DE2348211A1

DE2348211A1 - Bohrwerkzeug

Info

Publication number: DE2348211A1
Application number: DE19732348211
Authority: DE
Inventors: Juergen Kessler
Original assignee: Stumpp & Kurz
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1973-09-25
Filing date: 1973-09-25
Publication date: 1975-04-03
Also published as: DE2348211C2

Description

Bohrwerkzeug

Die Erfindung "betrifft ein. Bohrwerkzeug zum Bohren von sich in ' Bohrrichtung erweiternden Bohrlöchern unter Verwendung eines sich während des Bohrens des sich erweiternden Teiles des Bohrloches zur Achse des Bohrloches exzentrisch gedrehten Bohrers.

Das Bohren von sich in Bohrrichtung erweiternden Bohrlöchern dient zur besonders festen Verankerung von Haltevorrichtungen, z.B. Dübeln, in diesen Bohrlöchern, so daß die Gefahr eines Eerausziehens einer solchen Haltevorrichtung auch bei einer entsprechend hohen Zugkraft, wie sie bei Anpressen der Haltevorrichtungen an die Seitenwände eines zylindrischen Loohes gegeben ist, ausgeschaltet v/erden kann.

Bohrwerkzeuge zum Bohren von sich in Bo'irrichtung erweiternden Bohrlöcher sind bereits in den verschiedensten Ausführungen bekanntgeworden (US-Patente 853 240, 2 692 758, 2 193 721, 2 01? 257, DT-OS 2 208 176). Sie alle setzen voraus, daß zunächst mit einem normalen Bohrer ein zylindrisches Loch gebohrt wird, und dann ein spezielles Bohrwerkzeug zum Ausbohren des sich meist konisch erweiternden Teils des Bohrlochs verwendet wird. In das zuerst ausgebohrte Loch wird dazu ein kegelförmiges Pührungsstück eingesetzt,

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auf dessen äußerer Mantelfläche Bohrstücke gleitend angeordnet sind, die sich beim Aufschieben auf das kegelförmige !Führungsstück gegeneinander in radialer Richtung verschieben und dementsprechend ein Loch mit zunehmenden Vorschub auch zunehmenden Durchmesser, also ein sich nach hinten konisch erweiterndes Loch bohren.

Der Nachteil dieser Bohrwerkzeuge liegt in der Notwendigkeit von zwei Bohrvorgängen (Bohren des zylindrischen Loches; danach Bohren des sich konisch erweiternden Teils unter Zuhilfenahme des speziellen Bohrv/erkzeugs), in der schlechten Halterung der Bohrstücke bei der gegenseitigen Verschiebung in radialer Richtung auf dem kegelf ürrrigen Führungsstück (vor allem in harten Materialien), sowie in dem durch zwei Bohrvorgänge bedingten hohen Verschleiß der Werkzeuge pro gebohrter Lochlänge.

Außerdem handelt es sich dabei durchwog um recht aufwendige Werkzeuge, die nach Verschleiß der eigentlichen am Bohrvorgang beteiligten Bohrstücke zum Austausch derselben demontiert oder aber vollkommen ausgetauscht werden müssen. Ein relativ einfacher Austausch eines abgenützten Bohrers durch einen neuen Bohrer, v/ie bei normalen Bohrern, ist bei keinem dieser bekannten Bohrwerkzeuge möglich. Ferner sind die Bohrer selbst, sofern sie stabil genug sind, um auch den Belastungen bei harten Materialien (z.B. Beton) Stand zu halten, in ihrer Konstruktion sehr unterschiedlich, sehr kompliziert und daher sehr teuer in dev Herstellung. Ferner bedingt die Verwendung kegelförmiger Führungsstücke einen bestimmten relativ großen Durchmesser der Bohrwerkzeuge, da bei kleinerem Durchmesser der konstruktive Aufbau, der in diesem 3ohrdurchmesser untergebracht werden muß, konstruktiv nicht widerstandsfähig genug ausgestaltet v/erden kann. Außerdem haben.die Bohrstücke bzw. die sie aufnehmenden Bohrwerkzeuge nicht bis zur vorderen Schneidkante der Bohrstücke den vollen Materialquerschnitt; der Materialquerschnitt ist vielmehr durch Führungen und Halterungen für die Bohrstücke und durch deren Ausbildung in Form mehrerer gegeneinander in radialer Richtung verschiebbarer Teile unterbrochen, was wiederum die mechanische Belastbarkeit, bei sehr harten Materialien erforderlich, beeinträchtigt und zu Brüchen führen kann.

