DE4301191A1 - Gesteinsbohrwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gesteinsbohrwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Übliche Gesteinsbohrer bestehen aus einem zylindrischen Einspannschaft, einer sich hieran anschließenden Förderwendel sowie einem hartmetallbestückten Bohrkopf. Bohrerkopf und Förderwendel nehmen weitgehend den gleichen Außendurchmesser ein.

Neben solchen Gesteinsbohrern sind weiterhin sogenannte Durchbruchbohrer bekannt geworden, die mit oder ohne auf steckbare Förderwendel verwendet werden. Ein solcher Bohrer ist in der DE 28 56 205 A1 dargestellt. Hier weist der Bohrkopf einen wesentlich größeren Außendurchmesser auf als der Bohrerschaft. Am vorderen Ende des Bohrwerkzeugs befindet sich ein glockenförmig ausgebildeter Bohrkopf, der an seiner Stirnseite mit Schneidstiften versehen ist. Die Schneidstifte befinden sich sowohl auf den axial vorstehenden Ringsegmenten als auch auf den axial zurückversetzten zentrischen Ausnehmungen des Bohrerkopfes. Dabei werden ausschließlich zylindrische Schneidstifte mit kegelförmiger Spitze verwendet, die zur Herstellung eines Freischnittes schräg auf den Ringsegmenten angeordnet sind und diese radial nach außen und nach innen überragen. Diese Schneidstifte müssen demnach sowohl den Freischnitt als auch die Abräumarbeit des Gesteins bei einer schlagenden Beanspruchung übernehmen, wobei die abräumenden Schneidstifte in einer zur Bohrerlängsachse schrägen Anordnung eine ungünstige Krafteinleitung aufweisen.

Neben derartigen Durchbruchbohrern sind weiterhin sogenannte Bohrkronen bekannt geworden. Solche Bohrkronen bestehen im allgemeinen aus einem zylindrischen Schaftteil zum Einspannen des Werkzeugs, dem sich ggf. über einen konischen Übergangsbereich ein zylindrischer, topfförmiger Bereich anschließt. Ähnlich wie bei einem Durchbruchbohrer bildet der zylindrische Bereich eine ringförmige Bohrerstirnfläche, die mit Hartmetallschneidkörpern besetzt ist. In der Mitte befindet sich ebenso wie bei Durchbruchbohrern ein axial vorstehender Zentrierbohrer.

Aus der DE 38 09 428 A1 (EP 0 334 806 A1) ist eine solche Gesteinsbohrkrone bekannt geworden, die an ihrer ringförmigen Stirnfläche zylindrische Hartmetall-Schneidstifte als Schneidkörper aufweist. Dabei überragen die Schneidstifte die ringförmige Stirnseite sowohl in axialer als auch in nach außen und innen gerichteter radialer Richtung, letzteres zur Herstellung eines Freischnittes. Hierfür sind die Längsachsen aller Schneidstifte in einem spitzen Winkel zur Bohrerlängsachse angeordnet, so daß wiederum eine ungünstige Krafteinwirkung bei einer axialen Schlagbeanspruchung auf die Schneidstifte auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gesteinsbohrwerkzeug und insbesondere einen Durchbruchbohrer oder eine Bohrkrone zu schaffen, bei welchem der Schneidbesatz insbesondere für eine schlagende Beanspruchung des Bohrwerkzeugs optimiert ist.

Dieser Aufgabe wird ausgehend von einem Gesteinsbohrwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des Gesteinsbohrerwerkzeugs nach dem Anspruch 1 angegeben.

Als Schneidelemente oder Schneidkörper zur Bestückung einer ringförmigen Schneidfläche von Durchbruchbohrern oder Bohrkronen kommen verschiedene Hartmetall-Elemente in Betracht. Dies sind zum einen die in den genannten Veröffentlichungen verwendeten zylindrischen Schneidstifte mit kegelförmiger Spitze. Solche Schneidstifte wirken bei schlagender Beanspruchung wie ein Spitzmeißel, d. h. es sind keine definierten Schneidkanten vorgesehen. Eine optimale Wirkung als Abräumwerkzeug erzielen solche zylindrischen Schneidstifte aber nur bei einer axialen Schlagbeanspruchung.

