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Die Erfindung bezieht sich auf einen zylindrischen Bohrkörper für eine Lochsäge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
US 2011/0170966 A1 wird ein zylindrischer Bohrkörper für eine Lochsäge beschrieben, an deren Stirnseite Schneidzähne zum Aussägen eines zylindrischen Bohrkerns eingebracht sind. Um den ausgesägten Bohrkern aus dem Inneren des Bohrkörpers entfernen zu können, weist die Wandung des Bohrkörpers eine längliche, schräg verlaufende Ausnehmung auf, die es erlaubt, einen spitzen Gegenstand radial von außen durch die Ausnehmung in der Wandung mit dem Bohrkern in Kontakt zu bringen und diesen durch manuelle Unterstützung axial aus dem Bohrkörper herauszudrücken. Die Ausnehmung weist eine geradlinige Begrenzungskante auf, die unter einem Winkel von ca. 45° zur Stirnseite des Bohrkörpers verläuft. Die der geradlinigen, schrägen Begrenzungskante gegenüberliegende Kante der Ausnehmung weist einen geschwungenen Verlauf auf.
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Die
US 7 658 576 B1 zeigt eine Lochsäge mit einem annähernd zylindrischen Bohrkörper mit Schneidzähnen an einer Stirnseite. In die Mantelfläche des Bohrkörpers sind über den Umfang verteilt drei gleichartige, großflächige Ausnehmungen eingebracht, welche in Umfangsrichtung jeweils von einem schmalen Steg voneinander separiert sind. Die großflächigen Ausnehmungen reduzieren die Mantelfläche um mehr als 50 % und besitzen jeweils einen annähernd rechteckförmigen Querschnitt. Mittels der Ausnehmungen wird eine signifikante Gewichtsreduzierung erzielt, was allerdings mit einem Verlust an Stabilität einhergeht.
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Die
US D516,594 offenbart einen hohlzylindrischen Bohrkörper für eine Lochsäge mit an einer Stirnseite des Bohrkörpers angeordneten Schneidzähnen und mit mindestens zwei voneinander separat ausgebildeten Ausnehmungen. Die Ausnehmungen sind mit einem konstanten Abstand zu den Schneidzähnen in einer Mantelfläche des Bohrkörpers eingebracht und weisen zumindest eine geradlinige Begrenzungskante auf, die zur Stirnseite parallel verläuft. Die Ausnehmungen sind dabei in einer Umfangsrichtung zueinander beabstandet.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen einen stabil ausgebildeten Bohrkörper für eine Lochsäge zu schaffen, bei dem ein Bohrkern, der beim Sägen der Lochsäge entsteht, leicht entfernt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Der erfindungsgemäße Bohrkörper wird in Lochsägen verwendet und dient zum Aussägen eines kreisförmigen bzw. zylindrischen Bohrkerns aus einem Werkstück. Der Bohrkörper ist an einer Stirnseite mit Schneid- bzw. Sägezähnen oder ähnlicher Trenngeometrie versehen, die sich in Umfangsrichtung vollständig entlang der kreisförmigen Stirnseite erstrecken. Der hohlzylindrische Bohrkörper kann gegebenenfalls mit einem Zentrierbohrer drehfest gekoppelt sein, der im Mittelpunkt des auszusägenden Bohrkerns angesetzt wird.
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In die Mantelfläche des hohlzylindrischen Bohrkörpers sind Ausnehmungen eingebracht, die einen axialen Abstand zu den Schneidzähnen aufweisen. Die Ausnehmungen dienen dazu, den nach dem Aussägen im Innern des Bohrkörpers befindlichen Bohrkern axial zu entfernen, indem radial von außen ein spitzer Gegenstand durch eine Ausnehmung bis zum Kontakt mit dem Bohrkern hindurchgeführt und dieser axial aus dem Bohrkörper herausgeschoben wird.
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Die Ausnehmungen in der Mantelfläche des erfindungsgemäßen Bohrkörpers weisen eine zumindest abschnittsweise geradlinige Begrenzungskante auf. Diese Begrenzungskante ist zumindest annähernd parallel zu der Stirnseite des Bohrkörpers gerichtet, welche die Schneidzähne aufweist.