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BAD ORIGINAL

Ein älterer Vorschlag (Patentanmeldimg- P 23 31 467.2-12, angemeldet sn 20.6.1973) beseitigt diese Nachteile teilweise. Er sieht ein Bohrwerkzeug vor, bei dem in einem mit seiner Spitze ein zylindrisches Loch "bohrenden Schaft ein zur Bohrung eines sich koniisch erweiternden Bereiches bestimmter Bohrmeißel schwenbar gelagex^t ist, der von einem Pührungsstift ausgeschwenkt wird, der in einer Vorschubhülse angeordnet ist, die gegenüber dem Schaft bei Vorschub des Bohrwerkzeugs verschoben wird." Der vordere Teil des Schaftes ist selbst, als Bohrkopf zum Ausbohren eines zylindrischen Lcches ausgebildet. .

Gemäß diesem Vorschlag entfällt also die Notwendigkeit von zwei T?ohrvorgfinijen. Es wird vielmehr zunächst bei eingeschwenktem Bohr- · meißel ein zylindrisches Loch gebohrt; nach Erreichen einer bestimmten Bohrtiefe bewirkt die Verschiebung der Vorschubhülse auf dem Schaft ein Ausschwenken des Meißels im mittleren Bereich des Schaftes und damit das Bohren eines sich konisch erweiternden Bereiches des Bohrloches, während der Bohrkopf des Schaftes weiterhin ein zylindrisches Loch bohrt, in dem er auch während des Ausbohrenü des sich konisch erweiternden Teiles geführt wird. Jedoch ist auch bei diesem Werkzeug der Verschleiß (bezogen auf die gesamte Länge von Bohrlöchern), insbesondere bei harten Materialien (z.B. · Beton) noch erheblich und es ist nach wie vor nach Abnützung der Bohrmeißel eine teilweise Demontage des Y/erkzeuges und das Einsetzen neuer Bohrmeißel bzw. das nachschleifen des Bohrkopfes des Schaftes erforderlich. Ferner ist der Materialquerschnitt des Schaftes durch die Unterbringung der Bohrmeißel gebrochen, so daß hier bei extrein hoher mechanischer Belastung gewisse kritische Sciiwachstellen vorliegen.

Ferner sind Bohrwerkzeuge zum Bohren von sich in Bohrrichtung erweiternden Bohrlöchern bekannt, bei denen ein sich während des Bohrens des sich in Bohrrichtung erweiternden Teil des Bohrloches ein zur Achse des Bohrloches exzentrisch gedrehter Bohrer verwendet wird (US - Patent 3 4-03 594·). Auch hier wird zunächst ein zylindrisches Loch gebohrt und dann der sich konisch erweiternde Teil unter Verwendung eines speziellen Bohrwerkzeuges hergestellt. \vüarenc1 cics Λ up. bohr ens des sich nach hinton erweiternden Teils

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BAD ORIGfNAL

gräbt sich die Schneidkante des Bohrwerkzeuges in die zunächst zylindrisch ausgebohrte Wandung des Bohrloches ein, während die in Verlängerung des Bohrschaftes vorgesehene Abstützung auf der senkrecht zur Achse des Loches verlaufende Stirnfläche des Loches eine Kreisbahn ausführt, die mit zunehmendem Ausbohren des sich konisch erweiternden Seiles einen immer kleineren Durchmesser hat, bis sie schließlich im Zentrum des Loches liegt. Bei diesem Werkzeug 1st der Bohrer im Loch jedoch nicht geführt; es besteht daher eine erhebliche Bruchgefahr; ferner ist die Abnützung der Abstützung außerordentlich hoch. Das Werkzeug hat außerdem eine komplizierte Form und ist dementsprechend teuer. Ferner ist zum Bohren mit diesem Bohrwerkzeug eine erhebliche Geschicklichkeit erforderlich, weil der Schaft des Bohrwerkzeuges während des Bohrens eine sich verändernde Kreisbahn ausführt, die die.Bohrmaschine in der das Bohrwerkzeug eingespannt ist, mitmachen muß, so daß aus diesem Grund der wirtschaftliche Einsatz derartiger Bohrwerkzeuge überhaupt zweifelhaft erscheint.

