DE2211532C2 - Bohrer mit wendelförmiger Bohrmehlnut - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Bohrer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei diesem Bohrer (DE-PS 8 29 568) verlaufen die Bohrmehlkopfnuten etwa axial und gehen in die
Bohrmehlnut des Bohrerschaftes über. Ist das gebohrte Loch noch nicht tief, stellt der Bohrmehltransport meist
kein Problem dar; das Bohrmehl spritzt vom Bohrerkopf weg durch die Bohrmehlkopfnuten nach hinten in
die Bohrmehlnut und wird in dieser weitergefördert Mit zunehmender Bohrtiefe nimmt jedoch der Füllungsgrad
der Bohrmehlkopfnuten zu, so daß das Bohrmehl nicht mehr in die Bohrmehlnut des Bohrerschaftes spritzen
kann. Der Bohrmehltransport er'olgt dann in einem langsamen Hochsteigen des Bonrmehls von den
Bohrmehlkopfnuten in die Bohrmehlnut. Der Schneideteil ragt außerdem in die Bohrmehlkopfnut und
behindert dadurch zusätzlich den Bohrmehlabtransport.
Dadurch ergibt sich eine verhältnismäßig geringe Bohrleistung und eine große mechanische Belastung des
Bohrers. Insbesondere infolge dieser hohen mechanischen Belastung kann es bei dem Bohrer zu sogenannten
Kopfbrüchen kommen, die in der Regel vom Bodenabschnitt des Diametralschlitzes ausgehen, da an
dieser Stelle eine starke Schwächung des Bohrerquerschnittes gegeben ist und Kerbwirkungen auftreten. Da
der Bodenabschnitt des Diametralschlitzes senkrecht zur Bohrerachse liegt, setzt die Querschnittsschwächung,
bezogen auf die Bohrerachse, über den gesamten Bohrerdurchmesser in einem einzigen Axialbereich ein,
so daß der Bohrerkopf schon bei verhältnismäßig geringen Belastungen brechen kann. 1st der Schneidteil
außerdem durch Löten im Diametralschlitz befestigt, dann ist der gehärtete Bohrer im Bereich der
Querschnittsschwächung infolge der hohen Löttemperatur ausgeglüht, so daß sich eine Härteübergangszone
bildet, die ebenfalls leicht zu Kopfbrüchen führt.
Es sind auch Bohrer bekannt (US-PS 26 35 856 und DEi-Gm 12 07 264), bei denen der Diametralschlitz einen dachförmigen Bodenabschnitt aufweist, dessen beide äußere Enden auf gleicher Höhe liegen. Der Steg der Bohrmehlnut wird von den Enden des Diametralschiit-
Es sind auch Bohrer bekannt (US-PS 26 35 856 und DEi-Gm 12 07 264), bei denen der Diametralschlitz einen dachförmigen Bodenabschnitt aufweist, dessen beide äußere Enden auf gleicher Höhe liegen. Der Steg der Bohrmehlnut wird von den Enden des Diametralschiit-
zes unterbrochen, so daß die Festigkeit des ßohrerkopfes
in diesem Bereich verringert wird. Darüber hinaus treten während des Bohrens in diesem Bereich
Kerbwirkungen auf, die ebenfalls zu einem vorzeitigen Bruch des Bohrers führen können. Außerdem ragt der
Schneidteil in die Bohrmehlkopfnut, so daß nur ein ungenügender Abtransport des Bohrmehls von der
Bohrerspitze in die Bohrmehlnut des Bohrerschaftes erreicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Bohrer so auszubilden, daß der
Bohrerkopf durch den Schneidteil nur wenig geschwächt wird und dßr Schneidteil den Bohrmehlabtransport
in der Bohrmehlkopfnut nicht behindert
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 geJöst
Bei dem erfindungsgerr.äßen Bohrer wird der Steg
der Bohrmehlnut durch den Diametralschlitz nicht unterbrochen, so daß eine Kerbwirkung in diesem
Bereich vermieden wird, wodurch auch höhere Belastungen des Bohrerkopfes nicht zu einem Bruch des
Bohrers führen. Die Ouerschnitisschwächung des Bohrerkopfes infolge des Diametralschlitzo? erstieckt
sich wegen des schrägen Verlaufes über einen großen Axialbereich des Bohrers, so daß die Querschnittsschwächung nicht in einem einzigen Axialbereich
einsetzt und der Bohrer sehr hohe Belastungen aushalten kann, ohne zu Bruch zu gehen. Da der Steg
der Bohrmehlnut durch den Schneidteil nicht unterbrochen und die eine Seite des Schneidteiles mit der
Ausnehmung versehen ist, behindert er den Bohrmehlabtransport nicht, so daß ein rascher Bohrfortschritt
gewährleistet ist. Das Bohrmehl kann vom Bohrgrund durch die Ausnehmung des Schneidteiles unmittelbar in
die Bohrmehlkopfnut gelangen, von der aus das Bohrmehl kontinuierlich und rasch zur Bohrmehlnut des
Bohrerschaftes transportiert wird.
