WO2010097223A1 - Hohlbohrwerkzeug mit austauschbarer bohrkrone - Google Patents

Hohlbohrwerkzeug mit austauschbarer bohrkrone Download PDF

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WO2010097223A1
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drill bit
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drilling tool
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Tim LÖSCHKY
Ingo Löschky
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Loeschky Tim
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    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
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    • B28D1/041—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs with cylinder saws, e.g. trepanning; saw cylinders, e.g. having their cutting rim equipped with abrasive particles
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    • B23B2260/00—Details of constructional elements
    • B23B2260/132—Serrations

Definitions

  • the invention relates to a hollow drilling tool with replaceable drill bit for drilling in hard materials such as reinforced concrete.
  • Such a hollow drilling tool with replaceable drill bit is already known from DE 39 37 697 Al. It consists of a tubular support member, an extension of this intermediate ring and a drill bit, drill bit and intermediate ring are connected to a drill bit part firmly together.
  • the intermediate ring serves to fasten the drill bit to the carrier part.
  • the support member and the intermediate ring each have a complementary, radially stepped cross-sectional profile, so that results in flush course of the cylindrical inner wall surfaces and outer wall surfaces of the support member and intermediate ring an axially overlapping wall portion of the support member and intermediate ring, wherein a radially outer wall portion of the intermediate ring has a radially inner Wall area of the carrier part overlaps. In the area of the overlapping axial wall areas, the carrier part and intermediate ring are connected to one another by soldering.
  • the worn drill bit with the intermediate ring arranged thereon can be removed by mechanical processing such as sawing and twisting and the carrier part with its radial wall graduation can be worked up again so that a new drill bit with its intermediate ring attached and by soldering can be connected to the support part.
  • BEST ⁇ TIGUNGSKOPSE A similar hollow boring tool is known from EP 1 527 862 A1, with the difference that initially carrier body and intermediate ring are integrally formed and by a radially encircling outer groove a predetermined separation point is formed between them. There, when the drill bit is worn, they are separated with the intermediate ring, and the remaining support member then has at its front end a radially stepped wall portion corresponding to the hollow drill according to DE 39 37 697 Al, so that then a new drill bit can be plugged and soldered or welded with an intermediate ring with complementary graded wall area.
  • the invention has for its object to provide a hollow boring tool, in which the cost of replacing the Bohrkronenteils is significantly reduced.
  • the invention consists in that the front end of the support member and the rear end of the intermediate ring, which carries the drill bit, are provided with complementary form-fitting profiles, which intermesh and take over the torque transmission during drilling between the support member and Bohrkronenteil.
  • the fixation of the Bohrkronenteils on the support part can thereby be much weaker than previously formed, since the main burden, namely the torque transmission, does not need to be transmitted via this connection. So it suffice some distributed around the circumference point connections such as spot welds or the like.
  • the co-operating interlocking profiles may each be axially projecting and intermeshing interlocking profiles and / or radially interlocking positive locking profils, and they may be formed, for example, by triangular teeth, trapezoid teeth, sawtooth asymmetric teeth or the like.
  • connection between the carrier part and the intermediate ring by soldering or welding can thereby be significantly reduced and limited to a few local connection areas, since these connection points no Bohrcardmoment need to transfer more.
  • Both the joining of a new drill bit part with the carrier part as well as the separation of a worn drill bit from the carrier part is thus simpler, especially since this work typically has to be done on the construction site.
  • FIG. 1 is a perspective exploded view of a preferred embodiment of the invention
  • Fig. 2 also in perspective exploded view of a simplified embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows the embodiment according to FIG. 2 in the assembled state.
  • Fig. 1 shows an exploded perspective view of a hollow boring tool according to the invention, consisting of a support member 1 and a drill bit part. 2
  • the core part 2 in turn consists of an intermediate ring 21, which, when it is connected to the tubular body 12 of the support part 1, an extension of this tubular body with flush inner and outer jacket forms surfaces, and from a arranged at the front end of the intermediate ring 21 drill bit 22nd
  • the tubular body 12 of the carrier part 1 and the intermediate ring 21 of the drill bit part 2 are formed with complementary, radially stepped wall regions which overlap each other axially when the drill bit part 2 is placed on the carrier part 1.
  • radially inner projecting wall portion 13 is formed, which is provided at its front end face with a Form gleichpro filing 14.
  • This form-fitting profiling is shown here in the form of a triangular toothing, but it can also be formed in another way, e.g. with trapezoid teeth or with sawtooth asymmetrical teeth.
  • the intermediate ring 21 has a radially outwardly projecting wall region 23 recessed radially outward from its inner periphery by a step, which overlaps the radially inner projecting edge region 13 of the tubular body 12.
  • the gradation end surface of the intermediate ring 21 is formed with a complementary form-locking profile 24 corresponding to the form-locking profile 14 of the tubular body 12.
  • Bohrkronenteils 2 When placing the Bohrkronenteils 2 on the front end of the support member 1 so overlap each axially projecting wall portions 13 and 23 axially, and the positive locking profiles 14 and 24 engage with each other.
  • the connection of Bohrkronenteil 2 and support member 1 is carried out by welding or soldering the axially overlapping wall portions, preferably by spot welding at some points of the circumference. If a soldering is used, it must be ensured by a conventional measure that no solder can pass through capillary action between the teeth of the form-fitting profiles.
  • the cohesive connection between the intermediate ring 21 and the tubular member 12 is only the mechanical fixation of the Bohrkronenteils 2 on the support member 1, while the torque transmission takes place during drilling from the support member 1 on the Bohrkronenteil 2 via the positive locking profiles.
  • the interlocking profiles both on the tube part 12 and on the intermediate ring 21 can be produced in a simple manner, for example by pressing by means of a toothed pressure roller. be presented or in any other appropriate way. Depending on the configuration of the form-locking profile is also a production by cutting machining such as milling, sawing or the like in question. If the form-fitting profile is to be produced on the intermediate ring by machining, the intermediate ring may also be composed of two concentric tube sleeves, wherein the positive-fit profile is attached to the axially slightly shorter inner tube sleeve prior to assembly of the two tube sleeves. A welding or soldering of the two tube sleeves can then be done together with the attachment of the drill bit.
  • the drill bit worn can usually be done separating the Bohrkronenteils from the support member, for example by twisting.
  • the end-face positive locking profiling 14 is not affected on the pipe part 12, but is available without reworking for cooperation with a new drill bit part 2 available.
  • Figs. 2 and 3 show once apart, once assembled, a simplified embodiment of a hollow boring tool according to the invention.
  • the tubular body 12 of the support member 1 and the intermediate ring 21 of the Bohrkronenrings 2 have an axially overlapping wall portions, which makes the production much easier.
  • the forwardly facing end face of the tubular body 12 and the rearwardly facing end face of the intermediate ring 21 are each provided with a complementary, axially oriented form-fitting profile 15 and 25, here again in the form of a triangular toothing.

