EP0361189A1 - Bohrwerkzeug mit schraubenförmigem Schaft - Google Patents

Bohrwerkzeug mit schraubenförmigem Schaft Download PDF

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EP0361189A1
EP0361189A1 EP89116760A EP89116760A EP0361189A1 EP 0361189 A1 EP0361189 A1 EP 0361189A1 EP 89116760 A EP89116760 A EP 89116760A EP 89116760 A EP89116760 A EP 89116760A EP 0361189 A1 EP0361189 A1 EP 0361189A1
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drilling
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EP89116760A
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Vladislav Stary
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NAREX PRAHA STATNI PODNIK
Original Assignee
NAREX PRAHA STATNI PODNIK
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
    • E21B10/58—Chisel-type inserts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • E21B10/445—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts percussion type, e.g. for masonry

Definitions

  • the invention relates to a drilling tool for drilling in particular masonry, stone, concrete and. Like., Which is preferably suitable for electrical hand tools with rotary and / or percussion drill drive.
  • the object of the invention is to perfect the construction of drilling tools and to create a rock drilling tool with better properties, which, above all, enables the drilling holes to be bettered by a higher strength, longer tool life, the quality of the drill holes and a sufficient depth of the helical groove . Furthermore, the tool should be able to be produced cheaper and with less material.
  • a tool which has a drill head with at least one cutting edge, a shaft with a central reinforcement and at least one discharge groove and a fastening pin, the shaft with the discharge screw surface being formed by a twisted flat rod, which has its axis is provided with a reinforcement, the transverse dimension of which is twice to five times the thickness of the flat bar. At least one continuous longitudinal web is formed laterally on the thickened central part of the rod.
  • the reinforcement of the cross section of this flat bar can have the shape of a circle, square, hexagon or octagon and can be provided with one or more longitudinal bars.
  • the shaft has one or more helical discharge grooves.
  • This tool shaft with the discharge screw surface serves as a conveying element for discharging the cuttings from the hole and can be rotated with a uniform or non-uniform pitch.
  • the construction of the drilling tool is such that the non-twisted end parts of the flat rod are machined at both ends of the discharge screw surface to form the profiled fastening pin and the tool head.
  • a cutting plate is used in the tool head, which is supported in the direction of rotation against the webs or edge parts of the flat rod (see FIG. 2). This cutting plate can also be used parallel to the edge part of the flat bar.
  • the main advantage of the drilling tool according to the invention over known tools lies in the simpler and faster production with a large saving in material, for example by twisting a flat rod.
  • the preferably cold shaping of the flat rod by twisting increases the strength and durability of the shaft with the discharge screw surface and maintains a sufficient depth of the discharge grooves. Due to the high strength The speed and durability of the tool ensure optimal discharge of the cuttings, even from narrow drill holes. With a drilling tool with a non-uniform slope of the discharge screw surface, not only is a further increase in the service life of the tool and its drilling properties achieved, but in combination with different cross-sectional shapes, the drilling and discharge properties of the tool according to the invention can be adapted to different operating conditions.
  • the one-piece tool according to FIG. 1 has a helical shaft 1, an end pin 2 and a head 3 with a cutting insert 4.
  • the cross section of the shaft and the tool head 3 has a thickened rectangular central part 6 and two lateral longitudinal webs 7.
  • a slightly wider insert 4 is attached obliquely in the head 3.
  • Fig. 3 shows an axionomische view of the semifinished product of the flat rod 5 with a round reinforcement 6 and two longitudinal webs 7 before twisting.
  • Fig. 4 possibilities of different semi-finished products of the flat rod 5 are shown, namely according to 6.1 with a circular cross section of the reinforcement 6 and two longitudinal webs 7, according to 6.11 with a circular cross section of the reinforcement 6 and a longitudinal web, according to 6.2 with a square cross section of the reinforcement and two Longitudinal webs, according to 6.21 with the same reinforcement and one longitudinal web, according to 6.3 with hexagonal cross section and two longitudinal webs, according to 6.31 with the same reinforcement and one longitudinal web, according to 6.4 with octagonal cross section of the reinforcement and two longitudinal webs and according to 6.41 with the same cross section and one longitudinal web.
  • the discharge screw surface of the shaft 1 merges directly into the tool head 3.
  • the insert 4 inserted into the head 3 is laterally supported in the direction of rotation against the longitudinal webs 7 of the flat rod 5.
  • the shaft 1 has a variable or non-uniform slope of its discharge screw surface and a reinforcement with a circular cross section according to 6.11, with a soldered or pinned cutting plate 4, which is inserted in the tool head according to FIG. 2.
  • the transitions between the reinforced central part 6 of the shaft 1 and the longitudinal web (s) 7 are rounded in order to avoid stress concentrations after the rotation.
  • the width and shape of the webs 7 is appropriately selected according to the particular conditions of use - hard or softer rock.

