DE4208722A1 - DRILL / CUTTER FOR CONCRETE OR THE LIKE - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bohren oder Schneiden von Beton oder anderen unelastischen, harten Mate rialien unter Verwendung eines Schneidwerkzeugs, beispiels weise eines Kernbohrers und eines Rotary-Bohrmeißels. Insbe sondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die dazu geeignet ist, eine Betonkonstruktion mit Bewehrungsstäben zu bohren oder zu schneiden, wobei die Vorrichtung mit der Funktion versehen ist, auf dem Schneidwerkzeug angebrachte abrasive Schneidspitzen oder -enden abzurichten.The invention relates to a device for drilling or Cutting concrete or other inelastic, hard mate rialien using a cutting tool, for example way of a core drill and a rotary drill bit. In particular In particular, the invention relates to a device that is suitable to a concrete structure with reinforcing bars drill or cut, the device with the Function is provided on the cutting tool to dress abrasive cutting tips or ends.
Zur Bildung eines einen gewünschten Durchmesser aufweisenden Lochs in einem steifen bzw. harten Material (Werkstück), z. B. Beton und Gestein, wurde bislang ein Kernbohrer verwen det, der aus einem zylindrischen Schneidkörper besteht. Der zylindrische Schneidkörper ist mit abrasiven Schneidspitzen bzw. -enden versehen und wird zum Schneiden des Werkstücks in Drehung versetzt, während ein Kühlmittel wie z. B. Luft und Wasser den abrasiven Schneidspitzen zugeführt wird, um deren Abrieb und Verschleiß herabzusetzen und den Schneid wirkungsgrad zu erhöhen. In gleicher Weise wird beim Schnei den eines Werkstücks aus beispielsweise Beton ein scheiben förmiges Schneidmesser, das an seinem Umfangsrandabschnitt mit abrasiven Schneidspitzen versehen ist, zum Schneiden des Werkstücks in Drehung versetzt, während Luft oder Wasser als Kühlmittel zu den Schneidspitzen zugeführt wird.To form a desired diameter Holes in a rigid or hard material (workpiece), e.g. B. concrete and stone, a core drill has been used so far det, which consists of a cylindrical cutting body. The cylindrical cutting body is with abrasive cutting tips and ends and is used to cut the workpiece rotated while a coolant such. B. air and water is supplied to the abrasive cutting tips to reduce their abrasion and wear and the cutting increase efficiency. In the same way when cutting that of a workpiece made of concrete, for example shaped cutting knife that at its peripheral edge portion is provided with abrasive cutting tips for cutting the Workpiece rotated while air or water as Coolant is fed to the cutting tips.
Die oben erwähnte abrasive Schneidspitze, die auf dem Kern bohrer oder Rotary-Bohrmeißel angebracht ist, wird gewöhn lich durch Sintern und Binden von Diamantkörnern mit Binde material gebildet. Um auf zweckmäßige Weise die Schneidei genschaft des Schneidwerkzeugs beizubehalten, dessen Schneidspitzen die Diamantkörner aufweisen, sollte das Bindematerial, mit dem die Diamantkörner gebunden sind, beim Schneiden des Werkstücks nach dem Herausfallen der Diamant körner bald abgetragen werden. Dies dient dem Zweck, andere Diamantkörner bloßzulegen, die noch in dem Bindematerial eingegraben sind. Das Bloßlegen von Diamantkörnern, die im Bindematerial der Schneidspitze eingegraben sind, wird ge wöhnlich als "spontantes Abrichten" der Schneidspitze bezeichnet.The abrasive cutting tip mentioned above, on the core drill or rotary drill bit is used by sintering and binding diamond grains with a bandage material formed. To expediently the cutting egg to maintain the property of the cutting tool whose Cutting tips that have diamond grains should do that Binding material with which the diamond grains are bound at Cutting the workpiece after the diamond falls out grains will be removed soon. This serves the purpose of others Expose diamond grains that are still in the binding material are buried. Exposing diamond grains that are in the Binding material of the cutting tip is buried, is ge usually as "spontaneous dressing" of the cutting tip designated.
Da das spontane Abrichten der Schneidspitzen angemessen aus geführt wird, kann relativ weiches Betonmaterial wirksam ge bohrt oder geschnitten werden. Es ist jedoch schwierig, har tes Betonmaterial, das Bewehrungsstäbe enthält, mit diesem herkömmlichen Schneidwerkzeug mit hohem Wirkungsgrad zu boh ren oder zu schneiden. Der Grund hierfür ist, daß das her kömmliche Schneidwerkzeug leicht Verschleiß bzw. Abnutzung unterliegt und sich die Schneidflächen der abrasiven Schneidspitzen deswegen leicht abflachen, weil Diamantkörner von den Schneidspitzen abfallen. In einigen Fällen ist es nicht möglich, das Werkstück zu bohren oder zu schneiden, da ein Zusetzen bzw. Verstopfen der Schneidspitzen nicht von selbst verhindert werden kann. Because the spontaneous dressing of the cutting tips is adequate is guided, relatively soft concrete material can effectively ge be drilled or cut. However, it is difficult to har concrete material containing reinforcing bars with this conventional cutting tool with high efficiency to boh or cut. The reason for this is that that comes from conventional cutting tool easy wear and tear subject and the cutting surfaces of the abrasive Flatten cutting tips easily because of diamond grains fall off the cutting tips. In some cases it is not possible to drill or cut the workpiece because clogging or clogging of the cutting tips does not prevent itself can be prevented.