Zusammenfassen läßt sich daher sagen, daß die bereits vorhandenen Systeme mehrere folgender Nachteile aufweisen:

a) Die Notwendigkeit, zunächst mit einem normalen Bohrer

ein zylindrisches Loch zu bohren, um erst daran anschließend ein spezielles Bohrwerkzeug zum Ausbohren des sich konisch erweiternden Teils einsetzen zu können;

b) die Kompliziertheit der Werkzeuge, die speziell im Hinblick auf die hohen Kosten und dem hohen Verschleiß einen erheblichen Nachteil darstellt;

c) Schwachstellen in der Konstruktion der Halterungen,für die Bohrstücke, die bei harten Materialien zu Brüchen führen kann;

d) die Notwendigkeit relativ großer Durchmesser um die für daa Ausschwenken bzw. Aufweiten der Bohrstücke erforderlichen Konstruktionsteile in der notwendigen stabilen Ausbildung unterzubringen;

e) die Notwendigkeit einer Demontage des Bohrwerkzeuges bei Ersatz abgenutzter Bohrstücke;

f) der hohe Verschleiß, bezogen auf die gesamte Länge der· Bohrlöcher, die mit einem einzigen Werkzeug gebohrt werden können. ' „ -. «·

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bohrwerkzeug zu schaffen, rlas diese Nachteile nicht aufweist. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Bohrwerkzeug zu schaffen, bei dem der Verschleiß erheblich geringer ist als bei den vorhandenen Bohrwerkzeugen, und bei dem der einem Verschleiß unterliegende Teil möglichst einfach und billig herzustellen und leicht auswechselbar ist. Das Bohrwerkzeug soll ferner während des Bohrvorganges sicher geführt sein, so daß auch durch unsichere Führung und Halterung keine Bruchgefahr gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch ereicht, daß der Bohrer in einer sich mitdrehenden Führungshülse exzentrisch und verschwenkbar gelagert ist und in einer gegenüber der Führungshülse verschwenkbaren und sich ebenfalls mitdrehenden Stellpatrone aufgenommen wird.

Mit einem Bohrwerkzeug dieser Art werden sämtliche eingangs geschilderten Nachteile bereits vorhandener Bohrwerkzeuge vermieden; der eigentliche Bohrer ist einfach und relativ billig herzustellen? er kann 8ehr schnell, - d.h, ohne irgendeine Demontage des Bohrwerkzeuges - ausgewechselt werden. Außerdem muß man nicht mehr zunächst ein zylindrisches, evtl. sogar speziell ausgebildetes Loch bohren, um dann erst ein spezielles Bohrwerkzeug einsetzen zu können. Der Bohrer behält dabei über seine gesamte Länge seinen vollen Materialquersohnitt, so daß keine kritischen Schwaohstellen bei hoher mechanischer Belastung gegeben sind. .. ·

Gegenüber dem älteren Vorschlag (P 23 32 367.2-12) liegt der Vorteil darin, daß die bei diesem von dem an der Spitze des Schaftes vorgesehenen Bohrkopf auch nach Ausschwenken der Bohr- . meißel gebohrte zylindrische, der Führung des Schaftes dienende . Bohrung wegfällt.und daher die Lebensdauer dee Bohrers, ausgedrückt als Länge der Bohrlöcher, die insgesamt mit einem Bohrer gebohrt werden können, entsprechend, d.h.^uin ca. 15 - 30 # erhöht wird.' . .

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-fc.

Es können ferner relativ kleine Bohrungen mit diesem Bohrwerkzeug hergestellt v/erden, da in dem gebohrten Durchmesser lediglich der eine Führung des Bohrers selbst bildende Teil der Führungshülse untergebracht werden muß.

Das mit einem Bohrwerkzeug gemäß der Erfindung gebohrte Bohrloch hat schließlich eine solche Form, daß bei Einbringen eines aus einem Spreizelement und einer Hülse bestehenden Dübels auf pin spezielles Spreizwerkzeug verzichtet werden kann. Das zunächst in eine Fotirung eingebrachte Spreizelement sitzt nämlich auf dem Boden des gebohrten Bohrloches derart auf, daß die Hülse von außen so eingetrieben v/erden kann, daß sie sich dabei erweitert und gegen die konische Innenfläche des Bohrloches gedrückt wird.

