具有可更换的切割区段的钻头的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种钻头(10)，所述钻头能够围绕转动轴线(22)转动，所述钻头具有：构成为切割区段(11)的第一钻头区段，所述第一钻头区段带有环形区段(13)，所述环形区段在一端上与一个或多个切割元件(14)连接而在另一端上具有第一连接装置(15)；以及构成为钻杆区段(12)的第二钻头区段，所述第二钻头区段带有圆柱形的钻杆(16)，所述钻杆在面向所述切割区段(11)的端部上具有第二连接装置(17)。所述第一和第二连接装置(15、17)在连接的状态下形成可松开连接并且负责从所述钻杆区段(12)到所述切割区段(11)上的力传递和转矩传递。所述切割区段(11)具有不同于所述第一连接装置(15)的第三连接装置(31)，并且所述钻杆区段(12)具有不同于所述第二连接装置(17)的第四连接装置(32)，其中，所述第三和第四连接装置(31、32)在连接的状态下在平行于所述转动轴线(22)的轴向方向上形成所述切割区段(11)与所述钻杆区段(12)之间的形锁合的连接。
【专利说明】
具有可更换的切割区段的钻头
技术领域
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的具有可更换的切割区段的钻头。
[0002]术语“钻头”概括为所有的钻孔工具，所述钻孔工具具有空心的、圆柱形的钻杆和切割区段，所述切割区段带有一个或多个切割元件，例如芯钻头和插座钻头(Dosensenker)。依赖于使用目的，所述钻头可以具有附加元件，例如像深度止挡部，其限定钻头深度。
【背景技术】
[0003]钻头包括带有一个或多个切割元件的切割区段、钻杆区段和带有插入端部的容纳区段。所述钻头经由所述插入端部固定在钻孔设备的工具容纳部中，并且在钻孔运行中由钻孔设备围绕转动轴线驱动，并且沿着平行于所述转动轴线分布的钻孔方向运动到有待加工的基础中。钻头可以分为带有可更换的钻头区段的钻头和不带有可更换的钻头区段的钻头。在此，术语“钻头区段”概括为所述钻头的各个区段，所述各个区段可以构成为切割区段、钻杆区段或者容纳区段。
[0004]由现有技术已知带有可更换的钻头区段的不同钻头，其中，所述切割区段、所述容纳区段或者切割和容纳区段能够可更换地构成。在带有可更换的钻头区段的钻头中，所述钻头区段之间的连接必须传递在钻孔运行中所出现的力和转矩。除了力和转矩传递，所述连接必须在所述钻头从基础中脱离的时候承受住所出现的牵引负荷，其中，所述牵引负荷在所述钻头卡在所述基础中的时候特别高。承受住所述牵引负荷的特性也被称为防止拉出措施。
[0005]在带有可更换的钻头区段的钻头中，所述钻头区段之间的连接可以构成为可松开的或者不可松开的连接。在可松开的连接中，所述连接可以非破坏性地松开，而在不可松开的连接中，所述连接只能通过破坏连接机构来松开。可松开的连接的例子是插接连接、螺旋连接或者磁性连接，而例如不可松开的连接的例子是钎焊连接、熔焊连接、铆接连接或者粘接连接。
[0006]不可松开的连接特别适用于如下钻头，即在所述钻头中，应该更换磨损的切割区段，然而，可松开的连接在更加频繁地更换所述钻孔区段时相对于不可松开的连接具有优点。当钻头应该与不同的钻孔设备连接时，所述插入端部必须适配所述钻孔设备的工具容纳部。可松开的连接适用于这种应用，操作者可以在构造部位上打开和关闭所述可松开的连接。
[0007]在钻头区段之间的可松开的连接中，可能出现钻头区段的意外松开，特别是当所述钻头在钻孔期间卡在所述基础中的时候。在取芯钻孔(Kernbohren)中经常出现如下情况，即所述钻头在钻孔期间卡在基础中并且必须由操作者来松开。为了松开卡住的钻头，在钻台引导的取芯钻孔设备中，逆着转动方向驱动所述钻头并且由钻台将牵引力施加到所述钻头上，所述牵引力逆着钻孔方向地取向。操作者借助于工具扳手通过手工转动并且同时借助于钻台进行牵拉试图使得所述钻头从所述基础中被释放。