Die Erfindung wird anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
Es zeigt
F i g. 1 d?~ kopfseitige Ende eines erfindungsgemäßen
Bohrers in Ansicht,
F i g. 2 den Bohrer gem. F i g. I in Rückansicht,
F i g. 3 den Bohrer gem. F i g. 1 in Ansicht von rechts, F i g. 4 den Bohrer gem. F i g. 1 in Ansicht von links,
F i g. 5 und 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungvgemäßen Bohrers in Da. Stellungen entsprechend
den F i g. 2 und 4.
Der Bohrer nach den Fig. 1 bis 4 hat einen Bohrerschaft 1, dessen Ende einen Bohrkopf 2 aufweist.
Der Bohrerschaft 1 is'i mit einer Bohrmehlwendel 3
versehen, deren Steg 5 eine Bohrmehlnut 4 begrenzt. Die Rückenfläche 5' des umlaufenden Steges 5 liegt in
einer Mantelfläche einas gedachten Zylinders und bestimmt den Außendurchmesser des Bohrers. Diese
geometrische Form des Bohrerschaftes 1 ist bis an das Ende des Bohrkopfes 2 nahezu bis an die Bohrerspitze
kontinuierlich fortgeführt. Im Bohrkopf 2 ist ein symmetrisch zu einer Axialebene des Bohrers liegender
Diametralschlitz 6 zur Aufnahme einer Schneidplatte 10 aus Hartmetall oder dgl. vorgesehen. Der Boden 7 des
Diametralschlitzes 6 verläuft mit einer der halben Steigung der Bohrmehlnut 4 entsprechenden Neigung
schräg zur Bohrerachse. Der Boden 7 durchbricht die Außenfläche des Bohrkopfes 2 an zwei diametral
einander gegenüberliegenden Stellen 8,9, die an der der Bohrerspitze zugewandten Seite des zugehörigen
AbschniUes des Stege·; 5 in der Bohrmehlwendel 3
liegen; dadurch wird der Steg 5 vom Diametralschlitz 6 nicht durchbrochen, vielmehr umläuft er den Diametralschlitz.
Dieser hat eine verhältnismäßig große Tiefe, so daß die Schneidplatte sicher im Diametralschütz,
beispielsweise durch Löten, befestigt werden kann.
Die Schneidplatte 10 hat zwei stumpfwinklig zueinander und symmetrisch zur Bohrerachse liegende Schneiden
11, 12 und eine in der Bohrerachse liegende Schneidenspitze 13. Eine von den Schneiden U, 12
ίο abgewandte Unterseite 14 der Schneidplatte 10 verläuft
entsprechend der Neigung des Bodens 7 des Diametralschlitzes 6 schräg und liegt ganzflächig am Boden an.
Der Boden 7 des Diametralschlitzes 6 und die Unterseite 14 der Schneidplatte 10 sind zur Vermeidung
υ von Kerbwirkungen jeweils abgerundet, im dargestellten
Ausführungsbeispiel im Querschnitt halbkreisförmig abgerundet Die Breite der Schneidplatte 10 ist
geringfügig größer als der Durchmesser des gedachten Zylinders, so daß die Schneidplatte mit ihren unterschiedlich
langen Seiten 15, 16 geringfügig über den Umfangdes Bohrerschaftes 1 ragt
Das bohrerkopfseitige Ende 1/ des Steges 5 liegt nahe der Unterseite 14 der Schneidplatte 10 bzw. nahe
demjenigen Ende 8 des Diametralschlitzes 6, das geringeren Abstand von der Bohrerspitze hat, und
verläuft über die ganze Breite des Diametralschlitzes bis in die- Ebene einer Brustfläche 18 der zugehörigen
Schneide IZ Das Ende 17 des Steges 5 schließt in Bohrerachsrichtung gesehen, etwa rechtwinklig an die
Schneidplatte 10 an, wodurch sich ein günstiger Bohrmehltransport und eine hohe Festigkeit des
Bohrkopfes 2 ergeben. Die Brustfläche 18 wird durch eine Seitenfläche der Schneidplatte 10 gebildet. Im
Bereich dieser Brustfläche 18 weist ein den Diametralschlitz 6 aufweisender und die Schneidplatte 10
aufnehmender vorstehender Kernteil 20 des Bohrkopfes 2 bzw. des Bohrerschaftes 1 eine Bohrmehlleitfläche
21 auf, die quer zur Ebene der Brustfläche 18 und entsprechend der Steigung der Bohrmehlwendel 3
schräg zur Bohrerachse liegt Die Bohrmehlleitfläche 21 hat kleineren Abstand von der Bohrerachse als die
zugehörige Seite 16 der Schneidplatte 10 und die Rückenfläche 5' des Steges 5. Die andere Schneide 11
der Schneidplatte 10 schließt an eine weitere Brustfläehe 19 an, in deren Bereich der Kernteü 20 ebenfalls eine
ähnliche Bohrmehlleitfläche 22 aufveist, dis jedoch länger ist und einen halben Gang tiefer auf den Steg 5
trifft als die Bohrmehlleitfläche 21. Die der Bohrmehlleitfläche 22 zugehörige Seite 15 der Schneidplatte 10 ist
so zum Durchlaß des Bohrmehles mit einer beispielsweise annähernd halbkreisförmigen Ausnehmung 23 versehen,
die praktisch eine kontinuierliche Fortsetzung bzw. einen Zwischenabschnitt der Bohrmehlnut 4 bildet.
