(57)【要約】  本発明は、特に打撃負荷を加えるためのドリル工具（１）であって、プレート（３）またはヘッドとして形成されたカッティングエレメント（３）が設けられており、該カッティングエレメント（３）が、すくい面（６）と逃げ面（１０）とにより規定された少なくとも１つのカッティングエッジ（１１）を備えている形式のものに関する。本発明の構成では、カッティングエッジ（１１）に第１の逃げ面区分（１０ａ）が対応配置されており、該第１の逃げ面区分（１０ａ）が、カッティングエッジ（１１）に対して直角でかつ当該ドリル工具（１）の長手方向軸線（Ｌ）に対して平行に位置する切断平面において、凸面状の湾曲部（１３）または凸面状の多角形輪郭線により仕切られており、前記第１の逃げ面区分（１０ａ）と、所属の第１のすくい面区分（６ａ）とにより形成されたリブ（１４）の鉛直方向の高さが、０．１〜１．０ｍｍの範囲にある。
2008514836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に打撃負荷を加えるためのドリル工具（１）であって、プレート（３）またはヘッドとして形成されたカッティングエレメント（３）が設けられており、該カッティングエレメント（３）が、すくい面（６）と逃げ面（１０）とにより規定された少なくとも１つのカッティングエッジ（１１）を備えている形式のものにおいて、カッティングエッジ（１１）に第１の逃げ面区分（１０ａ）が対応配置されており、該第１の逃げ面区分（１０ａ）が、カッティングエッジ（１１）により直角に交差される切断平面（ＣＰ）に位置していて、凸面状の湾曲部（１３）または凸面状の多角形輪郭線（１５）により仕切られており、前記第１の逃げ面区分（１０ａ）と、所属の第１のすくい面区分（６，６ａ）とにより形成されたリブ（１４）の鉛直方向の高さ（Ｈ）が、０．１〜１．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする、プレートまたはヘッドとして形成されたカッティングエレメントを備えたドリル工具。
【請求項２】
リブ（１４）の鉛直方向の高さ（Ｈ）が、特に０．１〜０．５ｍｍの範囲にある、請求項１記載のドリル工具。
【請求項３】
リブ（１４）の鉛直方向の高さ（Ｈ）が、当該ドリル工具の長手方向軸線（Ｌ）に向かって増大している、請求項１または２記載のドリル工具。
【請求項４】
リブ（１４）の鉛直方向の高さ（Ｈ）が、長手方向軸線（Ｌ）に向かって減少している、請求項１から３までのいずれか１項記載のドリル工具。
【請求項５】
第１の逃げ面区分（１０ａ）に少なくとも１つの第２の逃げ面区分（１０ｂ）が続いている、請求項１から４までのいずれか１項記載のドリル工具。
【請求項６】
第１のすくい面区分（６ａ）に少なくとも１つの第２のすくい面区分（６ｂ）が続いている、請求項１から５までのいずれか１項記載のドリル工具。
【請求項７】
第２の逃げ面区分（１０ｂ）を当該ドリル工具（１）の回転方向（ｄ）へ向かって延長した延長線（Ｖ）が、カッティングエッジ（１１）の下方でカッティングエレメント（３）を通過している、請求項１から６までのいずれか１項記載のドリル工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式のドリル工具、つまり特に打撃負荷を加えるためのドリル工具であって、プレートまたはヘッドとして形成されたカッティングエレメントが設けられており、該カッティングエレメントが、すくい面と逃げ面とにより規定された少なくとも１つのカッティングエッジを備えている形式のものに関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７３４０９４号明細書に基づき、削岩機が公知である。この公知の削岩機はプレートとして形成されたカッティングエレメントを有しており、このカッティングエレメントは、すくい面と逃げ面とにより規定された少なくとも１つのカッティングエッジ（切削縁）を備えている。逃げ面は、小さな逃げ角を有する第１の区分と、大きな逃げ角を有する第２の区分とにより形成されており、これにより材料内への削岩機の侵入が促進される。
【０００３】
本発明の課題は、カッティングエレメントがカッティングエッジの範囲において、加工したい材料内への侵入のために最適に適していると同時に、全体的に頑丈な構造を有しているようなドリル工具を提供することである。
【０００４】
