AT509614B1 - Befestigungsvorrichtung für eine bohrkrone - Google Patents

Abstract

Befestigungsvorrichtung (1) für eine Bohrkrone (2), mit einem Aufnahmebereich (24) zur lösbaren Befestigung der Bohrkrone (2), die einen prismenförmigen Abschnitt (4) aufweist, wobei der Aufnahmebereich (24) wenigstens zwei beweglich gelagerte Formschlusselemente (6) aufweist, die in Öffnungsposition derart angeordnet sind, dass der prismenförmige Abschnitt (4) in den Aufnahmebereich (24) einführbar und im eingeführten Zustand wenigstens abschnittsweise um die Drehachse (a) der Bohrkrone (2) drehbar ist, und die in Befestigungsposition zumindest bereichsweise formschlüssig an Mantelflächen (7) des prismenförmigen Abschnitts (4) angeordnet sind.

Description

österreichisches Patentamt AT509 614B1 2012-12-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für eine Bohrkrone, mit einem Aufnahmebereich zur lösbaren Befestigung einer Bohrkrone, die einen prismenförmigen Abschnitt aufweist. Weiters betrifft die Erfindung eine Bohrkrone mit einer solchen Befestigungsvorrichtung, sowie eine Anordnung aus Bohrkrone und Befestigungsvorrichtung.

[0002] Die Befestigung von Bohrkronen an einer Antriebswelle erfolgt beim Stand der Technik häufig derart, dass der Wellenzapfen der Antriebswelle ein Gewinde aufweist während am Hohlkernbohrer ein entsprechendes Innengewinde vorgesehen ist, sodass eine Schraubverbindung zwischen Antriebswelle und Hohlbohrer hergestellt werden kann. Im bestimmungsgemäßen Einsatz der Bohrkrone wirken auf die Schraubverbindung bei der Übertragung der Drehbewegung von der Antriebswelle auf die Bohrkrone enorme Kräfte, die eine hohe Verspannung bzw. Verklemmung der Schraubverbindung verursachen, die durch Verunreinigungen im Gewindebereich verstärkt werden können. Die Demontage der Bohrkrone gestaltet sich daher sehr aufwendig.

[0003] Daher ist man beim Stand der Technik dazu übergegangen, anstelle von Schraubverbindungen formschlüssige Elemente zur direkten Kraftübertragung vorzusehen, wie beispielsweise in der EP 1 424 152 B1 offenbart. Dabei sind ein Formschlussbereich an der Welle und ein entgegengesetzter Formschlussbereich an der Befestigungsvorrichtung der Bohrkrone vorgesehen, sodass die Formschlussbereiche ineinandergreifen können.

[0004] Derartige Befestigungsvorrichtungen sind ebenso aus der EP 1 923 161 A2, der EP 1 170 077 A1 und der DE 11 2006 001 243 T5 bekannt.

[0005] Nachteilig an solchen Befestigungsvorrichtungen ist der Umstand, dass die Elemente an der Welle und am Hohlkernbohrer präzise zueinander ausgerichtet werden müssen. Außerdem können die Formschlussbereiche so verunreinigt werden, dass ein ineinandergreifen der Formschlussbereiche nicht mehr möglich ist.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermindern und eine Befestigungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung bereitzustellen, die eine rasche und sichere Montage bzw. Demontage des Hohlkernbohrers an einer Welle ermöglicht.

[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Befestigungsvorrichtung für eine Bohrkrone, mit einem Aufnahmebereich zur lösbaren Befestigung der Bohrkrone, die einen prismenförmigen Abschnitt aufweist, indem der Aufnahmebereich wenigstens zwei beweglich gelagerte Formschlusselemente aufweist, die in Öffnungsposition derart angeordnet sind, dass der prismenförmige Abschnitt in den Aufnahmebereich einführbar und im eingeführten Zustand wenigstens abschnittsweise um die Drehachse der Bohrkrone drehbar ist, und die in Befestigungsposition zumindest bereichsweise formschlüssig an Mantelflächen des prismenförmigen Abschnitts angeordnet sind.

