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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft drehbare Schneidwerkzeuge und bezieht sich insbesondere auf eine modular aufgebaute Bohrvorrichtung mit einer Schneidspitze, einem Schaft und einer (in der Schneidspitze gelagerten) Einsatzanordnung, die manuell expandierbar/zurückziehbar ist, um eine Presspassungskopplung der Schneidspitze mit dem Schaft bereitzustellen/zu lösen.
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INFORMATIONEN ZUM STAND DER TECHNIK
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Eine Vielzahl von Bohrern mit austauschbaren Schneidplatten (oder Schneideinsätzen) sind konventionell bekannt. Veranschaulichende Beispiele sind in den U.S.-Pat. Nr. 7,309,196 und 7,467,915 an Frota de Souza, Filho, und U.S. Pat. Nr. 9,205,498 an Jaeger ersichtlich. Diese Bohrer schließen austauschbare Schneidköpfe ein, die an Schäften angebracht sind. Typischerweise, aber keineswegs ausschließlich, können die Schneidköpfe und Schäfte durchgehend und ergänzend als Nutenbohrer konfiguriert sein. Jeder Schaft beinhaltet häufig eine Struktur zum Halten und Drehen eines zugeordneten Schneidkopfs, während der zugeordnete Schneidkopf eine ergänzende Struktur zum Halten und Drehen durch den Schaft aufweist.
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Häufig sind Herausforderungen hinsichtlich der Verformung und des Versagens während der Lebensdauer eines Bohrers zu bewältigen, die (zumindest teilweise) auf eine Konzentration von Spannungen zurückzuführen sind, die während des normalen Betriebs auf die Halte- und Antriebsstruktur des Schafts einwirken. Somit wird weiterhin nach Verbesserungen und Modifizierungen gesucht, die dazu beitragen, die Auswirkungen bekannter Probleme und Einschränkungen abzumildern, was die Lebensdauer des Bohrers unangemessen einschränken kann.
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Es wäre hilfreich, eine modular aufgebaute Vorrichtung bereitzustellen, bei welcher der Kopplungsmechanismus zur Befestigung der Schneidspitze am Schaft in seiner Stabilität gegenüber Kräften, die mit Schneidvorgängen oder anderen Verwendungen oder der Wartung des Bohrers assoziiert sind, verbessert ist.
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Es wäre bei Bohrern mit austauschbaren Schneidspitzen und Schäften (oder anderen Haltern) hilfreich, die Spannung in der Schneidspitze und in dem Schaft (oder anderen Halter) reduzieren zu können, um die Lebensdauer des Werkzeugs zu erhöhen.
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Es wäre hilfreich, den häufig auftretenden Umstand beseitigen zu können, dass der modulare Bohrer aus der Maschine, mit der er verwendet wird, ausgebaut werden muss, um die Schneidplatte auszutauschen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es werden Schneidwerkzeuge und Schneidwerkzeuganordnungen bereitgestellt, die einen Schaft (oder einen anderen drehbaren Halter oder eine gleichartige Struktur), eine Schneidspitze, die in einer Tasche des Schafts positioniert ist und durch Seitenwände (oder andere innere Strukturen) der Tasche getragen wird, und eine Einsatzanordnung (oder einen Einsatz) beinhalten, die in einen Kanal durch die Schneidspitze eingepasst ist (und von diesem getragen wird). Die Einsatzanordnung kann in Bezug auf den Kanal in Längsrichtung erweiterbar/zurückziehbar sein (d. h. erweiterbar/zurückziehbar entlang des Kanals oder parallel zu einem Pfad, wie beispielsweise einer Kanalachse, der durch den Kanal definiert und/oder mit diesem assoziiert ist). Eine Einsatzanordnung kann ein Paar von Kopplungselementen beinhalten (oder daraus bestehen), die eine Gewindeschnittstelle dazwischen definieren. Eine Einsatzanordnung kann mindestens ein oder mehrere Kopplungselemente beinhalten, beispielsweise ein erstes (verankerndes) Element, das relativ zu dem Kanal entlang der Kanalachse drehfest und in diesem in Längsrichtung verschiebbar ist, und ein zweites (anpassendes) Element, das relativ zu dem Kanal entlang der Kanalachse drehbar und in diesem in Längsrichtung verschiebbar ist, in Reaktion auf die manuelle Neupositionierung einer Kopfstruktur des zweiten (anpassenden) Elements, die über eine Öffnung durch den Schaft zugänglich ist (seitlich aktiviert).
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Die Einsatzanordnung kann vollständig in der Schneidspitze enthalten sein oder in situ zu der Schneidspitze bereitgestellt werden. Die Schneidspitze kann einen unteren Abschnitt und einen oberen Abschnitt beinhalten, zwischen denen der oben erwähnte Kanal bereitgestellt wird, z. B. quer oder senkrecht zu einer Längsachse der modularen Bohrvorrichtung über die Schneidspitze verlaufend. Die erweiterbare/zurückziehbare Einsatzanordnung beinhaltet abgewinkelte Oberflächen, die in Verbindung mit den Oberflächen des Schaftes und einer mittig angeordneten Oberfläche am Boden der Tasche einen einfachen und eleganten Mechanismus zum selektiven Befestigen oder Lösen der Schneidspitze vom Schaft bereitstellen, wie hierin weiter beschrieben. In beispielhaften Ausführungsformen wird die Schneidspitze durch Bereitstellen einer Presspassung am Schaft (innerhalb der Tasche) befestigt. In beispielhaften Ausführungsformen wird die Schneidspitze durch Überwindung einer Presspassung zwischen Schneidspitze und Schaft vom Schaft gelöst oder entkoppelt.
