DE3919264A1

DE3919264A1 - ROTARY IMPACT DRILL FOR A HAND-DRIVABLE DRILL

Info

Publication number: DE3919264A1
Application number: DE19893919264
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schroth
Original assignee: DUSS MASCHF
Current assignee: DUSS MASCHF
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1990-12-20
Anticipated expiration: 2009-06-14
Also published as: EP0402624A2; EP0402624B1; DE3919264C2; EP0402624A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrer entsprechend dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a drill according to the upper Concept of claim 1.

Bei den üblichen Bohrern dieser Art (DE-OS 3 54 355; 24 23 511; 24 23 530; 25 28 003) sind Hartmetallstifte mit rundem Querschnitts profil in entsprechenden stirnseitigen Aufnahmebohrungen des Bohr kopfes eingelötet. Die peripheren Hartmetallstifte sind bei neuen Bohrern vollständig innerhalb der axialen Projektion des Bohrers angeordnet oder stehen dank einer zur Bohrachse geneigten Ein bettung mit ihrem stirnseitigen Teil geringfügig über die Mantel fläche des Bohrkopfes hervor. Jedenfalls besteht das Bestreben, die peripheren Hartmetallstifte möglichst dicht am Außenumfang des Bohrkopfes anzubringen bzw. so zu verankern, daß sie die benachbarte Mantelfläche des Bohrkopfes wenigstens geringfügig überragen, ohne daß ihre Verankerung ernstlich gefährdet wäre. Die Erfahrung hat gezeigt, daß Verankerung und Abstützung der peripheren Hartmetallstifte in ihren Aufnahmebohrungen mit zu nehmendem Verschleiß, d. h. bei zunehmender Abtragung von Bohr kopfmaterial im Bereich der Mantelfläche des Bohrkopfes wesent lich geschwächt werden, so daß es im Extremfall sogar zu einem Bruch dieser Hartmetallfläche kommen kann.In the usual drills of this type (DE-OS 3 54 355; 24 23 511; 24 23 530; 25 28 003) are carbide pins with a round cross-section profile in the corresponding holes on the front of the drill head soldered. The peripheral carbide pins are new Drills completely within the axial projection of the drill arranged or stand thanks to an inclined to the drilling axis bed with its frontal part slightly over the mantle surface of the drill head. In any case, there is a desire the peripheral carbide pins as close as possible to the outer circumference to attach the drill head or to anchor it so that the adjacent outer surface of the drill head at least slightly tower without being seriously jeopardized. Experience has shown that anchoring and supporting the peripheral carbide pins in their mounting holes with increasing wear, d. H. with increasing removal of Bohr Head material in the area of the outer surface of the drill head Lich weakened, so that in extreme cases it even becomes one This hard metal surface can break.

Im übrigen haben Untersuchungen ergeben, daß bei einer zur Bohrer achse parallelen und möglichst peripheren Anordnung der Hartmetall stifte beim Bohren ein erhöhter Drehwiderstand auftritt, insbeson dere, wenn solche peripheren Hartmetallstifte durch größeren Ver schleiß am Außenumfang des Bohrkopfes entlang ihrer äußeren Mantel linie freigelegt sind. Dieser unerwünschte Effekt hängt vermutlich mit einer Verkeilung von Bohrmehl in den keilförmigen Hohlräumen zusammen, die bei einem benutzten Bohrer im Bereich der peripheren Hartmetallstifte auftreten.In addition, studies have shown that one to the drill Axis parallel and possibly peripheral arrangement of the hard metal pins increase drilling resistance when drilling, in particular especially when such peripheral carbide pins by larger ver wear on the outer circumference of the drill head along its outer shell line are exposed. This undesirable effect is likely to hang with wedging of drilling dust in the wedge-shaped cavities together, the one used in the area of the peripheral Carbide pins occur.

