DE8104116U1 - Gesteinsbohrer - Google Patents

Description

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13.2.1981 Vo/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart

Gesteinsbohrer

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Gesteinsbohrer nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei den bisher bekannten Gesteinsbohrern dieser Art, die über kein ausreichendes Führungselement - z.B. am Bohrerschaft verlaufende Wendel - verfügen, tritt der Nachteil auf, daß sie im Gestein beim Bohren leicht verlaufen. Sollen mit kleineren und mittleren Bohrhämmern Bohrungen im Bereich von 50 bis 125 nim Durchmesser gebohrt werden, so sollten möglichst leichte Bohrgestänge oder möglichst kleine Bohrerschaftdurchmesser hinter dem Bohrkopf verwendet werden. Bohrwerkzeuge mit kleiner Masse erzeugen nämlich einen verhältnismäßig großen Bohrfortschritt, Deshalb verfügen bekannte leichte Bohrer wie Rapid-, Kreuz-, Sehaftbohrer und Bohrkronen mit Bohrstangen über einen an der Stellseite des Bohrkopfes angesetzten Führungsbohrer - den sogenannten Zentrierbohrer. Diese Zentrierbohrer haben stirnseitig an einem Hartmetallplättchen angeordnete Schneiden. Die Hartmetallplättchen stehen radial relativ weit über den Schaftkörper des Führungsbohrers über. Ein außermittiger Andruck des Bohrhammers führt in Verbindung mit dem großen radialen Überstand des Harzmetallplättchens des Führungsbohrers, der nur relativ geringe und deshalb

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hoch belastete Führungsflächen ergibt, zum seitlichen Ver-

|l laufen des Bohrers im Bohrloch. Im Mauerwerk entstehen bo-

genförmige, oft mehrmals gekrümmte Bohrungen, deren Mitte beim Eintritt gegenüber der Mitte beim Austritt um mehr als den Bohrerdurchmesser versetzt sein kann.

Um ein Rohr, insbesondere ein Stahlrohr, durch eine solche Bohrung zu führen, müßte diese sehr viel größer gebohrt werden.

Man hat versucht, durch seitliches Abschleifen des Überstandes des Hartmetallplättchens die Führung des Führungsbohrers zu verbessern. Allerdings neigt der Führungsbohrer dann zum Klemmen, weil das an seiner Schneide entstehende Bohrklein nicht ordnungsgemäß abgeführt werden kann.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Gesteinsbohrer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Führungsbohrer an den Stützflächen gut geführt wird. Das losgeschlagene Bohrklein kann durch den zwischen den ebenen Flächen des Führungsbohrers und der Wandung der Führungsbohrung verbleibenden Raum leicht zur Stirnseite des Bohrkopfes geführt werden, von wo er auf verschiedene Art und Weise aus dem Bohrloch geleitet werden kann.

Durch aie in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Gesteinsbohrers möglich. Wenn die Stützfläche zumindest teilweise von einem Hartmetallkörper gebildet ist, wird der Verschleiß der Stützflächen auf ein Minimum herabgesetzt.

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Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden BeschreilDung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 und 2 einen Führungsbohrer als Einzelheit in vergrößerter Darstellung in Seitenansichten, Figur 3 eine stark vergrößerte Draufsicht auf die Stirnseite des Führungsbohrers mit vier verschieden ausgeführten Stützflächen, Figur k eine Seitenansicht gemäß IV im Ausschnitt, Figur 5 einen Gesteinsbohrer mit Führungsbohrer in der Seitenansicht, Figur 6 einen anderen Gesteinsbohrer in der Seitenansicht und Figur 7 eine Draufsicht auf die Stirnseite des Gesteinsbohrers gemäß Figur 6.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren 1 bis k der Zeichnung ist als Einzelheit ein Führungsbohrer 1 dargestellt. Der Führungsbohrer ist mittig an einem Bohrkopf 2 (Figur 5) eines Gesteinsbohrers 3 angeordnet. Der Gesteinsbohrer 3 hat einen einerseits ein Einsteckende k aufweisenden Bohrerschaft 5, der andererseits den Bohrkopf 2 trägt. Das Einsteckende k ist z.B. als Keilwelleneinsteckende zur Drehmomentübertragung in einer Handwerkzeugmaschine ausgebildet. Der Bohrkopf hat einen im wesentlichen scheibenförmigen Körper, der über eine Auskehlung in den Schaft 5 übergeht. Auf zwei durch die Bohrerachse gehenden Linien sind in der Stirnseite des Bohrerkopffes mehrere stiftförmig ausgebildete Schneidkörper 6 eingesetzt. Jeweils zwischen den in Reihen angeordneten Schneidkörpern 6 weist der Bohrkopf 2 achsparallel verlaufende Durch gangsbohrungen 7 auf, die sich zur Rückseite des Bohrkopfes 2 erstrecken, und durch die das losgeschlagene Bohrklein nach hinten abgeführt werden kann.