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Ein Aspekt der Erfindung ist es, eine modulare Bohrvorrichtung bereitzustellen, umfassend: einen Schaft, der eine Tasche beinhaltet, die durch einen Boden und Seitenwände definiert ist, die sich vom Boden zu einer distalen Öffnung der Tasche erstrecken (und diese definieren), wobei der Schaft einen zylindrischen Pfosten beinhaltet (oder mit einem solchen bereitgestellt ist), der zentral am Boden der Tasche angeordnet ist, wobei der zylindrische Pfosten ein distales Ende mit einer Entriegelungsschnittstelle beinhaltet; eine Schneidspitze, die einen unteren Abschnitt, einen oberen Abschnitt und einen Kanal dazwischen beinhaltet, wobei sich der Kanal senkrecht zu einer Längsachse der modularen Vorrichtung über die Schneidspitze erstreckt, wobei der untere Abschnitt eine zentrale Öffnung beinhaltet, die den zylindrischen Pfosten aufnimmt, um die Schneidspitze in der Tasche symmetrisch zu stützen und eine Neupositionierung der Schneidspitze in der Tasche entlang der Längsachse zu ermöglichen; und eine Einsatzanordnung, die in den Kanal eingepasst ist (und von diesem gestützt wird), wobei die Einsatzanordnung entlang einer Kanalachse des Kanals erweiterbar/zurückziehbar ist (definiert in Bezug auf eine Länge des Kanals, z. B. quer oder senkrecht zur Längsachse der modularen Vorrichtung), wobei die Einsatzanordnung abgeschrägte (oder abgewinkelte) Oberflächen an ihren gegenüberliegenden Enden bzw. eine Rampe (z. B. umfassend eine kegelstumpfförmige Oberfläche) umfasst (die in Umfangsrichtung um einen Abschnitt des Einsatzes angeordnet ist, der relativ zu dem Kanal drehbar ist). Der Schaft beinhaltet ein Paar Öffnungen hindurch an gegenüberliegenden Seiten des Schafts, wobei die Öffnungen Verriegelungsschnittstellen (z. B. in der Form von abgeschrägten Oberflächen) an den distalsten Abschnitten davon (der Öffnungen) angrenzend an gegenüberliegende Enden des Kanals, wobei der Schaft und die Schneidspitze derart ausgebildet (und/oder konfiguriert) sind, dass, wenn die Schneidspitze in der Tasche aufgenommen ist, die Öffnungen im Allgemeinen mit dem Kanal an gegenüberliegenden Enden davon fluchten, eine der Öffnungen den Zugang zu der Einsatzanordnung durch ein Werkzeug zum einstellbaren Expandieren der Einsatzanordnung aufnimmt, das die gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung in die Öffnungen hinein verlängert, wodurch die abgeschrägten Oberflächen mit den Verriegelungsschnittstellen kontaktiert werden, die beispielsweise so konfiguriert/gewinkelt sind, dass die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zusammen sich in Richtung des Taschenbodens verschieben (was die Seitenwände der Tasche veranlasst, sich leicht radial nach außen zu verformen), was eine Presspassung zwischen der Schneidspitze und den (Seitenwänden der) Tasche bereitstellt und zum einstellbaren Zurückziehen (oder Zusammenzudrücken oder Verkürzen) der Einsatzanordnung, was die Rampe in Kontakt mit der Entriegelungsschnittstelle bringt, wobei die Rampe und die Entriegelungsschnittstelle derart konfiguriert/angewinkelt sind, dass in Reaktion auf das Zurückziehen der gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zusammen um einen ausreichenden Betrag/Abstand vom Boden der Tasche weg verschoben/zurückgestellt werden, um die Schneidspitze vom Schaft durch Überwinden der Presspassung (zwischen der Schneidspitze und der Tasche) zu lösen oder freizugeben. In beispielhaften Ausführungsformen fluchten die Öffnungen im Allgemeinen mit dem Kanal an dessen gegenüberliegenden Enden, unabhängig davon, ob die Presspassung (Schneidspitze/Tasche) bereits eingerichtet ist, vorausgesetzt, die Schneidspitze wurde vollständig in der Tasche aufgenommen, d. h. sie wird in die Tasche geschoben oder fallen gelassen, bis die Schneidspitze durch Reibung mit den Seitenwänden (oder durch eine oder mehrere Anschlagflächen) gestoppt wird.
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Ein Aspekt der Erfindung ist es, eine modulare Bohrvorrichtung bereitzustellen, umfassend: einen Schaft, der eine Tasche mit einem Boden beinhaltet, wobei der Schaft einen zylindrischen Pfosten beinhaltet (oder mit einem solchen bereitgestellt ist), der zentral am Boden angeordnet ist, wobei der zylindrische Pfosten ein distales Ende mit einer Entriegelungsschnittstelle beinhaltet; eine Schneidspitze, die einen unteren Abschnitt, einen oberen Abschnitt und einen Kanal dazwischen beinhaltet, wobei sich der Kanal senkrecht zu einer Längsachse der modularen Vorrichtung über die Schneidspitze erstreckt, wobei der untere Abschnitt eine zentrale Öffnung beinhaltet, die den zylindrischen Pfosten aufnimmt, um die Schneidspitze in der Tasche symmetrisch zu stützen und eine Neupositionierung der Schneidspitze in der Tasche entlang der Längsachse zu ermöglichen; und eine Einsatzanordnung, die in den Kanal eingepasst ist (und von diesem gestützt wird), wobei die Einsatzanordnung entlang einer Kanalachse des Kanals erweiterbar/zurückziehbar ist (definiert in Bezug auf eine Länge des Kanals, z. B. quer zur Längsachse der modularen Vorrichtung), wobei die Einsatzanordnung an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils abgeschrägte (oder abgewinkelte) Oberflächen und eine Rampe beinhaltet, wobei die Rampe und eine der abgeschrägten (oder abgewinkelten) Oberflächen relativ zu der Kanalachse drehbar und in Längsrichtung verschiebbar sind und eine andere der abgeschrägten (oder abgewinkelten) Oberflächen in ihrer Position relativ zu der Kanalachse drehfest und in Längsrichtung verschiebbar ist. Der Schaft beinhaltet ein Paar Öffnungen hindurch an gegenüberliegenden Seiten des Schafts, wobei die Öffnungen Verriegelungsschnittstellen an den am weitesten distal gelegenen Abschnitten davon (der Öffnungen) beinhalten, die jeweils an gegenüberliegende Enden des Kanals angrenzen, wobei der Schaft und die Schneidspitze so geformt (und/oder konfiguriert) sind, dass, wenn die Schneidspitze in der Tasche aufgenommen wird, die Öffnungen im Allgemeinen mit dem Kanal an dessen gegenüberliegenden Enden fluchten, eine der Öffnungen den Zugang zu der Einsatzanordnung durch ein Werkzeug zum einstellbaren Expandieren der Einsatzanordnung aufnimmt, das die gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung in die Öffnungen hinein erstreckt, wodurch die abgeschrägten Oberflächen in Kontakt mit den Verriegelungsschnittstellen gebracht werden, die beispielsweise so konfiguriert/abgewinkelt sind, dass sich die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zusammen in Richtung des Bodens der Tasche verschieben (wodurch die Tasche leicht radial nach außen verformt wird, wodurch eine Presspassung zwischen der Schneidspitze und der Tasche erleichtert/veranlasst wird), und zum einstellbaren Zurückziehen (oder Komprimieren oder Verkürzen) der Einsatzanordnung, wodurch die Rampe in Kontakt mit der Verriegelungsschnittstelle gebracht wird, wobei die Rampe und die Entriegelungsschnittstelle derart konfiguriert/angewinkelt sind, dass in Reaktion auf das Zurückziehen der gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zusammen um einen ausreichenden Betrag/Abstand vom Boden der Tasche weg verschoben/zurückgestellt werden, um die Schneidspitze vom Schaft freizugeben oder zu lösen (durch Überwinden des Presssitzes zwischen der Schneidspitze und der Tasche).