Neben diesen zylindrischen Schneidstiften können sogenannte "Spitzzähne" verwendet werden, die im Querschnitt rechteckförmig oder trapezförmig ausgebildet sind und eine dachförmige Schneidspitze sowie Seitenschneiden aufweisen. Solche Spitzzähne können bei schlagender Beanspruchung aufgrund ihrer Spitze sowohl eine abräumende d. h. materialsprengende Bearbeitung als auch aufgrund ihrer seitlichen Schneidkanten eine schneidende Bearbeitung vornehmen. Aufgrund der vorhandenen stirnseitigen Schneidkanten ist jedoch die Sprengwirkung aufgrund einer geringen Flächenpressung geringer als bei einem zylindrischen Schneidstift mit kegelförmiger Spitze.

Ein sogenannter "Flachzahn" besitzt ebenfalls einen rechteckförmigen oder trapezförmigen Querschnitt, jedoch mit ebener oberer Schneidkante. Aufgrund der gegenüber dem Spitzzahn kürzeren stirnseitigen Schneidkante bei gleichem Grundquerschnitt liegt zwar aufgrund der höheren Flächenpressung ein höherer Bohrfortschritt als bei einem Spitzzahn vor. Die ebene Schneidfläche ist jedoch bei einer Verkantung des Werkzeugs oder einer nicht symmetrischen Schlagbeaufschlagung an ihren Enden bruchempfindlich.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb für Durchbruchbohrer oder Bohrkronen eine konsequente Ausnutzung der Vorteile der einzelnen verschiedenen Schneidkörper verfolgt.

Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, daß ein optimaler Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Gesteinsbohrwerkzeuges nur dann erzielt werden kann, wenn der Einsatz verschiedener Schneidkörper vorgenommen wird. Dabei wird jeder Schneidkörper für den für seine Bauart optimalen Einsatzzweck verwendet.

Hierdurch wird ein Bohrwerkzeug geschaffen, welches zumindest zwei verschiedene Schneidelementbesätze mit unterschiedlicher Aufgabenstellung aufweist. Dabei soll ein erster Schneidbesatz die Aufgabe des Freiräumens des Bohrkopfes tibernehmen, d. h. die hierfür verwendeten Schneidkörper überragen die ringförmige Stirnfläche des topfförmigen Bohrerkopfes in radialer Richtung (Umfangszerspannung). Dabei kann der seitliche Freischnitt sowohl radial nach außen als auch nach innen durch einen entsprechend seitlichen Überstand über den Außen- bzw. Innendurchmesser der ringförmigen Stirnfläche erfolgen.

Erfindungsgemäß ist darüberhinaus ein zweiter Schneidbesatz vorgesehen, der ausschließlich für die Abräumarbeit bei schlagender Beanspruchung des Gesteinsbohrwerkzeuges vorgesehen ist (Stirnzerspannung). Hierfür dient insbesondere ein Schneidkörper, der mit seiner Längssymmetrieachse parallel zur Bohrerachse ausgerichtet ist und dadurch in einer optimalen Wirklinie oder Kraftlinie bei einer Schlagbeanspruchung ausgerichtet ist.

Durch die Auftrennung des Aufgabengebietes des ersten und zweiten Schneidbesatzes wird der zweite, abräumende Schneidbesatz vorzugsweise für eine optimale Wirkung derart angeordnet, daß er den ersten Schneidbesatz axial überragt, so daß dieser bei schlagender Beanspruchung alleine zur Durchführung der Abräumarbeit im Einsatz ist. Demzufolge ist der erste Schneidbesatz zur Schaffung des Freiraumes geringfügig gegenüber den Abräum-Schneidkörpern zurückversetzt, und dient zur Herstellung eines sehr präzisen Bohrloches.

Als seitlichen Freiraum-schaffenden Schneidkörper zur Umfangszerspannung werden vorzugsweise Spitzzähne oder Flachzähne mit definierten seitlichen Schneidkanten verwendet. Dabei werden die Schneidkörper hinsichtlich Formgebung und Materialeigenschaften speziell für diesen Einsatz der Umfangszerspannung eingesetzt, d. h. z. B. verschleißfeste Schneidkanten. Bei geringeren Anforderungen können jedoch auch als freiräumende Schneidkörper schräg gestellte zylindrische Schneidstifte verwendet werden, die jedoch gegenüber den Abräum-Schneidkörpern axial zurückversetzt sind.

