DE3919264C2

DE3919264C2 - Rotary impact drill for a hand-operated drill

Info

Publication number: DE3919264C2
Application number: DE19893919264
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schroth
Original assignee: DUSS MASCHF
Current assignee: DUSS MASCHF
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2009-06-14
Also published as: DE3919264A1; EP0402624A2; EP0402624B1; EP0402624A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrer entsprechend dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a drill according to the upper Concept of claim 1.

Bei den üblichen Bohrern dieser Art (DE-PS 3 54 355; DE 24 23 510 A1; DE 24 23 511 A1; DE 25 28 003 A1) sind Hartmetallstifte mit rundem Querschnitts profil in entsprechenden stirnseitigen Aufnahmebohrungen des Bohr kopfes eingelötet. Die peripheren Hartmetallstifte sind bei neuen Bohrern vollständig innerhalb der axialen Projektion des Bohrers angeordnet oder stehen dank einer zur Bohrachse geneigten Ein bettung mit ihrem stirnseitigen Teil geringfügig über die Mantel fläche des Bohrkopfes hervor. Jedenfalls besteht das Bestreben, die peripheren Hartmetallstifte möglichst dicht am Außenumfang des Bohrkopfes anzubringen bzw. so zu verankern, daß sie die benachbarte Mantelfläche des Bohrkopfes wenigstens geringfügig überragen, ohne daß ihre Verankerung ernstlich gefährdet wäre. Die Erfahrung hat gezeigt, daß Verankerung und Abstützung der peripheren Hartmetallstifte in ihren Aufnahmebohrungen mit zu nehmendem Verschleiß, das heißt bei zunehmender Abtragung von Bohr kopfmaterial im Bereich der Mantelfläche des Bohrkopfes wesent lich geschwächt werden, so daß es im Extremfall sogar zu einem Bruch dieser Hartmetallfläche kommen kann.In the usual drills of this type (DE-PS 3 54 355; DE 24 23 510 A1; DE 24 23 511 A1; DE 25 28 003 A1) are hard metal pins with a round cross section profile in the corresponding holes on the face of the drill head soldered. The peripheral carbide pins are new Drills completely within the axial projection of the drill arranged or stand thanks to an inclined to the drilling axis bed with its frontal part slightly over the mantle surface of the drill head. In any case, there is a desire the peripheral carbide pins as close as possible to the outer circumference to attach the drill head or to anchor it so that the adjacent lateral surface of the drill head at least slightly tower without being seriously jeopardized. Experience has shown that anchoring and supporting the peripheral carbide pins in their mounting holes with increasing wear, that is, with increasing removal of drilling Head material in the area of the outer surface of the drill head Lich weakened, so that in extreme cases it even becomes one This hard metal surface can break.

Im übrigen haben Untersuchungen ergeben, daß bei einer zur Bohrer achse parallelen und möglichst peripheren Anordnung der Hartmetall stifte beim Bohren ein erhöhter Drehwiderstand auftritt, insbeson dere, wenn solche peripheren Hartmetallstifte durch größeren Ver schleiß am Außenumfang des Bohrkopfes entlang ihrer äußeren Mantel linie freigelegt sind. Dieser unerwünschte Effekt hängt vermutlich mit einer Verkeilung von Bohrmehl in den keilförmigen Hohlräumen zusammen, die bei einem benutzten Bohrer im Bereich der peripheren Hartmetallstifte auftreten.In addition, studies have shown that one to the drill Axis parallel and possibly peripheral arrangement of the hard metal pins increase drilling resistance when drilling, in particular especially when such peripheral carbide pins by larger ver wear on the outer circumference of the drill head along its outer shell line are exposed. This undesirable effect is likely to hang with wedging of drilling dust in the wedge-shaped cavities together, when a drill is used in the area of the peripheral Carbide pins occur.