Besonders vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch ein erstes

Ausführungsbeispiel;
Fig. 2a eii.9 Ansicht des bei dem Bohrwerkzeug nach Fig. 1 verwendeten Bohrers;

Fig. 2b eine Seitenansicht des Bohrers nach Fig. 2a; Fig. 3a eine Ansicht der bei dem Bohrwerkzeug nach Fig. 1 verwendeten Stellpatrone;

Fig. 3b eine Seitenansicht der Stellpatrone nach Fig. 3a; Fig. 4a eine Ansicht der bei dem Ausfüiirungsbeispiel nach Fig. 1 verwendete!Führungshülse;

Fig. 4b eine Seitenansicht der FUhrungshülse nach Fig. 4-a; Fig. 5 das Bohrwerkzeug nach Fig. 1 mit ausgeschwenktem

-.-.. .,· .·.,·. _v.. ^ohr^er^nach^Bee^aigu^.des..-B.ohrvorsa.ngs.; ,.. , . . ...,

Pig. 6 einen teilweisen Querschnitt durch ein weiteres ·

Ausführungsbeispielj
Fig. 7a eine Ansicht der bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 verwendeten Stellpatrone;

Fig. 7b eine Seitenansicht der Stellpatrone nach Fig. 7b; Fig. 8 eine Ansicht der bei dem Ausführungsbeispiel nach

Fig. 6 verwendeten Führungshülse. $09814/0153

BAD ORIGINAL - 7 -

Bas in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Bohrwerkzeuges bestellt aus einer Fuhrungshülse 1, einer über dieser verschiebbar angeordneten Vorschubhülse 2, einem in einer Bohrung 3 in der Führungshülse 1 verschwenkbar gelagerten Bohrer 4, einer ebenfalls in der Führungshülse 1 verdrehbaren Stellpatrone 5» einem mit der Führungshülse 1 verschraubbaren Schaftteil 6, sowie einem in einer Innenbohrung 7 im Schaftteil 6 angeordneten Stößel 8. Der in Fig. 1 am rechten Ende gezeigte längliche zylindrische und einen Beslandteil des Schaftteiles 6' bildende eigentliche Schaft 9 wird von einer (nicht gezeigten) Bohrmaschine z.B. über ein Spannfutter 10 aufgenommen; auf diese Weise wird das Bohrwerkzeug gedreht.

Der Bohrer * ist in den Fig. 2a und 2b dargestellt. Er weist einen Bohrkopf 11, einen zylindrischen Schaftbereich 12 und ein sich konisch etwas verjüngende Schaftbereich 13 auf, der an der Stelle des Übergangs beider Schaftbereiche ineinander mit einer Abflachung 14 versehen ist. Der Bohrkopf 11 ist mit einem Schlitz 15 versehen, in dem ein Bohrstück 16 aus Hartmetall fest angeordnet ist.

Die beiden Seitenkanten 17 und 18 des Bohrstücks 16 sind unterschiedlich ausgebildet; die Seitenkante 17 verläuft parallel zur Längsachse A des Bohrers, während die Seitenkante /18 gegenüber dieser um einen Winkel<£, der z.B. 8° betragen kann, schräg geneigt ist. Die Spitze 19 des Bohrstückes 16 hat von der Seitenkante 17 und der äußersten Spitze 19 der Seitenkante 18·jeweils denselben Abstand a; die Spitze 19 ist gegenüber der Längsachse A des Bohrers 4 um den Abstand b versetzt.

Y/ird der Bohrer 4 um eine Achse gedreht, die durch die Spitze 19 des Bohrstückes 16 hindurchgeht, die also demgemäß gegenüber der ^J^ngsWhsfe-Ä'·'^ .,öann-'v,^^...·

bohren die beiden vorderen Schneidkanten 17¹ und 18¹ gleichermaßen. V/ird andererseits, wie im Zusammenhang mit Fig. 5 noch zu erläutern sein wird, der Bohrer 4 um eine Achse (z.B. die Achse B nach Fig. 5) derart gedreht, daß seine Seitenkante 18 und die Schneidkante 18' um die Drehachse einen größeren Radius beschreiben als die Seitenkante 17 und die Schneidkante 17», dann bohrt lediglich die Schneidkante 18'. 5Q981 4/0153

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Die Stellpatrone 5 ist in den Fig. 3a und 3b dargestellt. Sie ist mit einer inneren Öffnung 21 versehen, die wie aus Fig. 1 zu ersehen, sich nach rechts (in Fig. 1) unter einem sehr spitzen Winkel von z.B. 1 Ms 1 1/2° verjüngt und den Schaftbereich 13 des Bohrers 4 aufnimmt; es handelt sich insoweit um eine übliche Konus-Bohreraufnahme. Auf ihrer Außenfläche ist die Stellpatrone 5 * mit drei spiralförmig verlaufenden Buten 22, 23, 24 versehen, von denen in Fig.1 nur eine, nämlich die Nut 22, im Querschnitt zu sehen ist. Die Steigung dieser spiralförmigen Nuten beträgt 23 23 mm / 180°.

