EP3370904A1 - Hartmetalleinsatz und gesteinsbohrer - Google Patents

Hartmetalleinsatz und gesteinsbohrer

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Publication number
EP3370904A1
EP3370904A1 EP16790598.3A EP16790598A EP3370904A1 EP 3370904 A1 EP3370904 A1 EP 3370904A1 EP 16790598 A EP16790598 A EP 16790598A EP 3370904 A1 EP3370904 A1 EP 3370904A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
main cutting
cutting edge
tip
carbide insert
drill
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16790598.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen MIEBACH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Colt & Riss GmbH
Original Assignee
Colt & Riss GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Colt & Riss GmbH filed Critical Colt & Riss GmbH
Publication of EP3370904A1 publication Critical patent/EP3370904A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/02—Twist drills
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/14—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by boring or drilling
    • B28D1/146—Tools therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/75—Stone, rock or concrete
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/08—Side or plan views of cutting edges
    • B23B2251/085—Discontinuous or interrupted cutting edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/14—Configuration of the cutting part, i.e. the main cutting edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/18—Configuration of the drill point
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/50—Drilling tools comprising cutting inserts

Definitions

  • the invention relates to a hard metal insert for a rock drill, which is designed for drilling rock, rocky material, hard plastic, glass or the like as a non-impact twist drill with a cylindrical drill body and a carbide insert having the working end, wherein the carbide insert two with respect to a Bohrermosachse radially each other
  • the invention further relates to a rock drill with the
  • Hard plastic, glass or the like without a blow is the problem that, because of the lack of impact, a
  • Destruction of the relevant workpiece may result.
  • Carrier body of the wall tile to be pierced which requires a large experience of the boring.
  • An object of the invention is a generic
  • main cutting edges are formed asymmetrically to each other, wherein at least one of the main cutting defined over its radial course in a spaced-apart from their radial ends central region in the drilling direction a projecting tip for triggering a transverse movement.
  • the asymmetry thus manifests itself in that the at least one main cutting edge has the projecting in the drilling direction tip. As a result of this asymmetry, the cutting behavior of the two main cutting edges is different.
  • Rock drill is pushed away mainly radially and thus forced into a transverse movement.
  • the rock drill may be pushed away from the tip and toward the other major cutting edge.
  • the other main cutting edge is correspondingly stronger against the
  • Drilled bottom pressed which in turn has a radial
  • Transverse movement acts transversely to the drilling direction and thus much gentler on the workpiece than drilling with impact, so that even in sensitive brittle materials such as tiles and glass drilling quickly and gently
  • the rock drill gets into a
  • Drilling direction oscillating transverse movement The transverse movement can also be called tumbling.
  • the material is stronger by the hard metal insert according to the invention or by the rock drill with this carbide insert than in comparable generic
  • the tip generally represents a discontinuity of the main cutting edge over its radial course, at which point the continuous cut interrupted and thus a break is generated to the radially adjoining material.
  • the material at the bottom of the drilling with its removal becomes stronger
  • the at least one main cutting edge can be exactly one in
  • Drill direction protruding tip have. she can
  • the tip can with its lateral flanks over the entire radial extent of at least one
  • the tip may have a free end with an end point.
  • the end point is arranged with respect to the drill rotation axis at a certain radius.
  • the main cutting edges may be arranged radially opposite each other. They can be centrally roofed below
  • This tip can be rounded at the ends. It can be designed as a projection. Regarding reduced
  • Frictional losses and thus heating at the bottom of the hole is proposed that the tip even radially right and left of the same results from a steady shape of the at least one main cutting edge.
  • the tip itself may end a discontinuity in the shape of the
  • the entire main cutting edge forms this one point.
  • the tip can extend over the entire or nearly entire main cutting edge and end at a certain radius with its free end in an end point.
  • the entire main cutting edge is divided into two sections, forming the tip
  • roof gable are arranged to each other employed.
  • the main cutting edge converges from its two radial ends to the tip.
  • the tip of the at least one main cutting edge is defined radially inwardly and radially outwardly in each case by an unbending or by a concave freewheeling surface.
  • a defined by unconstrained freewheeling tip may be more stable against wear and / or against
  • the carbide insert and thus the rock drill with the carbide insert on the formation of the tip can be adapted to certain materials to be drilled.
  • Carbide insert the cutting edge of the main cutting edge be formed. Preferably is through this
  • the tip of the at least one main cutting edge is defined radially inwardly and radially outwardly by an unbending or by a concavely curved freewheeling surface.
  • Main cutting edge can with respect to a drilling direction
  • Freewheel surfaces have two coincident in the top straight lines or curved freewheeling surfaces have two converging concave arches in the top.
  • the tip of the at least one main cutting edge may alternatively be formed radially inwardly by an uncurved freewheeling surface and radially outward by a concave freewheeling surface or, conversely, radially inwardly by a curved freewheeling surface and radially outwardly by a concave, non-curved freewheeling surface.
  • the curved freewheeling surface may define part of a semi-cylindrical or part-cylindrical space.
  • the axis of rotation cuts the chisel edge.
  • the relative radial position of the tip over the at least one main cutting edge can have a decisive influence on the exercise oscillatory transverse movement.
  • the tip may divide the main cutting edge into two radial sections, i. a radially outer portion and a radially inner portion, share.
  • the ratio of the lengths of the outer portion to the inner portion may be 1 1, preferably 2 2 or 4 4. The bigger that
  • Ratio is, the farther the tip is radially outward and the greater the expected lateral force.
  • the centering tip is preferably sharpened axially symmetrically with respect to the axis of rotation. It can per radial cutting a main inside to the
  • Main divide one to or into the associated one
  • each leading to the main cutting Bohrfilter arranged and in particular at an angle less than 60 ° to the radial direction of the zug Anlagenigen main scabbard, a in the
  • the cutting edge can each form a boundary of the first and / or the second recess. She is with and designed by introducing the respective recess.
  • the recesses may each be assigned from the associated main cutting edge to that of this main cutting edge
  • the recesses may each be concave. They can each define a part of a semi-cylindrical space. Furthermore, the two recesses of a main cutting edge can each form an area of this main cutting edge and form a discontinuity in the radial course of the
  • Discontinuity as described above in the context of the tip, cause a breakage of the cuttings, which can be crushed and thus easily transported away.
  • the discontinuity formed by the contiguous recesses may be located at a radial point of the main cutting edge which is different from the free end point of the tip of this main cutting edge.
  • the discontinuity formed by the adjoining recesses of the main cutting edge may be provided that the discontinuity formed by the adjoining recesses of the main cutting edge radially inward to the top of this
  • Main cutting edge is arranged. This discontinuity formed by the adjacent recesses of the
  • Main cutting edge may be a circumferentially facing tip that does not protrude in the drilling direction.
  • the groove-like first recess can radially over the
  • first recess and / or second recess may be arranged in the direction of drilling towards the drill rotational axis at an angle of attack.
