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Gesteinsschlagbohrer mit Hartmetalleinsätzen Zum Bohren in harten
Gesteinsschichten, insbesondere zum Einbringen von Sprenglöchern, verwendet man
Gesteinsschlagbohrer mit Schneidkanten tragenden Hartmetalleinsätzen. Nach der Anzahl
und der Anordnung der Schneiden werden Einfachmeißel, Doppelmeißel, Kreuz- oder
Kronenmeißel unterschieden.
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Die Einfachmeißel werden vorzugsweise zum Bohren in hartem grobkörnigem
Gestein verwendet. Sie haben in grobkörnigem Gestein den Vorteil eines verhältnismäßig
schnellen Vorschubs, versagen jedoch bei feinkörnigem und dichtem Gestein oder beim
Bohren in klüftigem Gebirge, da sie sich leicht festsetzen und verklemmen. Für diese
Gesteine werden Doppel- oder Kreuzmeißel verwendet, die jedoch infolge des größeren
Materialverbrauchs, insbesondere an Hartmetall, unwirtschaftlich sind.
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Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer, der die verschiedenen
Mängel vermeidet und die Vorteile beider Bohrerarten miteinander verbindet, so daß
er als Universalbohrer sowohl grobkörniges als auch feinkörniges Gestein bohrt und
auch im klüftigen Gebirge mit gutem Erfolg verwendet werden kann; er kann also auch
dann angewendet werden, wenn dichter Sandstein mit grobem Gestein oder klüftigem
Gebirge wechselt. Darüber hinaus haben Versuche gezeigt, daß sich bei Verwendung
des Bohrers nach der Erfindung bei allen Gesteinsarten
Spitzenleistungen
ergeben, so daß er als Universalmeißel von höchster Wirtschaftlichkeit anzusprechen
ist. Die Erfindung betrifft einen Gesteinsschlagbohrer mit in den Schaft eingefügten;
die Schneiden tragenden Hartmetalleinsätzen, von denen mehrere am Bohrumfang beginnend
sich radial nach dem Bohrerinnern so erstrecken, daß sie vor der Bohrermitte enden
(Umfangsschneide), und besteht darin, daß winklig zu den Umfangsschneiden mindestens
eine Schneide angeordnet ist, die durch die Mittelachse des Bohrers läuft und den
Bohrermittelpunkt nach beiden Seiten überdeckt, dessen Schneidkanten nicht bis zum
Bohrerumfang reichen (Mittelschneide). Vorteilhaft wird die Schneidkante der Mittelschneide
höher gelegt als die Schneidkanten der Umfangsschneide, damit ein leichtes Einmitten
des Bohrers, wie es bei sonstigen Bohrerarten bekannt ist, erfolgen kann. Die Hartmetallschneiden
werden in ihrer Länge zweckmäßig so bemessen, daß sie zwei sich nicht überdeckende
Arbeitskreise bilden. Dabei hat sich als besonders zweckmäßig herausgestellt, die
abnutzbare Höhe des die Mittelschneide bildenden Hartmetalleinsatzes geringer zu
halten als die abnutzbare Höhe der Umfangsschneiden bildenden Hartmetalleinsätze,
wodurch eine wesentliche Einsparung an Hartmetall erzielt werden kann, weil die
Umfangsschneiden gegenüber der Mittelschneide einer wesentlich größeren Abnutzung
unterliegen und bei gleicher Ausbildung der Schneiden an der Mittelschneide wesentlich
größere Hartmetallteile abgeschliffen werden müssen. Des weiteren hat sich als vorteilhaft
'herausgestellt, die Flächen zwischen den Umfangsschneiden und der Mittelschneide
eben auszubilden und im Innern des Bohrers Bohrungen zum Austritt des Bohrmehls
vorzusehen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Abb. i eine Draufsicht auf einen Bohrender ersten Ausführungsform,
Abb. 2 den Bohrer zum Teil im Schnitt und zum Teil in Ansicht; Abb. 3 den Bohrer
gemäß Abb. 2 nach erheblicher Abnutzung, Abb. 4 den Bohrer gemäß Abb. i und 2 üm
9o° gedreht, Abb. 5 eine zweite Ausführungsform in Draufsicht.
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In den stählernen Schaft i, der die übliche Form besitzt, sind mehrere
Hartmetalleinsätze 3, 4, 5 eingesetzt, die an ihren oberen herausstehenden Begrenzungsflächen
Schneidkanten 2 tragen. Die am Umfang des Bohrers beginnenden Hartmetalleinsätze
2 sind in ihrer Länge so begrenzt, daß sie vor dem Bohrermittelpunkt enden, sie
sollen als Umfangsschneiden bezeichnet werden. Vorzugsweise im rechten Winkel zu
einer oder zwei in der gleichen Achse liegenden Umfangsschneiden ist eine Mittelschneide
5 so angeordnet, daß sie den Bohrermittelpunkt nach beiden Seiten überdeckt. Ihre
Länge ist so bemessen, daß sie beiderseits vor der Bohrerumfangsfläche endet. Die
hierdurch von Hartmetalleinlagen frei bleibenden, in der Verlängerung der Mittelschneide
liegenden Flächen 6 können als Ebenen ausgebildet sein und gegenüber der Arbeitsebene
8 der Umfangsschneiden um einen gewissen Betrag 7 (s. Abb. 4) zurückliegen. Diese
Flächen verhindern, daß sich der Bohrer beim Bohren vor klüftigem Gestein in Rissen
und Schlitzen festsetzt, und dienen außerdem, wie an sich bei Schlagbohrern bekannt,
dazu, anfallendes grobes Bohrmehl zu zerkleinern. Die ebenen Flächen 6 liegen vorzugsweise
rechtwinklig zur Bohrrichtung, sie können aber auch etwas nach derjenigen Seite
hin abfallend gehalten werden, an welcher die Nut für die Abführung des Bohrmehls
liegt, damit das zerdrückte Bohrmehl nach dieser Richtung abgedrängt wird.