[0008]EP O 428 476 Al公开了一种带有可更换的切割区段的钻头，所述可更换的切割区段经由组合的插接和钎焊连接与所述钻杆区段连接。所述切割区段具有外部的插接元件，而所述钻杆区段具有互补地构成的内部的插接元件，它们插入彼此并且彼此钎焊连接。所述内部的插接元件比所述外部的插接元件长2%至10%地构成，并且以端面贴靠在所述外部的插接元件的止挡面上。在插入彼此的插接元件之间存在间隙，所述间隙被填充了焊料。通过加热所述插接元件，所述焊料恪化，并且所述焊料形成所述插接元件之间的钎焊连接。从钻杆区段到切割区段上的力传递经由所述插接元件的端面和止挡面来实现，而所述转矩传递经由钎焊连接来实现。
[0009]带有钎焊连接部的钻头具有如下缺点，即为了破坏所述钎焊连接部和完成新的钎焊连接部，需要钎焊设备和钎焊时的专有技术(Know-how)。因此，这种钻头不适用于快速地更换构造部位上的切割区段。此外，风险在于，所述切割元件经常被钎焊连接或者熔焊的连接部通过加热所述插接元件在钎焊所述切割区段时受到不利影响。为了确保在钎焊所述插接元件的时候受热影响的区域不涉及所述切割元件，所述切割区段必须具有相应的高度，其中，附加的材料意味着更高的成本和重量。
[0010]DE 196 50 718 Al公开了一种钻头，其中可更换的切割区段经由粘接连接与钻杆区段连接。切割区段和钻杆区段具有互补地构成的插接元件，它们插入彼此。在所述插接元件的接触面之间置入胶粘剂，所述胶粘剂使得两个钻头区段材料配合地彼此连接。所述粘接连接部必须通过如下方式构造，即，所粘接的接触面能够传递所要求的转矩并且此外在移除所卡住的钻头的时候承受住牵引负荷。磨损的切割区段的拆卸通过将所述粘接连接加热到大约300°C来实现，由此破坏所述胶粘剂。所述粘接连接仅仅适用于如下钻孔应用，SP在所述钻孔应用中出现的温度明显低于300°C。在对非常硬的材料例如大理石进行干燥钻孔时，可以将钻头非常强地加热，由此破坏所述粘接连接部或者至少可以影响所述粘接连接部。此外，缺点是，为了完成新的粘接连接，需要专门的材料和工具以及在粘接时的专有技术。只有当按照规定产生所述粘接连接时，才能够使得所粘接的接触面传递所需要的转矩并且在移除所卡住的钻头的时候经受住所述牵引负荷。
[0011]DE 10 2009 010 340 Al公开了另一种钻头，所述钻头带有可更换的切割区段，所述切割区段经由不可松开的连接与所述钻杆区段相连。在钻杆区段和切割区段上设置有形状配合型廓，它们互补地构成并且能够嵌入彼此。从钻杆区段到切割区段上的力传递和转矩传递经由所述形状配合型廓来实现。防止拉出措施经由多个材料锁合的连接点或者连接区域来实现。
[0012]DE 85 12 878 Ul公开了一种带有可更换的容纳区段的钻头，所述容纳区段经由卡扣连接部与钻杆区段可松开地连接。在所述钻杆区段上，以L形状设置有两个缝隙状的凹口，两个布置在所述容纳区段上的销元件被导入所述两个缝隙状的凹口中。所述缝隙状的凹口在端部区域内折弯并且具有小的倾角，从而所述销元件在所述端部区域中夹住。为了打开所述卡扣连接，手部力量已足够。从容纳区段到钻杆区段上的力传递和转矩传递经由所述销元件来实现。
[0013]两个钻头区段之间的力传递和转矩传递方面的要求不依赖于可松开的连接的位置。意外松开钻头区段的问题仅仅出现在可更换的切割区段中，因为所述可松开的连接在钻孔运行中位于基础中并且对于操作者而言是不可见的。如果在带有可更换的容纳区段的、公知的钻头中所述卡扣连接部已松开的话，那么所述容纳区段可以随时在可视控制下与所述钻杆区段连接。