Wie aus Pig. 1 zu ersehen, ist die Stellpatrone 5 in einer Bohrung 25 in der Führungshülse 1 gelagert. Die Ausbildung der Führungshülse 1 ist in den Fig. 4a und 4 b dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die Bohrung 25 in der Führungshülse 1 exzentrisch angeordnet ist. Konzentrisch zur Bohrung 25 jedoch ebenfalls exzentrisch innerhalb der Führungshülse 1, verläuft die Bohrung 3, in der der Bohrer 4 gelagert ist. Der Durchmesser der Bohrung 3 ist gleich dem Durchmesser der Bohrung 21 in der Stellpatrone 5 an deren (in Fig. 1) linkem Ende, so daß die Bohrung 3 in der Führungshülse 1 und die Bohrung 21 in der Stellpatrone 5, wenn sie in die Bohrung 25 in der Führungshülse 1 eingesetzt ist, ;iitein~ ander fluchten, so daß der Bohrer 4 in der Bohrung 21 in der Stellpatrone 5 fest aufgenommen werden kann. Die exzentrische Anordnung der Stellpatrone 5 in der Bohrung 25 in der Führungshülse 1 ermöglicht es ferner, die Stellpatrone 5 in der Bohrung 25 und mit ihr demgemäß auch den Bohrer 4 zu drehen bzw. zu verschenken, so daß dadurch auch die Lage der beiden Seitenkante!'. 17 und 18 des Bohrstückes 16 gegenüber der Drehachse B des Bohrwerkzeugs verändert werden kann.

Wie aus Fig. 4a ersichtlich, besteht die Führungshülse 1 aus einem ersten zylindrischen Teil 26, in dem die Bohrung 3 vorgesehen ißt, sowie aus einem zweiten Teil 27 mit demgegenüber vergroßerSem'Aul&endur^

ist. Der Teil 26 ist auf seiner Außenseite mit spiralförmigen Nuten versehen, die zur Abführung von Bohrmehl während des Bohrvorganges dienen.

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Der äußere Durchmesser des Teiles 26 beträgt 2a. Wenn also der Bohrer 4 in die Bohrung 3 derart eingesetzt ist, wie das in Fig. 1 dargestellt ist, so daß seine Spitze.19 in der Drehachse B des Bohrv/erkzeugs und damit in der Führungshülse 1 liegt und er dementsprechend gegenüber seiner eigenen Längsachse A um den Betrag b versetzt ist, erfolgt das Ausbohren eines zylindrischen Loches mit einem Durchmesser 2a, wobei der zylindrische Teil 26 der Führungshülse 1 eine stabile Führung des gesamten Bohrwerkzeuges in dem jeweils bereits gebohrten Teil des Bohrloches darstellt un^ gleichzeitig über die spiralförmigen Nuten 28 eine Abführung des Bohrmehls ermöglicht.

Der Teil 27 der Führungshülse 1 ist, wie aus Fig. 4b zu ersehen, mit drei Längsnuten 29, 30, 31,versehen, von denen in Fig. 4a der' Übersichtlichkeit halber lediglich eine, nämlich die Längsnut 30, eingezeichnet ist.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, ist in zusammengebautem Zustand, des Bohrwerkzeugs über dem Teil 27 der Führungshülse 1 die Vorschubhülse 2 verschiebbar angeordnet. Die Vorschubhülse weist, entsprechend den drei Längsnuten 29, 30, 31 in der Führungshülse 1 urn den drei spiralförmigen Nuten 22, 23 und 24 in der Stellpatrone drei Führungsstifte 32, 32', 32" auf, von denen in Fig. 1 lediglich der Führungsstift 32 zu sehen ist. Die Führungsstifte 32, 32«, 32" sind mit der Vorschubhülse 2 fest verbunden und erstrecken sich in radialer Richtung durch die Längsnuten 29, 30, 31 in der Führungshülse 1 hindurch in die Längsnut 22, 23, 24 in der Stellpatrone 5 hinein. Das bedeutet: Wird die Vorsohubhülse 2 in Längsrichtung auf der Führungshülse 1 gegenüber dieser verschoben, so erzwingt die damit erfolgende gleichzeitige Verschiebung der Stifte 32, 32' , 32" eine Verschwenkung bzw. Verdrehung der Stellpettrohe. in der Bohrung 25 und damit auch eine entsprechende Verschwenkung des Bohrers 4 in der Bohrung 3, so daß eich damit die lage der beiden Seitenkanten 17 iind 18 gegenüber der Drehachse B des Werk-VefögVs^:1ve£änd*er^V'^ rtrrXfrs!*- :·**?·'?*·*?■■'***'■*.<*

