DEP0040194DA - Gesteinsschlagbohrer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gesteinsschlagbohrer, insbesondere mit Hartmetall bestückte Bohrer mit wenigstens einer kreisbogen- oder sehnenförmig verlaufenden Randschneide.

Bei der Herstellung solcher Bohrer sind zahlreiche Konstruktionen erprobt worden, die alle das Ziel haben, bei großem Bohrfortschritt durch eine möglichst günstige Zertrümmerung des Gesteins den Verschleiß der Schneiden und den Kaliberverschleiß möglichst weitgehend zu verringern. Es ist bekannt, daß die größte Abnutzung in der Regel an den Ecken der Schneiden auftritt, die sich abrunden und vor allem nach stärkerer Abstumpfung den Bohrfortschritt erheblich vermindern. Diese Abstumpfung begrenzt bei allen bekannten Schlagbohrerausführungen die Standzeit und infolge des Verlustes beim Nachschleifen auch die Lebensdauer der Schlagbohrer.

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, durch neuartige konstruktive Maßnahmen bei insbesondere mit Hartmetall bestückten Gesteinsschlagbohrern eine bisher nicht erzielte Erhöhung der Standzeit zu erreichen. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Randschneiden in einem Abstand von der Peripherie des Bohrers angeordnet sind.

Hierdurch wird erreicht, daß die bisher bei allen bekannten Hartmetallschlagbohrerausführungen am Rand der Werkzeuge auf der Schneidkantenecke, also auf einem Punkt wirkende Schneidenbelastung auf eine Kante verteilt und somit die spezifische Schneidenbelastung erheblich herabgesetzt wird. Der Verschleiß an den äußeren Teilen der Stirnschneiden nimmt demgemäß erheblich ab.

Es sind zwar schon mit kreisbogenförmigen Randschneiden versehene Gesteinsschlagbohrer bekannt. Diese bekannten Randschneiden liegen jedoch auf der Peripherie der Bohrer und können daher nur mit einem unterhalb 90° liegenden Schneidenwinkel versehen werden. Das hat den Nachteil, daß als Schneidenwerkstoff hochverschleißfeste Hartmetallsorten nicht in Betracht kommen und mit solchen Randschneiden versehene Bohrer zum schlagenden Bohren von harten Gesteinen nicht verwendbar sind. Weil gemäß der Erfindung die Randschneiden nicht genau auf dem Rand des Bohrers liegen, sondern einen gewissen Abstand von diesem haben, können sie mit Schneidenwinkeln von mehr als 90° hergestellt werden, wodurch überhaupt erst die Anwendung von Hartmetall-Randschneiden ermöglicht ist. Man ist nunmehr in der Lage, auch bei harten Gesteinen die Kreisform des Bohrlochs in das Gestein einzuschlagen, und zwar derartig, daß die folgenden radial verlaufenden Schneiden sich innerhalb der bereits vorgeschlagenen Kreisform bewegen und mit ihren äußeren Teilen nur unwesentliche Arbeit zu leisten haben, somit nur eine verhältnismäßig geringe Abnutzung erleiden. Es hat sich ferner gezeigt, daß bei einer solchen Anordnung der Randschneiden als Folge des radial abfließenden Bohrmehls eine erwünschte Selbstschärfung der Schneiden erzielt wird.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. 1 zeigt einen Schnitt durch einen mit Hartmetall bestückten Gesteinsschlagbohrer nach der Linie I-I der Abb. 2;

Abb. 2 eine Draufsicht auf einen solchen Bohrer.

Der aus Stahl bestehende Bohrerkopf 1 ist mit einer Hartmetall-Einmeißelschneide 2 versehen, bei der die eine Hälfte als übliche radial verlaufende Meißelschneide, die andere Hälfte dagegen in der Nähe der Peripherie als sehnenförmig verlaufende Randschneide ausgebildet ist, und zwar derart, daß die Randschneide, auf die Bohrerachse bezogen, in der gleichen Höhe wie die Ecke der radial verlaufenden Schneide liegt. Sie kann aber auch etwa höher liegen. Die zum Schärfen der inneren Randschneidenseite notwendige und senkrecht zur Hartmetallplatte 2 verlaufende Schneidennute 3 wird zweckmäßig nur so breit gehalten, wie es zu diesem Zweck und zum Abtransport des Bohrkleins erforderlich ist. Die in dem Bohrerkopf 1 angebrachten Bohrungen 4 dienen der Zufuhr des Spülmittels zur Bohrlochsohle.

Abb. 3 veranschaulicht einen Schnitt durch einen mit Kreuzschneide bestückten Schlagbohrer nach der Linie III-III der Abb. 4, Abb. 4 eine Draufsicht auf den vorgenannten Bohrer.

Bei dieser Ausführungsform wirken zwei einander gegenüberliegende Schneidkanten 5 als sehnenförmig verlaufende Randschneiden, die gegen die Achse des Bohrers zu als radiale Meißelschneide 6 fortgesetzt sein könnte. Gegen diese Meißelschneide um 90° versetzt angeordnet sind die Radialschneiden 7. Die Spülung und Bohrkleinabfuhr ist hierbei so geregelt, daß in drei Quadranten offene Nuten 8 angebracht sind, während die Spülmittelzufuhr durch die im vierten Quadranten angebrachte Bohrung 9 erfolgt.