[0014]US 3,888,320 A公开了一种带有可更换的切割区段的钻头，所述可更换的切割区段经由可松开的插接转动连接与钻杆区段连接。所述切割区段包括环形区段，所述环形区段在第一端部上与多个切割单元相连，而在第二端部上具有外部的插接元件和环形的止挡凸肩。所述钻杆区段包括圆柱形的钻杆，所述钻杆在面向所述切割区段的端部上具有内部的插接元件，所述内部的插接元件带有端面。所述插接元件在平行于转动轴线的插接方向上形成插接连接。所述外部的插接元件在内侧上具有多个销元件，所述多个销元件在垂直于转动轴线的平面内径向朝内地取向。所述内部的插接元件在外侧上具有呈L型的多个缝隙状的凹口，所述销元件被导入所述缝隙状的凹口中。从钻杆区段到切割区段上的转矩传递经由所述销元件来实现。所述L型的凹隙由横向缝隙和连接缝隙组成，所述横向缝隙垂直于转动轴线地分布，所述连接缝隙平行于所述转动轴线地分布并且使得所述横向缝隙与所述内部的插接元件的底部棱边连接。带有端面的所述内部的插接元件和所述缝隙状的凹口形成第一连接装置，带有止挡凸肩的外部的插接元件和销元件形成第二连接装置。在相连的状态下，所述第一和第二连接装置形成切割区段与钻杆区段之间的可松开的插接转动连接，并且借助于所述第一和第二连接装置实现从所述钻杆区段到所述切割区段上的力和转矩传递。
[0015]所述钻杆区段由复位弹簧包围，所述复位弹簧在所述容纳区段与所述切割区段之间夹紧。当力在钻孔方向上作用于所述钻杆区段时，所述复位弹簧被压缩并且所述钻杆区段在钻孔方向上运动，直到所述钻杆区段的端面贴靠在所述切割区段的止挡凸肩上。在去负荷的状态下，也就是说在钻孔方向上没有力作用，在所述切割区段与所述钻杆区段之间在钻孔方向上存在轴向间隙。作为应该防止所述切割区段意外松开的防止拉出措施，所述横向缝隙具有背切部(Hinterschneidung)，所述背切部在卸载的状态下容纳所述销元件。所述防止拉出措施可靠地防止在将钻头从基础上移除时所述切割区段松开。当然，问题还出现在钻头在基础中卡住而必须由操作者来松开的时候。当操作者向所述钻杆区段施加力并且所述钻杆区段逆着所述转动方向运动时，所述销元件可以从所述背切部中运动出来。一旦所述销元件离开所述背切部并且位于所述横向缝隙中，所述复位弹簧就支持松开插接转动连接。
【发明内容】
[0016]本发明的目的在于，改进一种具有可更换的切割区段的钻头，在所述钻头中降低了如下风险，即在将卡住的钻头从基础中移除的时候所述钻杆区段与所述切割区段之间的可松开的连接意外打开，并且钻杆区段不带有切割区段地从基础中被移除。
[0017]根据本发明，在开头提到的钻头中，该目的通过独立权利要求1的特征得以解决。具有优点的构造方式由从属权利要求中得知。
[0018]根据本发明，设置为，所述切割区段具有不同于第一连接装置的第三连接装置，而所述钻杆区段具有不同于第二连接装置的第四连接装置，其中，所述第三和第四连接装置在相连的状态下在平行于转动轴线的轴向方向上形成所述切割区段与所述钻杆区段之间的形锁合的连接。
[0019]限定为轴向方向的是平行于所述钻头的转动轴线的方向。在钻头区段的连接的状态下，所述钻头的转动轴线与所述钻头区段、切割区段和钻杆区段的纵向轴线重合。限定为径向平面的是垂直于转动轴线的平面，并且径向方式是如下方向，即所述方向分布在径向平面内并且切割所述钻头区段的转动轴线或者纵向轴线。
[0020]所述第一和第二连接装置在连接的状态下形成所述切割区段与钻杆区段之间的可松开的连接，其中，从钻杆区段到切割区段上的力传递和转矩传递借助于第一和第二连接装置来实现。本发明的思想在于，借助于第三和第四连接装置实现防止拉出措施，该防止拉出措施在卡住的钻头中使得所述钻杆区段从切割区段上的意外拉出变得困难。由于所述第三和第四连接装置不同于第一和第二连接装置，可以进一步降低意外松开的风险。
[0021]在一种优选的实施形式中，所述第三和第四连接装置具有凸鼻和槽，其中，所述凸鼻能够运动到所述槽中。所述第三和第四连接装置作为凸鼻和槽的构成形式允许简单和可靠的连接，即所述连接使得钻杆区段从切割区段的拉出变得困难。所述连接的保持力可以通过所述凸鼻和槽的几何形状适配钻头的使用领域。
