EP0322565B1 - Gesteinsbohrer - Google Patents

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EP0322565B1
EP0322565B1 EP88119572A EP88119572A EP0322565B1 EP 0322565 B1 EP0322565 B1 EP 0322565B1 EP 88119572 A EP88119572 A EP 88119572A EP 88119572 A EP88119572 A EP 88119572A EP 0322565 B1 EP0322565 B1 EP 0322565B1
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EP
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cutting
main
drill bit
cutting plate
plates
Prior art date
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EP88119572A
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English (en)
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EP0322565A1 (de
Inventor
Bernhard Moser
Wolfgang Dipl.-Ing. Peetz
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Robert Bosch Power Tools GmbH
Original Assignee
Hawera Probst GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • E21B10/445—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts percussion type, e.g. for masonry
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/58—Chisel-type inserts

Definitions

  • the invention relates to a rock drill according to the preamble of claim 1.
  • Rock drills with carbide inserts are used to drill holes in concrete, masonry, stone or the like.
  • cross-cutters In order to reduce stress and thus wear on the hard metal cutting plate arranged transversely in the drill head, so-called cross-cutters have become known, with a roof-shaped inclined main cutting insert extending over the entire diameter of the drill head and secondary cutting inserts arranged transversely thereto.
  • Such a drill is shown, for example, in US Pat. No. 2,673,716, in particular FIG. 2.
  • the cross-cutting inserts can also be formed from two mutually perpendicular plates with corresponding incisions.
  • the secondary cutting inserts consist of two parts which, when put together, would result in a symmetrical, roof-shaped cutting insert.
  • the tip of each secondary cutting insert pointing in the direction of drilling feed is accordingly arranged as directly as possible next to the main cutting edge for a stepless transition (US Pat. No. 2,673,716, FIG. 3).
  • a drilling tool has become known from DE 35 44 433-A1, with a main cutting edge penetrating the drill head diameter and additional cutting pins which are arranged radially off-center.
  • the invention has for its object to improve such tools and in particular to propose a drill head geometry for a cross-cutting head, which has a higher wear resistance with improved drilling feed when struck or hammering.
  • the measures should be carried out as inexpensively as possible.
  • a high chisel effect is generated by a high surface pressure when striking or hammering, i. H. the striking stress must be carried out with the smallest possible chisel surface and high impact force.
  • the carbide cutting element is extremely resilient and wear-resistant in relation to the pure impact stress. H. Little wear occurs in the area of the drill center axis with lower cutting speeds than radially outside.
  • each auxiliary cutting insert is also provided with a chisel tip according to the invention, which is achieved by a roof-shaped design of the auxiliary cutting insert, so that the auxiliary cutting insert represents a geometric reduction of the main cutting insert.
  • the tip of the roof-shaped main cutting plate acts in the central area alone, since this results in a high surface pressure and thus a good chiseling effect. Only in the radially further outer area does the additional effect of the roof-shaped secondary cutting insert begin, which then also promotes penetration into the material to be machined with its chisel tip and leads to an improved explosive effect in the rock. The radially further outer area of the main cutting plate is thus relieved by the secondary cutting plate, so that overall less wear occurs with improved efficiency.
  • the design of the drill according to subclaim 2 has the advantage that, with a symmetrical design of the secondary cutting insert, standard commercial parts which are available as a mass product can be used. As a result, the cost of producing the rock drill according to the invention is considerably reduced. In addition, less is required due to the use of roof-shaped secondary cutting inserts Tungsten carbide material than when the secondary cutting edge is continued up to the center of the drill head. This also reduces the cost of production.
  • the secondary cutting insert can also be designed asymmetrically, the part facing the main cutting insert can be shortened. However, the chisel tip of the secondary cutting insert must be preserved.
  • the cutting of the main and secondary cutting elements pointing in the drilling feed direction lie on a common cutting cone surface. This is useful in order to use the chisel tip of each secondary cutting insert equally and simultaneously with the main cutting insert when penetrating into the material to be drilled.
  • the chisel tips of the secondary cutting plates and the corresponding arrangement in the common cutting cone surface improve the penetration behavior and the blasting effect.