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Die Begrenzungskante, welche die Ausnehmung in der Mantelfläche begrenzt, bildet eine Stützkante, entlang der das Werkzeug radial von außen zum Kontakt mit dem Bohrkern eingesetzt werden kann. Die zumindest im Wesentlichen parallel zur Stirnseite verlaufende Begrenzungskante ermöglicht es, das Werkzeug entlang dieser Begrenzungskante an verschiedenen Umfangspositionen anzusetzen, wodurch die Handhabbarkeit verbessert und der Auswurf des Bohrkerns aus dem Bohrkörper erleichtert wird. Im Unterschied zur Ausführung aus dem Stand der Technik, bei denen die Begrenzungskanten der Ausnehmung schräg, also unter einem Winkel zur Stirnseite verlaufen, ist es bei der erfindungsgemäßen Ausführung möglich, aufgrund der zumindest annähernd parallelen Ausführung der Begrenzungskante das Werkzeug in Umfangsrichtung an verschiedenen Positionen entlang der Begrenzungskante anzusetzen, ohne dass wie beim Stand der Technik die Gefahr besteht, dass das Werkzeug versehentlich ohne hinreichenden Kontakt mit dem zu entfernenden Bohrkern von der Begrenzungskante abrutscht.
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Die Begrenzungskante der Ausnehmung kann gegebenenfalls exakt parallel zur mit Schneidzähnen besetzten Stirnseite des Bohrkörpers angeordnet sein. Möglich ist es aber auch, dass die Begrenzungskante einen kleinen Winkel von maximal 10° zur Stirnseite einnimmt, beispielsweise einen Winkel von 5°. Bei diesem Winkel erstreckt sich die Begrenzungskante noch annähernd in Umfangsrichtung, und es ist möglich, das Werkzeug an verschiedenen Stellen entlang der Begrenzungskante anzusetzen, ohne versehentlich durch die Schrägstellung in Richtung eines Endpunktes der Begrenzungskante abzurutschen.
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Die Begrenzungskante erstreckt sich zumindest im Wesentlichen entlang einer Seite der Ausnehmung, vorzugsweise über die gesamte Länge dieser Ausnehmungsseite. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die geradlinige Begrenzungskante auf der den Schneidzähnen abgewandten Seite der Ausnehmung liegt, so dass mit dem Ansetzen des Werkzeugs an der Begrenzungskante ein ausreichender axialer Verstellraum in Richtung der Schneidkante zum Auswurf des Bohrkerns besteht.
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Erfindungsgemäß verjüngt sich der Querschnitt der Ausnehmung in Richtung der Schneidzähne. Dies hat den Vorteil, dass der Bohrkörper benachbart zu der Stirnkante mit Schneidzähnen am geringsten durch die Ausnehmungen geschwächt wird und somit im Bereich der Schneidzähne die höchste Stabilität aufweist und entsprechend hohe Kräfte bzw. Momente aufnehmen kann. Die im Bereich der Schneidzähne auftretenden, hohen Belastungen können somit ohne Beeinträchtigung der Stabilität von dem Bohrkörper aufgenommen werden. Zugleich ist die Seite der Ausnehmung, welche den Schneidzähnen abgewandt ist, entsprechend verbreitert, so dass diese Begrenzungs- bzw. Stützkante in Umfangsrichtung einen größeren Freiraum für das Ansetzen des Werkzeugs in Radialrichtung bietet. Hierdurch wird das Lösen des Bohrkerns aus dem Bohrkörper vereinfacht.
