DE19541163A1 - Drilling tool, in particular for processing stone - Google Patents
Drilling tool, in particular for processing stoneInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug insbesondere für eine drehschlagende Beanspruchung zur Bearbeitung von Gestein oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drilling tool, in particular for a rotational impact for processing rock or the like according to the preamble of claim 1.
Zur drehschlagenden Bearbeitung von Gestein werden je nach Bohrlochgröße sogenannte Durchbruchbohrer mit einer Art Kreuzkopf verwendet, wie er beispielsweise in der US-PS 4,262,762 oder der US-PS 3,492,101 dargestellt ist. Für größere Bohrlochdurchmesser werden sogenannte Bohrkronen verwendet, deren topfförmiges Gehäuse stirnseitig mit Hartmetall-Schneideinsätzen bestückt sind und die zentrisch einen zusätzlichen Zentrierbohrer aufweisen. Auch derartige Bohrkronen können einer schlagenden Beanspruchung zur Gesteinsbearbeitung unterworfen sein. Hierzu wird beispielsweise auf die DE-U 85 21 577 verwiesen. Schließlich sind übliche Gesteinsbohrer zur schlagenden Beanspruchung von Gestein bekannt geworden, die eine einstückige (DE 43 14 868 A1) oder eine auswechselbare Förderwendel (DE 23 48 847) aufweisen. Depending on the type of rock, Hole size so-called breakthrough drill with one type Cross head, as used for example in the U.S. Patent 4,262,762 or U.S. Patent 3,492,101 is shown. For Larger borehole diameters are so-called drill bits used, the cup-shaped housing with the front Tungsten carbide cutting inserts are assembled and the centric have an additional center drill. Even such Drill bits can be subjected to striking stress Be subjected to stone processing. To do this for example, to DE-U 85 21 577. Finally are common rock drills for the impact of Rock has become known as a one-piece (DE 43 14 868 A1) or an exchangeable conveying helix (DE 23 48 847).
Bei Gesteinsbohrer mit schlagender Beanspruchung besteht grundsätzlich das Problem, daß der Bohrerkopf und insbesondere die Hartmetall-Schneideinsätze einer hohen mechanischen und thermischen Belastung unterworfen sind. Weiterhin müssen die Werkzeuge sowohl im Bohrerkopfbereich als auch im Bereich ihres Wendelschaftes und ihres Einspannendes zur Hammerbohrmaschine auf die jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden. Dies führt häufig dazu, daß der Bohrerkopf mit dem sich anschließenden Bohrerschaft, der mit oder ohne Förderwendel oder mit austauschbarer Förderwendel ausgestattet sein kann, zweiteilig ausgebildet ist. Bei allen zuvor genannten bekannten Gesteinsbohrern erfolgt dieser Austausch in aller Regel durch eine Gewindeverbindung zwischen Bohrerkopf und Bohrerschaft, wobei der Gewindezapfen oder Gewindebolzen mit seinem Außengewinde in aller Regel am Bohrerschaft und die zugehörige Gewindebohrung oder Gewindemutter mit seinem Innengewinde im Bohrerkopf angeordnet sind. Es sind jedoch auch Ausführungen bekannt geworden, bei welchen der Gewindezapfen am Bohrerkopf und die Gewindebohrung am zugehörigen Gewindeschaft positioniert sind. Aus der DE 25 43 578 ist ein Durchbruchbohrer bekannt geworden, dessen Verbindung zwischen Bohrerkopf und Bohrerschaft über eine bloße Konusverbindung erfolgt.There is a rock drill with impact stress basically the problem that the drill head and especially the carbide cutting inserts of a high are subjected to mechanical and thermal stress. Furthermore, the tools must be in the drill head area as well as in the area of their spiral shaft and their Clamping to the hammer drill on the respective Conditions to be adjusted. This often leads to the fact that the drill head with the adjoining drill shank, the with or without conveying helix or with interchangeable Conveyor spiral can be equipped in two parts is. In all of the known rock drills mentioned above this exchange usually takes place through a Threaded connection between drill head and drill shank, where the threaded pin or threaded bolt with its external thread usually on the drill shank and the associated Threaded hole or nut with its internal thread in the Drill head are arranged. However, they are also executions became known in which the threaded pin on the drill head and the threaded hole on the associated threaded shaft are positioned. From DE 25 43 578 is a Breakthrough drill became known, the connection between Drill head and drill shank via a mere cone connection he follows.
