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Die Erfindung betrifft einen Bohrer
zum Verwenden in Rotationsschlagbohrern, um Löcher in Stein, Mauerwerk und
Beton zu machen. Derartige Bohrmeißel sind gut bekannt und wenden
typischerweise einen sich axial erstreckenden Schaft an, der ein
Paar schraubenlinienförmige
Staubwegräum-Nuten
darin und Hartmetall-Schneidkanten aufweist, die an dem Vorder-Ende
des Schaftes angeordnet sind. Die Schneidkanten erstrecken sich üblicherweise
in einer Vielzahl von Konfigurationen über den gesamten Durchmesser
des Bohrkopfes und üben
eine mahlartige Wirkung an dem Stein, dem Mauerwerk oder dem Beton
aus, um in das Material zu schneiden und ein Bohrloch auszubilden.
Im Bemühen
die Haltbarkeit und Präzision
der Bohrdurchführung
zu verbessern und um die Abnutzung an den Schneidkanten und das
Verklemmen des Bohrers zu reduzieren, wurden unterschiedliche Bohrkopfquerschnitte angewendet
und es wurde eine große
Vielzahl von Schneidkanten-Konfigurationen entwickelt. Derartigen
Kanten werden durch eine Mehrzahl von Hartmetallplatten und/oder
Stiften ausgebildet, welche in der Vorderseite des Schaftes eingebettet
sind, und sich quer zur Vorderseite erstrecken und davon axial vorstehen.
Diese Schneidplatten sind öfters
in einer Vielfalt von kreuzartigen Formen angeordnet, wobei sich
eine der Platten quer über
den Durchmesser des Schaftes erstreckt, um die Hauptschneidkanten
zu definieren. Diese Platte ist zum Definieren eines Zentrierpunkts
oft V- oder dachförmig.
Die Zusatzschneidkanten werden von kleineren Platten gebildet, die
senkrecht oder im spitzen Winkel von der Hauptplatte vorstehen.
Beispiele von derartigen Bohrern sind in den US Patent-Nrn. 5,836,410;
5,482,124 und 3,960,223 gezeigt und diskutiert. Diese Bohrer weisen,
obwohl sie Bohrlöcher
in Stein, Mauerwerk und Beton ausbilden können, bestimmte Mängel auf. Das
Zentrieren des Bohrlochs wird, während
die Bohrung fortschreitet, aufgrund des Überhangs der Hauptschneidplatte
relativ zu den zylindrischen Seiten des Bohrkopfs schwierig. Demzufolge
ist es schwierig ein gerades und zylindrisches Bohrloch aufrechtzuerhalten.
Bewehrungsstahl ("Betonrippenstahl") stellt auch ein
Problem dar, da die Stellen im Stil eines Daches an der Hauptschneidkante
dazu tendieren von dem Betonrippenstahl abzugleiten und den Bohrern
erlauben gegen die Seiten des Bewehrungsstahls fortzuschreiten bis
der Bohrer festsitzt oder bricht. Zusätzliche Stand-der-Technik Dokumente
sind US-A-4 942 931, US-A-2 858 109, US-A-3 773 122, US-A-5 403
130, wobei jedes von ihnen mit dem Oberbegriff von Anspruch 1 korrespondiert.
Der Bohrer der Erfindung überwindet
die Nachteile der Stand-der-Technik Bohrmeißel und stellt dadurch einen
verbesserten Hammer-Bohrmeißel
bereit.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Kurz gesagt, weist die Erfindung
einen Bohrer zum Verwenden in Rotationsschlagbohrern gemäß Anspruch
1 auf. Der spitzzulaufende, zylindrische Vorsprung gestattet eine
präzise
Platzierung des Bohrlochs und minimiert das Wandern des Bohrmeißels durch
Erzeugen eines Führungslochs.
Er stellt auch einen Meiseleffekt zum Pulverisieren des Gesteins,
Mauerwerks oder Betons im Gegensatz zu der mahlartigen Wirkung des
dachförmigen
Bohrmeißels
bereit. Die geneigte Fläche
der Pyramidenspitze ist mehrfach facettiert und die Facetten sind
orientiert, sodass sie nicht nur die Pyramidenspitze definieren,
sondern auch zerkleinertes Material entlang der geraden, zylindrischen
Seitenwand des Zentralvorsprungs und in die Zwischenräume zwischen
dem Zentralvorsprung und den äußeren primären Messern
kanalisieren, wo das Material gegen das Gestein oder ein anderes
Material, welches gebohrt wird, gepresst wird und selbst einen Mahleffekt
an dem gebohrten Material bereitstellt, um den primären Messern
und dem spitzzulaufenden, zylindrischen Vorsprung beim Bohrprozess
zu assistieren und daher die Bohrgeschwindigkeit erhöht. Die
Konfiguration des pyramidenförmigen
Endes an dem Zentralvorsprung bewirkt auch, dass der Betonrippenstahl nach
dem Kontakt aufgeweitet wird und in der Kontaktstelle sitzt, um
eine genaue Bohrlinie aufrechtzuerhalten und um den Bohrenden von
der Präsenz
des Betonrippenstahls zu warnen, um Schaden an dem Bohrer zu verhindern.