Andererseits kann bei einer extrem schrägen Einbettung der peri pheren Hartmetallstifte und entsprechendem Abtrieb an der benach barten Mantelfläche des Bohrkopfes die Belastung durch das rhythmi sche axiale Schlagen so stark werden, daß es ebenfalls zum Bruch kommen kann.On the other hand, the peri pheren carbide pins and corresponding output on the adj bearded lateral surface of the drill head the stress from the rhythmi cal axial strikes become so strong that it also breaks can come.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß die aufgeführten Nachteile herkömmlicher Bohrer weitgehend entfallen und sogar ein erheblich gesteigerter Bohrfortschritt zu verzeichnen ist, wenn der Bohrer entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 1 ausgestaltet ist.It has now surprisingly been found that the listed Disadvantages of conventional drills largely disappear and even there has been a significant increase in drilling progress, if the drill according to the features of the claim 1 is designed.

Bei einer solchen Ausbildung ist die Aufnahmebohrung für die Mehr kantstifte so ausgeführt, daß diese fast passend in die Bohrer, also zentrierend eingesetzt werden können. Das vor dem Einführen des Hartmetallstiftes eingebrachte Lot verteilt sich beim Erhit zen und Einführen des Hartmetallstiftes in den Räumen zwischen der inneren Mantelfläche der Aufnahmebohrung und den ebenen Um fangsflächen des polygonalen Hartmetallstiftes. Dadurch ergibt sich eine wesentlich bessere Verankerung im Vergleich zur analogen Verankerung von Hartmetallstiften mit rundem Querschnittsprofil, die beim Einführen in die zugehörige Aufnahmebohrung nicht exakt zentrier bar sind. Aufgrund dieser Voraussetzungen können die peripheren Hartmetallstifte in die peripheren Aufnahmebohrungen so eingesetzt werden, daß sie entlang einer äußeren Längskante bereits vor Be nutzung des Bohrers (also ohne Berücksichtigung des zu erwartenden Verschleißes) die benachbarte Mantelfläche des Bohrkopfes radial überragen. Dabei können die peripheren Hartmetallstifte parallel zur Bohrachse oder mit einer Neigung von vorzugsweise 3° eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Anordnung und Gestaltung der Hartmetallstifte bei Maßhaltigkeit des Bohrers im Bereich des Bohrkopfes über einen längeren Zeitraum hinweg größer ist als bei herkömmlichen Bohrern. Auch die Bohrungen als solche sind maßhaltiger. Sie weisen eine exakte Rundung auf. Das Freilegen der äußeren Hartmetallstifte wird verhindert, da die Mantelfläche des Bohrkopfes durch die überstehende Längskante der Hart metallstifte vor Verschleiß geschützt ist. Schließlich haben Versuche ergeben, daß der Bohrfortschritt gegenüber herkömmlicher Bohrern mit Hartmetallstiften runden Querschnittsprofils bis zu etwa 10% höher sein kann. Die Erhöhung des Bohrfortschritts gegenüber diesen her kömmlichen Bohrern steigert sich mit zunehmender Abstützung des Bohrers.With such a training is the mounting hole for the more square pins designed so that they almost fit into the drill, can be used centering. That before the introduction of the hard metal pin is distributed during the heating zen and inserting the hard metal pin in the spaces between the inner surface of the receiving bore and the flat order front surfaces of the polygonal carbide pin. This results in much better anchoring compared to the analog Anchoring of carbide pins with a round cross-sectional profile, which do not exactly center when inserted into the corresponding mounting hole are cash. Because of these conditions, the peripheral Tungsten carbide pins inserted in the peripheral mounting holes be that they are already along an outer longitudinal edge before loading use of the drill (i.e. without considering the expected Wear) the adjacent lateral surface of the drill head radially tower over. The peripheral hard metal pins can be parallel used to the drilling axis or with an inclination of preferably 3 ° will. It has been shown that with such an arrangement and Design of the hard metal pins with dimensional accuracy of the drill in the area of the drill head over a longer period of time is larger than with conventional drills. Also the holes as such are more true to size. They have an exact curve. The exposure of the outer hard metal pins is prevented because the Shell surface of the drill head through the protruding longitudinal edge of the Hart metal pins is protected from wear. After all, have attempts reveal that the drilling progress compared to conventional drills with Carbide pins with round cross-sectional profiles up to about 10% higher can be. The increase in drilling progress compared to this conventional drills increase with increasing support of the drill.