Da die schließlich beim Schneiden eines harten Werkstücks erzeugten Schneidspäne fein sind und an dem die Schneidspit zen bildenden Bindematerial haften bleiben, verlieren die abrasiven Schneidspitzen nicht nur die Schneidfunktion, son dern auch die Wirkung der selbsttätigen Abrichtung. Außerdem erhöht das Zusetzen der Schneidspitzen durch die feinen Schneidspäne lediglich die beim Schneiden erzeugte Reibungs wärme. Selbst wenn daher ein Kühlfluid wie z. B. Wasser auf den Schneidbereich gegeben wird, bei dem das Werkstück mit tels der Schneidspitzen geschnitten wird, kann der Schneid bereich nicht ausreichend gekühlt werden.Because that's when cutting a hard workpiece generated chips are fine and on which the cutting pit zen binding material stick, lose the abrasive cutting tips not only the cutting function, son also the effect of automatic dressing. Furthermore increases the clogging of the cutting tips by the fine Cutting chips only the friction generated during cutting warmth. Therefore, even if a cooling fluid such. B. water on the cutting area is given, in which the workpiece with the cutting tips, the cutting can area are not adequately cooled.
Um die bei dem herkömmlichen Schneidwerkzeug auftretenden Nachteile zu beheben, wird durch die Erfindung eine neuar tige Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die in der Lage ist, ein hartes Werkstück wie z. B. Beton und Gestein wirksam zu bohren oder zu schneiden, ohne daß sich die Schneidspit zen zusetzen. Auf diese Weise werden moderate Schneidbedin gungen beibehalten und der Schneidwirkungsgrad der beim Schneiden des Werkstücks aufgebrachten Arbeit erhöht.To those that occur with the conventional cutting tool Eliminating disadvantages is a novelty by the invention term device provided that is capable is a hard workpiece such as B. Concrete and rock effective to drill or cut without the cutting bit add zen. In this way, moderate cutting conditions conditions and the cutting efficiency of the Cutting the workpiece applied work increases.
Die Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im An spruch 1 angegeben, wobei vorteilhafte Weiterbildungen die ser Vorrichtung Gegenstand der Unteransprüche sind.The features of the device according to the invention are in the specified claim 1, wherein advantageous further developments Water device are the subject of the dependent claims.
Mehr im einzelnen umfaßt somit eine erfindungsgemäße Bohr/ Schneidvorrichtung ein Schneidwerkzeug, dessen Schneid spitzen aus ultrahartem Material bestehen, eine Einrichtung zur Zuführung eines Kühlmittels zu einem Schneidbereich, bei dem ein Werkstück mittels des Schneidwerkzeugs geschnitten wird, und eine Einrichtung zur Zuführung von Schleifmaterial zu dem Schneidbereich, um die Abrichtung der Schneidspitzen zu bewirken.More specifically, a drilling / Cutting device a cutting tool whose cutting tips are made of ultra-hard material, one device for supplying a coolant to a cutting area, at cut a workpiece using the cutting tool and a device for feeding abrasive material to the cutting area to the dressing of the cutting tips to effect.
Während das Schneidwerkzeug zum Schneiden des harten Werk stücks in Drehung versetzt ist, wird das Kühlmittel zusammen mit dem Schleifmaterial dem Schneidbereich des Werkstücks zugeführt, um den Schneidbereich und das Schneidwerkzeug zu kühlen und die Abrichtung der Schneidspitzen zu bewirken. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad beim Schneiden des Werkstücks erhöht.While the cutting tool for cutting the hard work is set in rotation, the coolant is together with the abrasive material the cutting area of the workpiece fed to the cutting area and the cutting tool too cool and cause the cutting tips to dress. In this way, the efficiency when cutting the Workpiece increased.
Als Schneidwerkzeug kann ein Kernbohrer oder ein scheiben förmiger Rotary-Bohrmeißel verwendet werden.A core drill or a disc can be used as the cutting tool shaped rotary drill bit can be used.
Im folgenden werden zu Erläuterungszwecken und ohne damit die Erfindung einzuschränken zwei Ausführungsbeispiele an hand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:The following are for explanatory purposes and without this restrict the invention to two embodiments hand of the drawing explained. The drawing shows:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungs beispiels einer Vorrichtung, die einen erfindungsge mäß ausgestalteten Kernbohrer aufweist, Fig. 1 is a schematic side view of an execution example of a device having a erfindungsge Mäss configured core drill,
Fig. 2 eine auseinandergezogene Schnittansicht, die den Hauptteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar stellt, Fig. 2 is an exploded sectional view, which provides the main part of the device according to the invention is,
Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines ge mäß der Erfindung verwendeten Kernbohrers, Fig. 3 is a schematic perspective view of an accelerator as the invention, the core drill used,
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Schneidzustandes, Fig. 4 is a schematic representation of the cutting condition,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines für Versuchs zwecke zu schneidenden Werkstücks, Fig. 5 is a perspective view of an experiment for purposes to be cut workpiece,
Fig. 6 eine schematische Veranschaulichung für die Bedin gungen beim Schneiden des Werkstücks von Fig. 5, Fig. 6 is a schematic illustration for the Bedin conditions during cutting of the workpiece of FIG. 5,
Fig. 7 ein Diagramm, das die Wirkung der Verwendung von Schleifmaterial beim Schneiden veranschaulicht, Fig. 7 is a diagram illustrating the effect of the use of abrasive materials for cutting,