Landscapes

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

Abstract

Hohlbohrwerkzeug mit austauschbarer Bohrkrone zum Bohren harter Materialien wie beispielsweise Beton, bestehend aus einem einen Rohrkörper (12) aufweisenden Trägerteil (1) und einem damit verbindbaren Bohrkronenteil (2), das einen Zwischenring (21), der eine Verlängerung des Rohrkörpers (12) des Trägerteils (1) bildet, und eine am vorderen Ende des Zwischenrings gebildete Bohrkrone (22) umfasst, wobei das vordere Ende des Rohrkörpers (12) des Trägerteils (1) und das rückwärtige Ende des Zwischenrings (21) des Bohrkronenteils (2) mit zueinander komplementären, axial und/oder radial ineinandergreifenden Formschlußprofilen (14, 24; 15, 25) versehen sind, die eine Drehmomentübertragung zwischen Trägerteil (1) und Bohrkronenteil (2) beim Bohren ermöglichen.

Description

Hohlbohrwerkzeug mit austauschbarer Bohrkrone
Die Erfindung betrifft ein Hohlbohrwerkzeug mit austauschbarer Bohrkrone zum Bohren in harten Materialien wie beispielsweise bewehrtem Beton.
Ein solches Hohlbohrwerkzeug mit austauschbarer Bohrkrone ist bereits aus der DE 39 37 697 Al bekannt. Es besteht aus einem rohrförmigem Trägerteil, einem dieses verlängernden Zwischenring und einer Bohrkrone, wobei Bohrkrone und Zwischenring zu einem Bohrkronenteil fest miteinander verbunden sind. Der Zwischenring dient zur Befes- tigung der Bohrkrone am Trägerteil. Das Trägerteil und der Zwischenring haben jeweils ein komplementäres, radial abgestuftes Querschnittsprofil, so dass sich bei bündigem Verlauf der zylindrischen Innenwandflächen und Außenwandflächen von Trägerteil und Zwischenring sich ein axial überlappender Wandbereich von Trägerteil und Zwischenring ergibt, wobei ein radial äußerer Wandbereich des Zwischenrings einen radial inneren Wand- bereich des Trägerteils übergreift. Im Bereich der sich überlappenden axialen Wandbereiche sind Trägerteil und Zwischenring durch Verlöten miteinander verbunden.
Ist die Bohrkrone durch Verschleiß unbrauchbar geworden, kann durch mechanische Bearbeitung wie beispielsweise Absägen und Abdrehen die verschlissene Bohrkrone mit dem daran angeordneten Zwischenring entfernt und das Trägerteil mit seiner radialen Wandabstufung wieder so aufgearbeitet werden, dass eine neue Bohrkrone mit ihrem Zwischenring aufgesteckt und durch Verlöten mit dem Trägerteil verbunden werden kann.
BESTÄTIGUNGSKOPSE Ein ähnliches Hohlbohrwerkzeug ist aus der EP 1 527 862 Al bekannt, mit dem Unterschied, dass anfänglich Trägerkörper und Zwischenring einstückig ausgebildet sind und durch eine radial umlaufende äußere Nut eine Solltrennstelle zwischen ihnen gebildet ist. Dort kann dann, wenn die Bohrkrone verschlissen ist, diese mit dem Zwischenring abge- trennt werden, und das verbleibende Trägerteil hat dann an seinem vorderen Ende einen radial abgestuften Wandbereich entsprechend dem Hohlbohrwerkzeug nach der DE 39 37 697 Al, so dass dann eine neue Bohrkrone mit einem Zwischenring mit komplementär abgestuftem Wandbereich aufgesteckt und verlötet oder verschweißt werden kann.
Bei den bekannten Hohlbohrwerkzeugen muß das Bohrdrehmoment über die Verlötung oder Verschweißung zwischen Trägerteil und Zwischenring übertragen werden, die dementsprechend vollflächig und fest erfolgen muß. Dies wiederum bedingt, dass der Aufwand beim Entfernen einer verschlissenen Bohrkrone und beim Aufbereiten des Trägerteils zum Aufsetzen einer neuen Bohrkrone entsprechend aufwendig und arbeitsintensiv ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hohlbohrwerkzeug zu schaffen, bei welchem der Aufwand beim Austausch des Bohrkronenteils deutlich verringert ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebene Anordnung gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Grundsätzlich besteht die Erfindung darin, dass das vordere Ende des Trägerteils und das rückwärtige Ende des Zwischenrings, der die Bohrkrone trägt, mit komplementären Formschlussprofilen versehen sind, die ineinandergreifen und die Drehmomentübertragung beim Bohren zwischen Trägerteil und Bohrkronenteil übernehmen. Die Fixierung des Bohrkronenteils am Trägerteil kann dadurch sehr viel schwächer als bisher ausgebildet sein, da die Hauptbelastung, nämlich die Drehmomentübertragung, nicht über diese Verbindung übertragen zu werden braucht. Es genügen also einige am Umfang verteilte punktförmige Verbindungen wie Punktschweißungen oder dergleichen. Die miteinander zusammenwirkenden Formschlussprofile können jeweils axial vorspringende und ineinandergreifende Formschlussprofile und/oder radial ineinandergreifende Formschlussprofϊle sein, und sie können beispielsweise durch Dreieckzähne, Trapezzähne, sägezahnförmige asymmetrische Zähne oder dgl. gebildet sein.
Die Verbindung zwischen Trägerteil und Zwischenring durch Verlöten oder Verschweißen kann dadurch deutlich reduziert und auf wenige lokale Verbindungsbereiche beschränkt werden, da diese Verbindungsstellen kein Bohrdrehmoment mehr zu übertragen brauchen. Sowohl das Verbinden eines neuen Bohrkronenteils mit dem Trägerteil als auch das Tren- nen einer verschlissenen Bohrkrone vom Trägerteil gestaltet sich damit einfacher, zumal diese Arbeiten typischerweise auf der Baustelle vorgenommen werden müssen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den anliegenden Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 in perspektivischer auseinandergezogener Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 ebenfalls in perspektivischer auseinandergezogener Darstellung eine vereinfachte Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 3 die Ausführungsform nach Fig. 2 im zu- sammengesetzten Zustand.
Fig. 1 zeigt in auseinander gezogener perspektivischer Darstellung ein Hohlbohrwerkzeug nach der Erfindung, bestehend aus einem Trägerteil 1 und einem Bohrkronenteil 2.
Das Trägerteil 1 besteht seinerseits aus einem rückwärtigen Einspannkörper 11 und einem sich daran vorne anschließenden Rohrkörper 12. Das Bohrkronenteil 2 besteht seinerseits aus einem Zwischenring 21, der, wenn er mit dem Rohrkörper 12 des Trägerteils 1 verbunden ist, eine Verlängerung dieses Rohrkörpers mit bündigen inneren und äußeren Mantel- flächen bildet, und aus einer am vorderen Ende des Zwischenrings 21 angeordneten Bohrkrone 22.
An den einander zugewandten Enden sind der Rohrkörper 12 des Trägerteils 1 und der Zwischenring 21 des Bohrkronenteils 2 mit komplementären, radial abgestuften Wandbereichen ausgebildet, die einander axial überlappen, wenn das Bohrkronenteil 2 auf das Trägerteil 1 aufgesetzt ist. Dabei ist am vorderen Ende des Rohrkörpers 12 ein gegenüber dem Außenumfang durch eine Abstufung zurückgesetzter, radial innerer vorspringender Wandbereich 13 gebildet, der an seinem vorderen Stirnende mit einer Formschlusspro filierung 14 versehen ist. Diese Formschlussprofilierung ist hier in Gestalt einer Dreieckszahnung dargestellt, sie kann aber auch in anderer Weise ausgebildet sein, z.B. mit Trapezzähnen oder mit sägezahnförmig asymmetrischen Zähnen.
Der Zwischenring 21 hat einen gegenüber seinem Innenumfang durch eine Abstufung ra- dal auswärts zurückgesetzten, radial äußeren vorspringenden Wandbereich 23, der sich mit dem radial inneren vorspringenden Randbereich 13 des Rohrkörpers 12 überlappt. Die Abstufungsstirnfläche des Zwischenrings 21 ist mit einer dem Formschlussprofil 14 des Rohrkörpers 12 entsprechenden komplementären Formschlussprofil 24 ausgebildet.
