WO2004054771A1 - Drilling tool with abrasive cutting elements and a drilling machine powering the same - Google Patents

Drilling tool with abrasive cutting elements and a drilling machine powering the same Download PDF

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WO2004054771A1
WO2004054771A1 PCT/DE2003/001979 DE0301979W WO2004054771A1 WO 2004054771 A1 WO2004054771 A1 WO 2004054771A1 DE 0301979 W DE0301979 W DE 0301979W WO 2004054771 A1 WO2004054771 A1 WO 2004054771A1
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WO
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rotation
drilling
drilling tool
carrier
drill
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/001979
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German (de)
French (fr)
Inventor
Rudolf Fuchs
Original Assignee
Robert Bosch 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
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    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a drilling tool with a drill body. which has at one end a drill head provided with abrasive cutting elements and which can be driven to rotate about a longitudinal axis. Furthermore, the invention is based on a drilling machine which is suitable for the operation of said drilling tool.
  • abrasive cutting elements are usually made of hard metal or diamond.
  • the drill body of the drilling tool is a solid cylinder, one end of which forms the drilling head is occupied by the abrasive cutting elements.
  • the drill body of the drilling tool is a hollow cylinder, the end face of which is covered with abrasive cutting elements.
  • Such a drilling tool is also referred to as a drill bit.
  • the drill body is a solid cylinder
  • all of the material has to be cleared from the borehole by the drilling tool.
  • the same abrasive cutting elements are always in use on the drill head, which leads to leads to a very strong heating of the cutting elements and the entire drill body.
  • a high rotational speed or a high contact pressure if the rotational speed of the drilling tool is kept low, is necessary in order to clear the hard material (concrete, stone, etc.) from the borehole.
  • the abrasive cutting elements are also continuously in use during the drilling process, which in turn leads to a very strong heating of the cutting elements and the entire drill body.
  • a high contact pressure on the drilling tool is also necessary because a large number of abrasive cutting elements distributed on the end face of the hollow cylinder must be brought into engagement. So in order to achieve a high material removal in the shortest possible time for drilling tools with abrasive cutting elements, the drilling tool must either be brought to a high speed, which results in a very strong temperature increase, or a high contact pressure must be applied to the drilling tool, which complicates the work process considerably.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a drilling tool and a drilling machine suitable for its operation, whereby the disadvantages mentioned can be significantly reduced.
  • the stated object is achieved with the features of claim 1 in that in the drill head of the drill body, which can be driven to rotate about a longitudinal axis, at least one carrier, which is equipped with abrasive cutting elements and can be set into a rotational movement by a drive, is mounted, this rotational movement transverse to the Rotational movement of the drill body is aligned about its longitudinal axis.
  • the abrasive cutting elements are therefore no longer fixedly and immovably to the drill body of the drilling tool as in the prior art set out in the introduction, but they are movably arranged by means of the rotatable carrier, so that during a drilling process a constant change of the abrasives involved in the material removal Cutting elements are made.
  • a significant further advantage of the drilling tool according to the invention is that the abrasive cutting elements are simultaneously moved within the borehole in two directions running transversely to one another.
  • the abrasive cutting elements are moved in the borehole by the rotation of the drill body about its longitudinal axis, and a second movement superimposed on this rotational movement is caused by the fact that the carrier occupied with abrasive cutting elements executes a rotational movement which is oriented transversely to the rotational movement of the drill body about its longitudinal axis ,
  • the material removal in the borehole can be increased considerably compared to drilling tools which are fixedly arranged relative to the drill head.
  • An advantageous embodiment of the carrier which is equipped with abrasive cutting elements, is that it is designed as an endlessly circulating band which is guided in a path running over the drill head.
  • the carrier is a rotary body which penetrates the surface of the drill head, the axis of rotation of the rotary body being perpendicular to the longitudinal axis of the drill body.
  • the carrier can be driven to rotate in the same direction or to rotate oscillating, their direction of rotation constantly changing.
  • a drilling machine for a drilling tool with a drill body which has at one end a drill head provided with abrasive cutting elements, wherein this drill body can be inserted into a tool holder of the drill, which drives the drill body rotating about its longitudinal axis.
  • drive means are provided in the drilling machine with which at least one support mounted in the drilling head of the drilling tool and equipped with abrasive cutting elements can be set in rotation, this rotation movement being oriented transversely to the rotary movement of the drill body about its longitudinal axis.
  • An advantageous embodiment of the drilling machine is that the tool holder for the drilling tool is coupled to a hollow shaft which is operatively connected to a rotating drive present in the drilling machine, the rotatingly driven hollow shaft causing the drill body to rotate about its longitudinal axis, and that in the hollow shaft has a drive rod that is decoupled from its rotation, one end of which is fixed in the drilling machine or is operatively connected to a rotating drive in the drilling machine and the other end of which projects into the drill body and is operatively connected to a gear via which the carrier can be set in rotation.
  • Figure 1 is a partial view of a machine tool with a drilling tool used in its tool holder, which is designed as an endlessly rotating band, with abrasive
  • FIG. 2 shows a cross section AA through this drilling tool
  • 3 shows a section of a drilling tool with a carrier designed as a rotating body and equipped with abrasive cutting elements
  • FIG. 4 shows an end view of this drilling tool.
  • FIG. 1 shows a section of a drilling machine 1, in the tool holder 2 of which an engaging drilling tool 3 having abrasive cutting elements is engaged.
  • a motor 4 is arranged in the drilling machine 1, the motor shaft 5 of which is provided at the end with a pinion 6.
  • the motor shaft 5 is supported by means of a ball bearing 7 in an intermediate flange 8, which delimits the engine compartment from the gear compartment in the drilling machine.
  • the pinion 6 of the motor shaft 5 is in engagement with the ring gear 9 of a gear wheel 10, which belongs to a rotatably mounted intermediate shaft 11.
  • the intermediate shaft 11 is held, for example, by two bearings, a ball bearing 12 and a needle bearing 13 in the machine housing 14.
  • a ring gear 15 which is in engagement with the ring gear 16 of a gear wheel 17 which belongs to a hollow shaft 18 running parallel to the intermediate shaft 11.
  • the hollow shaft 18 is rotatably supported about its longitudinal axis in the machine housing 14 by means of a ball bearing 19.
  • the hollow shaft 18 forming part of the tool holder 2 widens towards its end on the tool side.
  • the opening of the hollow shaft 18 on the tool side is partially conical, so that an insertion shaft 20 of the drilling tool 3 which is inserted into the tool holder 2 and which is also at least partially conical is centered in the tool holder 2.
  • a section 21 of the tool-side opening of the hollow shaft 18 and a corresponding section 22 of the insertion shaft 20 of the drilling tool 3 have a polygonal profile. The meshing of the polygonal profiles of section 21 of the hollow shaft opening and section 22 of the insertion shaft 20 the drilling tool 3 is held against rotation in the hollow shaft 18.
  • At least one locking element 23 is provided for axially locking the drilling tool 3 in the hollow shaft 18 of the tool holder 2.
  • the locking elements 23 are each arranged in an opening 24 which passes through the outer wall of the hollow shaft 18 radially and obliquely to the longitudinal axis of the hollow shaft.
  • a radially inner end 25 of the locking element 23 is guided in the opening 24 assigned to it in the wall of the hollow shaft 18 and can engage radially in the opening of the hollow shaft 18 receiving the insertion shaft 20 of the drilling tool 3.
  • a radially outer end 26 of the locking element 23 is axially displaceably mounted in the opening 24.
  • the locking elements 23 form-fit into pockets, not shown, of a locking sleeve 27.
  • the locking sleeve 27 is acted upon by a spring 28 in the direction of its locking position.
  • the spring On the machine side, the spring is supported on a retaining ring 29 held on the hollow shaft 18.