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Demgemäß ist die Aufgabe der Erfindung
einen Bohrer zum Verwenden in Rotationsschlagbohrer bereitzustellen,
welcher Bohrer eine verbesserte Genauigkeit und erhöhte Bohrgeschwindigkeit
aufweist und welcher weniger leicht beschädigt wird, wenn Betonrippenstahl
getroffen wird.
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Diese und andere Aufgaben und Vorteile
der Erfindung werden von der folgenden, detaillierten Darstellung,
die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird,
leicht ersichtlich.
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IN DEN ZEICHNUNGEN
IST
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Bohrers der Erfindung,
welche den Kopf- und Schaftabschnitt des Bohrers zeigt.
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2 eine
perspektivische Ansicht des Kopfabschnitts des Bohrers der Erfindung,
der den Zugang zu dem schraubenlinienförmigen Abschnitt des Schafts
zeigt.
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3 eine
Seitenansicht des Kopfabschnitts des Bohrers der Erfindung.
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4 eine
Endansicht des Bohrers der Erfindung, der den Oberteil des Kopfabschnitts
davon zeigt.
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5 eine
Schnittansicht, die entlang der Linie 5–5 aus 4 geführt
ist.
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6 eine
Seitenansicht eines der primären Messer,
die in der Erfindung angewendet werden.
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7 eine
Endansicht eines der primären Messer,
die in der Erfindung angewendet werden.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nun im Detail auf die Zeichnungen
bezugnehmend, weist der Bohrer 10 der Erfindung einen sich
axial erstreckenden Schaft 12 auf, der in einer durchgehend
konvex-förmigen
Endfläche 14 endet und
zwei schraubenlinienförmige
Material-Abführnuten 16 und 18 darin
definiert. Die Endfläche 14 des Schaftes 12 weist
einen zentral angeordneten Vorsprung 20 auf, der sich davon
entlang der Zentralachse des Schaftes 12 axial erstreckt.
Der Vorsprung 20 ist aus einem harten, abrasions-/schlagfesten
Material ausgebildet, wie beispielsweise Karbid, und ist vorzugsweise
in einem Zentralloch in der Endfläche 14 eingebettet
und sicher mittels Hartlötens
oder anderen geeigneten Mitteln befestigt. Während das Hartlöten die
Kontur der Schaft-Endfläche 14 leicht
unterbrechen kann, ist die Endfläche
ansonsten über
ihre gesamte Fläche
insgesamt konvex. Der hierin verwendete Begriff "durchgehend konvex" ist für derartige geringe Unterbrechungen
in der Kontur erlaubt. Der Vorsprung 20 endet an seinem
freien Ende in einer insgesamt pyramidenförmigen Konfiguration, welche
eine Mehrzahl von geneigten Facetten definiert, welche an ihren
unteren Enden in der geraden, zylindrischen Seitenwand von Vorsprung 20 und
an ihren oberen Enden an einer zentral angeordneten Pyramidenspitze 24 enden.
In der bevorzugten Konfiguration von Vorsprung 20 ist Spitze 24 von
vier geneigten, größeren oder
primären
Facetten 26 und vier kleineren oder sekundären Facetten 28 definiert. Wie
in 5 am besten zu sehen
ist, erstreckt sich jede sekundäre
Facette 28 mit Aufwärts-
und Rückwärtsneigungen
zwischen der Hinterkante 26' von
einer der primären
Facetten 26 und der Vorderkante 26" von einer benachbarten primären Facette.
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Eine Mehrzahl von primären Messern 30 sind
ebenfalls in der Endfläche 14 des
Schaftes 12 eingebettet und bilden mit dem zentralen Vorsprung 20 und
dem freien Endabschnitt 12' von
Schaft 12 einen Bohrkopf 29. Während die Anzahl von primären Messern
variieren kann, werden vier derartige primäre Messer 30 vorzugsweise
in dem Bohrkopf angewendet und, wie Vorsprung 20, sind
die Messer 30 aus einem harten, abrasions/schlagfesten
Material ausgebildet, wie beispielsweise Karbid. So wenig wie zwei
solcher Messer können
angewendet werden, und bei Bohrern mit größerem Durchmesser könnten sechs
oder mehrere primäre
Messern angewendet werden. Die primären Messer 30 sind
in der Konfiguration insgesamt rechteckig und sind am Umfang des Bohrkopfes 29 positioniert,
so dass sie den zentralen Vorsprung 20 umgeben und radiale
Abstände
oder Zwischenräume 32 zwischen
den Messern 30 und dem Vorsprung 20 bereitstellen.