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Ein Aspekt der Erfindung ist es, eine modulare Bohrvorrichtung bereitzustellen, umfassend: einen Schaft, der eine Tasche beinhaltet, die durch einen Boden und Seitenwände definiert ist, die sich von dem Boden zu einer distalen Öffnung der Tasche erstrecken (und definieren), wobei der Schaft einen zylindrischen Pfosten beinhaltet (oder mit diesem bereitgestellt ist), der zentral am Boden der Tasche angeordnet ist; eine Schneidspitze, die einen unteren Abschnitt, einen oberen Abschnitt und einen Kanal dazwischen beinhaltet, wobei sich der Kanal quer über die Schneidspitze senkrecht zu einer Längsachse der modularen Vorrichtung erstreckt, wobei der untere Abschnitt eine zentrale Bohrung beinhaltet, die den zylindrischen Pfosten aufnimmt, um die Schneidspitze in der Tasche symmetrisch zu halten und eine Neupositionierung der Schneidspitze in der Tasche entlang der Längsachse zu ermöglichen; und eine Einsatzanordnung, die in den Kanal eingepasst ist (und von diesem getragen wird), wobei die Einsatzanordnung entlang einer Kanalachse des Kanals erweiterbar ist (definiert in Bezug auf eine Länge des Kanals, z. B. quer zur Längsachse der modularen Bohrvorrichtung) zum Befestigen der Schneidspitze am Schaft (innerhalb der Tasche durch Bereitstellen einer Presspassung zwischen der Schneidspitze und der Tasche), wobei die Einsatzanordnung abgeschrägte (oder abgewinkelte) Oberflächen an ihren gegenüberliegenden Enden und eine über eine Öffnung im Schaft zugängliche Anpassungskomponente beinhaltet, wobei die Anpassungskomponente innerhalb des Kanals zur Drehung repositionierbar und in Längsrichtung entlang des Kanals verschiebbar ist, durch Drehen der Anpassungskomponente in einer ersten Richtung (z. B. gegen den Uhrzeigersinn) zur Neupositionierung in Reaktion auf die abgeschrägten (oder abgewinkelten) Oberflächen, die mit Abschnitten des Schafts zusammenwirken, wobei die Schneidspitze und die Einsatzanordnung in Richtung des Bodens der Tasche bewegt werden (was veranlasst, dass sich die Seitenwände der Tasche leicht radial nach außen verformen, um die Presspassung bereitzustellen), und wobei die Einsatzanordnung entlang der Kanalachse zurückziehbar ist, um die Schneidspitze aus der Tasche freizugeben (oder zu lösen oder zu entriegeln), die Anpassungskomponente eine Rampe beinhaltet, die in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet ist und im Allgemeinen der zentralen Öffnung (an einem Schnittpunkt des Kanals und der zentralen Öffnung) zugewandt ist, wobei die Anpassungskomponente relativ zu der Kanalachse drehbar und in Längsrichtung entlang der Kanalachse verschiebbar ist, indem die Anpassungskomponente in einer zweiten Richtung gegenläufig gedreht wird (z. B. im Uhrzeigersinn) zum Neupositionieren der Schneidspitze und der Einsatzanordnung in Reaktion auf das Zusammenwirken der Rampe mit einem Abschnitt des zylindrischen Pfostens (der sich innerhalb des Kanals erstreckt) in einem ausreichenden Abstand vom Boden der Tasche, um (die Presspassung zwischen der Schneidspitze und der Tasche zu überwinden und) die Schneidspitze aus der Tasche lösen (oder freizugeben). In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Abschnitte des Schafts Verriegelungsschnittstellen, die an die gegenüberliegenden Enden des Kanals angrenzen. In einer Ausführungsform sind die Verriegelungsschnittstellen jeweils die distalsten Abschnitte der Öffnungen. In beispielhaften Ausführungsformen beinhaltet die Einsatzanordnung eine Verankerungskomponente an einem der Anpassungskomponente gegenüberliegenden Ende, wobei die Verankerungskomponente relativ zu der Kanalachse drehfest positioniert und in Längsrichtung verschiebbar ist.
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Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, eine modulare Bohrvorrichtung bereitzustellen, umfassend: einen Schaft mit einer Tasche, einen zylindrischen Pfosten, der zentral in einem Boden der Tasche befestigt ist, eine Schneidspitze, die einen unteren Abschnitt mit einer zentralen Öffnung, die den zylindrischen Pfosten aufnimmt, einen oberen Abschnitt und einen Kanal dazwischen aufweist, und eine Einsatzanordnung, die in den Kanal eingepasst ist (und von diesem getragen wird), wobei die Einsatzanordnung entlang ihrer Länge erweiterbar ist, um die Schneidspitze an dem Schaft (in der Tasche) zu befestigen, indem eine Presspassung bereitgestellt wird, und entlang ihrer Länge zurückziehbar ist, um die Schneidspitze durch Überwinden der Presspassung aus der Tasche zu lösen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine isometrische perspektivische Explosionsansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer modularen Bohrvorrichtung, die einen Schaft mit einer Tasche, einen zylindrischen Pfosten, der mittig im Boden der Tasche befestigt ist, eine Schneidspitze mit einem unteren Abschnitt, einem oberen Abschnitt und einem Kanal dazwischen aufweist, und eine Einsatzanordnung, die in den Kanal eingepasst ist (und von diesem getragen wird), wobei die Einsatzanordnung entlang ihrer Länge erweiterbar ist, um die Schneidspitze am Schaft (innerhalb der Tasche) durch Bereitstellen einer Presspassung zu befestigen, und entlang ihrer Länge einziehbar ist, um die Schneidspitze aus der Tasche durch Überwinden der Presspassung zu lösen;
- 1A ist eine (nicht explodierte) Querschnittsansicht durch die Linie 1A-1A von 1, die den Kanal der Schneidspitze und die darin eingepasste/gestützte Einsatzanordnung sowie ein Paar Öffnungen an gegenüberliegenden Seiten des Schafts darstellt, wobei die Öffnungen im Allgemeinen mit dem Kanal an dessen gegenüberliegenden Enden fluchten,
- 2 ist eine axiale Schnittansicht durch die Linie 2-2 von 1A, welche die Schneidspitze darstellt, die innerhalb der Tasche positioniert und nicht zwischen den Seitenwänden der Tasche festgeklemmt (pressgepasst) ist, wobei sich die Einsatzanordnung in ihrer vollständig zurückgezogenen Konfiguration befindet (und sich nicht im Wesentlichen über die Enden des Schneidspitzenkanals hinaus erstreckt);
- 3 ist die axiale Schnittansicht von 2, die eine erste (verankernde) Komponente und eine zweite (anpassende) Komponente (der Einsatzanordnung) zeigt, die eine Gewindeschnittstelle dazwischen beinhalten/definieren und -- für diese beispielhafte Ausführungsform mit Linksgewinde -- visuell eine Drehung der Anpassungskomponente zur Drehung im Uhrzeigersinn in Bezug auf den Kanal darstellt, auf welche die Komponenten relativ zueinander radial nach außen weg positioniert werden, wobei die Einsatzanordnung entlang ihrer Länge erweitert wird, um die Komponenten an ihren gegenüberliegenden Enden in die Öffnungen an den gegenüberliegenden Seiten des Schafts vorzuschieben, um die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zum Boden der Tasche hin neu zu positionieren;
- 4 ist die axiale Schnittansicht von 2, welche die Einsatzanordnung darstellt, die abgeschrägte (oder abgewinkelte) Oberflächen an ihren gegenüberliegenden Enden beinhaltet, wobei die Schaftöffnungen Verriegelungsschnittstellen an den distalsten Abschnitten der Öffnungen beinhalten, die jeweils an die gegenüberliegenden Enden des Kanals angrenzen, und die Komponenten der Einsatzanordnung an ihren gegenüberliegenden Enden dargestellt sind, die in die Öffnungen (an den gegenüberliegenden Seiten des Schafts) vorgeschoben werden, und ihre abgeschrägten (oder abgewinkelten) Oberflächen an den Verriegelungsschnittstellen anliegen und von diesen nach unten geführt werden, während die Einsatzanordnung auf ihre vollständig konfigurierte Konfiguration angepasst wird, wodurch die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zum Boden der Tasche hin in eine Presspassungsposition (wie dargestellt) positioniert werden, die eine Presspassung zwischen der Schneidspitze und den Seitenwänden der Tasche bereitstellt;