[0008] Die Erfindung beruht auf der Grundidee, dass eine formschlüssige Kraftübertragung einer ausschließlich reibschlüssigen Kraftübertragung überlegen ist, wenn man allerdings Formschlusselemente vorsieht, die im gelösten Zustand in radialer Richtung von den Mantelflächen des prismenförmigen Abschnitts entfernbar sind, eine optimale Befestigung erzielt werden kann.

[0009] Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Formschlusselemente Passflächen aufweisen mit denen sie an Mantelflächen des prismenförmigen Abschnitts formschlüssig anlegbar sind.

[0010] Im einfachsten Fall kann hierfür vorgesehen sein, dass die Formschlusselemente ver-schwenkbar auf der Befestigungsvorrichtung angeordnet sind und im gelösten Zustand in radialer Richtung von den Mantelflächen des prismenförmigen Abschnitts weggeschwenkt und im geschlossenem Zustand zu den Mantelflächen des prismenförmigen Abschnitts hingeschwenkt werden. In der bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Formschlusselemente jeweils eine Passfläche für eine Mantelfläche des prismenförmigen Abschnitts aufweisen. 1 /10 österreichisches Patentamt AT509 614B1 2012-12-15 [0011] Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Formschlusselemente einen Zapfen aufweisen und dass weiters ein Drehelement vorgesehen ist, das eine - vorzugsweise spiralförmige - Führungsbahn aufweist, in der die Zapfen der Formschlusselemente eingreifen, und dass bei einer Drehung des Drehelements die Passflächen zu den Mantelflächen des prismenförmigen Abschnitts der Bohrkrone hin bewegt oder von den Mantelflächen des prismenförmigen Abschnitts der Bohrkrone entfernt werden. Der vorzugsweise zylinderförmige Zapfen kann dabei in der Führungsbahn zwangsgeführt werden und das Formschlusselement in die gewünschte Position verschwenken.

[0012] Das Drehelement kann scheibenförmig ausgebildet sein. Weiters kann ein Drehring vorgesehen sein, der eine Drehung des Drehelements ermöglicht und somit ein Drehen bzw. Verschwenken der Passflächen der Formschlusselemente zu den Mantelflächen des prismenförmigen Abschnitts der Bohrkrone ermöglichen. Zur leichteren Montage und Demontage kann der Drehring einen aufgerauten Bereich, beispielsweise eine Riffelung aufweisen. An der Befestigungsvorrichtung ist im bevorzugten Fall vorgesehen, dass eine Antriebswelle beispielsweise eines Bohrers lösbar befestigbar ist.

[0013] Im besonders bevorzugten Fall ist der prismenförmige Abschnitt der Bohrkrone als gleichförmiges Prisma mit sechsseitiger (hexagonaler) Grundfläche. In diesem Fall weist die Befestigungsvorrichtung bevorzugt sechs Befestigungselemente auf, die jeweils eine Passfläche für jeweils eine Mantelfläche des prismenförmigen Abschnitts aufweisen.

[0014] Die eingangs gestellte Aufgabe wird selbstverständlich auch mit einer Bohrkrone umfassend eine Befestigungsvorrichtung der vorgenannten Art bzw. einer Anordnung aus Bohrkrone und Befestigungsvorrichtung gelöst.

[0015] Weiters ist erfindungsgemäß eine Anordnung aus einer Bohrkrone der vorgenannten Art, die einen prismenförmigen Abschnitt aufweist, sowie einer Welle mit einem Wellenzapfen vorgesehen.

[0016] Weitere Vorteile und Details der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren und Figurenbeschreibungen erläutert. Es zeigen [0017] Fig. 1 eine Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels einer Befestigungsvor richtung, [0018] Fig. 2 eine Seitenansicht der Befestigungsvorrichtung von Fig. 1 mit einer

Bohrkrone, [0019] Fig. 3a und 3b [0020] Fig. 4 [0021] Fig. 5 [0022] Fig. 6 [0023] Fig. 7 die Befestigungsvorrichtung von Fig. 1 und Fig. 2 mit Blick auf den Aufnahmebereich in Befestigungsposition (Fig. 3a) und im Öffnungsposition (Fig. 3b), einen Schnitt entlang der Ebene A-A der Fig. 3a, eine Sicht auf den Bohrkronenaufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung der vorangegangenen Figuren, eine Explosionsdarstellung der Befestigungsvorrichtung der vorangegangenen Figuren und eine Explosionsdarstellung einer alternativen Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

