Gesteinsbohrer sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Gesteinsbohrer gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

[0002] Bei den bisher bekannten Gesteinsbohrern sind Schneidplatten aus Hartmetall mit einem mindestens eine Schneidkante tragenden Kopfteil und mit einem der Geometrie einer Aufnahmenut im Bohrwerkzeug angepaßten Fußteil in eine oder mehrere ausgeschnittene bzw. ausgefräste Nuten eines Bohrerkopfes oder einer Bohrkrone eingesetzt und darin durch Verlöten befestigt. Die Aufnahmenuten werden generell als gewöhnliche durchgehende Rechtecknuten mit konstantem Querschnitt ausgeführt.

[0003] Seit jeher war es jedoch schwierig, eine spannungsfreie, feste, den mechanischen Beanspruchungen einer Gesteinsbohrerspitze möglichst lange standhaltende Lötverbindung zwischen der Hartmetallplatte und der Aufnahmenut im Bohrwerkzeug zu erhalten und dabei eine korrekte Ausrichtung bzw. Zentrierung der in die Aufnahmenut eingesetzten Hartmetallplatte zu gewährleisten. Bei den bisher bekannten Gesteinsbohrern wird die Hartmetallplatte üblicherweise durch Verstemmungen im Bereich der Öffnungen der Aufnahmenuten zur Mantelfläche des Bohrkopfes oder der Bohrkrone fixiert. Diese Verstemmungen werden normalerweise vor dem Einsetzen der Hartmetallplatte in die Aufnahmenut ausgeführt. Die Verstemmungen verhindern zum einen ein radiales Verschieben der eingesetzten Hartmetallplatte und zum anderen ein Herausfallen der Platte beim anschließenden Befestigen durch Löten, Schweißen oder Kleben. Darüberhinaus gewährleisten die Verstemmungen, daß zwischen der Wand der Aufnahmenut und der eingesetzten Hartmetallplatte ein Spalt freigehalten wird, in den das geschmolzene Lot aufgrund von Kapillarkräften eindringen kann.

[0004] Bei dieser Art der Fixierung der Hartmetallplatte in der Aufnahmenut besteht das Problem, daß die Verstemmungen nicht gleichmäßig ausgeführt werden können. Bei einer zu schwachen Ausbildung der Verstemmungen wird die in die Aufnahmenut eingesetzte Hartmetallplatte nicht hinreichend festgehalten. Die starke Materialausdehnung aufgrund der beim Löten angewandten Temperaturen von bis zu 1100°C bewirkt ein Auseinderklaffen der Aufnahmenut und es besteht die Gefahr, daß die Hartmetallplatte herausfällt oder verschoben wird. Dies führt entweder zur Produktion von Ausschuß oder zu einem zu großen Überstand der Hartmetallplatte über die Mantelfläche des Bohrerschaftes, wodurch die Bruchempfindlichkeit der Platte beim Betrieb des Gesteinsbohrers erhöht wird. Darüberhinaus besteht die Gefahr, daß die Hartmetallplatte bei der Handhabung während des Herstellungsprozesses infolge von Stößen oder Schlägen aus ihrer senkrechten Lage herauskippt. Dies führt dazu, daß das Lot nicht mehr vollständig in den zwischen der Hartmetallplatte und der Wand der Aufnahmenut gebildeten Spalt eindringen kann und die Haftung der Hartmetallplatte in der Aufnahmenut beeinträchtigt wird.

[0005] Bei einer zu starken Ausbildung der Verstemmungen im Öffnungsbereich der Aufnahmenut wird ein erhöhter Druck auf die Hartmetallplatte ausgeübt. Die Hartmetallplatte wird entweder schon beim Einsetzen in die Aufnahmenut beschädigt oder es besteht eine erhöhte Bruchgefahr beim Betrieb des Gesteinsbohrers infolge einer Meißelwirkung der Verstemmung auf die Hartmetallplatte, die dann einen Bruch der Hartmetallplatte an der Druckstelle bewirkt.