Als "Abräum-Schneidkörper" für die Stirnzerspannung kommen vorzugsweise zylindrische Schneidstifte zum Einsatz, die ähnlich wie ein Spitzmeißel eine besonders hohe Abtragsleistung im Gestein bei schlagender Beanspruchung aufweisen, wobei die Längsachsen der Schneidstifte grundsätzlich parallel zur Bohrermittelachse, d. h. in Schlagrichtung, d. h. in Richtung der Kraftlinien ausgerichtet sind. Das Material und die Formgebung dieser Schneidkörper wird derart gewählt, daß es besonders für ein stirnseitiges Abräumen geeignet ist, d. h. z. B. hohe Flächenpressung und hohe Zähigkeit. Ein etwas verminderter Wirkungsgrad hinsichtlich der Abräumarbeit bewirken beispielsweise Spitzzähne, die jedoch ebenfalls als Abräum-Schneidkörper eingesetzt werden können. Aufgrund der vorgesehenen Schneidspitze dieser Spitzzähne kann ein noch befriedigendes Ergebnis bei bestimmten Einsatzzwecken erzielt werden.

Die Anordnung der einzelnen Schneidkörper auf einer kreisringförmigen unterbrochenen oder ununterbrochenen stirnseitigen Stirnfläche des Bohrwerkzeuges zur Bildung einer Schneidfläche kann in verschiedener Form erfolgen. So müssen mindestens zwei freischneidende und wenigstens ein abräumender Schneidkörper vorhanden sein. Mehrere Schneidkörper können symmetrisch oder asymmetrisch auf der ringförmigen Stirnfläche angeordnet sein. Wird eine erhöhte Abräumarbeit benötigt, so kann die Anzahl der abräumenden Schneidkörper gegenüber den freischneidenden Schneidkörper erhöht werden. Beispielsweise können drei oder vier freischneidende und vier oder sechs abräumende Schneidkörper in symmetrischer oder asymmetrischer Anordnung Verwendung finden.

Es findet stets eine Optimierung der Schneidkörper im Hinblick auf deren Aufgabenteilung statt, wobei auch Eigenschaften der Antriebsmaschinen, des zu bearbeitenden Materials sowie der verwendeten Werkstoffqualität der Schneidkörper zu berücksichtigen sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und unter Angabe von weiteren Vorteilen in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen wiedergegeben.

Es zeigen

Fig. 1a, 1b eine Bohrkrone bzw. einen Durchbruchbohrer mit erfindungsgemäßer Ausgestaltung des Bohrerkopfes,

Fig. 2a-2c Draufsichten auf verschiedene Ausführungsformen der Fig. 1a und 1b,

Fig. 3a-3f die verschiedenen, zum Einsatz kommenden Schneidkörper,

Fig. 4a, 4b eine symbolische Darstellung über den Einsatz der verschiedenen Schneidbesätze mit einem Flachzahn und einem Stiftzahn,

Fig. 5 ein alternativer Schneidbesatz mit einem Flachzahn und einem Spitzzahn und

Fig. 6 ein weiterer alternativer Schneidbesatz mit Stiftzähnen.

Beschreibung der Erfindung

Die in den Fig. 1a, 1b dargestellten Bohrwerkzeuge 1 betreffen eine Bohrkrone 2 (Fig. 1a) oder einen Durchbruchbohrer 3 (Fig. 1b). Beide Bohrwerkzeuge weisen einen Bohrerschaft 4 in erforderlicher Länge als Einspannschaft sowie einen stirnseitigen Bohrerkopf 5 zum Materialabtrag auf. Der Übergang zwischen Bohrerschaft 4 und Bohrerkopf 5 kann über einen konischen Zwischenbereich 6 erfolgen, der bei der Bohrerkrone 2 nicht näher dargestellte Durchtrittsöffnungen für Bohrmehl aufweisen kann. Zur Bohrmehlförderung kann die Bohrkrone 2 an ihrer zylindrischen Mantelfläche 7 eine Förderwendel 8 aufweisen. Demgegenüber kann der Durchbruchbohrer 3 zusätzlich mit einer nicht näher dargestellten, auf steckbaren Förderwendel versehen werden.