- 5 ist eine axiale Schnittansicht von 4, welche die erste (verankernde) Komponente darstellt, die in komplementäre Oberflächen des Kanals eingepasst (und von diesen gestützt) ist, die so konfiguriert sind, dass die erste (verankernde) Komponente in ihrer Position relativ zu der Kanalachse drehfest und in Längsrichtung verschiebbar ist;
- 6 ist die axiale Schnittansicht von 2, die eine Entriegelungsschnittstelle (am distalen Ende des zylindrischen Pfostens) beinhaltet, die sich in den Kanal hinein erstreckt, wobei die zweite (anpassende) Komponente eine um den Umfang herum angeordnete Rampe beinhaltet, wobei die Rampe in Kontakt mit der Entriegelungsschnittstelle gebracht und von dieser geführt wird, um sich in Reaktion darauf, dass die Einsatzanordnung in Richtung auf/zu ihrer zurückgezogenen (oder zusammengedrückten oder verkürzten) Konfiguration konfiguriert wird, nach oben/abwärts zu positionieren, wobei die Entriegelungsschnittstelle und die Rampe so konfiguriert/abgewinkelt sind, dass sich die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zusammen um einen ausreichenden Betrag/Abstand vom Boden der Tasche weg bewegen/verstellen (wie in 2), wodurch die Schneidspitze durch Überwinden der Presspassung zwischen der Schneidspitze und den Seitenwänden der Tasche gelöst wird;
- 7 ist die Querschnittsansicht von 1A für eine alternative Ausführungsform einer modularen Bohrvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Fehlausrichtung des Kanals der Schneidspitze relativ zu dem Paar von Öffnungen an gegenüberliegenden Seiten des Schafts bereitstellt, wobei die Fehlausrichtung wie gezeigt bereitgestellt wird, um sicherzustellen, dass die Drehmoment-Antriebsflächen zuerst mit Flächen an gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung in Kontakt kommen, wenn sie entlang der Kanalachse B erweitert wird;
- 8 ist die Querschnittsansicht von 1A für eine weitere alternative Ausführungsform einer modularen Bohrvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Fehlausrichtung des Kanals der Schneidspitze relativ zu dem Paar von Öffnungen an gegenüberliegenden Seiten des Schafts bereitstellt, wobei die Fehlausrichtung wie gezeigt bereitgestellt wird, um einen Teil des Drehmoments von Flächen an gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung auf die Drehmoment-Antriebsflächen zu übertragen, wenn die Einsatzanordnung entlang der Kanalachse B erweitert wird; und
- 9 stellt eine bildliche Darstellung (für die modulare Bohrvorrichtung von 8) der gegensätzlichen Kräfte des Drehmoments aufgrund der Verlagerung und des Drehmoments aufgrund von Schneidkräften bereit.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Bezugnehmend auf 1-6 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer modularen Bohrvorrichtung 100 dargestellt. In einem Aspekt bezieht sich die hierin veranschaulichte modulare Bohrvorrichtung 100 im Allgemeinen auf Bohrer mit austauschbaren Schneidspitzen (oder Schneideinsätzen). Es sollte jedoch beachtet werden, dass die hierin beschriebenen Technologien, nämlich Schneidwerkzeuganordnungen, die eine erweiterbare/zurückziehbare Einsatzanordnung aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie das selektive Befestigen/Lösen eines Schneidwerkzeugabschnitts (z. B. einer Schneidspitze) an/von einem Werkzeughalterabschnitt (z. B. einem Schaft) erleichtert, auch im Allgemeinen als oder in Bezug auf Schneidwerkzeuganordnungen angepasst werden können, um von den hierin weiter beschriebenen Einsatzanordnungen zu profitieren und/oder diese zu integrieren.
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Schneidwerkzeuganordnungen, Schneidwerkzeuge und Komponenten davon, wie hierin beschrieben, sind für Schneidvorgänge und -vorrichtungen anwendbar, wie beispielsweise: Bohren von Löchern, modulare Bohrsysteme und Komponenten davon (z. B. Körper, Schäfte und Schneidbits/Einsätze), modulare und/oder indexierbare Bohrsysteme und erweiterbare Schneidwerkzeuge.
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Die Annäherungssprache, wie sie hierin in der gesamten Patentschrift und den Ansprüchen verwendet wird, kann angewandt werden, um quantitative Angaben zu modifizieren, die statthafterweise variieren könnten, ohne zu einer Änderung der grundlegenden Funktion zu führen, auf die sie sich beziehen. Dementsprechend darf ein Wert, der durch einen Begriff oder Begriffe wie „etwa“, „annähernd“ und „im Wesentlichen“ modifiziert ist, nicht auf den exakten angegebenen Wert begrenzt werden. Zumindest in einigen Fällen kann die Annäherungssprache der Präzision eines Instruments zum Messen des Werts entsprechen. Hierin und in der gesamten Patentschrift und den Ansprüchen können Bereichsgrenzen kombiniert und/oder untereinander ausgetauscht werden. Diese Bereiche werden kenntlich gemacht und beinhalten alle Unterbereiche, die darin enthalten sind, es sei denn, dass der Kontext oder die Formulierung dagegensprechen.
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Bezugnehmend auf 1 und 1A, in dieser beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die modulare Bohrvorrichtung 100 einen Schaft 110, eine Schneidspitze 130 und eine Einsatzanordnung 150. Der Schaft 110 beinhaltet eine Tasche 112, die durch einen Boden 114 und Seitenwände 116 definiert ist, die sich vom Boden 114 zu einer distalen Öffnung 115 der Tasche 112 erstrecken, wobei der Schaft 110 einen zylindrischen Pfosten 117 beinhaltet, der mittig am Boden 114 der Tasche 112 angeordnet ist. Der zylindrische Pfosten 117 beinhaltet ein distales Ende 118 mit einer Entriegelungsschnittstelle 120 (wird nachstehend näher erläutert).
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Die Seitenwände 116 sind so geformt und/oder konfiguriert, dass sie sich in Bezug auf die Längsachse A der modularen Bohrvorrichtung 100 leicht radial nach außen verformen, um kompatible (und/oder komplementäre) Abschnitte eines Schneideinsatzes (in diesem Beispiel Seitenoberflächen der Schneidspitze 130) über eine Presspassung aufzunehmen. Beispielsweise ist jede der Seitenwände 116 (oder Abschnitte davon) in Bezug auf die zentrale Längsachse A in einem Winkel geneigt, der sich vom Boden 114 in Richtung der distalen Öffnung 115 des Schafts 110 von der Achse A wegbewegt (z. B. weist jede Seitenwand eine Neigung zwischen etwa 1:20 und etwa 1:10 in Bezug auf die Längsachse A der modularen Bohrvorrichtung 100 auf). Weitere Beispiele für mögliche Schaft-/ Schneidspitzen-Ausführungen und ihre strukturellen und operationellen Einzelheiten sind in der
US-Patentanmeldung Nr. 15/382,120 (Anmelder: Kennametal Inc.) enthalten, die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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Die Schneidspitze 130 beinhaltet einen unteren Abschnitt 131, einen oberen Abschnitt 132 und einen Kanal 134 dazwischen. In dieser beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich der Kanal 134 über die Schneidspitze 130 senkrecht zu einer Längsachse A (und ist z. B. wie dargestellt ausgebildet). Der untere Abschnitt 131 beinhaltet eine zentrale Öffnung 136, die den zylindrischen Pfosten 117 aufnimmt, um die Schneidspitze 130 in der Tasche 112 symmetrisch abzustützen und die Neupositionierung der Schneidspitze 130 in der Tasche 112 entlang der Längsachse A zu ermöglichen.
