DE4436916A1

DE4436916A1 - Bohrwerkzeug mit Trägerkörper und Schneidkörpern

Info

Publication number: DE4436916A1
Application number: DE4436916A
Authority: DE
Inventors: Werner Kleine
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1994-10-15
Filing date: 1994-10-15
Publication date: 1996-04-18
Also published as: US5628376A; JP3706664B2; DE59506217D1; KR100318971B1; CA2160042A1; EP0707129A3; HU9502975D0; JPH08199964A; KR960014591A; FI954850A; DK0707129T3; ATE181398T1; CN1081280C; HUT72769A; CN1128321A; EP0707129A2; FI954850A0; HU216401B; CA2160042C; FI111980B

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug mit Trägerkörper und einem oder mehreren Schneidkörpern, deren in radialer Richtung gemessene Breite entgegen der Bohrrich tung teilweise kontinuierlich abnimmt, wobei die Schneidkörper die Umfangskontur des Trägerkörpers radial und axial überragen.

Bohrwerkzeuge der hier in Rede stehenden Art dienen dem Abbau von Gestein, Beton, Mauerwerk und dergleichen Materialien. Insbesondere im Aufbau der Trägerkörper kön nen sie unterschiedlich ausgebildet sein. Gemeinsam ist den Bohrwerkzeugen jedoch, daß sie im bohrrichtungsseitigen Endbereich einen oder mehrere Schneidkörper auf weisen, wobei diese Schneidkörper aus verschleißfestem Werkstoff wie Hartmetall, Hartstoff oder dergleichen bestehen.

Aus der Sicht des Trägerkörpers besteht beispielsweise die Möglichkeit, diesen in Form eines Schaftes auszubilden, der am Umfang eine Wendel trägt, die einstückig angeformt oder damit verbunden sein kann. Bohrrichtungsseitig sowie radial wird der Trägerkörper von Schneidkörpern überragt, wobei es sich beispielsweise bei kleineren Durchmessern um einen einzigen und bei größeren Durchmessern um mehrere Schneidkörper handeln kann. Ein derartiges Bohrwerkzeug, insbesondere für größere Durchmesser, ist bei spielsweise aus der DE-PS 25 43 578 bekannt.

Darüber hinaus besteht - insbesondere für die Herstellung von Bohrungen größerer Durchmesser - die Möglichkeit, den Trägerkörper als Hohlbohrkrone auszubilden. In die sem Falle wird der bohrrichtungsseitige Bereich des Trägerkörpers sowohl axial als auch radial von Schneidkörpern überragt, die über den Umfang verteilt an dem als Hohlbohr krone ausgebildeten Trägerkörper angeordnet sind. Dabei darf die Länge der Schneid körper in Bohrrichtung ein Mindestmaß nicht unterschreiten, damit zwischen Schneid körper und Trägerkörper eine ausreichend große Kontaktfläche vorhanden ist, welche zur Übertragung der auftretenden Kräfte in der Lage ist. Eine solche Hohlbohrkrone ist beispielsweise aus der DE-PS 24 19 548 bekannt.

Wie die vorgenannten bekannten Bohrwerkzeuge zeigen, ist den Schneidkörpern ge meinsam, daß deren in radialer Richtung gemessene Breite entgegen der Bohrrichtung kontinuierlich abnimmt. Im Falle der Hohlbohrkrone als Trägerkörper bedeutet dies, daß die in radialer Richtung gemessene Breite der Schneidkörper entgegen der Bohrrichtung kontinuierlich sowohl zur Innen- als auch zur Außenkontur des Trägerkörpers hin ab nimmt. Mit dieser Abnahme der Breite der Schneidkörper soll erreicht werden, daß die Reibung der Schneidkörper an der Wandung der herzustellenden Bohrung verringert wird.

Solange die Bohrwerkzeuge neu sind, wird die Zielsetzung einer Verringerung der Rei bung weitgehend erreicht. Je länger der Einsatz der Bohrwerkzeuge aber dauert, desto stärker nähert sich die radial gemessene Breite der Schneidkörper aufgrund des Ver schleißes in radialer Richtung einem konstanten Maß. Dies führt dazu, daß die an der Wandung der herzustellenden Bohrung reibende Fläche der Schneidkörper entgegen der Bohrrichtung immer länger wird, was dazu führt, daß durch laufende Erhöhung der Reibung der Wirkungsgrad der Bohrwerkzeuge erheblich abnimmt. Im Extremfalle erstreckt sich die an der Wandung der herzustellenden Bohrung reibende Fläche der Schneidkörper über deren gesamte axiale Länge, d. h. auch über die Länge, um die die Schneidkörper im Trägerkörper eingebettet sind. Dies führt schließlich zu einer Überlastung der Antriebsgeräte und zum Festklemmen der Bohrwerkzeuge in der herzustellenden Bohrung.

