DE19810775A1

DE19810775A1 - Bohrkrone

Info

Publication number: DE19810775A1
Application number: DE1998110775
Authority: DE
Inventors: Heinrich Kersten; Hartmut Precht
Original assignee: Gebrueder Heller GmbH; Gebr HELLER DINKLAGE WERKZEUGFABRIK GmbH
Current assignee: Gebrueder Heller GmbH; Gebr HELLER DINKLAGE WERKZEUGFABRIK GmbH
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 1999-09-09

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bohrkrone für ei nen hämmernden oder schlagenden Einsatz, mit einem im we sentlichen hohlzylindrischen Trägerkörper, an dessen in Bohrrichtung zeigendem Endbereich mindestens zwei Hartme tall-Schneidkörper angeordnet sind, und einem sich entlang der Längsachse des Trägerkörpers erstreckenden und in Bohrrichtung und über den Trägerkörper vorragenden Zen trierbohrer.

Eine derartige gattungsgemäße Bohrkrone wird beim Bohren mit einem hämmernden Bohrwerkzeug, beispielsweise einem Bohrhammer, oder einem schlagenden Bohrwerkzeug, bei spielsweise einer Schlagbohrmaschine, zum Materialabtrag in einem kombinierten drehenden und hämmernden oder schla genden Einsatz verwendet und weist nur Schneidkörper mit derselben Form und damit derselben Funktion auf. Der Zen trierbohrer 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 gat tungsgemäße 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 Ebe ne 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 Spatzah nes vorragenden Punkt zu beiden Seiten im wesentli chen dachförmig und in einer zu der ersten Ebene senkrechten zweiten Ebene erstreckenden Schneidkante ist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Schneidkante des Spat zahnes/mindestens einen Spatzahnes sich im wesentlichen radial erstreckt. Die Schneidkante des Spatzahnes/minde stens 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 Werk stoffen zur Verringerung der Bruchgefahr an der Schneiden ecke von Vorteil.

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

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

Vorteilhafterweise wird die Schneidkante des Spatzahnes/min destens 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 Erfin dung kann vorgesehen sein, daß die zweite Ebene die Längs achse der Bohrkrone enthält. Die Schneidkante des Meißel zahnes/mindestens einen Meißelzahnes erstreckt sich dann in einer Ebene, die quer zur Drehrichtung der Bohrkrone verläuft.

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

Weiterhin kann dabei vorgesehen sein, daß die Länge der Schneidkante des Meißelzahnes/mindestens einen Meißelzah nes 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 Meißelzah nes 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 Bohr richtung vor dem/mindestens einem Spatzahn in der Bohrkro ne aufgenommen.

Günstigerweise steht der Meißelzahn/mindestens ein Meißel zahn 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 Erfin dung 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 Berück sichtigung 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 Winkel abstände δ₁ und δ₂ alternieren.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Abfolge der Winkelabstände δ₁ : δ₁ : δ₂ und ggf. eine oder mehrere Wieder holung(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 al ternierend 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 Endbe reich 1 : 2 und ggf. eine oder mehrere Wiederholung(en) der selben ist.

Außerdem kann vorgesehen sein, daß der Schwerpunkt minde stens 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 befin det.

Entsprechend einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Spatzahn ist und seine Schneidkante pa rallel zu einer sich von der Mitte des Trägerkörpers radi al nach außen durch seinen Schwerpunkt erstreckende Gera den verläuft. Wenn der Schwerpunkt des Spatzahnes sich auf der Ringmittellinie des ringförmigen Endbereiches befin det, so ist die Schneidkante des Spatzahnes in einer nach folgend als Standardposition bezeichneten Position und Orientierung angeordnet, d. h., daß sie sich quer zur Dreh richtung 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 Schwer punkt 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 Ring mittellinie 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 tangenti al vor- bzw. zurückgeschobener Spatzahn weist einen gegen über 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 Ring mittellinie des ringförmigen Endbereiches befindet, befin det 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 Standardpo sition 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 Dreh winkel ϕ₂ schneidet. Der zweite Drehwinkel ϕ₂ kann bei Vor handensein 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 be findet, 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. zurückgeschobe nen 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 Schneid körper radial nach außen über den Endbereich des Träger körpers 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 sei nem in Bohrrichtung zeigenden Endbereich eine Quer schnittsverstärkung über den gesamten Umfang aufweist. Dadurch wird der Halt der Schneidkörper in der Bohrkrone verbessert.

