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Die Erfindung betrifft einen Fräskopf zur Durchführung von Fräsarbeiten innerhalb von Rohrleitungen, der mit einer in Umfangs- und Axialrichtung antreibbaren, biegsamen Welle kuppelbar ist, wobei als Kupplungselemente einerseits eine quer zur Rotationsachse verlaufende, als T-Nut ausgebildete Kupplungsnut und andererseits ein nach Art eines Nutensteins in die Kupplungsnut einschiebbarer, im Querschnitt T-förmiger Kupplungsriegel vorgesehen sind und wobei im Kupplungsriegel ein in axialer Richtung beweglicher, durch eine zugeordnete Feder abgestützter Fixierstift aufgenommen ist und von der Kupplungsnut eine dem Fixierstift zugeordnete, zur Rotationsachse koaxiale Fixierbohrung abgeht.
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Bei den in der Praxis gebräuchlichen Anordnungen dieser Art ist der Fräskopf auf der der Antriebswelle zugeordneten Seite mit einem abstehenden, vergleichsweise langen Anschlusszapfen versehen, der das dem Fräskopf zugeordnete Kupplungselement enthält. Dieser Anschlusszapfen führt daher zu einer Verlängerung des Fräskopfes um die Zapfenlänge. Hierdurch wird, wie die Erfahrung zeigt, die Kurvengängigkeit des Fräskopfes bzw. des hiermit gekuppelten Endbereichs der Antriebswelle stark eingeschränkt. Vielfach können 90°-Bögen der Rohrleitung nicht durchfahren werden. Dem wird bisher durch die Verwendung kleinerer Fräser abgeholfen. Nachteilig dabei ist jedoch, dass mit einem Fräser, dessen Durchmesser gegenüber dem Rohrdurchmesser stark verkleinert ist, das betreffende Rohr nicht vollständig ausgefräst werden kann, so dass unerwünschte Ablagerungen nicht vollständig entfernt werden. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass mit einem derartigen Fräser hergestellte Bohrungen im Bereich von durch Reparatureinsätze verschlossenen Seitenanschlüssen nicht den gewünschten, dem Rohrdurchmesser entsprechenden Durchmesser aufweisen, was zu Staukanten führen kann. Die bekannten Anordnungen erweisen sich dementsprechend als nicht kompakt und daher nicht benutzerfreundlich und universell einsetzbar genug.
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Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fräskopf eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass auch bei Fräsern mit vergleichsweise großer Höhe bzw. großen Durchmesser eine vergleichsweise gute Kurvengängigkeit erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Fräskopf zumindest weitgehend anschlussstutzenlos ausgebildet ist und dass das dem Fräskopf zugeordnete Kupplungselement zumindest weitgehend im Fräskopf versenkt angeordnet ist.
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Mit diesen Maßnahmen wird der Fräskopf gegenüber den bisherigen Anordnungen praktisch um die Länge des bisherigen Anschlusszapfens verkürzt, wodurch die eingangs genannten Nachteile bezüglich Einschränkung der Kurvengängigkeit vermieden werden. Hierdurch werden die Benutzerfreundlichkeit gesteigert und ein breites Einsatzfeld erreicht.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So können zweckmäßig die Kupplungsnut und die Fixierbohrung dem Fräskopf zugeordnet sein, wobei der die hierin versenkte Kupplungsnut bildenden T-Nut durch einen kleinen Bund gebildete Deckleisten zugeordnet sein können. Der Bund ermöglicht in vorteilhafter Weise trotz der versenkten Anordnung der Kupplungsnut eine zuverlässige Einspannung des erfindungsgemäßen Fräsers in eine Bearbeitungsmaschine und damit eine einfache Bearbeitung umfangsseitig vorgesehener Schneiden bis auf das Niveau der Kupplungsnut.
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Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, dass die Kupplungsnut ein- und ausgangsseitig vom Nutgrund ausgehende, nach radial außen divergierende Anlaufschrägen für den federnden Fixierstift aufweist. Dies erleichtert die Durchführung des Kupplungs- und Fixiervorgangs, da der Fixierstift durch die hiermit jeweils zusammenwirkende Anlaufschräge automatisch in den Kupplungsriegel zurückgedrängt wird, bis er die Fixierbohrung erreicht und durch seine Feder in diese eingerückt werden kann.