  • Recesses can be arranged inclined to each other in the drilling direction to the drill axis of rotation.
  • Geometry of the centering point are also decisively changed in that, depending on the depth of the first recess, the above-described transverse cutting edge, which in itself can only be awarded a scraping cutting action, in favor of the extension of the main cutting edge,
  • the length of the transverse cutting edge can amount to a few or up to three or up to six centimeters. It can be up to 5% or 3% of the diameter of the masonry drill bit.
  • the centering of the centering can also be a centering of the centering.
  • the lower can be a centering of the centering and the stronger the centering counteracting possible transverse movement of the rock drill during drilling.
  • the centering point has a centering angle, which for
  • drilling of glass is preferably 50 ° to 70 °, for drilling, for example, wall tiles 70 ° to 80 ° or for drilling, for example, floor tiles, thermosets and hard composites 110 ° to 140 °.
  • both main cutting edges can each projecting in the direction of drilling
  • the tip of the one main cutting edge on a first Radius is arranged, which is not equal to a second radius of the tip of the other main cutting edge.
  • the first radius is greater than the second radius by up to 90%, preferably by up to 60% and in particular by up to 30%. Own attempts to do this give the tendency that with increasing difference of these two radii an increasing erosion can be observed.
  • the tip of a main cutting edge on the radially inner half of the main cutting edge and the other major cutting edge on the radially outer half of the other main cutting edge are arranged.
  • the cemented carbide insert can advantageously be formed simply plate-shaped. It can be sintered in its basic form as a blank and then brought to its desired geometries by post-processing.
  • cemented carbide insert on the side with the main cutting edge can be adapted so that it can be inserted in the installation position without transition, i. without the flow
  • FIG. 3a to 3h each show a view of the carbide insert shown in FIGS. 1 and 2,
  • 5a to 5c each show a view of another
  • Figs. 6a and 6b is a view of another embodiment of the cemented carbide insert or a Ausitessvergrö ⁇ fication thereto,
  • Fig. 6c and 6a is a view of another embodiment of the cemented carbide insert or a Ausitessvergrö ⁇ fication thereto,
  • FIGS. 1 and 2 each show a side view of a rock drill 1 used for drilling rock, rock material, hard plastic, glass or stone
  • FIGS. 3 and 5-8 further embodiments of the cemented carbide insert 2 are described in different Views and partly with associated
  • Each main cutting edge 22 is associated with a conveying spiral 14 through which the cut material not cut off by the cemented carbide insert 22 is transported away against the drilling direction b. (In the figures, with larger curved side surfaces, additional lines with a lower line thickness are entered, which do not mark a contour but a depth profile of these side surfaces.)
  • the main cutting edges 22 are formed in all embodiments of the cemented carbide insert 22 asymmetrically to each other, wherein at least one of the main cutting edges 22 over their radial course in one of its radial ends
  • a tip 23 projecting in the drilling direction b The tip 23 represents a discontinuity in the radial course of the main cutting edges 22. In all embodiments, if provided, a single projecting tip 23 is arranged in the main cutting edge 22.
  • Drill rotation circumferential movement forces whereby the material is eroded faster and moreover fine-grained to flour-like at the bottom and without drilling with a blow is used.
  • the tip 23 extends over the entire main cutting edge
  • the tip 23 thus increases over the entire skin cutting edge 22 from both radial sides to the free end point.
  • the tip 23 passes radially from the inside and radially from the outside
  • Free-running surfaces 24 of the main cutting edge 22 defined.
  • the freewheeling surfaces 24 are non-curved side surfaces of the cutting edge 25 of the main cutting edge 22 in each case at a certain wedge angle to the drill rotation axis d against
  • Profile course of the here right main cutting edge 22 without a tip 23 is shown in dashed lines and designated 22 ⁇ . These two profiles form a triangle with a height h. Immediately apparent from the drawing is that the lower the inner angle enclosed by the tip 23 and the greater the height h of the drawn triangle, the greater is the lateral force produced by the tip 23 during drilling.
  • the cutting edge 25 of the main cutting edge 22 with tip 23 is guided by the associated freewheeling surface 24 and the sloping towards drilling direction b and in the direction of rotation r facing side surface 26th
  • the tip 23 has the shape of a
  • Freewheeling surfaces 24 may be formed concave, such as it is shown by way of example in FIGS. 5 and 8. As in FIG. 3f, the profile profile of FIG.
  • the tip 23 divided the main cutting edges 22 into two radial sections, that is to say a radially outer section a1 and a radially inner section a2, the ratio of the lengths of the outer section a1 to the inner section a2 here is about 1.5.
  • the tips 33 are at different radii, i.e., as shown in Figure 7a, the left tip 33 on a first
  • Radius rl and the right tip 33 on a second radius r2 are arranged, wherein the first radius rl is here about half as large as the second radius r2. This causes the right here right tip 33 because of their larger radial
  • the centering tip 21 is formed pointed axially symmetrical to the drill axis d. This is for each Main cutting edge 22, radially inwardly and the cutting edge 25 of the main cutting edges 22 Bohrfilterraum r leading, a to the associated conveyor coil 14 of the respective main cutting edge 22 extending toward groove-like first recess 271 is provided.
  • the first recess 271 is introduced into the hard-metal insert 2 to form an inner region and thus parallel to this inner region.
  • the main cutting edge 22 is extended into the centering point 21 and further ensured that cut from the centering 21 material can be removed into the respective conveyor spiral into it.
  • first recess 271 is inclined at an angle ⁇ to the drill rotation axis d.
  • the two main cutting edges 22 run radially inwards, forming a transverse cutting edge 28, wherein they are radially spaced over the transverse cutting edge 28, depending on the size of the setting angle ⁇ .
  • a comparison of FIGS. 3 a, 6 a and 6 c shows that the larger the angle of attack ⁇ or the farther the first recesses 271 extend to the drill rotation axis d, the smaller is the transverse cutting edge 28.
  • the inclination of the first recess 271 can be targeted Size of the transverse cutting edge 28 and thus the radial thickness of the centering tip 21 can be adjusted.
  • the groove-like first recess 271 forms the radially inner region 221 of the one main cutting edge 22 and a radially inner region 241 of a freewheeling edge 242 delimiting the freewheeling surface 24 of the other main cutting edges 22.
  • FIGS. 6-8 is in addition to the first recess 271 extending radially outward and to the cutting edge 25 a second recess 272 for further improved Thomasgutabschreib provided which extends against the boring direction b to the respective associated conveyor coil 14 out.
  • the two recesses 271,272 of a main cutting edge 22 adjoin one another to form a discontinuity in the radial course of the associated main cutting edges 22, which likewise contributes to the comminution of the cut material.
  • the radial point P, at which the two recesses 271,272 radially adjoin one another is unequal to the point at which the tip 23 terminates in its free end.
