DE2358447B1 - Gesteinsbohrer für drehschlagbohrmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer bis maximal 12 mm Nenndurchmesser für Drehschlagbohrmaschinen, mit einer Bohrschneide und mehreren in den Bohrerschaft eingeschnittenen Bohrmehlnuten, deren jeweilige Grundfläche im wesentlichen achsparallel verläuft und mit Ausrundungen zu ihren angrenzenden seitlichen Flanken versehen ist, deren Radius kleiner ist als die Nutentiefe.

Bohrer dieser Art mit großem Nenndurchmesser, etwa ab 14 mm, und entsprechend .kleiner Steigung etwa bis 35° sind bekannt (DAS 20 59 232).

Bei Bohrern mit ähnlich großen Nenndurchmessern und der genannten Steigung ist es auch bekannt (schweizerische Patentschrift 5 25 753), die zwischen den Abfuhrnuten verbleibenden Teile der Bohrermantelfläche zur Vermeidung der Wandreibung als schmale Führungsstege auszubilden.

Bei einem bekannten Gesteinsbohrer (deutsche Patentschrift 8 32 379) mit nur einer Bohrmehlnut ergeben sich infolge der verhältnismäßig großen Bohrmehlnutenbreiten keine Probleme bei der Wegschaffung des anfallenden Bohrmehls, falls der Bohrer bestimmungsgemäß nicht gerade an Hochleistungsbohrmaschinen verwendet wird. Anders ist jedoch die ebenfalls bekannte zweigängige Ausführung des gleichen Bohrers zu bewerten, deren Bohrmehlnuten verhältnismäßig eng und zu den Flanken hin stark ausgerundet sind, so daß dessen Einsatz an Hochleistungsbohrmaschinen nicht möglich ist.

Um die bei den bekannten Bohrern großer Durchmesser angestrebte hohe Förderleistung der Bohrmehlnuten auch für Bohrer kleineren Durchmessers erzielen zu können, waren zahlreiche, die wesentlichsten Bohrerdaten variierende Versuche erforderlich. Diese Versuche hatten das Ziel, im Durchmesser kleine Bohrer zu schaffen, die für eine Verwendung an modernen, leistungsstarken Drehschlagbohrmaschinen uneingeschränkt in Frage kommen, nachdem sich bei den bekannten Bohrern kleiner Durchmesser gezeigt hat, daß deren Bohrmehlkapazität dem bei Hochleistungsschlagbohrmaschinen möglichen Bohrfortschritt nicht gerecht wird. Wenn aber an der Bohrerschneide mehr Bohrmehl abgetragen wird als die Bohrmehlnuten wegfördern können, ergibt sich in den Bohrmehlnuten ein Bohrmehlstau. Die Folgen sind eine Verlangsamung des Bohrfortschritts, eventuell Bohrmaschinenstillstand, Erwärmung, starke Torsionsbelastung des Bohrers, eventuell Bohrerbruch, Verpuffung des Bohrmehls beim Zurückziehen des Bohrers.

Erst auf Grund einer langen Versuchsreihe gelang es, unter Berücksichtigung unterschiedlicher Kriterien, diejenige Kombination solcher Kriterien herauszufinden, durch deren Anwendung in optimaler Weise die Aufgabe gelöst wird, das durch eine scharfe und verschleißfeste Bohrerschneide und starkem axialen Schlag der Maschine und unter Zugrundelegung von Bohrern mit Nenndurchmessern von höchstens 12 mm anfallende Bohrmehl ohne Stau wegzufördern, bei gleichzeitiger Erzielung einer ganz erheblichen Leistungssteigerung.

Ein erfindungsgemäß verbesserter Bohrer ist dadurch gekennzeichnet, daß

der Steigungswinkel jeder Bohrmehlnut = 40°, das Verhältnis der Bohrmehlnutenbreite zur Rückenbreite der Führungsstege des Bohrerschafts 2:1 bis 5 :1 und
das Verhältnis der Nutenbreite zu dem Nenndurchmesser 0,12 für den kleinsten bis 0,25 für den größten Nenndurchmesser ist.

Der Verhältniswert Bohrmehlnutenbreite zu Rükkenbreite von 2 :1 ist hinsichtlich der erstrebten Vergrößerung der Bohrmehlförderkapazität noch nicht optimal, hingegen besteht beim Verhältniswert 5 :1 und darüber die Gefahr des zu schnellen Abriebs der schmalen Führungsstege. Besonders vorteilhaft sind demnach dazwischenliegende Werte. Bei der Festlegung dieser Abmessungen kommt es ganz wesentlich auf die Erzielung eines möglichst großen Querschnitts der Bohrmehlnuten an, wobei neben der Nutentiefe die Nutenbreite den entscheidenden Faktor bildet.

Da die vergrößerten Schlagleistungen moderner Bohrmaschinen den Bohrer im Bereich des Schneidendes und die Lötung der Schneide besonders beanspruchen, ist es von Bedeutung, daß jede Bohrmehlnut im Bereich des Schneidendes eine um etwa '/3 verminderte Nutentiefe aufweist.
Dadurch wird eine Schwächung des Schneidendes in diesem kritischen Bereich vermieden. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bohrmehlnutenbreite vom Schneidende zum Einspannende des Bohrers hin stetig geringfügig zunimmt, wobei

die Rückenbreite der Führungsstege entsprechend abnimmt. Durch diese Maßnahme findet das in der Bohr- ^ehlnut aufsteigende Bohrmehl einen zunehmend größeren Raum, wodurch die lose Schichtung des Bohrmehls mit zunehmendem Förderweg aufrechterhalten werden kann.