[0006] Aus der DE-OS 44 06 513 ist ein gattungsgemäßer Bohrer bekannt. Aus diesem Dokument ist ferner eine Hartmetallplatte für Bohrwerkzeuge, insbesondere Gesteinsbohrer, bekannt, die ein mindestens eine Schneidkante tragendes Kopfteil und ein der Geometrie einer Aufnahmenut im Bohrwerkzeug angepaßtes Fußteil aufweist. Das Fußteil besitzt einen Querschnitt, der gegenüber dem Maximalquerschnitt des Kopfteils mindestens teilweise erweitert ist. Die Aufnahmenut im Gesteinsbohrer ist entsprechend der Geometrie des Fußteils hinterschnitten. Gegen ein radiales Verschieben wird die Hartmetallplatte durch eine Verstemmung im Öffnungsbereich der Aufnahmenut zur Mantelfläche des Bohrkopfes gesichert. Der in der DE-OS 44 06 513 beschriebene Gesteinsbohrer weist zwar bereits eine verbesserte Lötverbindung zwischen der Hartmetallplatte und der Aufnahmenut auf. Die oben angesprochenen Probleme hinsichtlich der sicheren Zentrierung der Hartmetallplatte und der erhöhten Bruchgefahr aufgrund von im Mantelbereich des Bohrkopfes vorgesehenen Verstemmungen werden jedoch nicht beseitigt.

[0007] Ferner ist aus der LU-A-85 697 eine Hartmetallplatte für Bohrwerkzeuge mit einem wenigstens eine Schneidkante tragenden Kopfteil und einem der Geometrie einer Aufnahmenut im Bohrwerkzeug angepaßten Fußteil bekannt, bei der der Abstand zwischen den Seitenflächen des Fußteils in wenigstens einem Abschnitt des Fußteils größer ist als im Randbereich der Seitenflächen des Fußteils.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit einer Hartmetallplatte bestückten Gesteinsbohrer bereitzustellen, der so beschaffen ist, daß sich zwischen Hartmetallplatte und Aufnahmenut im Bohrwerkzeug eine stabile und dauerhafte Verbindung ergibt, die leicht verlötet oder auf andere Weise befestigt werden kann, ein sicheres Zentrieren der Hartmetallplatte ermöglicht und die Bruchgefahr beim Betrieb des Gesteinsbohrers vermindert.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gesteinsbohrer mit einem Schaft, einem Bohrkopf oder einer Bohrkrone und mindestens einer Hartmetallschneidplatte, die in wenigstens eine Aufnahmenut des Bohrkopfes eingesetzt und darin durch Verlöten, Verschweißen oder Verkleben befestigt ist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hartmetallplatte ein wenigstens eine Schneidkante tragendes Kopfteil und ein Fußteil mit an das Kopfteil angrenzenden Seitenflächen aufweist, wobei der Abstand zwischen den Seitenflächen des Fußteils in wenigstens einem Abschnitt des Fußteils größer ist als im Randbereich der Seitenflächen des Fußteils, wobei die Geometrie der Aufnahmenut und des Fußteils aneinander angepaßt sind, und wobei die mindestens eine Hartmetallplatte durch eine oder mehrere Verstemmungen an der Stirnfläche des Bohrkopfes gegen ein Herausfallen gesichert ist, wobei die Verstemmungen eine am Zusammentreffen der Seitenflächen und des Kopfteils gebildete Kante übergreifen.

[0010] Die Seitenwände der Aufnahmenut verlaufen, abgesehen von den dem Abschnitt mit größerem Abstand zwischen den Seitenflächen der Hartmetallplatte entsprechenden Wandbereichen, vorzugsweise im wesentlichen parallel zueinander, so daß die bisherige Ausgestaltung einer Rechtecknut beibehalten werden kann. Die Hartmetallplatte bzw. die Aufnahmenut kann jedoch auch einen sich zur Unterseite der Hartmetallplatte bzw. zum Nutgrund hin verjüngenden Querschnitt aufweisen, ohne daß der Zweck der Erfindung beeinträchtigt wird. Wesentlich ist, daß das in die Aufnahmenut eingesetzte Fußteil der Hartmetallplatte einen Abschnitt mit einem größeren Abstand zwischen den beiden Seitenflächen aufweist, d.h. einen Abschnitt mit größerer lichter Weite, der in einen entsprechend ausgeformten Wandbereich der Aufnahmenut eingreift, so daß ein sicheres Zentrieren der Hartmetallplatte gewährleistet und gleichzeitig eine Verschiebung in radialer Richtung verhindert wird. Der Abschnitt mit größerer lichter Weite ist vorzugsweise durch eine oder mehrere vertikal verlaufende Ausbuchtungen einer oder beider Seitenflächen der Hartmetallplatte gebildet. Die Ausbuchtungen stellen sich dabei in Draufsicht auf das Kopfteil der Hartmetallplatte vorzugsweise als teilkreisförmige Ausbuchtungen dar. In diesem Fall kann die entsprechende Ausnehmung in der Aufnahmenut durch ein einfaches Aufbohren hergestellt werden. Andere Geometrien der Ausbuchtungen sind möglich, jedoch aufgrund der schlechteren Herstellbarkeit weniger bevorzugt.