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Es sind mehrere Ausnehmungen in den Bohrkörper eingebracht, die jedoch voneinander separiert sind. Hierbei kann es vorteilhaft sein, die Ausnehmungen in einer bestimmten Weise zueinander anzuordnen, beispielsweise dergestalt, dass die Ausnehmungen in Achsrichtung des Bohrkörpers hintereinanderliegend angeordnet sind, wobei die Ausnehmungen zweckmäßigerweise von einem geradlinigen Steg voneinander separiert sind, so dass einander benachbarte Begrenzungskanten unterschiedlicher Ausnehmungen jeweils geradlinig ausgebildet sind. Die axial mit unterschiedlichem Abstand zur Stirnseite des Bohrkörpers angeordneten Ausnehmungen unterscheiden sich erfindungsgemäß im Hinblick auf ihre Querschnittsfläche. Erfindungsgemäß nimmt die Querschnittsfläche mit zunehmendem Abstand zur Stirnseite mit den Schneidzähnen zu. Dies hat den Vorteil, dass die Materialschwächung benachbart zur Schneidzahn-Stirnseite am geringsten ist.
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Die Ausnehmungen können gemäß weiterer Kriterien angeordnet sein, beispielsweise können die Ausnehmungen an eine in Achsrichtung verlaufende Linie in der Mantelfläche angrenzen, wobei die Ausnehmungen jeweils den gleichen Abstand zur Linie oder einen unterschiedlich großen Abstand aufweisen können.
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Des Weiteren können über den Umfang verteilt Ausnehmungen angeordnet sein, beispielsweise mehrere, jeweils unmittelbar benachbart angeordnete Ausnehmungen, die jeweils einen Cluster bilden, auf verschiedenen Seiten der Mantelfläche des Bohrkörpers.
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Die Ausnehmungen können, bei unterschiedlichem axialen Abstand, auch zumindest teilweise in Umfangsrichtung zueinander verschoben sein. Beispielsweise sind zwei oder mehr benachbarte Ausnehmungen in Umfangsrichtung so weit versetzt zueinander angeordnet, dass eine gedachte axiale Linie diese Ausnehmungen schneidet. Bei dieser Ausführung gibt es in Umfangsrichtung eine Überschneidung der Ausnehmungen, nicht jedoch in Achsrichtung.
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Des Weiteren sind auch Ausführungen möglich, bei denen mindestens zwei Ausnehmungen in Umfangsrichtung so weit versetzt zueinander angeordnet sind, dass in Umfangsrichtung keine Überschneidung gegeben ist. In dieser Ausführungsvariante ist es sowohl möglich, dass in Achsrichtung eine Überschneidung gebildet ist als auch Ausführungen ohne Überschneidungen in Achsrichtung.
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Vorteilhafterweise ist die Gesamtfläche, welche durch die Ausnehmungen aus der Mantelfläche des Bohrkörpers entfernt wird, nicht größer als 50 % der gesamten Mantelfläche des Bohrkörpers. Gegebenenfalls liegt die Fläche der Ausnehmungen insgesamt bei maximal 10 %, maximal 20 %, maximal 30 % oder maximal 40 % der gesamten Mantelfläche des Bohrkörpers.
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Die Ausnehmungen können gegebenenfalls auch bei axial versetzter, sich axial nicht überschneidender Anordnung in Umfangsrichtung in der Weise überschneidend versetzt zueinander angeordnet sein, dass sich eine Seitenkante jeder Ausnehmung an einer gedachten Referenzlinie ausrichtet, welche gegebenenfalls unter einem Winkel zur Achsrichtung verläuft. Diese Referenzlinie kann gegen die Drehrichtung der Lochsäge ausgerichtet sein. Auf diese Weise kann ein verklemmter Bohrkern besser aus dem Bohrkörper gelöst werden.
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Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, innerhalb der Ausnehmungen den Übergang von einer geradlinigen Seitenkante zu einer benachbarten, winklig ausgerichteten Seitenkante mittels abgerundeter Radien auszuführen. Hierdurch werden lokale Kraftspitzen im Übergang vermieden bzw. herabgesetzt.