  • Main cutting edge 22 an excavation 29 (in particular Figures 1, la, 2 and 2a and in the bottom views of Figures 3e and 4e) provided, the boring direction b almost
  • Carbide insert 2 provided in the conveyor coil 14.
  • the carbide insert 2 is radially dimensioned and arranged in the receptacle 12 so that it is flush with the outside of the drill body 11 radially outward.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hartmetalleinsatz (2) für einen Gesteinsbohrer (1), der als ohne Schlag arbeitender Spiralbohrer mit einem zylindrischen Bohrerkörper (11) und einem den Hartmetalleinsatz (2) aufweisenden Arbeitsende (13) ausgebildet ist, wobei der Hartmetalleinsatz (2) zwei bezüglich einer Bohrerdrehachse (d) radial einander gegenüber liegend und unter Ausbildung einer Zentrierspitze (21) winklig zueinander angeordnete Hauptschneiden (22) aufweist, der jeweils eine umlaufende Förderwendel (14) zugeordnet sein kann. Um eine Bohrung schneller, leichter und einfacher sowie hinsichtlich einer Schädigung gefahrloser in ein Werkstück aus Gestein, Glas und dergleichen, einbringen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Hauptschneiden (22) asymmetrisch zueinander ausgebildet sind, wobei zumindest eine der Hauptschneiden (22) über ihren radialen Verlauf in einem von ihren radialen Enden beabstandeten mittleren Bereich eine in Bohrrichtung (b) vorstehende Spitze (23) definiert.

Description

Hartmetalleinsatz und Gesteinsbohrer
Die Erfindung betrifft einen Hartmetalleinsatz für einen Gesteinsbohrer, der zum Bohren von Gestein, gesteinsartigem Material, Hartkunststoff, Glas oder dergleichen als ohne Schlag arbeitender Spiralbohrer mit einem zylindrischen Bohrerkörper und einem den Hartmetalleinsatz aufweisenden Arbeitsende ausgebildet ist, wobei der Hartmetalleinsatz zwei bezüglich einer Bohrerdrehachse radial einander
gegenüberliegend und unter Ausbildung einer Zentrierspitze winklig zueinander angeordnete Hauptschneiden aufweist, der jeweils eine umlaufende Förderwendel zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Gesteinsbohrer mit dem
Hartmetalleinsatz.
Beim Bohren von Gestein, gesteinsartigem Material,
Hartkunststoff, Glas oder dergleichen ohne Schlag besteht das Problem, dass, wegen des mangelnden Schlages, eine
Bohrung sehr umständlich und zweitaufwendig eingebracht wird. Andererseits kann ein Bohren mit Schlag nicht
angewandt werden, da derartige Materialien dann leicht zum Ausbrechen und Absplittern neigen, welches bis zur
Zerstörung des betreffenden Werkstückes führen kann.
Beispielsweise muss bei einer glasierten Wandfliese aus gesteinsartigem Verbundmaterial zuerst ihre vorderseitige harte und spröde Glasur und dann der hierzu weichere
Trägerkörper der Wandfliese durchbohrt werden, welches einer großen Erfahrung des Bohrenden bedarf.
Eine Aufgabe der Erfindung ist, einen gattungsgemäßen
Hartmetalleinsatz bzw. einen Gesteinsbohrer mit diesem
Hartmetalleinsatz bereitzustellen, mittels dessen eine
Bohrung schneller, leichter und einfacher sowie hinsichtlich einer Schädigung gefahrloser in ein Werkstück aus Gestein, gesteinsartigem Material, Hartkunststoff, Glas oder dergleichen eingebracht werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben. Die gestellte Aufgabe wird bereits dadurch gelöst, dass die Hauptschneiden asymmetrisch zueinander ausgebildet sind, wobei zumindest eine der Hauptschneiden über ihren radialen Verlauf in einem von ihren radialen Enden beabstandeten mittleren Bereich eine in Bohrrichtung vorstehende Spitze zur Auslösung einer Querbewegung definiert.
Die Asymmetrie äußert sich somit dadurch, dass die zumindest eine Hauptschneide die in Bohrrichtung vorstehende Spitze aufweist. Infolge dieser Asymmetrie unterscheidet sich das Schneidverhalten der beiden Hauptschneiden. Beim Bohren wird durch die in Bohrrichtung vorstehende Spitze auf den
Gesteinsbohrer eine Querkraft ausgeübt, durch die der
Gesteinsbohrer überwiegend radial weggedrückt wird und somit in eine Querbewegung gezwungen wird. Der Gesteinsbohrer kann in Richtung von der Spitze weg und zu der jeweils anderen Hauptschneide hin weggedrückt werden. Dadurch wird die andere Hauptschneide entsprechend stärker gegen den
Bohrgrund gedrückt, welches wiederum einen radialen
Gegendruck und damit Gegenbewegung zu dem Wegdrücken des Gesteinsbohrers unterstützt bzw. auslöst. Beim Bohren mit Schlag wird eine Schlagbewegung in Bohrrichtung auf den Bohrgrund ausgeübt, wodurch dieser sehr stark
wechselbelastet ist. Die durch die Spitze ausgelöste
Querbewegung wirkt jedoch quer zur Bohrrichtung und damit ungleich schonender auf das Werkstück als das Bohren mit Schlag aus, so dass auch in empfindliche spröde Werkstoffe wie Fliesen und Glas Bohrungen schnell und schonend
eingebracht werden können.
Insbesondere gerät der Gesteinsbohrer in eine zur
Bohrrichtung oszillierende Querbewegung. Die Querbewegung kann auch als Taumeln bezeichnet werden. Infolge der
gleichzeitigen Drehung des Gesteinsbohrers überstreicht die Querbewegung des Arbeitsendes die gesamte Querschnittsfläche des Bohrgrundes und führt somit, abhängig von dem zu
bohrenden Material, zu einem leichteren und effektiveren
Zerkleinern durch Schaben, Zermürben, Zermalmen, Zerkrümeins oder dergleichen des Materials am Bohrgrund. Infolge dieser Querbewegung wird das Material am Bohrgrund gelöst, ohne dass ein Bohrdruck am Bohrgrund aufgebaut werden muss, bei dem die Gefahr einer Zerstörung des das Bohrloch
begrenzenden Materials besteht. Nach eigenen Versuchen wird das Material durch den erfindungsgemäßen Hartmetalleinsatz bzw. durch den Gesteinsbohrer mit diesem Hartmetalleinsatz stärker als bei vergleichbaren gattungsgemäßen
Gesteinsbohren zerkleinert, so dass dieses Material leichter gegen Bohrrichtung ausgetragen werden kann. Ferner stellt die Spitze allgemein eine Unstetigkeit der Hauptschneide über ihren radialen Verlauf dar, wobei an dieser Stelle der kontinuierliche Schnitt unterbrochen und damit ein Bruch zum radial anschließenden Material generiert wird. Damit wird das Material am Bohrgrund mit dessen Abtrag stärker
zerkleinert und kann somit leichter gegen Bohrrichtung von der Bohrerspitze wegtransportiert werden.