  • the locking sleeve 27 is displaceable against the spring 28 via an actuating sleeve 30. It can move axially forward
  • the drilling tool 3 is locked in the tool holder 2 by first inserting the insert shaft 20 into the receiving opening of the hollow shaft 18 until the end face of the insert shaft 20 at the end 25 of the protruding into the opening of the hollow shaft 18
  • Locking elements 23 abuts. By inserting the drilling tool 3 further, the end 25 becomes each
  • Locking element 23 pressed into the fürbrü ⁇ he in the wall of the hollow shaft 18, the other end 26 of the locking element 23, the locking sleeve 27 against the Pushes back spring 28 so that it can dodge axially. If the insertion shaft 20 is inserted sufficiently far into the opening of the hollow shaft 18, the locking elements 23 can snap back into an annular recess 32 let into the insertion shaft 20. In this position of the locking elements 23, the insertion shaft 20 is locked in the axial direction in the hollow shaft 18. In this position, the end face of the insertion shaft 20 comes to rest against a sealing washer 33 embedded in the hollow shaft 18 and deforms it elastically.
  • the actuating sleeve 30 with the locking sleeve 27 must be moved backwards against the spring 28, as a result of which the ends 25 of the locking elements 23 are retracted into the openings: j.2-.
  • the drilling tool 3 can now be removed from the hollow shaft 18.
  • the locking mechanism described above for the insertion shaft 20 of the drilling tool 3 represents a possible embodiment for locking a drilling tool 3 according to the invention described below. Any other configuration of the locking for the insertion shaft of the drilling tool 3 can be used. The same also applies to the embodiment of the rotary drive for the hollow shaft 18 shown as an example in FIG. 1. Any execution forms are also permitted for the rotary drive of the hollow shaft 18.
  • the drilling tool 3 of which a cross section AA is shown in FIG. 2, has an elongated drill body 34 which adjoins the insertion shaft 20 and which, as shown in FIG. 2, preferably has a round cross section. At its end facing away from the drilling machine 1, the drill body 34 is rounded. A circumferential path 35 is let into the surface of the drill body 34 and leads over the end forming the drill head of the drilling tool 3. In this path 35 there is a carrier 36, which is designed as an endlessly circulating band and is covered on its upper side with abrasive cutting elements 37 consisting, for example, of diamond or hard metal. According to the principle a chain saw, this band-shaped carrier 36 runs in the path 35 on the drill body 34.
  • the drive for this rotational movement of the band-shaped carrier 36 takes place by means of a gearwheel 38 inserted into the drill body 34, the teeth 39 of which on the outer circumference are engaged with teeth 40 present on the underside of the band-shaped carrier 36.
  • the axis of rotation 41 of the gear wheel 38 is perpendicular to the longitudinal axis 42 of the drill body 34. If the gear wheel 38 is rotated about its axis of rotation 41, the band-shaped carrier 36 with the abrasive cutting elements 37 located thereon rotates in the path 35 of the drill body 34.
  • the abrasive cutting elements 37 on the drill head which is the rounded end face of the drill body 34, are moved in a direction that is transverse to the rotational movement of the drill body 34 about its longitudinal axis 42.
  • the abrasive cutting elements 37 thus carry out two superimposed, transversely aligned movements in the borehole.
  • a higher material removal in the borehole can thus be achieved without a very high contact pressure having to be exerted on the drilling tool 3.
  • the rotational movement of the band-shaped carrier 36 results in a constant exchange of the abrasive cutting elements 37 involved in the material removal, which means that the abrasive cutting elements 37 do not become extremely hot.
  • a drive shaft 43 which is guided through the hollow shaft 18, is provided for driving the gearwheel 38, which allows the band-shaped carrier 36 to rotate in the path 35 of the drill body 34.
  • This drive shaft runs coaxially to the longitudinal axis of the hollow shaft 18 and thus coaxially to the longitudinal axis 42 of the drill body 34.
  • the drive shaft 43 is completely decoupled from the rotary movement of the hollow shaft 18.
  • the drive shaft 43 is in the hollow shaft 18 via a ball bearing 44 rotatably mounted.
  • the drive shaft 43 has a toothed wheel 45, the outer ring gear 46 of which meshes with the pinion 6 of the motor shaft 5.
  • the motor shaft 5 drives not only via the intermediate shaft 11 to the hollow shaft 18, but independently of it also the drive shaft 43.
  • a gear can be used, which the speed of the motor shaft 5 to a desired speed for the drive shaft 43 translated.
  • the drive shaft 43 is brought through a bore 47 in the drill body 34 to the gear 38.
  • the drive shaft 43 has a bevel gear 48 which meshes with a bevel gear 49 seated on the axis of rotation 41 of the gear 38.
  • the gear 38 with its bevel gear 49 connected to it are arranged in the drill body 34 such that the axis of rotation of the bevel gear 48 on the drive shaft 43 coincides with the longitudinal axis 42 of the drill body 34.
  • the gear 38 and thus the band-shaped carrier 36 can be set in rotation, in that the bevel gear 49 on the gear 38 is set in rotation by the bevel gear 48 on the drive shaft 43.
  • the bevel gear 49 rotates on the gear 38 either by rotating the bevel gear 48 via the drive shaft 43 and converting this rotation to the bevel gear 49.
  • the bevel gear 49 can also experience a rotation by rolling the drill body 34 about its longitudinal axis 42 over the bevel gear 48 of the drive shaft 43, which is fixed relative to the drill body 34.
  • the drive shaft 43, decoupled from the hollow shaft 18, only needs to be fixed in the drilling machine and does not require any drive by the motor shaft 5.
  • the carrier can be a rope equipped with diamond particles, which runs over two rollers.
  • the drill body consists of the two rollers, which are held at a fixed distance from each other.
  • FIGS. 3 and 4 show a further exemplary embodiment of a drilling tool with a rotatable carrier 50 for abrasive cutting elements 37 arranged therein.
  • Figure 3 shows a cross section through the front part of the Drilling tool
  • Figure 4 shows a view B on the front of the drill head of this drilling tool.
  • Parts of the drilling tool that have already been described in connection with FIGS. 1 and 2 have the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2.
  • the carrier 50 arranged in the drill body 34 for the abrasive cutting elements 37 is a rotating body.
  • the rotating body is a disk, but it can also be designed as a ball.
  • This carrier 50, designed as a rotating disk is rotatably mounted in the drill head about an axis of rotation 51, which is oriented perpendicular to the longitudinal axis 42 of the drill body 34, and partially penetrates the surface of the drill head.
  • an opening 52 is provided in the drilling head of the drilling tool 34, from which part of the carrier 50, here the rotating disk, emerges.
  • the rotary drive for the carrier 50 designed as a rotating body takes place in the same way as the drive of the gear 38 of the band-shaped carrier 36 according to FIGS. 1 and 2.
  • a bevel gear 53 is connected to the carrier 50 designed as a rotating body, the axis of rotation of which is the axis of rotation 51 of the Carrier 50 is.
  • the bevel gear 53 is driven by a bevel gear 54 which is located at the end of the drive shaft 43.
  • this drive shaft 43 is led out of the drilling machine 1 through a bore 47 running centrally in the drill body 34 up to the carrier 50.
  • the carrier 50 is driven by means of the two bevel gears 53, 54 and the drive shaft 43 in the same way as in the exemplary embodiment described above and shown in FIGS. 1 and 2.
  • this carrier 50 designed as a rotating body is the same as that of the band-shaped carrier 36 shown in FIGS. 1 and 2 two orthogonal movements are superimposed on one another, which leads to a more effective material removal in the borehole, and extreme heating of the abrasive cutting elements is prevented because these are only involved in the material removal for a short time due to the rotation of the carrier.