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Abstract

Bohrwerkzeug zum Bohren in Mauerwerk, Gestein, Beton und dergleichen, bestehend aus einem Kopf (3), einem Schaft (1) mit einer schraubenförmigen Austragfläche und einem Zapfen (2), wo der die schraubenförmige Austragfläche tragende Schaft (1) des Werkzeugs für Fördern des ausgebohrten Materials durch Verdrehen einer flachen Stange (5) mit axialer Verstärkung (6) ausgeführt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Bohren in insbesondere Mauerwerk, Gestein, Beton u. dgl., das vor­zugsweise für elektrische Handgeräte mit Dreh- und/oder Schlagbohr-Antrieb geeignet ist.
  • Bekannte Gesteins- und Betonbohrer für Schlaghämmer haben wegen der hohen Beanspruchung ihrer Schneidkanten beim Arbeiten in hartem Baumaterial nur eine begrenzte Lebens­dauer. Die Standzeiten können durch Überdimensionieren des Kernquerschnitts des Bohrers verlängert werden, was jedoch die Form und Tiefe der für ein optimales Abführen des Bohrkleins erforderlichen Nuten beeinflußt. Gemäß DE-PS 1 608 358 wird der Kern des Werkzeugs an beiden Enden verstärkt. Ein gemeinsamer Nachteil dieser Lösungen ist die Gewichtszunahme des Bohrers, was die Bohrleistung herabsetzt und die Handhabung von Handbohrgeräten erschwert. Außerdem ist die Qualität des Bohrlochs nicht immer befrie­digend. Die Herstellung von Bohrwerkzeugen durch spanab­hebendes Bearbeiten aus vollem Halbfabrikat ist zeitaufwendig und wegen des großen Materialaufwands unwirtschaftlich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Konstruktion von Bohr­werkzeugen zu vervollkommnen und ein Gesteinsbohrerwerkzeug mit besseren Eigenschaften zu schaffen, das vor allem durch eine höhere Festigkeit, längere Standzeiten ermög­licht, die Qualität der Bohrlöcher und durch eine aus­reichende Tiefe der schraubenförmigen Nut das Abführen des Bohrkleins verbessert. Weiterhin soll das Werkzeug billiger und mit geringerem Materialaufwand hergestellt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Werkzeug gelöst, welches einen Bohrkopf mit mindestens einer Schneide, einen Schaft mit einer zentralen Verstärkung und wenigstens einer Austragnut sowie einen Befestigungszapfen aufweist, wobei der Schaft mit der Austragschraubenfläche durch eine verdrehte flache Stange gebildet wird, welche in ihrer Achse mit einer Verstärkung versehen ist, deren Querabmessung das Doppelte bis Fünffache der Dicke der flachen Stange beträgt. An dem verdickten zentralen Teil der Stange ist mindestens ein durchgehender Längssteg seitlich angeformt.
  • Die Verstärkung des Querschnitts dieser flachen Stange kann die Form eines Kreises, Vierecks, Sechsecks oder Achtecks haben und mit einem oder mehreren Längsstegen versehen sein. Je nach der Zahl der Längsstege der flachen Stange besitzt der Schaft eine oder mehrere schraubenför­mige Austragnuten. Dieser Werkzeugschaft mit der Austrag­schraubenfläche dient als Förderelement zum Austragen des Bohrkleins aus dem Loch und kann mit einer gleich­förmigen oder ungleichförmigen Steigung verdreht sein. Das Bohrwerkzeug ist in seiner Konstruktion derart ge­löst, daß die nicht verdrehten Endteile der flachen Stange an beiden Enden der Austragschraubenfläche zu dem profi­lierten Befestigungszapfen und dem Werkzeugkopf bearbeitet werden. Im Werkzeugkopf wird eine Schneideplatte einge­setzt, welche sich in Richtung der Drehung gegen die Stege bzw. Randteile der flachen Stange stützt (siehe Fig. 2). Diese Schneideplatte kann auch parallel zum Randteil der flachen Stange eingesetzt werden.
  • Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs gegen­über bekannten Werkzeugen liegt in der einfacheren und schnelleren Herstellung mit großer Einsparung von Material, zum Beispiel durch Verdrehen einer flachen Stange. Durch Einsetzen einer Schneideplatte im Werkzeug derart, daß sie sich gegen den Randteil der flachen Stange stützt, verbessern sich nicht nur die Bohreigenschaften sondern auch die Lebensdauer.
  • Mit Überraschung wurde festgestellt, daß sich durch das vorzugsweise kalte Umformen der flachen Stange durch Ver­drehen die Festigkeit und Haltbarkeit des Schafts mit der Austragschraubenfläche erhöht und eine genügende Tiefe der Austragsnuten beibehalten wird. Durch die hohe Festig­ keit und Dauerhaftigkeit des Werkzeugs wird ein optimales Austragen des Bohrkleins auch aus schmalen Bohrlöchern gewährleistet. Mit einem Bohrwerkzeug mit ungleichförmiger Steigung der Austragschraubenfläche wird nicht nur eine weitere Erhöhung der Lebensdauer des Werkzeugs und dessen Bohreigenschaften erzielt, sondern in Kombination mit unterschiedlichen Querschnittformen können die Bohr- und Austragseigenschaften des erfindungsgemäßen Werkzeugs auf unterschiedliche Einsatzbedingungen angepaßt werden.
  • Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei­spielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Werkzeugs,
    • Fig. 2 einen Querschnitt A-A des Werkzeugs mit eingesetzter Schneideplatte,
    • Fig. 3 eine axionomische Ansicht eines Halbfabrikats zum Herstellen des Werkzeugschafts,
    • Fig. 4 Querschnitte verschiedener Halbfabrikate zum Herstellen von Werkzeugen.
  • Das einstückige Werkzeug nach Fig. 1 hat einen schrauben­förmigen Schaft 1, einen Endzapfen 2 und einen Kopf 3 mit einer Schneidplatte 4. Nach Fig. 2 weist der Querschnitt des Schafts und des Werkzeugkopfes 3 einen verdickten rechteckigen Mittelteil 6 und zwei seitliche Längsstege 7 auf. Eine geringfügig breitere Schneidplatte 4 ist schräg im Kopf 3 befestigt.
  • Fig. 3 zeigt eine axionomische Ansicht des Halbfabrikats der flachen Stange 5 mit einer runden Verstärkung 6 und zwei Längsstegen 7 vor dem Verdrehen. In Fig. 4 sind Mög­lichkeiten verschiedener Halbfabrikate der flachen Stange 5 dargestellt, und zwar gemäß 6.1 mit kreisförmigem Quer­schnitt der Verstärkung 6 und zwei Längsstegen 7, gemäß 6.11 mit kreisförmigem Querschnitt der Verstärkung 6 und einem Längssteg, gemäß 6.2 mit viereckigem Querschnitt der Verstärkung und zwei Längsstegen, gemäß 6.21 mit derselben Verstärkung und einem Längssteg, gemäß 6.3 mit sechseckigem Querschnitt und zwei Längsstegen, gemäß 6.31 mit derselben Verstärkung und einem Längssteg, gemäß 6.4 mit achteckigem Querschnitt der Verstärkung und zwei Längsstegen und gemäß 6.41 mit demselben Querschnitt und einem Längssteg.
  • Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 geht die Austragschraubenfläche des Schafts 1 direkt in den Werkzeugkopf 3 über. Die in den Kopf 3 eingesetzte Schneid­platte 4 stützt sich in Drehrichtung seitlich gegen die Längsstege 7 der flachen Stange 5.
  • Vorteilhaft hat der Schaft 1 eine veränderliche bzw. un­gleichförmige Steigung seiner Austragschraubenfläche und eine Verstärkung mit kreisförmigem Querschnitt gemäß 6.11, mit einer eingelöteten oder verstifteten Schneideplatte 4, welche im Werkzeugkopf gemäß Fig. 2 eingesetzt ist.
  • Die in der Beschreibung und den Zeichnungen angeführten Ausführungsbeispiele stellen nicht alle Ausführungsmöglich­keiten des Erfindungsgegenstandes dar. So können die Über­gänge zwischen dem verstärkten Mittelteil 6 des Schafts 1 und dem bzw. den Längsstegen 7 abgerundet ausgeführt sein, um Beanspruchungskonzentrationen nach der Verdrehung zu vermeiden. Die Breite und Form der Stege 7 wird zweckmäßig nach den besonderen Einsatzbedingungen - hartes oder weicheres Gestein - gewählt.