[0011] Die teilkreisförmigen Ausbuchtungen sind vorzugsweise auf beiden Seitenflächen der Hartmetallplatte gebildet und liegen einander gegenüber. Die Ausbuchtungen auf den Seitenflächen der Hartmetallplatte können jedoch auch gegeneinander versetzt angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind die Ausbuchtungen etwa in der Mitte wenigstens einer der Seitenflächen der Hartmetallplatte angeordnet.

[0012] Zusätzlich zu den auf dem Kopfteil der Hartmetallplatte gebildeten Schneidkanten kann die Hartmetallplatte mit Schneidspitzen versehen sein, die eine zusätzliche Zertrümmerung von Gestein bewirken. Die Schneidspitzen sind vorzugsweise im Bereich der Ausbuchtungen des Fußteils angeordnet und durch eine Verlängerung dieses Bereiches über das Fußteil bzw. die zwischen dem Kopfteil und den Seitenflächen des Fußteils gebildete Kante hinaus gebildet.

[0013] In dem erfindungsgemäßen Gesteinsbohrer ist die in die Aufnahmenut eingesetzte Hartmetallplatte durch eine Verstemmung an der Stirnfläche des Bohrkopfes, vorzugsweise im Bereich der Ausbuchtung, gegen ein Herausfallen gesichert. Die Verstemmung übergreift dabei die zwischen der Seitenfläche der Hartmetallplatte und deren Kopfteil gebildete Kante. Dadurch wird jeglicher Druck auf die Hartmetallplatte vermieden und die Bruchgefahr aufgrund einer Meißelwirkung der Verstemmung beseitigt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Hartmetallplatte und der Aufnahmenut ermöglicht eine genaue Ausrichtung bzw. Zentrierung der Hartmetallplatte, verhindert zuverlässig eine Verschiebung in radialer Richtung und verringert die auf die Hartmetallplatte wirkenden Belastungen. Darüberhinaus wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht, daß sich die Hartmetallplatte beim nachfolgenden Löten, Befestigen durch Schweißen oder Kleben in der Aufnahmenut selbst zentriert. Die Wirkung der Kapillarkräfte in dem zwischen Schneidplatte und Aufnahmenut vorhandenen Spalt wird nicht unterbrochen, so daß sich eine allseitig gleichmäßige und dünne Lot-, Schweiß- oder Klebefuge ausbilden kann. Die Schneidplatte ist dadurch quasi "schwimmend" gelagert, und die Löt-, Schweiß- oder Klebeverbindung kann die beim Bohren auf die Hartmetallplatte einwirkenden Kräfte optimal aufnehmen. Daraus folgt eine erhöhte Haftung der Schneidplatte in der Aufnahmenut und eine wesentlich verringerte Bruchgefahr beim Betrieb des Gesteinsbohrers.

[0014] Der erfindungsgemäße Gesteinsbohrer kann einen gewöhnlichen Bohrerkopf mit nur einer sich mindestens über den gesamten Durchmesser des Bohrerkopfes erstreckenden Schneidplatte aus Hartmetall oder aber eine Bohrkrone mit zwei, drei oder mehr Hartmetallschneidplatten besitzen, die entweder sternförmig oder sich kreuzend angeordnet sind. Außerdem kann der Bohrer in bekannter Weise eine als Zentrierspitze ausgebildete Hartmetallschneidplatte aufweisen.

[0015] Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gesteinsbohrers ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Aufnahmenut in die Stirnfläche eines Bohrerkopfes bzw. einer Bohrkrone, vorzugsweise durch Ausschneiden oder Ausfräsen, eingebracht wird, deren Geometrie an die Geometrie des Fußteils der erfindungsgemäßen Hartmetallplatte angepaßt ist. Anschließend wird die Hartmetallplatte in die Aufnahmenut eingesetzt und durch Verstemmen eines die Seitenfläche der Hartmetallplatte überhöhenden Abschnitts der Aufnahmenut an der Stirnfläche des Bohrkopfes, vorzugsweise im Bereich der Ausbuchtungen der Seitenfläche bzw. des Abschnitts des Fußteils mit größerer lichter Weite, gegen ein Herausfallen gesichert. Danach wird die Hartmetallplatte mit dem Bohrkopf in bekannter Weise durch Löten, Schweißen oder Kleben verbunden.