Der stirnförmige Bereich des Bohrerkopfes 5 beider Bohrwerkzeuge 2, 3 unterscheidet sich prinzipiell nicht im Aufbau. Demzufolge ist der unterschiedliche untere Bereich der beiden Bohrwerkzeuge 2, 3 nur gestrichelt dargestellt.

Das Gesteinsbohrwerkzeug 1 besteht bei beiden Werkzeugen 2, 3 in seinem Kopfbereich aus einem achsparallelen, zylindrischen Wandungsabschnitt 9, der eine ringförmig umlaufende, stirnseitige Stirnfläche 10 zur Aufnahme eines Hartmetall- Schneidbesatzes 11, 12 bildet. Die Draufsicht der ringförmigen Stirnfläche 10 mit Hartmetall-Schneidbesatz 11, 12 ist in den Fig. 2a bis 2c nochmals dargestellt.

In der Mitte des Bohrwerkzeugs befindet sich zentrisch, d. h. achsparallel angeordnet ein Zentrierbohrer 13, der die ringförmige Stirnfläche 10 in herkömmlicher Weise axial überragt. Die Bohrerlängsachse ist mit Bezugszeichen 14 dargestellt.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 1a, 1b bzw. in verschiedenen Ausführungsformen in den Fig. 2a bis 2c ist die stirnseitige ringförmige Stirnfläche 10 des Bohrerkopfes 5 mit einem unterschiedlichen Schneidbesatz 11, 12 versehen.

Die ringförmige Stirnfläche 10 weist zunächst einen ersten Schneidbesatz 11 auf, der zur Schaffung eines Freiraumes 15, 15′ (siehe Fig. 4b) den zylindrischen Wandungsabschnitt 9 des Bohrerkopfes insbesondere radial nach außen vorzugsweise auch nach innen überragt. Dieser Freiraum dient zur Herstellung eines hochpräzisen Bohrloches sowie zur Vermeidung von Verklemmungen oder Verkantungen des Gesteinsbohrwerkzeuges.

Der erste Schneidbesatz 11 besteht hierfür vorzugsweise aus schneidenden Schneidkörpern, wie sie beispielsweise durch einen Spitzzahn 16 oder einen Flachzahn 17 mit seitlichen Schneiden gebildet sind. Der in den Fig. 1a, 1b mit Bezugszeichen 11, 16 dargestellte Spitzzahn besteht aus einem im Querschnitt rechteckförmigen Schneidplättchen, dessen Breite b₁ größer ist als die Wandstärke b₂ des zylindrischen Wandungsabschnittes 9, so daß sich ein seitlicher, außenliegender und innenliegender Überstand zur Schaffung eines Freiraumes ergibt. Demzufolge ist der durch das Freiraum-schaffende Schneidelement 11, 16 entstehende Umkreis mit dem Durchmesser d₁ größer als der Umkreis des Außendurchmessers d₃ des zylindrischen Wandungsabschnittes 9. Die Differenz d₁ minus d₃ bildet den umlaufenden Freiraum 15.

Gleichermaßen ist der innenliegenden Umkreis mit dem Durchmesser d₂ des Freiraum-schaffenden Schneidelements 11, 16 kleiner als der Innendurchmesser d₄ des zylindrischen Wandungsabschnittes 9, wobei sich wiederum der innenliegende Freiraum 15 ergibt.

Der erste Schneidbesatz 11, 16 dient demnach mit seinen seitlichen Schneidkanten zur Schaffung eines radial außenliegenden und/oder innenliegenden Freiraumes 15, 15′.

Gemäß der Darstellung der Erfindung in Fig. 2a, 2b sowie Fig. 3a, 3b kann der Spitzzahn 16 auch einen in Draufsicht trapezförmigen Querschnitt (Fig. 3b) aufweisen, um vordere scharfe außenliegende oder innenliegende Schneidkanten 19 in Umlaufrichtung 20 zu bilden.