Bei der in Abb. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform ist der Bohrerkopf 10 mit einer durchgehenden Meißelschneide 11 und zwei senkrecht dazu angeordneten, bogenförmig verlaufende Schneidenkanten tragende Schneiden 12 versehen, die, wie insbesondere die einen Schnitt nach der Linie V-V der Abb. 6 zeigende Abb. 5 erkennen läßt, als gerade oder schräg eingesetzte Hartmetallstifte ausgebildet sind. Wie aus Abb. 7 hervorgeht, können die Stifte auch so angeordnet werden, daß sie gegenüber der durchgehenden Meißelschneide um weniger als 90° versetzt sind und dementsprechend ihr Abstand von der durchgehenden Meißelschneide geringer ist. In solchen Fällen ist es möglich, dem Schlagbohrerkopf die in Abb. 7 gezeigte flache Form mit ebenen, jedoch in einem Winkel zur Meißelschneidenrichtung und parallel oder geneigt zur Bohrerachse verlaufenden Begrenzungsflächen 13 zu geben. Eine ähnliche einfache Form hat auch der in den Abb. 1 und 2 dargestellte Bohrer. Sie gestattet eine möglichst rasche Entfernung des Bohrkleins und erleichtert das Herausziehen des Bohrers aus dem Bohrloch. Das Spülloch kann hierbei an einer beliebigen Stelle der Vorderfläche der Bohrer angebracht sein oder auch in den seitlichen Begrenzungsflächen der Bohrer münden.

Die Abb. 8, 9 und 10 veranschaulichen in Vorderansicht, Draufsicht und Seitenansicht eine in einen Bohrerkopf einsetzbare Hartmetallplatte, bie der Radialschneide und Randschneide in einer Platte vereinigt sind. Diese Plattenform, bei der die Randschneiden 14 in unmittelbarer Nähe der radialen Meißelschneide 15 liegen, kann im Bedarfsfalle auch aus mehreren Platten zusammengesetzt und/ oder aus mehreren Hartmetallsorten angefertigt werden. Man kann ferner auch auf bis zum Bohrerrand durchgehende radiale Schneiden verzichten, indem man beispielsweise bei dem in den Abb. 1 und 2 dargestellten Bohrer zusätzliche zu der gezeichneten Randschneide am entgegengesetzten Ende der Hartmetallplatte 2 ebenfalls eine solche Randschneide anbringt und demgemäß nur der mittlere Teil des Boh- rers mit einer Radialschneide versehen ist.

Die Erkenntnis, daß tangential, daß heißt sehnen- oder kreisbogenförmig verlaufende Schneidkanten bei Gesteinsschlagbohrern wirksamer als radial verlaufende sind, läßt sich nicht nur an den äußeren Teilen, sondern an anderen Teilen des Bohrers und sogar über dne ganzen Bohrer verwirklichen. Die Schneidkanten können daher insgesamt kreisbogen- oder sehnenförmig oder auch aus einer Reihe so verlaufender Teilschneiden bestehen, wie es beispielsweise in den Abb. 11 (Schnitt nach der Linie XI-XI der Abb. 12) und 12, sowie Abb. 13 (Schnitt nach der Linie XIII-XIII der Abb. 14) und 14 dargestellt ist. Diese Teilschneiden lassen eine wesentlich längere wirksame Schneide zu, als es bei den bisher bekannten Meißelsorten der Fall ist, und erlauben eine Konzentration dieser Schneiden an den äußeren Zonen des Bohrdurchmessers. Ihr wesentliches Merkmal ist, daß sie leicht schleifbar sind. Wie in den Abb. 11 und 12 gezeigt ist, können die Teilschneiden gegeneinander versetzt angeordnet sein.

Claims (7)

1. Insbesondere mit Hartmetall bestückter Gesteinsschlagbohrer mit wenigstens einer kreisbogen- oder sehnenförmig verlaufenden Randschneide, dadurch gekennzeichnet, daß die Randschneiden in einem Abstand von der Peripherie des Bohrers angeordnet sind.

2. Mit einer Hartmetallplatte bestückter Gesteinsschlagbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (2) zum Teil als radial verlaufende Meißelschneide, zum anderen Teil als kreisbogen- oder sehnenförmig verlaufende Randschneide ausgebildet ist.

3. Gesteinsschlagbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer mit zwei radial verlaufenden Schneiden (7) und kreisbogen- oder sehnenförmig verlaufenden Schneidkanten (5) versehen ist, die gegen die Achse des Bohrers als radiale Meißelschneide (6) fortgesetzt sind.

4. Gesteinsschlagbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer mit einer radial verlaufenden Schneide (11) und zwei beispielsweise um 90° gegen diese versetzt angeordneten, kreisbogen- oder sehnenförmig verlaufende Schneiden (12) versehen ist.

5. Gesteinsschlagbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrerkopf mit ebenen, jedoch in einem Winkel zur Meißelschneidenrichtung und parallel oder geneigt zur Bohrerachse verlaufenden Begrenzungsflächen (13) versehen ist.

6. Gesteinsschlagbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer mit einer sowohl radiale als auch kreisbogen- oder sehnenförmig verlaufende Schneidkanten tragenden Hartmetallplatte bestückt ist, die aus mehreren Platten zusammengesetzt ist und/oder aus mehreren Hartmetallarten besteht.

7. Gesteinsschlagbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer zusätzlich zu den kreisbogen- oder sehnenförmig verlaufenden Randschneiden auch in seinen übrigen Teilen, gegebenenfalls sogar ausschließlich mit derartigen Randschneiden oder gegeneinander versetzten Teilschneiden versehen ist.