[0016] Die Erfindung wird anhand der Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Hartmetallplatte;

Figur 2 eine Draufsicht auf die in Figur 1 gezeigte Hartmetallplatte;

Figur 3 eine Draufsicht auf eine weitere Hartmetallplatte;

Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Hartmetallplatte;

die Figuren 5a bis 5d Frontansichten sowie Draufsichten auf weitere erfindungsgemäße Hartmetallplatten;

Figur 6 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gesteinsbohrers;

Figur 7 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Gesteinsbohrer gemäß Figur 6;

Figur 8 einen Teilquerschnitt durch den in Figur 6 gezeigten Gesteinsbohrer entlang der Linie A-A;

Figur 9 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Gesteinsbohrers;

Figur 10 eine Draufsicht auf den Gesteinsbohrer gemäß Figur 9; und

Figur 11 einen Teilquerschnitt durch den Gesteinsbohrer gemäß Fig. 9.

[0017] Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Hartmetallplatte 10 trägt auf ihrem Kopfteil 14 zwei Hauptschneidkanten 12. An das Kopfteil 14 grenzen die Seitenflächen 18, 20 des Fußteils 16 an, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und am Zusammentreffen mit dem Kopfteil 14 die Kante 22 ausbilden. In einem mittleren Abschnitt 24 des Fußteils ist der Abstand zwischen den Seitenflächen 18, 20 des Fußteils 16 größer als im Randbereich der Seitenflächen des Fußteils, d. h. hier im Bereich der Stirnflächen 26 der Hartmetallplatte 10.

[0018] In der Draufsicht auf das Kopfteil 14 der Hartmetallplatte 10 gemäß Figur 2 stellt sich der Abschnitt 24 als eine teilkreisförmige Ausbuchtung der Seitenfläche 18 dar. Bei der hier gezeigten Ausführungsform der Hartmetallplatte 10 ist die Ausbuchtung 24 etwa in der Mitte der Seitenfläche 18 angeordnet. Sie erstreckt sich in vertikaler Richtung im wesentlichen über die gesamte Höhe der Seitenfläche 18 des Fußteils 16. Abweichend von der hier gezeigten Ausführungsform kann die Ausbuchtung 24 auch an einer anderen Stelle der Seitenfläche 18 angeordnet sein und es können mehrere Ausbuchtungen 24 vorgesehen sein.

[0019] Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Hartmetallplatte 10, bei der die teilkreisförmige Ausbuchtung 24 sowohl an der Seitenfläche 18 als auch an der Seitenfläche 20 gebildet ist. Bei der hier gezeigten Ausführungsform liegen die Ausbuchtungen 24 einander gegenüber und sind etwa in der Mitte der Seitenflächen 18 und 20 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Ausbuchtungen 24 gegeneinander versetzt anzuordnen. Ferner können an jeder Seitenfläche 18 oder 20 mehrere, vorzugsweise einander gegenüberliegende Ausbuchtungen 24 gebildet sein.

[0020] Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Hartmetallplatte 10. Das Kopfteil 14 dieser Hartmetallplatte trägt eine Schneidkante 12 und ist im Bereich der nach dem Einsetzen in den Bohrkopf radial nach außen gerichteten Stirnfläche 28 abgefast. Der Abstand zwischen den abgesehen von dem Abschnitt 24 im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Seitenflächen 18 und 20 ist innerhalb des mittleren Abschnitts 24 größer als im Bereich der Stirnfläche 28 bzw. der Rückenfläche 30. Der Abschnitt 24 erstreckt sich vertikal über die gesamte Höhe der Seitenfläche 18 und/oder der Seitenfläche 20 und ist, in Draufsicht auf das Kopfteil 14 der Hartmetallplatte 10 gesehen, vorzugsweise teilkreisförmig ausgebildet. Die Anordnung der Ausbuchtung 24 kann die gleiche sein, wie bei den im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen, insbesondere können eine oder mehrere Ausbuchtungen auf einer oder beiden Seitenflächen 18, 20 der Hartmetallplatte 10 vorgesehen sein.

[0021] Die Hartmetallplatte 10 kann ferner, zusätzlich zu den auf dem Kopfteil 14 gebildeten Schneidkanten 12, eine oder mehrere Schneidspitzen 13 tragen. Die Schneidspitzen 13 sind bei den in den Fig. 5a bis 5d gezeigten Ausführungsformen im Bereich der teilkreisförmigen Ausbuchtungen 24 angeordnet und durch eine Verlängerung dieser Abschnitte über das Fußteil bzw. die zwischen dem Kopfteil und den Seitenflächen des Fußteils gebildete Kante 22 hinaus gebildet.