  • the axial groove depth for the main cutting insert is larger than that of the secondary cutting insert.
  • this has the advantage that the groove base of the main cutting insert and that of the secondary cutting inserts lie at different axial heights, as a result of which the cross section of the drill head is not unnecessarily weakened by the grooves at a cutting height.
  • auxiliary cutting inserts can also be made in one piece in special cases, with corresponding incisions in the main and auxiliary cutting insert.
  • the secondary cutting insert is immediately adjacent to the main cutting insert.
  • the secondary cutting insert can also be made narrower and form a distance from the main cutting insert. If you halved each secondary cutting insert again, an acute angle would result as the chisel angle of the secondary cutting insert. This would result in a material saving of hard metal, but the wear of the respective chisel tip would increase.
  • the tip of each asymmetrical secondary insert should therefore also form an obtuse angle as that of the main insert, so that the minimum width is determined thereby.
  • the cross cutting inserts formed from main and secondary cutting inserts, are used in a drill head with a square or circular cross section.
  • the design of the drill head determines the face resistance and the drilling dust grooves in the area of the drill head for the removal of the cuttings.
  • the secondary cutting insert and / or the main cutting insert can be designed in a zigzag shape on its cutting surface in order to form a plurality of chisel tips for each insert.
  • the drill head is designated by reference number (2) and the conveying spiral or the spiral shaft is designated by reference number (3).
  • the conveyor helix (3) can be single-start or double-start.
  • the drill head (2) has a roof-shaped inclined main cutting plate (4) which extends over the entire diameter d 1 of the drill head and is designed in a manner known per se.
  • the tip angle ⁇ is formed as an obtuse angle, with a size of ⁇ ⁇ 130 °.
  • the main insert (4) has cutting edges (5) and a plate thickness s 1 and a height h 1 and is inserted into a groove (6) with the groove depth t 1 in the drill head (2).
  • the rock drill (1) has two secondary cutting plates (7, 8) which are arranged transversely to the main cutting plate (4) next to the latter.
  • Characteristic of the secondary cutting plates (7, 8) is the symmetrical design of these cutting elements with the axis of symmetry (9) and the roof-shaped design of the respective cutting edges (10) with the chisel tips (16).
  • the cutting conical surface (11) of the main cutting insert corresponds to the cutting conical surface of the secondary cutting inserts (7, 8), ie the cutting surfaces of the main and secondary cutting inserts lie in the same cutting plane.
  • the tip angle ⁇ of the main cutting insert is approximately the same size as the tip angle ⁇ of the secondary cutting insert (7, 8).
  • the solder gap between the secondary cutting inserts (7, 8) and the main cutting insert (4) must also be taken into account.
  • the height h2 of the secondary cutting plates (7, 8) is made smaller than the height h1 of the main cutting plate. This results in a smaller groove t2 of the associated groove.
  • the groove base (12) for the main cutting insert (4) lies much deeper in the drill head than the groove base (13) of the secondary cutting insert (7, 8). This avoids a cross-sectional weakening of the drill head.
  • the drill head can have a circular cross-section (14) (shown in dashed lines) or a square cross-section (15).
  • the main cutting insert (4) and the two secondary cutting inserts (7, 8) arranged transversely thereto are always inserted in this cross section.
  • the roof-shaped design of the secondary cutting inserts gives rise to the radially outer chisel tips (16) in the middle of the cutting edges (10) of the secondary cutting inserts (7, 8).
  • the outer diameter d 1 of the main insert (4) normally corresponds to the outer diameter d 1 formed by the two secondary inserts (7, 8). In special cases, however, the nominal diameter d 1 formed by the main cutting plate (4) can be larger than the circumferential diameter of the two secondary cutting plates (7, 8).
  • Fig. 3b the main cutting plate (4) and the secondary cutting plates (7, 8) are aligned in a drill head (2) with a square cross section perpendicular to the side edges instead of the diagonal arrangement according to Fig. 3a.
  • FIG. 3c shows the arrangement of the main cutting plate (4) and secondary cutting plates (7, 8), with the cutting edges (5) and (10) of the cutting plates and the radially outwardly displaced chisel tips (16) through the roof-shaped arrangement of the secondary cutting plates (7, 8).