Der Kernteil 20 hat zwei beiderseits der Schneidplat- :e i0 hegende Abschnitte einer Stirnfläche 24; diese Abschnitte bilden jeweils eine im wesentlichen kontinuierliche Fortsetzung einer Rückenfläche 25, 26 der zugehörigen Schneide 11, 12 und gehen jeweils abgewinkelt in die zugehörige Bohrmehlleitfläche 21,2?
Der Kernteil 20 hat zwei beiderseits der Schneidplat- :e i0 hegende Abschnitte einer Stirnfläche 24; diese Abschnitte bilden jeweils eine im wesentlichen kontinuierliche Fortsetzung einer Rückenfläche 25, 26 der zugehörigen Schneide 11, 12 und gehen jeweils abgewinkelt in die zugehörige Bohrmehlleitfläche 21,2?
über, wodurch df Bohrer im Bohrloch günstig geführt
werden kann. Die Stirnflächenabschnitte 24 können in einer gemeinsamen Konusfläche liegen. Der Kernteil 20
reicht annähernd bis zur Schneidenspitr:e 13, wodurch sich ein von der Schneidenspitze stetig bis zum Steg 5
der Bohrmehlwendel 3 zunehmender Querschnitt des Bohrkopfes 2 erjbt. Um eine möglichst geringe
Schwächung des Bohrerquerschnittes zu erzielen, ist die in Bohrerachsrichtung gemessene Länge des Kernteiles
20 kleiner als die Ganghöhe der Bohrmehlwendel 3.
Die Bohrmehlnut 4 geht kontinuierlich in eine
Bohrmehlkopfnut 27 des Bohrkopfes 2 über, die bis an die Schneidplatte 10 bzw. an die von der Brustfläche 18
der zugehörigen Schneide 12 abgewandte Rückseite der s Schneidplatte reicht Von der Schneide 11 abgetragenes
Bohrmehl gelangt durch die Ausnehmung 23 in die Bohrmehlkopfnut 27, während von der Schneide 12
abgetragenes Bohrmehl über die zugehörige Bohrmehl- leitfläche 21 unmittelbar in die Bohrmehlkopfnut 27 to
bzw. in die Bohrmehlnut 4 gelangt. Da die Bohrmehlnut 4 im Bohrerkopf 2 als Bohrmehlkopfnut 27 bis an die
Schneidplatte 10 weitergeführt ist, wird das Bohrmeh! sofort nach dem Loshämmern von der Bohrmehlwendel
3 erfaßt und abtransportiert, ohne daß zunächst ein im wesentlichen nur axial gerichteter Bohrmehltransport
erforderlich ist, so daß sich ein sehr hoher Bohrfortschritt ergibt.
D1Cr Bohrer gem. den F i g. 5 und 6 unterscheidet sich
vom Bohrer gem. den Kig. 1 bis 4 im wesentlichen
dadurch, daß in der entsprechenden Seite 15a der Schneidplatte 1Oe nur eine verhältnismäßig flache
Ausnehmung 23a vorgesehen ist und die zugehörige Bohrmehlleitfläche 22a in eine Ausnehmung 28 im
zugehörigen Abschnitt des Steges 5a der Bohrmehlwendel 3s übergeht. Dadurch wird das an der Bohrmehlleitfläche 22a anfallende Bohrmehl unmittelbar in den
nächsten Gang der Bohrmehlnut 4a und nicht, wie bei der Ausführungsform gem. den F i g. 1 bis 4, an der
Schneidplatte vorbeigeleitet. Die Ausnehmung 28 ist durch einen V-förmigen Einschnitt gebildet, dessen eine
Seite in der Ebene der Brustfläche 19a der zugehörigen Schneide 1 la und dessen andere Seite etwa in der Ebene
der Bohrmehlleitfläche 22a liegt.