Die mindestens eine Hauptschneide kann genau eine in
Bohrrichtung vorstehende Spitze aufweisen. Sie kann
insbesondere nur diese eine Spitze aufweisen. Insbesondere kann sich die Spitze mit ihren seitlichen Flanken über die gesamte radiale Erstreckung der zumindest einen
Hauptschneide erstrecken. Die Spitze kann ein freies Ende mit einem Endpunkt aufweisen. Der Endpunkt ist bezüglich der Bohrerdrehachse auf einem bestimmten Radius angeordnet.
Die Hauptschneiden können radial einander gegenüberliegend angeordnet sein. Sie können mittig dachartig unter
Ausbildung der Zentrierspitze zusammenlaufen. Diese Spitze kann endseitig gerundet sein. Sie kann als Vorsprung ausgebildet sein. Hinsichtlich verminderter
Reibungsverluste und damit Erwärmung am Bohrgrund wird vorgeschlagen, dass die Spitze selbst radial rechts und links derselben aus einem steten Formverlauf der mindestens einen Hauptschneide hervorgeht. Die Spitze selbst kann endseitig eine Unstetigkeit in dem Formverlauf der
mindestens einen Hauptschneide darstellen.
Insbesondere bildet die gesamte Hauptschneide diese eine Spitze aus. Die Spitze kann sich über die gesamte oder nahezu gesamte Hauptschneide erstrecken und an einem bestimmten Radius mit ihrem freien Ende in einem Endpunkt enden. Vorzugsweise ist die gesamte Hauptschneide in zwei Abschnitte geteilt, die unter Ausbildung der Spitze
dachgiebelartig zueinander angestellt angeordnet sind.
Insbesondere läuft die Hauptschneide von ihren beiden radialen Enden her zu der Spitze zusammen. Konstruktiv vorteilhaft einfach kann vorgesehen sein, dass die Spitze der zumindest einen Hauptschneide radial nach innen und radial nach außen jeweils durch eine ungekrümmte oder durch eine konkav gekrümmte Freilauffläche definiert wird. Eine durch ungekrümmte Freilaufflächen definierte Spitze kann zwar als stabiler gegenüber Verschleiß und/oder gegen
Beschädigung als eine durch ungekrümmte Freilaufflächen definierte Spitze aber zugleich auch als weniger stark schneidend bzw. weniger wirksam zur Erzeugung der
oszillierenden Pendelbewegung eingeschätzt werden. Somit können der Hartmetalleinsatz und damit der Gesteinsbohrer mit dem Hartmetalleinsatz über die Ausbildung der Spitze an bestimmte zu bohrende Werkstoffe angepasst werden.
Es kann die Schneidkante der Hauptschneide durch die zugehörige Freilaufflächen und die zugehörige gegen
Bohrrichtung abfallenden Körperflächen des
Hartmetalleinsatzes die Schneidkante der Hauptschneide gebildet werden. Vorzugsweise wird durch diese
Freilaufflächen mit den gegen Bohrrichtung abfallenden
Körperflächen des Hartmetalleinsatzes die gesamte
Schneidkante der zumindest einen Hauptschneide definiert. In einer vorteilhaften Ausbildung des Hartmetalleinsatzes wird die Spitze der zumindest einen Hauptschneide radial nach innen und radial nach außen durch eine ungekrümmte oder durch eine konkav gekrümmte Freilauffläche definiert.
Das Profil der Schneidkante der zumindest einen
Hauptschneide kann bezüglich einer die Bohrrichtung
aufweisenden radial-axialen Ebene bei ungekrümmten
Freilaufflächen zwei in der Spitze zusammentreffende Geraden oder bei gekrümmten Freilaufflächen zwei in der Spitze zusammentreffende konkave Bögen aufweisen. Bei einer
plattenartigen Ausbildung des Hartmetalleinsatzes mit einer in Bohrrichtung verlaufenden Höhenrichtung und, jeweils senkrecht zueinander angeordnet, mit einer Dickenrichtung und Breitenrichtung, ist diese radial-axiale Ebene senkrecht zur Dickenrichtung angeordnet. Die Spitze der zumindest einen Hauptschneide kann alternativ radial nach innen durch eine ungekrümmte Freilauffläche und radial nach außen durch eine konkav gekrümmte Freilauffläche oder, in Umkehrung dessen, radial nach innen durch eine gekrümmte Freilauffläche und radial nach außen durch eine konkav ungekrümmten Freilauffläche gebildet werden. Die gekrümmte Freilauffläche kann einen Teil eines halb- oder teilzylindrischen Raumes begrenzen.
Wie allgemein üblich, können die Freilaufflächen der
Hauptschneiden radial mittig unter Ausbildung einer
Querschneide aneinander grenzen. Vorzugsweise schneidet die Drehachse die Querschneide.
Die über die mindestens eine Hauptschneide relative radiale Lage der Spitze kann einen entscheidenden Einfluss auf die oszillierende Querbewegung ausüben. Je weiter die Spitze von der Bohrerdrehachse entfernt angeordnet ist, desto größer ist der radiale Hebel der durch die Spitze hervorgerufenen Querkraft und damit der Effekt des Taumeins durch
oszillierende Querbewegung.
Insbesondere kann die Spitze die Hauptschneide in zwei radiale Abschnitte, d.h. einen radial äußeren Abschnitt und einen radial inneren Abschnitt, teilen. Das Verhältnis der Längen des äußeren Abschnitts zu dem inneren Abschnitt kann ^ 1, vorzugsweise ^ 2 oder > 4 sein. Je größer das
Verhältnis ist, desto weiter liegt die Spitze radial nach außen und desto größer ist die zu erwartende Querkraft.
In einer anderen Weiterbildung des Hartmetalleinsatzes kann vorgesehen sein, dass die Zentrierspitze zur Drehachse vorzugsweise achsensymmetrisch angespitzt ausgebildet ist. Es kann pro Hauptschneide radial innen eine zu der
zugeordneten Hauptschneide Bohrdrehrichtung vorlaufende und sich insbesondere in einem Winkel kleiner 60°, vorzugsweise kleiner 30° zur radialen Richtung der zughörigen
Hauptscheide eine sich zu der oder in die zugehörige
Förderwendel hinein erstreckende nutenartige erste
Ausnehmung vorgesehen sein. Diese kann in die Hauptschneide eingebracht sein. Mit dieser beidseitigen Zuspitzung in die Zentrierspitze können die Hauptschneide schneidwirksam in die Zentrierspitze hinein verlängert werden.
Ferner kann allein oder zusätzlich radial außen, jeweils zur Hauptschneide Bohrdrehrichtung vorlaufend und insbesondere in einem Winkel kleiner 60° zur radialen Richtung der zughörigen Hauptscheide angeordnet, eine sich in die
zugehörige Förderwendel hin erstreckende nutenartige zweite Aussparung in den Bohrerkörper eingebracht sein.