  • the drill head shape according to FIG. 3d represents a further variant of a cross cutting head, the main cutting plate (4) and the secondary cutting plates (7, 8) in turn being provided in a roof-shaped configuration.
  • all of the cutting plates (4 or 7, 8) are designed as standard parts or standard parts, as a result of which the production is cheaper.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Gesteinsbohrer mit Hartmetall-Schneidplatten werden zur Herstellung von Bohrungen in Beton, Mauerwerk, Gestein o. dgl. verwendet. Um Beanspruchung und damit den Verschleiß der quer im Bohrerkopf angeordneten Hartmetall-Schneidplatte herabzusetzen, sind sogenannte Kreuzschneiden bekanntgeworden, mit sich über den gesamten Durchmesser des Bohrerkopfes erstreckender, dachförmig geneigter Hauptschneidplatte und quer hierzu angeordneten Nebenschneidplatten. Ein solcher Bohrer ist beispielsweise in der US-PS 2,673,716, insbesondere Figur 2, dargestellt. Gemäß einer anderen Ausführung nach der US-PS 1,106,966 können die Kreuzschneidplatten auch aus zwei senkrecht zueinander angeordneten Platten mit entsprechenden Einschnitten ausgebildet sein.
  • Wie in der zuerst genannten US-PS dargestellt, bestehen die Nebenschneidplatten aus zwei Teilen, die zusammengesetzt eine symmetrische, dachförmige Schneidplatte ergeben würden. Die in Bohrvorschubsrichtung Zeigende Spitze jeder Nebenschneidplatte ist demnach möglichst unmittelbar neben der Hauptschneide für einen stufenlosen Übergang angeordnet (US-PS 2,673,716, Figur 3).
  • In einer älteren Patentanmeldung der Anmelderin EP-A-281 997 wurde hierzu vorgeschlagen, die Spitzen der Nebenschneidplatten etwas abzutragen, um diese Nebenschneidplatten unmittelbar neben der Hauptschneidplatte gegenüber dieser zurückzuversetzen. Dieser Stand der Technik ist nicht vor veröffentlich und fällt unter Art. 54 (3) EPÜ.
  • Weiterhin ist aus der DE 35 44 433-A1 ein Bohrwerkzeug bekanntgeworden, mit einer den Bohrerkopfdurchmesser durchsetzenden Hauptschneide sowie zusätzlichen Schneidstiften, die radial außermittig angeordnet sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Werkzeuge zu verbessern und insbesondere eine Bohrerkopfgeometrie für einen Kreuzschneidkopf vorzuschlagen, der bei schlagender oder hämmernder Beanspruchung eine höhere Verschleißfestigkeit bei verbessertem Bohrvorschub aufweist. Dabei sollen die Maßnahmen möglichst kostengünstig durchgeführt werden.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Gesteinsbohrer der einleitend bezeichnenden Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Betrachtet man sich die Arbeitsverhältnisse der bekannten Bohrwerkzeuge bei harter Beanspruchung, insbesondere bei schlagender mit drehender Beanspruchung in Beton, Mauerwerk, Gestein o. dgl., so stellt man fest, daß der Verschleiß des Bohrerkopfes und insbesondere der Hartmetallschneide im allgemeinen von radial innen nach außen hin zunimmt, d. h. die Schneiden des Bohrerkopfes unterliegen radial außen einem höheren Verschleiß als radial weiter innen. In der Mittelachse des Bohrers ist die an einer Schneide auftretende Schnittgeschwindigkeit bei der Drehbewegung des Bohrers gleich Null. Sie nimmt mit zunehmendem Radius nach außen hin zu. Bei einem Hartmetallwerkzeug ist die Ursache für den Verschleiß weniger die reine Meißelwirkung bei schlagender oder hämmernder Beanspruchung, sondern vielmehr die mit dem Radius zunehmenden Umfangsgeschwindigkeiten. Ein Bohrwerkzeug mit hoher axialer Meißelkraft und niedriger Bohrerdrehzahl verschleißt demnach weniger schnell als ein Bohrwerkzeug mit niedriger Meißelkraft und hoher Drehzahl.