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In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der Fräskopf eine die von der Kupplungsnut abgehende Fixierbohrung schneidende, den Nutgrund tangierende Querbohrung aufweisen, durch die ein Werkzeug zum Niederdrücken des federnden Fixierstifts einführbar ist. Hierdurch wird die Lösung der Kupplungsverbindung erleichtert.
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Eine weitere, besonders zu bevorzugende Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann darin bestehen, dass der Fräskopf als Kugelkopffräser ausgebildet ist, der umfangsseitig mit spiralförmig verlaufenden Umfangsschneiden versehen ist, die jeweils zwischen einer Freifläche und einer Spanfläche ausgebildet sind. Diese Maßnahmen stellen sicher, dass der Fräskopf nicht nur umfangsseitige Räumelemente aufweist, sondern eine Schneidwirkung entfalten kann, was eine hohe Vorschubgeschwindigkeit und damit eine schnelle Freilegung einer verstopften bzw. durch Ablagerungen zugesetzten Rohrleitung ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass an den kupplungsnutfernen Enden der umfangsseitigen Schneiden hiermit koplanare, etwa radial verlaufende stirnseitige Schneiden vorgesehen sind, die zweckmäßig von den Enden der umfangsseitigen Schneiden in Form einer vorsprigenden Spitze überragt sein können. Hierdurch ergibt sich praktisch eine in Vorschubrichtung weisende Spitzenkrone, was den Materialangriff verbessert und damit einen besonders schnellen Vorschub ermöglicht.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung entnehmbar.
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In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:
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1 ein Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fräskopfes,
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2 eine Ansicht der fräskopfseitigen und antriebswellenseitigen Kupplungselemente im entkuppelten Zustand,
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3 einen Vertikalschnitt durch den Fräskopf und
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4 eine Teilansicht eines Horizontalschnitts durch den Fräskopf.
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Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist die Entfernung von Verstopfungen und/oder durch Ablagerungen verursachten Querschnittsverengungen von Rohrleitungen von sanitären Anlagen, insbesondere Abwasserrohren. Ebenso kommt es vor, dass Einmündungen von Hausanschlüssen etc. aufgebohrt werden müssen, sofern diese durch bei der Sanierung eines Kanals in diesen eingesetzte Kanalauskleidungen verschlossen sind.
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In 1 ist eine Rohrleitung 1 angedeutet, deren Innenquerschnitt durch Ablagerungen 2 stark verengt ist. Diese Ablagerungen werden mittels eines in die Rohrleitung 1 eingeführten Fräskopfes 3 weggefräst, der am in Vorschubrichtung vorderen Ende einer eine biegsame Welle bildenden Spirale 4 angebracht ist. Der Fräskopf 2 kann zweckmäßig aus Hartmetall oder gehärtetem Stahl bestehen und wie hier als Kugelkopffräser ausgebildet sein. Der Durchmesser des Fräskopfes 3 entspricht der lichten Weite der rohrleitung 1 abzüglich eines gewissen Verschiebespiels. Der Spirale 4 liegt eine schraubenförmige Wicklung eines Draht- und/oder Bandmaterials zugrunde.
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Die Spirale 4 ist rotierbar, d. h. in Umfangsrichtung antreibbar, sowie in Richtung ihrer Längsachse bewegbar, wie durch die Bewegungspfeile u und v angedeutet ist, wobei in jedem Fall die Bewegungsrichtung umkehrbar ist. Zum Antrieb der Spirale 4 ist ein Antriebsaggregat 5 vorgesehen, das eine von der Spirale 4 durchsetzte, mittels eines Bedienungshebels 6 aktivierbare, rotierbare Mitnehmerkupplung 7 aufweist. Bei gelöster Mitnehmerkupplung wird eine gewisse Länge der Spirale 4 aus dem Antriebsaggregat 5 herausgezogen und in Form einer sogenannten Arbeitsschleife gespeichert. Bei aktivierbarer Mitnehmerkupplung wird die Spirale 4 rotiert, wobei sich gleichzeitig ein Vorschub ergibt und so die Arbeitsschleife abgebaut wird.
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Der Fräskopf 3 ist austauschbar und dementsprechend mittels einer Kupplungseinrichtung 8 mit dem zugewandten Ende der Spirale 4 kuppelbar. Die Kupplungseinrichtung 8 enthält zwei im gegenseitigen Eingriff bringbare Kupplungshälften, von denen eine dem Fräskopf 3 und eines dem Ende der Spirale 4 zugeordnet ist.
