DE3538237A1 - Hohlbohrkrone - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlbohrkrone gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Bei derartigen bekannten Hohlbohrkronen sind in den Rand des becherförmigen Grundkörpers schräg zur Kronenachse angestell­ te Ausnehmungen eingefräst, in welchen die Schneidplatten im wesentlichen formschlüssig einsitzen und dort durch Hart­ löten festgelegt sind. Derartige Hohlbohrkronen werden auf dem Bau dazu verwendet, im Mauerwerk oder in Betonwänden Löcher zu bohren, in welche Schalter- und Verzweigungsdosen eingesetzt werden können. Die Hohlbohrkronen müssen somit rauhen Einsatzbedingungen standhalten. Obwohl es sich bei ihnen um verhältnismäßig teure Werkzeuge handelt, muß bisher bei einer Beschädigung der Hohlbohrkrone durch unsachgemäße Behandlung oder bei Abnützung der Schneidplatten das komplet­ te Werkzeug neu angeschafft werden.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Hohlbohrkrone ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet wer­ den, daß bei Beschädigung von Schneidplatten durch unsachge­ mäße Behandlung oder bei Verschleiß der Schneidplatten letz­ tere einzeln nach Bedarf ausgewechselt werden können, wäh­ rend der Grundkörper und noch brauchbare der Schneidplatten weiterhin Verwendung finden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Hohlbohr­ krone gemäß Anspruch 1.

Die Verwendung von auswechselbaren Schneidplatten, welche durch ein Klemmstück auf einem Grundkörper festgelegt sind, ist zwar an sich auf dem Gebiet der Schneidwerkzeuge für Dreh­ maschinen bekannt. Es wurde bisher aber noch nicht erkannt, daß eine ähnliche Anordnung auch bei Hohlbohrkronen erhebliche Vorteile bietet und daß auch unter Verwendung einer nur ver­ hältnismäßig geringen Durchmesser aufweisenden Klemmschraube, welche in die verhältnismäßig geringen Durchmesser aufweisen­ de Umfangswand des becherförmigen Grundkörpers von dessen freiem Rand her eingeschraubt wird, eine ausreichend belast­ bare Verbindung zwischen Klemmstück und Grundkörper erhalten wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteran­ sprüchen angegeben.

Bei einer Hohlbohrkrone gemäß Anspruch 2 sind die Ausnehmun­ gen des Grundkörpers jeweils hinterschneidungsfrei, so daß der Grundkörper preisgünstig als Fließpreßteil oder Sinter­ teil unter Verwendung von in Richtung der Kronenachse aus­ einanderfahrbaren Formhälften hergestellt werden kann.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 sorgt für eine besonders belastungsfähige radiale Abstützung der Schneid­ platten.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist im Hin­ blick auf das einfache Herstellen der Führungsnut durch spa­ nende oder spanlose Formgebung sowie ein einfaches Herstellen der Führungsrippen von Vorteil.

Bei einer Hohlbohrkrone gemäß Anspruch 5 kann man die Schneid­ platten nach Abnutzung ihrer Schneidkante und nach einem Nachschärfen wieder in die Hohlbohrkrone einsetzen, wobei eine zuverlässige Abstützung in axialer Richtung auch dann gewährleistet ist, wenn das untere Ende der Schneidplatte nicht am Boden der zugeordneten Ausnehmung anschlägt.

Die im Anspruch 6 angegebene räumliche Trennung von radialen und axialen Positioniermitteln für die Schneidplatten ist im Hinblick auf die Herstellung mit einfachen Werkzeugen und auf hohe mechanische Belastbarkeit dieser Positioniermittel von Vorteil.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird er­ reicht, daß auch bei axialer Ausrichtung der Gewindebohrungen und der in ihnen laufenden Klemmschrauben die erforderliche in Umfangsrichtung wirkende Klemmkraft erhalten wird. Axial ver­ laufende Gewindebohrungen sind aber im Hinblick auf einfache Herstellung und im Hinblick auf hohe mechanische Belastbar­ keit der Gewindeverbindung bei kleiner Wandstärke der Umfangs­ wand des Grundkörpers von Vorteil.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 wird er­ reicht, daß das Klemmstück beim Spannen der Klemmschraube in Umfangsrichtung zu wandern sucht. Man erhält so einen Aus­ gleich für herstellungs- oder verschleißbedingte Abmessungs­ abweichungen der Schneidplatte in Umfangsrichtung der Hohl­ bohrkrone.