[0022] Der in den Figuren 6 bis 8 dargestellte erfindungsgemäße Gesteinsbohrer trägt auf seinem Schaft 32 einen Bohrerkopf 34 mit einer im Querschnitt rechteckigen Aufnahmenut 36. Die Aufnahmenut erstreckt sich über den gesamten Durchmesser des Bohrerschaftes 32. In die Aufnahmenut 36 ist eine Hartmetallplatte 10 gemäß der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform eingesetzt. Die Geometrie des Fußteils der Hartmetallplatte 10 ist an die Geometrie der Aufnahmenut angepaßt. Insbesondere entsprechen den Ausbuchtungen 24 in den Seitenflächen der Hartmetallplatte jeweils in Draufsicht auf den Bohrerkopf teilkreisförmige Ausnehmungen in den Wänden der Aufnahmenut 36. Im Bereich der Ausbuchtungen 24 sind an der Stirnfläche 37 des Bohrerkopfes 34 Verstemmungen 38 gebildet, welche die Kante 22 übergreifen und so die Hartmetallplatte vor einem Herausfallen aus der Aufnahmenut 36 sichern, ohne jedoch einen Druck auf die Hartmetallplatte 10 auszuüben.

[0023] Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Gesteinsbohrer (Figuren 9 bis 11) trägt der Schaft 32 eine Bohrkrone 34 mit drei sternförmig angeordneten Hartmetallschneidplatten gemäß der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform. Darüberhinaus besitzt der Gesteinsbohrer eine weitere Hartmetallschneidplatte in Form eines Zentrierstiftes 40.

[0024] In die Bohrkrone 34 sind drei im Querschnitt rechteckförmige Aufnahmenuten 36 eingefräst. Die Wände der Aufnahmenuten weisen jeweils den Ausbuchtungen 24 der Seitenflächen der Hartmetallplatte 10 entsprechende, in Draufsicht teilkreisförmige Ausnehmungen auf. Im Bereich dieser Ausnehmungen bzw. der Ausbuchtungen 24 sind an der Stirnfläche 37 der Bohrkrone 34 Verstemmungen 38 ausgebildet, welche die zwischen dem Kopfteil 14 und den Seitenflächen des Fußteils der Hartmetallplatte 10 gebildete Kante 22 übergreifen. Die Verstemmungen verhindern zuverlässig ein Herausfallen der Hartmetallplatten 10 beim nachfolgenden Verbinden bzw. Befestigen durch Löten, Schweißen oder Kleben.

[0025] Der Zentrierstift 40 trägt an seiner Unterseite vorzugsweise einen Vierkant 42, der in eine entsprechende Öffnung 44, vorzugsweise Bohrung, in der Bohrkrone 34 eingepreßt ist. Auf diese Weise wird der Zentrierstift 40 zentriert und beim späteren Verbinden bzw. Befestigen festgehalten.

[0026] Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Gesteinsbohrer wird so verfahren, daß zunächst die Aufnahmenuten ausgefräst und an die Geometrie des Fußteils der jeweils einzusetzenden Hartmetallplatten angepaßt werden. Die den in Draufsicht teilkreisförmigen Ausbuchtungen der Seitenwände der Hartmetallplatten entsprechenden Ausnehmungen in den Wänden der Aufnahmenuten können dabei in vorteilhafter Weise durch ein Aufbohren oder Fräsen der Nut an der jeweils gewünschten Stelle hergestellt werden. Anschließend wird die der Geometrie der Aufnahmenut entsprechende Hartmetallschneidplatte ausgewählt und in die Nut eingesetzt. Die einander entsprechenden seitlichen Ausbuchtungen bzw. Ausnehmungen verhindern ein radiales Verschieben der Hartmetallplatten. Durch Verstemmen eines die Seitenwand der eingesetzten Hartmetallplatte überhöhenden Wandabschnitts der Aufnahmenut an der Stirnfläche des Bohrkopfes bzw. der Bohrkrone vorzugsweise im Bereich der Ausbuchtungen 24, wird die Hartmetallplatte gegen ein Herausfallen gesichert. Die Verstemmung muß dabei die Hartmetallplatte nicht mehr in einer ganz bestimmten Lage fixieren und braucht daher auch keinen Druck auf die Hartmetallplatte auszuüben. Schließlich wird die Hartmetallplatte mit der Aufnahmenut in bekannter Weise durch Löten, Schweißen oder Kleben verbunden. Die dabei entstehende Löt-, Schweiß- oder Klebefuge ist allseitig gleichmäßig und dünn ausgebildet, da sich die Hartmetallplatte beim Befestigen, im Fluid (Lötmetall, Schweißmetall oder Kleber) quasi "schwimmend", infolge der auf beiden Seiten der Hartmetallplatte gleich großen Kapillarkräfte selbständig zentriert. Damit ist eine zuverlässige Haftung der Hartmetallplatte in der Aufnahmenut gewährleistet und die Bruchgefahr beim Betrieb des Bohrers wesentlich verringert.