Die Art des Verbindungsgewindes muß je nach Anwendungsfall optimiert werden. Hierfür bieten sich übliche Gewindebauarten, wie metrisches Gewinde, Trapezgewinde, Sägen-Gewinde oder auch Rundgewinde an. Jede Gewindebauart hat ihre spezifischen Eigenschaften und Vorteile. Rundgewinde werden insbesondere dort eingesetzt, wo eine hohe Gefahr von Verschmutzungen und Beschädigungen vorhanden ist. Dies kann im rauhen Alltagsbetrieb von derartigen Bohrwerkzeugen durchaus der Fall sein. Gemäß der Figurendarstellung 3 der eingangs erwähnten US-PS 4,262,762 wird auch bei einem solchen Bohrwerkzeug ein übliches Rundgewinde eingesetzt. The type of connection thread must be optimized depending on the application. Common thread types such as metric thread, trapezoidal thread, saw thread or even round thread are suitable for this. Each thread type has its specific properties and advantages. Round threads are used in particular where there is a high risk of contamination and damage. This can certainly be the case in the rough everyday operation of such drilling tools. According to the figure 3 of the above-mentioned US Pat. No. 4,262,762, a conventional round thread is also used in such a drilling tool.
Diese haben generell Vorteile hinsichtlich einer Unempfindlichkeit hinsichtlich Verschmutzung und Korrosion. Sie müssen trotz dieser Bedingungen leicht zu öffnen und zu schließen sein.These generally have advantages with regard to one Insensitivity to dirt and corrosion. Despite these conditions, they have to be easy to open and close be close.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gesteinsbohrwerkzeug für eine insbesondere schlagende Beanspruchung vorzuschlagen, dessen Gewindeverbindung insbesondere zwischen Bohrerkopf und Bohrerschaft gegenüber dem Stand der Technik optimiert wurde, so daß erhebliche Vorteile erzielt werden.The invention is based on the object Rock drilling tool for a particularly striking Propose stress, its threaded connection especially between the drill head and the drill shank the prior art has been optimized so that considerable Advantages are achieved.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object of the invention is characterized by the features of Claim 1 solved.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs angegeben.In the subclaims are advantageous and expedient Developments of the drilling tool according to the invention specified.
Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, daß die Verwendung eines modifizierten Rundgewindes und damit eines Spezialgewindes generell vorteilhaft ist, um die auftretenden Verschmutzungen, Korrosionsbelastungen oder dergleichen handhaben zu können. Nachteilig an einer Art Rundgewindeverbindung sind jedoch die generell hiermit verbundenen Übertragungsverluste. Diese Verluste sind umso höher, je höher die zu übertragende Schlagenergie sich in Reibungswärme und Schallenergie umsetzt. Die Reibungswärme entsteht insbesondere in solchen Berührungsabschnitten, die einen steilen Steigungswinkel aufweisen. Dies bedeutet, daß eine hohe Effizienz der Übertragung der Schlagenergie bei einem möglichst geringen Steigungswinkel, das heißt einer möglichst ebenen Aufschlagfläche gegeben ist. Verluste durch auftretende Schallenergie werden durch zu großes Spiel und das damit verbundene Aufschlagen der Teile aufeinander hervorgerufen.The invention is based on the main idea that Use of a modified round thread and thus one Special thread is generally advantageous to the occurring Soiling, corrosion or the like to be able to handle. A disadvantage of one species Round thread connections are, however, generally hereby associated transmission losses. These losses are all the more higher, the higher the impact energy to be transmitted Realizes frictional heat and sound energy. The frictional heat arises particularly in those contact sections that have a steep slope angle. This means that a high efficiency of the transmission of the impact energy the smallest possible pitch angle, i.e. one is as flat as possible. Losses through occurring sound energy are caused by excessive play and the associated impact of the parts on each other evoked.
Die Verwendung eines herkömmlichen Rundgewindes hat zwar den Vorteil, daß eine hohe Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung und Korrosion gegeben ist. Sie hat jedoch den Nachteil, daß die aufeinander aufliegenden Flächenabschnitte aufgrund der stetigen Krümmung der Flankenabschnitte des Rundgewindes äußerst gering sind beispielsweise gegenüber einem Trapez- Gewinde mit hohen aufeinander aufliegenden Flächenanteilen.The use of a conventional round thread has the Advantage of being insensitive to dirt and there is corrosion. However, it has the disadvantage that the superimposed surface sections due to the constant curvature of the flank sections of the round thread are extremely low compared to a trapezoidal Threads with high surface areas on top of each other.