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Wie Abb. 2 zeigt, ragt die Mittelschneide in der Bohrrichtung gegenüber
den Umfangsschneiden etwas vor, so daß diese zuerst zum Arbeitseingriff kommt und
den Bohrer beim Ansetzen und beim Bohren einmittet. Sie stellt aber auch gleichzeitig
bei der fortschreitenden Bohrarbeit einen sogenannten Einbruch in dem zu bohrenden
Gestein her, so daß die Umfangsschneiden ein leichteres Arbeiten haben, da sie nicht
mehr den geschlossenen Gesteinsverband aufbrechen, sondern nur auszubrechen haben.
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Die abnutzbaren Höhen 9 der Umfangsschneiden sind größer gehalten
als die abnutzbaren Höhen io der Mittelschneide; da die am Umfang liegenden Schneidkanten
beim Bohren einer stärkeren Abnutzung unterliegen als die Schneidkanten, die in
der Mitte arbeiten. Während nun bei den gebräuchlichen Gesteinsbohrern das Nachschleifen
ohne Rücksichtnahme auf die Notwendigkeit -des Nachschliffs an allen Schneidkanten
gleichmäßig durchgeführt werden müßte und dadurch erhebliche Mengen von Hartmetall
nutzlos verschliffen wurden, kann durch eine unterschiedliche Bemessung der abnutzbaren
Höhen der Schneideinsätze nach ,der Erfindung eine restlose und wirtschaftliche
Ausnutzung der Hartmetalleinsätze erzielt werden, wenn man die Hartmetalleinsätze
in verschiedenen Höhen zueinander einlegt, vorzugsweise so, daß die Kante i i der
Umfangsschneide und die Kante 12 der Mittelschneide bei einem ungebrauchten Gesteinsbohrer
(Abb. 2) in gleicher Höhe liegen und der zwischen den Einsätzen liegende Stahlteil
13 bei der fortschreitenden Abnutzung des Bohrers seine Form wechselt. In Abb. 3
ist ein um etwa 6o bis 8o% abgenutzter Bohrer dargestellt. Die Mittelschneide und
die Umfangsschneiden sind gleich oft nachgeschliffen, jedoch war an der Mittelschneide
wegen der geringeren Abnutzung weniger nachzuschleifen als bei den stärker abgenutzten
Umfangsschneiden. Die erreichte Einsparung an Hartmetall durch die geringere Höhe
der Mittelschneide ist sehr wesentlich und beträgt 12 bis 13 0/0.
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Die Abb. 5 zeigt eine abgeänderte Ausfiihrungsform, bei welcher die
Umfangsschneiden und die Mittelschneide so verkürzt sind, daß die durch die Schneidkanten
bearbeitenden Zonen zwei sich nicht überdeckende, auch sich nicht berührende Arbeitskreise
14 und 15 bilden. Der zwischen den beiden Arbeitskreisen stehenbleibende Teil 16
des Gesteins
bricht beim Bohren aus und verstärkt den Anfall des
sehr erwünschten groben Bohrmehls, und es ist nicht notwendig, hierfür besondere
Schneid- oder Schlagarbeit aufzuwenden.
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In Abb. 5 sind außerdem an Stelle der aus Abb. i ersichtlichen Bohrmehlmiten
17 Bohrungen 18 angebracht, so daß die Hartmetalleinsätze durch den zurückfließenden
Spülstrom eine zusätzliche Kühlung und der Bohrer infolge seiner glatten, runden
Umfangsfläche einen ruhigeren Lauf erhalten.
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Bei beiden beschriebenenAusführungen sind zwei in dergleichen Durchmesserrichtung
liegendeAußenschneiden vorgesehen. Man kann aber auch mehr als zwei solcher Schneiden
anwenden und die Mittelschneide unter einem spitzeren oder stumpferen Winkel als
9o° zu den Außenschneiden anordnen. Ferner brauchen auch die Umfangsschneiden nicht
unbedingt rechtwinklig zur Umfangsfläche, d. h. radial zum Bohrermittelpunkt zu
verlaufen. Auch kann die Mittelschneide aus zwei in der Bohrerachse voneinander
getrennten Schneideinsätzen bestehen,wobei dann die Zufuhr des Spülmittels durch
eine in der Achse des Bohrers verlaufende Bohrung erfolgen kann.