DE19860528A1 - Gesteinsbohrer für Hammerbohrmaschinen - Google Patents
Gesteinsbohrer für HammerbohrmaschinenInfo
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Abstract
Es wird ein Gesteinsbohrer für Hammerbohrmaschinen vorgeschlagen mit einem Bohrkopf, welcher eine dachförmige Hauptschneidplatte (3) aufweist. Um eine wechselnde Abtragskerbrichtung von Hauptschneidplatte und Nebenschneidplatte zu erreichen, wird die Nebenschneidplatte (7, 8) außermittig und symmetrisch oder asymmetrisch gegenüber von vertikalen Symmetrieebenen angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer für
Hammerbohrmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Beschreibungseinleitung der EP 0 657 617 sind eine
Vielzahl von Gesteinsbohrern beschrieben. Auf die dortigen
Ausführungen wird hiermit Bezug genommen.
Bei den in dieser Druckschrift beschriebenen Gesteinsbohrern
handelt es sich um eine weitestgehend symmetrische Anordnung
von Hauptschneidplatte und Nebenschneidplatten. Ordnet man
durch die Bohrerlängsachse verlaufende, vertikale
Symmetrieebenen an, so liegt die Hauptschneidplatte im
allgemein in einer dieser Symmetrieebenen und die
Nebenschneidplatten in einer senkrecht hierzu stehenden
Symmetrieebene.
Die radialverlaufende Nebenschneidplatte kann gemäß der EP 0
657 617 auch in einer winkligen Anordnung hierzu stehen,
wobei die vertikale Ebene durch die Nebenschneidplatte
ebenfalls stets durch die Bohrerlängsachse führt. Bei einer
drehenden und schlagenden Bewegung des Bohrwerkzeugs hat eine
solche Anordnung zur Folge, daß die hierdurch entstehenden
Kerben im Werkstück stets die gleiche radiale Richtung
aufweisen, da alle Schneiden durch den Kreismittelpunkt des
Bohrerkopfes bzw. durch die Bohrerlängsachse führen.
Aus der DE 43 03 590 A1 ist ein Gesteinsbohrer bekannt
geworden, dessen Nebenschneidplatten außermittig oder
versetzt angeordnet sind. Insbesondere ist die durch zwei
fluchtende Nebenschneidplatten verlaufende Vertikalebene bzw.
Nebenschneidenachse gegenüber einer vertikalen
Bohrerlängssymmetrieebene seitlich versetzt angeordnet, wobei
eine Parallelität zu dieser Bohrerlängssymmetrieebene
eingehalten wird. Die Nebenschneidplatten erstrecken sich
demzufolge bezüglich der Bohrerlängsachse nicht radial
sondern sind außermittig angeordnet. Durch diese versetzte
Anordnung überlagern sich die Schlagbewegungen von Haupt- und
Nebenschneidplatten, so daß die am Nutengrund von der
Hauptschneidplatte nicht erfaßten Stege nunmehr von der
Nebenschneidplatte aufgrund der versetzten Anordnung erfaßt
werden. Die Kerbrichtungen von Haupt- und Nebenschneidplatte
sind deshalb durch eine solche Anordnung unterschiedlich, so
daß sich hierdurch ein verbesserter Abtrag des Gesteins
einstellt.
Der Gegenstand der DE 43 03 590 hat den Nachteil, daß der
Abtrag von Bohrklein noch nicht optimal erfolgt und die
Anordnung von Haupt- und Nebenschneidplatten innerhalb des
Bohrerkopfes zu einer unbefriedigenden Bohrmehlabfuhr führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Gesteinsbohrer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
dahingehend weiterzubilden, daß sowohl ein optimaler Abtrag
des Gesteins als auch eine optimale Bohrmehlabfuhr durch den
Gesteinsbohrer gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Gesteinsbohrer nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige
Weiterbildungen des Gesteinsbohrers nach Anspruch 1
angegeben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein
optimaler Bohrfortschritt nur dann erzielt werden kann, wenn
die Anordnung der Haupt- und Nebenschneidplatten bzw.