Um insbesondere die Flächenabschnitte mit steiler werdender Gewindesteigung im Rundgewinde und die damit verbundene Klemmverbindung zu eleminieren, sieht die Erfindung vor, daß ein modifiziertes Rundgewinde beziehungsweise ein Spezialgewinde zum Einsatz kommt, bei welchem im Bereich der Wellenberge und/oder der Wellentäler eines solchen Gewindes achsparallele Gewindeabschnitte vorgesehen sind, durch die ein Rundgewinde in diesen Abschnitten achsparallel begradigt wird. Achsparallele Abschnitte können nämlich keine axiale Kräfte aufnehmen, so daß es in diesen Gewindebereichen nicht zu einer Verklemmung und damit zu einem übermäßigen Verschleiß mit einer entsprechenden Erwärmung dieser Gewindeabschnitte kommt. Die aufeinander abgestimmten Gewindeabschnitte von Außengewinde des Gewindezapfens und Innengewinde der Gewindebohrung sind derart ausgebildet, daß sie sich auf der zur Kraftrichtung abgewandten Seite jeder Gewindenut über einen hohen Flächenabschnitt ähnlich wie bei einem Trapez-Gewinde aneinander anschmiegen und einen kontinuierlichen Kurvenzug bilden, während die Wellenberge und Wellentäler insbesondere auch zur korrekten axialen Führung und nicht zur axialen Kraftübertragung aufgrund ihrer jeweiligen seitlichen Abflachung verwendet werden. Im Bereich der der Kraftrichtung zugewandten Seite jeder Gewindenut kann vielmehr auch ein Spiel zwischen der jeweiligen Gewindepaarung vorgesehen sein. Dies ergibt ein optimales Verhältnis zwischen Kraftübertragung und Haltbarkeit des Systems.In particular, the surface sections with steepening Thread pitch in the round thread and the associated To eliminate the clamp connection, the invention provides that a modified round thread or a Special thread is used, in which in the area of Wave crests and / or the wave troughs of such a thread axially parallel threaded sections are provided, through which a round thread in these sections straightened axially parallel becomes. Axially parallel sections cannot namely axial Take up forces so that it is not in these thread areas to a deadlock and thus to an excessive Wear with appropriate heating of this Thread sections comes. The coordinated Thread sections of the external thread of the threaded pin and Internal threads of the threaded bore are designed such that they face each other on the side facing away from the direction of the force Thread groove over a high area similar to a trapezoidal thread and one form a continuous curve while the wave crests and troughs in particular for correct axial Leadership and not for axial power transmission due to their respective lateral flattening can be used. In the area the side of the thread direction facing the force groove can rather a game between the respective Thread pairing may be provided. This results in an optimal one Relationship between power transmission and durability of the Systems.
Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Gewindeverbindung dahingehend, daß insbesondere der Wellenbauch des Gewindezapfens einen achsparallelen Gewindeabschnitt aufweist, der ebenso wie der alternative oder ergänzende achsparallele Abschnitt im Wellental des Gewindezapfens einen Längenbereich umfaßt, der ca. 1/5 bis 1/4 der Steigungshöhe des Gewindes beträgt. Das zugehörige Innengewinde in der Gewindebohrung ist spiegelbildlich ausgebildet, das heißt, der radial außenliegende achsparallele Abschnitt am Wellenberg des Gewindezapfens korrespondiert mit einem zugehörigen radial außenliegenden achsparallelen Abschnitt im Wellental des Innengewindes.The formation of the Threaded connection in that in particular the Belly of the threaded pin an axially parallel Has threaded section, as well as the alternative or additional axially parallel section in the trough of the Threaded pin covers a length range that is about 1/5 to 1/4 of the pitch of the thread. The associated Internal thread in the threaded hole is a mirror image formed, that is, the radially outer axially parallel section on the shaft crest of the threaded pin corresponds to an associated radially outer one axially parallel section in the trough of the internal thread.
Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs dahingehend, daß generell der Bohrerkopf einen angesetzten Gewindezapfen mit Außengewinde und der sich hieran anschließende Bohrerschaft eine zugehörige Bohrung mit Innengewinde aufweist. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß der Bohrerkopf nicht durch eine zusätzliche Bohrung zur Aufnahme eines Innengewindes geschwächt wird, so daß beispielsweise bei der Ausbildung der Erfindung als Bohrkrone dieser Bereich vorzüglich zur Aufnahme einer Innenbohrung für einen Zentrierbohrer verwendet werden kann.The formation of the drilling tool according to the invention in that the Drill head an attached threaded pin with an external thread and the adjoining drill shank one has associated hole with internal thread. Such Arrangement has the advantage that the drill head does not go through an additional hole for receiving an internal thread is weakened, so that, for example, in the training of Invention as a core bit this area excellent for Inclusion of an inner hole for a center drill can be used.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Verbindung zwischen Bohrerkopf und Bohrerschaft über ein entsprechendes erfindungsgemäßes modifiziertes Rundgewinde zusätzlich ein hohes Maß der Kraftübertragung der schlagenden Energie über einen umlaufenden Bund erhält. Der zwischen Bohrung für das Innengewinde und dem Außendurchmesser des Schaftteils angeordnete umlaufende Bund mit seiner Kreisringfläche stützt sich großflächig an einem gegenüberliegenden entsprechenden Bund am Bohrerkopf ab, um die axiale Schlagenergie im hohen Maße vom Bohrerschaft auf dem Bohrerkopf zu übertragen. In diesem Fall wird das modifizierte Rundgewinde von einer Energieübertragung entlastet und dient in hohem Umfang auch zur axialen Führung zwischen Bohrerschaft und Bohrerkopf.It is also advantageous that the connection between A corresponding drill head and drill shank modified round thread according to the invention additionally high level of power transmission of the striking energy receives an all-round waistband. The between hole for that Internal thread and the outer diameter of the shaft part arranged circumferential collar with its circular surface supports large area on an opposite corresponding Collar at the drill head to the axial impact energy in the high Transfer dimensions from the drill shank to the drill head. In in this case, the modified round thread is from a Energy transfer relieves and also serves to a large extent for axial guidance between the drill shank and drill head.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind auch aus den Zeichnungen entnehmbar, auf die ausdrücklich hiermit verwiesen wird. In der nachfolgenden Beschreibung werden diese Zeichnungen unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile der Erfindung näher erläutert.Further details of the invention are also from the Drawings can be removed, to which expressly hereby is referred. The following description will these drawings with further details and Advantages of the invention explained in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1a, 1b ein Ausführungsbeispiel für eine Gewindeverbindung zwischen einem Bohrerschaft (Fig. 1a) und einem Bohrerkopf (Fig. 1b) und Fig. 1a, 1b an embodiment of a threaded connection between a drill shank ( Fig. 1a) and a drill head ( Fig. 1b) and
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der zusammengefügten Gewindeabschnitte über etwa einen Gewindegang. Fig. 2 is an enlarged view of the assembled thread sections over about a thread.
In der Fig. 1 ist ein zweiteiliges Bohrwerkzeug 1 dargestellt, mit zum Beispiel einem Bohrerkopf 2 in Fig. 1b sowie zum Beispiel einem Bohrerschaft 3 in Fig. 1a. Der Bohrerkopf 2 kann jede andere beliebige Bohrerkopfart umfassen und insbesondere einen Bohrerkopf, wie er in allen eingangs erwähnten Druckschriften zum Stand der Technik beschrieben ist. Die Fig. 1b deutet zum Beispiel auf die Verwendung einer Bohrkrone als Bohrerkopf hin.In FIG. 1, a two-part drilling tool 1 is shown, for example, with a drill head 2 in Fig. 1b, as well as, for example, a drill shank 3 in Fig. 1a. The drill head 2 can comprise any other type of drill head and in particular a drill head as described in all of the prior art documents mentioned at the beginning. FIG. 1b indicated, for example, to the use of a drill bit down as a drill head.
Gleichermaßen kann auch der Bohrerschaft 3 jede beliebige Bohrstange oder dergleichen mit oder ohne integrierter Förderwendel umfassen, wobei auch eine separate aufsteckbare Förderwendel zum Beispiel bei einem Kreuzbohrkopf verwendbar wäre.Likewise, the drill shaft 3 can also comprise any boring bar or the like with or without an integrated conveying helix, wherein a separate attachable conveying helix could also be used, for example, with a cross boring head.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1b weist der Bohrerkopf 2 eine topfförmige Bohrkrone 4 auf, dessen Bohrkronenschaft 5 als Gewindezapfen oder Gewindebolzen 6 ausgebildet ist. Gleichermaßen weist der Bohrerschaft 3 ein als Gewindemutter 7 ausgebildetes Innengewinde 7 auf, welches mit dem Gewindezapfen 6 zusammenwirkt.In the exemplary embodiment according to FIG. 1 b, the drill head 2 has a cup-shaped drill bit 4 , the drill bit shaft 5 of which is designed as a threaded pin or threaded bolt 6 . Likewise, the drill shaft 3 has an internal thread 7 which is designed as a threaded nut 7 and which interacts with the threaded pin 6 .