この課題は、請求項１の上位概念部に記載の形式のドリル工具において、請求項１の特徴部に記載の特徴、つまりカッティングエッジに第１の逃げ面区分が対応配置されており、該第１の逃げ面区分が、カッティングエッジにより直角に交差される切断平面に位置していて、凸面状の湾曲部または凸面状の多角形輪郭線（konvex. Polygonzug）により仕切られており、前記第１の逃げ面区分と、所属の第１のすくい面区分とにより形成されたリブの鉛直方向の高さが、０．１〜１．０ｍｍの範囲にあることにより解決される。請求項２以下には、本発明の有利な改良形が記載されている。
【０００５】
特に打撃負荷を加えるための本発明によるドリル工具はカッティングエッジに第１の逃げ面区分を有しており、この第１の逃げ面区分は、カッティングエッジによって直角に交差される切断平面でこの第１の逃げ面区分を見た場合に、凸面状の湾曲部または凸面状の多角形輪郭線によって仕切られている。この場合、この第１の逃げ面区分と、対応する第１のすくい面区分とにより形成されたリブの鉛直方向の高さは、０．１〜１．０ｍｍの範囲にある。突出部の特殊な寸法を有する第１の逃げ面区分のこのような突出構造に基づき、この突出部がほとんど抵抗なしに材料内に侵入し、そして個々の打撃時におけるドリル工具の侵入深さよりも大きいか、または該侵入深さに等しい高さを有している。したがって、後続の第２の逃げ面区分によるドリル工具の制動が回避されている。さらに、逃げ面の第１の逃げ面区分を、種々異なる要求の間の妥協として形成することが必要とならない。したがって、本発明の本質は、個々の打撃時におけるドリル工具の侵入深さに調和されたアグレッシブな切刃ジオメトリ（幾何学的形状）を形成すると同時に、すくい面を最適に支持することである。１／１０ｍｍの範囲では、切刃もしくはすくい面と第１の逃げ面区分とから形成された、カッティングエッジの近傍範囲が、リブまたは打撃体として形成されており、このリブまたは打撃体は高い安定性において材料内への最適な侵入を可能にする。
【０００６】
本発明の対象の有利な構成では、リブが、その鉛直方向の寸法もしくは高さに関して特に０．１〜０．５ｍｍの範囲に形成されている。最大３０ｍｍの直径を有するコンクリートまたは石内へのドリル工具の侵入深さは通常、この範囲にある。当然ながら、特に軟らかい材料の場合には、より高い侵入深さが得られるので、ドリル工具を適合させることが必要となる。
【０００７】
本発明の別の有利な構成では、リブの鉛直方向の高さが、当該ドリル工具の長手方向軸線に向かって増大している。これにより、ドリル工具の長手方向軸線の範囲における高められた摩耗を考慮することができる。このような摩耗は、たとえば著しく補強されたコンクリートを穿孔する場合に生ぜしめられる。
【０００８】
本発明のさらに別の有利な構成では、リブの鉛直方向の高さが、長手方向軸線に向かって減少している。このようなジオメトリ（幾何学的形状）は、たとえば予め穿孔された孔を再穿孔するために規定されている。なぜならば、その場合には、環状の外側の範囲に、高められた摩耗が生じるからである。
【０００９】
本発明のさらに別の有利な構成では、第１の逃げ面区分に少なくとも１つの第２の逃げ面区分が続いている。この第２の逃げ面区分により、カッティングエレメントの拡幅および安定化が可能となる。
【００１０】
本発明のさらに別の有利な構成では、第１のすくい面区分に少なくとも１つの第２のすくい面区分が続いている。これにより、すくい面の範囲においてもドリル工具の特性に影響を与えることができる。
【００１１】
本発明のさらに別の有利な構成では、第２の逃げ面区分の仮想延長線が、カッティングエッジの下方でカッティングエレメントもしくはすくい面に交差している。第２の逃げ面区分のこのような配向に基づき、ドリル工具の安定した基本構造が保証されている。
【００１２】
本発明の別の詳細は図面において、概略的に図示された実施例につき説明される。
【００１３】
図面中、
図１ａ〜図１ｃは、本発明によるドリル工具の一部を種々の方向から見た部分図であり；
図２ａ〜図２ｃは、図１ａ〜図１ｃに示したドリル工具のカッティングプレートを種々の方向から見た概略図であり；
図３は、符号を説明するための慣用のカッティングエレメントの断面図であり；
図４〜図１４は、本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの種々の実施例を示す断面図である。
【００１４】
全ての図面は、特にリブの形状を正確に示すためにリブが規則的に実際よりも大きく図示されている概略図として理解されなければならない。
【００１５】