[0022]优选地，所述第一和第二钻头区段包括内部的插接元件和外部的插接元件，其中，所述内部的和外部的插接元件在连接的状态下形成插接连接。在此，所述钻头区段经由所述插接元件在垂直于转动轴线的所有方向上形锁合地连接。被称为插接连接的是如下连接，即在所述连接部，两个插接元件沿着一个插接方向运动并且在至少一个方向上形成形锁合的连接。带有内部的插接元件和外部的插接元件的插接连接可以由使用者容易地打开和关闭。此外，经由所述插接元件连接的钻头区段可以相对于彼此对齐。
[0023]在一种优选的实施形式中，所述内部的插接元件的端面在相连的状态下贴靠在所述外部的插接元件的止挡凸肩上。从钻杆区段到切割区段上的力传递在钻孔时经由所述端面和止挡凸肩来实现。当所述力传递不经由销元件来实现时，所述外部的插接元件的变形风险得以降低，从而根据本发明的钻头具有较高的稳定性。所述止挡凸肩可以环形地构成或者环形区段形地构成。通过使得所述端面平面地靠置在环形的止挡凸肩上，所述钻头在内侧上密封地构成，从而防止冷却和冲洗介质被错误引导。例如经由钻头的插入端部输送的冷却和冲洗介质完全流动到加工部位上并且负责所述切割元件的冷却和钻孔碎肩的输出。
[0024]特别优选地，所述外部的插接元件设置在所述切割区段上，而所述内部的插接元件设置在钻杆区段上。所述外部的插接元件在外侧被所述基础磨损。因此，具有优点的是，承受较大负荷的插接元件布置在可更换的切割区段上。
[0025]在一种优选的实施形式中，所述第一和第二连接装置具有至少一个销元件和至少一个缝隙状的凹口，其中，所述销元件能够运动到所述缝隙状的凹口中。在所述钻头区段的连接的状态下，借助于销元件和缝隙状的凹口来实现从所述钻杆区段到所述切割区段上的转矩传递。
[0026]优选地，所述至少一个销元件布置在所述内部的插接元件的外侧上，并且所述外部的插接元件具有所述至少一个缝隙状的凹口。与其上布置有所述销元件的钻头区段相比，具有缝隙状的凹口的钻头区段更容易由于牵引负荷而发生变形。因为所述外部的插接元件的直径大于内部的插接元件的直径，在所述外部的插接元件上为了所述缝隙状的凹口具有更大周长，或者所述缝隙状的凹口在所述周长上的份额更小。当所述缝隙状的凹口设置在所述外部的插接元件上时，所述钻头更加稳固。此外，当缝隙状的凹口设置在外部的插接元件中时，借助于凸鼻和槽实施的防止拉出措施由于操作者容易接近可以借助于商业上常见的工具更容易地松开。为了松开，所述缝隙状的凹口在所述内部的插接元件中的布置需要专用工具，如果钻芯卡在所述钻杆中，所述内侧上的可接近性也受到限制。
[0027]所述至少一个缝隙状的凹口在径向方向上完全贯穿所述外部的插接元件。在根据本发明的钻头中，所述第三和第四连接装置具有凸鼻和槽，其中，所述形锁合的连接在连接的状态下使得所述钻杆区段从切割区段中的拉出变得困难。为了能够由操作者松开凸鼻与槽之间的连接，所述外部的插接元件通过所述缝隙状的凹口被划分为多个区段，所述多个区段弹性地构成。需要这种弹性作用，以便松开所述形锁合的连接并且使得所述凸鼻从所述槽中运动出来。
[0028]在钻头的一种优选实施形式中，在所述内部的插接元件的外侧上布置有三个或者更多个销元件，并且所述外部的插接元件具有三个或者更多个缝隙状的凹口，其中，所述凹口的数量大于或者等于销元件的数量。在根据本发明的钻头中，转矩经由销元件传递到所述外部的插接元件中。在此，特别优选地，销元件围绕钻头的转动轴线均匀地分布。通过销元件的均匀分布，未给定销元件和缝隙状的凹口之间的配属关系，并且一个销元件可以导入每个缝隙状的凹口中。为了使外部的插接元件在所述缝隙状的凹口之间形成的各区段具有用于打开所述形锁合的连接的足够的弹簧作用，需要至少三个缝隙状的凹口。
[0029]优选地，所述凸鼻布置在内部的插接元件的外侧上，并且外部的插接元件具有槽。通过将所述槽布置在外部的插接元件中，可以提高弹簧作用。这种实施形式具有如下优点，即可以作为紧固元件起作用的凸鼻布置在所述内部的插接元件上并且改善了内部的插接元件的稳定性。
