DE2921696C2

DE2921696C2 - Bohrwerkzeug zum Erweitern von Bohrlöchern

Info

Publication number: DE2921696C2
Application number: DE2921696A
Authority: DE
Inventors: Jürgen 7000 Stuttgart Kessler
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1977-05-26
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1983-02-24
Also published as: DE2921696A1

Description

Die- Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug /um Erweitern von Bohrlöchern der im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Gattung.

Ein solches Werkzeug dient zur Erweiterung von zylindrischen, vorgebohrten Bohrungen, wodurch konisch erweiterte Bohrlöcher entstehen, in die beispielsweise Zuganker, von denen hohe Zugkräfte und zuverlässige Haltefunktion erwartet werden, eingesetzt werden.

Aus der DE-PS 27 23 785 geht ein Bohrwerkzeug zum

ίο Bohren von sich in Bohrrichtung erweiternden Bohrlöchern hervor, das mit einem rotierend L-nd axial antreibbaren Werkzeugschaft gekuppelt werden kann; mit dem Werkzeugschaft ist eine Hülse konzentrisch verbunden; in der Hülse Ist ein gegen die Kraft einer Feder verschiebbarer, einen zum Bohren eines zylindrischen Bohrlochabschnittes bestimmten Bohrkopf tragender Bohrschaft angeordnet; weiterhin sind axial und radial nach außen verschiebbare Schneiden auf Schneidenträgern vorgesehen, die im wesentlichen über ihrer, gesamten

Verschiebeweg in Öffnungen des Bohrschaftes geführt sind. Dieses Bohrwerkzeug zeichnet sich dadurch aus, daß die Öffnungen axial auf der Außenseite des Bohrschaftes verlaufende Nuten und die Schneidenträger federelastisch sir-d. Dadurch eignet sich dieses Bohrwerkzeug zum Bohren von sich in Bohrrichtung konisch erweiternden Bohrlöchern sowohl in weichen als auch in sehr harten Materialien.

Weiterhin ist avs der DE-PS 1 18 176 ein mit Nachschneidebacken versehener Bohrmeißel bekannt, wobei

JO die auch als Querschneiden dienenden Nachschneidebakken ohne Federn und sonstige Zwischenvorrichtungen an dem Meißel angebracht sind; diese Nachschneidebacken können sich in schwalbenschwanzförmige Nuten in dem Meißel auf- und abbewegen.

J5 Ähnliche Konstruktionen, nämlich die Führung der Schneidenträger auf dem Bohrschaft, sind auch noch aus der FR-PS 5 19 174, der GB-PS 9 73 790, der US-PS 33 65 010 und der US-PS 18 90 889 bekannt. Dabei können die Schneidenträger auch elastisch sein, wie aus der US-PS 26 38 372 hervorgeht

Weiterhin ist aus der DE-OS 23 31 467 ein Bohrwerkzeug zum Bohren von sich in Bohvrichtung erweiternden Bohrlöchern bekannt, bei dem die jeweils erforderliche Vergrößerung des radialen Abslandes des Bohrers durch Verschiebung einer auf dem Schaft des Bohrwerkzeugs angeordneten Vorschubhülse gegenüber diesem bewirkt wird. Ein ähnliches Bohrwerkzeug geht auch aus der DE-OS 23 54 229 hervor, wobei die Schneidenträger in Schlitzen laufen, die mit Ausnahme der Ein- und Ausirittsöffnung für den Schneidenträger allseitig geschlossen sind, um eine möglichst gute Führung und Abstützung der beim konischen Bohren belasteten, aufgrund ihres Querschnittes in sich starren Schneidenträger zu verwirklichen. Durch die besonderen Abmessungen des rechteckigen Querschnittes sowie durch die enge Führung der Schneidenträger wird versucht, die Auswirkungen der Material-Elastizität möglichst zu beseitigen und die Schneidenträger starr zu halten. Wird das bekannte Bohrwerkzeug zum Bohren von Löchern in harten Materialien, insbesondere in hartem Gestein oder Beton verwendet, wo nur unter Einsatz eines Schlagbohrers gearbeitet werden kann, besieht für die starren und unelastisch geführten Schncldenträgcr eine hoiic Hruchgcfahr. die zur Folge hat, daß die Einbringung von löchern in

fi) harten Materialien mit diesem Bohrwerkzeug nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein Bohrwerkzeug der angegebenen Gattung so zu vcrbcs-