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Die Ausnehmungen können gegebenenfalls im Wege des Stanzens in die Mantelfläche des Bohrkörpers eingebracht werden.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung sind die Ausnehmungen trotz unterschiedlicher Größe in sich ähnlich ausgebildet, beispielsweise trapezförmig ausgeführt. Es ist aber auch möglich, Ausnehmungen mit unterschiedlichen Querschnittsformen vorzusehen. Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, auch bei Ausnehmungen mit gleichartigen Querschnitten verschiedene Proportionen vorzusehen, also unterschiedliche Verhältnisse von axialer Länge zur Breite in Umfangsrichtung.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 in perspektivischer Ansicht ein hohlzylindrischer Bohrkörper für eine Lochsäge, mit mehreren in die Mantelfläche des Bohrkörpers eingebrachte Ausnehmungen,
- 2 die Mantelfläche des Bohrkörpers gemäß 1 im abgerollten, ebenen Zustand,
- 3 drei übereinanderliegende Ausnehmungen in der Mantelfläche in vergrößerter Darstellung,
- 4 einen Ausschnitt aus der Mantelfläche eines zylindrischen Bohrkörpers mit drei Ausnehmungen, die in Umfangsrichtung versetzt und in Achsrichtung auf Abstand zueinander liegen,
- 5 in einer Ausführungsvariante ein Bohrkörper mit drei Ausnehmungen, die in Umfangsrichtung versetzt sind, sich jedoch in Achsrichtung überschneiden,
- 6 drei Ausnehmungen in der Mantelfläche eines Bohrkörpers in einer weiteren Ausführungsvariante.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein hohlzylindrischer Bohrkörper 1 für eine Lochsäge dargestellt, mit dem ein kreisförmiger bzw. zylindrischer Bohrkern aus einem Werkstück ausgesägt werden kann. Der Bohrkörper 1 weist eine zylindrische Mantelfläche 2 auf, an deren einer Stirnseite 3 über den Umfang verteilt Schneidzähne 4 angeordnet sind. Im Bereich der Stirnseite 3 ist der Bohrkörper 1 offen ausgebildet.
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In die Mantelfläche 2 des Bohrkörpers 1 sind mehrere Ausnehmungen 5a bis 5c eingebracht, die sich durch die Wandung der Mantelfläche 2 hindurch erstrecken, jedoch bezogen auf die Längsachse des Bohrkörpers 1 auf Abstand zur Stirnseite 3 mit den Schneidzähnen 4 liegen. Insgesamt sind sechs Ausnehmungen 5 vorgesehen, wobei jeweils drei Ausnehmungen 5a bis 5c nach Art eines Clusters in Achsrichtung des Bohrkörpers unmittelbar hintereinanderliegen. Es befinden sich im Ausführungsbeispiel auf diametral gegenüberliegender Seite jeweils drei zueinander identische Ausnehmungen 5a, 5b, 5c. Die Ausnehmungen 5a bis 5c ermöglichen es, zum Auswerfen des Bohrkerns, welcher sich im Inneren des Bohrkörpers 1 befindet, ein Werkzeug radial von außen durch eine der Ausnehmungen bis zum Kontakt mit dem Bohrkern einzuführen und diesen axial in Richtung der Stirnseite 3 mit den Schneidzähnen 4 aus dem Bohrkörper 1 herauszudrücken.
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Wie 1 in Verbindung mit den weiteren 2 und 3 zu entnehmen, weist jede Ausnehmung 5a, 5b, 5c eine Begrenzungskante 6 auf, die geradlinig ausgebildet ist und sich parallel zur Stirnseite 3 mit den Schneidzähnen 4 in Umfangsrichtung erstreckt. Die geradlinige Begrenzungskante 6 befindet sich auf der der Stirnseite 3 mit den Schneidzähnen 4 abgewandten Seite jeder Ausnehmung 5a, 5b, 5c. Diese Begrenzungskante 6 bildet eine horizontale Stützkante, an der ein Werkzeug wie zum Beispiel ein Schraubendreher von außen angesetzt werden kann, wobei die Spitze des Werkzeugs den innen liegenden Bohrkern kontaktiert und diesen bei einer axialen Bewegung des Werkzeugs in Richtung der Stirnseite 3 aus dem Inneren des Bohrkörpers 1 herausdrückt.
