PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19810775A1 09.09.1999
Titel Bohrkrone
Anmelder Gebrüder Heller Dinklage GmbH Werkzeugfabrik, 49413 Dinklage, DE
Erfinder Kersten, Heinrich, 27283 Verden, DE;
Precht, Hartmut, 49413 Dinklage, DE
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 Bremen
DE-Anmeldedatum 06.03.1998
DE-Aktenzeichen 19810775
Offenlegungstag 09.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.1999
IPC-Hauptklasse B28D 1/14
IPC-Nebenklasse E21B 10/40   
Zusammenfassung Bohrkrone, mit einem im wesentlichen hohlzylindrischen Trägerkörper, an dessen in Bohrrichtung zeigenden Endbereich mindestens zwei Hartmetall-Schneidkörper angeordnet sind und einem sich entlang der Längsachse des Trägerkörpers erstreckenden und in Bohrrichtung über den Trägerkörper vorragenden Zentrierbohrer,
dadurch gekennzeichnet, daß
- ein bzw. mindestens ein Schneidkörper ein Spatzahn mit einer geradlinigen, sich in einer zur Längsachse der Bohrkrone im wesentlichen senkrechten ersten Ebene erstreckenden Schneidkante ist und
- ein bzw. mindestens ein Schneidkörper ein Meißelzahn mit einer sich von einem in Bohrrichtung über die Schneidkante des Spatzahnes/mindestens einen Spatzahnes vorragenden Punkt zu beiden Seiten im wesentlichen dachförmig und in einer zu der ersten Ebene senkrechten zweiten Ebene erstreckenden Schneidkante ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bohrkrone für einen hämmernden oder schlagenden Einsatz, mit einem im wesentlichen hohlzylindrischen Trägerkörper, an dessen in Bohrrichtung zeigendem Endbereich mindestens zwei Hartmetall-Schneidkörper angeordnet sind, und einem sich entlang der Längsachse des Trägerkörpers erstreckenden und in Bohrrichtung und über den Trägerkörper vorragenden Zentrierbohrer.

Eine derartige gattungsgemäße Bohrkrone wird beim Bohren mit einem hämmernden Bohrwerkzeug, beispielsweise einem Bohrhammer, oder einem schlagenden Bohrwerkzeug, beispielsweise einer Schlagbohrmaschine, zum Materialabtrag in einem kombinierten drehenden und hämmernden oder schlagenden Einsatz verwendet und weist nur Schneidkörper mit derselben Form und damit derselben Funktion auf. Der Zentrierbohrer dient dabei zum Anbohren und nachfolgenden Führen der Bohrkrone. Die herkömmlichen Bohrkronen weisen den Nachteil auf, daß die damit erzielbaren Bohrzeiten pro Anwendung für heutige Verhältnisse relativ lang sind.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Bohrkrone derart weiterzubilden, daß damit kürzere Bohrzeiten pro Anwendung erzielt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

  • - ein bzw. mindestens ein Schneidkörper ein Spatzahn mit einer geradlinigen, sich in einer zur Längsachse der Bohrkrone im wesentlichen senkrechten ersten Ebene erstreckenden Schneidkante ist und
  • - ein bzw. mindestens ein Schneidkörper ein Meißelzahn mit einer sich von einem in Bohrrichtung über die Schneidkante des Spatzahnes/mindestens einen Spatzahnes vorragenden Punkt zu beiden Seiten im wesentlichen dachförmig und in einer zu der ersten Ebene senkrechten zweiten Ebene erstreckenden Schneidkante ist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Schneidkante des Spatzahnes/mindestens einen Spatzahnes sich im wesentlichen radial erstreckt. Die Schneidkante des Spatzahnes/mindestens einen Spatzahnes ist dann im wesentlichen quer zur Drehrichtung der Bohrkrone angeordnet.

Günstigerweise weist der/mindestens ein Spatzahn einen negativen Spanwinkel α auf oder ist er derart in dem in Bohrrichtung zeigenden Endbereich angeordnet, daß sich in der Zerspanung ein negativer Spanwinkel einstellt. Ein negativer Spatzahnwinkel ist bei harten und spröden Werkstoffen zur Verringerung der Bruchgefahr an der Schneidenecke von Vorteil.