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Auf dem linken Ende (in Fig. 1) der Vorschubhülse 2 sitzt ein Andrückring 33, der gegenüber der sich mit der Führungshülse 1 mitdrehenden Vorschubhülse 2 mit Hilfe eines Seegerrings 34 drehbar verbunden ist, so daß er beim Aufsitzen auf einem Material, in das ein Loch gebohrt werden soll,(vgl. Fig.5) stillsteht, sich die Vorschubhülse 2 jedoch weiter drehen kann. Die Vorschubhülse ist ferner mit Öffnungen zur Abführung des Bohrmehls versehen, von denen in Fig. 1 die Öffnungen 35 und 36 eingezeichnet siru. Die Führungsstifte 32, 32', 32" v/erden durch einen Überwurfring gegen ein Herausrutschen aus der Vorschubhülse 2 gesichert.

Das (in Mg.i) rechte Ende des Teiles 27 der Führungshülse 1 ist mit einem Innengewinde 37 versehen, in das der Schaftteil 6 mit Hilfe des an seinem linken Ende vorgesehenen Innengewindes 38 fest eingeschraubt ist. Wie bereits erläutert, ist der Stößel 8 in der Innenbohrung 7 im Schafteil 6 verschiebbar und von außen über zwei längliche Öffnungen 39 und 39' her derart zugänglich, daß er durch Eintreiben eines keilförmigen Auswerfers soweit nach links verschoben v/erden kann, daß er auf da3 rechte Ende des Schaftbereiches 13 des'Bohrers 4 drückt und ihn somit aus der Aufnahme in der Stellpatrone 5 herausdrückt.

Der Schaftteil 6 ist ferner mit einem Flansch 40 versehen. Er dient zur Abstützung einer Feder 41, die mit ihrem anderen Ende gegen die Vorschubhülse 2 drückt und in eine Endstellung drückt, die durch Anliegen der Führungsstifte 32, 32«, 32" an der linken Stirnseite der Bohrung 25 bestimmt ist.

In der Stellpatrone'5 ist ferner, wie sowohl aus Fig. 1 als auch Pig. 3b zu ersehen, in einer prallel zu einem Durchmesser verlaufenden Bohrung 42 ein Stift 43 angeordnet, der gegen die Abflachung 14 drückt, und so. ein sicheres Einsetzen de3 Bohrers 4 in einer ganz bestimmten Drehstellung in die Stellpatrone 5 sicher-

8ammenwirkenden Anschlag dar.

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Die Funktionsueise des Bohrwerkzeuges ist folgende: Der Bohrer 4 wird in der Stellung, die aus Pig. 1 ersichtlich ist, in die Führungshülse 1 und die Stellpatrone 5 eingesetzt. Dabei liegt die Spitze 19, obzwar gegenüber der Längsachse A des Bohrers

4 versetzt in der Drehachse B des Bohrwerkzeuges. Damit fluchtet auch der äußere Durchmesser des Teiles 26 der Führungshülse 1 mit der Seitenkante 17 und der äuß.ersten Spitze 20 der Seitenkante 18. Die genaue Ausrichtung in dieser Position wird durch das Zuiiammenwirken des Stiftes 43 mit der Abflachung 14 gewährleistet, die eine andeis Stellung des Bohrers 4 in der Stellpatrone 5 nicht zuläßt. - ·

Nun wird mit dem Bohrvorgang begonnen; dabei wird zunächst ein zylindrisches Loch gebohrt. Eine Veränderung erfolgt, sobald die vordere Stirnfläche 44 des Andrückringes 33 auf der Oberfläche 45 des Materials 46, in das ein Loch gebohrt v/erden soll, aufsitzt. Bei weiterem Eindrücken (Vorschub) des Bohrers 4 in das Material 46 verschiebt sich die Vorschubhülse 2 auf der Führungshülse 1 und bewirkt damit über die in die Hüten 2?, 23, 24 in der Stellpatrone