Der Gewindezapfen 6 sowie die Gewindemutter 7 weisen ein modifiziertes Rundgewinde 8, 8′ - im weiteren auch "Rundgewinde" genannt - auf, mit einer Gewindesteigung h und einer Gewindetiefe t1. In der Fig. 1a ist ein Außendurchmesser DA des Bohrerschaftes 3, ein Nenndurchmesser DN und ein Kerndurchmesser DK des Innengewindes 7 dargestellt, wobei die Nutentiefe t₁ = DN - DK beträgt. Gleichermaßen ist in Fig. 1b ein Außendurchmesser dA der Bohrkrone 4, ein Nenndurchmesser dN und ein Kerndurchmesser dK für den Gewindezapfen 6 angegeben, wobei die Nutentiefe t2 = dN - dK beträgt.The threaded pin 6 and the threaded nut 7 have a modified round thread 8 , 8 '- hereinafter also referred to as "round thread" - with a thread pitch h and a thread depth t1. In Fig. 1a, an outer diameter D A of the drill shaft 3 , a nominal diameter D N and a core diameter D K of the internal thread 7 is shown, the groove depth being t 1 = D N - D K. Likewise, an outer diameter d A of the drill bit 4 , a nominal diameter d N and a core diameter d K for the threaded pin 6 are indicated in FIG. 1b, the groove depth t2 = d N - d K.
In Fig. 1a ist weiterhin die Bohrlochtiefe L1 sowie ein axialer Einlaufabschnitt L2 dargestellt. FIG. 1a also shows the borehole depth L1 and an axial inlet section L2.
Fig. 1b zeigt eine gesamte Zapfenlänge l1, eine Gewindelänge l2 und eine Gewindeauslauflänge l3. Fig. 1b shows an entire pin length l1, a thread length l2 and a thread run-out length l3.
Das in Fig. 1a dargestellte Rundgewinde 7 weist einen Krümmungsradius R1 auf. Weiterhin sind der untere Einlaufwinkel α1 für das Rundgewinde und der obere Kegelwinkel α2 für die Kegelspitze dargestellt.The round thread 7 shown in FIG. 1a has a radius of curvature R1. Furthermore, the lower inlet angle α1 for the round thread and the upper cone angle α2 for the cone tip are shown.
Fig. 1b zeigt den Übergangsradius R2 zum umlaufenden Bund 9 zwischen Gewindezapfen 6 und Bohrkrone 4. Der endseitige Gewindeauslauf des Gewindezapfens 6 weist einen Steigungswinkel α3 auf. FIG. 1b shows the transition radius R2 to the encircling collar 9 between the drill bit and threaded stem 6. 4 The end thread runout of the threaded pin 6 has a pitch angle α3.
Der zum Bund 9 des Bohrerkopfs 2 korrespondierende Bund 10 an der Stirnseite des Bohrerschafts 3 weist entsprechende Abmaßen auf.The collar 10 corresponding to the collar 9 of the drill head 2 on the end face of the drill shaft 3 has corresponding dimensions.
Für ein ausgewähltes Ausführungsbeispiel sind die oben angegebenen Größen beispielhaft zusammengestellt.For a selected embodiment, those are above specified sizes compiled as an example.
Die Besonderheit des modifizierten Rundgewindes des Gewindezapfens 6 und/oder der Gewindemutter 7 besteht nun darin, daß gemäß den Darstellungen in Fig. 1 und 2 in den Wellenbergen und/oder in den Wellentälern des Rundgewindes achsparallele Abschnitte vorgesehen sind. Beispielsweise weist der Gewindezapfen 6 an seinem Rundgewinde 8 jeweils radial außenliegende Wellenberge 11 und radial innenliegende Wellentäler 12 auf. Gleichermaßen weist das Innengewinde 8′ der Gewindemutter 7 radial nach innen ragende Wellenberge 11′ sowie radial nach außen weisende Wellentäler 12′ auf. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1b weisen jeweils die Wellenberge 11 achsparallele lineare Abschnitte auf, das heißt, der radial außenliegende Bereich des Rundgewindes 8 des Gewindezapfens 6 ist abgeflacht und parallel zur Längssymmetrieachse 13 angeordnet. Dieser achsparallele Abschnitt ist in Fig. 1b, Fig. 2 mit Bezugszeichen 14 mit einer Breite s1 bezeichnet. In Fig. 1a weist der radial nach innen weisende Wellenberg 11′ des dortigen Rundgewindes 8′ ebenfalls einen achsparallelen Abschnitt 15 mit der Breite s2 auf. Der Wellenberg 11 des Rundgewindes 8 des Gewindezapfens 6 wirkt demnach mit seinem achsparallelen Abschnitt 14 mit einem entsprechenden achsparallelen Abschnitt 15′ im Wellental 12′ des Rundgewindes 8′ der Gewindemutter 7 zusammen wobei im übrigen Bereich des Gewindes beispielsweise ein kontinuierlicher Kurvenzug wie zum Beispiel bei einem üblichen Rundgewinde vorhanden sein kann. Weiterhin kann jedoch auch ein achsparalleler Abschnitt 15 des radial nach innen weisenden Wellenbergs 11′ der Gewindemutter 7 zusammenwirken mit einem entsprechenden achsparallelen Abschnitt 14′ im Wellental 12 des Gewindezapfens 6. Über die axiale Länge gesehen