Ansprüche

1. Gesteinsbohrer mit einem Schaft (32), einem Bohrkopf oder einer Bohrkrone (34) und mindestens einer Hartmetallplatte (10), die in wenigstens eine Aufnahmenut (36) des Bohrkopfes (34) eingesetzt und darin durch Verlöten, Verschweißen oder Verkleben befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallplatte (10) ein wenigstens eine Schneidkante (12) tragendes Kopfteil (14) und ein Fußteil (16) mit an das Kopfteil angrenzenden Seitenflächen (18, 20) aufweist, wobei der Abstand zwischen den Seitenflächen (18, 20) des Fußteils (16) in wenigstens einem Abschnitt (24) des Fußteils größer ist als im Randbereich der Seitenflächen (18, 20) des Fußteils, wobei die Geometrie der Aufnahmenut (36) und des Fußteils (16) aneinander angepaßt sind, und wobei die mindestens eine Hartmetallplatte (10) durch eine oder mehrere Verstemmungen (38) an der Stirnfläche (37) des Bohrkopfes (34) gegen ein Herausfallen gesichert ist, wobei die Verstemmungen (38) eine am Zusammentreffen der Seitenflächen (18, 20) und des Kopfteils (14) gebildete Kante (22) übergreifen.

2. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (18, 20), abgesehen von dem Abschnitt (24) mit dem größeren Abstand zwischen den Seitenflächen (18, 20), im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

3. Gesteinsbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (24) mit dem größeren Abstand zwischen den Seitenflächen (18, 20) in der Mitte des Fußteils (16) gebildet ist.

4. Gesteinsbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (24) mit dem größeren Abstand zwischen den Seitenflächen (18, 20) durch wenigstens eine, in Draufsicht auf das Kopfteil im wesentlichen teilkreisförmige Ausbuchtung (24) einer oder beider Seitenflächen (18, 20) des Fußteils (16) gebildet ist.

5. Gesteinsbohrer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf beiden Seitenflächen (18, 20) gebildeten Ausbuchtungen (24) jeweils einander gegenüberliegen.

6. Gesteinsbohrer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf beiden Seitenflächen (18, 20) gebildeten Ausbuchtungen (24) jeweils gegeneinander versetzt angeordnet sind.

7. Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Schneidkanten (12) eine oder mehrere Schneidspitzen (13) vorgesehen sind.

8. Gesteinsbohrer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidspitzen (13) durch eine Verlängerung des Abschnitts (24) mit dem größeren Abstand zwischen den Seitenflächen (18, 20) über das Fußteil (16) hinaus gebildet sind.

9. Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstemmungen (38) im Bereich des Abschnitts (24) mit dem größeren Abstand zwischen den Seitenflächen (18, 20) gebildet sind.

10. Gesteinsbohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hartmetallplatte (10) mindestens über den gesamten Durchmesser des Bohrkopfes (34) erstreckt.

11. Gesteinsbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrkrone (34) wenigstens drei Hartmetallplatten (10) eingesetzt sind.

12. Gesteinsbohrer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Hartmetallplatte in Form eines Zentrierstiftes (40) vorgesehen ist.

13. Gesteinsbohrer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierstift (40) an seiner Unterseite einen Vierkant (42) trägt, der in eine Öffnung oder Bohrung (44) in der Bohrkrone (34) eingepreßt ist.

14. Verfahren zur Herstellung eines Gesteinsbohrers gemäß den Ansprüchen 1 bis 13, welches die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Einbringen wenigstens einer Aufnahmenut (36) in die Stirnfläche (37) eines Bohrkopfes oder einer Bohrkrone (34);

(b) Einsetzen der Hartmetallplatte (10) in die Aufnahmenut (36), wobei die Hartmetallplatte (10) ein wenigstens eine Schneidkante (12) tragendes Kopfteil (14) und ein Fußteil (16) mit an das Kopfteil angrenzenden Seitenflächen (18, 20) aufweist, wobei der Abstand zwischen den Seitenflächen (18, 20) des Fußteils (16) in wenigstens einem Abschnitt (24) des Fußteils größer ist als im Randbereich der Seitenflächen (18, 20) und die Geometrie des Fußteils (16) und der Aufnahmenut (36) aneinander angepaßt sind;

(c) Verstemmen eines die Seitenflächen (18, 20) der eingesetzten Hartmetallplatte (10) überhöhenden Wandabschnitts der Aufnahmenut (36) an der Stirnfläche (37) des Bohrkopfes oder der Bohrkrone (34) zur Ausbildung wenigstens einer Verstemmung (38), welche eine am Zusammentreffen des Kopfteils (14) und der Seitenflächen (18, 20) gebildete Kante (22) übergreift, wodurch die Hartmetallplatte gegen ein Herausfallen gesichert wird; und

(d) Verbinden der Hartmetallplatte (10) mit dem Bohrkopf (34) durch Löten, Schweißen oder Kleben.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandabschnitt der Aufnahmenut (36) im Bereich des Abschnitts (24) mit dem größeren Abstand zwischen den Seitenflächen (18, 20) des Fußteils (16) verstemmt wird.

