DE102022210423A1

DE102022210423A1 - Carbide head for a drilling tool; drilling tool with a carbide head

Info

Publication number: DE102022210423A1
Application number: DE102022210423.4A
Authority: DE
Inventors: Tamara Gaschler; Xiao Qiu; Stefan Sonntag; Rainer Widmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2024-04-04
Also published as: WO2024068266A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hartmetallkopf, insbesondere einen Hartmetallkopf für ein Bohrwerkzeug, aufweisend zumindest eine Schneidkante und eine Fügefläche zur Verbindung des Hartmetallkopfs mit einem Grundkörper des Bohrwerkzeugs. Es wird vorgeschlagen, dass der Hartmetallkopf zumindest einen geschlossenen Absaugkanal aufweist.The invention relates to a hard metal head, in particular a hard metal head for a drilling tool, having at least one cutting edge and a joining surface for connecting the hard metal head to a base body of the drilling tool. It is proposed that the hard metal head has at least one closed suction channel.

Description

Stand der TechnikState of the art

In der DE 10 2019 205 656 A1 ist ein Gesteinsbohrer mit einem radial zwischen einem Grundkörper und einem Hülsenelement angeordneten Transportkanal beschrieben, der einen Vollhartmetallkopf aufweist.In the EN 10 2019 205 656 A1 describes a rock drill with a transport channel arranged radially between a base body and a sleeve element, which has a solid carbide head.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft einen Hartmetallkopf, insbesondere einen Hartmetallkopf für ein Bohrwerkzeug, aufweisend zumindest eine Schneidkante und eine Fügefläche zur Verbindung des Hartmetallkopfs mit einem Grundkörper des Bohrwerkzeugs. Es wird vorgeschlagen, dass der Hartmetallkopf zumindest einen geschlossenen Absaugkanal aufweist. Vorteilhaft kann dadurch die Absaugleistung und Robustheit optimiert werden.The invention relates to a hard metal head, in particular a hard metal head for a drilling tool, having at least one cutting edge and a joining surface for connecting the hard metal head to a base body of the drilling tool. It is proposed that the hard metal head has at least one closed suction channel. This can advantageously optimize the suction performance and robustness.

Das Bohrwerkzeug ist insbesondere als ein Gesteinsbohrer ausgebildet, der für einen Bohrhammer vorgesehen ist. An seinem dem Bohrkopf abgewandten Ende weist das Bohrwerkzeug insbesondere ein Einsteckende auf, das zur Kopplung mit einer Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise einem Bohrhammer, ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Bohrwerkzeug im Bereich des Einsteckendes derart ausgebildet, dass das Bohrwerkzeug mit einer Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine koppelbar ist. Beispielhaft kann das Bohrwerkzeug im Bereich des Einsteckendes als spezielle Nuten ausgebildete Formschlusselemente aufweisen, die eine SDS-plus-Schnittstelle oder eine SDS-max-Schnittstelle bilden. Es wären allerdings auch andere Arten von Einsteckenden denkbar, beispielhaft ein Rundschaft, ein Hex-Schaft, etc. Zur Bearbeitung eines Werkstücks wird das Bohrwerkzeug mittels des Bohrhammers in einen rotierenden sowie linear oszillierenden bzw. schlagenden Zustand versetzt. Das Bohrwerkzeug dringt während der Bearbeitung in Vorschubrichtung des Bohrwerkzeugs in das Werkstück ein. Die Vorschubrichtung des Bohrwerkzeugs verläuft koaxial zu einer Längsachse des Bohrwerkzeugs und ausgehend von dem Einsteckende in Richtung des Bohrkopfs. Die Längsachse des Bohrwerkzeugs entspricht insbesondere einer Arbeits- oder Rotationsachse des Bohrwerkzeugs. Die Längsachse des Bohrwerkzeugs verläuft vorzugsweise koaxial oder parallel zu einer Rotationsachse des Hartmetallkopfs im verbundenen Zustand.The drilling tool is designed in particular as a rock drill intended for a hammer drill. At its end facing away from the drill head, the drilling tool has, in particular, an insertion end which is designed for coupling to a hand-held power tool, such as a hammer drill. The drilling tool is preferably designed in the area of the insertion end in such a way that the drilling tool can be coupled to a tool holder of the hand-held power tool. For example, the drilling tool can have form-fitting elements designed as special grooves in the area of the insertion end, which form an SDS-plus interface or an SDS-max interface. However, other types of insertion ends would also be conceivable, for example a round shank, a hex shank, etc. To process a workpiece, the drilling tool is put into a rotating and linearly oscillating or striking state using the hammer drill. During machining, the drilling tool penetrates the workpiece in the feed direction of the drilling tool. The feed direction of the drilling tool runs coaxially to a longitudinal axis of the drilling tool and, starting from the insertion end, in the direction of the drill head. The longitudinal axis of the drilling tool corresponds in particular to a working or rotation axis of the drilling tool. The longitudinal axis of the drilling tool preferably runs coaxially or parallel to an axis of rotation of the hard metal head in the connected state.