[0030]特别优选地，所述凸鼻在轴向方向上，即在平行于钻杆的纵向轴线和平行于钻头的转动轴线的方向上，布置在销元件与钻杆之间，并且所述槽在轴向方向上布置在缝隙状的凹口的高度上。为了将钻杆区段与切割区段分开，借助于工具在轴向方向上向所述外部的插接元件的端面施加力。由于力作用，外部的插接元件的弹性区段偏移，并且凸鼻与槽之间的形锁合的连接能够被松开。所述槽相对于所述外部的插接元件的止挡凸肩的间距越大，所述弹性区段的偏移就越大。
[0031]特别优选地，所述槽环状地构成并且布置在垂直于所述钻头的转动轴线的平面内。布置在所述缝隙状的凹口的高度上的、环状地构成的槽支持外部的插接元件在缝隙状的凹口之间的区段的弹簧作用。
[0032]优选地，所述槽的轴向高度比所述凸鼻的轴向高度大至少I毫米。所述槽和凸鼻的轴向高度之间的差别选择得比出于公差原因必要的情况更大。所述轴向高度的差别可以用于使得所述钻头区段为了松开形锁合的连接而彼此相对移动，从而操作者可以在所述外部的插接元件上安装工具。
【附图说明】
[0033]下面结合附图对本发明的实施例进行描述。这些附图没有必要按照尺寸地示出所述实施例，更合适的是，用于阐述的附图以示意性的和/或容易失真的形式实施。考虑到补充从附图中直接识别的教导，参考有关的现有技术。在此，需要考虑的是，可以实施与一种实施方式的形式和细节相关的各种修改方案和变型方案，而没有离开本发明的普适性思想。本发明在说明书、附图以及权利要求中所公开的特征不仅能够单独地针对自身而且能够以任何组合的方式对于改进本发明来说是重要的。此外，落入本发明的保护范围的是由其中至少两个在说明书、附图和/或权利要求中所公开的特征所组成的所有组合。本发明的普适性思想并不限于下面所示和描述的优选实施方式的精确形式和细节，或者限于如下主题，所述主题与在权利要求中所要求保护的主题相比是受到限制的。在所给出的尺寸范围中，处于所提及的界限内部的值作为临界值也应该被公开并且可以任意使用并且要求保护。出于简化目的，下面针对相同或者类似的部件或者具有相同或者类似功能的部件使用相同的附图标记。
[0034]图1A、图1B示出一种根据本发明的钻头的未连接状态(图1A)和已连接状态(图1B)，所述钻头带有可更换的切割区段和钻杆区段；
[0035]图2示出图1中所示的钻头的钻杆区段的沿着图1A中的剖切平面A-A的纵向剖面；
[0036]图3示出图1中所示的钻头的切割区段的沿着图1A(图3A)中的剖切平面B-B的纵向剖面；
[0037]图4示出所述切割区段和所述钻杆区段在连接的状态下沿着图1B中的剖切平面C-C的纵向剖面。
【具体实施方式】
[0038]图1A、图1B示出一种根据本发明的钻头10，所述钻头10带有切割区段11，所述切割区段11经由可松开的连接与钻杆区段12连接。在此，图1A示出所述切割区段11和所述钻杆区段12处于具有打开的连接部的未连接状态下，而图1B示出所述切割区段11和所述钻杆区段12处于具有闭合的连接部的已连接状态下。
[0039]所述切割区段11包括环形区段13，所述环形区段13在远离所述钻杆区段12的端部上与多个切割元件14连接，而在面向所述钻杆区段12的端部上具有第一连接装置15。所述切割元件14与所述环形区段13熔焊、钎焊、螺纹连接，或者以其他合适的固定方式固定在所述环形区段13上。替代多个切割元件14，所述切割区段11也可以具有单个的、构成为切割的切割元件，所述切割元件与所述环形区段13连接。
[0040]所述钻杆区段12包括圆柱形的钻杆16，所述钻杆16在面向所述切割区段11的端部上具有第二连接装置17，而在远离所述切割区段11的端部上与容纳区段18连接。所述容纳区段18包括顶盖19和插入端部20。所述钻头10经由插入端部20固定在钻孔设备的工具容纳部中。在钻孔运行中，所述钻头10由钻孔设备沿转动方向21绕转动轴线22驱动，并且沿平行于转动轴线22的钻孔方向23运动到有待加工的基础中。所述转动轴线22与所述钻杆16的纵向轴线同轴地分布，并且与所述环形区段13的纵向轴线同轴地分布。所述钻头10具有垂直于所述转动轴线22的圆形横截面，可供选择地，根据本发明的钻头也可以具有其他合适的横截面，例如多边形横截面。