  • Eine hohe Meißelwirkung wird bei schlagender oder hämmernder Beanspruchung durch eine hohe Flächenpressung erzeugt, d. h. die schlagende Beanspruchung muß mit möglichst kleiner Meißelfläche bei hoher Schlagkraft erfolgen. Dabei zeigt sich das Hartmetall-Schneidelement in Bezug auf die rein schlagende Beanspruchung als äußerst widerstandsfähig und verschleißfest, d. h. im Bereich der Bohrermittelachse mit niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten als radial außen tritt geringer Verschleiß auf.
  • Um die Meißelwirkung möglichst hoch zu halten, darf der Flächenanpreßdruck nicht durch eine Vergrößerung der Fläche infolge zusätzlicher Nebenschneiden wieder verkleinert werden. Es ist deshalb zweckmäßig, daß im Bereich der größten Meißelwirkung, d. h. im Bereich der Bohrerkopfspitze, lediglich die Hauptschneidplatte zur Wirkung kommt, da diese wie ein Spitzmeißel das Bohrlochzentrum ausarbeitet. Mit zunehmenden Bohrlochdurchmesser wird das Abräumvolumen größer, was zusätzliche Hilfsschneiden als Schneidspitzen oder Meißelspitzen mit hohem Eindringvermögen erfordert. Diese zusätzlichen Schneidspitzen reduzieren den Verschleiß an den radial weiter außenliegenden Schneidenden der Hauptschneidplatte durch zusätzliche radiale und axiale Abstützung und Führung.
  • Der Erfindung liegt demzufolge die Erkenntnis zugrunde, daß bei reiner schlagender Beanspruchung die Meißelwirkung dann verbessert wird, wenn zur Erhöhung der Flächenpressung die Hauptschneidplatte wenigstens im zentralen Bereich der Bohrerkopfspitze allein, ohne zusätzliche Nebenschneidelemente wirkt. Im radial weiter außenliegenden Bereich wird ein erhöhter Verschleiß der Hauptschneidplatte infolge der drehenden Beanspruchung mit in Radialrichtung zunehmender Umfangsgeschwindigkeit durch die zusätzlichen Nebenschneidplatten vermieden. Um die Meißelwirkung der Nebenschneidplatten bei der schlagenden Beanspruchung im radial äußeren Bereich zu erhöhen, wird jede Nebenschneidplatte erfindungsgemäß ebenfalls mit einer Meißelspitze versehen, was durch eine dachförmige Ausbildung der Nebenschneidplatte geschieht, so daß die Nebenschneidplatte eine geometrische Verkleinerung der Hauptschneidplatte darstellt. Beim Eindringen des Bohrwerkzeugs in das zu bohrende Material wirkt demnach im zentralen Bereich die Spitze der dachförmigen Hauptschneidplatte allein, da hierdurch ein hoher Flächenanpreßdruck und damit eine gute Meißelwirkung erzielt wird. Erst im radial weiter äußeren Bereich setzt dann die zusätzliche Wirkung der dachförmigen Nebenschneidplatte ein, die dann ebenfalls mit ihrer Meißelspitze das Eindringverhalten in das zu bearbeitende Material begünstigt und zu einer verbesserten Sprengwirkung im Gestein führt. Der radial weiter äußere Bereich der Hauptschneidplatte wird damit durch die Nebenschneidplatte entlastet, so daß insgesamt ein geringerer Verschleiß bei verbessertem Wirkungsgrad eintritt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Gesteinsbohrers möglich.
  • Die Ausbildung des Bohrers nach Unteranspruch 2 hat den Vorteil, daß bei symmetrischer Ausbildung der Nebenschneidplatte handelsübliche Standardteile, die als Massenprodukt vorliegen, verwendet werden können. Hierdurch wird der Kostenaufwand zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gesteinsbohrers erheblich reduziert. Darüber hinaus benötigt man durch die Verwendung von dachförmigen Nebenschneidplatten weniger Hartmetallmaterial als bei einer Weiterführung der Nebenschneidkante bis zur Bohrerkopfmitte. Auch hierdurch verbilligt sich der Herstellungsaufwand. Selbstverständlich kann die Nebenschneidplatte auch asymmetrisch ausgebildet sein, wobei der zur Hauptschneidplatte gerichtete Teil verkürzt ausgeführt sein kann. Die Meißelspitze der Nebenschneidplatte muß jedoch erhalten bleiben.