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Das die dem Fräskopf 3 zugeordnete Kupplungshälfte bildende Kupplungselement ist, wie aus den 2 und 3 entnehmbar ist, als im Querschnitt T-förmige, quer zur Rotationsachse verlaufende Kupplungsnut 9 ausgebildet. Das die der Spirale 4 zugeordnete kupplungshälfte bildende Kupplungselement ist als im Querschnitt T-förmiger Kupplungsriegel 10 ausgebildet, der wie ein Nutenstein in die T-Nut des Fräskopfes 3 einschiebbar ist. Hierdurch wird eine Kupplung in Drehrichtung sowie in Axialrichtung ermöglicht. Zur Sicherung des in die zugeordnete Kupplungsnut 9 eingeschobenen Kupplungsriegels 10 gegen Verschieben in Längsrichtung der Nut ist eine zusätzliche Stiftkupplung vorgesehen. Hierzu ist der Fräskopf 3, wie am besten aus 3 ersichtlich ist, mit einer zu seiner Rotationsachse koaxialen, von der Kupplungsnut 9 abgehenden Fixierbohrung 11 versehen. Der Kupplungsriegel 10 ist, wie am besten aus 2 ersichtlich ist, mit einem zur Rotationsachse koaxialen, in die Fixierbohrung 11 einfahrbaren Fixierstift 12 versehen, der in axialer Richtung beweglich angeordnet und durch eine Feder 13 abgestützt ist. Zweckmäßig ist dem Fixierstift 12 ein hier nicht näher dargestellter Anschlag zugeordnet, an welchem er durch die Feder 13 zur Anlage gebracht wird und von dem er entgegen der Federkraft wegbewegt werden kann.
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Die Kupplungsnut 9 ist, wie 3 weiter zeigt, ein- und ausgangsseitig mit vom Nutgrund ausgehenden, nach radial außen divergierenden, dem Fixierstift 12 zugeordneten Anlaufschrägen 14 versehen, durch die der Fixierstift 12 beim Einführen des Kupplungsriegels 10 in die Kupplungsnut 11 entgegen der Federkraft zurückgedrängt wird. Sobald der so in den Kupplungsriegel 10 eingefahrene Fixierstift 12 zur Deckung mit der zugeordneten Fixierbohrung 11 kommt, wird er durch die Wirkung der Feder 13 in die Fixierbohrung 11 eingefahren, wodurch der Kupplungsriegel 10 gegen Verschieben gesichert ist.
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Zum Lösen dieser Fixierung wird der Fixierstift 12 soweit niedergedrückt, bis er außer Eingriff mit der Fixierbohrung 11 kommt. Hierzu ist der Fräskopf 3, wie 3 weiter zeigt, mit einer die Fixierbohrung 11 schneidenden, den Nutgrund der Kupplungsnut 9 tangierenden Querbohrung 15 versehen, durch die ein hier nicht näher dargestelltes keilförmiges Werkzeug zum Niederdrücken des Fixierstifts 12 eingeführt werden kann. Die Länge des Fixierstifts 12 ist zweckmäßig so bemessen, dass er in seiner ausgefahrenen Anschlagstellung die Oberseite des Kupplungsriegels 10 höchstens um den Durchmesser der Querbohrung 15 überragt. Zweckmäßig ist der Fixierstift 12 an seinem vorderen Ende mit einer abgeschrägten oder abgerundeten Kuppe versehen, was den Eingriff des Niederdrückwerkzeugs erleichtert.
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Um eine gute Kurvengängigkeit des Fräskopfes 3 und des diesen tragenden Spiralenendes zu gewährleisten, schließt das Spiralenende direkt, d. h. ohne zwischengeschalteten Anschlussstutzen, an den Fräskopf 3 an. Dementsprechend ist das dem Fräskopf 3 zugeordnete Kupplungselement, hier in Form der Kupplungsnut 9, zumindest weitgehend, vorzugsweise ganz in den Fräskopf 3 eingearbeitet, d. h. in diesem versenkt angeordnet, so dass ein direkter Anschluss des Spiralenendes ohne vom Fräskopf 3 abstehenden, das fräskopfseitige Kupplungselement enthaltenden Anschlussstutzen möglich ist.