Bei einer Hohlbohrkrone gemäß Anspruch 9 werden die Schneid­ platten durch die Abstützflächen im wesentlichen senkrecht zur Arbeitsrichtung abgestützt, so daß von der Klemmeinrich­ tung nur kleine Kippmomente bezüglich der Schneidplatten­ längsachse aufgenommen zu werden brauchen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird erreicht, daß die Schneidplatten nach Abnutzung einer Schneid­ kante umgesetzt werden können, so daß die zunächst dem Boden der Ausnehmung zugewandte vorbereitete Schneidkante verwen­ det werden kann.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist im Hin­ blick auf das Kleinhalten der Reibung zwischen Hohlbohrkrone und zu bearbeitendem Material, aber auch im Hinblick auf das Vermeiden scharfer Kanten am Werkzeug von Vorteil.

Mit einer Hohlbohrkrone gemäß Anspruch 13 ist gewährleistet, daß die Außenfläche und Innenfläche des becherförmigen Grund­ körpers bei normalen Arbeitsbedingungen unter Spiel zum be­ arbeiteten Materialvolumen läuft, so daß die Antriebsmaschine nur die zum Zerspanen bzw. Zerschlagen des in der Bahn der Schneidplatten liegenden Anteiles des Materiales notwendige Leistung zu erbringen braucht.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 ist im Hin­ blick auf das Herstellen der Hohlbohrkrone in großen Stück­ zahlen bei geringen Herstellungskosten von Vorteil.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In die­ ser zeigen:

Fig. 1: eine axiale Aufsicht auf eine Hohlbohrkrone von deren Arbeitsseite her;

Fig. 2: einen axialen Schnitt durch die Hohlbohrkrone nach Fig. 1,;

Fig. 3: einen vergrößerten Teilschnitt durch eine Schneid­ platte und eine zugeordnete Klemmeinrichtung der Hohlbohrkrone nach Fig. 1 längs der dortigen Schnittlinie III-III; und

Fig. 4: eine ähnliche Schnittansicht wie Fig. 3, in wel­ cher jedoch eine abgewandelte Hohlbohrkrone ge­ zeigt ist.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Hohlbohrkrone hat einen insgesamt mit 10 bezeichneten becherförmigen Grundkörper mit einer Bodenwand 12 sowie einer zylindrischen Umfangswand 14. Letztere ist auf ihrer Außenfläche mit ringförmigen Stegen 16 versehen und hat eine große Öffnung 18, über welche ein Werkzeug zum Heraushebeln eines im Inneren des Grundkörpers eingeschlossenen Bohrkernes einführbar ist.

Von der freien Stirnfläche der Umfangswand 14 springen Aus­ nehmungen 20 zurück, welche in Abwicklung gesehen (vergl. Fig. 3) im wesentlichen trapezförmige Gestalt haben.

In den Ausnehmungen 20 sitzt jeweils eine Schneidplatte 22, welche durch ein Klemmstück 24 und ein eine Durchgangsbohrung 26 des letzteren durchsetzende Klemmschraube 28 festgespannt sind.

Die Schneidplatten 22 haben in Abwicklung gesehen ebenfalls im wesentlichen trapezförmige Gestalt, wie aus Fig. 3 er­ sichtlich. Im wesentlichen haben sie eine in Bewegungsrich­ tung der Hohlbohrkrone gesehen vordere Begrenzungsfläche 30, eine hierzu parallele hintere Begrenzungsfläche 32, eine unter Freiwinkel gegen die vordere Begrenzungsfläche 30 an­ gestellte obere Endfläche 34 sowie eine bezüglich der Schneid­ platten-Quermittelebene symmetrisch liegende, ebenfalls un­ ter Freiwinkel zur vorderen Begrenzungsfläche 30 verlaufende untere Endfläche 34 und eine radial innenliegende Seiten­ fläche 36 sowie eine radial außenliegende Seitenfläche 38. Die Seitenflächen schließen jeweils einen Freiwinkel zur vorderen Begrenzungsfläche 30 ein, so daß die Schneidplatte 22 auch bezüglich ihrer Längsmittelebene symmetrisch ist und auch in transversaler Schnittansicht im wesentlichen trapez­ förmigen Querschnitt aufweist.