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Jede Ausnehmung 5a, 5b, 5c verjüngt sich in Richtung der Stirnseite 3 mit Schneidzähnen 4. Des Weiteren weisen die Ausnehmungen eine umso größere Erstreckung in Umfangsrichtung des Bohrkörpers 1 auf, je weiter die Ausnehmungen axial von der Stirnseite 3 mit den Schneidzähnen 4 entfernt sind; die Erstreckung in Umfangsrichtung ist im Bereich der der Stirnseite 3 abgewandten Begrenzungskante 6 innerhalb einer Ausnehmung am größten. Die Querschnittsfläche der verschiedenen Ausnehmungen 5a, 5b, 5c unterscheidet sich erfindungsgemäß voneinander, wobei die Querschnittsfläche mit zunehmendem Abstand zur Stirnseite 3 mit den Schneidzähnen 4 zunimmt. Die Ausnehmungen sind jeweils zumindest annähernd trapezförmig ausgebildet, wobei sich die seitlichen Kanten, die sich an die Begrenzungskante 6 anschließen, von Ausnehmung zu Ausnehmung in einem unterschiedlichen Winkel erstrecken. Auf der der Stirnseite 3 mit den Schneidzähnen 4 zugewandten Seite besitzt die nächstliegende Ausnehmung 5a eine abgerundete Begrenzungskante, wohingegen die weiter entfernt liegenden Ausnehmungen 5b und 5c jeweils eine geradlinige Begrenzungskante aufweisen. Alle drei benachbarten Ausnehmungen 5a bis 5c erstrecken sich entlang einer gedachten axialen Linie, die die drei Ausnehmungen schneidet.
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Die Ausnehmungen 5a bis 5c sind axial zueinander beabstandet, wodurch ein zwischenliegender Steg 7 bzw. 8 zwischen benachbarten Ausnehmungen gebildet ist. Der Steg 7 bzw. 8 ist geradlinig ausgeführt mit zueinander parallelen Seiten, die jeweils zugewandte Begrenzungskanten der benachbarten Ausnehmungen bilden.
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In den 4 bis 6 sind Ausführungsvarianten eines Bohrkörpers 1 mit drei benachbarten Ausnehmungen 5a, 5b und 5c dargestellt. Gemäß 4 sind die Ausnehmungen 5a, 5b, 5c analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 jeweils etwa trapezförmig ausgebildet und unterscheiden sich erfindungsgemäß hinsichtlich ihrer Querschnittsfläche voneinander. Die Ausnehmungen 5a bis 5c sind in Umfangsrichtung versetzt zueinander ausgebildet, außerdem sind die Ausnehmungen 5a bis 5c auch in Achsrichtung zueinander versetzt. Zwischen den Ausnehmungen 5a und 5b einerseits und den Ausnehmungen 5b und 5c andererseits sind Bereiche 7 bzw. 8 der Mantelfläche 2 gebildet, welche die Ausnehmungen voneinander in Umfangsrichtung sowie in Achsrichtung separieren.
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Auch im Ausführungsbeispiel gemäß 5 entsprechen die Ausnehmungen 5a, 5b und 5c denjenigen aus den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Analog zu 4 sind die Ausnehmungen 5a bis 5c in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet, allerdings überschneiden sich die Ausnehmungen in Achsrichtung, so dass der jeweils zwischenliegende Bereich 7 bzw. 8 die Ausnehmungen nur in Umfangsrichtung, nicht jedoch in Achsrichtung voneinander separiert.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 6 sind die Ausnehmungen 5a, 5b und 5c unmittelbar axial hintereinanderliegend und ohne Versatz in Umfangsrichtung angeordnet. Die Ausnehmungen 5a bis 5c sind jeweils rechteckförmig ausgebildet, wobei die einzelnen Rechtecke sich erfindungsgemäß geringfügig im Hinblick auf ihre Querschnittsfläche unterscheiden. Zwischen den Ausnehmungen 5a bis 5c liegen jeweils geradlinige Stege 7 bzw. 8.
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In allen Ausführungsbeispielen ist zumindest die der Schneidkante 3 mit Schneidzähnen 4 abgewandte Begrenzungskante 6 geradlinig und parallel zur Stirnseite 3 ausgebildet.