Bei den beschriebenen Bohrern reicht die geometrische Form des Bohrkopfes höchstens bis an die
gedachte Fortführung der geometrischen Form des Bohrerschaftes, so daß jeder beliebige Axialabschnitt
des Bohrerschaftes durch entsprechende Bearbeitung als Bohrkopf ausgebildet werden kann.
Claims (12)
1. Bohrer, insbesondere Gesteinsbohrer, mit einem wenigstens eine wendeiförmige, durch einen
Steg begrenzte Bohrmehlnut aufweisenden Bohrerschaft, an dessen vorderem Ende ein einstückig mit
dem Schaft ausgebildeter Bohrkopf vorgesehen ist, der in einem Diametralschlitz einen Schneidteil aus
Hartmetall oder dgl, aufnimmt und mindestens eine ohne Unterbrechung der Bohrmehlnut bis hin zum
Schneidteil verlaufende, eine Fortsetzung der am Bohrerschaft ausgebildeten Bohrmehlnut darstellende
Bohrmehlkopfnut aufweist, wobei der Schneidteil
mit seiner Unterseite auf einem entsprechend ausgebildeten Bodenabschnitt des Diametralschlitzes
aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenabschnitt (7) des Diametralschlitzes (6)
über seine gesamte Länge mit einer etwa der halben Steigung der Bohrmehlnut (4) entsprechenden
Neigung schräg zur Bohrerlängsachse verläuft, daß der SchneHteil (10) an wenigstens einer Seite (15)
eine Ausnehmung (23) aufweist, die einen Zwischenabschnitt
der Bohrmehlkopfnut (27) bildet, und daß der Steg (5) der Bohrmehlnut den Diametralschlitz
(6) ohne Stegunterbrechung umläuft
2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bohrerkopfseitige Ende (17) des Steges
(5) der Bohrmehlnut (4) neben der Unterseite (14) des Schneidteiles (10) verläuft und bis an die
Brustfläche (18) der zugehörigen Schneide (12) geführt ist.
3. Bohrer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein über das am Bohrkopf liegende Ende des Steges der
Bohrmehlr.ut vorstehender Kernteil des Bohrerschaftes an einer Brustflär.he der jeweiligen Schneide
des Schneidteiles eine ?: dieser Brustfläche querliegende und gegenüber deren Seitenrand zur
Bohrerachse versetzte Bohrmehlleitfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrmehlleitfläche
(21, 22) entsprechend der Steigung des angrenzenden Abschnittes der Bohrmehlnut (4) schräg zur
Bohrerachse liegt.
4. Bohrer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernteil (20) des Bohrerschaftes (1) eine
Stirnfläche (24) aufweist, die eine kontinuierliche Fortsetzung der zugehörigen Schneidenrückenfläche
(25, 26) bildet und abgewinkelt in die Bohrmehlleitfläche (21,22) übergeht.
5. Bohrer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bohrerachsrichtung
gemessene Länge des Kernteils (20) des Bohrerschaftes (1) kleiner ist als die Ganghöhe der
Bohrmehlnut (4).
6. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der
Bohrerachse gemessene Tiefe des Diametralschlitzes (6) kleiner ist als die Ganghöhe der Bohrmehlnut
(4)·
7. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenabschnitt (7)
an seinen beiden Enden (8, 9) annähernd bis an den Steg (5) der Bohrmehlnut (4) reicht und entlang der
der Bohrerspitze zugewandten Seite dieses Steges verläuft.
8. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Seite (15) des
Schneidteiles (10), die dem beim Bohrkopf (?) liegenden Ende (17) des Steges (5) der Bohrmehlnut
(4) gegenüberliegt, die Ausnehmung (23) aufweist
9. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (23) wenigstens teilweise einen gleichförmigen Teil der
Bohrmehlnut bildet
10. Bohrer nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrmehlleitfläche
{22a), die dem beim Bohrkopf (2a) liegenden Ende
(17a) des Steges (5a) der Bohrmehlnut (Aa) gegenüberliegt, in eine Ausnehmung (28) am
zugehörigen Abschnitt des Steges übergeht, die eine Verbindung zwischen zwei benachbarten Gängen
der Bohrmehlnut bildet
11. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenabschnitt (7) des Diametralschlitzes (6) und die Unterseite (14) des
Schneidteiles (10) im Querschnitt ineinandergreifend abgerundet sind.
12. Bohrer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenabschnitt (7) des Diametralschlitzes
(6) konkav und die Unterseite (14) des Schneidteiles (10) entsprechend konvex gerundet
sind.
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