[0041 ]第一连接装置15包括一个第一插接元件24和六个缝隙状的凹口 25，所述第一插接元件24构成为外部的插接元件，所述缝隙状的凹口25设置在外部的插接元件中。所述第二连接装置17包括一个第二插接元件26和六个销元件27，所述第二插接元件26构成为内部的插接元件，所述销元件27固定在所述内部的插接元件26的外侧28上并且径向朝外地取向。在图1B所示的连接状态下，所述第一和第二连接装置15、17形成所述切割区段11与所述钻杆区段12之间的可松开的连接。借助于所述第一和第二连接装置15、17实现从钻杆区段12到切割区段11上的力传递和转矩传递。
[0042]所述销元件27和缝隙状的凹口25均匀围绕所述转动轴线22分布地布置。通过均匀分布，未给定所述销元件27和缝隙状的凹口 25之间的配属关系，并且一个销元件27可以导入每个缝隙状的凹口 25中。所述缝隙状的凹口 25由纵向缝隙组成，所述纵向缝隙的纵向轴线平行于转动轴线22地设置。所述缝隙状的凹口的这种形状也被称为I型缝隙。所述销元件27在所示的实施方式中矩形地构成。可供选择地，销元件27可以圆形地、梯形地或者以其他合适的横截面形状地构成。可供选择地，缝隙状的凹口 25可以构成为L型缝隙或者T型缝隙。
[0043]为了支持力传递和转矩传递并且防止各个区域的过载，实现从钻杆区段12到切割区段11上的力传递和转矩传递接触区域不应该是点型或者线型的，而应该是面型的。所述接触区域能够通过销元件27的横截面形状来适配。转矩传递无论如何都可以经由所述销元件27来实现，所述销元件27在所述钻杆区段12转动时止挡在所述I型缝隙25的侧壁上。力传递同样可以经由所述销元件27来实现，或者经由止挡凸肩来实现，所述内部的插接元件26的端面29止挡到所述止挡凸肩上。
[0044]除了所述第一连接装置15，所述切割区段11还具有第三连接装置31，所述第三连接装置31不同于所述第一连接装置15，并且除了所述第二连接装置17，所述钻杆区段12还具有第四连接装置32，所述第四连接装置32不同于所述第二连接装置17。在所述钻头10的连接状态下，所述第三和第四连接装置31、32在轴向方向上形成所述切割区段11与所述钻杆区段12之间的形锁合的连接。所述切割区段11借助于第三和第四连接装置31、32防止钻杆区段12从切割区段11中被拔出。
[0045]所述第三连接装置31包括槽33，所述槽33布置在外部的插接元件24的内侧上。所述第四连接装置32包括凸鼻34，所述凸鼻34布置在内部的插接元件26的外侧28上并且径向朝外延伸。
[0046]切割区段11可以由操作者简单快速地与所述钻杆区段12连接。为此，将带有所述外部的插接元件24的切割区段11插接到钻杆区段12的内部的插接元件26上，使得所述销元件27布置在缝隙状的凹口 25中。所述切割区段11在轴向方向上运动，直到所述凸鼻34卡锁到所述槽33中。
[0047]图2以沿着图1A中的剖切面A-A的纵向剖面示出根据本发明的钻头10的钻杆区段12的局部图。所述钻杆区段12包括圆柱形的钻杆16和内部的插接元件26，它们整体地构成。替选于整体的构成方式，，所述内部的插接元件26可以构成为单独的部件，并且随后与钻杆16连接。
[0048]内部的插接元件26包括相应于所述外侧28的外部周面、端面29和内部周面35，环形的止挡凸肩36位于从所述钻杆16到所述内部的插接元件26的过渡部上。在所述内部的插接元件26的外侧28上布置有销元件27和凸鼻34。销元件27、凸鼻34和内部的插接元件26能够由不同的材料制成并且彼此连接，或者它们由相同的材料组成，其中，所述销元件27和凸鼻34能够通过变型方法例如模压或者贯通(Durchsetzen)来制成。