Wie bei genauer Betrachtung von Fig. 3 ersichtlich, schließt eine in Bewegungsrichtung der Hohlbohrkrone hintere Abstütz­ fläche 40 der Ausnehmungen 20 mit einer zur Kronenachse parallelen Geraden einen Winkel w ein, der etwas kleiner ist als der Winkel W, welchen eine in Bewegungsrichtung gesehen vordere Reaktionsfläche 42 der Ausnehmungen 20 mit einer zur Kronenachse parallelen Geraden einschließt. Eine Klemmfläche 44 des Klemmstückes 24 ist gleich geneigt wie die Abstütz­ fläche 40, so daß zwischen der Abstützfläche 40 und der Klemmfläche 44 die zueinander parallelen Begrenzungsflächen 30 und 32 der zugeordneten Schneidplatte 22 flächig gespannt werden. Eine Antriebsfläche 45 des Klemmstückes 24 arbeitet jeweils mit der Reaktionsfläche 42 keilähnlich zusammen. Die Durchgangsbohrung 26 hat größeren Innendurchmesser als den Außendurchmesser der Klemmschraube 28, so daß das Klemm­ stück 22 in Fig. 3 nach links bewegt wird, wenn die Klemm­ schraube in einer axialen Gewindebohrung 46 weiter angezogen wird, welche vom Boden 48 der Ausnehmung 20 ausgehend in axialer Richtung in der Umfangswand 14 verläuft. Der Unter­ schied zwischen den Winkeln w und W ist in der Praxis klein, beträgt größenordnungsmäßig einige wenige Grad. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt beispielsweise der Winkel w 6°, während der Winkel W 8° beträgt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, verlaufen die Abstützfläche 40 und die Reaktionsfläche 42 parallel zueinander, und zwar der­ art, daß die durch die vordere Begrenzungsfläche 30 und die obere Endfläche 34 vorgegebene Schneidkante einer Schneid­ platte 22 auf einer durch die Kronenachse gehenden Geraden liegt. Hierzu liegt die Abstützfläche 40 in Drehrichtung der Hohlbohrkrone gesehen um eine der Umfangserstreckung der Schneidplatte 22 entsprechende Strecke hinter der durch die Schneidkante 50 und die Kronenachse vorgegebenen Ebene, wäh­ rend die Reaktionsfläche 42 um eine der Winkelerstreckung des Klemmstückes 24 entsprechende Strecke vor der soeben angege­ benen Ebene liegt (wobei sich versteht, daß Abstützfläche 40 und Reaktionsfläche 42 nicht parallel zu dieser Ebene verlau­ fen, vielmehr die obenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 schon erläuterte Neigung zur Kronenachse aufweisen).

An die hintere Begrenzungsfläche 32 der Schneidplatten 22 ist jeweils eine halbkreisförmigen Querschnitt aufweisende Führungsrippe 52 angeformt, welche in einer komplementären Führungsnut 154 läuft, die in der Mitte der Abstützfläche 40 in deren Längsrichtung verlaufend ausgebildet ist. Aufgrund dieser Formschlußverbindung kann die Schneidplatte 22 auch hohen radialen Belastungen standhalten.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, stellen die Klemmstücke 24 eine bündige und glatte Fortsetzung der Umfangswand 24 dar. Die Schneidkanten 50 der Schneidplatten 22 liegen um eine vorgegebene Strecke vor der durch die Stirn­ fläche des Grundkörpers 10 vorgegebenen Ebene. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, hat die vordere Begrenzungs­ fläche 30 etwas größere Breite als der Dicke der Umfangs­ wand 14 entspricht, so daß durch die vordere Begrenzungs­ fläche 30 und die Seitenflächen 36, 38 vorgegebene sekundäre Schneidkanten 56, 58 von der Innenfläche der Umfangswand 14 etwas nach innen bzw. von der Außenfläche der Umfangswand 14 etwas nach außen versetzt sind. Die Schneidplatten 22 er­ zeugen so in dem zu bohrenden Material eine Ringnut, deren Breite etwas größer ist als die Dicke der Umfangswand 14.