  • the drive shaft 43 can be driven in the drilling machine 1 in such a way that it constantly rotates in a predetermined direction, with the result that the carrier 36, 50 also has a single direction of rotation.
  • a drive can also be provided, which sets the drive shaft in an oscillating, constantly changing direction of rotation, so that the carrier 36, 50 consequently also performs an oscillating reciprocating movement.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

A drilling machine which provides an effective material removal in the drilled hole and prevents a strong heating of the abrasive cutting elements (37), provided at the cutting head thereof, is embodied such as to be driven in rotation about the longitudinal axis (42) thereof. Furthermore, at least one support (36) is mounted in the drilling head, provided with abrasive cutting elements (37) and driven in rotation by a drive (43, 48, 49). Said rotational movement is arranged transverse to the rotational movement of the drilling tool (3), about the longitudinal axis (42) thereof. Means (5, 11, 18, 43) are provided in the corresponding drilling machine (1) which drive the drilling tool (3) in rotation about the longitudinal axis (42) thereof and also rotate the support (36).

Description

Bohrwerkzeug mit abrasiven Schneidelementen und eine dieses antreibende BohrmaschineDrilling tool with abrasive cutting elements and a drill driving this
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug mit einem Bohrerkσrper. der an einem Ende einen mit abrasiven Schneidelementen versehen Bohrkopf aufweist und der um eine Längsachse drehend antreibbar ist. Des Weiteren liegt der Erfindung eine Bohrmaschine zugrunde, die für den Betrieb des besagen Bohrwerkzeugs geeignet ist.The present invention relates to a drilling tool with a drill body. which has at one end a drill head provided with abrasive cutting elements and which can be driven to rotate about a longitudinal axis. Furthermore, the invention is based on a drilling machine which is suitable for the operation of said drilling tool.
Es gibt im Wesentlichen zwei Bauformen von Bohrwerkzeugen, die zum Bearbeiten von besonders harten Material einen mit abrasiven Schneidelementen besetzten Bohrkopf aufweisen. Die abrasiven Schneidelemente bestehen in der Regel aus Hartmetall oder Diamant. In einer Bauform, wie sie z.B. aus der DE 39 30 936 C2 hervorgeht, ist der Bohrerkörper des Bohrwerkzeugs ein Vollzylinder, dessen eines, den Bohrkopf bildende Ende mit den abrasiven Schneidelementen besetzt ist. In einer zweiten Bauform, wie sie z.B. aus der DE 100 05 365 AI hervorgeht, ist der Bohrerkörper des Bohrwerkzeugs ein Hohlzylinder, dessen Stirnseite mit abrasiven Schneidelementen besetzt ist. Ein derartiges Bohrwerkzeug wird auch als Bohrkrone bezeichnet.There are essentially two types of drilling tools that have a drilling head with abrasive cutting elements for processing particularly hard material. The abrasive cutting elements are usually made of hard metal or diamond. In a design as e.g. from DE 39 30 936 C2, the drill body of the drilling tool is a solid cylinder, one end of which forms the drilling head is occupied by the abrasive cutting elements. In a second design, e.g. from DE 100 05 365 AI, the drill body of the drilling tool is a hollow cylinder, the end face of which is covered with abrasive cutting elements. Such a drilling tool is also referred to as a drill bit.
Beim Einsatz des Bohrwerkzeugs der ersten Art, bei dem der Bohrerkörper ein Vollzylinder ist, muß von dem Bohrwerkzeug das gesamte Material aus dem Bohrloch ausgeräumt werden. Während des Arbeitsvorgangs sind immer die gleichen abrasiven Schneidelemente am Bohrkopf im Einsatz, was zu einer sehr starken Erwärmung der Schneidelemente und des gesamten Bohrerkörpers führt. Außerdem ist eine hohe Rotationsgeschwindigkeit beziehungsweise ein hoher Anpressdruck, falls die Rotationsgeschwindigkeit des Bohrwerkzeugs gering gehalten wird, erforderlich, um das harte Material (Beton, Gestein, etc.) aus dem Bohrloch auszuräume .When using the drilling tool of the first type, in which the drill body is a solid cylinder, all of the material has to be cleared from the borehole by the drilling tool. During the work process, the same abrasive cutting elements are always in use on the drill head, which leads to leads to a very strong heating of the cutting elements and the entire drill body. In addition, a high rotational speed or a high contact pressure, if the rotational speed of the drilling tool is kept low, is necessary in order to clear the hard material (concrete, stone, etc.) from the borehole.
Beim Einsatz eines Bohrwerkzeugs der zweiten Art, nämlich einer Bohrkrone, sind ebenfalls die abrasiven Schneidelemente beim Bohrvorgang ständig im Einsatz, was wiederum zu einer sehr starken Erwärmung der Schneidelemente und des gesamten Bohrerkörpers führt. Ebenfalls ist ein hoher Anpressdruck auf das Bohrwerkzeug erforderlich, weil eine große Anzahl von auf der Stirnseite des Hohlzylinders verteilten abrasiven Schneidelementen in Eingriff gebracht werden muß. Um also bei Bohrwerkzeugen mit abrasiven Schneidelementen einen hohen Materialabtrag in möglichst kurzer Zeit zu erzielen, muß das Bohrwerkzeug entweder auf eine hohe Drehzahl gebracht werden, was eine sehr starke Temperaturerhöhung zur Folge hat, oder es muß ein hoher Anpressdruck auf das Bohrwerkzeug aufgebracht werden, was den Arbeitsvorgang erheblich erschwert .When using a drilling tool of the second type, namely a drill bit, the abrasive cutting elements are also continuously in use during the drilling process, which in turn leads to a very strong heating of the cutting elements and the entire drill body. A high contact pressure on the drilling tool is also necessary because a large number of abrasive cutting elements distributed on the end face of the hollow cylinder must be brought into engagement. So in order to achieve a high material removal in the shortest possible time for drilling tools with abrasive cutting elements, the drilling tool must either be brought to a high speed, which results in a very strong temperature increase, or a high contact pressure must be applied to the drilling tool, which complicates the work process considerably.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug und eine für dessen Betrieb geeignete Bohrmaschine anzugeben, womit die genannten Nachteile deutlich reduziert werden können.The invention is therefore based on the object of specifying a drilling tool and a drilling machine suitable for its operation, whereby the disadvantages mentioned can be significantly reduced.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass im Bohrkopf des Bohrerkörpers, der um eine Längsachse drehend antreibbar ist, mindestens ein mit abrasiven Schneidelementen besetzter, durch einen Antrieb in Rotationsbewegung versetzbarer Träger gelagert ist, wobei diese Rotationsbewegung quer zu der Drehbewegung des Bohrerkörpers um seine Längsachse ausgerichtet ist. Die abrasiven Schneidelemente sind also gemäß der Erfindung nicht mehr wie beim einleitend dargelegten Stand der Technik fest und unbeweglich mit dem Bohrerkörper des Bohrwerkzeugs verbunden, sondern sie sind mittels des rotierbaren Trägers beweglich angeordnet, so dass bei einem Bohrvorgang ein ständiger Wechsel der am Materialabtrag beteiligten abrasiven Schneidelemente erfolgt. Das hat einerseits zur Folge, dass die einzelnen abrasiven Schneidelemente weniger stark erwärmt werden. Ein wesentlicher weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs besteht darin, dass die abrasiven Schneidelemente innerhalb des Bohrlochs gleichzeitig in zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen bewegt werden. Zum Einen werden die abrasiven Schneidelemente im Bohrloch durch die Rotation des Bohrerkörpers um seine Längsachse bewegt und eine zweite dieser Rotationsbewegung überlagerte Bewegung entsteht dadurch, dass der mit abrasiven Schneidelementen besetzte Träger eine Rotationsbewegung vollzieht, die quer zu der Drehbewegung des Bohrerkörpers um seine Längsachse ausgerichtet ist. Durch diese beiden überlagerten Bewegungen der abrasiven Schneidelemente kann der Materialabtrag im Bohrloch erheblich erhöht werden gegenüber Bohrwerkzeugen, die relativ zum Bohrkopf fest angeordnet sind.The stated object is achieved with the features of claim 1 in that in the drill head of the drill body, which can be driven to rotate about a longitudinal axis, at least one carrier, which is equipped with abrasive cutting elements and can be set into a rotational movement by a drive, is mounted, this rotational movement transverse to the Rotational movement of the drill body is aligned about its longitudinal axis. The abrasive cutting elements are therefore no longer fixedly and immovably to the drill body of the drilling tool as in the prior art set out in the introduction, but they are movably arranged by means of the rotatable carrier, so that during a drilling process a constant change of the abrasives involved in the material removal Cutting elements are made. On the one hand, this has the consequence that the individual abrasive cutting elements are heated less strongly. A significant further advantage of the drilling tool according to the invention is that the abrasive cutting elements are simultaneously moved within the borehole in two directions running transversely to one another. On the one hand, the abrasive cutting elements are moved in the borehole by the rotation of the drill body about its longitudinal axis, and a second movement superimposed on this rotational movement is caused by the fact that the carrier occupied with abrasive cutting elements executes a rotational movement which is oriented transversely to the rotational movement of the drill body about its longitudinal axis , By means of these two superimposed movements of the abrasive cutting elements, the material removal in the borehole can be increased considerably compared to drilling tools which are fixedly arranged relative to the drill head.