5 eingreifenden Führungsstifte 32, 32", 32" eine Drehung der Stellpatrone 5 in der Bohrung 25 der Führungshülse 1 und damit eine Verschwenkung bzw. Drehung des Bohrers 4 in dieser und in der Bohrung 3 des Teiles-26 der Führungshülse 1. Dadurch wird mit zuneh-' mendem Vorschub der Bohrer 4 in seiner Lage so verändert, daß nunmehr die Seitenkante 18 in zunehmendem Maße den größeren radialen Abstand von der Drehachse B des "Bohrwerkzeuges hat und demgemäß einen sich konisch in Richtung des Vorschubs erweiternden Teil G des Bohrloches ausbohrt, wobei der jeweilige-augenblicklich gebohrte Durchmesser durch die augenblickliche Lage der Vorschubhülse 2 auf der Führungshülse 1 bestimmt ist. Das setzt sich f.o lange fort, bis die Führungsstifte 32, 32¹, 32" am Ende der Hüten 29, 30, 31 anschlagen und damit eine weitere Verschiebung von Vorschubhülse 2 auf der Führungshülse 1 und damit eine weitere iTerdrehu^g^ ^
ist. ' -

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Dieser letztere Teil des Bohrvorgangs ist in Pig. 5 dargestellt. Es entsteht ein Bohrloch rait einem sich nach hinten hin konisch erweiternden Bereich 0, dessen Mantelwinkel von der Steigung der spiralförmigen Nuten 22, 23, 24 in der Stellpatrone 5 abhängt. Der Winkel ©£ der abgeschrägten Seitenkante 18 sollte genau so groß wie der Mantelwinkel sein, daiait er die Seitenkante 18 an der Seitenwand des sich konisch erweiternden Teiles C des Bohrloches anliegt. Die äußere Spitze 20 der Seitenfläche 18 bestimmt also den jeweiligen äußeren Durchmesser des sich konisch erweiternden Bereiches C des Bohrloches. Bei Vorschub in axialer Richtung wird jedoch die Hauptausräumarbeit von den vorderen Schneidkanten 17' und 18' geleistet, deren genaue Position oben mit Hilfe der relativen Lage der Seitenkanten 17 und 18 definiert wurde.

Die Fig. 6, 7a, 7b, 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es unterscheidet sich von dem AuBführung^rJbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 durch die andere Art des eine Verschwenkung der Stellpatrone in der Führungsnülse bewivkenden Eingriffs. Wie aus den Fig. 7a und 7b ersichtlich,ist,die Stellpatrone 105 nicht mehr mit spiralförmigen Muten, sondern mit gerade verlaufenden Längsnuten 122, 123, 124 versehen, wohingegen die Führungshülse 101 mit drei spiralförmige verlaufenden Nuten 129, 130, 131 versehen ist, in denen die Führungsstifte 132, 132', 132» geführt werden. Auf diese Weise wird durch Eingriff der spiralförmig in den spiralförmigen Nuten 129, 130, 131 geführten Führungsstifte 132, Ί32< , 132» in die Längsnuten 122, 123, 124 bei Verschiebung der Vorschubhülse 2 gegenüber der Führungshülse 101 ebenfalls eine Drehung der Stellpatrone 5 in der Bohrung 125 herbeigeführt.

Ansonsten sind alle Teile des zweiten wAusführungsbeispiels gleich wie beim ersten Ausführungsbeiepiel.

Patentansprüche

E0981A/01S3

BAD ORIGINAL

JUttttki.

Claims

Patentansprüche .

1. Bohrwerkzeug zum Bohren, von sich ir. Bohrrichtung erweiternden Bohrlöchern unter Verwendung eines sich während des Bohrens des sich erweiternden Teiles des Bohrloches exzentrisch zur Achse des Bohrloches gedrehten Bohrers, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer (4) in einer sich mitdrehenden FührungsLülse (1) exzentrisch und verschwenkbar gelagert ist und in einer gegenüber der Führungshülse (1) verschwenkbaren und sich ebenfalls mitdrehenden Stellpatrone (5) aufgenommen wird.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellpatrone (5) zylindrisch ausgebildet und in einer exzentrischen Bohrung (25) in der Führungshülse (1) angeordnet ist.

3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2_; dadurch gekennzeichnet, daß über der Führungshülse (1) und gegenüber dieser verschiebbar eine Vorschubhülse (2) angeordnet ist und daß zwischen der Vorschubhülse (2) und der Stellpatrone (5) ein Eingriff, (32', 32«, 22, 23, 24, 29, 3Ö, 31) ^besteht, der bei verschiebung der Vorschubhülse (2) eine Verschwenkung der Stellpatrone (5) bewirVfc.