Fig. 8 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Zufuhr von Schleifmaterial, der Bohrgeschwindigkeit und Ab tragrate veranschaulicht, und Fig. 8 is a diagram illustrating the relationship between the supply of abrasive material, the drilling speed and Ab abtragrate, and
Fig. 9 eine Schnittansicht, die den Hauptteil einer Naß bohrvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulicht. Fig. 9 is a sectional view illustrating the main part of a wet drilling device of another embodiment of the invention.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bohr vorrichtung ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Bohrvor richtung 2 umfaßt einen Grundkörper 6 mit einem Kernbohrer 4 als Schneidwerkzeug, eine Schneidspan-Sammeleinrichtung 8 zum Sammeln von Schneidspänen, die beim Bohren eines Werk stücks erzeugt werden, eine Luftzufuhreinrichtung 10 und eine Schleifmaterialzufuhreinrichtung 12.A first embodiment of a drilling device according to the invention is shown in FIGS . 1 and 2. The Bohrvor device 2 includes a base body 6 with a core drill 4 as a cutting tool, a chip removal device 8 for collecting cutting chips that are generated during drilling of a workpiece, an air supply device 10 and an abrasive material supply device 12th
Der Kernbohrer 4 besteht aus einem Zylinderkern 14 mit einem Anschlußabschnitt 14a, der zur Befestigung am Grundkörper 6 dient, und aus Schneidspitzen oder -enden 16 aus ultrahartem Material, die in regelmäßigen Abständen an der vorderen Um fangskante des Zylinderkerns 14 angebracht sind, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Schneidspitzen 16 sind durch Sintern und Binden von Diamantkörnern 16a mit Bindematerial 16b ge bildet, wie in Fig. 4 veranschaulicht ist.The core drill 4 consists of a cylinder core 14 with a connecting portion 14 a, which is used for attachment to the base body 6 , and from cutting tips or ends 16 made of ultra-hard material, which are attached at regular intervals to the front circumferential edge of the cylinder core 14 , as in Fig. 3 is shown. The cutting tips 16 are formed by sintering and binding diamond grains 16 a with binding material 16 b, as illustrated in FIG. 4.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird Luft als Kühlmittel durch den hohlen Innenraum des Zylinderkerns 14 des Kernboh rers 4 zugeführt. Der Abstand 18 zwischen den benachbarten Schneidspitzen 16 dient als Durchführung für die in den Innenraum des Kernbohrers 4 zugeführte Luft, um die Kühlwir kung der Schneidspitzen zu vergrößern und die beim Schneiden des Werkstücks erzeugten Schneidspäne zu sammeln.In this embodiment, air is supplied as a coolant through the hollow interior of the cylinder core 14 of the Kernboh rers 4 . The distance 18 between the adjacent cutting tips 16 serves as a passage for the air supplied into the interior of the core drill 4 in order to enlarge the cooling effect of the cutting tips and to collect the cutting chips generated during the cutting of the workpiece.
Der Grundkörper 6 weist einen Halterungsteil 24, der am zu schneidenden Werkstück C, z. B. Beton, mittels Mauerankern 22 befestigt ist, einen am Halterungsteil 24 aufwärts und ab wärts beweglich gehalterten Rahmenteil 26 und einen am Rah menteil 26 gehaltenen Motor 28 zum Drehen des Kernbohrers 4 auf.The base body 6 has a holding part 24 which on the workpiece C to be cut, z. As concrete, is fixed by means of wall ties 22, a movably to the supporting member 24 upward and continuing down retained frame portion 26 and one at 26 Rah menteil motor 28 held for rotation of the core drill 4 to.
Die Schneidspäne-Sammeleinrichtung 8 weist einen Spansammler 30, eine den Schneidbereich des Werkstücks umgebende Kopfab deckung 32, durch die der Kernbohrer 4 drehbar eingesetzt ist, und ein Leitungsrohr 34 zum Verbinden des Spänesammlers 30 und der Kopfabdeckung 32 auf. Die Luftzufuhreinrichtung 10 weist einen Luftkompressor 36 und ein Luftzufuhrrohr 40 zum Verbinden des Innenraums des Kernbohrers 4 mit dem Luft kompressor 36 über eine horizontale Luftdurchführung (Lei tung) 38a und eine vertikale Luftdurchführung (Leitung) 38b auf, die in einer Antriebswelle 38 gebildet ist. Ferner ist ein Dichtungsteil 42 vorgesehen.The cutting chip collecting device 8 has a chip collector 30 , a head cover 32 surrounding the cutting region of the workpiece, through which the core drill 4 is rotatably inserted, and a conduit 34 for connecting the chip collector 30 and the head cover 32 . The air supply means 10 includes an air compressor 36 and an air supply pipe 40 (tung Lei) for connecting the interior of the core drill 4 with the air compressor 36 via a horizontal air passage 38 a and a vertical air duct (pipe) 38 b which is formed in a drive shaft 38 is. A sealing part 42 is also provided.
Die Schleifmaterialzufuhreinrichtung 12 weist einen Schleif materialbehälter 44 zur Aufbewahrung von Schleifmaterial K, eine Schleifmaterial-Zufuhrdurchführung, d. h. eine Leitung 46 zum Verbinden des Luftzufuhrrohrs 40 und des Schleifmate rialbehälters 44 und ein Regelventil 48 auf, das an der Lei tung 46 angebracht ist.The abrasive material feed device 12 has an abrasive material container 44 for storing abrasive material K, an abrasive material feedthrough, ie a line 46 for connecting the air supply pipe 40 and the abrasive material container 44 and a control valve 48 which is attached to the line 46 .
Im folgenden wird der Arbeitsablauf beim Schneiden des Be ton-Werkstücks C unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung erläutert.The following is the workflow when cutting the Be ton workpiece C using the invention Drilling device explained.