Die geschilderte Problematik wird bei den in den letzten Jahren vermehrt Verwendung findenden Vollbohrern mit mehr als einem Schneidkörper noch verstärkt. Diese Bohr werkzeuge erzeugen kreisrunde Löcher mit engeren Toleranzen als die bisher üblichen, mit einem Schneidkörper versehenen Bohrwerkzeuge. Der Klemmeffekt durch den vor stehend genannten Verschleiß fällt dadurch besonders ins Gewicht, so daß die diesbe zügliche Problematik wesentlich verschärft wird. In gleich verschärfter Weise tritt diese Problematik auch bei Bohrwerkzeugen auf, deren Trägerkörper als Hohlbohrkrone mit mehreren Schneidkörpern ausgebildet ist, da auch solche Bohrwerkzeuge zu Bohrungen mit engen Toleranzen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug zu schaffen, bei welchem selbst bei längerem Einsatz die Reibung der Schneidkörper an der Wandung der herzu stellenden Bohrung nicht in einer den Wirkungsgrad herabsetzenden Weise erhöht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die in radialer Richtung ge messene Breite der Schneidkörper entgegen der Bohrrichtung anschließend an die kontinuierliche Abnahme sich in einer Stufe verringert.

Die erfindungsgemäße Abnahme der in radialer Richtung gemessenen Breite der Schneidkörper in Form einer Stufe führt zu einer Art Taillierung der Schneidkörper in ih rer radial gemessenen Breite. Dies hat zur Folge, daß selbst nach längerem Einsatz der Bohrwerkzeuge die zur Reibung an der Wandung der herzustellenden Bohrung führende Länge der Schneidkörper entgegen der Bohrrichtung bis höchstens zur Stufe reicht. Es wird somit ein noch zulässiger Maximalbetrag an Reibung nicht überschritten, unabhän gig von der Länge des Einsatzes der Bohrwerkzeuge.

Selbst bei den erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugen nimmt die Reibung mit fortdauern dem Einsatz um ein gewisses Maß zu. Der Maximalbetrag der Reibung kann durch die erfindungsgemäße Stufe jedoch derart begrenzt werden, daß die Reibung noch keinen wirkungsgradmindernden Einfluß hat. Abhängig ist dieser Maximalbetrag von der Wahl der Anordnung der Stufe, wobei sich diesbezüglich gezeigt hat, daß bevorzugte Werte dann entstehen, wenn das in axialer Richtung gemessene Maß vom freien Ende der Schneidkörper bis zur Stufe der Verringerung etwa dem 0,3- bis 0,5-fachen der gesamten in axialer Richtung gemessenen Länge der Schneidkörper entspricht.

Unabhängig von der Ausbildung des Trägerkörpers ist es von Vorteil, wenn die Stufe der Verringerung im Bereich des bohrrichtungsseitigen Endes des Trägerkörpers liegt. Damit wird erreicht, daß maximal der in axialer Richtung überstehende Bereich zur Bildung der für die Reibung verantwortlichen Länge beiträgt. Der Bereich, welcher der Einbindung der Schneidkörper im Trägerkörper dient, kann damit zu keiner unzulässigen Erhöhung der Reibung des Bohrwerkzeuges an der Wandung der herzustellenden Bohrung führen.

Um sicherzustellen, daß der entgegen der Bohrrichtung an die Stufe anschließende Bereich der Schneidkörper nicht an der Reibung teilnimmt, ist eine ausreichende Redu zierung der in radialer Richtung gemessenen Breite der Schneidkörper im Anschluß an die Stufe sicherzustellen. Dies wird dann erreicht, wenn in bevorzugter Weise sich die in radialer Richtung gemessene Breite der Schneidkörper an der Stufe um mindestens 30% des Maßes reduziert, um welches die Schneidkörper den Trägerkörper entgegen der Bohrrichtung im Anschluß an die Stufe radial überragen. Dies bedeutet, daß sich die in radialer Richtung gemessene Breite der Spreizkörper im Anschluß an die Stufe bis maximal zur Außenkontur des Trägerkörpers reduzieren kann.

Im Sinne eines symmetrischen Aufbaus der Schneidkörper ist zweckmäßigerweise vor gesehen, daß sich die in radialer Richtung gemessene Breite an beiden Breitseiten der Schneidkörper in einer Stufe verringert.

Wie bereits darauf hingewiesen, werden für Bohrungen größerer Durchmesser bevor zugt Trägerkörper in Form einer Hohlbohrkrone verwendet. Auch bei solchen Trägerkör pern, wo die Schneidkörper über den stirnseitigen Umfang verteilt sind, führt die erfin dungsgemäße Taillierung zu den genannten Vorteilen. Demnach ist gemäß einer wei teren Ausführungsform der Erfindung der Trägerkörper eine Hohlbohrkrone, wobei die in radialer Richtung gemessene Breite der Schneidkörper entgegen der Bohrrichtung an schließend an die kontinuierliche Abnahme sich in einer Stufe zur Innen- und Außen kontur des Trägerkörpers hin verringert. Auch hier sind die Schneidkörper zweckmäßi gerweise symmetrisch aufgebaut, d. h. die in radialer Richtung gemessene Breite der Schneidkörper verringert sich an beiden Breitseiten in einer Stufe. Ebenso fällt in bevor zugter Weise die Stufe im wesentlichen mit dem bohrrichtungsseitigen Ende des Träger körpers zusammen. Hinausgehend über die genannten Vorteile wird mit der erfindungsgemäßen Ausbildung die Entnahme der Bohrkerne wesentlich verbessert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des bohrrichtungsseitigen Bereiches eines Bohrwerkzeu ges gemäß Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch den bohrrichtungsseitigen Bereich eines Bohrwerk zeuges gemäß Erfindung, mit einem als Hohlbohrkrone ausgebildeten Trägerkörper.