sern. Jail die Einbringung tiner mit eii\er:i Durchmessersprung einsetzenden, insbesondere auch kreiszylinderförr.iigen Erweiterung eines vorhandenen Bohrlochs sowohl in weichem als auch in sehr hartem Material möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsge.nilß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsfbrmen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgender Funktionsweise: Dieses Bohrwerkzeug wird in ein vorgefertigtes, zylindrisches Bohrloch eingeführt, wobei der Stützring an der Bohrgut-Oberseite, beispielsweise an der Außenfläche einer Wand, aufläuft. Durch weiteres Vortreiben des Bohrschaftes unter gleichzeitiger Drehung wird der Schneidenträger mit der Schneide von der vorderseitigen, konischen Zone des Bohrschaftes radial ausgelenkt, ohne daß es zu einer axialen Verschiebung im Bohrloch kommt. Dadurch entsteht im Bohrloch eine Erweiterung, die hinterseitig einen stufenförmigen Übergang zum zylindrischen Bohrloch aufweist, wie er für viele Anwendungsfälle zweckmäßig ist.

Da die Schneidenträger durch geeignete Wahl d'.s Herstellungsmaterials sowie des Querschnittes federelastisch sind und in außen offenen Nuten laufen, die eine zunehmende Verbiegung beim Auswärtsschieben der Schneidenträger bewirken, werden die Schneiden beim Bohren durch die mit wachsender Ausstellung der Schneiden einhergehende, zunehmende Krümmung der Schneidenträger hinreichend starr geführt und ausreichend abgestützt. Dadurch wird einerseits die zum Bohren erforderliche Kraftübertragung in die Schneidspitzen möglich, und andererseits besteht aufgrund der Eiastizität der Schneidenlager auch bei Schlagbohrbetrieb in hartem Gestein keine Bruchgefahr.

Die Erlindung wird im lolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt längs eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs: und

Fig. 2 eine Fr-ntansicht des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs nach Fig. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs. Ein Bohrschaft 30 ist an seinem Einspannende 30" in einem (nicht darge- *s stellten) Werkzeugschaft einspannbar, der von einem geeigneten Antiieb rotierend und axial ai.'.reibbar !st. Der Bohrschaft 30 besitzt an seinem Außenumfang zwei einander diametral gegenüberliegende, axial verlaufende Nuten 38. die außen offen sind und bis zum freien Ende so 30' des Bohrschafts 30 verlau.^n.

In den Nuten 38 sind federelastische Schneiden untergebracht, an de^rcn freien Enden Schneiden 47, z. B. mittels Hartlötung angebracht sind. Die freien Enden 44' der Schneidenlager 44 sind zu ihrem Ende hin unter einem konstanten Neigungswinkel gegen die Achse des Bohrschafts hin geneigt und Hegen auf einem entsprechend geneigten Endabschnitt 38' der Nuten 38 auf. Die Schneiden 47 besitzen zur Achse dey Bohrschafts 30 parallel verlaufende Schneidkanten 47'. welche die Außenkanten der Schneiden darstellen und in der Ruhelage der Schneiden geringfügig innerhalb des Umfangs des Bohrschafts 30 liegen.

Die schneidenfreien Enden 44" der Schneidenträger 44 sind fest mit einem Amboß 42 verbunden, der an einem Stützring HO befestigt isi und auf dem Bohrschaft 30 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Stützring 110 ist mit einem ein Außengewinde aufweisenden, ringförmigen, auf dem Bohrschaft 30 verschiebbaren Auflager 112 derart verschraubi, daß der Amboß 42 zwischen Stützring 110 und Auflager !12 eingespannt wird. Der Amboß 42 und der Stützring HO samt Auflager 112 greifen mit einem am Amboß 42 sitzenden Stift 42' in eine axial im Bohrschaft 30 verlaufende Führungsnut 120 und sind über die Länge der Führungsnut 120 auf dem Bohrschaft 30 verschiebbar. Zwischen dem Auflager 112 und einem vor dem Einspannende 30" am Bohrschaft 30 sitzenden Anschlag 118 ist eine Schraubendruckfeder 114 angeordnet, gegen deren Kraft der Bohrschaft 30 axial gegen den Stützring verschiebbar ist, wenn der Stützring am Mauerwerk anliegt und ein zylinderförmig erweiterter Bohrlochabschnitt gebohrt werden soll. Der Bohrschaft 30 besitzt ferner einen Anschlag 116. der u>e axiale Verschiebebewegung des Stützrings 110 am einspannseitigen Ende des Verschiebewegs begrenzt.

