DE4004814A1 - Bohrer fuer gestein, beton oder als erdbohrer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrer für Gestein, Beton oder als Erdbohrer, dessen Bohrerkopf eine aus einzelnen Stiften aus Hartmetall bestehende Schneide aufweist.

Ein derartiger Bohrer ist in der deutschen Offenle­ gungsschrift 24 23 511 beschrieben. Seine Stifte sind im Bereich ihres Sitzes im Bohrerkopf im wesentli­ chen zylindrisch ausgebildet, d. h. sie sind in zylindrische Bohrungen des Bohrerkopfs eingelötet. Die Schneidkronen der Stifte sind kegel- oder kalotten­ artig ausgebildet.

Grundsätzlich eignen sich die bekannten Bohrer sowohl für den Einsatz in handgeführten Dreh-, Schlag- oder Hammerbohrmaschinen als auch im Bergbau oder beim Erdbohren als Werkzeuge für schwere Maschi­ nenbohrgeräte.

Für kleine Bohrerdurchmesser, etwa bis 40 mm, sind die bekannten Hartmetallstifte jedoch ungeeignet. Da die radial äußeren Stifte der Bohrerschneide aus Festigkeitsgründen schräg zur Bohrerachse hin eingesetzt werden müssen, kommt es durch die Sitz­ bohrungen für die Stifte zu einer erheblichen Schwä­ chung des Bohrerkopfs, insbesondere in dessen Innen­ bereich, wo die Sitzbohrungen enden. Bei Bohrerdurch­ messern unter 40 mm ist die Querschnittsschwächung derart stark, daß die Bohrer dort leicht brechen können.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bohrer der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß bei Bohrerdurchmessern etwa bis 40 mm die Bruch­ gefahr vermieden wird.

Nach dem Vorschlag der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an den Stiften jeweils eine gestuft oder konisch verjüngte Sitzfläche ausgebildet ist, mit welcher sie in eine entsprechend geformte Bohrung im Bohrerkopf eingelötet sind. Bevorzugt besitzt die Sitzfläche die Form eines Kreiskegels.

Obwohl aus Gründen der Festigkeit im Rahmen der geforderten Bruchfestigkeit neben einer kegeligen Ausführung der Sitzfläche auch andere sich in Richtung der Tiefe der Sitzbohrung verjüngende Formen in Frage kämen, beispielsweise eine gestufte oder auch eine pyramidenartige Form, müssen diese jedoch aus praktischen Erwägungen in den Hintergrund treten. Zumindest die Herstellung unrunder Bohrungen ist mit den bekannten Herstellungsmethoden selbst für eine Massenproduktion zu teuer. Daher kommt im Rahmen der Erfindung als Sitzfläche für die Stifte bevorzugt ein Kreiskegel oder ein Kegelstumpf in Frage. Eine entsprechend geformte Bohrung im Bohrerkopf ist leicht herzustellen.

Versuche haben ergeben, daß als Kegelwinkel für die Sitzfläche vorteilhaft ein Winkel zwischen 40° und 60° in Frage kommt. Je spitzer der Winkel, desto größer ist die Befestigungsfläche; je stumpfer der Kegelwinkel, desto leichter bricht der Stift aus seiner Befestigungsbohrung aus.

Um den einzelnen Stift möglichst kurz zu halten, ist es zweckmäßig, daß die Sitzfläche des Stifts übergangslos an dessen Schneidkrone angrenzt, d. h. die gesamte in die Bohrung im Bohrerkopf eingesetzte Länge des Stifts ist ein Kegel oder ein Kegelstumpf.

Für Bohrerdurchmesser zwischen 20 und 40 mm besitzt der Stift vorteilhaft an seiner stärksten Stelle etwa einen Durchmesser von 7 mm; erst bei größeren Bohrerdurchmessern ist es zweckmäßig, stärkere Stifte zu verwenden; bei kleineren Bohrerdurchmessern als 20 mm kommen entsprechend kleinere Stiftdurchmesser in Frage.

Die Schneidkronen der Stifte können unterschiedlich ausgebildet bzw. dem jeweiligen Bohrereinsatz ange­ paßt sein. Es eignen sich sowohl kuppenförmige als auch pyramidenförmige Schneidkronen, wobei die Kegelachse auch einen stumpfen Winkel mit der Achse der Schneidkrone bilden kann.

In Einzelfällen der Bohrerkopfbestückung können neben Kegelstiften auch noch die bekannten Zylinder­ stifte vorgesehen sein.