Vorteilhafte Ausführungen des Bohrwerkzeugs gehen aus den Unteransprüche hervor .Advantageous designs of the drilling tool are evident from the subclaims.
Eine vorteilhafte Ausführung des mit abrasiven Schneidelementen besetzten Trägers besteht darin, dass er als endlos umlaufendes Band ausgebildet ist, das in einer über den Bohrkopf verlaufenden Bahn geführt ist.An advantageous embodiment of the carrier, which is equipped with abrasive cutting elements, is that it is designed as an endlessly circulating band which is guided in a path running over the drill head.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der Träger ein Rotationskörper, der die Oberfläche des Bohrkopfes durchdringt, wobei die Rotationsachse des Rotationskörpers senkrecht zu der Längsachse des Bohrerkörpers steht.In another advantageous embodiment, the carrier is a rotary body which penetrates the surface of the drill head, the axis of rotation of the rotary body being perpendicular to the longitudinal axis of the drill body.
Der Träger kann so angetrieben werden, dass er eine Rotation in ein und dieselbe Richtung ausführt oder dass er eine pendelnde, ihre Drehrichtung ständige wechselnde Rotation vollzieht.The carrier can be driven to rotate in the same direction or to rotate oscillating, their direction of rotation constantly changing.
In Anspruch 6 ist eine Bohrmaschine für ein Bohrwerkzeug mit einem Bohrerkörper, der an einem Ende einen mit abrasiven Schneidelementen versehen Bohrkopf aufweist, angegeben, wobei dieser Bohrerkörper in einen Werkzeughalter der Bohrmaschine einsetzbar ist, der den Bohrerkörper um seine Längsachse drehend antreibt. Des Weiteren sind in der Bohrmaschine Antriebsmittel vorgesehen, mit denen mindestens ein im Bohrkopf des Bohrwerkzeugs gelagerter, mit abrasiven Schneidelementen besetzter Träger in Rotation versetzbar ist, wobei diese Rotationsbewegung quer zu der Drehbewegung des Bohrerkörpers um seine Längsachse ausgerichtet ist.In claim 6, a drilling machine for a drilling tool with a drill body is provided, which has at one end a drill head provided with abrasive cutting elements, wherein this drill body can be inserted into a tool holder of the drill, which drives the drill body rotating about its longitudinal axis. Furthermore, drive means are provided in the drilling machine with which at least one support mounted in the drilling head of the drilling tool and equipped with abrasive cutting elements can be set in rotation, this rotation movement being oriented transversely to the rotary movement of the drill body about its longitudinal axis.
Eine vorteilhafte Ausführung der Bohrmaschine besteht darin, dass der Werkzeughalter für das Bohrwerkzeug mit einer Hohlwelle gekoppelt ist, welche mit einem in der Bohrmaschine vorhandenen drehenden Antrieb in Wirkverbindung steht, wobei die drehend angetriebene Hohlwelle den Bohrerkörper um seine Längsachse in Rotation versetzt, und dass in der Hohlwelle eine von deren Rotation entkoppelte Antriebsstange gelagert ist, deren eines Ende in der Bohrmaschine fixiert ist oder mit einem drehenden Antrieb in der Bohrmaschine in Wirkverbindung steht und dessen anderes Ende bis in den Bohrerkörper hineinragt und darin mit einem Getriebe in Wirkverbindung steht, über das der Träger in Rotation versetzbar ist.An advantageous embodiment of the drilling machine is that the tool holder for the drilling tool is coupled to a hollow shaft which is operatively connected to a rotating drive present in the drilling machine, the rotatingly driven hollow shaft causing the drill body to rotate about its longitudinal axis, and that in the hollow shaft has a drive rod that is decoupled from its rotation, one end of which is fixed in the drilling machine or is operatively connected to a rotating drive in the drilling machine and the other end of which projects into the drill body and is operatively connected to a gear via which the carrier can be set in rotation.
Zeichnungdrawing
Anhand zweier in der Zeichnung dargestellterUsing two shown in the drawing
Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below. Show it:
Figur 1 eine Teilansicht einer Werkzeugmaschine mit einem in deren Werkzeughalter eingesetzten Bohrwerkzeug, das einen als endlos umlaufendes Band ausgeführten, mit abrasivenFigure 1 is a partial view of a machine tool with a drilling tool used in its tool holder, which is designed as an endlessly rotating band, with abrasive
Schneidelementen besetzten Trägers aufweist,Has cutting elements occupied carrier,
Figur 2 einen Querschnitt A-A durch dieses Bohrwerkzeug, Figur 3 einen Abschnitt eines Bohrwerkzeugs mit einem als Rotationskörper ausgeführten, mit abrasiven Schneidelementen besetzten Träger und Figur 4 eine Stirnansicht dieses Bohrwerkzeugs.FIG. 2 shows a cross section AA through this drilling tool, 3 shows a section of a drilling tool with a carrier designed as a rotating body and equipped with abrasive cutting elements, and FIG. 4 shows an end view of this drilling tool.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen" Description of exemplary embodiments "
In der Figur 1 ist ein Ausschnitt einer Bohrmaschine 1 dargestellt, in deren Werkzeughalter 2 ein abrasive Schneidelemente aufweisendes Bohrwerkzeug 3 eingerastet ist. In der Bohrmaschine 1 ist ein Motor 4 angeordnet, dessen Motorwelle 5 am Ende mit einem Ritzel 6 versehen ist. Die Motorwelle 5 ist mittels eines Kugellagers 7 in einem Zwischenflansch 8 gelagert, der den Motorraum vom Getrieberaum in der Bohrmaschine abgrenzt. Das Ritzel 6 der Motorwelle 5 steht in Eingriff mit dem Zahnkranz 9 eines Zahnrades 10, das zu einer drehbar gelagerten Zwischenwelle 11 gehört. Die Zwischenwelle 11 wird beispielsweise von zwei Lagern, einem Kugellager 12 und einem Nadellager 13 im Maschinengehäuse 14 gehalten. Auf der Zwischenwelle 11 befindet sich ein Zahnkranz 15, der mit dem Zahnkranz 16 eines Zahnrades 17 in Eingriff steht, das zu einer parallel zur Zwischenwelle 11 verlaufenden Hohlwelle 18 gehört. Die Hohlwelle 18 ist mittels eines Kugellagers 19 im Maschinengehäuse 14 um seine Längsachse drehbar gelagert.FIG. 1 shows a section of a drilling machine 1, in the tool holder 2 of which an engaging drilling tool 3 having abrasive cutting elements is engaged. A motor 4 is arranged in the drilling machine 1, the motor shaft 5 of which is provided at the end with a pinion 6. The motor shaft 5 is supported by means of a ball bearing 7 in an intermediate flange 8, which delimits the engine compartment from the gear compartment in the drilling machine. The pinion 6 of the motor shaft 5 is in engagement with the ring gear 9 of a gear wheel 10, which belongs to a rotatably mounted intermediate shaft 11. The intermediate shaft 11 is held, for example, by two bearings, a ball bearing 12 and a needle bearing 13 in the machine housing 14. On the intermediate shaft 11 there is a ring gear 15 which is in engagement with the ring gear 16 of a gear wheel 17 which belongs to a hollow shaft 18 running parallel to the intermediate shaft 11. The hollow shaft 18 is rotatably supported about its longitudinal axis in the machine housing 14 by means of a ball bearing 19.