Schließlich ist es möglich, die Stifte im eingelöteten Zustand stirn seitig nachzuschärfen.Finally, it is possible to forehead the pins in the soldered state sharpen each other.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigenThe invention based on the drawing of several Exemplary embodiments explained. Show it

Fig. 1 und 2 den Bohrer beim Bohren in einer Betonwand in Seitenansicht und Draufsicht, Fig. 1 and 2, the drill bit during drilling in a concrete wall in a side view and top view,

Fig. 3, 4, 5, 6 Varianten eines Bohrers in einer Dar stellung gemäß den Fig. 1, 2, Fig. 3, 4, 5, 6 variants of a drill in a Dar position according to FIGS. 1, 2,

Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem vergrößert dargestell ten Bohrer in Draufsicht, Fig. 7 shows a detail of an enlarged dargestell th drill in a top view,

Fig. 8, 9 einen Hartmetallstift aus den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1-7 in Seitenansicht und Drauf sicht, Fig. 8, 9 view a hard metal pin from the embodiments according to FIGS. 1-7 in side view and plan,

Fig. 10, 11 den koaxialen Hartmetallstift in einer Dar stellung entsprechend den Fig. 8, 9 und Fig. 10, 11 to the coaxial carbide pin in a Dar position corresponding to FIGS. 8, 9 and

Fig. 12 den koaxialen Hartmetallstift gemäß Fig. 10 in einer um 90° gedrehten Position. FIG. 12 shows the coaxial hard metal pin according to FIG. 10 in a position rotated by 90 °.