Der Hartmetallkopf ist insbesondere als ein Schneidkörper ausgebildet. Der Schneidkörper weist zumindest ein Schneidelement auf, das als ein Hauptschneidelement oder als ein Nebenschneidelement ausgebildet sein kann. Der Hartmetallkopf ist vorzugsweise als ein Vollhartmetallkopf ausgebildet und ist somit einstückig und aus einem Hartstoff bestehend ausgebildet. Der Hartstoff kann beispielsweise als ein Hartmetall, als eine Keramik, als ein Cermet oder dergleichen ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der Hartmetallkopf eine höhere Härte als der Grundkörper des Bohrwerkzeugs auf. Jedes Schneidelement weist zumindest eine Schneidkante auf. Die Schneidkante entspricht der Schnittgeraden einer Spanfläche und einer Freifläche des Schneidelements. Vorzugsweise weist jedes Schneidelement eine einzelne Schneidkante auf. Alternativ kann das Schneidelement auch mehrere Schneidkanten aufweisen, die insbesondere ineinander übergehen. Die Verbindung des Hartmetallkopfs mit dem Bohrwerkzeug erfolgt insbesondere über eine stoffschlüssige Verbindung im Bereich der Fügefläche. Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt vorzugsweise über eine Schweißverbindung. Alternativ ist beispielsweise auch ein Lötverbindung des Hartmetallkopfs mit dem Grundkörper des Bohrwerkzeugs denkbar. Die Schweißverbindung unterscheidet sich in diesem Kontext von der Lötverbindung insbesondere dadurch, dass bei der Schweißverbindung ein teilweises Aufschmelzen der zu verbindenden Bauteile erfolgt.The hard metal head is designed in particular as a cutting body. The cutting body has at least one cutting element, which can be designed as a main cutting element or as a secondary cutting element. The hard metal head is preferably designed as a solid hard metal head and is thus made in one piece and made of a hard material. The hard material can be designed, for example, as a hard metal, as a ceramic, as a cermet or the like. The hard metal head preferably has a higher hardness than the base body of the drilling tool. Each cutting element has at least one cutting edge. The cutting edge corresponds to the cutting line of a chip surface and a flank surface of the cutting element. Each cutting element preferably has a single cutting edge. Alternatively, the cutting element can also have several cutting edges, which in particular merge into one another. The hard metal head is connected to the drilling tool in particular via a material-to-material connection in the region of the joining surface. The material-to-material connection is preferably made via a welded connection. Alternatively, a soldered connection of the hard metal head to the base body of the drilling tool is also conceivable, for example. In this context, the welded joint differs from the soldered joint in particular in that the welded joint involves partial melting of the components to be joined.

Unter einem geschlossenen Absaugkanal soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbesondere ein radial von Material umgegebener Absaugkanal verstanden werden. Die radiale Richtung verläuft dabei im Wesentlichen senkrecht zu einer Rotationsachse des Hartmetallkopfs.In the context of this application, a closed suction channel is to be understood in particular as a suction channel that is radially surrounded by material. The radial direction runs essentially perpendicular to a rotation axis of the hard metal head.

Der Grundkörper des Bohrwerkzeugs ist vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Hartmetallkopf verbunden. Das Bohrwerkzeug umfasst vorzugsweise zumindest einen Transportkanal. Der Transportkanal ist dazu ausgebildet Bohrklein oder Bohrstaub, das während der Bearbeitung eines Werkstücks entsteht, aus dem Bohrlochabzusaugen. Der Transportkanal spannt dabei insbesondere einen Transportbereich auf, wobei der Transportbereich mit einem Anschlussbereich für eine Absaugvorrichtung strömungstechnisch verbunden ist. Der Grundkörper kann derart ausgebildet sein, dass der Grundkörper die Längsachse des Bohrwerkzeugs im Transportbereich nicht schneidet. Der Grundkörper liegt insbesondere zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, axial an dem Hartmetallkopf an. Der Grundkörper ist insbesondere zur Übertragung eines Schlagimpulses von der Handwerkzeugmaschine auf den Bohrkopf ausgebildet. Der Grundkörper besteht aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Stahl. Der Grundkörper ist insbesondere drehfest mit dem Einsteckende gekoppelt. Der Grundkörper kann einstückig mit dem Einsteckenden ausgebildet sein.The base body of the drilling tool is preferably connected to the hard metal head in a materially bonded manner. The drilling tool preferably comprises at least one transport channel. The transport channel is designed to suck out drill cuttings or drill dust that arises during the processing of a workpiece from the borehole. The transport channel in particular spans a transport area, the transport area being fluidly connected to a connection area for a suction device. The base body can be designed such that the base body does not intersect the longitudinal axis of the drilling tool in the transport area. The base body lies in particular at least partially, preferably completely, axially against the hard metal head. The base body is designed in particular to transmit an impact pulse from the hand-held power tool to the drill head. The base body consists of a metallic material, in particular steel. The base body is in particular coupled to the insertion end in a rotationally fixed manner. The base body can be formed in one piece with the insertion end.

