DE4426238C2 - Bohrkrone zum Kernbohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrkrone zum Kernbohren in Beton, Stein oder dergleichen, mit einem hohlzylindrischen Kronenkörper und mit einer Hartmetallsplitter und Diamantsplitter umfassenden Kronenlippe an einer Stirnfläche des Kronenkörpers, mit im Be­ reich der anderen Stirnfläche des Kronenkörpers angeschlossenen Mitteln zur Verbindung der Bohrkrone mit einer Aufnahme einer Bohrmaschine und/oder eines zentral angeordneten Zentrierboh­ rers, wobei die Hartmetallsplitter und die Diamantsplitter mit dem Kronenkörper durch ein Lot verbunden sind.

Eine solche Bohrkrone ist in der DE 41 06 392 A1 beschrieben.

Zur Bildung der Kronenlippe ist eine Stirnfläche des Kronenkör­ pers mit sich abwechselnden, vorstehenden und zurückspringenden Abschnitten versehen. Auf die gesamten Abschnitte sind zunächst Hartmetallsplitter mit einem Lot hohen Schmelzpunktes von ca. 1150°C aufgebracht. Dabei treten die Hartmetallsplitter an den zurückspringenden Abschnitten zu denen an den vorspringenden Abschnitten zurück. Sodann werden auf die Hartmetallsplitter der zurücktretenden Abschnitte Diamantsplitter aufgebracht, und zwar mit einem Lot mit einem Schmelzpunkt von ca. 580°C. Um dies zu bewerkstelligen, sind die Diamantsplitter zunächst alleine in einem solchen Lot unter Formung eines Blockes eingebracht wor­ den, wobei der Block den Abmessungen des zurücktretenden Ab­ schnittes hinsichtlich Länge und Tiefe entspricht, so daß die Abschnitte mit Diamantsplittern mit denen mit ausschließlich Hartmetallsplittern aufweisenden vorzugsweise fluchten.

Hiermit wurde beabsichtigt, gegenüber Bohrkronen, die eine Kro­ nenlippe aufweisen, die ausschließlich mit Hartmetallsplittern besetzt ist, eine verbesserte Bohrleistung zu erzielen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die zunächst erforderliche Einbettung der Diamantsplitter in Lot zu einem Block Nachteile mit sich bringt. Um die Diamantsplitter aufbringen zu können, mußten ferner auch die Bereiche, die nur mit Diamantsplittern besetzt werden sollen, zunächst mit Hartmetallsplittern belotet werden, damit eine Befestigungsbasis geschaffen wird. Die auf separate Abschnitte konzentrierten Diamantsplitter erfordern zudem eine vollständige Einbettung in Lot, damit sie sicher gegen Ausbre­ chen gehalten werden. Dies hat jedoch zur Folge, daß sie nicht so aggressiv wirken und am Bohrvorgang beteiligt werden können, wie es wünschenswert wäre. Ferner erfordern Diamantsplitter dabei ein Lot mit einer niedrigeren Schmelztemperatur als dies für eine innige Verbindung mit dem Material (Stahl) des Kronen­ körpers erforderlich ist, um die gewünschte Schneidleistung zu erreichen. Daher erfolgt zunächst eine Aufbringung von Hartme­ tallsplittern mit einem Lot hoher Schmelztemperatur als Träger und dann die partielle Aufbringung der Diamantsplitterblöcke, so daß eine einigermaßen standfeste Verbindung erzielt wird. Dar­ über hinaus erfordern die Ausschnitte und die separate Ausbil­ dung der Diamantsplitter aufweisenden Bereiche hohe Kosten.

Eine Rundum-Anbringung von Diamantsplittern würde dazu führen, daß die Hartmetallsplitter keine Wirkung erzielen würden und damit überflüssig würden. Ferner schließt sich eine solche Lö­ sung wegen der hohen Kosten aus.

