DE3408093A1

DE3408093A1 - Bohrkrone

Info

Publication number: DE3408093A1
Application number: DE19843408093
Authority: DE
Inventors: Walter Grabs Lippuner; Elmar Tisis Maier
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1984-03-05
Filing date: 1984-03-05
Publication date: 1985-09-05

Description

Bohrkrone
Die Erfindung betrifft eine Bohrkrone, an deren bohrrichtungsseitiger Stirnfläche auf einer normal zur Bohrerachse liegenden Ebene Diamanten aufweisende Schneidsegmente angeordnet sind.
Zum Herstellen von Bohrungen grösseren Durchmessers in Gestein, Beton und dergleichen Materialien sind Bohrkronen bekannt, die mit Diamanten besetzte Schneidsegmente aufweisen. Die Diamanten sind in einer Matrix eingebettet, so dass sich die Schneidsegmente aus dieser Matrix und den Diamanten zusammensetzen. Die freie Stirnseite der Schneidsegmente ist als plane, normal zur Längsachse des Hohlbohrers verlaufende Ebene ausgebildet.
Die Herstellung dieser bekannten Schneidsegmente erfolgt durch Sintern, an das sich ein dem Freilegen von Diamanten an der Oberfläche dienendes, material abtragendes Verfahren anschliesst.
Bei diesem Verfahren wird ein Teil der Matrix abqetragen, so dass bereits bvi neuen Schneidsegmenten an der gesamten Oberfläche, so insbesondere auch an der bohrrichtullgsseeitigen Stirnseite, eine grosse Anzahl von Diamanten frei]cqen. Diese grose Anzahl von freiliegenden Diamanten hat zur Folge, dass mit neuen Bohrkronen kein akzeptabler Anbohrvorgang durchgeführt werden kann. Insbesondere neigen diese Bohrkronen laufend zu einem seitlichen Ausweichen, was Schwingungen und Erschütterungen zur Folge hat, so dass auch die Bohrgeräte einer erheblichen Ueberbeanspruchung ausgesetzt sind. Diese nachteilige Erscheinung, welche erst nach ausreichendem Einbohren von neuen Bohrkronen verschwindet, kann auch durch gesonderte Massnahmen von aussen, wie beispielsweise zusätzliches Halten durch die Bedienungsperson, nicht beseitigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrkrone zu schaffen, die unter Vermeidung der Tendenz zum seitlichen Ausweichen einen akzeptablen Anbohrvorgang gewährleistet.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass auf einer den Schneidsegmenten in Bohrrichtung axial vorgelagerten Ebene auf dem gleichen Durchmesser wie die Schneidsegmente Diamanten aufweisende Vorschneiden angeordnet sind, deren in Bohrrichtung gesehene Projektionsfläche höchstens dem 0,2- fachen der Projektionsfläche der Schneidsegmente entspricht.
Die erfindungsgemäss vorgeschlagenen Vorschneiden, welche den Schneidsegmenten bis zu 2 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm, vorgelagert sein können, werden demselben Herstellungsvorgang wie die Schneidsegmente unterworfen. Dadurch weisen auch die Vorschneiden freiliegende Diamanten auf.
Nachdem die stirnseitige Fläche der Vorschneiden nur einen Bruchteil der Fläche der Schneidsegmente beträgt, kommen beim Anbohrvorgang mit einer neuen Bohrkrone nur wenige freiliegende Diamanten in Kontakt mit dem Bohrgut. Diese wenigen Diamanten schaffen aufgrund der hohen spezifischen Be- anspruchung bereits beim Beginn des Anbohrvorganges eine Führungsbahn, welche sich im VerlauFe des weiteren Anbohrvorganges laufend vergrössert. Dank dieser Führurlgsbahn kann die Bohrkrone auch dann nicht mehr seitlich ausweichen, wenn die Schneidsegmente mit ihrer Vielzahl an freigelegten Diamanten mit dem Bohrgut in Kontakt kommen. Sobald die Schneidsegmente eine ausreichende Führung erhalten haben, ist die Aufgabe der Vorschneiden erfüllt. Demzufolge können die Vorschneiden derart dimensioniert werden, dass sie nach diesem ersten Anbohrvorgang abgetragen sind, da jeder weitere Anbohrvorgang durch die nunmehr ausreichend eingebohrte Bohrkrone ohne nachteilige Erscheinungen erfolgt.
Schneidsegmente und Vorschneiden können beispielsweise einstückig ausgebildet sein, dh am Schneidsegment ist ein als Vorschneide wirkender Vorsprung angeordnet. Ein solcher Vorsprung kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise kann die Stirnseite der Schneidsegmente in Form von geneigten oder gestuften Flächen zu einem solchen Vorsprung auslaufen.
