DE4242909C2 - Hohlbohrkrone mit Schneiden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlbohrkrone mit einem hohlzylindrischen Trägerkörper, dessen bohrrichtungsseitiger Bereich in Bohrrichtung offene Aussparungen aufweist, die der Aufnahme von Schneidkörpern dienen, welche den Trägerkörper axial sowie an seiner Innen- und Aussenkontur überragen und zwei in Umfangsrichtung des Trägerkörpers ragende Vorsprünge mit je einer parallel zur Bohrachse verlaufenden Stützfläche aufweisen, wobei sich die Stützfläche des einen Vorsprunges an der Innenkontur und die Stützfläche des anderen Vorsprunges an der Aussenkontur des Trägerkörpers abstützt.

Bohrkronen der in Rede stehenden Art sind beispiels­ weise aus dem DE 82 23 603 U1 bekannt. Dabei weist ein hohlzylindrischer Trägerkörper in seinem bohrrich­ tungsseitigen Bereich in Bohrrichtung offene Ausspa­ rungen auf, innerhalb welcher Schneidkörper angeord­ net sind. Die Schneidkörper, welche aus einem ver­ schleißfesten Werkstoff, wie Hartmetall, Hartstoff oder dgl. bestehen, überragen den Trägerkörper axial sowie auch dessen Innen- und Außenkontur. In dem senkrecht zur Bohrachse verlaufenden Querschnitt sind die Schneidkörper im wesentlichen rechteckförmig ausge­ bildet und zwar derart, daß die längeren Seiten im we­ sentlichen radial verlaufen. Die längeren Seiten des im wesentlichen rechteckförmigen Querschnittes sind demnach größer als die Wandstärke des hohlzylinder­ förmigen Trägerkörpers.

Die hier zur Diskussion stehenden Hohlbohrkronen werden in Verbindung mit Antriebsgeräten eingesetzt, welche eine Dreh- und eine Schlagbewegung abgeben. Auf die Schneidkörper wirkt damit sowohl ein Drehmo­ ment als auch eine Schlagbeanspruchung ein. Um diesen Beanspruchungsarten gerecht zu werden, ist eine aus­ reichende Verbindung zwischen Schneidkörper und Trägerkörper maßgebend. Darüber hinaus ist eine kräf­ tige Dimensionierung der Schneidkörper maßgebend, was in aller Regel zu einem relativ großen Querschnitt führt. Ein solch großer Querschnitt wirkt sich jedoch hinderlich auf die Abbauleistung aus, da ein Schneidkör­ per mit einem solch großen Querschnitt zu einer zu geringen Flächenpressung führt, so daß die Abbaulei­ stung darunter leidet. Eine geringere Dimensionierung der Querschnittsfläche erhöht wohl die Abbauleistung, führt jedoch zu einem vorzeitigen Ausfall der Schneid­ körper durch Ausbrechen von Teilen oder Brechen der Schneidkörper insgesamt.

Eine weitere Hohlbohrkrone ist aus der DE 38 25 220 A1 bekannt, deren hohlzylindrischer Trägerkörper im bohrrichtungsseitigen Bereich in Bohrrichtung offene Aussparungen aufweist, die der Aufnahme von Schneidkörpern dienen. Die Schneidkörper überragen den Trägerkörper axial sowie an seiner Innen- und Aussenkontur und weisen zwei in Umfangsrichtung des Trägerkörpers ragende Vorsprünge mit je einer parallel zur Bohrachse verlaufenden Stützfläche auf. Die Stützfläche eines ersten Vorsprungs stützt sich an der Innenkontur und eine Stützfläche des zweiten Vorsprungs stützt sich an der Aussenkontur des Trägerkörpers ab.

Aus der DE 17 52 645 A ist eine Hohlbohrkrone mit einem Trägerkörper bekannt, der am bohrrichtungsseitigen Endbereich mit mehren Schneidkörpern versehen ist, die den Trägerkörper axial sowie an seiner Innen- und Aussenkontur überragen. Die Schneidkörper besitzen in einer parallel zur Bohrachse gesehen Richtung einen trapezförmigen Querschnitt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohr­ krone zu schaffen, dessen Schneidkörper derart dimen­ sioniert sind, daß sie nebst einer großen Unanfälligkeit gegen Ausfall zu einer hohen Abbauleistung führen und daß sich die Schneidkörper bei der Herstellung der Hohlbohrkronen leicht Positionieren lassen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schneidkörper senkrecht zur Bohrachse gese­ hen mit einem im wesentlichen trapezförmigen Quer­ schnitt mit im wesentlichen radial verlaufender längerer Flächenerstreckung und in Drehrichtung weisender län­ gerer Seite versehen sind.