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Die Einsatzanordnung 150 beinhaltet eine Anpassungskomponente 190 und eine Verankerungskomponente 180 an einem der Anpassungskomponente 190 gegenüberliegenden Ende. Bezugnehmend auf 1A beinhalten/definieren die Verankerungskomponente 180 und die Anpassungskomponente 190 (der Einsatzanordnung) eine Gewindeschnittstelle 192 dazwischen. Bezugnehmend auf 2 und 3 ist die Einsatzanordnung 150 in den Kanal 134 eingepasst, wobei die Einsatzanordnung 150 entlang einer Kanalachse B des Kanals 134 erweiterbar/zurückziehbar ist, wobei die Einsatzanordnung 150 abgeschrägte Oberflächen 152, 153 an gegenüberliegenden Enden 154 bzw. 155 davon und eine Rampe 160 beinhaltet. Die Rampe 160 und die abgeschrägte Oberfläche 153 (der Anpassungskomponente 190) sind relativ zu der Kanalachse B drehbar und in Längsrichtung verschiebbar, und die andere abgeschrägte Oberfläche 152 (der Verankerungskomponente 180) ist in ihrer Position relativ zu der Kanalachse B drehfest und in Längsrichtung verschiebbar. Bezugnehmend auf 1, 1A und 5, beinhaltet in dieser beispielhaften Ausführungsform die Verankerungskomponente 180 Verriegelungsschnittstellen 188 (z. B. ebene Oberflächen an gegenüberliegenden Seiten der Verankerungskomponente 180), die mit (komplementären) Verriegelungsschnittstellen/- flächen 168 des Kanals 134 (des Schafts 110) zur Drehung verbunden sind.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform befindet sich die Rampe 160 zwischen den abgeschrägten Oberflächen 152, 153. In beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Rampe 160 eine kegelstumpfförmige Oberfläche (z. B. konfiguriert/geformt wie dargestellt). In beispielhaften Ausführungsformen ist die Rampe 160 in Umfangsrichtung um einen Abschnitt 170 der Einsatzanordnung 150 angeordnet, der relativ zu der Kanalachse B drehbar ist.
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Hinsichtlich der Werkstoffe können die Schneidspitze 130 und insbesondere der obere Abschnitt 132 aus einem oder mehreren harten oder superharten Werkstoffen bestehen, wie beispielsweise Hartmetall (z. B. Vollhartmetall, oder mit einer äußeren/außenseitigen Hartmetallschicht oder einer anderen Struktur bereitgestellt. Der Schaft 110, der zylindrische Pfosten 117 sowie die Verankerungskomponente 180 und die Anpassungskomponente 190 (der Einsatzanordnung 150) sind zum Beispiel aus gehärtetem Stahl gebildet.
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Der Schaft 110 beinhaltet ein Paar von Öffnungen 164, 165 durch ihn hindurch an gegenüberliegenden Seiten des Schafts 110, wobei die Öffnungen 164, 165 Verriegelungsschnittstellen 162, 163 an den distalsten Abschnitten 166, 167 davon beinhalten, die an die gegenüberliegenden Enden 138, 139 des Kanals 134 angrenzen, wobei der Schaft 110 und die Schneidspitze 130 so geformt sind, dass, wenn die Schneidspitze 130 in der Tasche 112 aufgenommen wird, die Öffnungen 164, 165 im Allgemeinen mit dem Kanal 134 an den gegenüberliegenden Enden 138, 139 davon fluchten, unabhängig davon, ob die Schneidspitze/Taschen-Presspassung bereits eingerichtet wurde, bereitgestellt wird, vorausgesetzt, dass die Schneidspitze 130 vollständig in der Tasche 112 aufgenommen wird, d.h. in die Tasche 112 geschoben oder fallen gelassen wird, bis sie durch Reibung mit den Seitenwänden 116 (oder durch eine Anschlagfläche oder -flächen) gestoppt wird.
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Die Einsatzanordnung 150 ist entlang der Kanalachse B des Kanals 134 erweiterbar, um die Schneidspitze 130 am Schaft 110 zu befestigen. Die Anpassungskomponente 190 ist über die Öffnung 165 im Schaft 110 zugänglich und kann durch Drehen in eine erste Richtung, z. B. gegen den Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil 200 (3) angegeben, innerhalb des Kanals 134 durch Drehen der Anpassungskomponente 190 neu positioniert und in Längsrichtung verschoben werden. Die Öffnung 165 ermöglicht den Zugang zur Einsatzanordnung 150 durch ein Werkzeug (nicht dargestellt) zur anpassbaren Erweiterung der Einsatzanordnung 150, wobei die gegenüberliegenden Enden 154, 155 der Einsatzanordnung 150 in die Öffnungen 164, 165 verlängert werden, wie durch die Pfeile 203 bzw. 202 dargestellt (3), wodurch die abgeschrägten Oberflächen 152, 153 mit Abschnitten des Schafts, nämlich den Verriegelungsschnittstellen 162, 163, die derart konfiguriert/abgewinkelt sind, dass sich die Schneidspitze 130 und die Einsatzanordnung 150 zusammen in Richtung des Bodens 114 der Tasche 112 verschieben, wie durch den Pfeil 204 (3) angegeben, kontaktieren/berühren.
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Wie in 2 dargestellt, sind in dieser beispielhaften Ausführungsform die Verriegelungsschnittstellen 162, 163 in Form von abgeschrägten Oberflächen 172, 173 bereitgestellt, und jede der abgeschrägten Oberflächen 172, 173 hat/bildet einen Schrägwinkel AB, z. B. zwischen 20° und 30°, relativ zur Kanalachse B. In einer beispielhaften Ausführungsform beträgt der Schrägwinkel AB etwa 25°. Wie in 3 dargestellt, weist in dieser beispielhaften Ausführungsform jede der abgeschrägten Oberflächen 152, 153 einen Fasenwinkel AC auf, z. B. zwischen 20° und 30°, relativ zur Kanalachse B. In einer beispielhaften Ausführungsform beträgt der Fasenwinkel AC etwa 25°. In beispielhaften Ausführungsformen weisen die Verriegelungsschnittstellen 162, 163 und die abgeschrägten Oberflächen 152, 153 eine komplementäre Form auf.