Der Transportkanal des Bohrwerkzeugs ist insbesondere dazu ausgebildet, ein Fluid, vorzugsweise einen Luftstrom, innerhalb des Bohrwerkzeugs zu transportieren. Der Transportkanal ist bevorzugt zur Absaugung von Bohrklein innerhalb eines Bohrlochs während eines Bohrvorgangs vorgesehen. Das Bohrklein wird vorzugsweise entgegen der Vorschubrichtung des Bohrwerkzeugs transportiert. Der Transportkanal weist eine Ansaugöffnung und eine Absaugöffnung auf, deren Abstand der Länge des Transportkanals entspricht. Die Ansaugöffnung ist insbesondere im Bereich des Hartmetallkopfs, vorzugsweise unmittelbar hinter dem Hartmetallkopf angeordnet. Der Transportkanal kann exzentrisch oder konzentrisch ausgebildet sein. Unter einem exzentrischen bzw. konzentrischen Transportkanal soll insbesondere ein Transportkanal verstanden werden, der zu zumindest 70 % seiner Länge, vorzugsweise zu zumindest 90 % seiner Länge, bevorzugt im Wesentlichen vollständig entlang seiner Länge, exzentrisch bzw. konzentrisch zu der Längsachse des Bohrwerkzeugs verläuft. Über die Ansaugöffnung kann das Bohrklein in den Transportkanal eintreten. Das Bohrwerkzeug kann eine oder mehrere Ansaugöffnungen aufweisen. Die Ansaugöffnung und die Absaugöffnung können im Wesentlichen parallel zueinander, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sein.The transport channel of the drilling tool is designed in particular to carry a fluid, preferably way to transport an air stream within the drilling tool. The transport channel is preferably intended for suction of drill cuttings within a borehole during a drilling process. The cuttings are preferably transported counter to the feed direction of the drilling tool. The transport channel has a suction opening and a suction opening, the distance between which corresponds to the length of the transport channel. The suction opening is arranged in particular in the area of the hard metal head, preferably directly behind the hard metal head. The transport channel can be designed eccentrically or concentrically. An eccentric or concentric transport channel should in particular be understood to mean a transport channel which runs eccentrically or concentrically to the longitudinal axis of the drilling tool for at least 70% of its length, preferably for at least 90% of its length, preferably essentially completely along its length. The cuttings can enter the transport channel via the suction opening. The drilling tool can have one or more suction openings. The suction opening and the suction opening can be arranged essentially parallel to one another, preferably essentially perpendicular to one another.

Der Anschlussbereich weist insbesondere zumindest ein Anschlusselement auf, das dazu ausgebildet ist, das Bohrwerkzeug mit einem Absaugadapter zu verbinden. Vorzugsweise ist der Absaugadapter im verbundenen Zustand teilweise beweglich zu dem Bohrwerkzeug, insbesondere beweglich zu dem Grundkörper des Bohrwerkzeugs, ausgebildet. Insbesondere ist der Absaugadapter derart axial unbeweglich und drehbar verbunden, dass der Absaugadapter axial auf dem Bohrwerkzeug im Wesentlichen fixiert ist und das Bohrwerkzeug innerhalb des Absaugadapters rotieren kann. Insbesondere ist der Absaugadapter am Bohrwerkzeug mit Spiel fixiert. Die Absaugöffnung kann im Anschlussbereich angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Transportkanal teilweise im Anschlussbereich angeordnet. Der Absaugadapter weist eine Absaugvorrichtungsschnittstelle zur Verbindung mit einer Absaugvorrichtung, insbesondere zu Verbindung mit einem Saugschlauch der Absaugvorrichtung, auf.The connection area in particular has at least one connection element which is designed to connect the drilling tool to a suction adapter. Preferably, the suction adapter is designed to be partially movable relative to the drilling tool in the connected state, in particular movable relative to the base body of the drilling tool. In particular, the suction adapter is connected in an axially immovable and rotatable manner such that the suction adapter is essentially fixed axially on the drilling tool and the drilling tool can rotate within the suction adapter. In particular, the suction adapter is fixed to the drilling tool with play. The suction opening can be arranged in the connection area. Preferably, the transport channel is partially arranged in the connection area. The suction adapter has a suction device interface for connection to a suction device, in particular for connection to a suction hose of the suction device.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Absaugkanal eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung aufweist. Insbesondere ist die Eingangsöffnung auf einer ersten Seite, die die zumindest eine Schneidkante umfasst, und die Ausgangsöffnung auf einer zweiten Seite, die der ersten Seite gegenüberliegend ausgebildet ist und die Fügefläche umfasst, angeordnet. Vorteilhaft kann dadurch ein besonders effektiver Abtransport von Bohrklein gewährleistet werden. Die Ausgangsöffnung ist dabei insbesondere derart angeordnet, dass die Ausgangsöffnung des Hartmetallkopfs mit der Ansaugöffnung des Bohrwerkzeugs verbindbar ist.Furthermore, it is proposed that the suction channel has an inlet opening and an outlet opening. In particular, the inlet opening is arranged on a first side, which includes the at least one cutting edge, and the outlet opening is arranged on a second side, which is formed opposite the first side and includes the joining surface. This can advantageously ensure a particularly effective removal of drill cuttings. The exit opening is in particular arranged such that the exit opening of the hard metal head can be connected to the suction opening of the drilling tool.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Absaugkanal einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist. Vorteilhaft kann dadurch ein gute Absaugleistung gewährleistet werden. Alternativ ist ebenso denkbar, dass der Querschnitt dreieckig, quadratisch, rechteckig oder dergleichen ausgebildet ist, wobei die Ecken vorzugsweise rundlich ausgebildet sind, beziehungsweise Radien aufweisen.Furthermore, it is proposed that the at least one suction channel has a round or oval cross section. This advantageously ensures good suction performance. Alternatively, it is also conceivable that the cross section is triangular, square, rectangular or the like, with the corners preferably being rounded or having radii.