Wie in 2-4 zu sehen ist, sind die primären Messer 30 ebenfalls
derartig in dem Bohrkopf positioniert, dass eines der Messer im
oberen Endabschnitt der Hinterkanten 16' und 18' von jeder der Nuten 16 und 18 derart
eingebettet ist, dass zum Führen
von gebohrtem Material aus dem gebohrten Loch zu den Abführnuten 16 und 18 das
Messer sich axial entlang der Nut erstreckt.
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Während
die primären
Messer 30 in ihrer Konfiguration variieren können, ist
die bevorzugte Konfiguration in Figuren 1-6 dargestellt. Wie darin
zu sehen ist, weist jedes Messer 30 einen rückwärtig abgefasten
Seitenabschnitt 31 auf und definiert an seinem oberen Ende
eine rückwärtig und
aufwärts
geneigte Facette 30' und
ein Paar angrenzende, rückwärtig absinkende
und radial konvergierende Facetten 30", um Schneidkanten 34, 36 und 38 zu
definieren. Falls gewünscht,
könnten
Sägezähne in den Kanten 34, 36 und 38 eingeschnitten
sein, um die Bohrgeschwindigkeit weiter zu erhöhen. Begriffe wie beispielsweise "rückwärtig", "vorwärts gerichtet", "Vorderkante" und "Hinterkante" werden hierin mit Bezug
auf die Rotations-Richtung des Bohrers 10 während des
Bohrers verwendet, welche im Uhrzeigersinn wäre, wie von der die Bohrmaschine
bedienenden Person gesehen wird, und gegen den Uhrzeigersinn ist,
wie aus den Orientierungen von 2-4 in den Zeichnungen zu sehen
ist.
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Die primären Messer 30 erstrecken
sich auch in Radialrichtung in einer geringen Distanz jenseits des
Außenumfangs
des Bohrerkörpers.
In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist dieser Überhang
oder Radialvorsprung der primären Messer über den
Umfang des Bohrkörpers
nur ungefähr
1/32 Zoll. Es wurde erkannt, dass dieser Überhang die Reibung und das
Festklemmen des kannelierten Bohrerkörpers im Loch minimiert, während jedwede
Variation weg von der genauen axialen Geradlinigkeit beim Bohrprozess
minimiert wird. Demzufolge verhindert der Bohrer 10 das
Herausschneiden einer etwas ellipsoid ausgebildeten Lochs, welches
mit einem exzessiven Überhang
auftreten würde
und bei Bohrern üblich
ist, welche Karbid-Zentrierstellen im Stil eines Daches oder andere
herkömmliche
Schneidenden anwenden.
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Beim Gebrauch wurde erkannt, dass
das scharfe Ende der Pyramidenspitze 24 den Bohrer 10 mit
einer überlegenen
Lochzentrierung zur präzisen Platzierung
des Bohrlochs versieht. Die Pyramidenspitze fährt fort, diese Funktion durchzuführen, während das
Bohren fortschreitet, aufgrund ihrer Konfiguration und der geraden,
zylindrischen Seitenwand von Vorsprung 20. Die Punktzentrierungs-Fähigkeit von
Vorsprung 20 erzeugt in Kombination mit dem oben beschriebenen
kleinen Überhang,
der primären Messer 30 jenseits
des Umfangs des Schaftes, extrem gerade Löcher im Vergleich zu den anderen Bohrern
mit Karbid-Zentrierungsstellen im Stil eines Daches oder konventionellen
Schneid-Enden. Die primäre
und sekundäre
Facettenkonfiguration versieht den Zentralvorsprung 20 auch
mit einer wirkungsvollen Schneid- oder Meiselkonfiguration, um die
primären
Messer 30 beim Bohrprozess zu ergänzen. Zusätzlich wirken die hinteren,
sekundären
Facetten 28, die von der pyramidenförmigen Schneidspitze 24 definiert
sind, mit den Abständen 32 zwischen
dem Vorsprung 20 und den Messern 30 zusammen,
mittels Pulverisierens, Komprimierens und Kanalisierens des zerkleinerten
Materials über
und entlang den Seiten der Pyramidenspitze und entlang der Seitenwand
vom Vorsprung 20 in die Abstände 32 hinein, wo
der Staub gegen den Stein, das Mauerwerk oder den Beton in den Abständen zusammengepresst
wird und beim Brechen oder Zermalmen von derartigen Stein, Mauerwerk
oder Beton zu pulverisierten Staub assistiert. Demzufolge wird die Bohrgeschwindigkeit
erhöht,
mittels Umgehens der Notwendigkeit das Material, welches zwischen
den Vorsprung 20 und den Messern 30 angeordnet
ist, auf andere Weise herauszuschneiden oder zu brechen.
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Verschiedenartige Änderungen
und Modifikationen können
beim Ausführen
der Erfindung gemacht werden, ohne von ihrem Sinn und Umfang abzuweichen.
Soweit wie die Änderungen
Modifikationen innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche sind, sind sie als Teil
der Erfindung anzusehen.