Nebenschneidelementen sowie die Geometrie des Bohrerkopfes
und insbesondere auch die vorgesehenen Bohrmehlnuten optimal
zusammenwirken. Hieraus ergibt sich, daß zum einen die
Anordnung der Nebenschneidplatten in Bezug zu den Schneiden
der Hauptschneidplatte derart gewählt werden, daß der
Gesteinsabtrag optimiert wird. Zum anderen wird durch die
Verwendung von großen Bohrmehlabfuhrnuten im Bohrerkopf bei
gleichzeitiger optimaler Unterstützung der Hauptschneidplatte
sowie der Nebenschneidplatte ein optimaler Bohrmehltransport
gewährleistet. Dies bedeutet, daß vor den Haupt- und
Nebenschneidplatten genügend große Bohrmehlnuten zur
Verfügung stehen und daß die Abstützung der Schneidplatten
dennoch optimal vollzogen wird. Dabei bewirkt die außermittig
symmetrische oder asymmetrische Anordnung der
Nebenschneidplatten den gewünschten Abräumeffekt, um die
Bohrleistung insgesamt zu erhöhen.
Die Erfindung wird nachfolgend an verschiedenen
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind nähere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung im einzelnen
angegeben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen
Gesteinsbohrer mit einem Kreuzkopf und
außermittig symmetrischer Anordnung der
Nebenschneidplatten,
Fig. 2 ein Kreuzkopf mit außermittig
asymmetrischer Anordnung der
Nebenschneidplatten,
Fig. 3 ein rechteckförmiger Bohrkopf mit
außermittig asymmetrischer Anordnung von
Flachplatten,
Fig. 4 ein rechteckförmiger Bohrkopf mit
außermittig symmetrischer und winkliger
Anordnung von Nebenschneidplatten,
Fig. 5 ein rechteckförmiger Bohrkopf mit
außermittig symmetrischer und
rechtwinkliger Anordnung von
Nebenschneidplatten,
Fig. 6 ein rechteckförmiger Bohrkopf mit
außermittig asymmetrischer und winkliger
Anordnung von Nebenschneidplatten,
Fig. 7 ein rechteckförmiger Bohrkopf mit
außermittig symmetrischer Anordnung von
Nebenschneidplatten unterschiedlicher
Länge,
Fig. 8 ein rechteckförmiger Bohrkopf mit
außermittiger und asymmetrischer sowie
winkliger Anordnung der
Nebenschneidplatten,
Fig. 9 ein Kreuzkopf mit außermittig
asymmetrischer Anordnung von dachförmigen
Nebenschneidplatten,
Fig. 10 ein Kreuzkopf mit außermittig
asymmetrisch und winkelförmig
angeordneten dachförmigen
Nebenschneidplatten,
Fig. 11 ein Kreuzkopf mit außermittig
asymmetrisch und rechtwinklig
angeordneten dachförmigen
Nebenschneidplatten und
Fig. 12 ein Kreuzkopf mit außermittig symmetrisch
und winkelförmig angeordneten
dachförmigen Nebenschneidplatten.
Der in der Fig. 1 in Draufsicht dargestellte Gesteinsbohrer
1 umfaßt einen Bohrkopf 2 mit einer sich daran
anschließenden, hier nicht näher dargestellten, insbesondere
zweigängigen Förderwendel sowie einen nachfolgenden
Einspannschaft.
Der Bohrkopf 2 weist an seiner axial vorn liegenden
Stirnseite eine sich über den gesamten Durchmesser D des
Bohrerkopfes 2 erstreckende Hauptschneidplatte 3 auf, wobei
der Durchmesser D den Bohrlochdurchmesser oder
Nenndurchmesser bildet. Die Hauptschneidplatte 3 ist in
Seitenansicht auf ihrer breiten Querseite dachförmig geneigt
ausgebildet mit einem spitzen Winkel ≈ 130° und weist
Einzelschneiden 4, 5 auf, die um 180° versetzt zueinander
angeordnet sind. Die Hauptschneidplatte 3 weist eine
Plattenstärke s1 auf. Sie ist in einer durchgehenden Nut im
Bohrkopf 2 eingelötet. Die Einzelschneiden 4, 5 der
Hauptschneidplatte 3 weisen in der Ansicht auf die schmale
Stirnseite (Pfeil 6) einen dachförmigen Anschliff auf.