[0024] In den Fig. 1 bis 6 wird eine Befestigungsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung gezeigt. In der Seitenansicht von Fig. 1 ist die Befestigungsvorrichtung im Überblick erkennbar. Diese weist einen Aufnahmebereich 24 für eine Bohrkrone 2 (Fig. 2) und einen Befestigungsbereich 23 zur lösbaren Befestigung eines Wellenzapfens einer Antriebswelle auf. Die Bohrkrone 2 weist einen prismenförmigen Abschnitt 4 auf, der in den Aufnahmebereich 24 der Befestigungsvorrichtung 1 einführbar ist. Einzelne Details sind den Fig. 2 bis 6 besser entnehmbar.

[0025] In der Fig. 2 ist eine Darstellung der Befestigungsvorrichtung 1 samt Bohrkrone 2 (ver- 2/10 österreichisches Patentamt AT509 614B1 2012-12-15 kürzt) gezeigt. Die Bohrkrone 2 ist an der Befestigungsvorrichtung 1 lösbar befestigbar angeordnet. Hierfür weist die Befestigungsvorrichtung eine ringförmige Nut 14 (siehe Fig. 1) auf, in der der zylinderförmige Abschnitt der Bohrkrone 2 anliegt. Die Bohrkrone 2 selbst weist einen zylindermantelförmigen Grundkörper auf, an dem stirnseitig mehrere Schneidelemente 20 angeordnet sind. Weiters weist die Bohrkrone 2 einen Fortsatz 41 auf, auf dem der prismenförmige Abschnitt 4 angeordnet ist. Der prismenförmige Abschnitt 4 der Bohrkrone 2 wird in Pfeilrichtung in den Aufnahmebereich 24 der Befestigungsvorrichtung 1 eingeführt und mit Formschlusselementen (Fig. 3a und 3b) lösbar befestigt. Der prismenförmige Endabschnitt 4 der Bohrkrone 2 weist im Querschnitt einen polygonartigen Umfang auf. Im bevorzugten Fall handelt es sich beim prismenförmigen Endabschnitt 4 um ein gerades Prisma mit einem Sechseck, vorzugsweise gleichseitigen Sechseck als Grundfläche, wie hier gezeigt. Der Befestigungsbereich 23 für die Antriebswelle einer Bohrvorrichtung (nicht gezeigt) kann wie an sich bekannt ausgebildet sein und ist hier nicht näher erläutert.

[0026] Der prismenförmige Abschnitt 4 weist die sechs Mantelflächen 7 auf, die im gelösten Zustand in den Aufnahmebereich 24 - wie in Fig. 3b dargestellt - einführbar sind. Im eingeführten aber noch gelösten Zustand - der Befestigungsvorrichtung 1 kann der prismenförmige Abschnitt 4 des Wellenzapfens um die Rotationsachse a frei um 360“gedreht werden, ohne dass eine Berührung mit den Passflächen 8 der Formschlusselemente 6 stattfindet. Die einzelnen Formschlusselemente 6 mit jeweils einem Zapfen 9 sind dabei so angeordnet, dass jeweils ein Zapfen 9 in eine Spiralbahn 11 eines Drehelements 10 eingreift. Durch Drehen des Drehelements 10 um die Rotationsachse a werden die Zapfen 9 und folglich auch die Formschlusselemente 6 entlang der radial nach außen laufenden Bahn 11 zwangsgeführt. Durch diese Führung werden die Formschlusselemente 6 verschwenkt, indem eine Rotation um die Drehachse des jeweiligen Zapfens 9 erfolgt. Dabei drehen sich die Passflächen 8 zur Drehachse a in die Endlage hin (Befestigungszustand).