Andererseits kann bei einer extrem schrägen Einbettung der peri pheren Hartmetallstifte und entsprechendem Abtrieb an der benach barten Mantelfläche des Bohrkopfes die Belastung durch das rhythmi sche axiale Schlagen so stark werden, daß es ebenfalls zum Bruch kommen kann.On the other hand, the peri pheren carbide pins and corresponding output on the adj bearded lateral surface of the drill head the stress from the rhythmi cal axial strikes become so strong that it also breaks can come.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Verankerung der Hartmetallstifte zu verbessern.Based on this prior art, the invention lies The task is to anchor the carbide pins to improve.

Diese Aufgabe wird durch einen Bohrer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out by a drill with the characteristics of Claim 1 solved.

Bei einer solchen Ausbildung ist die Aufnahmebohrung für die Mehr kantstifte so ausgeführt, daß diese fast passend in die Bohrer, also zentrierend eingesetzt werden können. Das vor dem Einführen des Hartmetallstiftes eingebrachte Lot verteilt sich beim Erhit zen und Einführen des Hartmetallstiftes in den Räumen zwischen der inneren Mantelfläche der Aufnahmebohrung und den ebenen Um fangsflächen des polygonalen Hartmetallstiftes. Dadurch ergibt sich eine wesentlich bessere Verankerung im Vergleich zur analogen Verankerung von Hartmetallstiften mit rundem Querschnittsprofil, die beim Einführen in die zugehörige Aufnahmebohrung nicht exakt zentrier bar sind. Aufgrund dieser Voraussetzungen können die peripheren Hartmetallstifte in die peripheren Aufnahmebohrungen so eingesetzt werden, daß sie entlang einer äußeren Längskante bereits vor Be nutzung des Bohrers (also ohne Berücksichtigung des zu erwartenden Verschleißes) die benachbarte Mantelfläche des Bohrkopfes radial überragen. Dabei können die peripheren Hartmetallstifte parallel zur Bohrachse oder mit einer Neigung von vorzugsweise 3° eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, daß bei einer solchen Anordnung und Gestaltung der Hartmetallstifte bei Maßhaltigkeit des Bohrers im Bereich des Bohrkopfes über einen längeren Zeitraum hinweg größer ist als bei herkömmlichen Bohrern. Auch die Bohrungen als solche sind maßhaltiger. Sie weisen eine exakte Rundung auf. Das Freilegen der äußeren Hartmetallstifte wird verhindert, da die Mantelfläche des Bohrkopfes durch die überstehende Längskante der Hart metallstifte vor Verschleiß geschützt ist. Schließlich haben Versuche ergeben, daß der Bohrfortschritt gegenüber herkömmlicher Bohrern mit Hartmetallstiften runden Querschnittsprofils bis zu etwa 10% höher sein kann. Die Erhöhung des Bohrfortschritts gegenüber diesen her kömmlichen Bohrern steigert sich mit zunehmender Abnützung des Bohrers.With such a training is the mounting hole for the more square pins designed so that they fit almost almost into the drill, can be used centering. That before the introduction of the hard metal pin is distributed during the heating Zen and inserting the hard metal pin in the spaces between the inner surface of the receiving bore and the flat order front surfaces of the polygonal carbide pin. This gives much better anchoring compared to the analog Anchoring of carbide pins with a round cross-sectional profile, which do not exactly center when inserted into the corresponding mounting hole are cash. Because of these conditions, the peripheral Tungsten carbide pins inserted into the peripheral mounting holes be that they are already along an outer longitudinal edge before loading use of the drill (i.e. without taking into account the expected Wear) the adjacent lateral surface of the drill head radially tower over. The peripheral hard metal pins can be parallel used to the drilling axis or with an inclination of preferably 3 ° will. It has been shown that with such an arrangement and Design of the hard metal pins with dimensional accuracy of the drill in the area of the drill head over a longer period of time is larger than with conventional drills. The holes as well such are more true to size. They have an exact curve. The exposure of the outer carbide pins is prevented because the Shell surface of the drill head through the protruding longitudinal edge of the Hart metal pins is protected from wear. Finally have attempts reveal that the drilling progress compared to conventional drills with Tungsten carbide pins with round cross-sectional profiles up to about 10% higher can be. The increase in drilling progress compared to this conventional drills increase with increasing wear of the drill.