Vorzugsweise liegt der Spanwinkel α im Bereich von 0° bis -30°.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Länge der Schneidkante des Spatzahnes/mindestens einen Spatzahnes nicht größer als die größte Seitenlänge der Aufnahmefläche des Spatzahnes/mindestens einen Spatzahnes ist. Die Aufnahmefläche dient dabei zur Aufnahme des Schneidkörpers im Bohrkronenkörper.

Vorteilhafterweise wird die Schneidkante des Spatzahnes/mindestens einen Spatzahnes von zwei Flächen gebildet, die sich unter einem Keilwinkel β im Bereich von 45° bis 110° schneiden.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die zweite Ebene die Längsachse der Bohrkrone enthält. Die Schneidkante des Meißelzahnes/mindestens einen Meißelzahnes erstreckt sich dann in einer Ebene, die quer zur Drehrichtung der Bohrkrone verläuft.

Günstigerweise weist der Meißelzahn/mindestens ein Meißelzahn einen Spanwinkel α im Bereich von 0° bis -30° auf. Dies ermöglicht in Kombination mit mindestens einem Spatzahn ein Höchstmaß an Bohrfortschritt in mm/min.

Weiterhin kann dabei vorgesehen sein, daß die Länge der Schneidkante des Meißelzahnes/mindestens einen Meißelzahnes größer als die größte Seitenlänge der Aufnahmefläche des Meißelzahnes/mindestens einen Meißelzahnes ist. Die Aufnahmefläche dient dabei zur Aufnahme des Meißelzahnes im Bohrkronenkörper.

Günstigerweise schneiden sich die beiden Seiten der Schneidkante des Meißelzahnes/mindestens einen Meißelzahnes unter einem Spitzenwinkel γ im Bereich von 60° bis 160°.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß der/mindestens ein Meißelzahn länger als der/mindestens ein Spatzahn ist.

Günstigerweise ist der/mindestens ein Meißelzahn in Bohrrichtung vor dem/mindestens einem Spatzahn in der Bohrkrone aufgenommen.

Günstigerweise steht der Meißelzahn/mindestens ein Meißelzahn in Bohrrichtung über den Spatzahn/mindestens einen Spatzahn im Bereich von 0,2 mm bis 1,5 mm vor.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Schneidkörper in gleichen Winkelabständen δ über den ringförmigen Endbereich angeordnet.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Schneidkörper nicht in gleichen Winkelabständen δ über den ringförmigen Endbereich angeordnet sind. Dies ermöglicht unter Berücksichtigung der Tatsache, daß normalerweise das Verhältnis von Schlag- und Drehzahl ein ungeradzahliges Verhältnis ist, einen effektiveren Materialabtrag.

Wiederum kann dabei vorgesehen sein, daß die Schneidkörper in zwei verschiedenen Winkelabständen δ1 und δ2 angeordnet sind.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß die Winkelabstände δ1 und δ2 alternieren.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Abfolge der Winkelabstände δ1 : δ1 : δ2 und ggf. eine oder mehrere Wiederholung(en) derselben ist.

Weiterhin kann gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, daß die Spat- und Meißelzähne über den ringförmigen Endbereich in Folge und radial alternierend angeordnet sind.

Entsprechend einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Abfolge von Spat- und Meißelzähnen über den ringförmigen Endbereich 2 : 1 und ggf. eine oder mehrere Wiederholung(en) derselben.

Andererseits kann auch vorgesehen sein, daß die Abfolge von Spat- und Meißelzähnen über den ringförmigen Endbereich 1 : 2 und ggf. eine oder mehrere Wiederholung(en) derselben ist.

Außerdem kann vorgesehen sein, daß der Schwerpunkt mindestens eines Schneidkörpers sich auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet.

Andererseits kann auch vorgesehen sein, daß der Schwerpunkt mindestens eines Schneidkörpers sich nicht auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet.

Entsprechend einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Spatzahn ist und seine Schneidkante parallel zu einer sich von der Mitte des Trägerkörpers radial nach außen durch seinen Schwerpunkt erstreckende Geraden verläuft. Wenn der Schwerpunkt des Spatzahnes sich auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet, so ist die Schneidkante des Spatzahnes in einer nachfolgend als Standardposition bezeichneten Position und Orientierung angeordnet, d. h., daß sie sich quer zur Drehrichtung der Bohrkrone erstreckt. Wenn sich jedoch der Schwerpunkt des Spatzahnes nicht auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet, dann ist der Spatzahn aus seiner Standardposition radial nach innen oder nach außen verschoben angeordnet.