Die den trapezförmigen Querschnitt überragenden Vorsprünge bilden je eine Abstützfläche, die sich am Trägerkörper abstützen. Dabei stützt sich die eine die­ ser Stützflächen an der Außenkontur und die andere an der Innenkontur des Trägerkörpers ab. Dadurch ent­ steht zwischen Trägerkörper und Schneidkörper eine formschlüssige Verbindung.

Da bekanntlich die Schneidkörper mittels Loten mit dem Trägerkörper verbunden werden, steht mit den Stützflächen eine vergrößerte Kontaktfläche für die Lotverbindung zwischen Schneidkörper und Träger­ körper zur Verfügung. Die Verbindung zwischen Schneidkörper und Trägerkörper kann damit aufgrund der formschlüssigen Verbindung und der Erhöhung der Kontaktflächen wesentlich verbessert werden.

In bevorzugter Weise entspricht die in Umfangsrich­ tung gemessene Höhe der Vorsprünge etwa dem 0,1- bis 0,2fachen der in Umfangsrichtung gemessenen Breite der Schneidkörper. Dank dieser Dimensionierung ent­ stehen ausreichend große, sich aber aus der Sicht der Abbauleistung noch nicht hinderlich auswirkende Vor­ sprünge, die zu den Vorteilen im Zusammenhang mit der Verbindung zwischen Schneidkörper und Träger­ körper führen. Die Vorsprünge führen außerdem zu dem ganz wichtigen Vorteil, indem ohne wesentliche Erhöhung des Querschnittes der Schneidkörper das Wi­ derstandsmoment wesentlich erhöht wird, beispielswei­ se nach Art eines T-Trägers. Die Schneidkörper erfah­ ren damit eine wesentliche Steigerung in der Biegestei­ figkeit, was sich auch auf die Beständigkeit der Lotver­ bindung auswirkt.

Die Vorsprünge können verschiedenartig angeordnet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die Vorsprünge im Querschnitt einander diagonal gegenüberliegen. Es bildet sich damit ein im wesentli­ chen Z-förmiger Querschnitt der Schneidkörper.

Die Anordnung von sich einander diagonal gegen­ überliegenden Vorsprüngen erfolgt in bevorzugter Weise derart, daß der sich an der Außenkontur des Trä­ gerkörpers abstützende Vorsprung in Drehrichtung der Hohlbohrkrone dem sich an der Innenkontur des Trä­ gerkörpers abstützenden Vorsprung vorgelagert ist.

Die Dimensionierung der Vorsprünge erfolgt zweck­ mäßigerweise derart, daß die radial gemessene Breite des sich an der Außenkontur des Trägerkörpers abstüt­ zenden Vorsprunges etwa dem 0,3- bis 0,4fachen der in Umfangsrichtung gemessenen Breite des Schneidkör­ pers entspricht. Demgegenüber entspricht zweckmäßi­ gerweise die radial gemessene Breite des sich an der Innenkontur des Trägerkörpers abstützenden Vor­ sprunges etwa dem 0,1- bis 0,2fachen der in Umfangs­ richtung gemessenen Breite des Schneidkörpers.

Vorzugsweise ist die zum Zentrum hin der Innenkon­ tur des Trägerkörpers vorgelagerte Seite der Schneid­ körper von einer Freifläche und entgegen der Drehrich­ tung gesehen nachfolgend von einer konkav gewölbten Fläche gebildet. Dadurch wird erreicht, daß die Schneid­ körper ohne weitere Bearbeitung für Hohlbohrkronen aller gängigen Durchmesser verwendet werden können, beispielsweise über einen Durchmesser von 40 bis 150 mm. Je nach Durchmesser der zur Anwendung ge­ langenden Hohlbohrkrone erfolgt die Anordnung der Schneidkörper in unterschiedlicher Neigung abwei­ chend zum Radius, wobei diese unterschiedliche Nei­ gung durch entsprechend geneigte Aussparungen im Trägerkörper erzielt wird. Aufgrund der Freifläche mit entgegen der Drehrichtung nachfolgend gewölbter Flä­ che besteht Gewähr, daß bei jedem Durchmesser der zur Anwendung gelangenden Bohrkrone ein ausrei­ chend großer Freiwinkel zur Verfügung steht. Dabei hat die Freifläche die Aufgabe der Sicherstellung des Frei­ winkels und die nachfolgende konkav gewölbte Fläche führt dazu, daß selbst bei kleinen Durchmessern der zur Anwendung gelangenden Bohrkronen ausreichend Freiraum zur Verfügung steht, so daß ein Klemmen des Schneidkörpers vermieden wird. Insbesondere bei Hohlbohrkronen mit kleineren Durchmessern können sich Innenprobleme ergeben, was aber auch zusätzlich durch die geringere radiale Breite des sich an der Innen­ kontur des Trägerkörpers abstützenden Vorsprunges sichergestellt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin­ dung besteht die Möglichkeit, die sich an der Außenkon­ tur des Trägerkörpers abstützenden Vorsprünge und die sich an der Innenkontur des Trägerkörpers abstüt­ zenden Vorsprünge in Drehrichtung der Hohlbohrkro­ ne vorgelagert anzuordnen. Der Schneidkörper ist da­ mit im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebil­ det.