Zudem wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Absaugkanal einen Querschnitt aufweist, der konstant ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Absaugleistung weiter optimiert werden. Alternativ ist ebenso denkbar, dass der Absaugkanal teilweise oder vollständig konisch ausgebildet ist, wobei sich der Querschnitt in Richtung der Fügefläche vorzugsweise vergrößert. Alternativ ist auch eine Verkleinerung denkbar. Ebenso ist denkbar, dass sich der Absaugkanal teilweise mit einem im Wesentlichen konstanten Querschnitt erstreckt und sich in Richtung der Fügefläche konisch öffnet. Vorteilhaft kann dadurch einem Verstopfen der Absaugkanäle entgegengewirkt werden.It is also proposed that the at least one suction channel has a cross-section that is constant. This can advantageously further optimize the suction performance. Alternatively, it is also conceivable that the suction channel is partially or completely conical, with the cross-section preferably increasing in size in the direction of the joining surface. Alternatively, a reduction is also conceivable. It is also conceivable that the suction channel extends partially with a substantially constant cross-section and opens conically in the direction of the joining surface. This can advantageously counteract clogging of the suction channels.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Hartmetallkopf zumindest zwei Schneidkanten, insbesondere zumindest vier Schneidkanten, aufweist, die sich radial nach außen erstrecken, wobei die Schneidkanten jeweils ein radial außenliegendes Ende aufweisen, wobei die radial außenliegenden Enden der Schneidkanten über ein Verbindungselement verbunden sind. Vorteilhaft kann dadurch die mechanische Robustheit des Hartmetallkopfs erhöht werden. Insbesondere ist der Hartmetallkopf derart ausgebildet, dass das Verbindungselement einen größeren Abstand zu der Rotationsachse aufweist als der Absaugkanal. Die Schneidkanten des Hartmetallkopfs können eine gleiche Länge oder unterschiedliche Längen aufweisen.Furthermore, it is proposed that the hard metal head has at least two cutting edges, in particular at least four cutting edges, which extend radially outwards, the cutting edges each having a radially outer end, the radially outer ends of the cutting edges being connected via a connecting element. This can advantageously increase the mechanical robustness of the hard metal head. In particular, the hard metal head is designed such that the connecting element is at a greater distance from the axis of rotation than the suction channel. The cutting edges of the carbide head can have the same length or different lengths.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement kreissegmentförmig ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Robustheit weiter verbessert werden. Alternativ ist ebenso denkbar, dass das Verbindungselement teilweise oder vollständig gerade, wellenförmig und/oder nach innen gekrümmt ausgebildet ist.It is further proposed that the connecting element be designed in the shape of a circular segment. This can advantageously further improve robustness. Alternatively, it is also conceivable that the connecting element is designed to be partially or completely straight, wave-shaped and/or curved inwards.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Schneidkante einer Schneide mit einer Freifläche und einer Spanfläche zugeordnet ist. Insbesondere ist der Absaugkanal zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in der Freifläche der Schneide angeordnet. Vorteilhaft kann dadurch die Abtragsleistung optimiert werden.It is also proposed that the cutting edge is assigned to a cutting edge with a flank and a rake face. In particular, the suction channel is at least partially, in particular completely, arranged in the open surface of the cutting edge. This can advantageously optimize the removal rate.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Absaugkanal beabstandet zu der Spanfläche angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Abtragsleistung weiter optimiert werden. Der Absaugkanal kann zwischen der Freifläche und der Spanfläche angeordnet sein. Alternativ ist auch denkbar, dass der Absaugkanal im Wesentlichen vollständig zwischen der Freifläche und der Spanfläche angeordnet ist.Furthermore, it is proposed that the suction channel is arranged at a distance from the cutting surface. This can advantageously further optimize the removal rate. The suction channel can be arranged between the open surface and the rake face. Alternatively, it is also conceivable that the suction channel is arranged essentially completely between the open surface and the cutting surface.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Bohrwerkzeug mit einem Hartmetallkopf wie zuvor beschrieben, wobei das Bohrwerkzeug eine zu der Fügefläche des Hartmetallkopfs korrespondierende Fügefläche aufweist, die zumindest eine Ansaugöffnung eines Transportkanals des Saugbohrers aufweist. Vorteilhaft kann dadurch der Bohrstaub über den Hartmetallkopf aus dem Bohrloch transportiert werden.Furthermore, the invention relates to a drilling tool with a hard metal head as described above, the drilling tool having a joining surface corresponding to the joining surface of the hard metal head, which has at least one suction opening of a transport channel of the suction drill. This advantageously allows the drilling dust to be transported out of the borehole via the hard metal head.

Zudem wird vorgeschlagen, dass der Hartmetallkopf je Transportkanal des Bohrwerkzeugs einen einzigen Absaugkanal aufweist. Vorteilhaft kann dadurch eine maximale Robustheit des Bohrwerkzeugs gewährleistet werden.It is also proposed that the carbide head has a single suction channel for each transport channel of the drilling tool. This can advantageously ensure maximum robustness of the drilling tool.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Hartmetallkopf je Transportkanal des Bohrwerkzeugs zumindest zwei Absaugkanäle aufweist. Vorteilhaft kann dadurch die Abtragsleistung optimiert werden.Furthermore, it is proposed that the hard metal head has at least two suction channels for each transport channel of the drilling tool. This can advantageously optimize the removal rate.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Hartmetallkopf zumindest einen einzelnen Absaugkanal aufweist, der mit zumindest zwei Transportkanälen des Bohrwerkzeugs verbunden ist.Furthermore, it is proposed that the hard metal head has at least one individual suction channel which is connected to at least two transport channels of the drilling tool.

Zeichnungendrawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following drawing description. The drawings, description and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations.

Es zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Systems bestehend aus einer Handwerkzeugmaschine mit einem Bohrwerkzeug, das über einen Absaugadapter mit einer Absaugvorrichtung verbunden ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines Bohrwerkzeugs mit einem Hartmetallkopf;
3 eine perspektivische Ansicht des Hartmetallkopfs gemäß 2;
4 einen Schnitt durch den Hartmetallkopf im mit dem Bohrwerkzeug verbundenen Zustand.