図１ａには、ドリル工具１が側面図で部分的に図示されている。このドリル工具１は、カッティングプレート３として形成されたカッティングエレメント３を備えたドリルヘッド２と、ドリル螺旋部４とを有している。差込みシャンクの図示は省略されているが、ドリル螺旋部４は引き続き延在してこの差込みシャンクに移行している（図示しない）。この差込みシャンクは、たとえば円筒状または六角形の差込みシャンクもしくはＳＤＳ−Ｍａｘ差込みシャンクまたはＳＤＳ−Ｐｌｕｓ差込みシャンクとして形成されている。
【００１６】
図１ｂには、ドリル工具１のドリルヘッド２を上から見た平面図が示されている。図１ｃには、図１ａに示したドリル工具１を矢印方向Ｉｃから見た側面図が示されている。図１ｃでは、ドリルヘッド２のところに斜めの面５が見えている。この面５はカッティングエレメント３のすくい面６の手前に位置していて、穿孔チップをドリル螺旋部４の穿孔チップ溝７内へ送り込む。
【００１７】
図２ａ、図２ｂおよび図２ｃには、図１ａ、図１ｂおよび図１ｃに図示されたドリル工具のカッティングエレメント３の詳細図が示されている。カッティングプレート３として形成されているカッティングエレメント３は長手方向軸線Ｌに対して対称的に形成されていて、２つの主切刃８，９を有している。対称的な構成に基づき、以下においてはそれぞれ一方の主切刃８についてのみ詳しく説明する。主切刃８はすくい面６と逃げ面１０とにより形成されており、このすくい面６と逃げ面１０とは一緒になって１つのカッティングエッジ１１を形成している。逃げ面１０は第１の逃げ面区分１０ａと第２の逃げ面区分１０ｂとから構成されている。さらにカッティングエレメント３は横方向切刃１２により特徴付けられている。図２ａを矢印方向ＩＩｂで見た側面図を示す図２ｂから判るように、第１の逃げ面区分１０ａは凸面状に湾曲させられた面もしくは凸面状の湾曲部１３として形成されており、この湾曲部１３はカッティングエッジ１１に対して平行に延びている。すくい面６に設けられた対応する所属の区分と共に、第１の逃げ面区分１０ａは空間的に見てリブ１４を形成している。図２ａおよび図２ｃには、例示的に切断平面ＣＰが書き込まれている。この切断平面はカッティングエッジ１１によって直角に交差される。
【００１８】
図３〜図１４には、図２ａおよび図２ｃに描かれた切断平面ＣＰに相応して形成されている切断平面ＣＰに沿って断面したカッティングエレメント３の断面図が示されている。図面を見易くするために、切断面を表す斜線はそれぞれ描かれていない。
【００１９】
用語を説明するために、図３には、公知先行技術に基づき公知の慣用のカッティングエレメントＳＥの断面図が示されている。逃げ面Ｆが、長手方向軸線Ｌに対して垂直に位置する平面Ｅに対して逃げ角αを有している。さらに、すくい面Ｓが前記平面Ｅに対してすくい面γを有している。逃げ面Ｆとすくい面Ｓとは、一緒になってくさび角βを成していて、カッティングエッジＳＫの延在形状を規定している。
【００２０】
図４には、図１ａ〜図１ｃもしくは図２ａ〜図２ｃに図示した実施例により、本発明によるドリル工具に用いられるカッティングエレメント３の第２実施例が示されている。カッティングエレメント３のカッティングエッジ１１は水平な平面Ｅとカッティングエレメント３との交点に延びている。カッティングエッジ１１の側方では、逃げ面１０が第１の逃げ面区分１０ａにおいては横断面凸面状に湾曲させられて延びており、第２の逃げ面区分１０ｂにおいては逃げ角α２を成して延びている。すくい面６は同じく、凸面状に湾曲させられた第１のすくい面区分６ａと、真っ直ぐな第２のすくい面区分６ｂとから成っており、この第２のすくい面区分６ｂは角度γ２を成して延びている。空間的に見てリブ１４を形成している第１の逃げ面区分１０ａは、垂直方向の高さＨを有しており、この垂直方向の高さＨは、前記平面Ｅと、前記平面Ｅに対して平行もしくは長手方向軸線Ｌに対して直角に延びる別の平面Ｐとの間の間隔として測定される。この場合、この平面Ｐは第１の逃げ面区分１０ａから第２の逃げ面区分１０ｂへの移行部においてカッティングエレメント３に交差している。リブ１４の垂直方向の高さＨは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの値を有しており、この場合、カッティングエレメント３は幅Ｂ３を有している。この幅Ｂ３はドリル工具直径に関連して、たとえばカッティングプレートの場合には約１ｍｍ〜６ｍｍであってよい。この点に関してリブは図示の断面図においては拡大されて図示されている。
【００２１】
