DE3619334A1 - 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 Aufnahmen eingefräst, in welchen plattenförmige Schneidwerkzeuge durch Hartlöten fest­ gelegt 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 Ein­ satzbedingungen standhalten. Obwohl es sich bei ihnen um verhältnismäßig teure Werkzeuge handelt, muß bisher bei einer Beschädigung eines der Schneidwerkzeuge durch unsach­ gemäße Behandlung oder bei Abnutzung der Schneidwerkzeuge das komplette Werkzeug neu angeschafft werden.

Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung sollen unter dem Begriff "Hohlbohrkrone" nicht nur Hohlbohrkronen im engeren Sinne verstanden werden, welche in hartem Material wie Klinker, Betonbauteilen usw. beim Hammerbohren zum Einsatz kommen, sondern auch die sogenannten Dosensenker, mit welchen in weichem Gestein und Mauerwerk wie Bimsbeton, Schwemmstein, Kalksandstein und Gasbeton mit Schlagbohrma­ schinen gearbeitet wird.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Hohlbohrkrone gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß bei Beschädigung eines Schneidwerkzeuges durch unsachgemäße Behandlung oder bei Verschleiß der Schneid­ werkzeuge letztere einzeln nach Bedarf ausgewechselt wer­ den können, während der Grundkörper und noch brauchbare der Schneidwerkzeuge weiterhin Verwendung finden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Hohl­ bohrkrone gemäß Anspruch 1.

Die Verwendung von auswechselbaren Schneidwerkzeugen, welche einen kegelförmigen Schaft aufweisen und durch eine komplementär kegelförmige Schaftaufnahme gehalten sind, ist zwar an sich auf dem Gebiet der Metall zerspa­ nenden Werkzeugmaschinen bekannt; es wurde aber bisher noch nicht erkannt, daß auch die Schneidwerkzeuge von Hohlbohrkronen auf ähnliche Weise am becherförmigen Kronen­ grundkörper auswechselbar angebracht werden können. Bei in der Praxis durchaus tragbarer Dicke des Endabschnittes des Grundkörpers, in welchem die Schäfte der Schneidwerkzeuge Aufnahme finden, von etwa 6 mm und bei einem mittleren Schaftdurchmesser der Schneidwerkzeuge von etwa 3 mm, erhält man bei einem wie üblich aus Werkzeugstahl gefertigten Grundkörper eine dauerhafte und sichere selbsthemmende Befestigung der Schneidwerkzeuge am Grundkörper.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist im Hinblick auf ein einfaches Lösen beschädigter oder abge­ nutzter Schneidwerkzeuge aus der zugeordneten Schaftauf­ nahme von Vorteil.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß das Einschlagen des Ausstoßwerkzeuges in die Ausstoßbohrung nicht zu einem Drehmoment bezüglich der Kronenachse führt.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist im Hinblick auf das Kleinhalten der Reibung zwischen der äußeren Umfangsfläche des Grundkörpers und dem zu bohren­ den Gesteinsmaterial von Vorteil. Auch kann man bei der angegebenen Ausbildung der Hohlbohrkrone letztere in der ins Gesteinsmaterial eingeschnittenen Nut geringfügig verkanten, was zum Beispiel zum Losbrechen des im Inneren der Hohlbohrkrone stehenbleibenden zylindrischen Gesteins­ kernes vorteilhaft ist.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 dient der Verminderung der Reibung zwischen der Hohl­ bohrkrone und dem Gesteinsmaterial.

Bei einer Hohlbohrkrone gemäß Anspruch 6 können die ver­ schiedenen Schneidwerkzeuge insgesamt eine ringförmige Nut in das Gesteinsmaterial hineinschneiden, welche breiter ist als der die Schaftaufnahmen enthaltende Endabschnitt des Grundkörpers, obwohl die einzelnen Schneidwerkzeuge für sich genommen nur geringe Breite aufweisen. Eine geringe Breite der einzelnen Schneidwerkzeuge ist im Hinblick auf das Kleinhalten von Drehmomenten bezüglich der Schaftachse des betrachteten Schneidwerkzeuges von Vorteil.

Schneidwerkzeuge mit kegelförmigem oder kegelstumpfförmigen Schneidkopf, wie sie im Anspruch 7 angegeben sind, lassen sich besonders einfach aus Hartmetall herstellen. Außerdem ist die rotationssymetrische Form des Schneidkopfes wiederum im Hinblick auf das Kleinhalten von Drehmomenten bezüglich der Schaftachse des Schneidwerkzeuges von Vorteil.