Schließlich ist es möglich, die Stifte im eingelöteten Zustand stirn seitig nachzuschärfen.Finally, it is possible to forehead the pins in the soldered state sharpen each other.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigenThe invention based on the drawing of several Exemplary embodiments explained. Show it

Fig. 1 und 2 den Bohrer beim Bohren in einer Betonwand in Seitenansicht und Draufsicht, Fig. 1 and 2, the drill bit during drilling in a concrete wall in a side view and top view,

Fig. 3, 4, 5, 6 Varianten eines Bohrers in einer Dar stellung gemäß den Fig. 1, 2, Fig. 3, 4, 5, 6 variants of a drill in a Dar position according to FIGS. 1, 2,

Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem vergrößert dargestell ten Bohrer in Draufsicht, Fig. 7 shows a detail of an enlarged dargestell th drill in a top view,

Fig. 8, 9 einen Hartmetallstift aus den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1-7 in Seitenansicht und Drauf sicht, Fig. 8, 9 view a hard metal pin from the embodiments according to FIGS. 1-7 in side view and plan,

Fig. 10, 11 den koaxialen Hartmetallstift in einer Dar stellung entsprechend den Fig. 8, 9 und Fig. 10, 11 to the coaxial carbide pin in a Dar position corresponding to FIGS. 8, 9 and

Fig. 12 den koaxialen Hartmetallstift gemäß Fig. 10 in einer um 90° gedrehten Position. FIG. 12 shows the coaxial hard metal pin according to FIG. 10 in a position rotated by 90 °.