Das Bohrwerkzeug gemäß Fig. 1 besteht aus einem Trägerkörper 1 und einem Schneidkörper 2. Der Schneidkörper 2 ist im Trägerkörper 1 eingebettet.

Wie die Fig. 1 ferner zeigt, nimmt die in radialer Richtung gemessene Breite R des Schneidkörpers 2 im Bereich K kontinuierlich ab, bis zu einer Stufe S. An der Stufe S erfolgt eine weitere Abnahme der in radialer Richtung gemessenen Breite R. Gemäß dem in der Fig. 1 dargestellten Beispiel fällt die Stufe S im wesentlichen mit dem bohr richtungsseitigen Ende E des Trägerkörpers 1 zusammen. Um das Maß B überragt der Schneidkörper 2 das bohrrichtungsseitige Ende E des Trägerkörpers 1, wobei die ge samte Länge des Schneidkörpers 2 dem Maß A entspricht.

Das Bohrwerkzeug gemäß Fig. 2 weist einen als Hohlbohrkrone ausgebildeten Träger körper 3 auf, in welchen Schneidkörper 4 eingebettet sind. Die Schneidkörper 4 überra gen die Wandstärke des Trägerkörpers 3 in radialer Richtung und übersteigen das bohr richtungsseitige Ende E des Trägerkörpers 3.

Wie die Fig. 2 ferner zeigt, verringert sich die in radialer Richtung gemessene Breite R der Schneidkörper 4 entgegen der Bohrrichtung kontinuierlich im Bereich K bis zur Stufe S. An der Stufe S erfolgt eine weitere Verringerung der in radialer Richtung gemessenen Breite R in der Weise, daß die Wandstärke des Trägerkörpers 3 in radialer Richtung nur noch geringfügig von den Schneidkörpern 4 überragt wird. Die Stufe S fällt - wie das in der Fig. 2 gezeigte Beispiel zeigt - mit dem bohrrichtungsseitigen Ende E des Trägerkör pers 3 zusammen. Um die Länge B übersteigen die Schneidkörper 4 das bohrrichtungs seitige Ende E des Trägerkörpers 3 in Bohrrichtung, während die gesamte Länge der Schneidkörper 4 dem Maß A entspricht.

In den Beispielen sowohl gemäß Fig. 1 als auch gemäß Fig. 2 überragt die in radialer Richtung gemessene Breite R der Schneidkörper 2, 4 entgegen der Bohrrichtung an schließend an die Stufe S den Trägerkörper 1, 3 noch geringfügig. Dieses Überragen kann sich im Extremfalle vollständig reduzieren, so daß die in diesem Bereich gemes sene radiale Breite der Schneidkörper 2, 4 der in radialer Richtung gemessenen Er streckung des Trägerkörpers 1, 3 - im Falle einer Hohlbohrkrone deren Wandstärke - ent spricht.

Claims

1. Bohrwerkzeug mit Trägerkörper (1, 3) und einem oder mehreren Schneidkörpern (2, 4), deren in radialer Richtung gemessene Breite (R) entgegen der Bohrrichtung teilweise kontinuierlich abnimmt, wobei die Schneidkörper (2, 4) die Umfangskontur des Trägerkörpers (1, 3) radial und axial überragen, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung gemessene Breite (R) der Schneidkörper (2, 4) ent gegen der Bohrrichtung anschließend an die kontinuierliche Abnahme (K) sich in einer Stufe (S) verringert.

2. Schneidkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in axialer Richtung gemessene Maß (B) vom freien Ende der Schneidkörper (2, 4) bis zur Stufe (S) der Verringerung etwa dem 0,3- bis 0,5-fachen der gesamten, in axialer Richtung gemessenen Länge (A) der Schneidkörper (2, 4) entspricht.

3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (S) der Verringerung im Bereich des bohrrichtungsseitigen Endes (E) des Träger körpers (1, 3) liegt.

4. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die in radialer Richtung gemessene Breite (R) der Schneidkörper (2, 4) an der Stufe (S) um mindestens 30% des Maßes reduziert, um welches die Schneidkör per (2, 4) den Trägerkörper (1, 3) entgegen der Bohrrichtung im Anschluß an die Stufe (S) radial überragen.

5. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die in radialer Richtung gemessene Breite (R) an beiden Breitseiten der Schneidkörper (2, 4) in einer Stufe (S) verringert.

6. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (3) eine Hohlbohrkrone ist und die in radialer Richtung gemes sene Breite (R) der Schneidkörper (4) entgegen der Bohrrichtung anschließend an die kontinuierliche Abnahme (K) sich in einer Stufe (S) zur Innen- und Außenkontur des Trägerkörpers (3) hin verringert.