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Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 4-6 ist die Einsatzanordnung 150 auch entlang der Kanalachse B zurückziehbar, um die Schneidspitze 130 aus der Tasche 112 zu lösen. Die Rampe 160 der Anpassungskomponente 190 ist in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet und im Allgemeinen der zentralen Öffnung 136 zugewandt, und die Anpassungskomponente 190 ist in Bezug auf und in Längsrichtung entlang der Kanalachse B durch Gegendrehen der Anpassungskomponente 190 in einer zweiten Richtung, z. B. im Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil 210 (6) angegeben, verschiebbar. Die Öffnung 165 ermöglicht auch den Zugang zu der Einsatzanordnung 150 durch das Werkzeug zum einstellbaren Zurückziehen der Einsatzanordnung 150, wodurch die Rampe 160 in Kontakt mit der Entriegelungsschnittstelle 120 gebracht wird, wobei die Rampe 160 und die Entriegelungsschnittstelle 120 so konfiguriert/angewinkelt sind, dass in Reaktion auf das Zurückziehen der gegenüberliegenden Enden 154, 155 der Einsatzanordnung 150, wie durch den Pfeil 212 angegeben, in Bezug auf die Repositionierung der Verankerungskomponente 180 nach innen (6), die Schneidspitze 130 und die Einsatzanordnung 150 sich zusammen um einen ausreichenden Betrag/Abstand vom Boden 114 der Tasche 112 wegbewegen/verschieben, um die Schneidspitze 130 vom Schaft 110 freizugeben oder zu lösen, wie durch den Pfeil 214 (6) dargestellt.
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Wie in 4 dargestellt, beinhaltet die Entriegelungsschnittstelle 120 in dieser beispielhaften Ausführungsform eine Translationsführungsfläche 122, die einen Translationsführungswinkel ATG, z. B. zwischen 25° und 35°, relativ zur Kanalachse B aufweist/bildet. In einer beispielhaften Ausführungsform beträgt der Translationsführungswinkel ATG etwa 30°. Wie in 6 dargestellt, weist die Rampe 160 in dieser beispielhaften Ausführungsform einen Rampenwinkel AR auf, der z. B. zwischen 25° und 35° liegt, bezogen auf die Kanalachse B. In einer beispielhaften Ausführungsform beträgt der Rampenwinkel AR etwa 30°. In beispielhaften Ausführungsformen sind die Entriegelungsschnittstelle 120 und die Rampe 160 in ihrer Form komplementär. In beispielhaften Ausführungsformen ist der Translationsführungswinkel ATG größer als oder gleich dem Schrägwinkel AB. In beispielhaften Ausführungsformen sind der Schaft 110 und die Einsatzanordnung 150 so konfiguriert, dass die Einsatzanordnung 150 entlang der Kanalachse B erweiterbar ist, um die Schneidspitze 130 an dem Schaft 110 innerhalb der Tasche 112 zu befestigen, indem eine Presspassung zwischen der Schneidspitze 130 und der Tasche 112 bereitgestellt wird. In beispielhaften Ausführungsformen ist die Einsatzanordnung 150 in den Kanal 134 eingepasst und wird von diesem getragen. In beispielhaften Ausführungsformen ist die Einsatzanordnung 150 entlang einer Länge des Kanals 134 erweiterbar, um die Schneidspitze 130 durch Überwinden der Presspassung an dem Schaft 110 innerhalb der Tasche 112 zu befestigen, und entlang der Länge des Kanals 134 einziehbar, um die Schneidspitze 130 durch Überwinden der Presspassung aus der Tasche 112 zu lösen.
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7 zeigt eine alternative Ausführungsform einer modularen Bohrvorrichtung 107 (die dieselbe ist wie die modulare Bohrvorrichtung 100, sofern hierin nichts anderes beschrieben ist), die so konfiguriert ist, dass sie eine Verlagerung des Kanals der Schneidspitze relativ zu dem Paar von Öffnungen an gegenüberliegenden Seiten des Schafts bereitstellt, wobei die Verlagerung wie gezeigt bereitgestellt wird, um sicherzustellen, dass die Drehmoment-Antriebsflächen 140 (über die abgeschrägten Oberflächen 177 bzw. 173 des Schafts 110) zuerst mit den abgeschrägten Oberflächen 157 bzw. 153 der Einsatzanordnung 150 an deren gegenüberliegenden Enden in Kontakt sind, wenn die Einsatzanordnung entlang der Kanalachse B erweitert wird, was die Schneidspitze 130 zwingt, sich im Uhrzeigersinn zu drehen, wie durch Pfeil 700 dargestellt. Der Winkel (bezeichnet als „AMI“) zwischen der nicht verschobenen Kanalachse (bezeichnet als „B“) und der verschobenen Kanalachse (bezeichnet als „MI“) kann zum Beispiel zwischen 3° und 7° (z. B. 5°) variieren. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Schneidspitze 130 und der Schaft 110 so konfiguriert, dass der Kanal der Schneidspitze relativ zu den beiden Öffnungen an den gegenüberliegenden Seiten des Schafts versetzt ausgerichtet ist, sodass die Verlagerung sicherstellt, dass die Einsatzanordnung 150 mit den Drehmoment-Antriebsflächen 140 kollidiert (in sie eingreift), wenn die Einsatzanordnung erweitert wird.
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8 zeigt eine alternative Ausführungsform einer modularen Bohrvorrichtung 108 (die mit der modularen Bohrvorrichtung 100 identisch ist, sofern hierin nichts anderes beschrieben ist), die so konfiguriert ist, dass sie eine Verlagerung des Kanals der Schneidspitze relativ zu dem Paar von Öffnungen an gegenüberliegenden Seiten des Schafts bereitstellt, wobei die Verlagerung wie gezeigt bereitgestellt wird, um einen Teil des Drehmoments von den abgeschrägten Oberflächen 152 und 158 an gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung 150 auf die Drehmoment-Antriebsanordnungen 140 (über die abgeschrägten Oberflächen 172 bzw. 178 des Schafts 110) zu übertragen, wenn die Einsatzanordnung entlang der Kanalachse B erweitert wird, was die Schneidspitze 130 dabei unterstützt, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, wie durch den Pfeil 800 angegeben. Der Winkel (bezeichnet als „AMT“) zwischen der nicht fehlausgerichteten Kanalachse (bezeichnet als „B“) und der fehlausgerichteten Kanalachse (bezeichnet als „MT“) kann zum Beispiel zwischen 1° und 3° (z. B. 2°) variieren. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Schneidspitze 130 und der Schaft 110 so konfiguriert, dass der Kanal der Schneidspitze relativ zu den beiden Öffnungen an den gegenüberliegenden Seiten des Schafts versetzt ausgerichtet ist, sodass die Verlagerung sicherstellt, dass die Einsatzanordnung 150 die Drehmoment-Antriebsflächen 140 unterstützt (Drehmomentübertragung), wenn die Einsatzanordnung erweitert wird.
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9 stellt eine bildliche Darstellung (für die modulare Bohrvorrichtung von 8) der gegensätzlichen Kräfte des Drehmoments aufgrund der Verlagerung und des Drehmoments aufgrund der Schneidkräfte bereit, die durch den Pfeil 900A bzw. den Pfeil 900B gekennzeichnet sind. Das auf die Verlagerung zurückzuführende Drehmoment hebt das auf die Schnittkräfte zurückzuführende Drehmoment teilweise auf.