Beim Aufsetzen des Bohrkronenteils 2 auf das vordere Ende des Trägerteils 1 überlappen sich also die jeweils axial vorspringenden Wandbereiche 13 und 23 axial, und die Formschlussprofile 14 und 24 kommen miteinander in Eingriff. Die Verbindung von Bohrkronenteil 2 und Trägerteil 1 erfolgt durch Verschweißen oder Verlöten der sich axial überlappenden Wandbereiche, vorzugsweise durch Punktschweißungen an einigen Stellen des Umfangs. Falls ein Verlöten angewendet wird, muß sich durch eine übliche Maßnahme sichergestellt werden, dass kein Lot durch Kapillarwirkung zwischen die Profilzähne der Formschlussprofile gelangen kann. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Zwischenring 21 und dem Rohrteil 12 dient nur der mechanischen Fixierung des Bohrkronenteils 2 am Trägerteil 1 , während die Drehmomentübertragung beim Bohren vom Trägerteil 1 auf das Bohrkronenteil 2 über die Formschlussprofile erfolgt.
Die Formschlussprofile sowohl am Rohrteil 12 wie auch am Zwischenring 21 können auf einfache Weise beispielsweise durch Pressen mittels einer gezahnten Drückwalze herge- stellt werden oder auf andere geeignete Weise. Je nach Ausgestaltung des Formschlußprofils kommt auch eine Herstellung durch spangebende Bearbeitung wie Fräsen, Sägen oder dergleichen in Frage. Wenn das Formschlussprofil am Zwischenring durch spangebende Bearbeitung hergestellt werden soll, kann der Zwischenring auch aus zwei konzentrischen Rohrhülsen zusammengesetzt sein, wobei das Formschlussprofil vor dem Zusammensetzen der beiden Rohrhülsen an der axial etwas kürzeren inneren Rohrhülse angebracht wird. Ein Verschweißen oder Verlöten der beiden Rohrhülsen kann dann zusammen mit dem Anbringen der Bohrkrone erfolgen.
Ist die Bohrkrone verschlissen, kann in üblicherweise ein Trennen des Bohrkronenteils vom Trägerteil erfolgen, beispielsweise durch Abdrehen. Dabei wird die stirnflächige Formschlussprofilierung 14 am Rohrteil 12 nicht beeinträchtigt, sondern steht ohne Nacharbeitung für das Zusammenwirken mit einem neuen Bohrkronenteil 2 zur Verfügung.
Die Fig. 2 und 3 zeigen einmal auseinandergezogen, einmal zusammengesetzt, eine vereinfachte Ausführungsform eines Hohlbohrwerkzeugs nach der Erfindung. Dort haben der Rohrkörper 12 des Trägerteils 1 und der Zwischenring 21 des Bohrkronenrings 2 eine sich axial überlappenden Wandbereiche, was die Herstellung noch wesentlich vereinfacht. Stattdessen sind die nach vorne weisende Stirnfläche des Rohrkörpers 12 und die nach hinten weisende Stirnfläche des Zwischenrings 21 jeweils mit einem komplementären, axial orientierten Formschlussprofil 15 bzw. 25 versehen, hier wiederum in Form einer Dreieckszahnung ausgeführt.
Sind das Trägerteil 1 und das Bohrkronenteil 2 zusammengesetzt, wie in Fig. 3 gezeigt, genügen einige punktartige oder örtlich begrenzte Schweiß- oder Lötstellen, beispielsweise drei am Umfang verteilte solche Verbindungsstellen, zur Verbindung der beiden Teile. Weil die Schweißstellen dann örtlich eng begrenzt sind, ist auch das Trennen der Teile, wenn die Bohrkrone verschlissen ist, nicht problematisch. Eine dabei auftretende geringfügige Beeinträchtigung des Formschlussprofils des Trägerteils 1 spielt dann beim Verbinden mit einem neuen Bohrkronenteil 2 keine Rolle.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurden axial ineinandergreifende Formschlussprofile gezeigt und beschrieben. Für den Fachmann liegt es aber auf der Hand, dass in entsprechender Weise radial ineinandergreifende Formschlussprofile vorgesehen sein können, wobei dann wiederum die Verbindung durch nur wenige kleine örtlich begrenzte Verschweißungen oder dergleichen erfolgen können.