Der Gesteinsbohrer 1 besitzt an seinem Bohrkopf 2 weiterhin
zwei Nebenschneidplatten 7, 8, die im Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 in einer Art kreuzförmigen Bohrkopf 2 angeordnet
ist. Der kreuzförmige Bohrkopf 2 wird aus einem kreisförmigen
Grundkörper gebildet, wobei der Umkreis 9 den kreisförmigen
Querschnitt darstellt. Die Hauptschneidplatte 3 ist in einem
rechteckförmigen Grundkörper 10 eingebettet. Teilt man den
kreisförmigen Querschnitt mit dem Umkreis 9 in vier
Quadranten 11 bis 14 ein, so liegt der Flügel 15 vollständig
im vierten Quadranten 14 und der Flügel 16 vollständig im
zweiten Quadranten 12. Insofern schließen sich die beiden
Flügel 15, 16 gegen den Uhrzeiger laufend an die vertikale
Symmetrieebene 17 an, die senkrecht auf die weitere vertikale
Symmetrieebene 18 ebenfalls durch den Mittelpunkt bzw.
Bohrerlängsachse 19 verläuft. Der erste (11) und dritte (13)
Quadrant im kreisförmigen Querschnitt (Umkreis 9) bildet im
Wesentlichen die Bohrmehlnuten 20, 21 für die Schneiden 4, 5
der Hauptschneidplatte 3. Aufgrund der nur schmalen
seitlichen Flanken 24 vor den jeweiligen Einzelschneiden 4, 5
mit einer Breite al zur vertikalen Symmetrieebene 18 wird
eine sehr große Bohrmehlnut 20, 21 gebildet, die einen großen
Teil der Fläche der Quadranten 11, 13 einnimmt.
Nachdem die flügelförmigen Ansätze 15, 16 in den zweiten und
vierten Quadranten 12, 14 angeordnet sind, wird vor den
Nebenschneidplatten 7, 8 nur eine kleinere Bohrmehlnute 22,
23 gebildet. Die Seitenwandungen aller Bohrmehlnuten 20 bis
23 laufen etwa parallel zu den Symmetrieebenen 17, 18 und
sind derart gestaltet, daß sie möglichst nahe an die vorderen
Schneiden der jeweiligen Haupt- und Nebenschneidplatten
heranreichen. Hinter den jeweiligen Schneidender Hartmetall-
Schneidplatten muß allerdings genügend Material im Bohrerkopf
vorgesehen sein, um eine ausreichende Abstützung der
Schneidplatten im Betrieb zu gewährleisten.
Die Vorderkante 25 und die hierdurch aufgespannte
Vertikalebene der Schneidplatte 7 ist in einem Abstand b1,
die Vorderkante 25 mit zugehöriger Vertikalebene der
Nebenschneidplatte 8 in einem Abstand b2 von der vertikalen
Symmetrieebene 17 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1 sind diese Abstände b1 = b2, das heißt die
Nebenschneidplatten 7, 8 sind bezüglich der vertikalen
Längssymmetrieebene 17 symmetrisch bzw. diametral zueinander
angeordnet. Demzufolge sind auch die Abstände b3, b4 von der
Längssymmetrieebene 17 zur Vorderkante 26 zur Bohrmehlnut 22,
23 in ihrer Größe gleich bemessen.
Der kreuzförmige Bohrkopf 2 in Fig. 1 kann auch durch zwei
rechtwinklige Segmente beschrieben werden, die sich an der
Bohrerlängsachse 19 diametral gegenüberliegend spiegeln.
Dabei dient das erste rechtwinklige Segment 27 zur Aufnahme
des rechten Teils der Hauptschneidplatte 3 sowie des Flügels
15 für die Nebenschneidplatte 8 und das zweite rechtwinklige
Segment 28 zur Aufnahme des linken Teils der
Hauptschneidplatte 3 sowie des Flügels 16 zur Aufnahme der
Nebenschneidplatte 7.
Durch die Konstellation wird ein äußerst schlanker Bohrerkopf
geschaffen, mit außermittig, jedoch symmetrisch angeordneten
Nebenschneidplatten 7, 8, das heißt der Bohrerkopf spiegelt
sich an seiner Bohrerlängsachse 19 mit diametraler Anordnung
der Flügel 15, 16.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt einen prinzipiell
ähnlichen Bohrerkopf wie das Ausführungsbeispiel nach Fig.