Somit kann die Schneidkante jeweils eine Begrenzung der ersten und/oder der zweiten Ausnehmung bilden. Sie wird mit und durch Einbringen der jeweiligen Ausnehmung gestaltet.
Die Ausnehmungen können sich jeweils von der zugeordneten Hauptschneide zu der dieser Hauptschneide zugeordneten
Förderwendel hin erstrecken und eventuell dort einmünden. Damit ermöglichen sie eine verbesserte Abfuhr des durch
Bohren abgetragenen Materials gegen Bohrrichtung in Form von Mehl, Gries und/oder Partikeln. Die Ausnehmungen können jeweils konkav ausgebildet sein. Sie können jeweils einen Teil eines teil- bis halbzylindrischen Raumes begrenzen. Ferner können die beiden Ausnehmungen einer Hauptschneide jeweils einen Bereich dieser Hauptschneide bilden und unter Ausbildung einer Unstetigkeit im radialen Verlauf der
Hauptschneide radial aneinander angrenzen. Diese
Unstetigkeit kann, wie oben im Zusammenhang mit der Spitze beschrieben, einen Bruch des Schnittgutes bewirken, wodurch dieses zerkleinert und somit leichter wegtransportiert werden kann.
In diesem Sinne vorteilhaft, kann die durch die aneinander angrenzenden Ausnehmungen gebildete Unstetigkeit an einem radialen Punkt der Hauptschneide angeordnet sein, der ungleich dem freien Endpunkt der Spitze dieser Hauptschneide ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die durch die aneinander angrenzenden Ausnehmungen gebildete Unstetigkeit der Hauptschneide radial innen zu der Spitze dieser
Hauptschneide angeordnet ist. Diese durch die aneinander angrenzenden Ausnehmungen gebildete Unstetigkeit der
Hauptschneide kann eine in Umfangsrichtung weisende Spitze sein, die nicht in Bohrrichtung vorsteht.
Die nutenartige erste Ausnehmung kann radial über die
Mittelachse des Hartmetalleinsatz hinauslaufend angeordnet sein. Die kann einen radial inneren Bereich der zugehörigen Hauptschneide und einen radial inneren Bereich der zur anderen Hauptschneide zugehörigen Freilaufkante bilden. Insbesondere können die erste Ausnehmung und/oder zweite Ausnehmung in Bohrrichtung zu der Bohrerdrehachse hin in einem Anstellwinkel angestellt angeordnet sein. Die
Ausnehmungen können in Bohrrichtung zur Bohrerdrehachse hin geneigt zueinander angeordnet sein.
Mit dem Vorsehen der ersten Ausnehmung kann somit die
Geometrie der Zentrierspitze auch dahingehend entscheidend verändert werden, indem, abhängig von der Tiefe der ersten Ausnehmung, die oben beschrieben Querschneide, der an sich lediglich eine schabende Schneidwirkung zugesprochen werden kann, zugunsten der Verlängerung der Hauptschneide,
verringert werden kann. Es wird jedoch wegen einer
Stabilität und Standfestigkeit der Zentrierspitze als
Vorteil angesehen, die Querschneide und damit die Dicke der Zentrierspitze im geringen Umfang zu erhalten. Vorteilhaft kann die Länge der Querschneide wenige bzw. bis zu drei oder bis zu sechs Zentelmillimeter betragen. Sie kann bis zu 5% oder 3% des Durchmessers des Steinbohrers betragen.
Auch der Zentrierwinkel der Zentrierspitze kann die
Querbewegung beeinflussen, denn je größer der
Zentrierwinkel, desto geringer kann eine Zentrierwirkung der Zentrierspitze und desto stärker kann die der Zentrierung entgegenwirkende mögliche Querbewegung des Gesteinsbohrers beim Bohren sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Zentrierspitze einen Zentrierwinkel aufweist, der zum
Bohren von beispielsweise Glas vorzugsweise 50° bis 70°, zum Bohren von beispielsweise Wandfliesen 70° bis 80° oderzum Bohren von beispielsweise Bodenfliesen, Duroplasten und Hartverbundstoffen 110° bis 140° beträgt. In einer Weiterbildung des Hartmetalleinsatzes können beide Hauptschneiden jeweils die in Bohrrichtung vorstehende
Spitze aufweisen. Zum Erhalt einer asymmetrischen Wirkung und damit Erzeugung der Querbewegung ist es vorteilhaft, dass die Spitze der einen Hauptschneide auf einem ersten Radius angeordnet ist, der ungleich zu einem zweiten Radius der Spitze der anderen Hauptschneide ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste Radius um bis zu 90%, vorzugsweise um bis zu 60% und insbesondere um bis zu 30% größer als der zweite Radius ist. Eigene Versuche hierzu vermitteln die Tendenz, dass mit steigender Differenz dieser beiden Radien ein stärker werdender Abtrag zu beobachten ist. Von Vorteil ist, die Spitze der einen Hauptschneide auf der radial inneren Hälfte der Hauptschneide und die der anderen Hauptschneide auf der radial äußeren Hälfte der anderen Hauptschneide angeordnet sind.
Der Hartmetalleinsatz kann vorteilhaft einfach plattenförmig ausgebildet sein. Er kann in seiner Grundform als Rohling gesintert und anschließend durch Nachbearbeitung auf seine gewünschten Geometrien gebracht werden.
Insbesondere kann der Hartmetalleinsatz an der Seite mit der Hauptschneide so angepasst sein, dass er in Einbaulage übergangslos, d.h. ohne den Förderstrom
abzutransportierender Partikel hemmender Vorsprünge, Absätze oder dergleichen, in vorgesehener Förderrichtung in die zugeordnete Förderspirale übergeht. Hierzu kann zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausnehmungen in Bohrrichtung nachlaufend zu denselben eine zusätzliche Aushebung
vorgesehen sein, die den Hartmetalleinsatz unterseitig soweit aushöhlt, dass die Aushebung übergangslos in die Förderspirale übergeht.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsformen des
Hartmetalleinsatzes bzw. des Gesteinsbohrers mit
Hartmetalleinsatz näher erläutert, ohne jedoch die Erfindung hierauf zu beschränken. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 und la eine Seitenansicht eines Gesteinsbohrers mit einem Hartmetalleinsatz gemäß Fig. 3 bzw. eine Ausschnittsvergrößerung Ia gemäß Fig. 1,
Fig. 2 und 2a eine andere Seitenansicht des
Gesteinsbohrers gemäß Figur 1 bzw. eine
Ausschnittsvergrößerung IIa gemäß Fig. 2,
FIG. 3a bis 3h jeweils eine Ansicht des in Fig. 1 und 2 gezeigten Hartmetalleinsatzes,
Fig. 4a bis 4d jeweils eine Ansicht einer weiteren
Ausführungsform des Hartmetalleinsatzes,
Fig. 5a bis 5c jeweils eine Ansicht einer weiteren
Ausführungsform des Hartmetalleinsatzes,
Fig. 6a und 6b eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Hartmetalleinsatzes bzw. eine Ausschnittsvergrö¬ ßerung hierzu,
Fig. 6c und 6a eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Hartmetalleinsatzes bzw. eine Ausschnittsvergrö¬ ßerung hierzu,
Fig. 7a bis 7e jeweils eine Ansicht einer weiteren
Ausführungsform des Hartmetalleinsatzes und
Fig. 8a bis 8e jeweils eine Ansicht einer weiteren
Ausführungsform des Hartmetalleinsatzes.