Weiterhin kann gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Spatzahn ist und seine Schneidkante die von einer sich von der Mitte des Trägerkörpers radial nach außen durch seinen Schwerpunkt erstreckenden Geraden und der Längsachse des Trägerkörpers aufgespannte Ebene unter einem ersten Drehwinkel φ1 schneidet. Der erste Drehwinkel φ1 kann bei Vorhandensein von mehreren Spatzähnen für jeden Spatzahn einen anderen Wert aufweisen. Sofern der Schwerpunkt des Spatzahnes sich auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet, so ergibt sich die Position des Spatzahnes aus der Standardposition durch eine Drehung des Spatzahnes um eine Drehachse, die durch den Schwerpunkt des Spatzahnes parallel zur Längsachse der Bohrkrone verläuft, um den ersten Drehwinkel φ1. Wenn sich jedoch der Schwerpunkt des Spatzahnes nicht auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet, so ergibt sich die Position des Spatzahnes durch eine Drehung des Spatzahnes um eine sich nicht durch seinen Schwerpunkt erstreckende, zu der Längsachse der Bohrkrone parallele Drehachse um den ersten Drehwinkel φ1 aus der obengenannten Standardposition. Ein aus einer Standardposition tangential vor- bzw. zurückgeschobener Spatzahn weist einen gegenüber der Standardposition veränderten Winkelabstand δ auf und ist um eine sich nicht durch den Schwerpunkt des Spatzahnes erstreckende, zu der Längsachse der Bohrkrone parallele Drehachse um einen ersten Drehwinkel φ1 gedreht.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Meißelzahn ist und die zweite Ebene, in der seine Schneidkante verläuft, parallel zu der von einer sich von der Mitte des Trägerkörpers radial nach außen durch seinen Schwerpunkt erstreckenden Geraden und der Längsachse des Trägerkörpers aufgespannten Ebene verläuft. Sofern der Schwerpunkt des Meißelzahnes sich auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet, befindet sich der Meißelzahn in einer Standardposition, in der die Schneidkante in einer sich quer zur Drehrichtung der Bohrkrone erstreckenden Ebene erstreckt. Wenn sich jedoch der Schwerpunkt des Meißelzahnes nicht auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet, so ist der Meißelzahn gegenüber der herkömmlichen Standardposition radial nach innen bzw. nach außen verschoben.

Es kann auch vorgesehen sein, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Meißelzahn ist und die zweite Ebene, in der seine Schneidkante verläuft, die von einer sich in der Mitte des Trägerkörpers radial nach außen durch seinen Schwerpunkt erstreckenden Geraden und der Längsachse des Trägerkörpers aufgespannte Ebene unter einem zweiten Drehwinkel φ2 schneidet. Der zweite Drehwinkel φ2 kann bei Vorhandensein von mehreren Meißelzähnen für jeden Meißelzahn einen anderen Wert aufweisen. Sofern der Schwerpunkt des Meißelzahnes sich auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet, ist der Meißelzahn um eine sich durch den Schwerpunkt des Meißelzahnes und parallel zur Längsachse der Bohrkrone erstreckende Drehachse um den zweiten Drehwinkel φ2 aus der Standardposition gedreht. Wenn sich jedoch der Schwerpunkt des Meißelzahnes nicht auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet, ist der Meißelzahn um eine sich nicht durch seinen Schwerpunkt erstreckende, zu der Längsachse der Bohrkrone parallele Drehachse um den zweiten Drehwinkel φ2 aus der Standardposition gedreht. Ein tangential vor- bzw.

zurückgeschobener Meißelzahn ergibt sich wiederum, wie es vorangehend für einen tangential vor- bzw. zurückgeschobenen Spatzahn beschrieben worden ist.

Günstigerweise ragt mindestens ein Schneidkörper radial nach innen über den Endbereich des Trägerkörpers vor.

Es kann auch vorgesehen sein, daß mindestens ein Schneidkörper radial nach außen über den Endbereich des Trägerkörpers vorragt.

Vorteilhafterweise bestehen der Spatzahn/mindestens ein Spatzahn und der Meißelzahn/mindestens ein Meißelzahn aus Hartmetall in unterschiedlichen Bergbauqualitäten. Dies ist aufgrund der unterschiedlichen Beanspruchungen der Meißel- und Spatzähne vorteilhaft.