Schneidwerkzeuge, wie sie im Anspruch 8 angegeben sind, können die im Gesteinsmaterial zu erzeugende Nut in der erforderlichen Weise breiter schneiden als der Stelle größter Wandstärke des Grundkörpers entspricht, ohne daß die Schaftaufnahmen zur Achse des Grundkörpers geneigt werden müssen. Dies ermöglicht eine besonders geringe Wandstärke des Grundkörpers in seinem die Schaftaufnahmen aufweisenden Endabschnitt.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird erreicht, daß die mit ihren Pultkanten weniger stark gegen die Umfangsrichtung des Grundkörpers geneigten Schneid­ werkzeuge als Vorschneider für die auf sie folgenden Schneid­ werkzeuge mit stärker zur Umfangsrichtung angesteller Pult­ kante arbeiten, bis hin zu denjenigen der Schneidwerkzeuge, bei welchen die Pultkanten senkrecht zur Grundkörperumfangs­ richtung angestellt sind (Endschneider). Dies ist ebenfalls im Hinblick auf das Kleinhalten von Drehmomenten bezüglich der Schaftachse der Schneidwerkzeuge von Vorteil.

Bei einer Hohlbohrkrone gemäß Anspruch 11 dienen die kegel­ förmigen Schneidköpfe als Vorschneider für die hinter ihnen liegenden pultförmigen Schneidköpfe.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 wird erreicht, daß die Schneidwerkzeuge fest in den Grund­ körper der Hohlbohrkrone eingeschlagen werden können, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung der Schneidköpfe besteht. Soweit die einzusetzenden Schneidwerkzeuge keinen rotationssymetrischen Schneidkopf haben, kann durch das Montagewerkzeug die richtige Orientierung der Schneidkante auch sicherer eingestellt und gewährleistet werden als beim direkten Einschlagen des Schneidwerkzeuges in den Grundkörper.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine erste Hohlbohr­ krone;

Fig. 2 eine axiale Aufsicht auf die Hohlbohrkrone nach Fig. 1 vom freien Rand her;

Fig. 3 bis 5 Schnitte durch die Umfangswand der Hohlbohrkrone nach Fig. 1 und 2 längs der Schnittlinien M-III bis M-V von Fig. 2;

Fig. 6 einen axialen Schnitt durch ein Montagewerkzeug zum Einsetzen der Schneidwerkzeuge in die Hohlbohr­ krone nach den Fig. 1 bis 5;

Fig. 7 einen axialen Schnitt durch einen Dosensenker;

Fig. 8 eine axiale Aufsicht auf den Dosensenker nach Fig. 7 von dessen freiem Rand her;

Fig. 9 bis 11 Schnitte durch den Dosensenker nach den Fig. 7 und 8 längs der Schnittlinien M-VIII bis M-XI von Fig. 8, in vergrößertem Maßstabe; und

Fig. 12 eine axiale Aufsicht auf einen abgewandelten Dosensenker, gesehen von dessen freiem Rand her.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Hohlbohrkrone 10 dient in Verbindung mit einem Bohrhammer zum Erzeugen zylindrischer Löcher in hartem Gestein.

Die Hohlbohrkrone 10 hat einen insgesamt mit 12 bezeichneten Grundkörper 12 aus Werkzeugstahl, welcher eine zylindrische Umfangswand 14 und einen Boden 16 aufweist. In letzterem ist eine Gewindebohrung 18 vorgesehen, in welche das Ende der Arbeitsspindel des Bohrhammers eingeschraubt wird.

In der Umfangswand 14 sind zwei einander diametral gegenüber­ liegende gestreckte Öffnungen 20 vorgesehen, durch welche ein Werkzeug in den Becherinnenraum eingeführt werden kann, um einen ausgekreisten Gesteinskern herauszustoßen.

In der Nachbarschaft des freien Randes hat die Umfangswand 14 einen größere Dicke aufweisenden Endabschnitt 22, in welchen insgesamt mit 24 bezeichnete Schneidwerkzeuge im selbsthem­ menden Reibschluß lösbar eingesetzt sind.

Wie aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich, haben die Schneid­ werkzeuge 24 jeweils einen kegelstumpfförmigen Schneidkopf 26 sowie einen an diesen angeformten leicht kegelförmien Schaft 28. Letzterer sitzt jeweils in einer zugeordneten Schaftauf­ nahme 30, die in dem verdickten Endabschnitt 22 der Umfangs­ wand 14 ausgebildet ist. Die Schaftaufnahme 30 hat der Außen­ fläche des Schaftes 28 entsprechend kegelförmige Gestalt, wo­ bei der Kegelöffnungswinkel, wie schon dargelegt, klein ist, so daß der Schaft 28 in der zugeordneten Schaftaufnahme 30 selbsthemmend einsitzt. Diese Selbsthemmung wird durch die Schlagbelastungen im Betrieb verstärkt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, gibt es drei unterschied­ liche Anstellwinkel für die Schneidwerkzeuge 24 bezüglich der Kronenachse. Dieser Anstellwinkel wiederholt sich in Um­ fangsrichtung periodisch, und die entsprechenden Schneid­ werkzeuge sind räumlich zu Gruppen zusammengefaßt. In den zwischen Schneidwerkzeuggruppen liegenden Bereichen hat der Endabschnitt 22 der Umfangswand 14 verminderte Dicke, wie bei 32 gezeigt.