[0027] In der Darstellung der Fig. 3a, die den Befestigungszustand zeigt, würden die Passflächen 8 an den Mantelflächen 7 des (nicht im Aufnahmebereich 24 befindlichen) prismenförmigen Abschnitts (im Querschnitt dargestellt) der Bohrkrone 2 formschlüssig anliegen. Durch Bewegung der Zapfen 9 entlang der Bahn 11 in die Position der Fig. 3b erfolgt die Überführung in die gelöste Position, sodass die Formschlusselemente 6 verschwenken und die Passflächen 8 vom prismenförmigen Abschnitt bzw. den Mantelflächen 7 des prismenförmigen Abschnitts 4 entfernt werden. Im geöffneten Zustand (Fig. 3b) kann der prismenförmige Abschnitt 4 problemlos eingeführt und nach Verdrehen des Drehelements 10 befestigt bzw. arretiert werden. Als Sicherung vor einem Verschieben entlang der Drehachse a können noch zusätzliche Halteelemente vorgesehen sein. Hier weist der prismenförmige Abschnitt 4 eine ringförmige Wulst 42 auf, die die Formschlusselemente 6 im Befestigungszustand hintergreift.

[0028] Das Drehelement 10 ist scheibenförmig ausgebildet mit einer Durchbrechung in der Mitte zur Aufnahme des zylinderförmigen Abschnitts 4. Außerdem weist das Drehelement 10 neben den Spiralbahnen 11 noch Vorsprünge auf, mit denen ein Drehring 12 befestigbar ist. Der Drehring dient zur besseren Kraftübertragung der Rotationsbewegung und damit zum Verschwenken der Formschlusselemente 6. Ein Befestigungsring 18 hält Drehring 12, Drehelement 10 an der übrigen Befestigungsvorrichtung 1. Der Querschnitt gemäß Fig. 4 und die Explosionsdarstellung der Fig. 6 verdeutlichen den Aufbau der einzelnen Elemente, während die Fig. 5 den Aufnahmebereich 24 für die Bohrkrone 2 näher zeigt. Die Fig. 7 zeigt eine an sich beinahe gleich aufgebaute Befestigungsvorrichtung 1 wie die Fig. 1 bis 6 mit einer allerdings leicht abgewandelten Bohrkronenaufnahme 24.

[0029] Die Formschlusselemente 6 liegen auf dem Ring 19 auf und werden vom Haltering 17 gegen axiale Verschiebung gehalten. Das Drehelement 10 weist spiralförmige Bahnen 11 auf, in die die Zapfen 9 der Formschlusselemente 6 eingreifen. Über den aufgerauhten Drehring 12, der mit dem Drehelement 10 wechselwirkt, kann das Drehelement 10 gedreht werden, wobei die Zapfen 9 in den Spiralbahnen 11 geführt werden, sodass (zwangsgeführt) die Formschlusselemente 6 eine Schwenkbewegung ausführen, die die Formschlusselemente 6 in die Öffnungsposition bzw. Befestigungsposition überführen. 3/10

Claims (12)