Ferner kann vorgesehen sein, daß der Trägerkörper in seinem in Bohrrichtung zeigenden Endbereich eine Querschnittsverstärkung über den gesamten Umfang aufweist. Dadurch wird der Halt der Schneidkörper in der Bohrkrone verbessert.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Querschnittsverstärkung die Wandstärke des Trägerkörpers an der Außen- und/oder Innenkontur überragt.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Bohrkrone sechs Schneidkörper aufweist.

Schließlich kann vorgesehen sein, daß der Zentrierbohrer mit dem Trägerkörper lösbar verbunden ist.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch die Kombination mindestens eines Spatzahnes mit mindestens einem Meißelzahn ein spezifisch höherer Materialabtrag bei gängigen Bohrwerkstoffen (Beton, Stein etc.), die in der Regel spröde sind, und somit ein höherer Bohrfortschritt in mm/min ermöglicht wird, der kürzere Bohrzeiten pro Anwendung gewährleistet. Da mindestens ein Meißelzahn in Bohrrichtung über den mindestens einen Spatzahn vorragt, wird der mindestens eine Meißelzahn mit seiner Meißelspitze als erstes Kontakt mit einem Werkstück aufnehmen und hier eine Art Zentrierkreis markieren. In dieser Zentrierkreisspur wird die Bohrkrone zusätzlich durch den Zentrierbohrer dauernd geführt. Der Spatzahn wird dann den Werkstoff im Profil rechts und links von der Zentrierkreisspur abtragen. Durch diese gewählte Kombination wird ein Höchstmaß an Bohrfortschritt erreicht. Der Bohrfortschritt läßt sich gemäß besonderen Ausführungsformen der Erfindung durch eine Optimierung der Form, Anzahl und Anordnung der Schneidkörper über den Umfang, räumlichen Anordnung und Orientierung der Schneidkörper, des axialen und radialen Schneidkörpervor-/rückstands und der Wahl der Hartmetall-Materialien optimieren. Eine Variation der vorgenannten Parameter weist Vorteile bezüglich der Krafteinleitung zur Zerspanungsschneide des Spatzahnes (Abscherverhalten des Werkstoffes mit Schneidkraftminimierung, optimales Eindringenverhalten in dem zu bohrenden Werkstoff) und einer optimalen Bohrkleinabfuhr auf. Die optimale Wahl der Parameter hängt von der Art des abzutragenden Gesteins und von der Art des Bohrwerkzeuges (Bohrhammer, Schlagbohrmaschine) ab.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone;

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone;

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone;

Fig. 4 eine Aufsicht auf eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone;

Fig. 5 eine Aufsicht auf eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone;

Fig. 6 schematisch einige Anordnungsmöglichkeiten von Schneidkörpern über den Umfang der erfindungsgemäßen Bohrkrone;

Fig. 7a-c räumliche Anordnungs- und Orientierungsmöglichkeiten von Schneidkörpern über den Umfang der erfindungsgemäßen Bohrkrone;

Fig. 8a eine Ausführungsform eines Spatzahnes der Bohrkrone gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8b eine Ausführungsform eines Meißelzahnes der Bohrkrone gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 9a und 9b eine Gegenüberstellung der mit einer her kömmlichen und der erfindungsgemäßen Bohrkrone erzielbaren abgetragenen Volumina V1 und V2.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone. Sechs Schneidkörper (drei Spatzähne 10 und drei Meißelzähne 12) sind alternierend in gleichen Winkelabständen δ über den Umfang des ringförmigen Endbereiches eines Trägerkörpers 14 der Bohrkrone angeordnet. Genau wie in den weiteren Fig. 2 bis 5 erstrecken sich die Schneidkanten 101, die der Übersichtlichkeit halber nur in Fig. 1 und Fig. 8a gekennzeichnet sind, der Spatzähne 10 in radialer Richtung. Die Schneidkanten 121, die der Übersichtlichkeit halber nur in Fig. 1 und Fig. 8b gekennzeichnet sind, der Meißelzähne 12 erstrecken sich genau wie in den Fig. 2 bis 5 in einer die Längsachse der Bohrkrone enthaltenden Ebene. Einzelheiten bezüglich der Gestalt der Spat- und Meißelzähne werden weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 8a und 8b beschrieben. In der Mitte der Bohrkrone erstreckt sich in Richtung der Längsachse der Bohrkrone ein Zentrierbohrer 16, der in Bohrrichtung über den Trägerkörper 14 vorragt und lediglich angeordnet, d. h. ohne Schneidplatte gezeigt ist.