Claims

1. A rock drill comprising a shank (32), a drill head or bit (34) and at least one carbide tip (10) inserted in at least one mounting groove (36) of said drill head (34) and secured therein by soldering, welding or bonding, characterized in that said carbide tip (10) comprises a head part (14) carrying at least one cutting edge (12) and a base part (16) including flanks (18, 20) adjoining said head part, the spacing between said flanks (18, 20) of said base part (16) in at least one section (24) of said base part being greater than in the edge portion of said flanks (18, 20) of said base part, the geometry of said mounting groove (36) and of said base part (16) being adapted to each other, and said at least one carbide tip (10) being locked in place by one or more caulkings (38) to the face (37) of said drill head (34), said caulkings (38) encompassing an edge (22) formed by said flanks (18, 20) meeting said head part (14).

2. The rock drill as set forth in claim 1, characterized in that said flanks (18, 20) are oriented substantially parallel to each other, except in said section (24) having said larger spacing between said flanks (18, 20).

3. The rock drill as set forth in claim 1 or 2, characterized in that said section (24) having said larger spacing between said flanks (18, 20) is formed in the middle of said base part (16).

4. The rock drill as set forth in any of the claims 1 to 3, characterized in that said section (24) having said larger spacing between said flanks (18, 20) is formed by at least one bulge (24) of one or both flanks (18, 20) of said base part (16), said bulge (24) having substantially the shape of a circular segment in the plan view of said head part.

5. The rock drill as set forth in claim 4, characterized in that said bulges (24) formed on both flanks (18, 20) are located opposite each other.

6. The rock drill as set forth in claim 4, characterized in that said bulges (24) formed on both flanks (18, 20) are each located staggered.

7. The rock drill as set forth in any of the preceding claims, characterized in that in addition to said cutting edges (12) one or more spurs (13) are provided.

8. The rock drill as set forth in claim 7, characterized in that said spurs (13) are formed by an elongation of said section (24) having said larger spacing between said flanks (18, 20) beyond said base part (16).

9. The rock drill as set forth in any of the preceding claims, characterized in that said caulkings (38) are formed in the region of said section (24) having said larger spacing between said flanks (18, 20).

10. The rock drill as set forth in any of the preceding claims, characterized in that said carbide tip (10) extends at least over the full diameter of said drill head (34).

11. The rock drill as set forth in any of the claims 1 to 9, characterized in that at least three carbide tips (10) are inserted in said bit (34).

12. The rock drill as set forth in claim 11, characterized in that an additional carbide tip is provided in the form of a centering pin (40).

13. The rock drill as set forth in claim 12, characterized in that said centering pin (40) carries on its underside a square (42) press fitted in an opening or drillhole (44) in said bit (34).

14. A method of fabricating a rock drill as set forth in claims 1 to 13, comprising the steps:

(a) machining at least one mounting groove (36) in the face (37) of a drill head or bit (34);

(b) inserting said carbide tip (10) in said mounting groove (36), said carbide tip (10) comprising a head part (14) carrying at least one cutting edge (12) and a base part (16) including flanks (18, 20) adjoining said head part, the spacing between said flanks (18, 20) of said base part (16) in at least one section (24) of said base part being greater than in the edge portion of said flanks (18, 20), and the geometry of said mounting groove (36) and of said base part (16) being adapted to each other;

(c) caulking a wall section of said mounting groove (36) projecting above said flanks (18, 20) of said inserted carbide tip (10) to said face (37) of said drill head or bit (34) to form at least one caulking location (38) encompassing an edge (22) formed by said flanks (18, 20) meeting said head part (14) so that said carbide tip is locked in place; and

(d) connecting said carbide tip (10) to said drill head (34) by soldering, welding or bonding.

15. The method as set forth in claim 14, characterized in that said wall section of said mounting groove (36) is caulked in the region of said section (24) having said larger spacing between said flanks (18, 20) of said base part (16).