1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Der Flügel 15 ist ebenfalls gleich angeordnet im vierten
Quadranten 14 wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Dem
gegenüber befindet sich der Flügel 16 beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in den Quadranten 11, 12 und
wird durch die Symmetrielängsebene 17 etwa mittig durchsetzt.
Insbesondere kann die Rückseite 29 der Nebenschneidplatte 7
in der Symmetrieebene 17 liegen. Hierdurch wird beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Abstand b1 zur
Vorderkante 25 der Nebenschneidplatte 7 kleiner als der
Abstand b2 zur Vorderkante 25 der Nebenschneidplatte 8. Auch
der Abstand b3 von der Symmetrieebene 17 zur Vorderkante 26
der Bohrmehlnut 22 ist kleiner als der Abstand b4 von der
Vorderkante 26 zur Symmetrieebene 17 der Bohrmehlnut 23. Der
Bohrerkopf 2 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 ist
demzufolge ebenfalls kreuzförmig jedoch mit außermittig
asymmetrischer Anordnung der Nebenschneidplatten 7, 8.
Bei den Bohrerköpfen der Ausführungsbeispiele nach Fig. 3
bis 8 handelt es sich um einen im Querschnitt nicht
kreuzförmige, sondern eher rechteckförmigen Bohrkopf. Gleiche
Teile sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet,
wie dies zu Fig. 1 und 2 beschrieben ist. Der
rechteckförmige Bohrkopf 2 gemäß den Fig. 3 bis 8 wird
anhand des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 zunächst näher
erläutert.
Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 dargestellt, fällt
die Symmetrielinie der Hauptschneidplatte 3 zusammen mit der
vertikalen Längssymmetrieebene 18 durch den Bohrmittelpunkt
oder Kreismittelpunkt 19. Die vertikale Symmetrieebene 17
steht senkrecht hierzu.
Der etwa rechteckförmige Bohrerkopf 2 hat seinerseits eine
vertikale Symmetriemittelebene 30, die in einem Winkel α1 ≈ 25-35°
und insbesondere α1 = 30° zur vertikalen Symmetrieebene 18
verläuft. Parallel zu dieser Symmetriemittelebene 30 liegen
die weitestgehend achsparallelen Seitenflanken 31, 32, wobei
die hierdurch abgeschnittenen Segmente 33, 34 die
gleichnamigen Bohrmehlnuten 33, 34 bilden. Der Abstand b5 der
Seitenflanke 31 zur Symmetrieebene 30 und der Abstand b6 der
Seitenflanke 32 zur Symmetrieebene 30 ist im
Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 gleich ausgebildet. Die
Seitenflanken 31, 32 können auch in einem geringen Winkel zur
Symmetrieebene 30 ausgerichtet, das heißt nicht parallel
hierzu angeordnet sein. Dabei ist eine nichtparallele
Anordnung der Seitenflanke 31, 32 derart gewählt, daß sie zu
einer Vergrößerung des Öffnungswinkels β führt, welcher
zwischen vertikaler Symmetrieebene 18 und achsparalleler
Seitenflanke 31, 32 gemessen wird. Eine solche Verschiebung
ist mit Seitenflanke 31', 32' symbolisch angedeutet. Die
Seitenflanken 31, 32 können auch leicht konvex oder konkav
oder V-förmig eingebuchtet ausgebildet sein. Im letzteren
Fall würde sich ein X-förmiger Bohrkopf einstellen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird eine weitere
Vertikalebene 35 gebildet, die in einem Winkel γ ≈ 20°
gegenüber der Symmetrieebene 17 durch den Mittelpunkt 19
verlaufend angeordnet ist. Diese Vertikalebene 35 bildet
wiederum eine parallele Ebene mit dem Abstand b1, b2 zu den
Vorderkanten 25 der Nebenschneidplatten 7, 8. Die
Nebenschneidplatten 7, 8 sind demnach in einem etwa
rechteckförmigen Bohrkopf diametral gegenüberliegen jedoch
außermittig um den Betrag b1, b2 angeordnet, wobei b1 ≊ b2
ist. Der rechteckförmige Bohrkopf 2 wird demnach von der
Hauptschneidplatte 3 und den Nebenschneidplatten 7, 8 etwa
diagonal durchsetzt, wobei die Nebenschneidplatten
symmetrisch und in einem Winkel γ gegenüber der
Hauptsymmetrieebene 17 versetzt angeordnet sind. Die
Vertikalebene durch die Vorderkanten 25 der Schneidplatten 7,
8 schneiden die Vertikalebene 17 jeweils in den
Schnittpunkten 36, 37, die im Ausführungsbeispiel nach Fig.