Die in Fig. 2 gezeigte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Bohrkrone darin, daß die Meißel- und Spatzähne nicht alternierend, sondern in der Abfolge 2 : 1 angeordnet sind.

Die in Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Bohrkrone darin, daß die Spat- und Meißelzähne nicht alternierend, sondern in der Abfolge 2 : 1 angeordnet sind.

Die in Fig. 4 gezeigte vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone unterscheidet sich von der in Fig. 2 gezeigten Bohrkrone darin, daß die Schneidkörper in ungleichen Winkelabständen δ1 und δ2 angeordnet sind. Die Winkelabstände δ1 und δ2 betragen 62° bzw. 58° und sind über den Umfang alternierend gewählt.

Die in Fig. 5 gezeigte fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrkrone weist acht Schneidkörper (vier Spatzähne 10 und vier Meißelzähne 12) auf, die in gleichen Winkelabständen δ über den Umfang des ringförmigen Endbereiches des Trägerkörpers 14 angeordnet sind. Die Spatzähne 10 und Meißelzähne 12 sind dabei alternierend über den Umfang angeordnet.

Fig. 6 zeigt schematisch in Teil I Abfolgemöglichkeiten für Spat- und Meißelzähne über den Umfang des ringförmigen Endbereiches eines Trägerkörpers einer Bohrkrone gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Schneidkörper auf gleicher axialer Höhe der Bohrkrone in dem Trägerkörper aufgenommen sind. Im vorliegenden Fall sind die Meißelzähne 12 etwas länger (nicht dargestellt) als die Spatzähne 10, so daß die Spitzen der Meißelzähne 12 in Bohrrichtung etwas gegenüber den Spatzähnen 10 vorstehen. In Teil II von Fig. 6 sind die Meißelzähne 12 in Bohrrichtung vor den Spatzähnen 10 in der Bohrkrone aufgenommen. Dadurch ragt ein größerer Teil der Schneidkanten der Meißelzähne 12 über die Schneidkanten der Spatzähne 10 vor. In Teil III von Fig. 6 sind die Schneidkörper zudem noch in unterschiedlichen Winkelabständen δ1, δ2 und δ3 angeordnet.

Fig. 7a bis c zeigen verschiedene räumliche Anordnungs- und Orientierungsmöglichkeiten der Schneidkörper der erfindungsgemäßen Bohrkrone. Zwar ist dies nur für Spatzähne 10 gezeigt, doch gilt dies auch für Meißelzähne. In Fig. 7a ist in der Mitte ein in der oben beschriebenen Standardposition angeordneter Spatzahn 10 gezeigt. Die links und rechts davon gezeigten Spatzähne 10 sind aus der Standardposition um einen jeweiligen ersten Drehwinkel φ1 um eine sich durch den Schwerpunkt des Spatzahnes parallel zur Längsachse der Bohrkrone erstreckende Drehachse in einer durch einen jeweiligen Pfeil gekennzeichneten Richtung gedreht.

In Fig. 7b sind die Spatzähne 10 um eine sich nicht durch den Schwerpunkt des jeweiligen Spatzahnes 10, parallel zu der Längsachse der Bohrkrone erstreckende Drehachse um einen jeweiligen ersten Drehwinkel φ1 in einer durch einen jeweiligen Pfeil gekennzeichneten Richtung aus der Standardposition gedreht, wobei in den dargestellten Fällen die jeweilige Drehachse sich an einer Ecke des Spatzahnes befindet.

In Fig. 7c sind die gezeigten Spatzähne 10 aus der zwischen ihnen befindlichen Standardposition tangential nach links bzw. nach rechts verschoben.

Fig. 8a zeigt eine Ausführungsform eines Spatzahnes 10 der erfindungsgemäßen Bohrkrone im Schnitt (links) und in perspektivischer Vorderansicht (rechts). Der Spatzahn 10 weist einen negativen Spanwinkel α von 15° auf. Seine Schneidkante 101 wird von zwei Flächen gebildet, die sich unter einem Keilwinkel β von 75° schneiden.

Fig. 8b zeigt eine Ausführungsform eines Meißelzahnes 12 der erfindungsgemäßen Bohrkrone im Schnitt (links) und in perspektivischer Vorderansicht (rechts). Die beiden Seiten der Schneidkante 121 des Meißelzahnes 12 schneiden sich unter einem Spitzenwinkel γ von 120°. Der Spanwinkel α des Meißelzahns 12 beträgt 0°.