Zur Verbesserung der Stabilität des Bohrers kann vorgesehen sein, daß der Kern des Bohrerschafts über die gesamte Länge oder über eine Teillänge des Bohrerschafts in Richtung vom Kopfende zum Einspannende des Bohrers hin im Durchmesser stetig geringfügig zunimmt, wobei die Nutentiefe entsprechend abnimmt. Bei der Verwirklichung dieses Merkmals ist bei der Bemessung der Bohrmehlnutenbreite zu berücksichtigen, daß deren Querschnitt insgesamt gleichbleibt oder sich vom Schneidende zum Einspannende des Bohrers hin stetig geringfügig vergrößert.

Einzelheiten der Erfindung sind der Beschreibung zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Bohrers und F i g. 2 einen axialen Teilschnitt durch den Bohrer.

Die F i g. 2 zeigt den in F i g. 1 dargestellten Bohrer in einem etwa dreifach vergrößertem Profilschnitt. Der Bohrer 1 ist in F i g. 1 in seiner Länge verkürzt dargestellt. Im oberen Teil der F i g. 1 ist das Einspannende 2 und am unteren Ende das Schneidende 3 gezeichnet. Außerdem sind die unter dem Steigungswinkel ö ansteigenden Bohrmehlnuten 4a und Ab erkennbar; es handelt sich also um einen zweigängigen Bohrerschaft. Die aus besonders hartem und verschleißfestem Material bestehende Bohrerschneide 5 ist im Schneidende des Bohrerschafts eingelötet. Im Bereich der die Bohrerschneide enthaltenden Länge t des Bohrers ist die Nutentiefe der Bohrmehlnuten etwa um '/3 reduziert. Die Länge t beträgt vorzugsweise die 1- bis 2-fache Schneidplattenhöhe.

Die Maße des Bohrers laut dem gezeichneten Ausführungsbeispiel betragen jeweils etwa: Nenndurchmesser D = 12 mm; Schaftdurchmesser d = 11 mm; Steigung δ = 45°; mittlere Nutenbreite η = 11 mm; mittlere Stegbreite / = 2,5 mm; Nutentiefe T = 2,3 mm; Flankenradius R = 1 mm.

In Fig.2 ist außerdem noch die Verjüngung des Bohrerkerns in Richtung auf das Schneidende zu eingezeichnet, wobei der Kern konisch verläuft. Der Konuswinkel γ beträgt etwa 1° bis 2°. Infolge der schwach konischen Ausbildung des Bohrerkerns ist eine geringfügige Zunahme der Nutentiefe Γ vom Einspannende zur Schneide des Bohrers festzustellen. In umgekehrter Richtung, nämlich vom Kopf zum Einspannende des Bohrers hin vergrößert sich die Nutenbreite η allmählich derart, daß m größer ist als m und m größer als m. Ähnliches gilt für die Stegbreite f, die sich umgekehrt vom Kopfende zum Einspannende hin zunehmend verkleinert, d. h., /3 ist kleiner als ή und h ist kleiner als h.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gesteinsbohrer bis maximal 12 mm Nenndurchmesser für Drehschlagbohrmaschinen, mit einer Bohrschneide und mehreren in den Bohrerschaft eingeschnittenen Bohrmehlnuten, deren jeweilige Grundfläche im wesentlichen achsparallel verläuft und mit Ausrundungen zu ihren angrenzenden seitlichen Flanken versehen ist, deren Radius kleiner ist als die Nutentiefe, dadurch gekennzeichnet, daß

der Steigungswinkel (ό) jeder Bohrmehlnut ^.40°,

das Verhältnis der Bohrmehlnutenbreite (n)zur Rückenbreite (f) der Führungsstege des Bohrerschafts 2 :1 bis 5 :1 und
das Verhältnis der Nutentiefe (T) zu dem Nenndurchmesser (D) 0,12 für den kleinsten bis 0,25 für den größten Nenndurchmesser ist.

2. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bohrmehlnut (4a, 4b) im Bereich (t) der Bohrschneide eine um etwa V3 verminderte Nutentiefe (T) aufweist.

3. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrmehlnutenbreite (n) vom Schneidende (3) zum Einspannende (2) des Bohrers (1) hin stetig geringfügig zu- und die Rückenbreite (f) der Führungsstege entsprechend abnimmt.

4. Gesteinsbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Bohrerschafts über die gesamte Länge oder eine Teillänge des Bohrerschafts in Richtung vom Schneidende (3) zum Einspannende (2) des Bohrers

(1) hin im Durchmesser stetig geringfügig zu- und die Nutentiefe (T) entsprechend abnimmt.

5. Gesteinsbohrer nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrmehlnutenquerschnitt vom Schneidende (3) zum Einspannende

(2) des Bohrers (1) stetig geringfügig zunimmt.