Die einen Teil des Werkzeughalters 2 bildende Hohlwelle 18 weitet sich zu ihrem werkzeugseitigen Ende hin auf. Die werkzeugseitige Öffnung der Hohlwelle 18 ist teilweise konusförmig ausgebildet, so dass sich ein in den Werkzeughalter 2 eingeführter Einsteckschaft 20 des Bohrwerkzeugs 3, der ebenfalls zumindest teilweise konusförmig ausgebildet ist, im Werkzeughalter 2 zentriert. Ein Abschnitt 21 der werkzeugseitigen Öffnung der Hohlwelle 18 und ein entsprechender Abschnitt 22 des Einsteckschaftes 20 des Bohrwerkzeugs 3 haben ein Mehrkantprofil. Durch das Ineinandergreifen der Mehrkantprofile des Abschnitts 21 der Hohlwellenöf nung und des Abschnitts 22 des Einsteckschaftes 20 wird das Bohrwerkzeug 3 verdrehsicher in der Hohlwelle 18 gehalten.The hollow shaft 18 forming part of the tool holder 2 widens towards its end on the tool side. The opening of the hollow shaft 18 on the tool side is partially conical, so that an insertion shaft 20 of the drilling tool 3 which is inserted into the tool holder 2 and which is also at least partially conical is centered in the tool holder 2. A section 21 of the tool-side opening of the hollow shaft 18 and a corresponding section 22 of the insertion shaft 20 of the drilling tool 3 have a polygonal profile. The meshing of the polygonal profiles of section 21 of the hollow shaft opening and section 22 of the insertion shaft 20 the drilling tool 3 is held against rotation in the hollow shaft 18.
Zur axialen Verriegelung des Bohrwerkzeugs 3 in der Hohlwelle 18 des Werkzeughalters 2 ist mindestens ein Verriegelungselement 23 vorgesehen. In dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind es z. B. zwei einander gegenüberliegende Verriegelungselemente 23. Die Verriegelungselemente 23 sind jeweils in einem Durchbruch 24 angeordnet, der die Außenwand der Hohlwelle 18 radial und schräg zur Längsachse der Hohlwelle durchzieht. Ein radial innen liegendes Ende 25 des Verriegelungselements 23 ist jeweils in dem ihm zugeordneten Durchbruch 24 in der Wandung der Hohlwelle 18 geführt und kann radial in die den Einsteckschaft 20 des Bohrwerkzeugs 3 aufnehmende Öffnung der Hohlwelle 18 eingreifen. Ein radial außen liegendes Ende 26 des Verriegelungselements 23 ist im Durchbruch 24 axial verschiebbar gelagert. Mit ihren äußeren Enden 26 tauchen die Verriegelungselemente 23 in nicht dargestellte Taschen einer Verriegelungshülse 27 formschlüssig ein. Die Verriegelungshülse 27 ist von einer Feder 28 in Richtung auf ihre Verriegelungsstellung beaufschlagt. Maschinenseitig stützt sich die Feder an einem auf der Hohlwelle 18 gehaltenen Sicherungsring 29 ab. Die Verriegelungshülse 27 ist über eine Betätdguαgshülse 30 gegen die Feder 28 verschiebbar. Axial nach vorn kann sich dieAt least one locking element 23 is provided for axially locking the drilling tool 3 in the hollow shaft 18 of the tool holder 2. In the embodiment shown in Figure 1, there are z. B. two mutually opposite locking elements 23. The locking elements 23 are each arranged in an opening 24 which passes through the outer wall of the hollow shaft 18 radially and obliquely to the longitudinal axis of the hollow shaft. A radially inner end 25 of the locking element 23 is guided in the opening 24 assigned to it in the wall of the hollow shaft 18 and can engage radially in the opening of the hollow shaft 18 receiving the insertion shaft 20 of the drilling tool 3. A radially outer end 26 of the locking element 23 is axially displaceably mounted in the opening 24. With their outer ends 26, the locking elements 23 form-fit into pockets, not shown, of a locking sleeve 27. The locking sleeve 27 is acted upon by a spring 28 in the direction of its locking position. On the machine side, the spring is supported on a retaining ring 29 held on the hollow shaft 18. The locking sleeve 27 is displaceable against the spring 28 via an actuating sleeve 30. It can move axially forward
Verriegelungshülse 27 über die Betätigungshülse 30 an einer Schutzkappe 31 abstützen, die auf dem werkzeugseitigen Ende der Hohlwelle 18 fixiert ist.Support the locking sleeve 27 via the actuating sleeve 30 on a protective cap 31 which is fixed on the tool-side end of the hollow shaft 18.
Die Verriegelung des Bohrwerkzeugs 3 im Werkzeughalter 2 erfolgt dadurch, dass zunächst der Einsteckschaft 20 in die Aufnahmeöffnung der Hohlwelle 18 eingeschoben wird, bis die Stirnseite des Einsteckschaftes 20 an dem in die Öffnung der Hohlwelle 18 hineinragenden Ende 25 derThe drilling tool 3 is locked in the tool holder 2 by first inserting the insert shaft 20 into the receiving opening of the hollow shaft 18 until the end face of the insert shaft 20 at the end 25 of the protruding into the opening of the hollow shaft 18
Verriegelungselemente 23 anliegt. Durch weiteres Einschieben des Bohrwerkzeugs 3 wird das Ende 25 jedesLocking elements 23 abuts. By inserting the drilling tool 3 further, the end 25 becomes each
Verriegelungselementes 23 in die Durchbrüσhe in der Wandung der Hohlwelle 18 gedrückt, wobei das andere Ende 26 des Verriegelungselements 23 die Verriegelungshülse 27 gegen die Feder 28 zurückschiebt, so dass diese axial ausweichen kann. Ist der Einsteckschaft 20 genügend weit in die Öffnung der Hohlwelle 18 eingeführt, können die Verriegelungselemente 23 in eine in den Einsteckschaft 20 eingelassene ringförmige Ausnehmung 32 zurückschnappen. In dieser Stellung der Verriegelungselemente 23 ist der Einsteckschaft 20 in axialer Richtung in der Hohlwelle 18 verriegelt. Die Stirnseite des Einsteckschaftes 20 kommt in dieser Stellung an eine in der Hohlwelle 18 eingelassene Dichtungsscheibe 33 zur Anlage und verformt diese elastisch. Zum Lösen des Bohrwerkzeugs 3 aus der Hohlwelle 18 ist die Betätigungshülse 30 mit der Verriegelungshülse 27 nach hinten gegen die Feder 28 zu verschieben, wodurch die Enden 25 der Verriegelungselemente 23 in die Durchbrüche :j.2- zurückgezogen werden. Das Bohrwerkzeug 3 kann nun auf der Hohlwelle 18 entnommen werden.Locking element 23 pressed into the Durchbrüσhe in the wall of the hollow shaft 18, the other end 26 of the locking element 23, the locking sleeve 27 against the Pushes back spring 28 so that it can dodge axially. If the insertion shaft 20 is inserted sufficiently far into the opening of the hollow shaft 18, the locking elements 23 can snap back into an annular recess 32 let into the insertion shaft 20. In this position of the locking elements 23, the insertion shaft 20 is locked in the axial direction in the hollow shaft 18. In this position, the end face of the insertion shaft 20 comes to rest against a sealing washer 33 embedded in the hollow shaft 18 and deforms it elastically. To release the drilling tool 3 from the hollow shaft 18, the actuating sleeve 30 with the locking sleeve 27 must be moved backwards against the spring 28, as a result of which the ends 25 of the locking elements 23 are retracted into the openings: j.2-. The drilling tool 3 can now be removed from the hollow shaft 18.