4 Schnittpunkt mit dem Umkreis 9 liegen. Der hierdurch
aufgespannte Winkel ist mit δ1, δ2 bezeichnet.
Vor den Nebenschneidplatten 7, 8 sind V-förmige Einschnitte
gebildet, die die Bohrmehlnuten 22, 23 für das Bohrklein der
Nebenschneidplatten 7, 8 bilden. Der Bohrerkopf 2 gemäß Fig.
4 ist demzufolge ein rechteckförmiger Bohrerkopf mit
außermittig symmetrisch und winklig angeordneten
Nebenschneidplatten.
Die Grundform der Bohrerkopfes ist bei den
Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 bzw. 5 bis 8 prinzipiell
gleich ausgebildet, wie zu Fig. 4 beschrieben. Dies gilt
insbesondere in der jeweils gleich angeordneten
Hauptschneidplatte 3. Auch die Abstände b5 ≈ b6 ist bei den
Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 bis 8 jeweils gleich
ausgebildet. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Unterschiedlich zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind
jeweils die Anordnungen der Nebenschneidplatten 7, 8, wobei
dies jeweils im zweiten und vierten Quadranten 12, 14 bei
Anordnung der Einzelschneiden 4, 5 im ersten und dritten
Quadranten 11, 13 erfolgt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist als
Nebenschneidplatten 7, 8 sogenannte Flachplatten auf, die in
Bohrungen angeordnet sind. Die Vorderkante 25 der
Schneidplatte 7 ist wiederum außermittig angeordnet, das
heißt die hierdurch gebildete Vertikalebene verläuft nicht
durch den Kreismittelpunkt 19 sondern schneidet die vertikale
Symmetrieebene 17 in einem Schnittpunkt 38, der um einen
Betrag 11 unterhalb des Kreismittelpunktes 19 liegt. Je
größer der Abstand 11 ist, um so kleiner wird der Winkel 8
zwischen der vertikalen Vorderebene 25 und der vertikalen
Symmetrieebene 17.
Die in Fig. 3 dargestellte zweite Nebenschneidplatte 8 weist
ähnlich der Darstellung nach Fig. 1 und 2 eine parallele
Anordnung der Vorderkante 25 zur vertikalen Symmetrieebene 17
mit dem Abstand b2 auf. Der Abstand b4 wird wiederum durch
den Abstand der Vorderkante 26 der Bohrmehlnut 23 zur
vertikalen Symmetrieebene 17 gebildet.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist demnach einen
rechteckförmigen Bohrerkopf mit außermittig asymmetrisch
angeordneten Nebenschneidplatten 7, 8 auf.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 zeigt einen Bohrerkopf
analog zu Fig. 1 jedoch mit einem rechteckförmigen Bohrkopf
wie zu Fig. 4 beschrieben. Die Nebenschneidplatten 7, 8 sind
außermittig und symmetrisch innerhalb des Bohrerkopfes
angeordnet, das heißt der Abstand b1 von der vertikalen
Symmetrieebene 17 zur Vorderkante 25 entspricht dem Abstand
b2 von der Symmetrieebene 17 zur Vorderkante 25 der
Nebenschneidplatte 8. Die Vertikalebenen durch die
Vorderkanten 25 der Schneidplatten 7, 8 liegen parallel zur
vertikalen Symmetrieebene 17 im Abstand b1 ≈ b2. Der übrige
Aufbau entspricht dem zuvor beschriebenen Aufbau des
Bohrkopfes nach Fig. 4.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 unterscheidet sich von
dem nach Fig. 5 dadurch, daß die Nebenschneidplatte 8
außermittig asymmetrisch und winklig angeordnet ist. Diese
Anordnung der Nebenschneidplatte 8 entspricht prinzipiell dem
Aufbau der Nebenschneidplatte 8 nach Fig. 4, wobei jedoch
der Winkel 8 größer gewählt ist, so daß der Schnittpunkt 38
zwischen Symmetrieebene 17 und Vorderkantenebene 25 innerhalb
des Kreises 9 zu liegen kommt. Beträgt der Winkel δ1 in Fig.