Fig. 9a und 9b liefern eine Gegenüberstellung der mit einer herkömmlichen und der erfindungsgemäßen Bohrkrone erzielbaren abgetragenen Volumina V1 und V2. Ein marktüblicher Bohrhammer weist folgende Daten auf: Drehzahl n = 255 Umdrehungen/Minute, Schlagzahl S = 2700 1/Minute. Daraus resultiert ein Schlagzahl/Drehzahl-Verhältnis von S/n = 10,588. Das heißt, während einer Umdrehung des Werkzeuges wird dies 10,588 mal axial nach vorne beschleunigt. Wenn das Werkzeug eine herkömmliche Bohrkrone mit nur einer Schneidkörperart, im in Fig. 9a dargestellten Fall ein Meißelzahn ist, so spuren die Schneidkanten der Meißelzähne umlaufend und zerspanen pro Schneidkante ein Volumen V1 (siehe Fig. 9a). Wenn die Bohrkrone gemäß der Erfindung jedoch eine Kombination von Spat- und Meißelzähnen aufweist und z. B. auf einen Spatzahn ein Meißelzahn folgt, so ist das aufgrund der gewählten Form und/oder Position pro Schneidkante abgetragene Volumen V2 signifikant größer als V1, wobei Steigerungen von bis zu 48% berechnet wurden.

Die in der vorangehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Bezugszeichenliste 10 Spatzahn

12 Meißelzahn

14 Trägerkörper

16 Zentrierbohrer

101 Schneidkante von Spatzahn 10

121 Schneidkante von Meißelzahn 12

α Spanwinkel

β Keilwinkel

γ Spitzenwinkel

δ, δ1, δ2, δ3 Winkelabstand

φ1 erster Drehwinkel

φ2 zweiter Drehwinkel


Anspruch[de]
  1. 1. Bohrkrone für einen hämmernden oder schlagenden Einsatz, mit einem im wesentlichen hohlzylindrischen Trägerkörper, an dessen in Bohrrichtung zeigendem Endbereich mindestens zwei Hartmetall-Schneidkörper angeordnet sind, und einem sich entlang der Längsachse des Trägerkörpers erstreckenden und in Bohrrichtung über den Trägerkörper vorragenden Zentrierbohrer,

    dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - ein bzw. mindestens ein Schneidkörper ein Spatzahn (10) mit einer geradlinigen, sich in einer zur Längsachse der Bohrkrone im wesentlichen senkrechten ersten Ebene erstreckenden Schneidkante (101) ist und
    2. - ein bzw. mindestens ein Schneidkörper ein Meißelzahn (12) mit einer sich von einem in Bohrrichtung über die Schneidkante (101) des Spatzahnes (10)/mindestens einen Spatzahnes (10) vorragenden Punkt zu beiden Seiten im wesentlichen dachförmig und in einer zu der ersten Ebene senkrechten zweiten Ebene erstreckenden Schneidkante (121) ist.
  2. 2. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (101) des Spatzahnes (10)/mindestens einen Spatzahnes (10) sich im wesentlichen radial erstreckt.
  3. 3. Bohrkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der/mindestens ein Spatzahn (10) einen negativen Spanwinkel α aufweist oder derart in dem in Bohrrichtung zeigenden Endbereich angeordnet ist, daß sich in der Zerspanung ein negativer Spanwinkel einstellt.
  4. 4. Bohrkrone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanwinkel α im Bereich von 0° bis -30° liegt.
  5. 5. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schneidkante (101) des Spatzahnes (10)/mindestens einen Spatzahnes (10) nicht größer als die größte Seitenlänge der Aufnahmefläche des Spatzahnes (10)/mindestens einen Spatzahnes (10) ist.
  6. 6. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (101) des Spatzahnes (10)/mindestens einen Spatzahnes (10) von zwei Flächen gebildet wird, die sich unter einem Keilwinkel β im Bereich von 45° bis 110° schneiden.
  7. 7. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ebene die Längsachse der Bohrkrone enthält.
  8. 8. Bohrkrone nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißelzahn (12)/mindestens ein Meißelzahn (12) einen Spanwinkel α im Bereich von 0° bis -30° aufweist.
  9. 9. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schneidkante (121) des Meißelzahnes (12)/mindestens einen Meißelzahnes (12) größer als die größte Seitenlänge der Aufnahmefläche des Meißelzahnes (12)/mindestens einen Meißelzahnes (12) ist.
  10. 10. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seiten der Schneidkante (121) des Meißelzahnes (12)/mindestens einen Meißelzahnes (12) sich unter einem Spitzenwinkel γ im Bereich von 60° bis 160° schneiden.
  11. 11. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der/mindestens ein Meißelzahn (12) länger als der/mindestens ein Spatzahn (10) ist.
  12. 12. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der/mindestens ein Meißelzahn (12) in Bohrrichtung vor dem/mindestens einem Spatzahn (10) in der Bohrkrone aufgenommen ist.
  13. 13. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißelzahn (12)/mindestens ein Meißelzahn (12) in Bohrrichtung über den Spatzahn (10)/mindestens einen Spatzahn (10) im Bereich von 0,2 mm bis 1,5 mm vorsteht.
  14. 14. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper in gleichen Winkelabständen δ über den ringförmigen Endbereich angeordnet sind.
  15. 15. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper nicht in gleichen Winkelabständen δ über den ringförmigen Endbereich angeordnet sind.
  16. 16. Bohrkrone nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper in zwei verschiedenen Winkelabständen δ1 und δ2 angeordnet sind.
  17. 17. Bohrkrone nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände δ1 und δ2 alternieren.
  18. 18. Bohrkrone nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfolge der Winkelabstände δ1 : δ1 : δ2 und ggf. eine oder mehrere Wiederholung(en) derselben ist.
  19. 19. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spat- (10) und Meißelzähne (12) über den ringförmigen Endbereich in Folge und radial alternierend angeordnet sind.
  20. 20. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfolge von Spat- (10) und Meißelzähnen (12) über den ringförmigen Endbereich 2 : 1 und ggf. eine oder mehrere Wiederholung(en) derselben ist.
  21. 21. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfolge von Spat- (10) und Meißelzähnen (12) über den ringförmigen Endbereich 1 : 2 und ggf. eine oder mehrere Wiederholung(en) derselben ist.
  22. 22. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt mindestens eines Schneidkörpers sich auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet.
  23. 23. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt mindestens eines Schneidkörpers sich nicht auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet.
  24. 24. Bohrkrone nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Spatzahn ist und eine Schneidkante (101) parallel zu einer sich von der Mitte des Trägerkörpers (14) radial nach außen durch seinen Schwerpunkt erstreckenden Geraden verläuft.
  25. 25. Bohrkrone nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Spatzahn ist und seine Schneidkante (101) die von einer sich von der Mitte des Trägerkörpers (14) radial nach außen durch seinen Schwerpunkt erstreckenden Geraden und der Längsachse des Trägerkörpers (14) aufgespannte Ebene unter einem ersten Drehwinkel φ1 schneidet.
  26. 26. Bohrkrone nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Meißelzahn (12) ist und die zweite Ebene, in der seine Schneidkante (121) verläuft, parallel zu der von einer sich von der Mitte des Trägerkörpers (14) radial nach außen durch seinen Schwerpunkt erstreckenden Geraden und der Längsachse des Trägerkörpers (14) aufgespannten Ebene verläuft.
  27. 27. Bohrkrone nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Meißelzahn (12) ist und die zweite Ebene, in der seine Schneidkante (121) verläuft, die von einer sich von der Mitte des Trägerkörpers (14) radial nach außen durch seinen Schwerpunkt erstreckenden Geraden und der Längsachse des Trägerkörpers (14) aufgespannte Ebene unter einem zweiten Drehwinkel φ2 schneidet.
  28. 28. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schneidkörper radial nach innen über den Endbereich des Trägerkörpers (14) vorragt.
  29. 29. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schneidkörper radial nach außen über den Endbereich des Trägerkörpers (14) vorragt.
  30. 30. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spatzahn (10)/mindestens ein Spatzahn (10) und der Meißelzahn (12)/mindestens ein Meißelzahn (12) aus Hartmetall in unterschiedlichen Bergbauqualitäten bestehen.
  31. 31. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (14) in seinem in Bohrrichtung zeigenden Endbereich eine Querschnittsverstärkung über den gesamten Umfang aufweist.
  32. 32. Bohrkrone nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverstärkung die Wandstärke des Trägerkörpers (14) an der Außen- und/oder Innenkontur überragt.
  33. 33. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone sechs Schneidkörper aufweist.
  34. 34. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierbohrer (16) mit dem Trägerkörper (14) lösbar verbunden ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com