Der im folgenden als "Bohrer bezeichnete Drehschlagbohrer ist zum drehschlagenden Bohrer in Beton, Gestein und dergleichen mittels eines von Hand führbaren elektropneumatischen Bohrgerätes bestimmt und geeignet. Der Bohrkopf 10 aus Stahl weist wenigstens in diametralen Bereichen seines Außenumfanges etwa zylindrische Mantelflächen 10a auf. Hartmetallstifte 11, 11′ sind mit axialen Abschnitten gleichen Durchmessers in zylindrischen Aufnahmebohrungen 12 (Fig. 7) des Bohrkopfes 10 verankert. Sie sind in derartiger Anordnung in den Aufnahmebohrungen aufgenommen und eingelötet, daß wenigstens zwei periphere Hartmetallstifte 11′ über die benachbarte Mantelfläche 10a des Bohrkopfes über ihre gesamte Länge radial vorstehen. Die Hartmetallstifte 11, 11′ weisen ein polygonales Querschnittsprofil auf. Sie sind je an der inneren Mantelfläche ihrer Aufnahmebohrung 12 mittels ihrer Längskanten 11a zentriert. In sämtlichen Ausführungsbeispielen stehen die peripheren Hartmetallstifte 11′ derart über ihre gesamte Länge über die benachbarte Mantefläche 10a des Bohrkopfes radial vor, daß sie entlang ihrer äußeren Längskante 11a außerhalb der axialen Projektion des Drehschlagbohrers liegen. In den konkreten Ausführungsbeispielen schließen die peripheren Hartmetallstifte 11′ einen Winkel Alpha zur Bohrerachse a-a, der etwa 3° beträgt.The rotary impact drill, referred to below as the "drill, is intended and suitable for the rotary impact drill in concrete, stone and the like by means of an electropneumatic drilling device that can be operated by hand. The steel drilling head 10 has approximately cylindrical lateral surfaces 10 a, at least in diametrical areas of its outer circumference. Hard metal pins 11 , 11 ' are anchored with axial sections of the same diameter in cylindrical receiving bores 12 ( FIG. 7) of the drilling head 10. They are received and soldered in such an arrangement in the receiving bores that at least two peripheral hard metal pins 11' over the adjacent lateral surface 10 a of the drilling head The hard metal pins 11, 11 ′ have a polygonal cross-sectional profile and are each centered on the inner circumferential surface of their receiving bore 12 by means of their longitudinal edges 11 a. The peripheral hard metal are in all exemplary embodiments pins 11 'in such a way over their entire length over the adjacent mantle surface 10 a of the drill head radially that they lie along their outer longitudinal edge 11 a outside the axial projection of the rotary impact drill. In the specific embodiments, the peripheral hard metal pins 11 ' close an angle alpha to the drill axis aa, which is about 3 °.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1-7 sind die Stirnseiten der Hartmetallstifte 11, 11′ durch zwei einen Winkel von ca. 90° zueinander einschließenden Flächen gebildet, die in einer zur Stiftachse b-b senkrecht und zur Bohrerachse a-a radial verlaufenden Schneide aneinandergrenzen. In den zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen entspricht das Querschnittsprofil der in den Aufnahmebohrungen 12 aufgenommen axialen Abschnitte der Hartmetallstifte 11, 11′ einem regelmäßigen Achteck. Der im Bohrkopf in einer stirnseitigen Anformung 10b eingebettete und zentral angeordnete Hartmetallstift 11 ist größer als die übrigen peripheren bzw. nicht zentralen Hartmetallstifte. Der koaxiale Hartmetallstift 11 ist so angeordnet, daß er die übrigen Hartmetallstifte 11′ in axialer Richtung überragt. Die Stirnseite dieses zur Bohrerachse a-a koaxialen Hartmetallstiftes 11 ist durch vier Flächen von gleichem Grundriß gebildet. Diese vier Flächen grenzen unter Bildung von vier Schneiden 11c′ aneinander. Die Schneiden verlaufen entlang von Radialen Y, X (Fig. 11). Zwei Schneiden 11b′ verlaufen entlang einer ersten Radialen Y und schließen einen Winkel von 90° zueinander ein. Zwei weitere Schneiden 11c′′ verlaufen entlang einer zweiten, zur ersten senkrecht stehenden Radialen X und schließen einen Winkel von 135° zueinander ein. In allen Ausführungsbeispielen liegen die Schneiden 11c; 11c′; 11c′′ je mit zwei Längskanten in einer Ebene. Alle Hartmetallstifte 11, 11′ des Bohrkopfes 10 weisen ein Querschnittsprofil auf, das einem regel mäßigen Achteck entspricht. Alle peripheren Hartmetallstifte 11′ weisen gleiche Größe auf. Der als Zentrierorgan beim Bohren dienende zentrale Hartmetallstift 11 ist größer als ein zwischen dem zentralen Hartmetallstift 11 un einem peripheren Hartmetallstift 11′ einge betteter Hartmetallstift 11′′, der so groß wie der periphere Hartmetallstift 11′ oder auch etwas kleiner ausgebildet sein kann.In the exemplary embodiments in FIGS . 1-7, the end faces of the hard metal pins 11, 11 'are formed by two surfaces which enclose an angle of approximately 90 ° to one another and which adjoin one another in a cutting edge running perpendicular to the pin axis bb and radially to the drill axis aa. In the exemplary embodiments shown in the drawings, the cross-sectional profile of the axial sections of the hard metal pins 11, 11 'received in the receiving bores 12 corresponds to a regular octagon. The hard metal pin 11 which is embedded and centrally arranged in the end face in the formation 10 b is larger than the other peripheral or non-central hard metal pins. The coaxial hard metal pin 11 is arranged so that it projects beyond the other hard metal pins 11 ' in the axial direction. The end face of this hard metal pin 11, which is coaxial with the drill axis aa, is formed by four surfaces of the same plan. These four surfaces border each other to form four cutting edges 11 c '. The cutting edges run along radial lines Y, X ( FIG. 11). Two cutting edges 11 b 'run along a first radial Y and form an angle of 90 ° to one another. Two other cutting edges 11 c '' run along a second radial X perpendicular to the first and form an angle of 135 ° to one another. In all embodiments, the cutting edges 11 c; 11 c ′; 11 c '' each with two longitudinal edges in one plane. All hard metal pins 11, 11 'of the drill head 10 have a cross-sectional profile which corresponds to a regular octagon. All peripheral hard metal pins 11 ' have the same size. Serving as a centering element during drilling central hard metal pin 11 is larger than a between the central hard metal pin 11 and a peripheral hard metal pin 11 ' embedded hard metal pin 11'' , which can be as large as the peripheral hard metal pin 11' or a little smaller.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß der Schaft 10a mit einer das Bohrklein aus dem Bohrloch fördernden Förderwendel versehen ist. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 3, 4 im wesentlichen dadurch, daß lediglich zwei periphere Hartmetall stifte 11′ und im übrigen eine Hartmetallplatte 14 vorgesehen ist, welche senkrecht zu einer Ebene c-c steht, in welcher die peripheren Hartmetallstifte 11′ liegen.The exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 differs from the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 essentially in that the shaft 10 a is provided with a conveying helix which promotes the cuttings from the borehole. The embodiment of FIGS. 5 and 6 differs from the embodiment of FIGS. 3, 4 essentially in that only two peripheral hard metal pins 11 ' and in addition a hard metal plate 14 is provided which is perpendicular to a plane cc in which the peripheral hard metal pins 11 ' lie.