Die DE 29 25 260 A1 beschreibt eine Trennscheibe, die aus zwei deckungsgleich zusammengeklebten Teilscheiben aus Sonderstahl besteht, die als Trägerscheiben dienen. Auf dem Umfang der Trä­ gerscheiben sind durch radial angeordnete Trennschlitze Befesti­ gungsstege gebildet. Auf diesen sind Schneidsegmente, die je­ weils die Form eines Ringsegmentes aufweisen, mit Silberlot hart aufgelötet. Die Schneidsegmente bestehen aus einem Metall­ pulver auf Wolfram-Kobaltbasis und sind durch Sintern herge­ stellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrkrone zu schaffen, die mit Hartmetallsplittern und Diamantsplittern be­ setzt ist, aber gegenüber der bekannten Ausführung eine Kronen­ lippe mit einer verbesserten Schneid- bzw. Bohrleistung sowie Standzeit bei geringen Kosten aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hart­ metallsplitter und die Diamantsplitter als Gemisch gemeinsam durch Lot mit dem aus Stahl bestehenden Kronenkörper verbunden sind und daß die Diamantsplitter, die Bestandteil des zu verlö­ tenden Gemisches sind, vernickelt sind.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß eine verbesserte Verbindung zwischen den Diamantsplittern und dem Kronenkörper aus Stahl erzielt wird, weil ein bei hohen Temperaturen schmel­ zendes Lot verwendet werden kann, wie es normal auch für Hartme­ tallsplitter an sich benutzt wird. Ferner wird durch die Anbrin­ gung der Splitter als Gemisch und damit die verbesserte Vertei­ lung der Diamantsplitter über den gesamten Umfang der Kronenlip­ pe eine erhebliche Verbesserung der Schneidleistung erzielt, da die Diamantsplitter nicht voll im Lot eingebettet sind und zu­ nächst erst einmal durch Verschleiß der Hartmetallsplitter zur Wirkung kommen können, sondern ebenfalls mit vorstehen und über die gesamte Kronenlippe verteilt sind und aggressiv das wegzu­ räumende bzw. -schneidende Material angreifen können. Hieraus ergibt sich auch eine verbesserte Standzeit. Die Einbindung der Diamantsplitter in das Gemisch der Hartmetallsplitter ist da­ durch möglich, daß die Diamantsplitter im vernickelten Zustand verlötet werden. Hierdurch wird eine Bindung zwischen Lot und Diamant ermöglicht, ohne daß eine vollständige Einbettung der Diamantsplitter erforderlich wäre.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anteil der Diamantsplitter am Gewicht des Gemisches zwischen 10% und 50%, bevorzugt 20% beträgt. Vorzugsweise werden Industriedia­ mantsplitter eingesetzt, die als Abfallprodukt bei der Erzeugung von Industriediamanten anfallen.

Vorzugsweise beträgt die Korngröße der Diamantsplitter zwischen 100 und 800 µm (Mikrometer). Die der Hartmetallsplitter beträgt zwischen 800 und 1200 µm.

Zur Erzielung einer innigen Verbindung zwischen den Hartmetall­ splittern und den Diamantsplittern mit dem Kronenkörper aus Stahl hat sich ein Lot auf Kupfer- oder Nickelbasis als beson­ ders günstig herausgestellt, dessen Schmelzpunkt in der Größen­ ordnung von 1120°C liegt. Bei Verwendung eines Kupferlotes um­ faßt dies 97% Gewichtsanteile Kupfer und 3% Gewichtsanteile Nickel.

Eine besonders innige Verbindung zwischen dem Gemisch und dem Kronenkörper wird durch Verlöten unter Vakuum erzielt, wobei ein Druck von mindestens 10^-4 bar erreicht bzw. unterschritten werden sollte. Dabei erfolgt die Herunterführung auf das gewünschte Vakuum in Stufen. Anschließend erfolgt ein Abkühlen bzw. ein Abschrecken in einer Gasatmosphäre aus einem Stickstoff-Wasser­ stoff-Gas-Gemisch.

Als Stahl für den Kronenkörper kommt beispielsweise ST37 in Frage. Die unter den vorgenannten Bedingungen erzielte Verbin­ dung zwischen den Diamantsplittern und Hartmetallsplittern ei­ nerseits und dem aus Stahl bestehenden Kronenkörper andererseits entspricht hinsichtlich der erreichbaren Scherfestigkeit der einer Schweißverbindung zwischen zwei Stahlteilen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bohrkrone teilweise geschnitten und

Fig. 2 das Detail X im vergrößerten Maßstab.