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Somit beinhaltet in einer beispielhaften Ausführungsform eine modulare Bohrvorrichtung: einen Schaft, der eine Tasche beinhaltet, die durch einen Boden und Seitenwände definiert ist, die sich vom Boden zu einer distalen Öffnung der Tasche erstrecken (und diese definieren), wobei der Schaft einen zylindrischen Pfosten beinhaltet (oder mit einem solchen bereitgestellt ist), der zentral am Boden der Tasche angeordnet ist, wobei der zylindrische Pfosten ein distales Ende mit einer Entriegelungsschnittstelle beinhaltet; eine Schneidspitze, die einen unteren Abschnitt, einen oberen Abschnitt und einen Kanal dazwischen beinhaltet, wobei sich der Kanal senkrecht zu einer Längsachse der modularen Vorrichtung über die Schneidspitze erstreckt, wobei der untere Abschnitt eine zentrale Öffnung beinhaltet, die den zylindrischen Pfosten aufnimmt, um die Schneidspitze in der Tasche symmetrisch zu stützen und eine Neupositionierung der Schneidspitze in der Tasche entlang der Längsachse zu ermöglichen; und eine Einsatzanordnung, die in den Kanal eingepasst ist (und von diesem gestützt wird), wobei die Einsatzanordnung entlang einer Kanalachse des Kanals erweiterbar/zurückziehbar ist (definiert in Bezug auf eine Länge des Kanals, z. B. quer oder senkrecht zur Längsachse der modularen Vorrichtung), wobei die Einsatzanordnung abgeschrägte (oder abgewinkelte) Oberflächen an ihren gegenüberliegenden Enden bzw. eine Rampe (z. B. umfassend eine kegelstumpfförmige Oberfläche) umfasst (die in Umfangsrichtung um einen Abschnitt des Einsatzes angeordnet ist, der relativ zu dem Kanal drehbar ist). Der Schaft beinhaltet ein Paar Öffnungen hindurch an gegenüberliegenden Seiten des Schafts, wobei die Öffnungen Verriegelungsschnittstellen (z. B. in der Form von abgeschrägten Oberflächen) an den distalsten Abschnitten davon (der Öffnungen) angrenzend an gegenüberliegende Enden des Kanals, wobei der Schaft und die Schneidspitze derart ausgebildet (und/oder konfiguriert) sind, dass, wenn die Schneidspitze in der Tasche aufgenommen ist, die Öffnungen im Allgemeinen mit dem Kanal an gegenüberliegenden Enden davon fluchten, eine der Öffnungen den Zugang zu der Einsatzanordnung durch ein Werkzeug zum einstellbaren Expandieren der Einsatzanordnung aufnimmt, das die gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung in die Öffnungen hinein verlängert, wodurch die abgeschrägten Oberflächen mit den Verriegelungsschnittstellen kontaktiert werden, die beispielsweise so konfiguriert/gewinkelt sind, dass die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zusammen sich in Richtung des Taschenbodens verschieben (was die Seitenwände der Tasche veranlasst, sich leicht radial nach außen zu verformen), was eine Presspassung zwischen der Schneidspitze und den (Seitenwänden der) Tasche bereitstellt und zum einstellbaren Zurückziehen (oder Zusammenzudrücken oder Verkürzen) der Einsatzanordnung, was die Rampe in Kontakt mit der Entriegelungsschnittstelle bringt, wobei die Rampe und die Entriegelungsschnittstelle derart konfiguriert/angewinkelt sind, dass in Reaktion auf das Zurückziehen der gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zusammen um einen ausreichenden Betrag/Abstand vom Boden der Tasche weg verschoben/zurückgestellt werden, um die Schneidspitze vom Schaft durch Überwinden der Presspassung (zwischen der Schneidspitze und der Tasche) zu lösen oder freizugeben. In beispielhaften Ausführungsformen fluchten die Öffnungen im Allgemeinen mit dem Kanal an dessen gegenüberliegenden Enden, unabhängig davon, ob die Presspassung (Schneidspitze/Tasche) bereits eingerichtet ist, vorausgesetzt, die Schneidspitze wurde vollständig in der Tasche aufgenommen, d. h. sie wird in die Tasche geschoben oder fallen gelassen, bis die Schneidspitze durch Reibung mit den Seitenwänden (oder durch eine oder mehrere Anschlagflächen) gestoppt wird.
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Somit beinhaltet in einer beispielhaften Ausführungsform eine modulare Bohrvorrichtung: einen Schaft, der eine Tasche mit einem Boden beinhaltet, wobei der Schaft einen zylindrischen Pfosten beinhaltet (oder mit einem solchen bereitgestellt ist), der zentral am Boden angeordnet ist, wobei der zylindrische Pfosten ein distales Ende mit einer Entriegelungsschnittstelle beinhaltet; eine Schneidspitze, die einen unteren Abschnitt, einen oberen Abschnitt und einen Kanal dazwischen beinhaltet, wobei sich der Kanal senkrecht zu einer Längsachse der modularen Vorrichtung über die Schneidspitze erstreckt, wobei der untere Abschnitt eine zentrale Öffnung beinhaltet, die den zylindrischen Pfosten aufnimmt, um die Schneidspitze in der Tasche symmetrisch zu stützen und eine Neupositionierung der Schneidspitze in der Tasche entlang der Längsachse zu ermöglichen; und eine Einsatzanordnung, die in den Kanal eingepasst ist (und von diesem gestützt wird), wobei die Einsatzanordnung entlang einer Kanalachse des Kanals erweiterbar/zurückziehbar ist (definiert in Bezug auf eine Länge des Kanals, z. B. quer zur Längsachse der modularen Vorrichtung), wobei die Einsatzanordnung an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils abgeschrägte (oder abgewinkelte) Oberflächen und eine Rampe beinhaltet, wobei die Rampe und eine der abgeschrägten (oder abgewinkelten) Oberflächen relativ zu der Kanalachse drehbar und in Längsrichtung verschiebbar sind und eine andere der abgeschrägten (oder abgewinkelten) Oberflächen in ihrer Position relativ zu der Kanalachse drehfest und in Längsrichtung verschiebbar ist. Der Schaft beinhaltet ein Paar Öffnungen hindurch an gegenüberliegenden Seiten des Schafts, wobei die Öffnungen Verriegelungsschnittstellen an den am weitesten distal gelegenen Abschnitten davon (der Öffnungen) beinhalten, die jeweils an gegenüberliegende Enden des Kanals angrenzen, wobei der Schaft und die Schneidspitze so geformt (und/oder konfiguriert) sind, dass, wenn die Schneidspitze in der Tasche aufgenommen wird, die Öffnungen im Allgemeinen mit dem Kanal an dessen gegenüberliegenden Enden fluchten, eine der Öffnungen den Zugang zu der Einsatzanordnung durch ein Werkzeug zum einstellbaren Expandieren der Einsatzanordnung aufnimmt, das die gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung in die Öffnungen hinein erstreckt, wodurch die abgeschrägten Oberflächen in Kontakt mit den Verriegelungsschnittstellen gebracht werden, die beispielsweise so konfiguriert/abgewinkelt sind, dass sich die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zusammen in Richtung des Bodens der Tasche verschieben (wodurch die Tasche leicht radial nach außen verformt wird, wodurch eine Presspassung zwischen der Schneidspitze und der Tasche erleichtert/veranlasst wird), und zum einstellbaren Zurückziehen (oder Komprimieren oder Verkürzen) der Einsatzanordnung, wodurch die Rampe in Kontakt mit der Verriegelungsschnittstelle gebracht wird, wobei die Rampe und die Entriegelungsschnittstelle derart konfiguriert/angewinkelt sind, dass in Reaktion auf das Zurückziehen der gegenüberliegenden Enden der Einsatzanordnung die Schneidspitze und die Einsatzanordnung zusammen um einen ausreichenden Betrag/Abstand vom Boden der Tasche weg verschoben/zurückgestellt werden, um die Schneidspitze vom Schaft freizugeben oder zu lösen (durch Überwinden des Presssitzes zwischen der Schneidspitze und der Tasche).