1. österreichisches Patentamt AT509 614B1 2012-12-15 [0030] Der Ring 19 - in diesem Ausführungsbeispiel als Flanschschraube 19 ausgebildet - hat dabei vorzugsweise auf der vorderen Seite ein Außengewinde, in der Mitte eine Zentrierung und auf der hinteren Seite vorzugsweise sechs Querbohrungen. Die Flanschschraube 19 wird mit dem Hohlbohrer verbunden. Der Fortsatz 41 (siehe Fig. 2) am Hohlbohrer hat bevorzugterweise ein Innengewinde. Mit diesem Gewindeteil wird der Bohrer an die Flanschschraube 19 angeschraubt und befestigt, damit der Hohlbohrer nach dem Bohreinsatz wieder aus dem Bohrloch gezogen werden kann. Das Drehmoment wird - wie bereits ausgeführt - über den Formschluss am Sechskantelement übertragen. Die sechs Querbohrungen 31 am Umfang der Flanschschraube 19 dienen dazu, die Flanschschraube 19 in der Hohlbohreraufnahme zu befestigen. [0031] In der Fig. 6 ist weiters die Drehkraftaufnahme 30 zur Aufnahme der Drehkraft von der Antriebsmaschine ersichtlich. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt die Drehkraftaufnahme 30 innen eine Sechskantöffnung. In dieser Öffnung wird eine Antriebswelle mit einer passgleichen Sechskantform eingeschoben, um das Drehmoment auf den Bohradapter zu übertragen. Um die Zugkräfte für das Herausziehen des Bohrers zu übertragen, wird das Element 15 mit vorzugsweise einem Innensechskantschrauben an die Antriebswelle befestigt. Dadurch wird verhindert, dass die Bohreraufnahme vom Sechskant der Antriebswelle bei einer Zugbelastung abrutscht. [0032] In der Fig. 7 ist die Befestigungsplatte 22 erkennbar, welche zur Befestigung der Bohreraufnahme mit der Antriebseinheit dient. Diese Befestigungsplatte 22 wird dabei vorzugsweise mit vier Innensechskantschrauben direkt an die Antriebseinheit (Spindelaufnahme) angeschraubt. Ebenso könnten natürlich diese eben genannten Verbindungen auf jede andere denkbare Weise hergestellt werden. [0033] Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele, sondern umfasst bzw. erstreckt sich auf alle Varianten und technischen Äquivalente, die in die Reichweite der nachfolgenden Ansprüche fallen können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie zum Beispiel „oben", „unten", „seitlich", usw. auf die übliche Einbaulage der verwendeten Bauteile sowie auf die dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Patentansprüche 1. Befestigungsvorrichtung (1) für eine Bohrkrone (2), mit einem Aufnahmebereich (24) zur lösbaren Befestigung der Bohrkrone (2), die einen prismenförmigen Abschnitt (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (24) wenigstens zwei beweglich gelagerte Formschlusselemente (6) aufweist, die in Öffnungsposition derart angeordnet sind, dass der prismenförmige Abschnitt (4) in den Aufnahmebereich (24) einführbar und im eingeführten Zustand wenigstens abschnittsweise um die Drehachse (a) der Bohrkrone (2) drehbar ist, und die in Befestigungsposition zumindest bereichsweise formschlüssig an Mantelflächen (7) des prismenförmigen Abschnitts (4) angeordnet sind.
2. 2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (6) Passflächen (8) aufweisen mit denen sie an Mantelflächen (7) des prismenförmigen Abschnitts formschlüssig anlegbar sind.
3. 3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (6) verschwenkbar auf der Befestigungsvorrichtung (1) angeordnet sind.
4. 4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (6) jeweils eine Passfläche (8) für eine Mantelfläche (6) des prismenförmigen Abschnitts (4) der Bohrkrone (2) aufweisen.
5. 5. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (6) einen Zapfen (9) aufweisen und dass weiters ein Drehelement (10) vorgesehen ist, das eine - vorzugsweise spiralförmige - Führungsbahn (11) 4/10 österreichisches Patentamt AT509 614 B1 2012-12-15 aufweist, in der die Zapfen (9) der Formschlusselemente (6) eingreifen, und dass bei einer Drehung des Drehelements (10) die Passflächen (8) zu den Mantelflächen (7) des prismenförmigen Abschnitts (4) der Bohrkrone (2) hin bewegbar oder von den Mantelflächen (7) des prismenförmigen Abschnitts (4) der Bohrkrone (2) entfernbar sind.
6. 6. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (10) scheibenförmig ausgebildet ist.
7. 7. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehring (12) zur Drehung des Drehelements (10) vorgesehen ist.
8. 8. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehring (12) einen aufgerauten Bereich zur leichteren Montage und Demontage der Bohrkrone (2) aufweist.
9. 9. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle lösbar an der Befestigungsvorrichtung (1) befestigbar ist.
10. 10. Anordnung, umfassend eine Bohrkrone (2) sowie eine Befestigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
11. 11. Anordnung nach Anspruch 10, weiters umfassend eine Antriebswelle zum Antreiben der Bohrkrone (2).
12. 12. Bohrkrone (2) mit einem prismenförmigen Abschnitt (4) zur lösbaren Befestigung an einer Befestigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 5/10