folgen demnach jeweils achsparallele Abschnitte 14, 14′ des Wellenbergs 11 und des Wellentals 12 des Gewindezapfens 6 beziehungsweise achsparallele Abschnitt 15, 15′ des Wellenbergs 11′ beziehungsweise des Wellentals 12′ der Gewindemutter 7. Zwischen diesen achsparallelen Abschnitten 14, 14′, 15, 15′ liegen kontinuierliche Kurvenzüge des jeweiligen modifizierten Rundgewindes 8, 8′ wobei durchaus auch gegebenenfalls Hohlräume 16, 17, entstehen können. In den achsparallelen Bereichen über einen axialen Abschnitt s1, s2 können keine Kräfte übertragen werden. Dies führt zu einer sehr deutlichen Herabsetzung der Flächenpressung der Gewindeverbindung.The peculiarity of the modified round thread of the threaded pin 6 and / or the threaded nut 7 is that axially parallel sections are provided in the wave crests and / or in the troughs of the round thread as shown in FIGS. 1 and 2. For example, the threaded pin 6 has on its round thread 8 radially outer wave crests 11 and radially inner wave troughs 12 . Similarly, the internal thread 8 'of the threaded nut 7 radially inwardly projecting wave crests 11 ' and radially outwardly pointing wave troughs 12 '. In the exemplary embodiment according to FIG. 1b, the wave crests 11 each have axially parallel linear sections, that is to say the radially outer region of the round thread 8 of the threaded pin 6 is flattened and arranged parallel to the longitudinal axis of symmetry 13 . This axially parallel section is designated in FIG. 1b, FIG. 2 with reference number 14 with a width s1. In Fig. 1a, the radially inward wave crest 11 'of the round thread 8 ' there also has an axially parallel section 15 with the width s2. The shaft crest 11 of the round thread 8 of the threaded pin 6 thus acts together with its axially parallel section 14 with a corresponding axially parallel section 15 'in the trough 12 ' of the round thread 8 'of the threaded nut 7 , whereby in the remaining area of the thread, for example, a continuous curve such as one usual round thread may be present. Furthermore, however, an axially parallel section 15 of the radially inward-pointing crest 11 'of the threaded nut 7 can interact with a corresponding axially parallel section 14 ' in the trough 12 of the threaded pin 6 . Seen over the axial length, axially parallel sections 14 , 14 'of the crest 11 and the trough 12 of the threaded pin 6 or axially parallel sections 15 , 15 ' of the crest 11 'or the trough 12 ' of the threaded nut 7 respectively follow. Between these axially parallel sections 14 , 14 ', 15 , 15 ' there are continuous curves of the respective modified round thread 8 , 8 'whereby cavities 16 , 17 may also be formed. No forces can be transmitted in the axially parallel areas via an axial section s1, s2. This leads to a very significant reduction in the surface pressure of the threaded connection.
Wie insbesondere aus der Fig. 2 mit den zuvor beschriebenen angegebenen Details ersichtlich, liegt die Gewindemutter 7 mit ihrem Rundgewinde 8′ insbesondere auf dem der Kraft P abgelegenen Kurvenbereich 18′ über einen axialen Höhenbereich s3 eng und formschlüssig am nahezu gleichlaufenden Kurvenabschnitt 18 des Gewindezapfens 6 an. In diesem Bereich 18, 18′ mit kontinuierlichem Kurvenzug erfolgt die Kraftübertragung bei der schlagenden Beanspruchung.As can be seen in particular from FIG. 2 with the details described above, the threaded nut 7 lies with its round thread 8 ', in particular on the curve region 18 ' remote from the force P 'over an axial height region s3 closely and positively on the almost identical curve section 18 of the threaded pin 6 at. In this area 18 , 18 'with a continuous curve, the force transmission takes place with the impact stress.
Der unterhalb des achsparallelen Abschnitts 14 liegende Kurvenbereich 19 des Gewindezapfens 6 sowie der zugehörige Kurvenabschnitt 19′ der Gewindemutter 7 können einen Hohlraum 20 oder Spalt 20 aufweisen, das heißt, in diesem Bereich findet keine Kraftübertragung statt. Gleiches gilt für den Kurvenbereich oberhalb des achsparallelen Abschnitts 15 der Gewindemutter 7.The lying below the axially parallel section 14 curve region 19 of the threaded pin 6 and the associated curve section 19 'of the threaded nut 7 may have a cavity 20 or gap 20 , that is, no force transmission takes place in this area. The same applies to the curve area above the axially parallel section 15 of the threaded nut 7 .