  • Nach Unteranspruch 3 liegen die in Bohrvorschubsrichtung weisenden Schneiden der Haupt- und Nebenschneidelemente auf einer gemeinsamen Schnittkegelfläche. Dies ist zweckmäßig, um die Meißelspitze jeder Nebenschneidplatte beim Eindringen in das zu bohrende Material gleichermaßen und gleichzeitig mit der Hauptschneidplatte in Einsatz zu bringen. Durch die Meißelspitzen der Nebenschneidplatten sowie die entsprechende Anordnung in der gemeinsamen Schnittkegelfläche wird das Eindringverhalten und die Sprengwirkung verbessert.
  • Gemäß Unteranspruch 4 ist die axiale Nutentiefe für die Hauptschneidplatte größer ausgeführt als die der Nebenschneidplatten. Neben der Einsparung von Hartmetallmaterial für die Nebenschneidplatten ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß der Nutgrund der Hauptschneidplatte und der der Nebenschneidplatten auf unterschiedlicher axialer Höhe liegt, wodurch der Querschnitt des Bohrerkopfes in einer Schnitthöhe nicht unnötig stark durch die Nuten geschwächt ist.
  • In Anlehnung an die Ausführungsform nach US-PS 1,106,966 können die Nebenschneidplatten in Sonderfällen auch einstückig ausgeführt sein, mit entsprechenden Einschnitten in Haupt- und Nebenschneidplatte.
  • Nach Unteranspruch 6 schließt sich die Nebenschneidplatte unmittelbar neben der Hauptschneidplatte an. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Zentrierung der Schneidplatten des Bohrerkopfes, da der Umkreis von Hauptschneidplatte und Nebenschneidplatte zur Bildung des Nenndurchmessers im allgemeinen gleich ist. Die Nebenschneidplatte kann jedoch auch schmäler ausgeführt sein und einen Abstand zur Hauptschneidplatte bilden. Würde man jede Nebenschneidplatte nochmals halbieren, so würde sich ein spitzer Winkel als Meißelwinkel der Nebenschneidplatte ergeben. Dies würde zwar eine Materialersparnis an Hartmetall zur Folge haben, jedoch würde sich der Verschleiß der jeweiligen Meißelspitze vergrößern. Die Spitze jeder asymmetrischen Nebenschneidplatte sollte deshalb ebenfalls einen stumpfen Winkel einnehmen wie die der Hauptschneidplatte, so daß die minimale Breite hierdurch bestimmt wird.
  • Gemäß Unteranspruch 7 werden die Kreuzschneidplatten, gebildet aus Haupt- und Nebenschneidplatten, in einem Bohrerkopf mit quadratischem oder kreisförmigem Querschnitt eingesetzt. Die Ausbildung des Bohrerkopfes bestimmt dann den Stirnwiderstand und die Bohrmehlnuten im Bereich des Bohrerkopfes zum Abtransport des Bohrkleins. In besonderer Ausführungsform kann die Nebenschneidplatte und/oder die Hauptschneidplatte an ihrer Schneidfläche zickzackförmig ausgebildet sein, um mehrere Meißelspitzen für jede Platte zu bilden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine Ansicht des erfindungsgemäßen Gesteinsbohrers,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht des Bohrers nach Fig. 1 und
    Fig. 3a bis d
    verschiedene Ausführungsvarianten für einen Bohrerkopfquerschnitt.
  • Bei dem in Fig. 1 in Ansicht und in Fig. 2 in Seitenansicht dargestellten Gesteinsbohrer (1) ist der Bohrerkopf mit Bezugszeichen (2) und die Förderwendel oder der Spiralschaft mit Bezugszeichen (3) bezeichnet. Die Förderwendel (3) kann eingängig oder zweigängig ausgebildet sein.