Der Kernbohrer 4 wird, während er in Drehung versetzt ist, zum Beton-Werkstück C nach unten bewegt. Der sich drehende Kernbohrer 4 wird in das Werkstück C geschoben bzw. ge stoßen, um ein Loch zu machen. Zu diesem Zeitpunkt wird aus der Luftzufuhreinrichtung 10 Kühlluft A durch die Luftlei tungen 38a und 38b in der Antriebswelle 38 in den Innenraum des Kernbohrers 4 zugeführt. Durch die so in den Innenraum des Kernbohrers 4 zugeführte Luft A werden die sich drehen den Schneidspitzen 16 gekühlt, die Reibungswärme erzeugen, und die beim Bohren des Werkstücks erzeugten Schneidspäne D werden demzufolge nach außen entfernt. Die aus dem Kernboh rer 4 zusammen mit den Schneidspänen D abgeführte Luft A wird durch die Kopfabdeckung 32 aufgefangen und durch das Leitungsrohr 34 durch den Spänesammler 30 abgezogen.The core drill 4 is moved down to the concrete workpiece C while being rotated. The rotating core drill 4 is pushed or pushed into the workpiece C to make a hole. At this time, cooling air A is supplied from the air supply device 10 through the air lines 38 a and 38 b in the drive shaft 38 into the interior of the core drill 4 . The air A fed into the interior of the core drill 4 in this way cools the rotating cutting tips 16 , which generate frictional heat, and the cutting chips D generated during the drilling of the workpiece are consequently removed to the outside. The air A removed from the Kernboh rer 4 together with the cutting chips D is collected by the head cover 32 and withdrawn through the conduit 34 through the chip collector 30 .
Beim Bohren des Werkstücks 10 wird das Regelventil 48 der Leitung 12 betätigt, um eine ausreichende oder jedenfalls adäquate Menge an Schleifmaterial K durch die Leitung 46 in das Luftzufuhrrohr 40 einzuführen. Das durch das Rohr 40 eingeführte Schleifmaterial K wird in den Innenraum des Kernbohrers 4 zum Schneidbereich des Werkstücks G zugeführt. Die Luft A mit dem Schleifmaterial K strömt durch eine im Werkstück gebildete Ringnut Cg und einen Zwischenraum Cf, der zwischen der Außenseite der Nut Cg und der Außenseite des Kernbohrers 4 gebildet wird (Oberseite des Werkstücks bei Bohrbeginn).When drilling the workpiece 10 , the control valve 48 of the line 12 is actuated in order to introduce a sufficient or at least an adequate amount of abrasive material K through the line 46 into the air supply pipe 40 . The grinding material K introduced through the pipe 40 is fed into the interior of the core drill 4 to the cutting area of the workpiece G. The air A with the abrasive material K flows through an annular groove Cg formed in the workpiece and a gap Cf which is formed between the outside of the groove Cg and the outside of the core drill 4 (top of the workpiece at the start of drilling).
Durch die Wirkung des zum Schneidbereich des Werkstücks zu geführten Schleifmaterials K wird der Schneidwirkungsgrad des Werkstücks entfernt, d. h. sein Schneidvermögen geht ver loren. Außerdem wird das Abrichten bzw. Aufbereiten der Schneidspitzen 16 automatisch durchgeführt, um den Schneid wirkungsgrad weiter zu erhöhen. Das harte Werkstück kann auf diese Weise ohne Verschlechterung der Schneidqualität der Schneidspitzen wirksam gebohrt werden, und außerdem kann die Standzeit des Schneidwerkzeugs merklich verlängert werden. Das auf diese Weise zugeführte Schleifmaterial wird durch den Spänesammler 30 zusammen mit der Kühlluft abgezogen.The cutting efficiency of the workpiece is removed by the action of the grinding material K fed to the cutting area of the workpiece, ie its cutting capacity is lost. In addition, the dressing or preparation of the cutting tips 16 is carried out automatically in order to further increase the cutting efficiency. In this way, the hard workpiece can be drilled effectively without deteriorating the cutting quality of the cutting tips, and the service life of the cutting tool can also be significantly extended. The grinding material supplied in this way is extracted by the chip collector 30 together with the cooling air.
Bei einem von den Erfindern durchgeführten Experiment konnte ein Loch von 200 mm Tiefe in einem Betonblock mit Beweh rungsstäben unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bohrvor richtung in sechs Minuten gebildet werden. Des weiteren konnte die Schneidqualität des Schneidwerkzeuges 16 bei suk zessiven Schneidgängen beibehalten werden. In an experiment carried out by the inventors, a hole of 200 mm depth could be formed in a concrete block with reinforcing bars using the drilling device according to the invention in six minutes. Furthermore, the cutting quality of the cutting tool 16 could be maintained in successive cutting steps.
Andererseits wurde bei diesem Experiment unter denselben Be dingungen derselbe Betonblock unter Verwendung eines her kömmlichen Kernbohrers gebohrt. Der herkömmliche Kernbohrer wurde früh stumpf und es war nicht möglich, ihn wiederzuver wenden.On the other hand, in this experiment, the same Be conditions the same concrete block using a fro conventional core drill drilled. The conventional core drill became dull early and it was not possible to revert it turn.
Die Ergebnisse des oben beschriebenen Vergleichsexperiments werden nachfolgend im einzelnen beschrieben.The results of the comparative experiment described above are described in detail below.