Der im folgenden als "Bohrer" bezeichnete Drehschlagbohrer ist zum drehschlagenden Bohren in Beton, Gestein und dergleichen mittels eines von Hand führbaren elektropneumatischen Bohrgerätes bestimmt und geeignet. Der Bohrkopf 10 aus Stahl weist wenigstens in diametralen Bereichen seines Außenumfanges etwa zylindrische Mantelflächen 10a auf. Hartmetallstifte 11, 11′ sind mit axialen Abschnitten gleichen Durchmessers in zylindrischen Aufnahmebohrungen 12 (Fig. 7) des Bohrkopfes 10 verankert. Sie sind in derartiger Anordnung in den Aufnahmebohrungen aufgenommen und eingelötet, daß wenigstens zwei periphere Hartmetallstifte 11′ über die benachbarte Mantelfläche 10a des Bohrkopfes über ihre gesamte Länge radial vorstehen. Die Hartmetallstifte 11, 11′ weisen ein polygonales Querschnittsprofil auf. Sie sind je an der inneren Mantelfläche ihrer Aufnahmebohrung 12 mittels ihrer Längskanten 11a zentriert. In sämtlichen Ausführungsbeispielen stehen die peripheren Hartmetallstifte 11′ derart über ihre gesamte Länge über die benachbarte Mantelfläche 10a des Bohrkopfes radial vor, daß sie entlang ihrer äußeren Längskante 11a außerhalb der axialen Projektion des Drehschlagbohrers liegen. In den konkreten Ausführungsbeispielen schließen die peripheren Hartmetallstifte 11′ einen Winkel α zur Bohrerachse a-a, der etwa 3° beträgt.The rotary impact drill, hereinafter referred to as "drill", is intended and suitable for rotary impact drilling in concrete, stone and the like by means of an electropneumatic drilling device which can be operated by hand. The drill head 10 made of steel has approximately cylindrical lateral surfaces 10 a at least in diametrical areas of its outer circumference. Hard metal pins 11, 11 ' are anchored with axial sections of the same diameter in cylindrical receiving bores 12 ( FIG. 7) of the drill head 10 . They are received and soldered in such an arrangement in the receiving bores that at least two peripheral hard metal pins 11 ' protrude radially over their entire length over the adjacent lateral surface 10 a of the drill head. The hard metal pins 11, 11 ' have a polygonal cross-sectional profile. They are each centered on the inner lateral surface of their receiving bore 12 by means of their longitudinal edges 11 a. In all embodiments, the peripheral hard metal pins 11 ' radially over their entire length over the adjacent lateral surface 10 a of the drill head that they lie along their outer longitudinal edge 11 a outside the axial projection of the rotary impact drill. In the specific embodiments, the peripheral hard metal pins 11 ' close an angle α to the drill axis aa, which is approximately 3 °.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 7 sind die Stirnseiten der Hartmetallstifte 11, 11′ durch zwei einen Winkel von ca. 90° zueinander einschließenden Flächen gebildet, die in einer zur Stiftachse b-b senkrecht und zur Bohrerachse a-a radial verlaufenden Schneide aneinandergrenzen. In den zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen entspricht das Querschnittsprofil der in den Aufnahmebohrungen 12 aufgenommenen axialen Abschnitte der Hartmetallstifte 11, 11′ einem regelmäßigen Achteck. Der im Bohrkopf in einer stirnseitigen Anformung 10b eingebettete und zentral angeordnete Hartmetallstift 11 ist größer als die übrigen peripheren bzw. nicht zentralen Hartmetallstifte. Der koaxiale Hartmetallstift 11 ist so angeordnet, daß er die übrigen Hartmetallstifte 11′ in axialer Richtung überragt. Die Stirnseite dieses zur Bohrerachse a-a koaxialen Hartmetallstiftes 11 ist durch vier Flächen von gleichem Grundriß gebildet. Diese vier Flächen grenzen unter Bildung von vier Schneiden 11c′ aneinander. Die Schneiden verlaufen entlang von Radialen Y, X (Fig. 11). Zwei Schneiden 11c′ verlaufen entlang einer ersten Radialen Y und schließen einen Winkel von 90° zueinander ein. Zwei weitere Schneiden 11c′′ verlaufen entlang einer zweiten, zur ersten senkrecht stehenden Radialen X und schließen einen Winkel von 135° zueinander ein. In allen Ausführungsbeispielen liegen die Schneiden 11c; 11c′; 11c′′ je mit zwei Längskanten in einer Ebene. Alle Hartmetallstifte 11, 11′ des Bohrkopfes 10 weisen ein Querschnittsprofil auf, das einem regel mäßigen Achteck entspricht. Alle peripheren Hartmetallstifte 11′ weisen gleiche Größe auf. Der als Zentrierorgan beim Bohren dienende zentrale Hartmetallstift 11 ist größer als ein zwischen dem zentralen Hartmetallstift 11 und einem peripheren Hartmetallstift 11′ einge betteter Hartmetallstift 11′′, der so groß wie der periphere Hartmetallstift 11′ oder auch etwas kleiner ausgebildet sein kann.In the exemplary embodiments of FIGS. 1 to 7, the end faces of the hard metal pins 11, 11 'are formed by two surfaces which enclose an angle of approximately 90 ° to one another and which adjoin one another in a cutting edge running perpendicular to the pin axis bb and radially to the drill axis aa. In the exemplary embodiments shown in the drawings, the cross-sectional profile of the axial sections of the hard metal pins 11, 11 'received in the receiving bores 12 corresponds to a regular octagon. The hard metal pin 11, which is embedded and centrally arranged in the end face of the boring 10 b, is larger than the other peripheral or non-central hard metal pins. The coaxial hard metal pin 11 is arranged so that it projects beyond the other hard metal pins 11 ' in the axial direction. The end face of this hard metal pin 11, which is coaxial with the drill axis aa, is formed by four surfaces of the same plan. These four surfaces border each other to form four cutting edges 11 c '. The cutting edges run along radial lines Y, X ( FIG. 11). Two cutting edges 11 c 'run along a first radial Y and form an angle of 90 ° to one another. Two further cutting edges 11 c '' run along a second radial X perpendicular to the first and form an angle of 135 ° to one another. In all embodiments, the cutting edges 11 c; 11 c ′; 11 c '' each with two longitudinal edges in one plane. All hard metal pins 11, 11 'of the drill head 10 have a cross-sectional profile which corresponds to a regular octagon. All peripheral hard metal pins 11 ' have the same size. The serving as a centering element during drilling central hard metal pin 11 is larger than a between the central hard metal pin 11 and a peripheral hard metal pin 11 ' embedded hard metal pin 11'' , which can be as large as the peripheral hard metal pin 11' or somewhat smaller.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß der Schaft 10c mit einer das Bohrklein aus dem Bohrloch fördernden Förderwendel versehen ist. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 3, 4 im wesentlichen dadurch, daß lediglich zwei periphere Hartmetall stifte 11′ und im übrigen eine Hartmetallplatte 14 vorgesehen ist, welche senkrecht zu einer Ebene c-c steht, in welcher die peripheren Hartmetallstifte 11′ liegen.The exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 differs from the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 essentially in that the shaft 10 c is provided with a conveying helix which promotes the cuttings from the borehole. The embodiment of FIGS. 5 and 6 differs from the embodiment of FIGS. 3, 4 essentially in that only two peripheral hard metal pins 11 ' and the rest of a hard metal plate 14 is provided, which is perpendicular to a plane cc, in which the peripheral hard metal pins 11 ' lie.