Wenn beide Vorsprünge in Drehrichtung der Hohl­ bohrkrone angeordnet sind, ist die Problematik der Si­ cherstellung ausreichend großer Freiwinkel kleiner. So­ mit läßt sich die radial gemessene Breite der sich an der Außenkontur und an der Innenkontur des Trägerkör­ pers abstützenden Vorsprünge etwa gleich gestalten und kann vorzugsweise dem 0,2- bis 0,3fachen der in Umfangsrichtung gemessenen Breite des Schneidkör­ pers entsprechen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeich­ nungen, welche Ausführungsbeispiele wiedergeben, nä­ her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht, entgegen der Bohrrichtung auf einen Bereich der Hohlbohrkrone mit erfindungsgemä­ ßem Schneidkörper;

Fig. 2 den Schneidkörper der Fig. 1 in entsprechen­ der Draufsicht;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Schneidkörpers entspre­ chend Fig. 2;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Schneid­ körpers in Draufsicht entsprechend Fig. 1;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Schneidkörpers entspre­ chend Fig. 4.

Fig. 1 zeigt einen Bereich einer Hohlbohrkrone in Ansicht entgegen der Bohrrichtung mit einem teilweise angedeuteten Trägerkörper 1. Dieser Trägerkörper 1 weist innerhalb einer Aussparung 1a einen Schneidkör­ per 2 auf, welcher sich in Fig. 1 in dem senkrecht zur Bohrachse gesehenen Querschnitt darstellt. Der Schneidkörper 2 weist einander diagonal gegenüberlie­ gende Vorsprünge 3, 4 auf. Während sich der Vorsprung 3 an der Außenkontur 1b des Trägerkörpers 1 abstützt, liegt der Vorsprung 4 an der Innenkontur 1c des Träger­ körpers 1 an. Die Anlage der beiden Vorsprünge 3, 4 am Trägerkörper 1 erfolgt über jeweilige Stützflächen 3a, 4a. In Drehrichtung D der Hohlbohrkrone ist der Vor­ sprung 3, der sich an der Außenkontur 1b des Träger­ körpers 1 abstützt, dem sich an der Innenkontur 1c des Trägerkörpers 1 abstützenden Vorsprung 4 vorgela­ gert. Die zum Zentrum gewandte Seite des Schneidkör­ pers 2 weist eine Freifläche 2b und entgegen der Dreh­ richtung D daran anschließend eine konkav gewölbte Fläche 2c auf.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Schneidkörper der Fig. 1, wobei Fig. 2 eine der Fig. 1 analoge Darstellung zeigt. Zusätzlich zur Fig. 1 zeigt Fig. 2, wie die radial gemesse­ ne Breite X des Vorsprunges 3 die radial gemessene Breite Y des Vorsprunges 4 übersteigt. Sowohl Vor­ sprung 3 als auch Vorsprung 4 überragen die in Um­ fangsrichtung gemessene Breite B des Schneidkörpers 2 um die Höhe H.

Den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Schneidkörpers 5 entnehmbar, wobei Fig. 4 den Querschnitt senkrecht zur Bohrachse gesehen darstellt. Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, weist der Schneidkörper zwei Vorsprünge 6, 7 auf, welche beide in Drehrichtung der Hohlbohrkrone vorgelagert sind. Die beiden Vor­ sprünge 6, 7 überragen die in Umfangsrichtung gemes­ sene Breite B der Schneide 5 um die Höhe H. Die zur Abstützung an der Innen- und Außenkontur des Träger­ körpers vorgesehenen Vorsprünge 6, 7 weisen diesbe­ zügliche Stützflächen 6a, 7a auf und besitzen eine im wesentlichen gleiche Breite Z.