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Zur Vereinfachung einer maschinellen Herstellung ist der als Kugelkopffräser ausgebildete Fräskopf 3 anschlussseitig mit einem angeschnittenen, kleinen Bund 16 versehen, der durch die in den Fräskopf 3 eingearbeitete Kupplungsnut 9 hinterschnitten und mit einem dem Hals 10a des T-förmigen Kupplungsriegels 10 zugeordneten Schlitz 17 versehen ist, so dass sich einander gegenüberliegende, über die Kupplungsnut 9 auskragende Abdeckleisten 18 ergeben. Die lichte Weite des Schlitzes 17 entspricht dem Durchmesser des Halses 10a des T-förmigen Kupplungsriegels 10. Die Höhe des die Abdeckleisten 18 bildenden Bundes 16 ist im Vergleich zum Fräserdurchmesser gering. Im dargestellten Beispiel entspricht die Höhe des Bundes 16 in etwa der Tiefe der Kupplungsnut 9. Der Bund 16 befindet sich im Wesentlichen innerhalb einer dem Fräskopf 3 zugeordneten, kugelförmigen Hüllfläche, gegenüber der die T-förmige Kupplungsnut 9 einschließlich Schlitz 17 praktisch vollständig versenkt angeordnet ist. Der gegenüber dieser Hüllfläche angeschnittene Bund 16 vereinfacht die Einspannung des Fräskopfes 3 in eine Spannvorrichtung einer Bearbeitungsmaschine, was die Bearbeitung des Fräskopfes 3 erleichtert. Sofern dieser anderweitig eingespannt werden kann, kann auf den Anschnitt zur Bildung des Bunds 16 auch verzichtet werden.
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Der hier als Kugelkopffräser ausgebildete Fräskopf 3 ist umfangsseitig mit in 2 angedeuteten, hier spiralförmig verlaufenden Umfangsschneiden 19 versehen. Diese sind, wie aus 4 ersichtlich ist, an die in Arbeitsdrehrichtung vorderen Flanken von zugeordneten, durch Schneidnuten 20 voneinander getrennten Schneidstegen 21 angeformt. Die Umfangsschneiden 19 bilden jeweils die Kante zwischen einer umfangsseitigen, nachlaufenden Freifläche 21a und einer die Rückseite der zugeordneten Schneidnut 20 bildenden Spanfläche 21b. Die Schneidnuten 20 sind hier als Spiralnuten, die Schneidstege 21 als Spiralstege ausgebildet, wobei ein Steigungswinkel von etwa 45° vorgesehen sein kann. Die Schneidnuten 20 haben einen etwa 90°-Querschnitt und sind mit einer Flanke etwa rechtwinklig zu einem gedachten Hüllkreis bzw. einer gedachten Hüllfläche des Fräskopfes 3 in dieser eingeschnitten, so dass sich ein großer, der Neigung der Spanfläche 21b entsprechender Spanwinkel von praktisch 90° ergibt. Die die Freiflächen 21a bildenden, umfangsseitigen Flächen der Schneidstege 21 sind gegenüber einer von den Umfangsschneiden 19 beschriebenen, in 4 durch eine unterbrochene Linie angedeuteten Hüllfläche um den vergleichsweise kleinen Freiwinkel nach radial innen geneigt. Der Freiwinkel kann etwa 5°–15° betragen. In Folge dieser Geometrie ergeben sich sehr stabile Schneidstege 21 und dennoch eine ausreichend aggressive Schneidwirkung.
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Der Fräskopf 3 ist, wie die 2 und 3 weiter erkennen lassen, an der kupplungsfernen Seite abgeflacht und am dortigen Ende der Schneidstege 21 mit zu den Umfangsschneiden 19 koplanaren, etwa radial verlaufenden Stirnschneiden 22 versehen. Diese sind von den dortigen Enden der Umfangsschneiden 19 leicht überragt, so dass sich gegenüber den Stirnschneiden 22 erhöhte, hier nach oben vorspringende Spitzen 23 ergeben. Der Fräskopf 3 ist dementsprechend oben mit einem Kranz von vorspringenden Spitzen 23 versehen. Zweckmäßig kann auch eine zentrale Spitze 23a vorgesehen sein, die von den Stirnschneiden 22 tangiert wird, deren Verlauf dementsprechend von einem strikten, radialen Verlauf leicht abweicht.
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Die der Anzahl der Schneidnuten 20 und Schneidstege 21 zugrunde liegende Umfangsteilung wird so gewählt, dass sich einen großen Querschnitt aufweisende, stabile Schneidstege 21 ergeben. Bei einem maximalen Fräskopfdurchmesser von 30–40 mm werden mit einer der Teilung gute Ergebnisse erreicht. Bei kleineren und größeren Durchmessern kann die Teilung entsprechend verkleinert bzw. vergrößert werden.