In den Figuren 1 und 2 wird jeweils eine Seitenansicht eines Gesteinsbohrers 1 gezeigt, der zum Bohren von Gestein, gesteinsartigem Material, Hartkunststoff, Glas oder
dergleichen als ohne Schlag arbeitender Spiralbohrer mit einem zylindrischen Bohrerkörper 11 und einem eine Aufnahme 12 aufweisenden Arbeitsende 13 ausgebildet ist, wobei in der Aufnahme 12 ein plattenförmiger Hartmetalleinsatz 2 gemäß der in Figuren 4a - 4e gezeigten Ausführungsformen
eingelötet ist. In den Figuren 3 und 5 - 8 werden weitere Ausführungsformen des Hartmetalleinsatzes 2 in verschiedenen Ansichten und teilweise mit zugehörigen
Ausschnittvergrößerungen gezeigt .
Wie den Figur 1 bzw. Figur 2 zugehörigen
Ausschnittvergrößerung in Figur la und 2a sowie in den übrigen Figuren 3-8 entnehmbar, weist der Hartmetalleinsatz 2 bezüglich einer Bohrerdrehachse d radial einander
gegenüberliegende und unter Ausbildung einer Zentrierspitze
21 winklig zueinander angeordnete Hauptschneiden 22 auf. Jeder Hauptschneide 22 ist eine Förderwendel 14 zugeordnet, durch die das durch den Hartmetalleinsatz 22 abgeschnittene hier nicht dargestellte Schnittgut gegen Bohrrichtung b wegtransportiert wird. (In den Figuren sind bei größeren gebogenen Seitenflächen zusätzliche Linien mit geringerer Linienstärke eingetragen, die keine Kontur sondern einen Tiefenverlauf dieser Seitenflächen markieren.)
Die Hauptschneiden 22 sind in allen Ausführungsformen des Hartmetalleinsatzes 22 asymmetrisch zueinander ausgebildet, wobei zumindest einer der Hauptschneiden 22 über ihren radialen Verlauf in einem von ihrem radialen Enden
beabstandeten mittleren Bereich eine in Bohrrichtung b vorstehende Spitze 23 definiert. Die Spitze 23 stellt eine Unstetigkeit im radialen Verlauf der Hauptschneiden 22 dar. Es ist in allen Ausführungsformen, sofern vorgesehen, eine einzige vorstehende Spitze 23 in der Hauptschneide 22 angeordnet. Durch die in Bohrrichtung b vorstehende Spitze 23 wird, wie oben beschrieben, beim Bohren eine Querkraft erzeugt, die den Gesteinsbohrer zu einer bezüglich der Bohrrichtung b senkrechten oszillierenden und mit der
Bohrerrotation umlaufende Querbewegung zwingt, wodurch das Material am Bohrgrund rascher und überdies feinkörniger bis mehlartig abgetragen wird und zwar ohne dass ein Bohren mit Schlag eingesetzt wird.
Die Spitze 23 erstreckt sich über die gesamte Hauptschneide
22 und endet auf einem bestimmten Radius mit ihrem freien Ende in einem Endpunkt. Die Spitze 23 steigt somit über die gesamte Hautschneide 22 von beiden radialen Seiten her zu dem freien Endpunkt an.
In den Ausführungsformen des Hartmetalleinsatzes 2 wird die Spitze 23 radial von innen sowie radial von außen durch
Freilaufflächen 24 der Hauptschneide 22 definiert. Hierbei können, wie beispielgebend in Figuren 1 - 4 und 7 gezeigt, die Freilaufflächen 24 ungekrümmte Seitenflächen sein, die von der Schneidkante 25 der Hauptschneide 22 jeweils in einem bestimmten Keilwinkel zur Bohrerdrehachse d gegen
Bohrrichtung b abfallen. Bezüglich einer radialen axialen Ebene, die in Figur 3f gleich der Bildebene ist, weist die Hauptschneide 22 einen dachgiebelartigen Profilverlauf auf. In Figur 3f ist zur Verdeutlichung des nachförmigen
Profilverlaufs der Hauptschneiden 22 mit Spitze 23 der
Profilverlauf der hier rechten Hauptschneide 22 ohne Spitze 23 hineingespiegelt gestrichelt dargestellt und mit 22 λ bezeichnet. Diese beiden Profilverläufe bilden ein Dreieck mit einer Höhe h. Unmittelbar einsichtig aus der Zeichnung ist, dass, je geringer der von der Spitze 23 eingeschlossene Innenwinkel und je größer die Höhe h des eingezeichneten Dreiecks sind, desto größer ist die beim Bohren durch die Spitze 23 hervorgerufene Querkraft. Die Schneidkante 25 der Hauptschneide 22 mit Spitze 23 wird durch die zugehörige Freilauffläche 24 und der gegen Bohrrichtung b abfallenden und in Bohrdrehrichtung r weisenden Seitenfläche 26
gebildet. Damit weist die Spitze 23 die Form einer
dreiseitigen Pyramide mit den beiden Freilaufflächen 24 und der Seitenfläche 26 als pyramidale Seitenflächen auf. Die in den Figuren gezeigten Proportionen sind jedoch nur
beispielgebend ohne den Offenbarungsgehalt der Erfindung hierauf begrenzen zu wollen.
Alternativ können die die Spitze 23 definierenden
Freilaufflächen 24 konkav geschwungen ausgebildet sein, wie es in den Figuren 5 und 8 beispielgebend gezeigt ist. Wie in Figur 3f, so ist in Figur 5a der Profilverlauf der
Hauptschneide in einer Seitenansicht senkrecht zu der radialen axialen Ebene gezeigt, die zugleich Bildebene von Figur 5a ist. Hiernach ist der Profilverlauf
dachgiebelartig, jedoch mit geschwungenen "Giebelseiten", d.h. mit zwei in der Spitze zusammenlaufende konkave Bögen, ausgebildet. Hierbei ist der exakte Profilverlauf durch zylindrische Schleifkörper eingebracht, wobei durch diese zugleich der Keilwinkel definiert wird. Damit wird, im
Vergleich zu den Ausführungsformen des Hartmetalleinsatzes 2 mit ungekrümmten Freilaufflächen 24, eine schärfere Spitze 23 erstellt, die aggressiver vorgeht aber
verschleißanfälliger ist. Wie insbesondere den Figuren 3f und 5a deutlich entnehmbar, teilte die Spitze 23 die Hauptschneiden 22 in zwei radiale Abschnitte, das heißt einen radial äußeren Abschnitt al und einen radial inneren Abschnitt a2, wobei das Verhältnis der Längen des äußeren Abschnitt al zu dem inneren Abschnitt a2 hier etwa 1,5 beträgt.