Gemäß der Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels in Fig. 2c in Verbindung mit Fig. 3c, 3d wird als erster Schneidbesatz 11 ein sogenannter Flachzahn 17 mit trapezförmigen Querschnitt verwendet. Ein solcher Flachzahn 17 hat eine ebene obere Schneidkante 21, die nach hinten hin schräg abfällt (Fläche 22). Eine ähnliche, dachförmig abfallende Fläche 22′ weist der Spitzzahn 16 auf. Sowohl der Spitzzahn 16 als auch der Flachzahn 17 weisen seitliche scharfe Schneidkanten 19 zur Schaffung des Freiraums 15, 15′ auf.

Erfindungsgemäß ist neben dem ersten, einen Freiraum­ schaffendne Schneidbesatz 11, 16, 17 noch ein zweiter Hartmetall-Schneidbesatz 12 vorgesehen, der insbesondere durch die in den Fig. 1a, 1b, 2a, 2b dargestellten Schneidstifte 12, 18 gebildet ist, der in Fig. 3e, 3f in Einzeldarstellung mit Kegelspitze 23 gezeigt ist. Ein solcher zylindrischer Schneidstift 18 ist als zweiter Schneidbesatz 12 jeweils mittig auf den zylinderförmigen Wandungsabschnitt 9 aufgesetzt, wobei seine Symmetrielängsachse 24 parallel zur Bohrerlängsachse 14, d. h. in Richtung der Kraftlinien beim schlagenden Einsatz ausgerichtet ist. Die obere Spitze 25 des Schneidstiftes 12, 18 liegt um einen Betrag h₁ axial vor der Spitze 26 des Spitzzahnes 16 bzw. der stirnseitigen Kante 27 des Flachzahnes 17. Dadurch wird der schlagende Abräumvorgang des zu bohrenden Gesteins in erster Linie von dem zweiten Schneidbesatz 12, 18 vorgenommen, der axial vor dem Freiraum­ schaffenden ersten Schneidbesatz liegt. Hierdurch ist eine Auftrennung zwischen freiräumenden ersten Schneidbesatz 11, 16, 17 und abräumenden oder aufmeißelnden zweiten Schneidbesatz 12, 18 gegeben.

Gemäß der Darstellung eines Ausführungsbeispiels in Fig. 2c kann der zweite, abräumende Schneidbesatz 12 gegebenenfalls auch durch einen in seinen Abmessungen geänderten Spitzzahn 16′ erfolgen, dessen Breite b₁ gleich oder kleiner ist als die Breite b₂ des zylindrischen Wandungsabschnittes 9. Im übrigen gelten für einen solchen Spitzzahn 16′ die gleichen Bedingungen wie zum Schneidstift 18 beschrieben, d. h. dieses Schneidelement 16′ liegt axial vor dem freiräumenden, durch den Flachzahn 17 gebildeten Schneidbesatz 11.

In den Fig. 2a bis 2c sind verschiedene Schneidbesätze für die einzelnen Schneidelemente dargestellt.

Fig. 2a zeigt einen ersten freiräumenden Schneidbesatz 11, bestehend aus drei symmetrisch oder asymmetrisch angeordneten Spitzzähnen 16 und einem zweiten Schneidbesatz 12, bestehend aus drei, ebenfalls symmetrisch angeordneten Schneidstiften 18. Die Winkelabstände zwischen den einzelnen Schneidelementen können gleich oder unterschiedlich sein. Letzteres gegebenenfalls zur Herstellung einer asymmetrischen Anordnung zur Vermeidung von Schwingungen.

Die Darstellungsform nach Fig. 2b zeigt einen ersten freiräumenden Schneidbesatz 11 bestehend aus vier Spitzzähnen 16, von denen zwei in einem Winkelabstand von 180° angeordnet sind. Die übrigen beiden Spitzzähne 16 sind hierzu nicht symmetrisch um 90°, sondern um einen Winkel α ≈ 15° voreilend angeordnet.

Diese asymmetrische Anordnung zweier Spitzzähne 16 hat wiederum schwingungstechnische Vorteile.

Als zweiter Schneidbesatz 12 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b eine Anordnung von sechs Schneidstiften 18 vorgesehen, wobei sich jeweils ein Schneidstift 18 auf der winkelhabierenden im ersten und dritten Quadranten und jeweils zwei weitere Spitzzähne symmetrisch auf den Ringabschnitten 10 im zweiten und vierten Quadranten befinden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2c ist von der Anordnung des ersten freiräumenden Schneidbesatzes 11 mit Flachzähnen 17 und des zweiten, abräumenden Schneidbesatzes 12 mit Spitzzähnen 16′ vergleichbar mit der Anordnung nach Fig. 2a.