Die Kraftübertragung und insbesondere eine optimale Führung zwischen Bohrerkopf 2 und Bohrerschaft 3 geschieht deshalb über das Rundgewinde 8, 8′ mit jeweils achsparallelen Flächenabschnitten 14, 14′, 15, 15′ an den jeweiligen Wellenbergen 11, 11′ beziehungsweise den Wellentälern 12, 12′, beziehungsweise über den übrigen Kurvenverlauf 18, 18′ sowie 19, 19′ des modifizierten Rundgewindes, welcher stetig beziehungsweise kontinuierlich ausgebildet ist.The power transmission and, in particular, optimal guidance between the drill head 2 and drill shank 3 therefore takes place via the round thread 8 , 8 ', each with axially parallel surface sections 14 , 14 ', 15 , 15 'on the respective wave crests 11 , 11 ' or the wave troughs 12 , 12 ' , or over the rest of the curve 18 , 18 'and 19 , 19 ' of the modified round thread, which is continuous or continuous.
Der wesentliche Teil der Kraftübertragung der Kraft P vom Bohrerschaft 3 auf den Bohrerkopf 2 erfolgt über die beiden Anschlagbunde 9, 10, die bei zusammengefügten Rundgewinde 8, 8′ formschlüssig und kraftschlüssig aufeinanderliegen. Diese Kraftübertragung ist in Fig. 1a, 1b mit P1, P2 dargestellt.The essential part of the power transmission of the force P from the drill shank 3 to the drill head 2 takes place via the two stop collars 9 , 10 which, when the round threads 8 , 8 'are joined together, lie positively and non-positively on one another. This power transmission is shown in Fig. 1a, 1b with P1, P2.
Die vorstehende Betrachtung läßt sich auch durch entsprechende achsparallele Abschnitte in nur den jeweiligen Wellenbergen 11, 11′ oder den jeweiligen Wellentälern 12, 12′ der beiden Rundgewinde 8, 8′ durchführen. Dies ist entsprechend anzuwenden.The above consideration can also be carried out by corresponding axially parallel sections in only the respective wave crests 11 , 11 'or the respective wave troughs 12 , 12 ' of the two round threads 8 , 8 '. This is to be applied accordingly.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Länge L1 ein Maß, welches ca. das 1 bis 1,3fache des Außendurchmessers dA der Bohrkrone 4 entspricht. Die Differenz des Nenndurchmesser dN zum Kerndurchmesser dK des Gewindezapfens 6 entspricht etwa 10% des Kerndurchmessers.In a preferred exemplary embodiment, the length L1 has a dimension which corresponds approximately to 1 to 1.3 times the outer diameter d A of the drill bit 4 . The difference between the nominal diameter d N and the core diameter d K of the threaded pin 6 corresponds to approximately 10% of the core diameter.
Die Einlaufzone beziehungsweise der Einlaufabschnitt 21 weist eine Länge L2 auf, die etwa 30% der Länge L1 entspricht. Durch diese Maßnahme wird der Bereich, in welchem der Radius R2 am Übergang des Gewindezapfens 6 zur Bohrkrone 4 liegt, nicht beim Zusammenfügen der Gewinde unnötig verspannt.The inlet zone or the inlet section 21 has a length L2 which corresponds to approximately 30% of the length L1. As a result of this measure, the area in which the radius R2 lies at the transition from the threaded pin 6 to the drill bit 4 is not unnecessarily braced when the threads are joined.
Außer den achsparallelen Abschnitten 14, 15 in ihren jeweils angegebenen Bereichen sind die beiden Rundgewinde 8, 8′ entsprechend herkömmlichen Rundgewinden ausgebildet, wobei der Flankenradius R1, r1 im jeweiligen Gewinde das ca. 0,1 bis 0,15fache des jeweiligen Nenndurchmessers DN beziehungsweise dN entspricht. Der jeweilige zylindrische Abschnitt 14, 15 an den Wellenbergen 11, 11′ weist eine axiale Länge s1, s2 auf, die das 0,1 bis 0,4fache der Steigungshöhe h entspricht.In addition to the axially parallel sections 14 , 15 in their respective specified areas, the two round threads 8 , 8 'are designed in accordance with conventional round threads, the flank radius R1, r1 in the respective thread being approximately 0.1 to 0.15 times the respective nominal diameter D N or d N corresponds. The respective cylindrical section 14 , 15 on the wave crests 11 , 11 'has an axial length s1, s2, which corresponds to 0.1 to 0.4 times the pitch h.