Der zuvor beschriebene Verriegelungs echanismus für den Einsteckschaft 20 des Bohrwerkzeugs 3 stellt eine mögliche Ausführungsform zur Verriegelung eines nachfolgend beschriebenen erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs 3 dar. Es kann jede andere beliebige Ausgestaltung der Verriegelung für den Einsteckschaft des Bohrwerkzeugs 3 verwendet werden. Das gleiche gilt auch für die in der Figur 1 beispielhaft dargestellte Ausführung des Rotationsantriebes für die Hohlwelle 18. Auch für den Rotationsantrieb der Hohlwelle 18 sind beliebige Ausführungs ormen zulässig.The locking mechanism described above for the insertion shaft 20 of the drilling tool 3 represents a possible embodiment for locking a drilling tool 3 according to the invention described below. Any other configuration of the locking for the insertion shaft of the drilling tool 3 can be used. The same also applies to the embodiment of the rotary drive for the hollow shaft 18 shown as an example in FIG. 1. Any execution forms are also permitted for the rotary drive of the hollow shaft 18.
Das Bohrwerkzeug 3, von dem in der Figur 2 ein Querschnitt A-A dargestellt ist, hat einen sich an den Einsteckschaft 20 anschließenden langgestreckten Bohrerkörper 34, der, wie Figur 2 zeigt, vorzugsweise einen runden Querschnitt hat. An seinem der Bohrmaschine 1 abgewandten Ende ist der Bohrerkörper 34 abgerundet. In die Oberfläche des Bohrerkörpers 34 ist eine umlaufende Bahn 35 eingelassen, welche über das den Bohrkopf des Bohrwerkzeugs 3 bildende Ende führt. In dieser Bahn 35 liegt ein als endlos umlaufendes Band ausgeführter Träger 36, der an seiner Oberseite mit abrasiven Schneidelementen 37, bestehend z.B. aus Diamant oder Hartmetall, besetzt ist. Nach dem Prinzip einer Kettensäge läuft dieser bandförmige Träger 36 in der Bahn 35 auf dem Bohrerkörper 34 um.The drilling tool 3, of which a cross section AA is shown in FIG. 2, has an elongated drill body 34 which adjoins the insertion shaft 20 and which, as shown in FIG. 2, preferably has a round cross section. At its end facing away from the drilling machine 1, the drill body 34 is rounded. A circumferential path 35 is let into the surface of the drill body 34 and leads over the end forming the drill head of the drilling tool 3. In this path 35 there is a carrier 36, which is designed as an endlessly circulating band and is covered on its upper side with abrasive cutting elements 37 consisting, for example, of diamond or hard metal. According to the principle a chain saw, this band-shaped carrier 36 runs in the path 35 on the drill body 34.
Der Antrieb für diese Rotationsbewegung des bandförmigen Trägers 36 erfolgt mittels eines in den Bohrerkörper 34 eingesetzten Zahnrades 38, dessen am Außenumfang bedindliche Zähne 39 mit an der Unterseite des bandförmigen Trägers 36 vorhandenen Zähnen 40 in Eingriff stehen. Die Rotationsachse 41 des Zahnrades 38 steht senkrecht zu der Längsachse 42 des Bohrerkörpers 34. Wird das Zahnrad 38 um seine Rotationsachse 41 in eine Drehbewegung versetzt, läuft der bandförmige Träger 36 mit den darauf befindlichen abrasiven Schneidelementen 37 in der Bahn 35 des Bohrerkörpers 34 um. Auf diese Weise werden die abrasiven Schneidelemente 37 am Bohrkopf ,_das ist die abgerundete Stirnseite des Bohrerkörpers 34, in eine Richtung bewegt, die quer zu der Drehbewegung des Bohrerkörpers 34 um seine Längsachse 42 ist. Die abrasiven Schneidelemente 37 führen also im Bohrloch zwei einander überlagerte, quer zueinander ausgerichtete Bewegungen durch. Damit lässt sich ein höherer Materialabtrag im Bohrloch erzielen, ohne dass ein sehr hoher Anpressdruck auf das Bohrwerkzeug 3 ausgeübt werden muß. Durch die Rotationsbewegung des bandförmigen Trägers 36 findet ein ständiger Austausch der am Materialabtrag beteiligten abrasiven Schneidelemente 37 statt, demzufolge keine extrem hohe Erwärmung der abrasiven Schneidelemente 37 entsteht.The drive for this rotational movement of the band-shaped carrier 36 takes place by means of a gearwheel 38 inserted into the drill body 34, the teeth 39 of which on the outer circumference are engaged with teeth 40 present on the underside of the band-shaped carrier 36. The axis of rotation 41 of the gear wheel 38 is perpendicular to the longitudinal axis 42 of the drill body 34. If the gear wheel 38 is rotated about its axis of rotation 41, the band-shaped carrier 36 with the abrasive cutting elements 37 located thereon rotates in the path 35 of the drill body 34. In this way, the abrasive cutting elements 37 on the drill head, which is the rounded end face of the drill body 34, are moved in a direction that is transverse to the rotational movement of the drill body 34 about its longitudinal axis 42. The abrasive cutting elements 37 thus carry out two superimposed, transversely aligned movements in the borehole. A higher material removal in the borehole can thus be achieved without a very high contact pressure having to be exerted on the drilling tool 3. The rotational movement of the band-shaped carrier 36 results in a constant exchange of the abrasive cutting elements 37 involved in the material removal, which means that the abrasive cutting elements 37 do not become extremely hot.