4 ≊ 20°, so beträgt dieser in Fig. 6 δ2 ≊ 30°. Der Abstand des
Schnittpunktes 38 in Fig. 6 zur vertikalen Symmetrieebene 18
ist mit 12 bezeichnet. Dabei ist die Größe 12 kleiner als der
halbe Radius r des Umkreises 9.
Die Außermittigkeit der Nebenschneidplatte 8 in Fig. 6 wird
wiederum durch die Vertikalebene 35 durch den Mittelpunkt 19
gekennzeichnet. Die Vorderkante 25 der Nebenschneidplatte 8
befindet sich im Abstand b2 parallel zu dieser Vertikalebene
35. Dabei wird b2 kleiner b1 gewählt.
Die Nebenschneidplatte 7 in Fig. 6 entspricht in ihrer
Anordnung derjenigen nach Fig. 5.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer
Anordnung analog zu Fig. 5. Die Nebenschneidplatten 7 sind
jeweils gleich angeordnet. Anders als in Fig. 5 wird in
Fig. 7 die Nebenschneidplatte 8 in ihrer Länge 13 so groß
ausgeführt, daß sie nahezu bis zur Seitenflanke der
Hauptschneidplatte 3 reicht. Hierdurch wird eine größere
Kerblinie erzielt. Die Länge 14 der Nebenschneidplatte 7 ist
gleich oder etwas kleiner als der halbe Radius r des
Umkreises 9 (14 ≦ ½ × r). Diese Abmessungen der
Nebenschneidplatte 7 gelten auch für die übrigen zuvor
beschriebenen Nebenschneidplatten 7 bzw. die gleich langen
Nebenschneidplatten 8 in den Fig. 1 bis 6.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist bezüglich der
Nebenschneidplatte 7 ähnlich ausgebildet wie das
Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Die durch den Mittelpunkt
19 führende Vertikalebene 35 ist um einen Winkel γ verdreht
angeordnet. Die Außermittigkeit der Vorderkante 25 der
Nebenschneidplatte 7 wird wiederum durch den Abstand b1 zur
Vertikalebene 35 gekennzeichnet.
In Fig. 8 ist die weitere Nebenschneidplatte 8 derart
verdreht angeordnet, daß der Schnittpunkt 39 der durch die
Vorderkante 25 führenden Vertikalebene weit außerhalb des
Umkreises 9 zu liegen kommt. Der Abstand 15 zum Mittelpunkt
19 beträgt etwas das vier- bis fünffache des Radius r. Die
Vertikalebene 35 durch den Mittelpunkt 19 befindet sich
wiederum im Abstand b2 zur Vertikalebene durch die
Vorderkante 25 der Nebenschneidplatte 8. Durch die spezielle
verdrehte Anordnung der Nebenschneidplatte 8 wird der Abstand
b2 größer als in den übrigen Ausführungsbeispielen.
Die weiteren Ausführungsbeispiele der Erfindung nach den
Fig. 9 bis 12 entsprechen Variationen der Ausführungen
nach den Fig. 1 und 2.
Die Anordnung der Hauptschneidplatte 3 entspricht der zu
Fig. 1 und 2 beschriebenen Anordnung innerhalb des
Bohrkopfes 2. Als Nebenschneidelemente 7, 8 werden in den
Ausführungsbeispielen nach Fig. 9 bis 12 jedoch ebenfalls
dachförmige Schneidplatten verwendet, die verkleinerte Formen
der Hauptschneidplatte darstellen und die in ihren länglichen
Abmessungen (Breite) sich etwa bis zur Hauptschneidplatte 3
erstrecken.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 reicht der im vierten
Quadranten 14 sich befindende Flügel 15 bis zur vertikalen
Symmetrieebene 17 heran. Die vertikale Symmetrieebene 40
durch die jeweiligen Nebenschneidplatten 7, 8 weisen wiederum
einen Abstand b1, b2 von der vertikalen Symmetrieebene 17
auf. Dabei ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 b1 < b2.