図５には、本発明によるドリル工具に用いられるカッティングエレメント３の第３実施例が示されている。このカッティングエレメント３は、図４に示したカッティングエレメントとは異なり、単一区分から成るすくい面６を有している。このすくい面６は方向変化なしにカッティングエッジ１１にまですくい角γ１を成して延びている。第１の逃げ面区分１０ａおよび第２の逃げ面区分１０ｂは、図４に示したカッティングエレメント３と同様に形成されている。第２の逃げ面区分１０ｂを回転方向ｄへ延ばした仮想延長線Ｖは、カッティングエッジ１１の下方に位置する交点ＳＰにおいてすくい面６と交差する。
【００２２】
図６〜図８には、本発明によるドリル工具に用いられるカッティングエレメント３の第４実施例、第５実施例および第６実施例が図示されている。これら３つの実施例に共通しているのは、第１の逃げ面区分１０ａが凸面状の多角形輪郭線（Polygonzug）１５により形成されていることである。この場合、凸面状の多角形輪郭線１５の区分１６，１７はそれぞれ互いに異なる逃げ角α１１もしくはα１２を有している。これら３つの実施例の全てにおいて、第２の逃げ面区分１０ｂの延長線Ｖはカッティングエッジ１１の下方で交点ＳＰにおいてカッティングエレメント３もしくはすくい面６に交差している。図８には、たとえばリブ１４の鉛直方向の高さＨが書き込まれている。この鉛直方向の高さＨは平面Ｅと平面Ｐとの間の間隔として規定されている。これらの平面Ｅ，Ｐには長手方向軸線Ｌが直角に位置しており、そしてこれらの平面Ｅ，Ｐはカッティングエッジ１１に交差しているか、もしくは第１の逃げ面区分１０ａから第２の逃げ面区分１０ｂへの移行部に交差している。
【００２３】
図９〜図１４には、本発明によるドリル工具に用いられるカッティングエレメント３の第７実施例、第８実施例、第９実施例、第１０実施例、第１１実施例および第１２実施例が示されている。個々の実施例においては、それぞれ特別な点についてのみ説明する。図９ならびに図１０および図１４に示した実施例には、湾曲させられて延びる第２の逃げ面区分１０ｂが示されている。この第２の逃げ面区分１０ｂの接線方向の延長線Ｖは、２つの区分６ａ，６ｂから構成されたすくい面６に、カッティングエッジ１１の下方で交点ＳＰにおいて交差している。
【００２４】
図１１に示したカッティングエレメント３は、すくい面６と同じ方向に降下する第２の逃げ面区分１０ｂを有している。
【００２５】
図１２に示した第１０実施例では、第１のすくい面区分６ａが凹面状の湾曲部として形成されている。
【００２６】
さらに図１３には、本発明によるドリル工具に用いられるカッティングエレメント３の第１１実施例が示されている。この第１１実施例では、第１の逃げ面区分１０ａが凸面状の多角形輪郭線１５として形成されている。この多角形輪郭線１５の第１の区分１６は第２の逃げ面区分１０ｂに対して平行に延びている。第１の逃げ面区分１０ａと、所属の第１のすくい面区分６ａとは、平面Ｐの上方で空間的に見てリブ１４（分かり易くするために斜線で示す）を規定している。このリブ１４は水平方向の幅Ｂを有しており、この水平方向の幅Ｂは０．２〜１．０ｍｍの範囲にある。
【００２７】
分かり易くするために、図４〜図１４に示した実施例においては、同一の構成要素に対して同じ符号が示されている。したがって、これらの符号で示された構成要素については、個々の図面につきその都度説明されていない。
【００２８】
本発明は図示の実施例または上で説明した実施例に限定されるものではない。それどころか、本発明は特許請求の範囲の枠内で本発明の改良形を有している。特に本発明の構成には、第１の逃げ面区分が、３つ以上の区分を有する凸面状の多角形輪郭線として形成されているようなドリル工具も含まれる。凸面状の多角形輪郭線の個々の区分の逃げ角については、一般にα１１＜α１２＜α１３．．．＜α１ｎが適用される。図示の実施例とは異なり、本発明のさらに別の構成では、カッティングエレメントの１つまたは複数のカッティングエッジが平面図および／または側面図で見て多角形状の形状および／または波形の形状を有している。
【００２９】
切刃の本発明による構成は当然ながら、横方向切刃なしに形成されているか、またはセンタリング先端を備えて形成されているようなカッティングエレメントにおいても使用される。また、カッティングエレメントは非対称的に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１ａ】本発明によるドリル工具の一部を示す側面図である。
【図１ｂ】図１ａに示したドリル工具のドリルヘッドを上から見た平面図である。
【図１ｃ】図１ａに示したドリル工具を矢印方向Ｉｃで見た側面図である。