Abweichend zu den Ausführungsformen des Hartmetalleinsatzes 2 gemäß den Figuren 1 - 6, weisen die der Figuren 7 und 8 an beiden Hauptschneiden 32 jeweils nur eine einzige in
Bohrdrehrichtung r vorlaufende Spitze 33 auf, wobei sich die Spitzen 33 jedoch auf unterschiedlichen Radien, d.h., wie in Figur 7a gezeigt, die linke Spitze 33 auf einem ersten
Radius rl und die rechte Spitze 33 auf einem zweiten Radius r2, angeordnet sind, wobei die erste Radius rl hier etwa halb so groß wie der zweite Radius r2 ist. Damit verursacht die hier rechte Spitze 33 wegen ihres größeren radialen
Hebels (r2) die Erzeugung einer größeren Querkraft als die linke Spitze 33.
Die Zentrierspitze 21 ist zur Bohrerdrehachse d achsensymmetrisch angespitzt ausgebildet. Hierzu ist für jede Hauptschneide 22, radial innen und zur Schneidkante 25 der Hauptschneiden 22 Bohrdrehrichtung r vorlaufend, eine sich zu der zugehörige Förderwendel 14 der jeweiligen Hauptschneide 22 hin erstreckende nutenartige erste Ausnehmung 271 vorgesehen. Die erste Ausnehmung 271 unter Ausbildung eines inneren Bereichs und damit parallel zu diesem inneren Bereich in den Hartmetalleinsatz 2 eingebracht. Damit wird die Hauptschneide 22 in die Zentrierspitze 21 hinein verlängert und ferner dafür Sorge getragen, dass aus der Zentrierspitze 21 abgeschnittene Material in die jeweilige Förderwendel hinein abgeführt werden kann .
Ferner ist die erste Ausnehmung 271 in einem Anstellwinkel γ zur Bohrerdrehachse d geneigt angeordnet. Wie beispielsweise aus Figur 6c bzw. 6d ersichtlich, laufen die beiden Hauptschneiden 22 unter Ausbildung einer Querschneide 28 radial nach innen, wobei sie, abhängig von der Größe des Anstellwinkels γ über die Querschneide 28 radial beabstandet sind. Ein Vergleich der Figuren 3a, 6a und 6c zeigt, dass je größer der Anstellwinkel γ ist bzw. je weiter sich die ersten Ausnehmungen 271 zur Bohrerdrehachse d erstrecken, desto kleiner ist die Querschneide 28. Somit können gezielt über die Neigung der ersten Ausnehmung 271 die Größe der Querschneide 28 und damit auch die radiale Dicke der Zentrierspitze 21 eingestellt werden. Die nutenartige erste Ausnehmung 271 bildet den radial inneren Bereich 221 der einen Hauptschneide 22 und einen radial inneren Bereich 241 einer die Freilauffläche 24 der anderen Hauptschneiden 22 begrenzenden Freilaufkante 242.
Bei den hier dargestellten Ausführungsformen des
Gesteinsbohrers 1 bzw. des Hartmetalleinsatzes 2 beträgt der Zentrierwinkel ß etwa 120° und ist somit insbesondere zum
Bohren von Bodenfliesen, Duroplasten, Hartverbundstoffen und dergleichen geeignet.
In den Ausführungsformen des Hartmetalleinsatzes 2 gemäß den
Figuren 6 - 8 ist zusätzlich zu der ersten Ausnehmung 271 radial außen und zur Schneidkante 25 verlaufend eine zweite Ausnehmung 272 zur weiter verbesserten Schnittgutabfuhr vorgesehen, die sich gegen Bohrrichtung b zu der jeweils zugeordneten Förderwendel 14 hin erstreckt. Die beiden Ausnehmungen 271,272 einer Hauptschneide 22 grenzen unter Ausbildung einer Unstetigkeit in dem radialen Verlauf der zugeordneten Hauptschneiden 22 aneinander, welches ebenfalls zur Zerkleinerung des Schnittgutes beiträgt. Günstig hinsichtlich maximalen Zerkleinerung ist hier vorgesehen, dass bei allen hier gezeigten Ausführungsformen des Hartmetalleinsatzes 2 der radiale Punkt P, an dem die beiden Ausnehmungen 271,272 radial aneinander grenzen, ungleich dem Punkt ist, in dem die Spitze 23 in ihrem freien Ende endet.
Um einen möglichst freien Fluss des abgeschnittenen
Materials von dem Hartmetalleinsatz 2 in die jeweilige
Förderwendel 14 des Gesteinsbohrers 1 zu gewährleisten, ist axial in Bohrrichtung b nachlaufend zur jeweiligen
Hauptschneide 22 eine Aushebung 29 (insbesondere Figuren 1, la, 2 und 2a sowie in den Unteransichten gemäß Figuren 3e und 4e) vorgesehen, die gegen Bohrrichtung b nahezu
übergangslos, d.h. ohne jegliche in Bohrrichtung b weisende und in den für den Abtransport des Materials weg
hineinragende Seitenfläche, in die zugeordnete Förderwendel übergeht. Das heißt, in den hier gezeigten Ausführungsformen des Hartmetalleinsatzes 2 ist lediglich ein für den
Materialfluss unschädlicher Versatz im Übergang des
Hartmetalleinsatzes 2 in die Förderwendel 14 vorgesehen.
Soweit eine zweite Ausnehmung 272 vorgesehen ist, führt dieselbe das Schnittgut gegen Bohrrichtung b in die
zugeordnete Aushebung 29. Ferner führt die erste Ausnehmung 271 das Schnittgut in die zugeordnete zweite Ausnehmung 272 und radial innen unmittelbar in die zugeordnete Aushebung 29. Damit wird eine umfassende Abfuhr des Schnittguts in die zugehörige Förderwendel 14 hinein ermöglicht. Der Hartmetalleinsatz 2 ist radial so dimensioniert und in der Aufnahme 12 angeordnet, dass er radial außen bündig mit dem Bohrerkörper 11 abschließt.