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4. Bohrwerkzeug nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubhülse (2) zumindest einen in einer Längsnut (29, 30, 31) der Führungshülse (1) geführten Stift (32«, 32")j aufweist, der in eine spiralförmige Nut (22, 23, 24) in der Außenfläche der Stellpatrone (5) eingreift.

5. Bohrwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubhülse (2) drei jeweils in einer Längsnut (2$. 30, 31) der Führungshülse (.1) geführte Stifte (32·, 32") aufweist, die je in eine spiralförmige Nut (22, 23, 24) in der Außenfläche der Stellpatrone (5) eingreifen.

6. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubhülse (2) zumindest einen in einer spiralförmigen Nut (129, 130, 131) in der Führungshülse (101) geführten Stift (132, 132«, 132») aufweist, der in eirsr Längsnut (122, 123, 124) in der Außenfläche der Stellpatrone (105) eingreift.

7. Bohrwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubhülse (101) drei jeweils in spiralförmige Nuten (129, 130, 131) in der Führungshülse (101) geführte Stifte (l32, 132«, 132") aufweist, die je in eine Längsnut (122, 123, 124) in der Außenfläche der Stellpatrone (105) eingreifen.

8. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3 oder oinem eier folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubhülse (2) durch eine Feder (41) in.eine Endstellung auf der Führungshülse (1) gedrückt wir'l, lind daß die Lage des Bohrers (4) in der Führungshülse (1) in dieser Stellung (Fig. 1) derart ist, daß die Seitenkanten (17, 18) dee Bohrers (4) an der Stelle (17, 20) des größten Durchmessers (2a) des Bohrers (4) den selben Abstand (a) von der Drehachse (B) des Bohrwerkzeuges haben.

äußere Durchmesser (2a) eines ToLIs (26) der I'lihrungshülse (I) gleich dem Durchmesser des von Botu/ur (4) in der Ends teilung der Vorschubhülse (1) gebohrten Loches ist.

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10. Bohrwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

die Lage des Bohrers (4) in der Stellpatrone (5) durch einander angepaßte assymmetrische Ausbildungen (14-, 43) des Schaftes (13) des Bohrers (4) und der ihn aufnehmenden Bohrung (21) in der Stellpatrone (5) bestimmt ist.

11. Bohrwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer (4) an seinem Schaft (13) eine Abflachung (14) aufweist.

12. Bohrwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellpatrone (5) einen mit der Abflachung (14) zusammenwirkenden und die Drehung des Bohrers (4) in der Stellpatrone (5) verhindernden Anschlag (43) aufweist.

13. Bohrwerkzeug nach Anspruch-3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubhülse (2) mit Öffnungen (35, 36) versehen ist.

14. Bohrwerkzeug nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (1) zumindest über den. · Teilbereich (26) an ihrer Außenseite mit spiralförmigen ÜTuten (28) versehen ist.

15. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Führungshülse (.1) zur Aufnahme im Spannfutter (10) einer Bohrmaschine ein Schaftteil (6, 9) lösbar (37, 38) verbunden ist.

16. Bohrwerkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftteil (6, 9) eine Innenbohrung (7) aufweist, in der ein Stößel (8) beweglich angeordnet und durch eine seitliche öff-

'■·*"'**' nüÜg" (^V '3Ψy^m'SohäfiHefJr %9TVön^UffeiT figr«fc»&äft£l!ctf^?·νr-**^ und in Richtung auf das Ende des Bohrers (4) bis zum Aufschlag auf diesen verschiebbar ist.

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17. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer (4) zwei einander diametral gegenüberliegende Seitenkanten (17,.18) aufweist, und eine der beiden Schneidkanten (18) gegenüber der Längsachse (A) des Bohrers (4) entsprechend dem Erweiterungswinkel des Bohrloches schräg verläuft.

18. .Bohrwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die andere der beiden Seitenkanten (18) parallel zur Längsachse (A) des Bohrers (4) verläuft.

19. Bohrwerkzeug nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeiclmst, daß die beiden Seitenkanten (17,18) des Bohrers (4) an der Stelle (17, 20) des größten Durchmessers (&) von der Längsachse (A) des Bohrers verschiedenen Abstand (a+b, a-b) haben.

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