Für den Antrieb des Zahnrades 38, welches den bandförmigen Träger 36 in der Bahn 35 des Bohrerkörpers 34 umlaufen lässt, ist eine durch die Hohlwelle 18 hindurchgeführte Antriebswelle 43 vorgesehen. Diese Antriebswelle verläuft koaxial zu der Längsachse der Hohlwelle 18 und damit koaxial zu der Längsachse 42 des Bohrerkörpers 34. Außerdem ist die Antriebswelle 43 völlig entkoppelt von der Drehbewegung der Hohlwelle 18. Zu diesem Zweck ist die Antriebswelle 43 in der Hohlwelle 18 über ein Kugellager 44 drehbar gelagert. In der Bohrmaschine 1 weist die Antriebswelle 43 ein Zahnrad 45 auf, dessen äusserer Zahnkranz 46 mit dem Ritzel 6 der Motorwelle 5 in Eingriff steht. Die Motorwelle 5 treibt nicht nur über die Zwischenwelle 11 die Hohlwelle 18 an, sondern unabhängig davon auch die Antriebswelle 43. Zwischen dem Ritzel 6 der Motorwelle 5 und der Antriebswelle 43 kann ein Getriebe eingesetzt werden, welches die Drehzahl der Motorwelle 5 auf eine gewünschte Drehzahl für die Antriebswelle 43 übersetzt. Die Antriebswelle 43 ist durch eine Bohrung 47 im Bohrerkörper 34 bis an das Zahnrad 38 herangeführt. An seinem Ende weist die Antriebswelle 43 ein Kegelrad 48 auf, das mit einem auf der Rotationsachse 41 des Zahnrades 38 sitzenden Kegelrad 49 kämmt. Das Zahnrad 38 mit seinem damit verbundenen Kegelrad 49 sind im Bohrerkörper 34 so angeordnet, dass die Drehachse des Kegelrades 48 an der Antriebswelle 43 mit der Längsachse 42 des Bohrerkörpers 34 zusammenfällt . So kann während der Drehung des Bohrerkörpers 34 um seine Längsachse 42 das Zahnrad 38 und damit der bandförmige Träger 36 in Rotation versetzt werden, dadurch dass das Kegelrad 49 am Zahnrad 38 durch das Kegelrad 48 an der Antriebswelle 43 in Rotation versetzt wird. Eine Rotation des Kegelrades 49 an dem Zahnrad 38 kommt entweder dadurch zustande, dass das Kegelrad 48 über die Antriebswelle 43 gedreht wird und diese Drehung auf das Kegelrad 49 umgesetzt wird. Das Kegelrad 49 kann aber auch dadurch eine Drehung erfahren, dass es durch die Drehung des Bohrerkörpers 34 um seine Längsachse 42 über dem relativ zum Bohrerkörper 34 feststehenden Kegelrad 48 der Antriebswelle 43 abrollt. In diesem Fall braucht die Antriebswelle 43, entkoppelt von der Hohlwelle 18, in der Bohrmaschine nur fixiert zu werden und benötigt keinen Antrieb durch die Motorwelle 5.A drive shaft 43, which is guided through the hollow shaft 18, is provided for driving the gearwheel 38, which allows the band-shaped carrier 36 to rotate in the path 35 of the drill body 34. This drive shaft runs coaxially to the longitudinal axis of the hollow shaft 18 and thus coaxially to the longitudinal axis 42 of the drill body 34. In addition, the drive shaft 43 is completely decoupled from the rotary movement of the hollow shaft 18. For this purpose, the drive shaft 43 is in the hollow shaft 18 via a ball bearing 44 rotatably mounted. In the drilling machine 1, the drive shaft 43 has a toothed wheel 45, the outer ring gear 46 of which meshes with the pinion 6 of the motor shaft 5. The motor shaft 5 drives not only via the intermediate shaft 11 to the hollow shaft 18, but independently of it also the drive shaft 43. Between the pinion 6 of the motor shaft 5 and the drive shaft 43, a gear can be used, which the speed of the motor shaft 5 to a desired speed for the drive shaft 43 translated. The drive shaft 43 is brought through a bore 47 in the drill body 34 to the gear 38. At its end, the drive shaft 43 has a bevel gear 48 which meshes with a bevel gear 49 seated on the axis of rotation 41 of the gear 38. The gear 38 with its bevel gear 49 connected to it are arranged in the drill body 34 such that the axis of rotation of the bevel gear 48 on the drive shaft 43 coincides with the longitudinal axis 42 of the drill body 34. Thus, during the rotation of the drill body 34 about its longitudinal axis 42, the gear 38 and thus the band-shaped carrier 36 can be set in rotation, in that the bevel gear 49 on the gear 38 is set in rotation by the bevel gear 48 on the drive shaft 43. The bevel gear 49 rotates on the gear 38 either by rotating the bevel gear 48 via the drive shaft 43 and converting this rotation to the bevel gear 49. However, the bevel gear 49 can also experience a rotation by rolling the drill body 34 about its longitudinal axis 42 over the bevel gear 48 of the drive shaft 43, which is fixed relative to the drill body 34. In this case, the drive shaft 43, decoupled from the hollow shaft 18, only needs to be fixed in the drilling machine and does not require any drive by the motor shaft 5.
In einer sehr einfachen Ausführungsform kann der Träger ein mit Diamantpartikeln bestücktes Seil sein, das über zwei Rollen läuft. In diesem Fall besteht der Bohrerkörper also aus den zwei Rollen, die in einem festen Abstand zueinander gehalten sind.In a very simple embodiment, the carrier can be a rope equipped with diamond particles, which runs over two rollers. In this case, the drill body consists of the two rollers, which are held at a fixed distance from each other.
In den Figuren 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeiεpiel eines Bohrwerkzeugs mit einem darin angeordneten rotierbaren Träger 50 für abrasive Schneidelemente 37 dargestellt. Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch den vorderen Teil des Bohrwerkzeugs, und die Figur 4 zeigt eine Ansicht B auf die Frontseite des Bohrkopfs dieses Bohrwerkzeugs. Teile des Bohrwerkzeugs, die bereits im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben worden sind, tragen die gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 2.FIGS. 3 and 4 show a further exemplary embodiment of a drilling tool with a rotatable carrier 50 for abrasive cutting elements 37 arranged therein. Figure 3 shows a cross section through the front part of the Drilling tool, and Figure 4 shows a view B on the front of the drill head of this drilling tool. Parts of the drilling tool that have already been described in connection with FIGS. 1 and 2 have the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2.
Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbei- spiel ist der im Bohrerkörper 34 angeordnete Träger 50 für die abrasiven Schneidelemente 37 ein Rotationskörper. Gemäß den Darstellungen in den Figuren 3 und 4 ist der Rotationskörper eine Scheibe, er kann aber auch als Kugel ausgebildet sein. Dieser als rotierende Scheibe ausgeführte Träger 50 ist im Bohrkopf um eine Rotationsachse 51, welche senkrecht zu der Längsachse 42 des Bohrerkörpers 34 ausgerichtet ist, drehbar gelagert und durchdringt zum Teil die Oberfläche des Bohrkopfes. Dazu ist, wie aus der Frontansicht B des Bohrkopfes in Figur 4 hervorgeht, ein Durchbruch 52 im Bohrkopf des Bohrwerkzeugs 34 vorgesehen, aus dem ein Teil des Trägers 50, hier der rotierenden Scheibe, austritt.In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the carrier 50 arranged in the drill body 34 for the abrasive cutting elements 37 is a rotating body. According to the representations in FIGS. 3 and 4, the rotating body is a disk, but it can also be designed as a ball. This carrier 50, designed as a rotating disk, is rotatably mounted in the drill head about an axis of rotation 51, which is oriented perpendicular to the longitudinal axis 42 of the drill body 34, and partially penetrates the surface of the drill head. For this purpose, as can be seen from the front view B of the drilling head in FIG. 4, an opening 52 is provided in the drilling head of the drilling tool 34, from which part of the carrier 50, here the rotating disk, emerges.
Der Rotationsantrieb für den als Rotationskörper ausgeführten Trägers 50 erfolgt in gleicher Weise wie der Antrieb des Zahnrades 38 des bandförmigen Trägers 36 gemäß den Figuren 1 und 2. Mit dem als Rotationskörper ausgebildeten Träger 50 ist nämlich ein Kegelrad 53 verbunden, dessen Rotationsachse die Rotationsachse 51 des Trägers 50 ist. Angetrieben wird das Kegelrad 53 von einem Kegelrad 54, dass sich am Ende der Antriebswelle 43 befindet. Wie schon im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben, ist diese Antriebswelle 43 durch eine zentral im Bohrerkörper 34 verlaufende Bohrung 47 aus der Bohrmaschine 1 heraus bis an den Träger 50 herangeführt. Der Antrieb des Trägers 50 mittels der beiden Kegelräder 53, 54 und der Antriebswelle 43 erfolgt auf die gleiche Weise wie bei den oben beschriebenen, in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel .The rotary drive for the carrier 50 designed as a rotating body takes place in the same way as the drive of the gear 38 of the band-shaped carrier 36 according to FIGS. 1 and 2. A bevel gear 53 is connected to the carrier 50 designed as a rotating body, the axis of rotation of which is the axis of rotation 51 of the Carrier 50 is. The bevel gear 53 is driven by a bevel gear 54 which is located at the end of the drive shaft 43. As already described in connection with FIGS. 1 and 2, this drive shaft 43 is led out of the drilling machine 1 through a bore 47 running centrally in the drill body 34 up to the carrier 50. The carrier 50 is driven by means of the two bevel gears 53, 54 and the drive shaft 43 in the same way as in the exemplary embodiment described above and shown in FIGS. 1 and 2.