  • Der Bohrerkopf (2) weist eine sich über den gesamten Durchmesser d₁ des Bohrerkopfes erstreckende, dachförmig geneigte Hauptschneidplatte (4) auf, die in an sich bekannter Weise ausgebildet ist. Der Spitzenwinkel α ist als stumpfer Winkel ausgebildet, mit einer Größe von α ≈ 130°. Die Hauptschneidplatte (4) weist Schneiden (5) sowie eine Plattenstärke s₁ sowie eine Höhe h₁ auf und ist in eine Nut (6) mit der Nuttiefe t₁ in dem Bohrerkopf (2) eingesetzt.
  • Erfindungsgemäß weist der Gesteinsbohrer (1) zwei Nebenschneidplatten (7, 8) auf, die quer zur Hauptschneidplatte (4) neben dieser angeordnet sind. Charakteristisch an den Nebenschneidplatten (7, 8) ist die symmetrische Ausbildung dieser Schneidelemente mit der Symmetrieachse (9) und der dachförmigen Ausbildung der jeweiligen Schneiden (10) mit den Meißelspitzen (16). Die Schnittkegelfläche (11) der Hauptschneidplatte (siehe Fig. 2) stimmt mit der Schnittkegelfläche der Nebenschneidplatten (7, 8) überein, d. h. die Schnittflächen von Haupt- und Nebenschneidplatten liegen in der gleichen Schnittebene. Der Spitzenwinkel α der Hauptschneidplatte ist etwa gleich groß wie der Spitzenwinkel β der Nebenschneidplatten (7, 8).
  • Die Meißelwirkung der Nebenschneidplatten (7, 8) setzt demzufolge erst ab dem Bereich der eingezeichneten Symmetrieachse (9) ein, d. h. radial weiter außenliegend.
  • Die Breite s₂ jeder Nebenschneidplatte (7, 8) bemißt sich aus der Summenformel: d₁ = 2 s₂ + s₁
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    . Hierbei ist der Lötspalt zwischen den Nebenschneidplatten (7, 8) und der Hauptschneidplatte (4) noch zu berücksichtigen.
  • Die Höhe h₂ der Nebenschneidplatten (7, 8) ist kleiner ausgeführt als die Höhe h₁ der Hauptschneidplatte. Hierdurch ergibt sich eine geringere Nut t₂ der zugehörigen Einstichnut. Der Nutgrund (12) für die Hauptschneidplatte (4) liegt wesentlich tiefer im Bohrerkopf als der Nutgrund (13) der Nebenschneidplatten (7, 8). Hierdurch wird eine Querschnittsschwächung des Bohrerkopfes vermieden.
  • In Fig. 3a bis d sind unterschiedliche Querschnittsformen des Bohrerkopfes dargestellt. Nach Fig. 3a kann der Bohrerkopf einen kreisförmigen Querschnitt (14) (gestrichelt eingezeichnet) oder einen quadratischen Querschnitt (15) aufweisen. In diesem Querschnitt ist stets die Hauptschneidplatte (4) und die beiden hierzu quer angeordneten Nebenschneidplatten (7, 8) eingesetzt. Durch die dachförmige Ausbildung der Nebenschneidplatten ergeben sich die radial weiter außenliegenden Meißelspitzen (16) in der Mitte der Schneiden (10) der Nebenschneidplatten (7, 8).
  • Der Außendurchmesser d₁ der Hauptschneidplatte (4) entspricht normalerweise dem durch die beiden Nebenschneidplatten (7, 8) gebildeten Außendurchmesser d₁. In Sonderfällen kann jedoch der durch die Hauptschneidplatte (4) gebildete Nenndurchmesser d₁ größer sein als der Umkreisdurchmesser der beiden Nebenschneidplatten (7, 8).
  • In Fig. 3b sind die Hauptschneidplatte (4) und die Nebenschneidplatten (7, 8) in einem Bohrerkopf (2) mit quadratischem Querschnitt senkrecht zu den Seitenkanten anstelle der Diagonalanordnung nach Fig. 3a ausgerichtet. Hierdurch ergeben sich größere Räume zum Abtransport des Bohrkleins im Bereich des Bohrerkopfes. Durch die senkrechte Anordnung der Kreuzschneide zu den Seitenflächen ragen die Endbereiche der Hauptschneide bzw. der beiden Nebenschneiden weit über die Schlüsselflächen hinaus. Hierdurch ergibt sich ein großer Spanraum unmittelbar vor den einzelnen Schneidelementen (4) bzw. (7, 8) der Kreuzschneide.