Die einzelnen Schneidelemente sind jeweils abwechselnd in einem Winkelabstand von ca. 45° angeordnet.

Die Fig. 4a, 4b zeigt eine Prinzipdarstellung für den Einsatz der erfindungsgemäßen Schneidbesätze. Dabei ist mit Bezugszeichen 28 die Oberfläche des zu bearbeitenden Steins prinzipiell dargestellt. Auf der rechten Bildhälfte ist jeweils der erste, freiräumende Schneidbesatz 11 in Form eines Flachzahns 17, auf der linken Figurenhälfte der abräumende Schneidbesatz 12 in Form eines Schneidstiftes 18 dargestellt. Aufgrund des axialen Überstandes h₁ des abräumenden Schneidelementes 12, 18 ist in Fig. 4a der Schneidstift 18 bereits um diese Höhe h₁ in das Gesteinsmaterial, dargestellt durch die Gesteinsoberfläche 28 eingedrungen, wenn der Flachzahn 17 mit seiner flachen, stirnseitigen Kante 27 die Gesteinsoberfläche 28 berührt (Fig. 4a). Der erste Schneidbesatz 11, 17 dringt demnach in ein Gesteinsmaterial ein, welches bereits durch den zweiten Schneidbesatz 12, 18 mit der Höhe h₁ zertrümmert worden ist.

In Fig. 4b ist das Eindringen des Bohrwerkzeugs in das Gesteinsmaterial 29 um die Tiefe t₁ dargestellt. Dabei eilt der zweite, abräumende Schneidbesatz 12, 18 mit seiner das Gesteinsmaterial hämmernden Kegelspitze 23 dem ersten Schneidbesatz 11, 17 stets um den Betrag h₁ voraus. Der erste, freiräumende Schneidbesatz 11, 17 trifft demnach stets auf eine bereits zertrümmernde Mulde 30 (Fig. 4b), so daß die Schaffung des außenliegenden Freiraums 15 bzw. des innenliegenden Freiraums 15′ durch das freiräumende Schneidelement 11, 17 stark vereinfacht wird. Aus der Fig. 4b ist demnach die Aufgabenteilung zwischen erstem und zweitem Schneidbesatz klar ersichtlich.

Fig. 5 zeigt gleichermaßen die zu Fig. 2c beschriebene Ausführungsvariante mit einem ersten, als Flachzahn 17 ausgebildeten Schneidbesatz 11 zur Schaffung eines Freiraumes und einem zweiten Schneidbesatz 12, der als schmälerer Spitzzahn 16′ mit einer Breite b₂ ausgebildet ist. Wie die Darstellung nach Fig. 4a zeigt, liegt der Flachzahn 17 an der Gesteinsoberfläche 28 an, so daß der Spitzzahn bereits mit einer Tiefe h₁ in das Gesteinsmaterial eingedrungen ist. Der Spitzzahn 16′ hat demnach die gleiche Aufgabe wie der Schneidstift 18 in Fig. 4a, 4b.

Die Erfindung bezweckt generell einen optimalen Einsatz und eine optimale Verwendung der zur Verfügung stehenden Schneidelemente. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die abräumenden Schneidelemente 12, 16, 16′ mit ihren Symmetrielängsachsen 24, 24′ parallel zur Bohrerlängsachse 14 stehen. In diesem Fall wirken die Kraftlinien auf das abräumende Schneidelement in optimaler Wirkrichtung, so daß geringste Verluste beim schlagenden Einsatz auf das abräumende Schneidelement auftreten.