Aus Fig. 1 ist erkenntlich, daß der Kronenkörper 1 als hohl­ zylindrisches Rohr gestaltet ist, an dessen erster Stirnfläche 3 die Kronenlippe 2 angebracht ist, die aus einem Gemisch aus Hartmetall- und Diamantsplittern besteht, wobei das Gemisch 10% Gewichtsanteile Diamantsplitter und 90% Gewichtsanteile Hartme­ tallsplitter umfaßt. Die Anordnung ist so getroffen, wie sie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das Gemisch aus Hartmetall- und Dia­ mantsplittern steht von der Stirnfläche 3 zur Bildung der Kro­ nenlippe 2 axial und radial über die nach innen und außen gerichteten Wandungen des Kronenkörpers 1 vor, so daß ein Freischnitt beim Einsatz entsteht.

An die Stirnfläche 4 des Kronenkörpers 1 ist ein Boden 5 ange­ schlossen, welcher in der Bohrung 6 des Kronenkörpers 1 mit einem Vorsprung zentriert einsitzt. Der Boden 5 weist eine zen­ trische Bohrung 6 auf, durch welche ein Zentrierbohrer 7 hin­ durchgesteckt ist. Der Zentrierbohrer 7 besitzt eine Hartmetall­ bohrspitze 8, welche über die Kronenlippe 2 axial vorsteht und dazu dient, die Bohrkrone für den Bohrvorgang zu zentrieren. Der Zentrierbohrer 7 steht mit seinem Aufnahmeschaft 9 axial aus dem Boden 5 vor. Der Zentrierbohrer 7 ist entweder durch Formschluß in der Bohrung 6 fest aufgenommen oder aber über eine Verbin­ dungsnaht 10, beispielsweise eine Lot- oder Schweißnaht, mit dem Boden 5 verbunden. Es kann auch eine Kombination beider Verbin­ dungen gewählt werden. Der Aufnahmeschaft 9 dient zur Aufnahme beispielsweise in einer Bohrmaschine, so daß das Drehmoment der Bohrmaschine von dem Aufnahmeschaft 9 über den Boden 5 auf den damit fest verbundenen Kronenkörper 1 übertragen wird, so daß an der Kronenlippe 2 die entsprechende Schneidleistung erbracht wird.

Die Aufbringung des Gemisches 11 aus Hartmetall- und Diamant­ splittern erfolgt unter Vakuum unter Vermittlung von Kupferlot, das beispielsweise in pastöser Form im Bereich der Stirnfläche 3 auf den Kronenkörper 1 aufgetragen wird und anschließend mit dem Gemisch aus Hartmetall- und Diamantsplittern besetzt wird.

Bohrkronen der vorbeschriebenen Art dienen insbesondere zum Einbringen von Sackbohrungen in Betonwände, Betondecken oder dergl. Steinmaterial, um beispielsweise Verteilerdosen oder Steckdosen setzen zu können.

Claims (6)

1. Bohrkrone zum Kernbohren in Beton, Stein oder dergleichen, mit einem hohlzylindrischen Kronenkörper (1) und mit einer Hartmetallsplitter und Diamantsplitter umfassenden Kronen­ lippe (2) an einer Stirnfläche (3) des Kronenkörpers (1), mit im Bereich der anderen Stirnfläche (4) des Kronenkör­ pers (1) angeschlossenen Mitteln zur Verbindung der Bohr­ krone mit einer Aufnahme einer Bohrmaschine und/oder eines zentral angeordneten Zentrierbohrers, wobei die Hartmetall­ splitter und die Diamantsplitter mit dem Kronenkörper (1) durch ein Lot verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallsplitter und die Diamantsplitter als Gemisch gemeinsam durch Lot mit dem aus Stahl bestehenden Kronenkörper (1) verbunden sind und daß die Diamantsplitter, die Bestandteil des zu verlötenden Gemisches sind, vernickelt sind.

2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Diamantsplitter am Gewicht des Gemisches zwischen 10% und 50%, bevorzugt 20% beträgt.

3. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der Diamantsplitter zwischen 100 und 800 µm (Mikrometer) beträgt.

4. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot ein Kupfer- oder Nickellot ist.

5. Bohrkrone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupferlot einen Gewichtsanteil von 97% Kupfer und 3% Nickel aufweist.

6. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch mit dem Kronenkörper (1) unter Vakuum ver­ lötet ist und in einem Stickstoff-Wasserstoff-Gas-Gemisch abgeschreckt oder erkaltet ist.