Unter den zu einer Gruppe gehörenden Schneidwerkzeugen befindet sich jeweils ein Schneidwerkzeug 24-1, dessen Schaftachse parallel zur Kronenachse verläuft. In Umfangs­ richtung gesehen vor bzw. hinter dem Schneidwerkzeug 24-1 liegt jeweils ein Schneidwerkzeug 24-2 bzw. 24-3, wobei die Schaftachsen dieser beiden Schneidwerkzeuge unter be­ tragsmäßig gleichem Winkel positiv bzw. negativ gegen die Kronenachse angestellt sind. Dabei liegen die Schaft­ achsen dieser Schneidwerkzeuge zusätzlich in radialen Ebenen des Grundkörpers 12.

Entsprechend gibt es unter den Schaftaufnahmen 30 jeweils Schaftaufnahmen 30-1 mit zur Kronenachse paralleler Achse und unter entgesetzt gleich großem Winkel positiv bzw. negativ gegen die Kronenachse angestellte Schaftaufnahmen 30-2 und 30-3.

Das hintere Ende der Schaftaufnahmen 30 wird jeweils von einer Ausstoßbohrung 34 geschnitten, in welche das Ende des Schaftes 28 des in die betrachtete Schaftaufnahme 30 eingesetzten Schneidwerkzeuges 24 hineinragt. In die Aus­ stoßbohrungen 34 ist ein in Fig. 5 angedeutetes Ausstoß­ werkzeug 36 einführbar, welches an seinem vorderen Ende mit einer Keilfläche 38 versehen ist. Durch Einschlagen des Ausstoßwerkzeuges 36 in die Ausstoßbohrungen 34 läßt sich der selbsthemmende Reibschluß zwischen der Außenfläche des Schaftes 28 und der Schaftaufnahme 30 jeweils aufbrechen.

Ein beschädigtes oder verschlissenes Schneidwerkzeug kann auf diese Weise leicht den Grundkörper 12 entnommen werden und durch ein neues Schneidwerkzeug ersetzt werden. Zum Einsetzen eines neuen Schneidwerkzeuges 24 in eine Schaft­ aufnahme 30 kann das in Fig. 6 wiedergegebene, insgesamt mit 40 bezeichnete Montagewerkzeug verwendet werden, welches ähnlich wie ein Durchschlag gehandhabt wird. Das Montage­ werkzeug 40 hat an seinem einen Ende eine Schlagfläche 42 und am anderen Ende eine kegelförmige Ausnehmung 44, deren Form der Form der Schneidköpfe 26 entspricht. Man kann so ein neues Schneidwerkzeug 24 ohne Gefahr einer Beschädigung des Schneidkopfes 26 fest in die Schaftaufnahme 30 hineinschla­ gen, so daß das Schneidwerkzeug auch dann nicht aus der Hohlbohrkrone 10 herausgeschleudert werden kann, wenn letztere außer Eingriff mit Gesteinsmaterial zum ersten Mal in Betrieb genommen wird.

Bei der in den Fig. 7 bis 11 gezeigten Hohlbohrkrone sind Teile, die oben stehend schon unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben wurden, oder solchen Teilen funktionell entsprechen, wieder mit den selben Bezugszei­ chen versehen; sie brauchen nachstehend nicht noch einmal im einzelnen erläutert zu werden.

Die Hohlbohrkrone 10 nach den Fig. 7 bis 11 hat einen Satz kegelförmiger Schneidwerkzeuge 24 sowie einen Satz von Schneidwerkzeugen 46, die einen dach- oder pultförmigen Schneidkopf 48 sowie einen hieran angeformten Schaft 50 aufweisen. Bei den Schneidwerkzeugen 46 ist die freie Kante des pultförmigen Schneidkopfes 48 jeweils radial ausgerichtet, und die Schneidwerkzeuge 46 liegen axial hinter den Schneid­ werkzeugen 24, so daß letztere als Vorschneider und die Schneidwerkzeuge 46 als die Breite der im Gesteinsmaterial erzeugten Kreisnut vorgebende Endschneider dienen.