Es können als Schleifmaterial verschiedene Arten harter Par tikel wie Aluminiumoxid, Siliconkarbid, Formsand und andere Schleifpulver verwendet werden, wenn das Betonmaterial unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gebohrt wird. Bei dem ausgeführten Experiment wurde Aluminiumoxid mit ei ner Korngröße von 0,03 mm bis 0,09 mm als Schleifmaterial K verwendet und mit einer Rate von 2 g bis 15 g pro Minute un ter Verwendung des Regelventils 48 in das Luftzufuhrrohr 40 eingeführt. Das Schleifmaterial K wurde zusammen mit der Kühlluft zum Schneidbereich Cp zugeführt, bei dem das Werk stück gebohrt wurde.Various types of hard particles such as alumina, silicon carbide, molding sand and other abrasive powders can be used as the abrasive material when the concrete material is drilled using the device according to the invention. In the experiment carried out, alumina with a grain size of 0.03 mm to 0.09 mm was used as the abrasive material K and was introduced into the air supply pipe 40 at a rate of 2 g to 15 g per minute using the control valve 48 . The grinding material K was supplied together with the cooling air to the cutting area Cp, in which the workpiece was drilled.
Bei Zuführung des Schleifmaterials K zum Schneidbereich Cp gelangt das Bindematerial 16b der entsprechenden Schneid spitzen 16, die längs der Stirnkante des Kernbohrers 4 ange bracht sind, in Kontakt mit dem Schleifmaterial K, wie in Fig. 6 veranschaulicht ist. Auf diese Weise wird die spon tane Abrichtung bewirkt. Dies führte dazu, daß die Schneid qualität der Schneidspitzen 16 beibehalten werden konnte. Als Probe für das Experiment wurde ein Betonblock (Werkstück C) mit einem Querschnitt von 200 mm im Quadrat und einer Länge von 1000 mm verwendet, der auf der Innenseite mit drei Bewehrungsstäben R versehen war, wie in Fig. 5 veranschau licht ist. Es wurde eine auf 15 A ausgelegte Bohrmaschine verwendet, die mit einem Kernbohrer mit Innendurchmesser von 10 cm (4 Inch) ausgestattet war. Die Vorschubrichtung des Kernbohrers zum Werkstück hin ist in der Zeichnung durch einen Pfeil W veranschaulicht. Es wurde experimentell bestä tigt, daß die Abricht- und Kühlwirkung der Schneidspitzen wirksam erreicht werden konnten, und der Schneidwirkungsgrad wurde merklich verbessert. Nach dem Einsatz wurde das Schleifmaterial aus dem Kernbohrer nach außen abgeführt und zusammen mit der Kühlluft A und den schließlich erzeugten Schneidspänen D durch die Spänesammeleinrichtung 8 durch das Leitungsrohr 34 abgeführt.Supplied with the abrasive material K to the cutting area Cp the binder material reaches 16 b of the respective cutting tip 16 along the end edge of the core drill 4 are mounted, is illustrated in contact with the abrasive material K, as shown in Fig. 6. In this way, spontaneous dressing is effected. This meant that the cutting quality of the cutting tips 16 could be maintained. As a sample for the experiment, a concrete block (workpiece C) with a cross section of 200 mm square and a length of 1000 mm was used, which was provided on the inside with three reinforcing bars R, as shown in Fig. 5 is illustrated. A 15 A drill was used which was equipped with a 10 cm (4 inch) inner diameter core drill. The direction of advance of the core drill towards the workpiece is illustrated in the drawing by an arrow W. It was experimentally confirmed that the dressing and cooling action of the cutting tips could be achieved effectively, and the cutting efficiency was remarkably improved. After use, the grinding material was removed to the outside from the core drill and, together with the cooling air A and the cutting chips D finally produced, was removed by the chip collecting device 8 through the conduit 34 .
In untenstehender Tabelle 1 sind die experimentellen Ergeb nisse betreffend die Abtragung bzw. den Abrieb der Schneid spitzen und die Bohreigenschaften veranschaulicht, die sich mit einer Änderung der Korngröße des als Schleifmaterial verwendeten Aluminiumoxids ändern. Die bei dem Experiment verwendete Werkstückprobe war im wesentlichen mit derjenigen von Fig. 5 identisch. Es wurde des weiteren eine Bohrma schine verwendet, wie sie oben beschrieben wurde.Table 1 below shows the experimental results relating to the removal or abrasion of the cutting tips and the drilling properties which change with a change in the grain size of the aluminum oxide used as the grinding material. The workpiece sample used in the experiment was essentially identical to that of FIG. 5. A drilling machine as described above was also used.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, kann die Bohreigenschaft bzw. -qualität beibehalten werden, wenn die Korngröße des Schleifmaterials größer als 0,3 mm ist. Die Schneidspitzen unterliegen hingegen einem merklichen Verschleiß aufgrund der übermäßigen Abrichtwirkung des Schleifmaterials. Somit ist eine unter derartigen Bedingungen betriebene Bohrvor richtung von den Wartungskosten her sehr nachteilig. Hat hingegen das Schleifmaterial eine Korngröße von etwa 0,4 mm bis 0,5 mm und eine gleichmäßige Korngröße, können zufrie denstellende Ergebnisse bezüglich Verschleiß sowie ausge zeichnete Bohreigenschaften erhalten werden. Liegt die Korn größe des Schleifmaterials im Bereich von 0,3 mm bis 0,15 mm oder 0,15 mm bis 0,09 mm, besteht wenig Unterschied zwischen der Abrichtwirkung und dem Bohrwirkungsgrad. Hieraus kann somit geschlossen werden, daß ein Schleifmaterial mit einer Korngröße von 0,3 mm bis 0,09 mm vom Gesichtspunkt der War tungskosten her am geeignetesten ist. Im Fall von Schleifma terial mit einer Korngröße von weniger als 0,09 mm wird die Abrichtwirkung merklich verringert, da die Korngröße zu klein ist, um zu den Schneidspitzen beizutragen.As can be seen from Table 1, the drilling property can or quality are maintained if the grain size of the Abrasive material is larger than 0.3 mm. The cutting tips , however, are subject to noticeable wear due to the excessive dressing effect of the abrasive material. Consequently is a drilling rig operated under such conditions direction of the maintenance costs very disadvantageous. Has however, the abrasive material has a grain size of approximately 0.4 mm up to 0.5 mm and a uniform grain size, can satisfy the results regarding wear and tear drawn drilling properties can be obtained. The grain lies Size of the abrasive material in the range from 0.3 mm to 0.15 mm or 0.15 mm to 0.09 mm, there is little difference between the dressing effect and the drilling efficiency. From this can thus be concluded that an abrasive material with a Grain size from 0.3 mm to 0.09 mm from the point of view of war is most suitable. In the case of grinding machines material with a grain size of less than 0.09 mm Dressing effect noticeably reduced because the grain size increases is small to contribute to the cutting tips.