Claims (9)

1. Bohrwerkzeug, insbesondere zum Bohren in Mauerwerk, Gestein, Beton und dergleichen, bestehend aus einem Kopf, einem Schaft mit einer Austragschraubenfläche und einer zentralen Verstärkung in der Werkzeugachse und aus Befestigungszapfen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaft (1) mit der Austragschraubenfläche durch eine verdrehte flache Stange (5) gebildet wird, welche in der Achse des Bohrwerkzeugs eine Verstärkung (6) aufweist, deren Querabmessung ein Zwei- bis Fünffaches der Dicke der flachen Stange (5) beträgt.
2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaft (1) mit der Austragschraubenfläche an seinen Enden den Kopf (3) und den profilierten Zapfen (2) aufweist.
3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die flache Stange (5) wenigstens einen Längssteg (7) besitzt.
4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Werkzeugkopf (3) eine Schneideplatte (4) einge­setzt ist, welche sich in Drehrichtung gegen die Längs­stege (7) der flachen Stange (5) stützt.
5. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Verstärkung (6) kreisförmig ist (6.1).
6. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Verstärkung (6) viereckig ist (6.2).
7. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Verstärkung (6) sechseckig ist (6.3).
8. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Verstärkung (6) achteckig ist (6.4).
9. Bohrwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die flache Stange (5) mit ungleichförmiger Steigung der Austragschraubenfläche (1) verdreht ist.
EP89116760A 1988-09-12 1989-09-11 Bohrwerkzeug mit schraubenförmigem Schaft Withdrawn EP0361189A1 (de)

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