Show it:

1 a side view of a system consisting of a hand-held power tool with a drilling tool that is connected to a suction device via a suction adapter;
2 a perspective view of a drilling tool with a carbide head;
3 a perspective view of the carbide head according to 2 ;
4 a section through the carbide head in the state connected to the drilling tool.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In 1 ist eine schematische Ansicht eines Werkzeugsystems gezeigt. Das Werkzeugsystem umfasst ein Bohrwerkzeug 10, eine Handwerkzeugmaschine 300 und eine Absaugvorrichtung 400. Die Handwerkzeugmaschine 300 ist beispielhaft als ein Bohrhammer ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschine 300 weist eine Werkzeugaufnahme 302 auf, die zur Aufnahme des beispielhaft als Bohrwerkzeug 10 ausgebildeten Einsatzwerkzeugs ausgebildet ist. Die Handwerkzeugmaschine 300 weist eine nicht dargestellte einen Elektromotor umfassende Antriebseinheit und ein ein pneumatisches Schlagwerk umfassendes Getriebe auf. Über die Antriebseinheit und das Getriebe kann das Bohrwerkzeug 10 im gekoppelten Zustand rotatorisch um eine Längsachse 12 des Bohrwerkzeugs 10 und linear oszillierend bzw. schlagend entlang der Längsachse 12 angetrieben werden.In 1 a schematic view of a tool system is shown. The tool system comprises a drilling tool 10, a handheld power tool 300 and a suction device 400. The handheld power tool 300 is designed as a hammer drill, for example. The handheld power tool 300 has a tool holder 302, which is designed to hold the insert tool, which is designed as a drilling tool 10, for example. The handheld power tool 300 has a drive unit (not shown) comprising an electric motor and a gear system comprising a pneumatic impact mechanism. The drilling tool 10 can be driven in the coupled state in a rotational manner about a longitudinal axis 12 of the drilling tool 10 and in a linear oscillating or impacting manner along the longitudinal axis 12 via the drive unit and the gear system.

Das Bohrwerkzeug 10 ist als ein Gesteinsbohrer ausgebildet und in 2 in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung gezeigt. Das Bohrwerkzeug 10 ist insbesondere als ein Saugbohrer ausgebildet, über den während des Bohrvorgangs innerhalb des Bohrlochs Staub und Bohrklein absaugbar ist. Das Bohrwerkzeug 10 ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Bohrloch in einem Werkstück 14, das beispielhaft als ein Gemäuer ausgebildet ist, zu erzeugen. Das Bohrloch wird über eine schlagende Bewegung des Bohrwerkzeugs 10 entlang der Längsachse 12 und eine rotatorische Bewegung des Bohrwerkzeugs 10 um die Längsachse 12 erzeugt. Das Bohrwerkzeug 10 weist an einem ersten Ende einen Schneidkörper 500 in Form eines Hartmetallkopfs 502 auf. Zudem weist das Bohrwerkzeug 10 an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ein Einsteckende 16 auf, das zur Kopplung des Bohrwerkzeugs 10 mit der Handwerkzeugmaschine 300 ausgebildet ist. Das Einsteckende 16 des Bohrwerkzeugs 10 weist beispielhaft einen kleineren Durchmesser als der Hartmetallkopf 502 auf. Das Einsteckende 16 ist beispielhaft als ein Rundschaft ausgebildet.The drilling tool 10 is designed as a rock drill and in 2 shown in an enlarged perspective view. The drilling tool 10 is designed in particular as a suction drill, via which dust and drilling cuttings can be sucked out within the borehole during the drilling process. The drilling tool 10 is intended in particular to create a borehole in a workpiece 14, which is designed, for example, as a wall. The borehole is created by a percussive movement of the drilling tool 10 along the longitudinal axis 12 and a rotary movement of the drilling tool 10 about the longitudinal axis 12. The drilling tool 10 has a cutting body 500 in the form of a hard metal head 502 at a first end. In addition, the drilling tool 10 has an insertion end 16 at a second end opposite the first end, which is designed to couple the drilling tool 10 to the handheld power tool 300. The insertion end 16 of the drilling tool 10 has, for example, a smaller diameter than the hard metal head 502. The insertion end 16 is designed as a round shaft.

Ausgehend von dem Einsteckende 16 weist das Bohrwerkzeug 10 entlang seiner Längserstreckung einen Anschlussbereich 20 zur Verbindung des Bohrwerkzeugs 10 mit einem Absaugadapter 100, einen Transportbereich 22 und den Hartmetallkopf 502 auf. Der Absaugadapter 100 ist über einen Saugschlauch 402 mit der beispielhaft als Industriesauger ausgebildeten Absaugvorrichtung 400 verbunden.Starting from the insertion end 16, the drilling tool 10 has a connection region 20 along its longitudinal extension for connecting the drilling tool 10 to a suction adapter 100, a transport region 22 and the hard metal head 502. The suction adapter 100 is connected via a suction hose 402 to the suction device 400, which is designed as an industrial vacuum cleaner, for example.

Der Absaugadapter 100 weist beispielhaft ein Gehäuse 102 und eine Werkzeugverbindungseinheit zur axialen Fixierung des Absaugadapters 100 auf dem Bohrwerkzeug 10 auf. Das Gehäuse 102 umfasst eine Absaugvorrichtungsschnittstelle 106 zur lösbaren Verbindung mit der Absaugvorrichtung 400. Die Absaugvorrichtungsschnittstelle 106 ist beispielhaft als ein Absaugstutzen 107 ausgebildet. Der Absaugstutzen 107 weist beispielhaft eine konusförmige Innenseite zur Verbindung mit dem Saugschlauch 402 auf. Der Absaugadapter 100 und das Bohrwerkzeug 10, insbesondere en Grundkörper 32 des Bohrwerkzeugs 10, sind relativ zueinander drehbar verbunden.The suction adapter 100 has, for example, a housing 102 and a tool connection unit for axially fixing the suction adapter 100 on the drilling tool 10. The housing 102 comprises a suction device interface 106 for detachable connection to the suction device 400. The suction device interface 106 is designed, for example, as a suction nozzle 107. The suction nozzle 107 has, for example, a conical inner side for connection to the suction hose 402. The suction adapter 100 and the drilling tool 10, in particular the base body 32 of the drilling tool 10, are connected so as to be rotatable relative to one another.