Revendications

1. Foret pour roche comprenant une tige (32), une tête de forage ou une couronne de forage (34) et au moins une plaquette de métal dur (10), qui est posée dans au moins une rainure de réception (36) de la tête de forage (34) et qui y est fixée par brasage, soudage ou collage, caractérisé en ce que la plaquette de métal dur (10) comporte une partie de tête (14), avec au moins une arête tranchante (12), et une partie de base (16) munie de faces latérales (18, 20) attenantes à la partie de tête, la distance entre les faces latérales (18, 20) de la partie de base (16) étant, dans au moins une partie (24) de la partie de base, supérieure à celle dans la zone de bordure des faces latérales (18, 20) de la partie de base, la géométrie de la rainure de réception (36) et celle de la partie de base (16) étant adaptées l'une à l'autre, et la plaquette de métal dur (10), au moins au nombre d'une, étant bloquée dans son assise par un ou plusieurs matages (38) sur la face frontale (37) de la tête de forage (34), les matages (38) s'engageant dans une arête (22) formée à la jonction des faces latérales (18, 20) et de la partie de tête (14).

2. Foret pour roche selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces latérales (18, 20), à l'exception de la partie (24), dans laquelle la distance entre les faces latérales (18, 20) est plus grande, sont sensiblement parallèles entre elles.

3. Foret pour roche selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie (24), dans laquelle la distance entre les faces latérales (18, 20) est plus grande, est réalisée au milieu de la partie de base (16).

4. Foret pour roche selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie (24), dans laquelle la distance entre les faces latérales (18, 20) est plus grande, est formée par au moins une courbure (24), sensiblement en forme de cercle partiel, selon une vue de dessus de la partie de tête, et réalisée sur une ou sur les deux faces latérales (18, 20) de la partie de base (16).

5. Foret pour roche selon la revendication 4, caractérisé en ce que les courbures (24) réalisées sur les deux faces latérales (18, 20) sont respectivement opposées l'une à l'autre.

6. Foret pour roche selon la revendication 4, caractérisé en ce que les courbures (24) réalisées sur les deux faces latérales (18, 20) sont respectivement décalées l'une par rapport à l'autre.

7. Foret pour roche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, en plus des arêtes tranchantes (12), une ou plusieurs pointes tranchantes (13).

8. Foret pour roche selon la revendication 7, caractérisé en ce que les pointes tranchantes (13) sont formées par un prolongement de la partie (24), dans laquelle la distance entre les faces latérales (18, 20) est plus grande, au-dessus de la partie de base (16).

9. Foret pour roche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les matages (38) sont réalisés dans la partie (24), dans laquelle la distance entre les faces latérales (18, 20) est plus grande.

10. Foret pour roche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaquette de métal dur (10) s'étend au moins sur l'ensemble du diamètre de la tête de forage (34).

11. Foret pour roche selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins trois plaquettes de métal dur (10) sont montées dans la couronne de forage (34).

12. Foret pour roche selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est prévu une plaquette de métal dur supplémentaire sous forme d'une pointe de centrage (40).

13. Foret pour roche selon la revendication 12, caractérisé en ce que la pointe de centrage (40) porte sur sa face inférieure un élément à quatre pans (42), qui est enfoncé dans un orifice ou alésage (44) réalisé dans la couronne de forage (34).

14. Procédé de fabrication d'un foret pour roche selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, qui comprend les étapes suivantes :

(a) réalisation d'au moins une rainure de réception (36) dans la surface frontale (37) d'une tête de forage ou d'une couronne de forage (34) ;

(b) pose de la plaquette de métal dur (10) dans la rainure de réception (36), la plaquette de métal dur (10) comportant une partie de tête (14), avec au moins une arête tranchante (12), et une partie de base (16) munie de faces latérales (18, 20) attenantes à la partie de tête, la distance entre les faces latérales (18, 20) de la partie de base (16) étant, dans au moins une partie (24) de la partie de base, supérieure à celle dans la zone de bordure des faces latérales (18, 20), et la géométrie de la partie de base (16) et celle de la rainure de réception (36) étant adaptées l'une à l'autre ;

(c) matage, sur la face frontale (37) de la tête de forage ou de la couronne de forage (34), d'une partie de la paroi de la rainure de réception (36) surélevée par rapport aux faces frontales (18, 20) de la plaquette de métal dur (10) insérée, afin de former au moins un matage (38), qui s'engage au-dessus d'une arête (22) formée à la jonction des faces latérales (18, 20) et de la partie de tête (14), ce qui permet de bloquer la plaquette de métal dur dans son assise ;

(d) assemblage de la plaquette de métal dur (10) avec la tête de forage (34) par brasage, soudage ou collage.

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la partie de la paroi de la rainure de réception (36) est matée dans la zone de la partie (24), dans laquelle la distance entre les faces latérales (18, 20) de la partie de base (16) est plus grande.

Zeichnung