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

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfin dung 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 Materi alabtrag bei gängigen Bohrwerkstoffen (Beton, Stein etc.), die in der Regel spröde sind, und somit ein höherer Bohr fortschritt in mm/min ermöglicht wird, der kürzere Bohr zeiten pro Anwendung gewährleistet. Da mindestens ein Mei ßelzahn in Bohrrichtung über den mindestens einen Spatzahn vorragt, wird der mindestens eine Meißelzahn mit seiner Meißelspitze als erstes Kontakt mit einem Werkstück auf nehmen und hier eine Art Zentrierkreis markieren. In die ser Zentrierkreisspur wird die Bohrkrone zusätzlich durch den Zentrierbohrer dauernd geführt. Der Spatzahn wird dann den Werkstoff im Profil rechts und links von der Zentrier kreisspur abtragen. Durch diese gewählte Kombination wird ein Höchstmaß an Bohrfortschritt erreicht. Der Bohrfort schritt läßt sich gemäß besonderen Ausführungsformen der Erfindung durch eine Optimierung der Form, Anzahl und An ordnung der Schneidkörper über den Umfang, räumlichen An ordnung und Orientierung der Schneidkörper, des axialen und radialen Schneidkörpervor-/rückstands und der Wahl der Hartmetall-Materialien optimieren. Eine Variation der vor genannten Parameter weist Vorteile bezüglich der Kraftein leitung zur Zerspanungsschneide des Spatzahnes (Abscher verhalten des Werkstoffes mit Schneidkraftminimierung, optimales Eindringenverhalten in dem zu bohrenden Werk stoff) und einer optimalen Bohrkleinabfuhr auf. Die opti male Wahl der Parameter hängt von der Art des abzutragen den Gesteins und von der Art des Bohrwerkzeuges (Bohrham mer, 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 erfindungs gemäßen Bohrkrone;

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

Fig. 8a eine Ausführungsform eines Spatzahnes der Bohr krone 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 ringförmi gen Endbereiches eines Trägerkörpers 14 der Bohrkrone an geordnet. 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 un ter Bezugnahme auf Fig. 8a und 8b beschrieben. In der Mit te 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 erfin dungsgemäßen 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 er findungsgemäßen 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 erfin dungsgemäßen Bohrkrone unterscheidet sich von der in Fig. 2 gezeigten Bohrkrone darin, daß die Schneidkörper in un gleichen 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 erfin dungsgemäßen Bohrkrone weist acht Schneidkörper (vier Spatzähne 10 und vier Meißelzähne 12) auf, die in gleichen Winkelabständen δ über den Umfang des ringförmigen Endbe reiches des Trägerkörpers 14 angeordnet sind. Die Spatzäh ne 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 glei cher axialer Höhe der Bohrkrone in dem Trägerkörper aufge nommen 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 Spatzäh nen 10 in der Bohrkrone aufgenommen. Dadurch ragt ein grö ßerer 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 er findungsgemäßen 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 Stan dardposition angeordneter Spatzahn 10 gezeigt. Die links und rechts davon gezeigten Spatzähne 10 sind aus der Stan dardposition 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 Rich tung 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 Stan dardposition 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 zwi schen 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 per spektivischer 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 marktübli cher 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 Meißelzäh ne umlaufend und zerspanen pro Schneidkante ein Volumen V₁ (siehe Fig. 9a). Wenn die Bohrkrone gemäß der Erfindung jedoch eine Kombination von Spat- und Meißelzähnen auf weist 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 verschiede nen 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

Claims

1. Bohrkrone für einen hämmernden oder schlagenden Ein satz, mit einem im wesentlichen hohlzylindrischen Träger körper, 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

- ein bzw. mindestens ein Schneidkörper ein Spatzahn (10) mit einer geradlinigen, sich in einer zur Längs achse der Bohrkrone im wesentlichen senkrechten er sten Ebene erstreckenden Schneidkante (101) ist und
- 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. Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (101) des Spatzahnes (10)/mindestens ei nen Spatzahnes (10) sich im wesentlichen radial erstreckt.

3. Bohrkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, 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 Zer spanung ein negativer Spanwinkel einstellt.

4. Bohrkrone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanwinkel α im Bereich von 0° bis -30° liegt.

5. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch 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. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch 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. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die zweite Ebene die Längsachse der Bohrkrone enthält.

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. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch 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. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die beiden Seiten der Schneid kante (121) des Meißelzahnes (12)/mindestens einen Meißel zahnes (12) sich unter einem Spitzenwinkel γ im Bereich von 60° bis 160° schneiden.

11. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der/mindestens ein Meißelzahn (12) länger als der/mindestens ein Spatzahn (10) ist.

12. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der/mindestens ein Meißelzahn (12) in Bohrrichtung vor dem/mindestens einem Spatzahn (10) in der Bohrkrone aufgenommen ist.

13. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch 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. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper in gleichen Winkelabständen δ über den ringförmigen Endbereich ange ordnet sind.

15. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper nicht in gleichen Winkelabständen δ über den ringförmigen Endbereich ange ordnet sind.

16. Bohrkrone nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper in zwei verschiedenen Winkelabstän den δ₁ und δ₂ angeordnet sind.

17. Bohrkrone nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände δ₁ und δ₂ alternieren.

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. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Spat- (10) und Meißelzähne (12) über den ringförmigen Endbereich in Folge und radial alternierend angeordnet sind.

20. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfolge von Spat- (10) und Meißel zähnen (12) über den ringförmigen Endbereich 2 : 1 und ggf. eine oder mehrere Wiederholung(en) derselben ist.

21. Bohrkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfolge von Spat- (10) und Meißel zähnen (12) über den ringförmigen Endbereich 1 : 2 und ggf. eine oder mehrere Wiederholung(en) derselben ist.

22. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt mindestens eines Schneidkörpers sich auf der Ringmittellinie des ringförmi gen Endbereiches befindet.

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. Bohrkrone nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn zeichnet, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Spatz ahn 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. Bohrkrone nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn zeichnet, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Spatz ahn 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. Bohrkrone nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn zeichnet, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Mei ßelzahn (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 au ßen durch seinen Schwerpunkt erstreckenden Geraden und der Längsachse des Trägerkörpers (14) aufgespannten Ebene ver läuft.

27. Bohrkrone nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn zeichnet, daß der mindestens eine Schneidkörper ein Mei ßelzahn (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 sei nen Schwerpunkt erstreckenden Geraden und der Längsachse des Trägerkörpers (14) aufgespannte Ebene unter einem zweiten Drehwinkel ϕ₂ schneidet.

28. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schneidkörper radial nach innen über den Endbereich des Trägerkörpers (14) vorragt.

29. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schneidkörper radial nach außen über den Endbereich des Trägerkörpers (14) vorragt.

30. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Spatzahn (10)/mindestens ein Spatzahn (10) und der Meißelzahn (12)/mindestens ein Mei ßelzahn (12) aus Hartmetall in unterschiedlichen Bergbau qualitäten bestehen.

31. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (14) in seinem in Bohrrichtung zeigenden Endbereich eine Quer schnittsverstärkung über den gesamten Umfang aufweist.

32. Bohrkrone nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverstärkung die Wandstärke des Träger körpers (14) an der Außen- und/oder Innenkontur überragt.

33. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone sechs Schneidkörper aufweist.

34. Bohrkrone nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Zentrierbohrer (16) mit dem Trägerkörper (14) lösbar verbunden ist.