Das Bohrwerkzeug 10 weist im Transportbereich 22 einen Grundkörper 32 und ein Abdeckelement 34 auf. Radial zwischen dem Grundkörper 32 und dem Abdeckelement 34 sind beispielhaft vier Transportkanäle 36 zum Abtransport von Bohrklein aus dem Bohrloch angeordnet. Das Abdeckelement 34 ist beispielhaft unbeweglich und drehfest mit dem Absaugadapter 100 verbunden. Das Abdeckelement 34 ist vollständig außerhalb des Grundkörpers 32 angeordnet.The drilling tool 10 has a base body 32 and a cover element 34 in the transport area 22. Four transport channels 36 for transporting drilling cuttings out of the borehole are arranged radially between the base body 32 and the cover element 34. The cover element 34 is connected to the suction adapter 100 in an immovable and rotationally fixed manner, for example. The cover element 34 is arranged completely outside the base body 32.

Die Transportkanäle 36 erstrecken sich entlang der Längsachse 12 vollständig durch den Transportbereich 22. Beispielhaft weisen die Transportkanäle 36 jeweils eine Ansaugöffnung 38 (siehe 4), über die Bohrklein während der Erzeugung des Bohrlochs in den Transportkanal 36 eintritt, und eine Absaugöffnung (nicht dargestellt), über die das Bohrklein den Transportkanal 36 verlässt, auf. Die Absaugöffnung ist dabei innerhalb des Absaugadapters 100 angeordnet. Es ist ebenso denkbar, dass das Bohrwerkzeug 10 einen einzigen Transportkanal, zwei oder drei Transportkanäle oder mehr als vier Transportkanäle aufweist.The transport channels 36 extend along the longitudinal axis 12 completely through the transport area 22. For example, the transport channels 36 each have a suction opening 38 (see 4 ), through which drilling cuttings enter the transport channel 36 during the creation of the borehole, and a suction opening (not shown), through which the drilling cuttings leave the transport channel 36. The suction opening is arranged within the suction adapter 100. It is also conceivable that the drilling tool 10 has a single transport channel, two or three transport channels, or more than four transport channels.

Der Hartmetallkopf 502 ist in 3 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Hartmetallkopf 502 ist aus einem Stück gefertigt und besteht vollständig aus einem Hartmetall, beispielhaft ein Wolframcarbid umfassendes Hartmetall, das mit einem Binder, beispielsweise Cobalt, verbunden ist. Der Hartmetallkopf 502 weist beispielhaft vier Schneiden 504 auf. Die Schneiden 504 weisen dabei jeweils eine Schneidkante 506 auf. Die Schneidkanten 506 erstrecken sich im Wesentlichen geradlinig. Die Schneidkanten 506 sind radial nach innen betrachtet beispielhaft über eine einzige Spitze 508 miteinander verbunden. Die Spitze 508 ist beispielhaft derart angeordnet, dass diese durch die Längsachse 12 des Bohrwerkzeugs 10 geschnitten wird.The carbide head 502 is in 3 shown in a perspective view. The hard metal head 502 is made from one piece and consists entirely of a hard metal, for example a hard metal comprising tungsten carbide, which is connected to a binder, for example cobalt. The hard metal head 502 has, for example, four cutting edges 504. The cutting edges 504 each have a cutting edge 506. The cutting edges 506 extend essentially in a straight line. The cutting edges 506 are connected to one another, for example via a single tip 508, when viewed radially inwards. The tip 508 is arranged, for example, in such a way that it is cut by the longitudinal axis 12 of the drilling tool 10.

Die Schneidkanten 506 weisen ein radial außenliegendes Ende 510 auf. Der Hartmetallkopf 502 weist beispielhaft zwei Hauptschneiden 512 und zwei Nebenschneiden 514 auf, wobei die radial außenliegenden Enden 510 der Schneidkanten 506 der Hauptaschneiden 512 einen größeren Abstand von der Spitze 508 aufweisen als die radial außenliegenden Enden 510 der Schneidkanten 506 der Nebenschneiden 514. Die Hauptschneiden 512 weisen zudem beispielhaft jeweils eine Verschleißmarke auf.The cutting edges 506 have a radially outer end 510. The hard metal head 502 has, for example, two main cutting edges 512 and two secondary cutting edges 514, the radially outer ends 510 of the cutting edges 506 of the main cutting edges 512 being at a greater distance from the tip 508 than the radially outer ends 510 of the cutting edges 506 of the secondary cutting edges 514. The main cutting edges 512 also each have a wear mark as an example.

Zudem weist der Hartmetallkopf 502 beispielhaft vier Absaugkanäle 516 auf. Die Absaugkanäle 516 sind geschlossen ausgebildet und zwischen einer Eingangsöffnung 518 (siehe 4), die auf einer Seite des Hartmetallkopfs 502 mit den Schneidkanten 506 angeordnet ist, und einer Ausgangsöffnung 520 (siehe 4), die auf einer Seite des Hartmetallkopfs 502 mit einer Fügefläche 522 angeordnet ist, von Material umgeben.In addition, the hard metal head 502 has four suction channels 516, for example. The suction channels 516 are closed and are arranged between an inlet opening 518 (see 4 ) arranged on one side of the carbide head 502 with the cutting edges 506, and an exit opening 520 (see 4 ), which is arranged on one side of the hard metal head 502 with a joining surface 522, surrounded by material.