Abgesehen von den achsparallelen Abschnitten ist demzufolge das Rundgewinde als kontinuierlicher Kurvenzug ausgeprägt.As a result, apart from the axially parallel sections the round thread is shaped as a continuous curve.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Rundgewindes wird derjenige Flankenbereich des Rundgewindes mit steilen Flächenabschnitten aufgrund der achsparallelen Flächenabschnitte von Impulskräften des Hammers entlastet, so daß die Stoßwelle zum überwiegenden Teil über den Querschnittsbereich 22 seitlich des Rundgewindes 8′ in der Gewindemutter 7 verläuft und über die Kontaktflächen 9, 10 auf dem Bohrerkopf übertragen wird. Hierdurch ergeben sich wenige Reibungsverluste im Gewinde und damit eine spürbar geringere Wärmeentwicklung und eine längere Lebensdauer der Verbindung. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine um 25% verbesserte Leistungsübertragung gegenüber vergleichbaren Werkzeugschnittstellen ebenfalls mit Rundgewinde erreicht. Die Verwendung dieser Bauart ermöglicht dennoch eine gute Paßgenauigkeit beider Fügepartner. Es werden keine scharf kantigen Übergänge erzeugt, die eine erhöhte Bruchgefahr mit sich bringen. Weiterhin spart das Außengewinde auf der Werkzeugseite, das heißt, im Bereich des Bohrerkopfes einen Bauraum, der Festigkeitsreserven in diesem Bereich ermöglicht. Schließlich ist die gesamte Verbindung verschmutzungs- und korrosionsunempfindlich. Für ein Ausführungsbeispiel sind nachfolgend für eine Bohrkrone folgende Maße angegeben.In the embodiment of the round thread according to the invention, that flank area of the round thread with steep surface sections is relieved of momentum forces of the hammer due to the axially parallel surface sections, so that the shock wave mainly runs over the cross-sectional area 22 laterally of the round thread 8 'in the threaded nut 7 and over the contact surfaces 9 , 10 is transferred to the drill head. This results in few friction losses in the thread and thus a noticeably lower heat development and a longer service life of the connection. The measures according to the invention achieve a 25% improvement in power transmission compared to comparable tool interfaces, also with a round thread. However, the use of this type enables a good fit of both joining partners. No sharp-edged transitions are created, which entail an increased risk of breakage. Furthermore, the external thread on the tool side, that is, in the area of the drill head, saves installation space that enables strength reserves in this area. After all, the entire connection is insensitive to dirt and corrosion. For an exemplary embodiment, the following dimensions are given below for a drill bit.
1. Schaftteil:
L1 = 38 mm
L2 = 10 mm
dA = 32 mm
DN = 22,1 mm
DK = 20 mm
α1 = 30°
α2 = 27°
R1 = 2,5 mm
t1 = 0,4 mm.1st shaft part:
L1 = 38 mm
L2 = 10 mm
d A = 32 mm
D N = 22.1 mm
D K = 20 mm
α1 = 30 °
α2 = 27 °
R1 = 2.5 mm
t1 = 0.4 mm.
2. Gewindezapfen 6:
l1 = 30 mm
l2 = 27 mm
dN = 22 mm
dK = 20 mm
t2 = 0,4 mm.2.Thread 6 :
l1 = 30 mm
l2 = 27 mm
d N = 22 mm
d K = 20 mm
t2 = 0.4 mm.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.The invention is not based on that shown and described Embodiment limited. Rather, it includes everyone professional training within the scope of Property rights claims.
Insbesondere werden die achsparallelen Abschnitte 14, 15 unmittelbar nebeneinanderliegend ausgeführt, das heißt, der achsparallele Abschnitt 14 am Wellenberg 11 wirkt mit einem in Fig. 1a im Wellental 12 angeordneten achsparallelen Abschnitt 15′ mit etwa gleichem Außenradius zusammen, wie dies strichpunktiert in Fig. 1a angedeutet ist. Hierdurch wird eine optimale achsparallele Führung der Gewindeteile zueinander erzielt. Gleiches gilt für entsprechende achsparallele Abschnitte 14′ in den Wellentälern 12 des Gewindezapfens 6. Alternativ können solche Anordnungen nur an den Wellenbergen 11 und/oder nur in den Wellentälern 12 des Gewindezapfens 6 angeordnet sein, mit zugehörigen Abschnitten in der Gewindemutter 7.In particular, the axially parallel sections 14 , 15 are carried out directly next to one another, that is, the axially parallel section 14 on the wave crest 11 interacts with an axially parallel section 15 ′ arranged in the trough 12 in FIG. 1 a, with approximately the same outer radius, as is dash-dotted in FIG is indicated. In this way an optimal axially parallel guidance of the threaded parts to one another is achieved. The same applies to corresponding axially parallel sections 14 'in the troughs 12 of the threaded pin 6th Alternatively, such arrangements can only be arranged on the shaft crests 11 and / or only in the shaft troughs 12 of the threaded pin 6 , with associated sections in the threaded nut 7 .
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