[0049]所述凸鼻34在轴向方向上，即在钻孔方向23上，布置在所述销元件27与所述内部的插接元件26的所述止挡凸肩36之间。为了将所述钻杆区段12与所述切割区段11分开，借助于工具在轴向方向上向所述外部的插接元件24的端面施加力。通过力作用，所述外部的插接元件24的弹性区段偏移，并且凸鼻34与槽33之间的形锁合的连接部能够被松开。所述凸鼻33相对于内部的插接元件26的端面29的间距越大，外部的插接元件24的偏移就越大。
[0050]图3以沿着图1A中的剖切平面B-B的纵向剖面示出根据本发明的钻头10的切割区段11。切割区段11包括环形区段13、切割元件14和外部的插接元件24。环形区段13和外部的插接元件24在所示的实施方式中整体地构成。替代于整体的构成方式，外部的插接元件24可以构成为单独的部件，并且随后与环形区段13连接。
[0051]所述切割元件14在垂直于转动轴线22的平面内围绕所述环形区段13环形地布置并且具有各一个外部棱边41和内部棱边42。所述环形区段13齐平地邻接到切割元件14的所述内部棱边42上，并且相对于切割元件14的外部棱边41具有回缩部43。切割元件14的外部棱边41形成具有外部直径的外圈，而内部棱边形成具有内部直径的内圈。切割元件14在基础中产生具有钻孔直径的钻孔，所述钻孔直径相应于切割元件14的外部直径。在钻头10的内部形成具有钻芯直径的钻芯，所述钻芯直径相应于切割元件的内部直径。
[0052]所述环形区段13在内侧上包括引导区段44和芯移除区段45。所述芯移除区段45具有倾斜的表面，所述倾斜的表面支持移除钻芯。所述引导区段44齐平地邻接到切割元件14上，并且在钻孔时形成用于切割元件14的引导部。替代于所述钻头10的内侧上的引导部，弓丨导区段可以布置在外侧上或者布置在外侧和内侧上。
[0053]外部的插接元件24包括外部的周面46、内部的周面47和端面48。环形的止挡凸肩49位于从环形区段13到所述外部的插接元件24的过渡部上。所述外部的插接元件24附加地还具有倾斜的外部面50，所述外部面50的直径向切割元件14方向增加。
[0054]所述槽33布置在外部的插接元件24的内部的周面47上。通过将所述槽33布置在外部的插接元件24中，可以提高外部的插接元件24的弹簧作用。所述槽33环形地构成并且布置在垂直于所述钻头10的转动轴线22的平面内。环形地构成的槽支持所述外部的插接元件24在所述缝隙状的凹口25之间的区段的弹簧作用，所述环形地构成的槽在轴向方向上布置在所述缝隙状的凹口 25的高度上。
[0055]图4以沿着图1B中的剖切平面C-C的纵向剖面示出根据本发明的钻头10，所述钻头10带有切割区段11和钻杆区段12，它们经由可松开的连接部连接。
[0056]在连接的状态下，所述钻杆区段12以端面29贴靠在所述切割区段11的止挡凸肩49上。内部的插接元件26的长度大于外部的插接元件24的长度，从而在所述外部的插接元件24的端面48与内部的插接元件26的止挡凸肩32之间形成轴向间隙51。通过所述内部的插接元件26与外部的插接元件24之间的长度差别可以确保的是，所述内部的插接元件26的端面29贴靠在外部的插接元件24的止挡凸肩49上，并且在钻孔时实现从钻杆区段12到切割区段11上的限定的力传递。
[0057]将凸鼻34和槽33保持住的保持力能够通过所述凸鼻34和槽33的几何形状来适配。对于操作者来说，将凸鼻34卡锁到所述槽33中应该是尽可能舒适的，倾斜的表面使得所述卡锁变得容易。作为用于调整保持力的几何参数，合适的例如是所述凸鼻34的径向高度(SP在径向方向上的高度)、所述凸鼻34与所述内部的插接元件之间的接触面和倾斜角度。
[0058]所述槽33的轴向高度(即所述槽33在轴向方向上的高度)比所述凸鼻34的轴向高度大至少I毫米。所述槽33和凸鼻34的轴向高度之间的差别选择得比出于公差原因必要的情况更大。所述轴向高度的差可以用于使得钻头区段11、12为了松开形锁合的连接而彼此相对移动，从而操作者使得所述轴向间隙51增大并且可以在所述轴向间隙51中安装工具。
【主权项】