Kg. 2 zeigt eine Aulsicht auf das freie Ende 30' ^es Bohrschafts, welches dem Einspannende 30" gegenüberliegt. Deutlich zu erkennen sind die beiden Schneiden 47, die auf die freien Enden 44' der federelastischen Schneidenträger 44 aufgelötet sind, aus Hartmetall bestehen und in den am Ende 30' des Bohrschafts und nach außen offenen Nuten 38 gehallen werden. Rechtwinklig zu den Nuten 38 sind am Umfang des Bohrschafts 30 einander gegenüberliegend zwei weitere axiale Längsnuten 122 angeordnet, die z. B. entsprechende Ansätze des Auflagers 112 aufnehmen und dadurch das Auflager gegen eine Verdrehung relativ zum Bohrschaft 30 sichern. Das freie Ende 30' des Bohrschafts ist stumpf.

Zum Bohren eines zylinderlörmig erweiterten Bohrlochabschnitts wird das Bohrwerkzeug in ein vorgebohrtes zylinderförmiges Bohrloch soweit eingeschoben, bis der Stützring 110 am Mauerwerk anliegt. Anschließend wird gegen die Kraft der Feder 114 der Bohrschaft 30 weiter in das Bohrloch - unter ständiger Rotation des Bohrschafts - hineingeschoben. Dabei gleitet der schräge Endabschnitt 38' der Nut 38 an den entsprechend schräg geneigten Abschnitten 44' der federelastischen Schneidenträger 44 vorbei und treibt diese unter Entfaltung einer Keilwirkung radial auswärts, wobei die Schneidkanten 47' der Schneiden 47 ihre Parallelität zur Achse des Bohrschafls ständig behalten und in das Mauerwerk eingreifen. Auf diese Weise entsteht ein zylinderförmig erweiterter Bohrlochabs"hnitt, dessen Länge in Richtung der Bohrlochachse gleich der entsprechenden Länge der Schneidkanten 47' ist.

Nar.h \uhendetem Bohrvorgang wird zuerst der Bohrschaft 30 entlastet und unter der Wirkung der Feder IM in seine Ruhelage zurückgeschoben, wodurch die Schneiden 47 ebenfalls in ihre Ruhelage zurückkehren. Anschließend läßt sich das Bohrwerkzeug aus dem Bohrloch herausziehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bohrwerkzeug zum Erweitern von Bohrlöchern in Gestein, Mauerwerk oder dergleichen mit einem rotierend und axial beaufschlagbaren Bohrschaft und mit radial nach außen verschiebbaren Schneiden, die an SchnfMdenträgern befestigt sind, welche im wesentlichen Ober ihren gesamten Verschiebeweg in auf der Außenfläche des Bohrschafts axial verlaufenden Nuten geführt und federelastisch ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das schneidenfreie Ende (44") bei Schneidenträger (44) unverschieblich an einem beim Bohren gegen das Gestein, Mauerwerk oder dergleichen anlegbaren, auf dem Bohrschaft (30) angeordneten Stützring (110) befestigt und der Bohrschaft (30) gegen die Kraft einer Feder (114) axial gegen den Stützring (110) verschiebbar ist.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das freie, die Schneiden (47) tragende Lnde W) der Schneidenträger (44) in Bohrrichtung zur Längsachse des Bohrschafts (30) hin verläuft und gegen einen entsprechend geformten schrägen Abschnitt (380 der auf der Außenfläche des Bohrschafts (30) laufenden Nut (38) anliegt.

3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das freie Ende der Schneidenträger (44) und der schräge Abschnitt (380 der Nut (38) unter einem konstanten Neigungswinkel der Längsachse des Bohrschafts (30) nähern.

4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich ->el, daß der geeignete Abschnitt (380 der Nut (38) etwa die doppelte axiale Länge wie die Schneiden v'47) besitzt.

5. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzek inet, daß die Schneiden (47) eine Schneidekante (470 besitzen, die parallel zur Achse des Bohrschafts verläuft.

6. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkanten (470 der Schneiden (47) bei deren Nlchtbeaufschlagung geringfügig innerhalb des Außendurchmessers des Bohrschafts (30) liegen.

7. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (30') des Bohrschafts (30) stumpf ist.

8. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (114) eine Schraubenfeder Ist, deren eines Ende gegen ein mit dem Stützring (110) verbundenes Auflager (112) und deren anderes Ende gegen einen Ansatz (118) am Bohrschaft (30) anliegt.

9. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbewegung des Bohrschafts (30) gegenüber dem Stützring (110) durch einen Anschlag (116) am Bohrschaft (30) begrenzt ist, wobei die maximale Verschiebungsstrecke kleiner als der schräge Abschnitt (38') der Nuten (38) ist.

10. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem freien Ende (30') des Bohrschafts (30) zugewandte Seile des Stützrings (110) einen gleltfählgcn Belag besitzt.