Hierdurch wird der kreuzförmige Kopf außermittig und
asymmetrisch mit dachförmigen Nebenschneidplatten bestückt.
Aufgrund des vergrößerten Abstands b1 kann sich die
Bohrmehlnute 20 für die Einzelschneide 4 der
Hauptschneidplatte 3 in den zweiten Quadranten 12 hinein
erstrecken.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 10 zeigt
einen Kreuzkopf mit außermittig und asymmetrisch angeordneten
Nebenschneidplatten 7, 8, die wiederum als dachförmigen
Nebenschneidplatten ausgebildet sind. Die durch den
Mittelpunkt 19 geführte Vertikalebene 35 ist in einem Winkel
γ ≈ 10° gegenüber der vertikalen Symmetrieebene 17 geneigt. Die
Außermittigkeit der Schneidplatten 7, 8 ergibt sich durch den
Abstand b1 von der Vertikalebene 35 zur Symmetrieebene 40 der
Schneidplatte 7 und dem Abstand b2 von der Vertikalebene 35
zur Symmetrieebene 40 der Nebenschneidplatte 8. Dabei ist b2
< b1 gewählt. Die Außermittigkeit der Nebenschneidplatte 8
wird im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sehr gering
ausgeführt, so daß diese Schneidplatte 8 nahezu wie eine
radiale Anordnung ausgerichtet ist.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 entspricht
weitestgehend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, jedoch
mit der Verwendung von dachförmigen Nebenschneidplatten 7, 8.
Diese reichen in ihrer Breite nahezu bis an die
Hauptschneidplatte 3 heran. Der Abstand b1 von der vertikalen
Symmetrieebene 17 zur Symmetrieebene 40 durch die
Nebenschneidplatte 7 ist gleich groß wie der Abstand b2 der
entsprechenden Anordnung zur Nebenschneidplatte 8 (b1 = b2).
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 zeigt schließlich eine
ähnliche Anordnung wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10,
jedoch mit einer weiter versetzt und außermittig angeordneten
Nebenschneidplatte 8. Wird der Abstand b2 zwischen der
Vertikalebene 35 durch den Mittelpunkt 19 zur Vertikalebene
40 durch die Nebenschneidplatte 8 im Uhrzeigersinn in Fig.
10 gemessen, so ist dieser Abstand b2 beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 ausgehend von der
Vertikalebene 35 gegen den Uhrzeigersinn gemessen. Hierdurch
ergibt sich eine stärkere außermittige Anordnung der
Nebenschneidplatte 8 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 12.
Im übrigen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Die Außermittigkeit und die winklige Verdrehung aller
Nebenschneidplatten bewirkt die eingangs erörterten
unterschiedlichen Kerbrichtungen bei der schlagenden und
drehenden Beanspruchung des Bohrlochbodens.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und
beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt
auch vielmehr alle Abwandlungen im Rahmen der
Schutzrechtsansprüche. In diesem Rahmen ließen sich die
Funktionen von Haupt- und Nebenschneidplatten vertauschen,
insbesondere bei nicht einteiliger Hauptschneidplatte.
1
Gesteinsbohrer
2
Bohrkopf
3
Hauptschneidplatte
4
Einzelschneide
5
Einzelschneide
6
Pfeil
7
Nebenschneidplatte
8
Nebenschneidplatte
9
Umkreis
10
rechteckförmiger Grundkörper
11
Quadrant
12
Quadrant
13
Quadrant
14
Quadrant
15
Flügel
16
Flügel
17
vertikale Symmetrieebene
18
vertikale Symmetrieebene
19
Mittelpunkt/Bohrerlängsachse
20
Bohrmehlnut
21
Bohrmehlnut
22
Bohrmehlnut
23
Bohrmehlnut
24
seitliche Flanken
25
Vorderkante von
7
,
8
26
Vorderkante
27
1. rechtwinkliges Segment
28
2. Rechtwinkliges Segment
29
Rückseite
30
vertikale Symmetriemittelebene
31
achsparallele Seitenflanke
32
achsparallele Seitenflanke
33
Segmente/Bohrmehlnut
34
Segmente/Bohrmehlnut
35
Vertikalebene
36
Schnittpunkt
37
Schnittpunkt
38
Schnittpunkt
39
Schnittpunkt
40
Symmetrieebene
Claims (12)
1. Gesteinsbohrer insbesondere für Hammerbohrmaschinen oder
dergleichen mit einem, aus einem kreiszylinderischen
Bohrkopfquerschnitt gebildeten Bohrkopf (2) an dessen
Stirnseite eine radial verlaufende Hauptschneidplatte (3) aus
Hartmetall oder dergleichen angeordnet ist, die die
Umfangskontur des Bohrkopfes (2) radial überragt und mit
hierzu quer und nicht radial verlaufenden Nebenschneidplatten
(7, 8) bzw. Nebenschneidelementen (7, 8) die, bezogen auf die
Bohrerlängsachse (19) oder Bohrerlängssymmetrieebene (17),
außermittig angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der
Bohrkopf (2) als Vierschneider (4, 5, 7, 8) ausgebildet ist
und daß diametral gegenüberliegende Nebenschneidplatten (7,
8) in ihrer geometrischen Anordnung in Bezug zu wenigstens
einer, in der Bohrerlängsachse (19) liegenden Vertikalebene
(17, 35) außermittig symmetrisch oder außermittig
asymmetrisch angeordnet sind.
2. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens die vertikale Symmetrieebene (17) senkrecht
zur vertikalen Symmetrieebene (18) durch die
Hauptschneidplatte (3) verläuft und daß die durch die
Vorderkante (25) der Nebenschneidplatten (7, 8) gebildete
Ebene parallel zu einer durch die Bohrerlängsachse (19)
verlaufenden Vertikalebene (17, 35) verläuft.
3. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine Vertikalebene (35) in
einem Winkel γ zur vertikalen Symmetrieebene (17) angeordnet
ist, welche senkrecht auf der vertikalen Symmetrieebene (18)
durch die Hauptschneidplatte verläuft und daß die durch die
Vorderkante (25) der Nebenschneidplatte (7, 8) gebildete
Ebene parallel zur Vertikalebene 35 verläuft.
4. Gesteinsbohrer nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneidplatten
außermittig symmetrisch zur vertikalen Symmetrieebene (17)
des Bohrkopfes angeordnet sind mit parallel zueinander
angeordneten Vorderkanten (25).
5. Gesteinsbohrer nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneidplatten
außermittig asymmetrisch zueinander angeordnet sind, mit
parallel zur vertikalen Symmetrieebene (17) angeordneten
Vorderkanten (25) und unterschiedlichen Abständen b1, b2 der
Vorderkanten (25) zur vertikalen Symmetrieebene (17).
6. Gesteinsbohrer nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneidplatten
außermittig und asymmetrisch gegenüber der vertikalen
Symmetrieebene (17) angeordnet sind, wobei eine parallele
Anordnung oder eine winklige Anordnung gegenüber der
vertikalen Symmetrieebene erfolgt.
7. Gesteinsbohrer nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneidplatten (7, 8)
zum einen in paralleler Anordnung, zum anderen in winkliger
Anordnung gegenüber der vertikalen Symmetrieebene (17)
angeordnet sind.
8. Gesteinsbohrer nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrerkopf kreuzkopfförmig
oder als an der Bohrerlängsachse gespiegelte, in
Bohrerdraufsicht L-förmige oder rechtwinklige Segmente
ausgebildet ist.
9. Gesteinsbohrer nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrerkopf einen in
Draufsicht rechteckförmigen Querschnitt aufweist mit
weitestgehend achsparallelen Seitenflanken (31, 32) zur
Bildung von Bohrmehlnuten für die Hauptschneidplatte (3) und
mit V-förmigen Einschnitten zur Bildung von Bohrmehlnuten
(22, 23) für die Nebenschneidplatten (7, 8).
10. Gesteinsbohrer nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallelen Seitenflanken
(31, 32) konkav oder konvex gewölbt ausgebildet sind.
11. Gesteinsbohrer nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Nebenschneidplatten
(7, 8) aufgespannte Fläche gegenüber der Kegelmantelfläche
der Hauptschneidplatte zurück versetzt ist.
12. Gesteinsbohrer nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneidplatten (7, 8)
als Flachzahn, als Spitzzahn oder als dachförmige
Nebenschneidplatte ausgebildet sind.
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- 1998-12-30 DE DE1998160528 patent/DE19860528B4/de not_active Expired - Fee Related
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