Claims

1. Drill (rotary impact drill) for rotary impact drilling in concrete, stone and the like for a hand-operated electropneumatic drill with a carbide pins ( 11 ) equipped with drilling head ( 10 ) made of steel, which has at least in diametrical areas of its outer circumference approximately cylindrical lateral surfaces ( 10 a) has which carbide pins ( 11 ) with axial sections of the same diameter in cylindrical receiving bores ( 12 ) of the drilling head ( 10 ) are received in such an arrangement that at least two hard metal pins (peripheral hard metal pins 11 ' ) on the adjacent lateral surface ( 10 a) of the drill head ( 10 ) project radially, characterized in that peripheral hard metal pins ( 11 ′ ) of the drill head ( 10 ) have a polygonal cross-sectional profile and are centered on the inner lateral surface of the receiving bore ( 12 ) by means of their longitudinal edges ( 11 a).

2. rotary impact drill according to claim 1, characterized in that peripheral hard metal pins ( 11 ' ) project radially over their entire length over the adjacent lateral surface ( 10 a) of the drill head ( 10 ) that at least one of their longitudinal edges ( 11 a) outside the axial Projection of the rotary impact drill.

3. Drill according to claim 1 or 2, characterized in that peri phere hard metal pins ( 11 ' ) enclose an angle alpha to the drill axis (aa), which is less than 6 degrees.

4. Drill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end faces of the peripheral hard metal pins ( 11 ' ) are formed by two surfaces enclosing an angle of approximately 90 ° to one another, which are perpendicular to and in relation to the pin axis (bb) Drill axis (aa) radially extending cutting edge ( 11 b) against each other.

5. Drill according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional profile of the axial sections of the hard metal pins ( 11; 11 ' ) received in the receiving bores ( 12 ) corresponds to a regular octagon.

6. Drill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end face of a coaxial to the drill axis (aa) hard metal pin ( 11 ) of the drill head ( 10 ) is formed by four surfaces of the same plan, which adjoin one another to form four cutting edges , of which two cutting edges ( 11 c ') run along a first radial (y) and enclose an angle of 90 ° to one another and of which two further ( 11 c'') run along a second radial (x) and an angle of approximately Include 135 ° to each other ( Fig. 10-12).

7. Drill according to one of the preceding claims, characterized by a hard metal pin ( 11 ) arranged coaxially to the drill axis (aa), which projects beyond the other hard metal pins ( 11 ' ) in the axial direction.

8. Drill according to claim 6, characterized in that the cutting edges ( 11 c) each with two adjacent longitudinal edges ( 11 b ') lie in one plane.

9. Drill according to one of the preceding claims, characterized in that all hard metal pins ( 11, 11 ' ) of the drill head ( 10 ) have a cross-sectional profile which corresponds to a regular octagon, all peripheral hard metal pins ( 11' ) having the same size.