwendungsfall im einzelnen angepaßt werden.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, verläuft die Adapterstange anschließend an den Außenkonus nicht exakt zylindrisch, sondern springt in ihrem Durchmesser zurück. Hierzu ist ein konkaver Radius 40 vorgesehen, der es ermöglicht, daß der Durchmesser der Adapterstange 14 in ihrem Verlauf etwas geringer als der Durchmesser des Außenkonus' an seinem hinteren Ende 28 ist.

Wie aus den Fig. 2 ersichtlich ist, besteht zwischen dem vorderen Ende 32 des Innenkonus' und dem vorderen Ende 34 des Außenkonus¹ ein Spalt 36. Es ist vorgesehen, daß die Adapterstange an ihrer Stirnseite 34, die zugleich dem Ende 34 des Außenkonus¹ 20 entspricht, nicht an dem Bohrwerkzeug 12 anliegt, so daß die Verbindung lediglich über die Passung zwischen den beiden Konen vorgesehen ist.

Während die Ausführungsform gemäß Fig. 2 eine Fase 2 6 mit einem Fasenwinkel von etwa 45° zeigt, ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 eine Abrundung 38 am hinteren Ende 24 des Innenkonus¹ 18 vorgesehen.

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Claims

Ansprüche:

1. Bohrer mit einem Bohrwerkzeug, insbesondere einer Bohrkrone, und einer Adapterstange für den Antrieb des Bohrwerkzeugs, die einen Innenkonus für die Einführung eines Außenkonus' an dem vorderen Ende der Adapterstange aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß das hintere Ende (28) des Außenkonus¹ (20) der Adapterstange (14) in eingestecktem Zustand vor dem hinteren Ende (24) des Innenkonus' (18) endet.

2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkonus (20) kürzer als der Innenkonus (18) ist.

3. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkonus (20) an seinem hinteren Ende (28) in einen zylindrischen Teil der Adapterstange (14) übergeht.

4. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapterstange (14) anschließend an das

KONTEN: DEUTSCHE BANK AG,

J KONJ"O-(JIR. 20&Mgr;**&bgr;&bgr;&bgr;·' POSTBANK· MÜNCHEN 60060-807

hintere Ende (28) des Außenkonus' (20) zurückspringt.

5. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem hinteren Ende des Innenkonus' (18) und der Adapterstange (14) ein sich konisch erweiternder Spalt erstreckt.

6. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkonus (20) der Adapterstange (14) querbohrungsfrei ist.

7. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapterstange (14) hinter dem Außenkonus

(20) einen Bereich (30) reduzierten Durchmessers aufweist.

8. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkonus (18) und der Außenkonus (20) einen übereinstimmenden Konuswinkel aufweisen, der insbesondere zwischen 3,2 und 3,9° liegt und bevorzugt etwa 3,6° beträgt .

9. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrwerkzeug (12) an dem rückwärtigen Ende (24) des Innenkonus¹ (18) eine Abrundung (38) oder eine Fase (26) aufweist, die sich über einen Bereich von etwa 1 mm erstreckt.

10. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Adapterstange 14 in ihrem im wesentlichen zylindrischen Verlauf geringer als der Durchmesser des Außenkonus¹ (20) an seinem Ende (28) ist.

11. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil der Adapterstange (14) einen konkaven Radius an dem Übergang zum hinteren Ende (28) des Außenkonus¹ (20) aufweist.