Bei dem weiter abgewandelten Dosensenker nach Fig. 12 sind ausschließlich Schneidwerkzeuge 46 vorgesehen, wobei die Kanten der pultförmigen Schneidköpfe 48 zur Verteilung der Schlag- und Zerspanungsleistung unterschiedlich ange­ stellt sind. Unter den Schneidwerkzeugen 46 sind solche 46-1, bei welchen die freie Pultkante in Umfangsrichtung des Grundkörpers 12 verläuft. Auf die Schneidwerkzeuge 46-1 folgen in Umfangsrichtung jeweils Schneidwerkzeuge 46-2, bei welchen die Pultkante einen Winkel von 45 Grad mit der Umfangsrichtung einschließt. Auf die Schneidwerkzeuge 46-2 folgen schließlich Schneidwerkzeuge 46-3, bei denen die Pultkanten senkrecht auf der Umfangsrichtung stehen, also radial ausgerichtet sind. Diese unterschiedliche Anstel­ lung der Pultkanten aufeinanderfolgender Schneidwerkzeuge 46 wiederholt sich dreimal in Umfangsrichtung.

Die Schneidwerkzeuge 46-1 stehen in axialer Richtung am wei­ testen nach vorne; die Schneidwerkzeuge 46-2 haben eine mitt­ lere axiale Lage; und die querstehenden Schneidwerkzeuge 46-3 sind axial am weitesten nach hinten versetzt. Auf diese Weise dienen letztere als Endschneider.

Claims (12)

1. Hohlbohrkrone mit einem an einer Maschinenspindel befestigbaren becherförmigen Grundkörper und mit einer Mehrzahl aus verschleißfestem hartem Werkstoff herge­ stellter Schneidwerkzeuge, welche in Aufnahmen am freien Rand des becherförmigen Grundkörpers derart eingesetzt sind, daß sie mit einer Schneidkante über den Grundkörper­ rand axial vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwerkzeuge (24; 46) jeweils einen kegelförmigen Schaft (28; 50) haben, der in einer zugeordneten der kegel­ förmig ausgebildeten Aufnahmen (30) des Grundkörpers (12) selbsthemmend einsitzt.

2. Hohlbohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Schaftaufnahmen (30) jeweils von einer Ausstoßbohrung (34) geschnitten wird, in welche ein Ausstoßwerkzeug (36) einführbar ist.

3. Hohlbohrkrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßbohrungen (34) in radialen Ebenen des becherförmigen Grundkörpers (12) liegen.

4. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftaufnahmen (30) in einem vergrößerte Dicke aufweisenden Endabschnitt (22) der Umfangswand (14) des Grundkörpers (12) ausgebildet sind.

5. Hohlbohrkrone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (22) der Umfangswand (14) des Grundkörpers (12) in zwischen den Schaftaufnahmen (30) oder Gruppen von Schaftaufnahmen (30) liegenden Bereichen (32) verminderte Dicke hat.

6. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftaufnahmen (30) unterschied­ lichen Anstellwinkel zur Achse des Grundkörpers (12) haben, wobei sich die Anstellwinkel vorzugsweise periodisch wiederholen und die in einem Periodizitätsintervall liegen­ den Schaftaufnahmen (30) in Umfangsrichtung von den Schaft­ aufnahmen benachbarter Periodizitätsintervalle räumlich ab­ setzt (32) sind.

7. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Schneidwerkzeugen solche (24) sind, die einen kegelförmigen oder kegelstumpfförmi­ gen Schneidkopf (26) aufweisen.

8. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Schneidwerkzeugen solche (48) sind, die einen vorzugsweise symmetrischen, pultför­ migen Schneidkopf (48) haben.

9. Hohlbohrkrone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Pultkante zumindest eines Teiles der Schneidwerkzeuge (46) unter endlichem Winkel zur Um­ fangsrichtung des Grundkörpers (12) angestellt ist.

10. Hohlbohrkrone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pultkanten aufeinander folgender Schneidwerk­ zeuge (46) zunehmend gegenüber der Umfangsrichtung des Grundkörpers (12) angestellt sind.

11. Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 8 bis 10 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmigen Schneidköpfe (26) in einer Ebene angeordnet sind, welche axial vor derjenigen Ebene liegt, in welcher die Pultkanten der pultförmigen Schneidwerkzeuge (46) liegen.

12. Montagewerkzeug zum Bestücken einer Hohlbohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit Schneidwerkzeugen, welches am einen, getriebenen Ende eine Schlagfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Ende mit einer Ausnehmung (44) versehen ist, welche einer zur Form des Schneidkopfes (26) eines Schneidwerkzeuges (24) komplementäre Form aufweist.