Claims

Patentansprüche
1. Hohlbohrwerkzeug mit austauschbarer Bohrkrone zum Bohren harter Materialien wie beispielsweise Beton,
bestehend aus einem einen Rohrkörper (12) aufweisenden Trägerteil (1) und einem damit verbindbaren Bohrkronenteil (2), das einen Zwischenring (21), der eine Verlän- gerung des Rohrkörpers (12) des Trägerteils (1) bildet, und eine am vorderen Ende des
Zwischenrings gebildete Bohrkrone (22) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende des Rohrkörpers (12) des Trägerteils (1) und das rückwärtige Ende des Zwischenrings (21) des Bohrkronenteils (2) mit zu- einander komplementären, axial und/oder radial ineinandergreifenden Formschlußprofilen (14, 24; 15, 25) versehen sind, die eine Drehmomentübertragung zwischen Trägerteil (1) und Bohrkronenteil (2) beim Bohren ermöglichen.
2. Hohlbohrwerkzeug nach Anspruch 1,
wobei der Rohrkörper (12) an seinem vorderen Ende einen vom Außenumfang durch eine radiale Abstufung radial einwärts zurückgesetzten, axial vorspringenden Wandbereich (13) aufweist und der Zwischenring (21) an seinem hinteren Ende einen durch eine radiale Abstufung gegenüber dem Innenumfang radial auswärts zurückgesetzten, a- xial vorspringenden Wandbereich (23) aufweist und die vorspringenden Wandbereiche
(13, 23) des Rohrkörpers (12) und des Zwischenrings (21) einander axial überlappen und vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbindbar sind,
wobei die nach vorne weisende Stirnfläche des vorspringenden Wandbereichs (13) des Rohrköφers (12) und die rückwärts weisende radiale Abstufungsfläche zu dem vorspringenden Wandbereich (23) des Zwischenrings (21) mit komplementären, der Drehmomentübertragung zwischen Trägerteil (1) und Bohrkronenteil (2) dienenden Formschlusspro filen (14, 24) versehen sind.
3. Hohlbohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (21 ) mindestens in seinem rückwärtigen Bereich aus zwei konzentrischen, miteinander verbundenen Rohrelementen gebildet ist, von denen das äußere Rohrelement den vorspringenden Wandbereich (23) bildet und das innere Rohrelement an seiner rückwärti- gen Stirnfläche das Formschlussprofil (24) aufweist.
4. Hohlbohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Formschlusspro file (14, 24; 15, 25) durch Verzahnungen mit symmetrischen oder sägezahnförmig asymmetrischen Dreieckszähnen oder mit Trapezzähnen ausgebildet sind.
5. Hohlbohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verbindung zwischen dem Rohrkörper (12) des Trägerteils (1) und dem Zwischenring (21) des Bohrkronenteils (2) durch eine Anzahl am Umfang verteilter punktförmiger oder jedenfalls kleinflächiger Verschweißungen oder ähnlicher stoffschlüssiger Verbindungen erfolgt.
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