  • Die alternative Ausführungsform nach Fig. 3c ist an die Ausführungsform nach Fig. 3a angelehnt, wobei jedoch die Seitenflächen eines zunächst quadratischen Querschnitts an zwei Seiten, und zwar vor der Hauptschneidplatte (4) nach innen gezogen ist, so daß sich ein vergrößerter Spanraum vor der Hauptschneidplatte ergibt. Im übrigen ist aus Fig. 3c wiederum die Anordnung von Hauptschneidplatte (4) und Nebenschneidplatten (7, 8) ersichtlich, mit den ausgebildeten Schneiden (5) bzw. (10) der Schneidplatten und den radial nach außen versetzten Meißelspitzen (16) durch die dachförmige Anordnung der Nebenschneidplatten (7, 8).
  • Die Bohrkopfform gemäß Fig. 3d stellt eine weitere Variante eines Kreuzschneidkopfes dar, wobei wiederum die Hauptschneidplatte (4) und die Nebenschneidplatten (7, 8) in dachförmiger Ausbildung vorgesehen sind. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind sämtliche Schneidplatten (4 bzw. 7, 8) als Standardteile oder Normteile ausgebildet, wodurch sich die Herstellung verbilligt.

Claims (8)

  1. Gesteinsbohrer für Hammerbohrmaschinen mit eingängigem oder zweigängigem Spiralschaft und mit wenigstens einer, sich über den gesamten Durchmesser des Bohrerkopfes erstreckenden und zur Bohrerspitze hin im Axialschnitt symmetrischen, dachförmig geneigten, Schneiden aufweisenden Hauptschneidplatte aus Hartmetall, die einen stumpfen Winkel (α) einschließen und mit hierzu quer angeordneten, ein- oder mehrstückigen Nebenschneidplatten zur Bildung eines Kreuzschneidkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß jede seitlich der Hauptschneidplatte (4) angeordnete Nebenschneidplatte (7, 8) ebenfalls als im Axialschnitt dachförmiges Schneidelement ausgebildet ist, mit einer, einen stumpfen Winkel (β) einschließenden Meißelspitze (16) und daß die in Bohrvorschubrichtung gerichteten Schneiden (5) der Haupt-Schneidplatte (4) und die jeweils beiden radial außenliegenden Schneiden (10) der beiden Nebenschneidplatten (7, 8) auf einer gemeinsamen Kegelmantelfläche (11) mit dem Winkel (α) angeordnet sind.
  2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dachförmige Ausbildung der Nebenschneidplatte (7, 8) symmetrisch (Symmetrieachse 9) oder asymmetrisch ausgebildet ist.
  3. Bohrer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe t₂ der Einstichnut für die Nebenschneidplatten (7, 8) kleiner ist als die Tiefe t₁ der Einstichnut für die Hauptschneidplatte (4), bei einem Verhältnis von vorzugsweise ca. t₁ : t₂ = 2 : 1.
  4. Bohrer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneidplatten (7, 8) einstückig ausgebildet sind mit Einschnitten in Haupt- und Nebenschneidplatte.
  5. Bohrer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneidplatten (7, 8) an die Hauptschneidplatte (4) über einen Lötspalt anschließen.
  6. Bohrer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzschneidplatten (4, 7, 8) in einem Bohrerkopf (2) mit quadratischem oder kreisförmigem oder rechteckförmigem oder sternförmigem Querschnitt angeordnet sind.
  7. Bohrer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneidplatten (7, 8) und/oder die Hauptschneidplatte (4) an ihren Schneiden zickzackförmig ausgebildet sind zur Bildung mehrerer Meißelspitzen.
  8. Bohrer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneidplatte (7, 8) eine geometrische Verkleinerung der Hauptschneidplatte (4) ist.
EP88119572A 1987-12-16 1988-11-24 Gesteinsbohrer Expired - Lifetime EP0322565B1 (de)

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EP0322565A1 EP0322565A1 (de) 1989-07-05
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