Die Änderung der Bohrgeschwindigkeit bei Verwendung des Schleifmaterials K ist durch eine ausgezogene Linie H in Fig. 7 veranschaulicht. Wie aus dieser Figur hervorgeht, nimmt die Bohrgeschwindigkeit geringfügig ab, wenn die Schneidspitzen in Berührung mit den Bewehrungsstäben in der Betonprobe gelangen, während die Bewehrungsstäbe jedoch mit Hilfe des Schleifmaterials geschnitten werden.The change in the drilling speed when using the abrasive material K is illustrated by a solid line H in FIG. 7. As can be seen from this figure, the drilling speed decreases slightly when the cutting tips come into contact with the reinforcing bars in the concrete sample, but the reinforcing bars are cut with the abrasive material.
In untenstehender Tabelle 2 sind die Ergebnisse eines weite ren Experiments zur Erprobung der Schleiffestigkeit und der Bohreigenschaften der Schneidspitzen dargestellt, die sich mit Schleifmaterialien verschiedener Arten ändern. In Table 2 below, the results are broad experiment to test the grinding strength and the The drilling properties of the cutting tips are shown change with abrasive materials of various types.
Wie aus obenstehender Tabelle 2 deutlich hervorgeht, ändern sich die Bohreigenschaften aufgrund der Art des beim Bohren verwendeten Schleifmaterials K nicht sehr. Daher kann jedes beliebige Schleifmaterial zweckmäßig verwendet werden, wenn jedes Korn bei diesem eine rauhe und winkelige Oberfläche hat. Ein Schleifmaterial mit einer glatten und abgerundeten Oberfläche wie z. B. Quarzsand oder einer schmalen, schlanken Form ist nicht geeignet. Aufgrund sorgfältiger Beobachtungen betreffend die Schneidbedingungen hat sich herausgestellt, daß die in der Schneidspitze eingegrabenen Diamantkörner aufgrund der beim Schneiden erzeugten Wärme aufkohlen, wo durch der Bewehrungsstab im Werkstück aufgekohlt und damit gehärtet wird. Da in diesem Fall der Bewehrungsstab nicht leicht geschnitten werden kann, ist es infolgedessen er wünscht, ein Schleifmaterial K mit geringem Kohlenstoffge halt zu verwenden. Wenn zuviel Schleifmaterial zugeführt wird, wird die Lebensdauer der Schneidspitzen 16 aufgrund einer übermäßigen Abrichtwirkung des Schleifmaterials an den Schneidspitzen verkürzt. Wenn die Zufuhr des Schleifmateri als zu gering ist, wirkt die Abrichtwirkung des Schleifmate rials hingegen schwach, was zu einem Festfressen oder Blockieren der Schneidspitzen führt.As clearly shown in Table 2 above, the drilling properties do not change much due to the type of abrasive material K used in drilling. Any grinding material can therefore be used expediently if each grain has a rough and angled surface. An abrasive material with a smooth and rounded surface such as. B. quartz sand or a narrow, slim form is not suitable. Based on careful observations regarding the cutting conditions, it has been found that the diamond grains buried in the cutting tip carburize due to the heat generated during cutting, where the rebar in the workpiece carburizes and thus hardens. In this case, since the reinforcing bar cannot be easily cut, it is therefore desirable to use an abrasive material K with a low carbon content. If too much abrasive material is supplied, the life of the cutting tips 16 will be shortened due to excessive dressing of the abrasive material on the cutting tips. On the other hand, if the supply of the grinding material is too low, the dressing action of the grinding material appears weak, which leads to seizing or blocking of the cutting tips.
Fig. 8 veranschaulicht die Ergebnisse eines Experiments, bei dem ein Bohrvorgang ausgeführt wurde, während ein Schleifma terial K mit 150 g/min bis 0,5 g/min mit Kühlluft zugeführt wurde. Wie aus dem Diagramm von Fig. 8 klar hervorgeht, ist die Abrichtwirkung unzureichend, wenn die Zufuhr von Schleifmaterial K zu gering ist, was durch den Bereich S1 in der Zeichnung veranschaulicht ist. Wenn übermäßig viel Schleifmaterial zugeführt wird, was durch den Bereich S3 veranschaulicht ist, werden die Schneidspitzen 16 rasch ver schlissen. Fig. 8 illustrates the results of an experiment in which a drilling operation was carried out while a grinding material K was supplied at 150 g / min to 0.5 g / min with cooling air. As is clear from the diagram of FIG. 8, the dressing effect is insufficient if the supply of abrasive material K is too small, which is illustrated by the area S 1 in the drawing. If excessive grinding material is supplied, which is illustrated by the area S 3 , the cutting tips 16 are quickly worn out.