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Der koaxial zum Bohrerschaft 5 angeordnete Führungsbohrer 1 hat einen rechteckigen Querschnitt mit als zylindrischen Ecksegmenten ausgebildeten Stützflächen 8, 9, 10, 11, wie besonders gut Figur 3 erkennen läßt. Die Krümmungsachse der zylindrischen Stützflächen 8, 9, 10, 11 fällt natürlich mit der Achse des Gesteinsbohrers 3 zusammen. Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Stützflächen 8 von einer* quaderförmigen Hartmetallkörper 12 gebildet, der in den Gruadkörper des Führungsbohrers 1 eingesetzt und auf herkömmliche Art und Waise - z.B. durch Hartlöten - befestigt ist. Die eine, nach radial außen weisende größere Seitenfläche des quaderförmigen Hartmetallkörper 12 bildet dabei die zylindrische Stützfläche 8.

Der zentrale Führungsbohrar 1 trägt stirnseitig ein Hartmetallplättchen 13, an das stirnseitig keilförmige Schneiden I¹*, 15 angeschliffen sind. Wie besonders die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, ist die axiale Erstreckung des die stirnseitigen Schneiden 1^, 15 tragenden Hartmetallplättchens 13 gleich groß wie die axiale Erstreckung des die zylindrische Stützfläche bildenden Hartmetallkörpers 12. Die zylindrische Stützflächen 8, 9, 10, 11 sind - von der Stirnseite in Achsrichtung des Führungsbohrers 1 zum Einsteckende k des Gesteinsbohrers gesehen - hinter dem Hartmetallkörper 12 bzw. hinter dem Hartmetallplättchen 13 um ein geringes Maß - vorzugsweise etwa 1 mm - hinterdreht. Hier bildet sich eine Stufe 16, an der die Stützflächen etwas zurückspringen.

Das die stirnseitigen Schneiden 1k, 15 tragende Hartmetallplättchen 13 ist - in der Draufsicht in Fig. 3 gesehen derart unter einem spitzen Winkel zu den beiden zueinander parallelen großen Flächen des rechteckigen Querschnitts des Führungsbohrers 1 angeordnet, daß die - in Drehrichtung des

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Gesteinsbohrers (Drehpfeil 17> Figur 3) - hintere axiale Begrenzungskante 18 der zylindrischen Stützflächen 9 bzw. 11 auf den radial äußeren Flächen des Hartmetallplättchens 13 zu liegen kommen. Die Begrenzungskante 18 ergibt sich also gewissermaßen am Schnitt der zylindrisch ausgebildeten Stützflächen 9 bzw. 11 mit der ebenen Freifläche 19 am Hartmetallplättchen 13. Dabei bildet der in Drehrichtung vor der Begrenzungskante 18 liegende Teil des Hartmetallplättchens 13 die Spanfläche 20, die in einer Zylinderebene liegt mit den zylindrischen Stützflächen 9 bzw. 11. Wie besonders gut in Figur h erkennbar ist, bilden die Begrenzungslinie 18 und die Schneiden 1k bzw. 15 jeweils einen Linienzug. Der FreiwinkelO^ zwischen der Freifläche 19 und der zylindrischen Stützfläche 9 bzw. 11 beträgt zwischen 5 und 20°. Der Winkel (o zwischen der Freifläche 19 und der schmalen Ebene des rechteckigen Querschnitts des Führungsbohrers 0° bis 20 beträgt.

Die Länge 1 des Führungsbohrers 1 beträgt das 1,0 bis 1,5fache des über die Stützflächen 8, 10 bzw. 9 j 11 gemessenen Durchmessers d.

Zum Arbeiten wird der Gesteinsbohrer beispielsweise in eine Werkzeugaufnahme eines Bohrhammers eingesteckt. Dazu greift das z.B. als Keilwelleneinsteckende ausgebildete Einsteckende k in eine zugeordnete Drehmomentübertragungseinrichtung des Werkzeugkopfs des Bohrhammers ein. Beim Bohren dringt zunächst der Führungsbohrer 1 in den Beton oder das Mauerwerk ein und bohrt dabei ein sehr enges Führungsloch. Das dabei anfallende Bohrklein wird an den ebenen Flächen des Querschnitts des Führungsbohrers 1 entlang abgeführt. An der die Schneidkörper 6 tragenden Stirnfläche des Bohrkopfes 2 kann es z.B. durch die Durchgangsbohrungen 7 nach hinten abgeführt werden. Der Führungsbohrer 1 wird von den Stütz-

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flächen 8, 9» 10, 11 sicher an der Wandung der Führungsbohrung getragen. Er kann im Gestein nicht klemmen und gibt dem Bohrkopf 2 somit eine gute Führung: Die entstehende Bohrung hat eine gerade verlaufende Achse.

Natürlich kann der in Figur 3 quaderförmig dargestellte Haftmetallkörper 12 auch als halbzylindrischer Hartmetallkörper 22 - dargestellt bei der Stützfläche 10 - ausgestaltet werden. Ebenso ist auch denkbar, daß - wie es bei der Stützfläche 9 dargestellt ist - ein als zylindrischer Stift ausgebildeter Hartmetallkörper 32 in den Führungsbohrer eingelassen ist. Diese Form der Verstärkung der Stützfläche bietet sich natürlich besonders an deu Stützflächen 9 oder 11 an, deren in Drehrichtung hinterer Bereich die Spanflächen 20 bilden. Ebenso können natürlich die Stützflächen auch wie an der Stützfläche 11 beispielsweise dargestellt - nur durch die Hartmetallplättchen 13 (Spannfläche 20) armiert werden.