Aus den Darstellungen entsprechend Fig. 3 und 5 ist zu entnehmen, daß die Schneidkörper 2, 5 je eine Ver­ jüngung 2a, 5a aufweisen. Der schmalste Bereich der Verjüngung 2a, 5a kommt nach Verbindung der Schneidkörper 2, 5 mit entsprechenden Trägerkörpern in den Bereich der jeweiligen Innenkontur und zwar derart, daß die Schneidkörper 2, 5 mit diesem Bereich auf die Innenkontur oder gegebenenfalls darunter zu liegen kommt. Dadurch entsteht der Vorteil, daß Bohr­ kerne aus der Hohlbohrkrone ungehindert entfernt werden können, ohne daß allfällige Kanten der Schneid­ körper 2, 5 sich am Bohrkern verhaken.

Claims (9)

1. Hohlbohrkrone mit einem hohlzylindrischen Trägerkörper (1), dessen bohrrichtungs­ seitiger Bereich in Bohrrichtung offene Aussparungen (1a) aufweist, die der Auf­ nahme von Schneidkörpern (2, 5) dienen, welche den Trägerkörper (1) axial sowie an seiner Innen- und Aussenkontur (1b, 1c) überragen und zwei in Umfangsrichtung des Trägerkörpers (1) ragende Vorsprünge (3, 4, 6, 7) mit je einer parallel zur Bohrachse verlaufenden Stützfläche (3a, 4a, 6a, 7a) aufweisen, wobei sich die Stützfläche (4a, 7a) des einen Vorsprunges (4, 7) an der Innenkontur (1c) und die Stützfläche (3a, 6a) des anderen Vorsprunges (3, 6) an der Aussenkontur (1b) des Trägerkörpers (1) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (3, 4, 6, 7) aufweisenden Schneidkörper (2, 5) senkrecht zur Bohrachse gesehen mit einem im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt mit im wesentlichen radial verlaufenden längerer Flächenerstreckung und in Drehrichtung (D) weisender längerer Seite versehen sind.

2. Hohlbohrkrone nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung gemes­ sene Höhe H der Vorsprünge (3, 4, 6, 7) etwa dem 0,1- bis 0,2fachen der in Umfangsrichtung gemesse­ nen Breite B der Schneidkörper (2, 5) entspricht.

3. Hohlbohrkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (3, 4) im Quer­ schnitt einander diagonal gegenüberliegend ange­ ordnet sind.

4. Hohlbohrkrone nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der sich an der Außenkontur (1b) des Trägerkörpers (1) abstützende Vorsprung (3) in Drehrichtung (D) der Hohlbohrkrone dem sich an der Innenkontur (1c) des Trägerkörpers (1) abstüt­ zenden Vorsprung (4) vorgelagert ist.

5. Hohlbohrkrone nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (X) des sich an der Außenkontur (1b) des Trägerkörpers (1) abstützen­ den Vorsprunges (3) etwa dem 0,3- bis 0,4fachen der in Umfangsrichtung gemessenen Breite (B) des Schneidkörpers (2) entspricht.

6. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radial gemesse­ ne Breite (Y) des sich an der Innenkontur (1c) des Trägerkörpers (1) abstützenden Vorsprunges (4) etwa dem 0,1- bis 0,2fachen der in Umfangsrichtung gemessenen Breite (B) des Schneidkörpers (2) ent­ spricht.

7. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Zentrum hin der Innenkontur (1c) des Trägerkörpers (1) vor­ gelagerte Seite des Schneidkörpers (2) von einer Freifläche (2b) und entgegen der Drehrichtung (D) gesehen nachfolgend von einer konkav gewölbten Fläche (2c) gebildet ist.

8. Hohlbohrkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an der Außenkontur (1b) des Trägerkörpers (1) abstützende Vorsprung (6) und der sich an der Innenkontur (1c) des Träger­ körpers (1) abstützende Vorsprung (7) in Drehrich­ tung (D) der Hohlbohrkrone vorgelagert sind.

9. Hohlbohrkrone nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die radial gemessene Breite (Z) der sich an der Innenkontur (1c) und an der Außen­ kontur (1b) des Trägerkörpers (1) abstützenden Vorsprünge (6, 7) dem 0,2- bis 0,3fachen der in Um­ fangsrichtung gemessenen Breite (B) des Schneid­ körpers (5) entspricht.