Erfindungsgemäße Stifte eignen sich sowohl als Zentrierspitze als auch als Nebenschneide im peri­ pheren Bereich des Bohrerkopfs. Wesentlich ist dabei stets die Ausbildung der Sitzfläche des Stiftes als Kegel. Mit dieser kegeligen Sitzfläche wird der Stift in eine entsprechend kegelförmige Bohrung im Bohrerkopf eingesetzt. Je nach Konfiguration des Bohrerkopfs kann es zweckmäßig sein, daß zumindest die peripheren Bohrungen für die Aufnahme der die Nebenschneiden bildenden Stifte schräg zur Bohrerlängs­ achse verlaufen, so daß sie sich mit dieser im Inneren des Bohrerkopfs schneiden. Als Schnittwinkel kommt beispielsweise ein Winkel von 25° in Frage.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Hartmetall­ stifte besteht, wie bereits ausgeführt, darin, daß durch die kegelige Form der Sitzfläche der Stifte bzw. der Bohrungen im Bohrerkopf dessen Querschnitt nur begrenzt geschwächt wird, so daß bei Bohrerdurchmessern, die mit der bekannten Zylinder­ stiftbestückung besonders bruchanfällig wären, die Bruchgefahr weitgehend ausscheidet. Die Befesti­ gungsfläche ist dabei zumindest für Kegelwinkel zwischen 40° und 60° ausreichend groß, so daß dies­ bezüglich keine Nachteile gegenüber den bekannten Zylinderstiften in Kauf zu nehmen sind. Das bedeutet gleichzeitig eine erhebliche Einsparung an Hartmetall, dessen größere Masse bei den bekannten zylindrischen Stiften keinen zusätzlichen Beitrag zur Lebensdauer des Bohrers leistet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung anhand der Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Bohrerkopf 1 im Schneiden­ bereich. Die Schneide ist gebildet aus drei Stiften aus Hartmetall, nämlich einem mittleren Zentrierstift 2, einem linken peripheren Stift 3 und einem rechten peripheren Stift 4. Alle Stifte 2, 3, 4 besitzen eine kegelige Sitzfläche 5. Die peripheren Stifte 3, 4 unterscheiden sich dadurch, daß der linke Stift 3 eine kegelige Sitzfläche 5 mit einem Kegel­ winkel von 60° aufweist, während der rechte periphere Stift 4 eine kegelige Sitzfläche 5 mit einem Kegel­ winkel von 40° aufweist. Die Spitzen der kegelförmigen Sitzflächen 5 sind (bei 12) zweckmäßig abgestumpft oder abgerundet. Mit der strichlierten Linie 13 im Bereich der Sitzfläche 5 des rechten peripheren Stifts 4 ist eine Ausführung der Sitzfläche 5 als Kegelstumpfform mit entsprechendem Bohrlochgrund 14 angedeutet.

Selbstverständlich wird man an einem Bohrer die Sitzflächen 5 für die peripheren Stifte 3, 4 in der Regel gleich ausbilden; die in der Zeichnung gezeigten unterschiedlichen Kegelwinkel dienen lediglich der beispielhaften Erläuterung der Erfindung.

Der Zentrierstift 2 besitzt bevorzugt eine pyramiden­ förmige Schneidkrone 6; die beiden peripheren Stifte 3, 4 besitzen jeweils eine asymmetrisch ausgebildete Schneidkrone 7, jeweils mit einer Nebenschneide 11, welche in etwa parallel zur Mantelfläche des Bohrer­ kopfs 1 verläuft. Die Achsen 8 der beiden peripheren Stifte verlaufen schräg nach innen und schließen dort mit der Bohrerachse 9 jeweils einen Winkel von etwa 25° ein.

Die beiden Kegelachsen 8 der peripheren Stifte 3, 4 verlaufen etwa senkrecht zur kegelförmigen Umfangs­ fläche 10 des Bohrerkopfs 1.

Zum Zentrierstift 2 und zum linken peripheren Stift 3 sind zum Vergleich mit dem Stand der Technik jeweils zylindrische Sitzbohrungen mit strichlierten Linien gezeichnet; man erkennt ohne weiteres die daraus resultierende Schwächung des Bohrerkopfes 1 im Schneidenbereich.

Claims (6)

1. Bohrer für Gestein, Beton oder als Erdbohrer, dessen Bohrerkopf (1) eine aus einzelnen Stiften (2, 3, 4) aus Hartmetall bestehende Schneide aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stiften (2, 3, 4) jeweils eine gestuft oder konisch verjüngte Sitzfläche (5) ausgebildet ist, mit welcher sie in eine entsprechend geformte Bohrung im Bohrerkopf (1) eingelötet sind.

2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche (5) ein Kreiskegel ist.

3. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche (5) ein Kegelstumpf ist.

4. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der Sitzfläche zwischen 40° und 60° beträgt.

5. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche (5) des Stifts (2, 3, 4) übergangslos an dessen Schneidkrone (6, 7) angrenzt.

6. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelachse mit der Achse der Schneid­ krone einen stumpfen Winkel einschließt.