Sind bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Hohlbohrkrone Schneidkanten der Schneidplatten abgenutzt, so können letz­ tere nach Lösen der Klemmschraube 28 aus der zugeordneten Ausnehmung 20 herausgezogen werden, um ihre Quermittelachse umgeschlagen und in dieser Orientierung wieder in die Aus­ nehmung 20 eingeführt werden. Wird anschließend die Klemm­ schraube 28 wieder angezogen, so steht die durch die zuvor untere Endfläche und die vordere Begrenzungsfläche 30 vor­ gegebene Schneidkante, die noch unverbraucht ist, zur Ver­ fügung. Sollte eine Schneidplatte 22 an beiden Enden abge­ nutzte Schneidkanten aufweisen oder durch unsachgemäße Be­ handlung des Werkzeuges zerbrochen sein, so kann man sie leicht wie oben beschrieben durch eine neue austauschen. Da Ersatz-Schneidplatten kleine, leichte und preiswerte Ersatz­ teile sind, können sie einem mit der Hohlbohrkrone arbeiten­ den Arbeiter auch in größeren Stückzahlen als Vorrat mitge­ geben werden.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten abgewandelten Ausführungsbei­ spiel ist die hintere Begrenzungsfläche 30 in den neben der Führungsrippe 52 liegenden Abschnitten mit transversalen zur Führungsrippe 52 verlaufenden Zähnen 60 versehen. Letztere bilden zusammen mit komplementären Zähnen 62, die zu beiden Seiten der Führungsnut 54 in der Abstützfläche 40 angebracht sind, ein in Längsrichtung der Schneidplatte wirkendes Ge­ sperre, wenn das Klemmstück 24 angezogen ist. Zur über die Haftreibung hinausgehenden axialen Abstützung der Schneid­ platte 22 ist es somit nicht notwendig, daß das untere Ende der Schneidplatte am Boden 48 der zugeordneten Ausnehmung 20 aufsitzt. Man kann also Schneidplatten 22 mit abgenutzten Schneidkanten 50 von den Endflächen her nachschleifen und wiederverwenden, wobei das oben beschriebene Zahn-Gesperre zur Fixierung der jeweils aktiven Schneidkante in vorgegebe­ nem Abstand vor der Stirnfläche des Grundkörpers 10 dient.

Sowohl die in Fig. 3 gezeigte Schneidplatte 22 als auch die abgewandelte Schneidplatte 22 nach Fig. 4 läßt sich einfach durch Pressen herstellen, da sie hinterschneidungsfreie Form hat. Auch der Grundkörper 10 hat weitgehend hinterschnei­ dungsfreie Form und kann durch Pressen in einer Form herge­ stellt werden. Bezüglich der Formgebung der Ausnehmungen 20 müssen nur beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zusätzliche mechanische Bearbeitungsschritte erfolgen, nämlich das Ein­ fräsen der Zähne 62. Ansonsten bedarf ein durch Fließpressen hergestellter Grundkörper 10 mechanischer Bearbeitung nur noch bezüglich des Abnehmens von Material zur Bildung der Stege 16, bezüglich der Herstellung der Öffnung 18 und be­ züglich der Herstellung einer Gewindebohrung 64, in welche eine Maschinenspindel eingeschraubt werden kann. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind in die Außenfläche des becherför­ migen Grundkörpers 10 wendelförmige Nuten 66 eingestochen, welche dazwischenliegende wendelförmige Rippen 68 vorgeben. Der Anstellwinkel der Nuten und Rippen ist unter Berücksich­ tigung der Arbeits-Drehrichtung der Hohlbohrkrone so gewählt, daß sie von den Schneidplatten 22 aus dem zu bohrenden Mate­ rialvolumen herausgeschnittenes Material in Richtung von den Schneidplatten weg, also in Richtung zur Maschinenspindel fördern. Zusätzlich sind in der Umfangsfläche des Grund­ körpers 10 axiale Nuten 70 eingestochen, welche die Rippen 68 schneiden und die axiale Bewegung aus dem zu bohrenden Materialvolumen herausgefrästen pulverförmigen Materiales erleichtern.

Claims (16)

1. Hohlbohrkrone mit einem an einer Maschinenspindel befe­ stigbaren becherförmigen Grundkörper und mit einer Mehr­ zahl aus verschleißfestem hartem Werkstoff hergestellter Schneidplatten, welche in Ausnehmungen am freien Rand des becherförmigen Grundkörpers derart eingesetzt sind, daß sie mit einer Schneidkante über den Grundkörperrand axial vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20) des Grundkörpers (10) in Winkelrichtung größere Ab­ messung aufweisen als zur Aufnahme einer Schneidplatte (22) notwendig und in ihnen die Schneidplatten (22) je­ weils lösbar durch ein Klemmstück (24) und eine auf die­ ses arbeitende Klemmschraube (28) verspannt sind, welche in einer zugeordneten Gewindebohrung (46) des Grundkörpers (10) läuft.

2. Hohlbohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20) eine jeweils schräg zur Kronenachse geneigte Abstützfläche (40) aufweisen, an welcher die hin­ tere Begrenzungsfläche (32) der zugeordneten Schneid­ platte (22) abgestützt ist.

3. Hohlbohrkrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfläche (40) mit einer in ihrer Längsrichtung verlaufenden Führungsnut (54) versehen ist, in welcher eine auf der Rückseite der Schneidplatte (22) vorgesehene Führungsrippe (52) formschlüssig Aufnahme findet.

4. Hohlbohrkrone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Führungsnuten (54) und der Führungs­ rippen (52) jeweils die Form eines Kreisabschnittes, maxi­ mal eines Halbkreises hat.

5. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützflächen (40) und die Rück­ seiten der Schneidplatten (22) mit zusammenarbeitenden Verzahnungen (60, 62) versehen sind.

6. Hohlbohrkrone nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen (60, 62) seitlich außerhalb der Führungsnuten (54) bzw. der Füh­ rungsrippen (52) liegen.

7. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstücke (24) jeweils eine ent­ sprechend der Abstützfläche (40) der zugeordneten Ausneh­ mung (20) schräggestellte Klemmfläche (44) aufweisen und die Klemmschrauben (2 S) in parallel zur Kronenachse ver­ laufenden Gewindebohrungen (46) laufen.

8. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20) den Abstütz­ flächen (40) gegenüberliegende Reaktionsflächen (42) auf­ weisen, auf welchen jeweils eine Antriebsfläche (45) des zugeordneten Klemmstückes (24) läuft; daß die Klemmschrau­ ben (28) unter radialem Spiel eine Durchgangsbohrung (26) des zugeordneten Klemmstückes (24) durchsetzen; und daß die Antriebsfläche (45) der Klemmstücke (24) jeweils unter stärkerem Winkel zur Achse der Durchgangsbohrung (26) ge­ neigt sind wie die Klemmflächen (44) der Klemmstücke (24).

9. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützflächen (40) in Winkel­ richtung so angestellt und angeordnet sind, daß die Schneidkanten (50) der Schneidplatten (22) auf einer die Kronenachse schneidenden Geraden liegen.

10. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Begrenzungsfläche (30) und die hintere Begrenzungsfläche (32) der Schneidplatten (22) parallel zueinander verlaufen und die Schneidplatten (22) an beiden Enden unter einem Freiwinkel zur vorderen Begrenzungsfläche (30) angestellte Endflächen (34) auf­ weisen.

11. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstücke (24) in ihren Umfangs­ flächen eine glatte Fortsetzung der Umfangswand (14) des becherförmigen Grundkörpers (10) darstellen.

12. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmstücke (24) in ihren freien Stirnflächen eine glatte Fortsetzung des freien Randes des becherförmigen Grundkörpers (10) darstellen.

13. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (36, 38) der Schneid­ platten (22) über die Klemmstücke (24) in radialer Ein­ wärtsrichtung und Auswärtsrichtung überstehen und jeweils unter Freiwinkel gegen die vordere Begrenzungsfläche (30) angestellt sind.

14. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ausnehmungen (20) aufweisende Grundkörper hinterschneidungsfrei ist und ein Fließpreß­ teil oder Sinterteil ist, und daß die Schneidplatten (22) ebenfalls hinterschneidungsfrei ausgebildet sind und durch Pressen ihre Formgebung erfahren haben.

15. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in die Außenfläche des becherförmi­ gen Grundkörpers (10) mindestens eine wendelförmige Nut (66) eingestochen ist, so daß mindestens eine wendel­ förmige Rippe (68) erhalten wird.

16. Hohlbohrkrone nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in die Außenfläche des becherförmigen Grundkörpers mindestens eine, vorzugsweise mehrere gleich in Umfangs­ richtung verteilte axiale Nuten (70) eingestochen sind, welche die wendelförmigen Rippen (68) schneiden.