Die vorteilhafte Wirkung dieses als Rotationskörper ausgeführten Trägers 50 ist die gleiche wie bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten bandförmigen Träger 36. Es werden zwei orthogonale Bewegungen einander überlagert, was zu einem effektiveren Materialabtrag im Bohrloch führt, und es wird eine extreme Erhitzung der abrasiven Schneidelemente verhindert, weil diese wegen der Rotation des Trägers immer nur kurzzeitig am Materialabtrag beteiligt sind.The advantageous effect of this carrier 50 designed as a rotating body is the same as that of the band-shaped carrier 36 shown in FIGS. 1 and 2 two orthogonal movements are superimposed on one another, which leads to a more effective material removal in the borehole, and extreme heating of the abrasive cutting elements is prevented because these are only involved in the material removal for a short time due to the rotation of the carrier.
Die Antriebswelle 43 kann in der Bohrmaschine 1 so angetrieben werden, dass sie ständig in eine vorgegebene Richtung dreht, mit der Folge, dass auch der Träger 36, 50 eine einzige Rotationsrichtung hat. In der Bohrmaschine 1 kann aber auch ein solcher Antrieb vorgesehen werden, welcher die Antriebswelle in eine pendelnde, ihre Drehrichtung ständig wechselnde, Rotation versetzt, so dass demzufolge auch der Träger 36, 50 eine pendelnde Hin- und Herbewegung vollzieht. The drive shaft 43 can be driven in the drilling machine 1 in such a way that it constantly rotates in a predetermined direction, with the result that the carrier 36, 50 also has a single direction of rotation. In the drilling machine 1, however, such a drive can also be provided, which sets the drive shaft in an oscillating, constantly changing direction of rotation, so that the carrier 36, 50 consequently also performs an oscillating reciprocating movement.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Bohrwerkzeug mit einem Bohrerkörper (34), der an einem Ende einen mit abrasiven Schneidelementen (37) versehenen Bohrkopf aufweist und der um eine Längsachse1. Drilling tool with a drill body (34), which has at one end an abrasive cutting element (37) provided with a drill head and about a longitudinal axis
(42) drehend antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bohrkopf mindestens ein mit abrasiven Schneidelementen (37) besetzter, durch einen Antrieb(42) can be driven in rotation, characterized in that in the drill head at least one with abrasive cutting elements (37), by a drive
(43, 48,49, 53, 54) in Rotationsbewegung versetzbarer Träger (36, 50) gelagert ist, wobei diese Rotationsbewegung quer zu der Drehbewegung des Bohrerkörpers (34) um seine Längsachse (42) ausgerichtet ist.(43, 48, 49, 53, 54) is mounted in a rotationally displaceable carrier (36, 50), this rotational movement being oriented transversely to the rotational movement of the drill body (34) about its longitudinal axis (42).
2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (36) ein endlos umlaufendes Band ist, das in einer über den Bohrkopf verlaufenden Bahn (35) geführt ist.2. Drilling tool according to claim 1, characterized in that the carrier (36) is an endlessly circulating band which is guided in a path (35) running over the drill head.
3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (50) als Rotationskörper ausgeführt ist, der die Oberfläche des Bohrkopfes durchdringt, und dass die Rotationsachse (51) des Rotationskörpers (50) senkrecht zu der Längsachse (42) des Bohrerkörpers (34) steht .3. Drilling tool according to claim 1, characterized in that the carrier (50) is designed as a rotary body which penetrates the surface of the drill head, and that the axis of rotation (51) of the rotary body (50) perpendicular to the longitudinal axis (42) of the drill body ( 34) stands.
4. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (36, 50) für die Rotation in eine Drehrichtung antreibbar ist.4. Drilling tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier (36, 50) can be driven for rotation in one direction of rotation.
5. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichne r dass der Träger (36, 50) für eine pendelnde, ihre Drehrichtung ständig wechselnde, Rotation antreibbar ist.According to any one of claims 1 to 3, characterized r that gekennzeichne 5. Drilling tool carrier (36, 50) for a oscillating, their direction of rotation constantly changing, rotation can be driven.
Bohrmaschine für ein Bohrwerkzeug (3) mit einem Bohrerkörper (34) , der an einem Ende einen mit abrasiven Schneidelementen (37) versehenen Bohrkopf aufweist und dessen anderes Ende in einem Werkzeughalter (2) der Bohrmaschine (1) einsetzbar ist, der den Bohrerkörper (34) um seine Längsachse (42) drehend antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrmaschine (1) Antriebsmittel (43) aufweist, mit denen mindestens ein im Bohrkopf des Bohrwerkzeugs (3) gelagerte, mit abrasiven Schneidelementen (37) besetzter Träger (36, 50) in Rotation versetzbar ist, wobei diese Rotationsbewegung quer zu der Drehbewegung des Bohrerkörpers (34) um seine Längsachse (42) ausgerichtet ist.Drilling machine for a drilling tool (3) with a drill body (34), which has at one end a drill head provided with abrasive cutting elements (37) and the other end of which can be used in a tool holder (2) of the drill (1) which holds the drill body ( 34) rotating about its longitudinal axis (42), characterized in that the drilling machine (1) has drive means (43) with which at least one carrier (36,) with abrasive cutting elements (37) is mounted in the drilling head of the drilling tool (3). 50) can be set in rotation, this rotational movement being oriented transversely to the rotary movement of the drill body (34) about its longitudinal axis (42).
Bohrmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (2) für das Bohrwerkzeug (3) mit einer Hohlwelle (18) gekoppelt ist, welche mit einem in der Bohrmaschine (1) vorhandenen drehenden Antrieb (5, 11) in Wirkverbindung steht, wobei die drehend angetriebene Hohlwelle (18) den Bohrerkörper (34) um seine Längsachse (42) in Rotation versetzt, und dass in der Hohlwelle (18) eine von deren Rotation entkoppelte Antriebswelle (43) gelagert ist, dessen eines Ende in der Bohrmaschine (1) fixiert oder mit einem drehenden Antrieb (5) in der Bohrmaschine (1) in Wirkverbindung steht und dessen anderes Ende bis in den Bohrerkörper (34) hineinragt und darin mit einem Getriebe (48, 49, 53, 54) in Wirkverbindung steht, über das der Träger (36, 50) in Rotation versetzbar ist. Drilling machine according to claim 6, characterized in that the tool holder (2) for the drilling tool (3) is coupled to a hollow shaft (18) which is operatively connected to a rotating drive (5, 11) present in the drilling machine (1), the rotatably driven hollow shaft (18) sets the drill body (34) in rotation about its longitudinal axis (42), and in the hollow shaft (18) a drive shaft (43) decoupled from its rotation is mounted, one end of which is in the drilling machine ( 1) fixed or in operative connection with a rotating drive (5) in the drilling machine (1) and the other end of which extends into the drill body (34) and is in operative connection with a gear (48, 49, 53, 54) therein, via which the carrier (36, 50) can be set in rotation.
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