Die Absaugkanäle 516 sind im Querschnitt betrachtet beispielhaft im Wesentlichen ovalförmig ausgebildet. Der Querschnitt der Absaugkanäle 516 ist im geschlossenen Bereich im Wesentlichen konstant ausgebildet. Im Bereich der Eingangsöffnung 518 ist der Absaugkanal 516 seitlich geöffnet, sodass der Querschnitt vergrößert wird.The suction channels 516 are essentially oval-shaped when viewed in cross-section. The cross-section of the suction channels 516 is essentially constant in the closed area. In the area of the inlet opening 518, the suction channel 516 is opened laterally so that the cross-section is enlarged.

Die Absaugkanäle 516 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass in Rotationsrichtung betrachtet zwischen jeweils zwei Schneidkanten 506 ein einzelner Absaugkanal 516 angeordnet ist. Die Schneiden 504 weisen jeweils eine Spanfläche 524 und eine Freifläche 526 auf, die durch die Schneidkante 506 voneinander getrennt sind. Die Absaugkanäle 516, insbesondere die Eingangsöffnungen 518 der Absaugkanäle 516, sind vorzugsweise beabstandet zu den Spanflächen 524 der Schneiden 504 ausgebildet. Zudem sind die Absaugkanäle 516 beispielhaft derart angeordnet, dass diese zwischen der Spanfläche 524 und der Freifläche 526 angeordnet sind und teilweise mit der Freifläche 526 überlappen. Durch die Anordnung der Absaugkanäle 516 in den Freiflächen 526 entsteht die teilweise Öffnung des Absaugkanals 516 im Bereich der Eingangsöffnung 516.The suction channels 516 are preferably arranged in such a way that a single suction channel 516 is arranged between two cutting edges 506, viewed in the direction of rotation. The cutting edges 504 each have a cutting surface 524 and a free surface 526, which are separated from one another by the cutting edge 506. The suction channels 516, in particular the inlet openings 518 of the suction channels 516, are preferably designed at a distance from the rake surfaces 524 of the cutting edges 504. In addition, the suction channels 516 are arranged, for example, in such a way that they are arranged between the rake surface 524 and the open surface 526 and partially overlap with the open surface 526. The arrangement of the suction channels 516 in the open areas 526 creates the partial opening of the suction channel 516 in the area of the inlet opening 516.

Die radial außenliegenden Enden 510 der Schneidkanten 506 sind mit den radial außenliegenden Enden 510 der unmittelbar benachbarten Schneidkanten 506 über ein Verbindungselement 530 verbunden. Die Verbindungselemente 530 erstrecken sich beispielhaft kreissegmentförmig zwischen den Schneidkanten 506. Die Verbindungselemente 530 weisen dabei stets einen größeren radialen Abstand von der Längsachse 12 und/oder der Spitze 508 des Hartmetallkopfs 502 als die Absaugkanäle 516 auf. Beispielhaft umfasst jedes Verbindungselement 530 teilweise die Freifläche 526 und die Spanfläche 524 unterschiedlicher Schneiden 504.The radially outer ends 510 of the cutting edges 506 are connected to the radially outer ends 510 of the immediately adjacent cutting edges 506 via a connecting element 530. The connecting elements 530 extend, for example, in the shape of a circular segment between the cutting edges 506. The connecting elements 530 always have a greater radial distance from the longitudinal axis 12 and/or the tip 508 of the hard metal head 502 than the suction channels 516. For example, each connecting element 530 partially comprises the free surface 526 and the chip surface 524 of different cutting edges 504.

In 4 ist ein Seitenschnitt des Hartmetallkopfs 502 im mit dem Bohrwerkzeug 10 verbundenen Zustand gezeigt. Der Hartmetallkopf 502 ist über die Fügefläche 522 mit einer korrespondierenden stumpfen Fügefläche 50 des Bohrwerkzeugs 10, die an einem stirnseitigen Ende des Grundkörpers 32 des Bohrwerkzeugs 10 angeordnet ist. Die zueinander korrespondierenden Fügeflächen 522, 50 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 12 des Bohrwerkzeugs 10.In 4 a side section of the hard metal head 502 is shown in the state connected to the drilling tool 10. The hard metal head 502 is connected via the joining surface 522 to a corresponding the blunt joining surface 50 of the drilling tool 10, which is arranged at a front end of the base body 32 of the drilling tool 10. The mutually corresponding joining surfaces 522, 50 extend essentially perpendicular to the longitudinal axis 12 of the drilling tool 10.

Der Grundkörper 32 des Bohrwerkzeug 10 weist beispielhaft spiralförmige Nuten 52 zum Abtransport von Bohrklein auf. Die Nuten 52 sind von dem Abdeckelement 34 verdeckt, wobei das Abdeckelement 34 beispielhaft als eine Hülse 54 ausgebildet ist. Die Hülse 54 ist beispielhaft aus einem Kunststoff ausgebildet, es wäre aber ebenso eine metallische Hülse denkbar. Es ist ebenso denkbar, dass die Nuten 52 abschnittsweise oder vollständig gerade verlaufen.The base body 32 of the drilling tool 10 has, for example, spiral-shaped grooves 52 for removing drill cuttings. The grooves 52 are covered by the cover element 34, the cover element 34 being designed as a sleeve 54, for example. The sleeve 54 is, for example, made of a plastic, but a metallic sleeve would also be conceivable. It is also conceivable that the grooves 52 run straight in sections or completely.