Vorzugsweise sind die Vorschneiden, von den Schneidsegmenten getrennt, gleichmässig über den Umfang verteilt angeordnet. Diese Anordnung der Vorschneiden kann zu einer vereinfachten Herstellung der Schneidsegmente führen und schafft eine vorteilhafte Aufteilung der Kräfte, so dass die Gefahr eines Ausbrechens von Schneidsegmenten gemindert wird. Insbesondere hinsichtlich der Aufteilung der Kräfte sind zweckmässigerweise drei solche gleichmässig über den Umfang verteilte Vorschneiden angeordnet.
Die Erfindung soll nachstehend anhand einer ein Ausführun#sbeispiel wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Bohrkrone in Ansicht; Fig. 2 einen Grundriss der Bohrkrone, gemäss Pfeilrichtung II in Fig. 1; Fig. 3 einen Grundriss einer weiteren Bohrkrone, mit einstückiger Ausbildung von Schneidsegmenten und Vorschneiden; Fig. 4 eine vergrösserte Detail-Ansicht gemäss Pfeilrichtung IV der Fig. 3; Fig. 5 einen Teil-Grundriss einer weiteren Bohrkrone mit einstückiger Ausbildung von Schneidsegmenten und Vorschneiden; Fig. 6 eine vergrösserte Detail-Ansicht gemäss Pfeilrichtung VI der Fig. 5.
Die insgesamt mit 1 bezeichnete Bohrkrone nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Schaft 2 und einem hohlzylindrischen Kronenkörper 3.
Der in ein nicht dargestelltes Antriebsgerät einzuspannende Schaft 2 weist zur Uebertragung einer Drehbewegung einen Sechskant 4 auf.
Die bohrrichtungsseitige Stirnfläche 5 des Kronenkörpers 3 trägt diese axial überragende Schneidsegmente 6 und Vorschneiden 7.
Das freie Ende der Schneidsegmente 6 liegt auf einer Ebene E; das freie Ende der Vorschneiden 7 liegt auf einer der Ebene E vorgelagerten weiteren Ebene E'.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, liegen die Schneidsegmente 6 und die Vorschneiden 7 auf demselben Durchmesser, in gleichmässigem Winkelabstand zueinander.
In einem die Wandung des Xronenkorpers 3 nach hinten begrenzenden Boden 8 sind zwei Durchbrüche 9 vorgesehen, die das Ableiten von Bohrklein begünstigen.
Die in Fig. 3 gezeigte Bohrkrone ist insgesamt mit 11 bezeichnet und weist einen hohlzylindrischen Kronenkörper 12 auf. Dessen bohrrichtunqsseitige Stirnfläche 13 wird von über den Umfang gleichmässig vcrtilten Schneidsegmenten 34 axial und radial überragt, denen einstckig jeweils eine Vorschneide 15 zugeordnet ist. Die Vorschneide 15 ist, wie durch einen Pfeil angedeutet, im drehrichtungsseitigen Endbereich der Schneidsegmente 14 angeordnet.
Wie die Fig. 4 verdeutlicht, ist die Vorschneide 15 durch gestufte Gestaltung der Stirnseite der Schneidsegmente 14 gebildet. Die Vorschneide 15 Überragt als Vorsprung das Schneidsegment 14 axial.
Die in Fig. 5 teilweise gezeigte, insgesamt mit 21 bezeichnete Bohrkrone besteht wiederum aus einem hohlzylindrischen Kronenkörper 22, dessen Stirnfläche 23 von Schneidsegmenten 24 iiberragt ist. Letzteren ist einstückig eine Vorschneide 25 zugeordnet, die durch geneigte Ausbildung der Stirnseite der Schneidsegmente 24 geschaffen ist. Die Fig. 6 verdeutlicht die in Umfangsrichtung geneigte Fläche 26 der Stirnseite. Entlang der Fläche 26 verlaufen beidseitig auch zwei radial geneigte Seitenflächen 27.

Claims

PatentansprUche 1. Bohrkrone, an deren bohrrichtungsseitiger Stirnflache auf einer normal zur Bohrerkronenachse liegenden Ebene Diamanten aufweisende Schneidsegmente angeordnet sind, d a -d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass auf einer den Scheidsegmenten (6, 14, 24) in Bohrrichtung axial vorgelagerten Ebene (E') auf dem gleichen Durchmesser wie die Schneidsegmente (6, 14, 24) Diamanten aufweisende Vorschneiden (7, 15, 25) angeordnet sind, deren in Bohrrichtung gesehene Projektionsfläche höchstens dem 0,2-fachen der Projektionsfläche der Schneidsegmente (6, 14, 24) entspricht.
2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidsegmente (14, 24) und die Vorschneiden (15, 25) einstückig ausgebildet sind.
3. Bohrkrone nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschneiden (7) von den Schneidsegmenten (6) getrennt und gleichmässig über den Umfang verteilt angeordnet sind.
4. Bohrkrone nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass drei Vorschneiden (7) vorgesehen sind.