1.钻头(10)，所述钻头(10)能够围绕转动轴线(22)转动，所述钻头(10)具有: -构成为切割区段(11)的第一钻头区段，所述第一钻头区段带有环形区段(13)，所述环形区段(13)在一端上与一个或多个切割元件(14)连接而在另一端上具有第一连接装置(15);以及 -构成为钻杆区段(12)的第二钻头区段，所述第二钻头区段带有圆柱形的钻杆(16)，所述钻杆(16)在面向所述切割区段(11)的端部上具有第二连接装置(17); 其中，所述第一和第二连接装置(15、17)在连接的状态下形成切割区段(11)与钻杆区段(12)之间的可松开连接，并且借助于所述第一和第二连接装置(15、17)实现从所述钻杆区段(12)到所述切割区段(11)上的力传递和转矩传递； 其特征在于，所述切割区段(11)具有不同于第一连接装置(15)的第三连接装置(31)，并且所述钻杆区段(12)具有不同于第二连接装置(17)的第四连接装置(32)，其中，所述第三和第四连接装置(31、32)在连接的状态下在平行于所述转动轴线(22)的轴向方向上形成切割区段(11)与钻杆区段(12)之间的形锁合的连接。2.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述第三和第四连接装置(31、32)具有凸鼻(34)和槽(33)，其中，所述凸鼻(34)能够运动到所述槽(33)中。3.根据权利要求1至2之一所述的钻头，其特征在于，所述第一和第二钻头区段(11、12)包括内部的插接元件(26)和外部的插接元件(24)，其中，所述内部的和外部的插接元件(26、24)在连接的状态下形成插接连接。4.根据权利要求3所述的钻头，其特征在于，所述内部的插接元件(26)的端面(29)在连接的状态下贴靠在外部的插接元件(24)的止挡凸肩(49)上。5.根据权利要求3至4之一所述的钻头，其特征在于，所述外部的插接元件(24)设置在所述切割区段(11)上，而所述内部的插接元件(26)设置在钻杆区段(12)上。6.根据权利要求3至5之一所述的钻头，其特征在于，所述第一和第二连接装置(15、17)具有至少一个销元件(27)和至少一个缝隙状的凹口(25)，其中，所述销元件(27)能够运动到所述缝隙状的凹口(25)中。7.根据权利要求6所述的钻头，其特征在于，所述至少一个销元件(27)布置在所述内部的插接元件(26)的外侧(28)上，并且所述外部的插接元件(24)具有所述至少一个缝隙状的凹口(25)。8.根据权利要求7所述的钻头，其特征在于，所述至少一个缝隙状的凹口(25)在垂直于转动轴线(22)的径向方向上完全贯穿所述外部的插接元件(24)。9.根据权利要求7至8之一所述的钻头，其特征在于，在所述内部的插接元件(26)的外侧(28)上布置有三个或者更多个销元件(27)，并且外部的插接元件(24)具有三个或者更多个缝隙状的凹口(25)，其中，所述缝隙状的凹口(25)的数量大于或者等于所述销元件(27)的数量。10.根据权利要求8至9之一所述的钻头，其特征在于，所述凸鼻(34)布置在所述内部的插接元件(26)的外侧(28)上，并且所述外部的插接元件(24)具有槽(33)。11.根据权利要求10所述的钻头，其特征在于，所述凸鼻(34)在轴向方向上布置在销元件(27)与钻杆(16)之间，并且所述槽(33)在轴向方向上布置在所述缝隙状的凹口(25)的高度上。12.根据权利要求11所述的钻头，其特征在于，所述槽(33)环状地构成并且布置在垂直于所述转动轴线(22)的平面内。13.根据权利要求2至12之一所述的钻头，其特征在于，所述槽(33)的轴向高度比所述凸鼻(34)的轴向高度大至少I毫米。
【文档编号】B23B51/04GK105934299SQ201480073735
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年12月17日
【发明人】M·霍普
【申请人】喜利得股份公司