Claims

1. Bohrer zum drehschlagenden Bohren für ein von Hand führbares elektro-pneumatisches Bohrgerät mit einem mit Hartmetallstiften (11) bestückten Bohrkopf (10) aus Stahl, der wenigstens in diametralen Bereichen seines Außenumfanges etwa zylindrische Mantelflächen (10a) aufweist, wobei die Hartmetallstifte (11) mit axialen Abschnitten gleichen Durchmessers in zylindrischen Aufnahmebohrungen (12) des Bohrkopfes (10) in derartiger Anordnung aufgenommen und eingelötet sind, daß wenigstens zwei periphere Hartmetallstifte (11′) über die benachbarte Mantelfläche (10a) des Bohrkopfes (10) radial vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallstifte (11′) des Bohrkopfes (10) ein polygonales Querschnittsprofil aufweisen und mittels ihrer an der Wandung der entsprechenden Aufnahmebohrung (12) anliegenden Längskanten (11a) zentriert sind, wobei die Wandung der Aufnahmebohrung (12) je mit zwischen zwei benachbarten Längskanten (11a) gebildeten Flächen der Hartmetallstifte (11′) mit Lot gefüllte, kreissegmentförmige Zwischenräume begrenzt.1. Drill for rotary impact drilling for an electro-pneumatic drilling device which can be guided by hand and has a drilling head ( 10 ) made of steel equipped with hard metal pins ( 11 ), which has at least in diametrical areas of its outer circumference approximately cylindrical outer surfaces ( 10 a), the hard metal pins ( 11 ) with axial sections of the same diameter in cylindrical receiving bores ( 12 ) of the drill head ( 10 ) are received and soldered in such an arrangement that at least two peripheral hard metal pins ( 11 ' ) project radially beyond the adjacent lateral surface ( 10 a) of the drill head ( 10 ) , characterized in that the hard metal pins ( 11 ' ) of the drill head ( 10 ) have a polygonal cross-sectional profile and are centered by means of their longitudinal edges ( 11 a) lying against the wall of the corresponding receiving bore ( 12 ), the wall of the receiving bore ( 12 ) each with formed between two adjacent longitudinal edges ( 11 a) Chen the hard metal pins ( 11 ' ) filled with solder, circular segment-shaped spaces.