Hartmetalleinsatz und Gesteinsbohrer
Bezugszeichenliste
1 Gesteinsbohrer
11 Bohrerkörper
12 Aufnahme
13 Arbeitsende
14 Förderwendel
2 Hartmetalleinsatz
21 Zentrierspitze
22 Hauptschneide
221 innerer Bereich (Hauptschneide)
23 Spitze
24 Freilauffläche
241 innerer Bereich Freilauffläche
25 Schneidkante
26 Seitenfläche (Schneidkante)
271 erste Ausnehmung
272 zweite Ausnehmung
28 Querschneide
29 Aushebung
Innenwinkel
ß Zentrierwinkel
γ Anstellwinkel
al äußerer Abschnitt
a2 innerer Abschnitt
b Bohrrichtung
d Bohrerdrehachse
h Höhe
r Bohrdrehrichtung
rl erster Radius
r2 zweiter Radius
P Punkt

Claims

Hartmetalleinsatz und Gesteinsbohrer Patentansprüche
1. Hartmetalleinsatz (2) für einen Gesteinsbohrer (1), der zum Bohren von Gestein, gesteinsartigem Material,
Hartkunststoff , Glas oder dergleichen als ohne Schlag arbeitender Spiralbohrer mit einem zylindrischen
Bohrerkörper (11) und einem den Hartmetalleinsatz (2) aufweisenden Arbeitsende (13) ausgebildet ist, wobei der Hartmetalleinsatz (2) zwei bezüglich einer
Bohrerdrehachse (d) radial einander gegenüber liegend und unter Ausbildung einer Zentrierspitze (21) winklig zueinander angeordnete Hauptschneiden (22) aufweist, der jeweils eine umlaufende Förderwendel (14)
zugeordnet ist, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Hauptschneiden (22) asymmetrisch zueinander ausgebildet sind, wobei zumindest eine der
Hauptschneiden (22) über ihren radialen Verlauf in einem von ihren radialen Enden beabstandeten mittleren Bereich eine in Bohrrichtung (b) vorstehende Spitze (23) definiert.
2. Hartmetalleinsatz (2) nach Anspruch 1, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Spitze (23) der zumindest einen Hauptschneide (22) radial nach innen und radial nach außen durch eine ungekrümmte oder durch eine konkav gekrümmte Freilauffläche (24) definiert wird .
3. Hartmetalleinsatz (2) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Spitze (23) die Hauptschneide (22) in zwei radiale Abschnitte, d.h. einen radial äußeren Abschnitt (al) und einen radial inneren Abschnitt (a2), teilt, wobei das Verhältnis der Längen des äußeren Abschnitts (al) zu dem inneren Abschnitt (a2) < 1, vorzugsweise ^ 1/2 oder < 1/3 ist.
Hartmetalleinsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Zentrierspitze (21) zur Bohrerdrehachse (d) achsensymmetrisch angespitzt ausgebildet ist.
Hartmetalleinsatz (2) nach Anspruch 4, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s radial innen und zur Schneidkante (25) der Hauptschneide (22) in
Bohrdrehrichtung (r) vorlaufend eine sich zu der zugehörigen Förderwendel (14) hinein erstreckende nutenartige erste Ausnehmung (271) sowie/ oder radial außen und zur Schneidkante (25) der Hauptschneide (22) in Bohrdrehrichtung (r) vorlaufend eine sich in die zugehörige Förderwendel (14) hinein erstreckende nutenartige zweite Ausnehmung (272) in den Bohrerkörper (11) eingebracht sind.
Hartmetalleinsatz (2) nach Anspruch 5, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die beiden
Ausnehmungen (271, 272) jeweils einen Profilabschnitt der zugehörigen Hauptschneide (22) bilden und unter Ausbildung einer Unstetigkeit im radialen Verlauf der Hauptschneide (22) radial aneinander angrenzen.
Hartmetalleinsatz (2) nach Anspruch 6, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die durch die aneinander angrenzenden Ausnehmungen (271, 272)
gebildete Unstetigkeit an einem radialen Punkt (P) der Hauptschneide (22) angeordnet ist, der ungleich dem freien Endpunkt der Spitze (23) dieser Hauptschneide (22) ist.
Hartmetalleinsatz (2) nach Anspruch 6 oder 7, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Punkt (P) mit der durch die aneinander angrenzenden Ausnehmungen (271, 272) gebildete Unstetigkeit der Hauptschneide (22) radial innen zur Spitze (23) dieser Hauptschneide (22) angeordnet ist.
Hartmetalleinsatz (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die erste Ausnehmung (271) und/oder zweite Ausnehmung (272) in Bohrrichtung (b) zu der Bohrerdrehachse (d) hin winklig zu derselben angestellt angeordnet sind.
Hartmetalleinsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s beide Hauptschneiden (22) jeweils die in
Bohrrichtung (b) vorstehende Spitze (23) aufweisen, wobei die Spitze (23) der einen Hauptschneide (22) auf einem ersten Radius (rl) angeordnet sind, der ungleich zu einem zweiten Radius (r2) der Spitze (23) der anderen Hauptschneide (22) ist.
Hartmetalleinsatz (2) nach Anspruch 10, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Spitze (23) der einen Hauptschneide (22) auf der radial inneren Hälfte der Hauptschneide (22) und die Spitze (23) der anderen Hauptschneide (22) auf der radial äußeren Hälfte der anderen Hauptschneide (22) angeordnet sind.
Hartmetalleinsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Zentrierspitze (21) einen Zentrierwinkel (ß) aufweist, der zum Bohren von beispielsweise Glas vorzugsweise 50° bis 70°, zum Bohren von beispielsweise Wandfliesen 70° bis 80° oderzum Bohren von
beispielsweise Bodenfliesen, Duroplasten und
Hartverbundstoffen 110° bis 140° beträgt.
13. Hartmetalleinsatz (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s er plattenförmig ausgebildet ist.
14. Gesteinsbohrer (1), der als ohne Schlag arbeitender
Spiralbohrer zum Bohren von Gestein, gesteinsartigem Material, Hartkunststoff oder Glas ausgebildet ist, wobei der Gesteinsbohrer (1) einen zylindrischen
Bohrerkörper (11) und ein Arbeitsende (13) mit einem Hartmetalleinsatz (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
15. Gesteinsbohrer (1) nach Anspruch 14, wobei der
Hartmetalleinsatz (2) radial innen zur Schneidkante (25) der Hauptschneide (22) in Bohrdrehrichtung (r) vorlaufend eine sich zu der zugehörigen Förderwendel (14) hinein erstreckende nutenartige erste Ausnehmung (271) und /oder radial außen zur Schneidkante (25) der Hauptschneide (22) in Bohrdrehrichtung (r) vorlaufend eine sich in die zugehörige Förderwendel (14) hinein erstreckende nutenartige zweite Ausnehmung (272) in den Bohrerkörper (11) eingebracht sind, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Ausnehmungen (271, 272) der Hauptschneide (22) sich gegen die
Bohrrichtung (b) zu der dieser Hauptschneide (22) zugehörige Förderwendel (14) hin erstrecken oder in die dieser Hauptschneide (22) zugehörige Förderwendel (14) einmünden .
16. Gesteinsbohrer (1) nach Anspruch 15, d a du r c h
g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die erste Ausnehmung (271) der Hauptschneide (22) gegen die Bohrrichtung (b) in die dieser Hauptschneide (22) zugehörige zweite Ausnehmung (272) und diese wiederum gegen die
Bohrrichtung (b) in die dieser Hauptschneide (22) zugehörige Förderwendel (14) einmünden.
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