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Somit beinhaltet in einer beispielhaften Ausführungsform eine modulare Bohrvorrichtung: einen Schaft, der eine Tasche beinhaltet, die durch einen Boden und Seitenwände definiert ist, die sich von dem Boden zu einer distalen Öffnung der Tasche erstrecken (und definieren), wobei der Schaft einen zylindrischen Pfosten beinhaltet (oder mit diesem bereitgestellt ist), der zentral am Boden der Tasche angeordnet ist; eine Schneidspitze, die einen unteren Abschnitt, einen oberen Abschnitt und einen Kanal dazwischen beinhaltet, wobei sich der Kanal quer über die Schneidspitze senkrecht zu einer Längsachse der modularen Vorrichtung erstreckt, wobei der untere Abschnitt eine zentrale Bohrung beinhaltet, die den zylindrischen Pfosten aufnimmt, um die Schneidspitze in der Tasche symmetrisch zu halten und eine Neupositionierung der Schneidspitze in der Tasche entlang der Längsachse zu ermöglichen; und eine Einsatzanordnung, die in den Kanal eingepasst ist (und von diesem getragen wird), wobei die Einsatzanordnung entlang einer Kanalachse des Kanals erweiterbar ist (definiert in Bezug auf eine Länge des Kanals, z. B. quer zur Längsachse der modularen Bohrvorrichtung) zum Befestigen der Schneidspitze am Schaft (innerhalb der Tasche durch Bereitstellen einer Presspassung zwischen der Schneidspitze und der Tasche), wobei die Einsatzanordnung abgeschrägte (oder abgewinkelte) Oberflächen an ihren gegenüberliegenden Enden und eine über eine Öffnung im Schaft zugängliche Anpassungskomponente beinhaltet, wobei die Anpassungskomponente innerhalb des Kanals zur Drehung repositionierbar und in Längsrichtung entlang des Kanals verschiebbar ist, durch Drehen der Anpassungskomponente in einer ersten Richtung (z. B. gegen den Uhrzeigersinn) zur Neupositionierung in Reaktion auf die abgeschrägten (oder abgewinkelten) Oberflächen, die mit Abschnitten des Schafts zusammenwirken, wobei die Schneidspitze und die Einsatzanordnung in Richtung des Bodens der Tasche bewegt werden (was veranlasst, dass sich die Seitenwände der Tasche leicht radial nach außen verformen, um die Presspassung bereitzustellen), und wobei die Einsatzanordnung entlang der Kanalachse zurückziehbar ist, um die Schneidspitze aus der Tasche freizugeben (oder zu lösen oder zu entriegeln), die Anpassungskomponente eine Rampe beinhaltet, die in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet ist und im Allgemeinen der zentralen Öffnung (an einem Schnittpunkt des Kanals und der zentralen Öffnung) zugewandt ist, wobei die Anpassungskomponente relativ zu der Kanalachse drehbar und in Längsrichtung entlang der Kanalachse verschiebbar ist, indem die Anpassungskomponente in einer zweiten Richtung gegenläufig gedreht wird (z. B. im Uhrzeigersinn) zum Neupositionieren der Schneidspitze und der Einsatzanordnung in Reaktion auf das Zusammenwirken der Rampe mit einem Abschnitt des zylindrischen Pfostens (der sich innerhalb des Kanals erstreckt) in einem ausreichenden Abstand vom Boden der Tasche, um (die Presspassung zwischen der Schneidspitze und der Tasche zu überwinden und) die Schneidspitze aus der Tasche zu lösen (oder freizugeben). In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Abschnitte des Schafts Verriegelungsschnittstellen, die an die gegenüberliegenden Enden des Kanals angrenzen. In einer Ausführungsform sind die Verriegelungsschnittstellen jeweils die distalsten Abschnitte der Öffnungen. In beispielhaften Ausführungsformen beinhaltet die Einsatzanordnung eine Verankerungskomponente an einem der Anpassungskomponente gegenüberliegenden Ende, wobei die Verankerungskomponente relativ zu der Kanalachse drehfest positioniert und in Längsrichtung verschiebbar ist.
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Somit beinhaltet in einer beispielhaften Ausführungsform eine modulare Bohrvorrichtung: einen Schaft mit einer Tasche, einen zylindrischen Pfosten, der zentral in einem Boden der Tasche befestigt ist, eine Schneidspitze, die einen unteren Abschnitt mit einer zentralen Öffnung, die den zylindrischen Pfosten aufnimmt, einen oberen Abschnitt und einen Kanal dazwischen aufweist, und eine Einsatzanordnung, die in den Kanal eingepasst ist (und von diesem getragen wird), wobei die Einsatzanordnung entlang ihrer Länge erweiterbar ist, um die Schneidspitze an dem Schaft (in der Tasche) zu befestigen, indem eine Presspassung bereitgestellt wird, und entlang ihrer Länge zurückziehbar ist, um die Schneidspitze durch Überwinden der Presspassung aus der Tasche zu lösen. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Schneidspitze und der Schaft so konfiguriert, dass der Kanal der Schneidspitze relativ zu einem Paar von Öffnungen an den gegenüberliegenden Seiten des Schafts versetzt ausgerichtet ist, sodass die Verlagerung sicherstellt, dass die Einsatzanordnung mit den Drehmoment-Antriebsflächen kollidiert (in sie eingreift), wenn die Einsatzanordnung erweitert wird. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Schneidspitze und der Schaft so konfiguriert, dass der Kanal der Schneidspitze relativ zu einem Paar von Öffnungen an den gegenüberliegenden Seiten des Schafts versetzt ausgerichtet ist, sodass die Verlagerung sicherstellt, dass die Einsatzanordnung die Drehmoment-Antriebsflächen der Schneidspitze (Drehmomentübertragung) unterstützt, wenn die Einsatzanordnung erweitert wird.
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Obwohl hierin beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, sollte jedoch klar sein, dass Fachpersonen verschiedene Modifikationen, Änderungen und Anpassungen an diesen Ausführungsformen entwickeln können, die einige oder alle Vorteile des hierin beschriebenen Gegenstands bieten. Die offenbarten Ausführungsformen sollen daher alle derartigen Modifikationen, Änderungen und Anpassungen beinhalten, ohne vom Umfang und Geist der hierin beschriebenen Technologien und Verfahrensweisen abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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