Wenn das Schleifmaterial K mit einer Rate im Bereich S2 zu geführt wird, kann die Verschleißrate der Schneidspitzen herabgesetzt werden und die Bohrgeschwindigkeit nimmt ge eignete Werte an. Demzufolge kann die Zufuhrmenge von Schleifmaterial K pro Minute auf 0,5 g bis 20 g, vorzugs weise 2 g bis 15 g, bestimmt werden.If the abrasive material K is fed at a rate in the range S 2 , the wear rate of the cutting tips can be reduced and the drilling speed assumes suitable values. Accordingly, the supply amount of abrasive material K per minute can be determined from 0.5 g to 20 g, preferably 2 g to 15 g.
In der untenstehenden Tabelle 3 sind experimentelle Daten angegeben, die die Verschleißrate der Schneidspitzen bei ei ner Änderung der Inanspruchnahmerate der Schneidspitzen zur Gesamtfläche des Umfangs der scheibenförmigen Rotary-Bohr meißel des Kernbohrers darstellt. In Table 3 below are experimental data specified that the wear rate of the cutting tips at ei ner change in the rate of use of the cutting tips Total area of the circumference of the disc-shaped rotary drill represents the core drill bit.
Aus obenstehender Tabelle 3 kann folgendes bestimmt werden. Wenn die Inanspruchnahme- bzw. Belegungsrate der Schneid spitzen zur Gesamtumfangsfläche des Rotary-Bohrmeißels zu groß ist, nimmt die Rate ab, mit der die Schneidspäne beim Bohren erzeugt werden, was den Bohrwirkungsgrad verschlech tert. Ist hingegen die Belegungsrate der Schneidspitzen zu niedrig, wird die Verschleißrate hoch und daher ist es un wirtschaftlich, einen Bohrmeißel mit zu kleinen Schneidspit zen zu verwenden.The following can be determined from Table 3 above. If the occupancy rate of the cutting point to the entire circumferential surface of the rotary drill bit is large, the rate at which the chips are cut decreases Drilling are generated, which deteriorate the drilling efficiency tert. However, the occupancy rate of the cutting tips is too low, the wear rate becomes high and therefore it is un economical, a drill bit with too small cutting bit to use zen.
In Tabelle 4 sind die experimentellen Daten veranschaulicht, die die Zufuhr des Schleifmaterials K und die Bohrzeit bei der Verwendung eines Kernbohrers darstellen, der kleiner als der oben erwähnte Kernbohrer mit einem Durchmesser von 10 cm (4 inch) war. Bei diesem Experiment wurde als Probe ein ähn licher Betonblock verwendet, und die Belegungsrate der Schneidspitze war 35%.The experimental data are illustrated in Table 4, which the supply of the grinding material K and the drilling time the use of a core drill that is smaller than the above-mentioned core drill with a diameter of 10 cm (4 inch) was. A similar sample was used in this experiment Licher concrete block used, and the occupancy rate of the Cutting tip was 35%.
Aus obenstehender Tabelle 4 ist zu erwarten, daß die Zufuhr von Schleifmaterial nicht in engem Zusammenhang mit dem Durchmesser des Kernbohrers steht. Dies bedeutet, daß die optimale Zufuhrmenge an Schleifmaterial bei dem Experiment zwischen 2 g und 15 g lag.From Table 4 above, it is expected that the feed of abrasive material not closely related to the Diameter of the core drill stands. This means that the optimal amount of grinding material in the experiment was between 2 g and 15 g.
Obwohl in obenstehendem Ausführungsbeispiel als Beispiel ein Trockenkernbohrer verwendet wurde, kann das oben beschrie bene System selbstverständlich auch bei einem Naßkernbohrer, einem Rotary-Bohrmeißel oder beliebigen anderen Arten von Schneidwerkzeugen verwendet werden.Although in the above embodiment as an example Dry core drill has been used, this can be described above bene system of course also with a wet core drill, a rotary drill bit or any other type of Cutting tools are used.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde für die Zufuhr des Schleifmaterials zu einem Schneidsystem (Kernbohrer 4) ein Schleifmaterialbehälter 44 verwendet. Es kann jedoch eine Anzahl von Schneidsystemen verwendet wer den, denen gleichzeitig das Schleifmaterial aus einem Schleifmaterialbehälter 44 zugeführt wird. In diesem Fall kann das den entsprechenden Schneidsystemen zuzuführende Schleifmaterial auf zweckmäßige Weise eingestellt bzw. seine Zufuhr geregelt werden.In the embodiment described above, an abrasive material container 44 was used to supply the abrasive material to a cutting system (core drill 4 ). However, a number of cutting systems can be used, to which the abrasive material is simultaneously fed from an abrasive material container 44 . In this case, the abrasive material to be fed to the corresponding cutting systems can be appropriately adjusted or its supply can be regulated.
Obwohl die Schneidmaterialzufuhreinrichtung 12 am Luftzu fuhrrohr 40 für die Zuführung des Schleifmaterials mit der Luft A angeordnet ist, ist diese Konstruktion keinesfalls einschränkend, und das Schleifmaterial kann auch von Hand zum Schneidbereich am Werkstück zugeführt werden.Although the cutting material supply device 12 is arranged on the air supply pipe 40 for supplying the grinding material with the air A, this construction is in no way restrictive, and the grinding material can also be supplied by hand to the cutting area on the workpiece.
In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel vom Naßbohr typ unter Verwendung von Kühlwasser veranschaulicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel bezeichnen Bezugszeichen, zu denen äquivalente in zuvor beschriebenen Figuren vorhanden sind, identische oder ähnliche Bauteile. Die Beschreibung dieser Bauteile wird daher zur Vermeidung von Wiederholungen fortgelassen.In Fig. 9, another embodiment of the wet drilling type using cooling water is illustrated. In this exemplary embodiment, reference numerals, to which equivalents are present in the previously described figures, denote identical or similar components. The description of these components is therefore omitted to avoid repetition.