2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß periphere Hartmetallstifte (11′) derart über ihre gesamte Länge über die benachbarte Mantelfläche (10a) des Bohrkopfes (10) radial vorstehen, daß wenigstens eine ihrer Längskanten (11a) außerhalb der axialen Projektion des Drehschlagbohrers liegt. 2. Drill according to claim 1, characterized in that peripheral hard metal pins ( 11 ' ) project radially over their entire length over the adjacent lateral surface ( 10 a) of the drill head ( 10 ) that at least one of their longitudinal edges ( 11 a) outside the axial Projection of the rotary impact drill lies.

3. Bohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß peri phere Hartmetallstifte (11′) einen Winkel α zur Bohrerachse (a-a) einschließen, der kleiner als 6 Grad ist.3. Drill according to claim 1 or 2, characterized in that peri phere hard metal pins ( 11 ' ) include an angle α to the drill axis (aa) which is less than 6 degrees.

4. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der peripheren Hartmetallstifte (11′) durch zwei einen Winkel von ca. 90° zueinander einschließenden Flächen gebildet sind, die in einer zur Stiftachse (b-b) senkrecht und zur Bohrerachse (a-a) radial verlaufenden Schneide (11b) aneinan dergrenzen.4. Drill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end faces of the peripheral hard metal pins ( 11 ' ) are formed by two surfaces at an angle of approximately 90 ° to one another, which are perpendicular to and in relation to the pin axis (bb) Drill axis (aa) radially extending cutting edge ( 11 b) against each other.

5. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Querschnittsprofil der in den Aufnahmebohrungen (12) aufgenommenen axialen Abschnitte der Hartmetallstifte (11; 11′) einem regelmäßigen Achteck entspricht.5. Drill according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional profile of the axial sections of the hard metal pins ( 11; 11 ' ) received in the receiving bores ( 12 ) corresponds to a regular octagon.

6. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite eines zur Bohrerachse (a-a) koaxialen Hart metallstiftes (11) des Bohrkopfes (10) durch vier Flächen von gleichem Grundriß gebildet ist, welcher unter Bildung von vier Schneiden aneinandergrenzen, von welchen zwei Schneiden (11c′) entlang einer ersten Radialen (y) verlaufen und einen Winkel von 90° zueinander einschließen und von welchen zwei weitere Schneiden (11c′′) entlang einer zweiten Radialen (x) verlaufen und einem Winkel von etwa 135° zueinander einschließen.6. Drill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end face of a coaxial to the drill axis (aa) hard metal pin ( 11 ) of the drill head ( 10 ) is formed by four surfaces of the same plan, which adjoin one another to form four cutting edges , of which two cutting edges ( 11 c ′) run along a first radial (y) and enclose an angle of 90 ° to one another and of which two further cutting edges ( 11 c ′ ′) run along a second radial (x) and an angle of enclose about 135 ° to each other.

7. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen koaxial zur Bohrerachse (a-a) angeordneten Hartmetallstift (11), der die übrigen Hartmetallstifte (11′) in axialer Richtung überragt.7. Drill according to one of the preceding claims, characterized by a coaxial to the drill axis (aa) arranged hard metal pin ( 11 ) which projects beyond the other hard metal pins ( 11 ' ) in the axial direction.

8. Bohrer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (11c) je mit zwei benachbarten Längskanten (11b′) in einer Ebene liegen.8. Drill according to claim 6, characterized in that the cutting edges ( 11 c) each with two adjacent longitudinal edges ( 11 b ') lie in one plane.

9. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß alle Hartmetallstifte (11, 11′) des Bohrkopfes (10) ein Querschnittsprofil aufweisen, das einem regelmäßigen Achteck entspricht, wobei alle peripheren Hartmetallstifte (11′) gleiche Größe aufweisen.9. Drill according to one of the preceding claims, characterized in that all hard metal pins ( 11, 11 ' ) of the drill head ( 10 ) have a cross-sectional profile which corresponds to a regular octagon, with all peripheral hard metal pins ( 11' ) having the same size.