Da der erste Schneidbesatz 11, 16, 17 in erster Linie die Aufgabe der Schaffung eines seitlichen Freiraums hat, ist das Kriterium der senkrechten Anordnung einer entsprechenden Symmetriemittellinie nicht so wichtig, wie bei den zweitem, abräumenden Schneidbesatz 12. Demzufolge kann gemäß der Ausführungsform nach Fig. 6 als erster, freiräumender Schneidbesatz gegebenenfalls auch eine Anordnung von schräg gestellten Schneidstiften 18′ verwendet werden, wie dies beim eingangs geschilderten Stand der Technik, dort jedoch mit anderer Verwendungsphilosophie der Fall ist. Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung wird auch bei einer solchen Anordnung gemäß Fig. 6 nicht verlassen, da der zweite Schneidbesatz 12 in Form eines Schneidstiftes 18 wiederum aufgrund des voreilenden Abstands h₁ den Abräumvorgang im Gesteinsmaterial vornimmt, bevor der weitere Schneidbesatz 11 die Aufgabe des seitlichen Freischneidens übernimmt, was auch durch die in Fig. 6 dargestellten und insbesondere schräg gestellten Schneidstifte 18′ erfolgen kann. Der hergestellte Freischnitt ist in Fig. 6 mit b_1′ bezeichnet.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens.

Claims (10)

1. Gesteinsbohrwerkzeug insbesondere für einen schlagenden Einsatz in einer Hammerbohrmaschine o. dgl., bestehend aus einem Bohrerschaft und einem sich hieran anschließenden, ringförmigen Bohrerkopf, der als Bohrkrone oder als Durchbruchbohrer ausgebildet ist und an dessen ringförmiger Stirnfläche axial und/oder radial vorstehende Schneidelemente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an der ringförmigen Stirnfläche (10) des Bohrerkopfes (5) ein aus wenigstens zwei Schneidzähnen (16, 17, 18′) bestehender erster Schneidbesatz (11) vorgesehen ist, der zur Schaffung eines Freiraumes (15, 15′) im Gesteinsmaterial den zylindrischen Bereich (9) des Bohrerkopfes (5) radial außen und/oder innen überragt und daß ein aus wenigstens einem weiteren Schneidelemente (18, 16′) bestehender zweiter Schneidbesatz (12) vorgesehen ist, der zuvor ein Abräumen des Gesteins bewirkt, wobei die Stirnseite des zweiten Schneidbesatzes (12) diejenige des ersten Schneidbesatzes (11) axial überragt.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schneidbesätze (16, 17, 18) mit ihren Symmetriemittelachsen parallel zur Bohrerachse (14) ausgerichtet sind.

3. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schneidbesatz (11) aus Spitzzähnen (16) oder Flachzähnen (17) besteht, die im Querschnitt rechteckförmig oder trapezförmig ausgebildet sind, wobei der Spitzzahn (16) eine dachförmige und der Flachzahn (17) eine flache Zahnspitze aufweist.

4. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schneidbesatz (11) aus gegenüber der Bohrerachse (14) schräg gestellten Schneidstiften (18′) mit Kegelspitze besteht.

5. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schneidbesatz (12) aus zylindrischen Schneidstiften (18) mit einer Kegelspitze (23) oder aus Spitzzähnen (16) mit dachförmiger Schräge besteht, wobei die Schneidelemente die Außen- bzw. Innenkontur des zylindrischen Wandungsabschnitts (9) des Bohrkopfes (5) radial nicht überragen.

6. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrerkopf (5) als ersten, Freiraum-schaffenden Schneidbesatz (11) drei oder vier Spitzzähne (16) und als zweiten, gesteinabräumenden Schneidbesatz (12) drei oder sechs Schneidstifte (18) aufweist, wobei die Schneidstifte (18) jeweils zwischen den Spitzzähnen (16) symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet sind.

7. Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abräumenden Schneidelemente (12, 18) und/oder die Freiraum-schaffenden Schneidelemente (11, 16, 17) in den einzelnen Quadranten einer ringförmigen Schneidfläche (10) symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet sind.

8. Gesteinsbohrer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen vier symmetrisch oder asymmetrisch angeordneten Spitzzähnen (16) zwei Doppelpaare und ein Einzelpaar von Schneidstiften (18) in symmetrischer oder asymmetrischer Anordnung vorgesehen sind.

9. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Schneidbesatz (11) drei oder vier Flachzähne (17) und als zweiter Schneidbesatz (12) drei oder vier dazwischenliegende Spitzzähne (16′) vorgesehen sind.

10. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Stirnfläche (10) als ununterbrochene oder durch Einschnitte unterbrochene Fläche ausgebildet ist.