【図２ａ】図１ａ〜図１ｃに示したドリル工具のカッティングプレートを示す概略図である。
【図２ｂ】図２ａに示したドリル工具のカッティングプレートを矢印方向ＩＩｂで見た側面図である。
【図２ｃ】図２ａに示したドリル工具のカッティングプレートを上から見た図である。
【図３】符号を説明するための慣用のカッティングエレメントの断面図である。
【図４】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第２実施例を示す断面図である。
【図５】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第３実施例を示す断面図である。
【図６】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第４実施例を示す断面図である。
【図７】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第５実施例を示す断面図である。
【図８】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第６実施例を示す断面図である。
【図９】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第７実施例を示す断面図である。
【図１０】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第８実施例を示す断面図である。
【図１１】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第９実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第１０実施例を示す断面図である。
【図１３】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第１１実施例を示す断面図である。
【図１４】本発明によるドリル工具に用いられるカッティングプレートの第１２実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ドリル工具
２  ドリルヘッド
３  カッティングエレメント、カッティングプレート
４  ドリル螺旋体
５  ドリルヘッドに設けられた斜めの面
６  すくい面
６ａ  第１のすくい面区分
６ｂ  第２のすくい面区分
７  穿孔チップ
８  主切刃
９  主切刃
１０  逃げ面
１０ａ  第１の逃げ面区分
１０ｂ  第２の逃げ面区分
１１  カッティングエッジ
１２  横方向切刃
１３  凸面状の湾曲部
１４  リブ
１５  多角形輪郭線
１６  １５の区分
１７  １５の区分
α  逃げ角
β  くさび角
γ  すくい角
ＣＰ  切断平面
Ｂ  １４の水平方向の幅
Ｂ３  ３の幅
Ｅ  Ｌに対して直角な平面
Ｈ  １４の鉛直方向の高さ
Ｌ  ドリル工具１の長手方向軸線
Ｐ  Ｌに対して直角な平面
ＳＥ  カッティングエレメント
ＳＰ  ６およびＶの交点
Ｖ  第２の逃げ面区分１０ｂの延長線
ｄ  １もしくは３の回転方向
【図１ａ】
2008514836.tif 000003
【図１ｂ】
2008514836.tif 000004
【図１ｃ】
2008514836.tif 000005
【図２ａ】
2008514836.tif 000006
【図２ｂ】
2008514836.tif 000007
【図２ｃ】
2008514836.tif 000008
【図３】
2008514836.tif 000009
【図４】
2008514836.tif 000010
【図５】
2008514836.tif 000011
【図６】
2008514836.tif 000012
【図７】
2008514836.tif 000013
【図８】
2008514836.tif 000014
【図９】
2008514836.tif 000015
【図１０】
2008514836.tif 000016
【図１１】
2008514836.tif 000017
【図１２】
2008514836.tif 000018
【図１３】
2008514836.tif 000019
【図１４】
2008514836.tif 000020
【国際調査報告】
2008514836.tif 000021
2008514836.tif 000022
2008514836.tif 000023
2008514836.tif 000024