Der in Figur 6 dargestellte Gesteinsbohrer 33 ist im Prinzip ähnlich aufgebaut wie der Gesteinsbohrer 3. Er unterscheidet sich nur dadurch vom Gesteinsbohrer 3, daß er zur Bohrstaubabsaugung eingerichtet ist. An der Stirnfläche des Bohrkopfes k2 mündet eine Bohrung 1+7 aus, die in herkömmlicher Art und Weise mit einem Absauggebläse verbunden ist. Der Führungsbohrer 1 entspricht voll und ganz den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen. Natürlich läßt sich der erfindungsgemäß aufgebaute Führungsbohrer auch an anderen, ähnlich aufgebauten Gesteinsbohrern verwenden .

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13.2.1981 Vo/Wl

HUBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart

Gesteinsbohrer

Zusammenfassung

Es wird ein Gesteinsbohrer mit einem insbesondere mehrteilig ausgebildeten Bohrerschaft beschrieben, der einerseits ein Einsteckende und andererseits einen Bohrkopf mit einem zentralen Führungsbohrer und mindestens zwei radial zum Führungsbohrer versetzt am Bohrkopf angeordneten Schneidelementen. Die an der Vorderseite des Bohrkopfs zentral angeordnete Führungsbohrer hat einen rechteckigen Querschnitt mit als zylindrische Ecksegmente ausgebildeten Stützflächen. Dadurch wird der Gesteinsbohrer ohne Wendel im Gestein sicher ger.adlinig geführt. Der Führungsbohrer neigt dabei aber nicht zum Verklemmen in der Führungsbohrung.

Claims (1)

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   13.2.1981 Vo/Wl

   ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart

   Ansprüche

   1. Gesteinsbohrer mit einem insbesondere mehrteilig ausgebildeten Bohrerschaft, der einerseits ein Einsteckende und andererseits einen Bohrkopf mit einem zentralen Führungsbohrer und mindestens zwei radial zum Führungsbohrer versetzt am Bohrkopf angeordneten Schneidelementen, wobei an der Stirnseite des Führungsbohrers, der eine Einrichtung zum Abführen des Bohrkleins aufweist, Schneiden, vorzugsweise an einem Hartmetallplättchen, angebracht sind, deren radiale Erstreckung dem größten Außendurchmesser des Führungsbohrers entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbohrer (1) einen rechteckigen Querschnitt mit als zylindrische Ecksegmente ausgebildeten Stützflächen (8, 9, 10, 11) hat.

   2. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (8, 9> 10) zumindest teilweise von einem Hartmetallkörper (12, 22, 32) gebildet ist.

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   3, Gesteinsbohrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetallkörper (22, 32) von einem zumindest teilweise zylindrischen Körper, dessen Achse parallel zur Achse des Führungsbohrers (1) liegt, gebildet ist, der in den Führungsbohrer (1) eingesetzt ist.

   k. Gesteinsbohrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetallkörper (12) von einem quaderförmigen Plättchen gebildet ist, dessen eine größere Seitenfläche die zylindrische Stützfläche (8) bildet.

   5. Gesteinsbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung des die zylindrische Stützfläche (8, 9, 10) bildenden Hartmetallkörpers (12, 22, 32) etwa gleich groß ist wie diejenige des die stirnseitigen Schneiden (1k, 15) tragenden Hartmetallplättchens (13) ist.

   6. Gesteinsbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Stützflächen (8 bis 11) - von der Stirnseite in Achsrichtung des Führungsbohrers (1) gesehen - hinter dem Hartmetallkörper (12) bzw. hinter dem Hai-tmetallplättchen (13) stufenartig (1(S), vorzugsweise um etwa 1 mm, hinterdreht ist.

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   7· Gesteinsbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die - in Drehrichtung des Gesteinsbohrers (1) gesehen - hintere axiale Begrenzungskante (18) der zylindrischen Stützfläche (9 bzw. 11) auf dem die stirnseitigen Schneiden (1k, 15) tragenden Hartmetallplättchen (13) am Übergang von der Spanfläche (20) zur ebenen Freifläche (19) liegt.

   8. Gesteinsbohrer nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Freiwinkel (0^) zwischen Freifläche (19) und zylindrischer Stützfläche (9 bzw. 11) 5° bis 20° beträgt .

   9· Gesteinsbohrer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (/o ) zwischen der Freifläche (19) und der schmalen Ebene des rechteckigen Querschnitts des Fuhrungsbohrers (1) 0° - 20 ° beträgt.

   10. Gesteinsbohrer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (l) des Führungsbohrers (1) 1,0 bis 1,5 mal so groß ist wie der Durchmesser (d) desselben.