Der Hartmetallkopf 502 ist derart mit dem Grundkörper 32 des Bohrwerkzeugs 10 verbunden, dass die Absaugkanäle 516 des Hartmetallkopfs 502 in die Transportkanäle 36 des Grundkörpers 32 übergehen, beziehungsweise strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Insbesondere grenzt die Ausgangsöffnung 520 des Hartmetallkopfs 502 unmittelbar an der Absaugöffnung 40 des Grundkörpers 32 an.The hard metal head 502 is connected to the base body 32 of the drilling tool 10 in such a way that the suction channels 516 of the hard metal head 502 merge into the transport channels 36 of the base body 32 or are fluidically connected to one another. In particular, the outlet opening 520 of the hard metal head 502 is directly adjacent to the suction opening 40 of the base body 32.

Das Abdeckelement 34 weist beispielhaft einen Durchmesser D auf, der im Wesentlichen einen maximalen Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Verbindungselementen 530 entspricht. Das Abdeckelement 34 erstreckt sich beispielhaft nicht vollständig bis zur Ebene der Fügefläche 50 des Grundkörpers 32, sondern endet mit einem kleinen axialen Versatz zu der Fügefläche 50. Durch den Versatz entsteht ein Spalt 56 zwischen dem Hartmetallkopf 502, insbesondere dem Verbindungselement 530 des Hartmetallkopfs 502, und dem Abdeckelement 34. Der Spalt 56 ist vorzugsweise als ein optionaler Strömungsbypass 58 ausgebildet, durch den zusätzliche Luft direkt und ohne den Absaugkanal 516 in den Transportkanal 36 eintreten kann.The cover element 34 has, for example, a diameter D that essentially corresponds to a maximum distance between two opposing connecting elements 530. The cover element 34 does not extend, for example, completely to the level of the joining surface 50 of the base body 32, but ends with a small axial offset to the joining surface 50. The offset creates a gap 56 between the hard metal head 502, in particular the connecting element 530 of the hard metal head 502, and the cover element 34. The gap 56 is preferably designed as an optional flow bypass 58, through which additional air can enter the transport channel 36 directly and without the suction channel 516.

Während der Bearbeitung des Werkstücks 14 wird das Bohrwerkzeug 10, insbesondere der Hartmetallkopf 502 und der Grundkörper 32, rotierend und/oder linear oszillierend angetrieben. Das Abdeckelement 34 ist dabei starr mit dem Absaugadapter 100 verbunden, wobei durch die Absaugvorrichtung 400 ein Luftstrom erzeugt wird, durch den entstehendes Bohrklein aus dem Werkstück 14 über die Absaugkanäle 516 im Hartmetallkopf 502 in den Transportkanal 36 des Bohrwerkzeug 10 abgesaugt wird.During the machining of the workpiece 14, the drilling tool 10, in particular the hard metal head 502 and the base body 32, is driven in a rotating and/or linearly oscillating manner. The cover element 34 is rigidly connected to the suction adapter 100, with the suction device 400 generating an air flow through which the resulting drill cuttings are sucked out of the workpiece 14 via the suction channels 516 in the hard metal head 502 into the transport channel 36 of the drilling tool 10.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102019205656 A1 [0001]

Claims

Hard metal head, in particular hard metal head for a drilling tool (10), having at least one cutting edge (506) and a joining surface (522) for connecting the hard metal head (502) to a base body (32) of the drilling tool (10), characterized in that the hard metal head ( 502) has at least one closed suction channel (516).

Carbide head after Claim 1 , characterized in that the suction channel (516) has an inlet opening (518) and an outlet opening (520).

Carbide head after Claim 2 , characterized in that the inlet opening (518) is arranged on a first side which comprises the at least one cutting edge (506), and the outlet opening (520) is arranged on a second side which is formed opposite the first side and comprises the joining surface (522).

Hard metal head according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one suction channel (516) has a round or oval cross section.

Hard metal head according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one suction channel (516) has a cross section that is constant.

Hard metal head according to one of the preceding claims, characterized in that the hard metal head (502) has at least two cutting edges (506), in particular at least four cutting edges (506), which extend radially outward, wherein the cutting edges (506) each have a radially outer end (510), wherein the radially outer ends (510) of the cutting edges (506) are connected via a connecting element (530).

Carbide head after Claim 6 , characterized in that the connecting element (530) is designed in the shape of a segment of a circle.

Hard metal head according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting edge (506) is associated with a cutting edge (504) with a flank surface (526) and a chip surface (524).

Carbide head after Claim 8 , characterized in that the suction channel (516) is arranged at least partially, in particular completely, in the free surface (526) of the cutting edge (504).

Carbide head according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the suction channel (516) is arranged at a distance from the chip surface (524).

Drilling tool with a hard metal head (502) according to one of the preceding claims, wherein the drilling tool (10) has a joining surface (50) corresponding to the joining surface (522) of the hard metal head (502), which has at least one suction opening (38) of a transport channel (36) of the drilling tool (10).

Drilling tool according to Claim 11 , characterized in that the hard metal head (502) has a single suction channel (516) for each transport channel (36) of the drilling tool (10).

drilling tool Claim 12 , characterized in that the hard metal head (502) has at least two suction channels per transport channel (36) of the drilling tool (10).

Drilling tool according to one of the Claims 11 until 13 , characterized in that the hard metal head (502) has a single suction channel which is connected to at least two transport channels (36) of the drilling tool (10).