Mit der Antriebswelle 38 ist ein Wasserzufuhrrohr 60 für die Zufuhr von Kühlwasser verbunden. Am Wasserzufuhrrohr 60 ist die Schleifmaterialzufuhreinrichtung 12 mittels des Rohrs 46 angeschlossen. Das Schleifmaterial K aus der Schleifmateri alzufuhreinrichtung 12 wird durch das am Rohr 46 angeordnete Regelventil 48 eingestellt und zusammen mit Wasser W zum Schneidbereich Cf zugeführt. Die Abrichtwirkung an den Schleifspitzen, die durch das so zugeführte Schleifmaterial herbeigeführt wird, ist erwartungsgemäß ähnlich wie bei dem oben beschriebenen vorhergehenden Ausführungsbeispiel.A water supply pipe 60 for the supply of cooling water is connected to the drive shaft 38 . The abrasive material supply device 12 is connected to the water supply pipe 60 by means of the pipe 46 . The grinding material K from the grinding material supply device 12 is adjusted by the control valve 48 arranged on the tube 46 and supplied together with water W to the cutting area Cf. The dressing effect at the grinding tips, which is brought about by the grinding material thus supplied, is, as expected, similar to the previous exemplary embodiment described above.
Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel als Bohr- oder Schneideinrichtung beispielsweise ein Kernbohrer verwendet wird, kann statt dessen jede beliebige andere Schneideinrich tung wie z. B. ein Rotary-Bohrmeißel verwendet werden.Although in this embodiment as drilling or Cutting device used, for example, a core drill any other cutting device can be used instead tion such as B. a rotary drill bit can be used.
Wie aus Obenstehendem hervorgeht, kann durch die Erfindung eine Bohr/Schneidvorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die in der Lage ist, ein hartes Werkstück wie Beton und Ge stein wirksam zu bearbeiten, ohne daß sich die Schneidspit zen zusetzen statt dessen. Hierdurch kann eine zweckmäßige Schneidbedingung beibehalten werden und der Schneidwirkungs grad der beim Schneiden des Werkstücks durchgeführten Arbeit wird erhöht.As can be seen from the above, the invention a drilling / cutting device is provided, which is able to make a hard workpiece like concrete and ge stone to work effectively without the cutting bit add zen instead. This can be a useful Cutting condition are maintained and the cutting effect degree of work performed when cutting the workpiece will be raised.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Bohr/Schneidevor richtung, umfassend ein Schneidwerkzeug wie z. B. einen Kern bohrer 4 mit Schneidspitzen 16 aus ultrahartem Material und eine Kühlmittelzufuhreinrichtung 10 zum Kühlen eines Schneidbereichs, bei dem ein Werkstück durch das Schneid werkzeug geschnitten wird. Eine Schleifmaterialzufuhrein richtung 12 ist für die Zufuhr von Schleifmaterial K zum Schneidbereich zusammen mit Kühlmittel vorgesehen, um ein Abrichten der Schneidspitzen des Schneidwerkzeugs zu be wirken. Infolge der durch das Schleifmaterial auf die Schneidspitzen ausgeübten Abrichtwirkung ist der Schneidwir kungsgrad erhöht und die Standzeit des Schneidwerkzeugs kann merklich verlängert werden.The invention thus relates to a Bohr / Schneidevor direction, comprising a cutting tool such. B. a core drill 4 with cutting tips 16 made of ultra-hard material and a coolant supply device 10 for cooling a cutting area in which a workpiece is cut by the cutting tool. A grinding material feed device 12 is provided for the supply of grinding material K to the cutting area together with coolant to effect dressing of the cutting tips of the cutting tool. As a result of the dressing effect exerted by the abrasive material on the cutting tips, the degree of cutting efficiency is increased and the service life of the cutting tool can be significantly extended.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben be schriebenen speziellen Ausführungsbeispiele, sondern ledig lich durch den Schutzumfang der Ansprüche beschränkt, da die Erfindung viele sehr verschiedene Ausführungsbeispiele um faßt. Es können auch sämtliche Merkmale allein oder in be liebiger Kombination, auch unabhängig von ihrer Zusammenfas sung in den Ansprüchen, verwendet werden.Of course, the invention is not based on the above wrote special embodiments, but single Lich limited by the scope of the claims, since the Invention many very different embodiments sums up. It can also be all features alone or in be any combination, regardless of their combination solution in the claims.
Claims (6)
- - eine Einrichtung (10) zur Zuführung eines Kühlmittels (A) zu einem Schneidbereich (Cp), bei dem ein Werkstück (C) durch das Schneidwerkzeug geschnitten wird, und
- - eine Einrichtung (12) zum Zuführen von Schleifmaterial (K) zum Schneidbereich (Cp), um ein Abrichten der Schneidspitzen (16) zu bewirken.
- - A device ( 10 ) for supplying a coolant (A) to a cutting area (Cp), in which a workpiece (C) is cut by the cutting tool, and
- - A device ( 12 ) for feeding abrasive material (K) to the cutting area (Cp) in order to dress the cutting tips ( 16 ).
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Publications (1)
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Non-Patent Citations (2)
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| DE-B.: KRIST, Thomas: Werkstatt-Tabellen, Bd.IV/Teil 1, 1.Aufl., Technik-Tabellen- Verlag Fikentscher & Co, Darmstadt, 1971, S.241,242 u.251 - ISBN 387807 003 9 * |
| Firmenprospekt: "HILTI, Produkte und Anwen- dungen 1991", Hilti Deutschland GmbH, München, S.107-115 * |
Also Published As
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| GB9204507D0 (en) | 1992-04-15 |
| GB2255299A (en) | 1992-11-04 |
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