DE2700700B2

DE2700700B2 - Bohrwerkzeug

Info

Publication number: DE2700700B2
Application number: DE2700700A
Authority: DE
Inventors: Fujio Tokio Hashimoto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1977-01-10
Publication date: 1980-02-28
Also published as: DE2700700C3; NL7614617A; DE2700700A1; GB1561640A; CH614649A5; FR2338119A1; US4091882A; JPS5286592A; FR2338119B3; JPS5427163B2; BE850357A

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug für eine kontinuierlich konische Erweiterung des unteren Endes einer Blindbohrung, mit einem hohlzylindrischen Bohrschaft, der an seinem unteren Ende mehrere achsparallel angeordnete Schneiden trägt, und einem in diesem geführten und aus dem unteren Ende des Bohrschafts herausragenden Führungsstück, das relativ zum Bohrschaft verschieblich ist und eine der Anzahl der Schneiden angepaßte Zahl von zur Längsachse des Bohrschafts geneigter Längsnuten aufweist, durch die die Schneiden bei Einschieben des Führungsstücks in die Mittelbohrung des Bohrschafts radial nach außen drückbar sind.

Aus der US-PS 8 33 240 ist bereits ein Bohrwerkzeug bekannt, das einen zylindrischen Bohrschaft aufweist und aus dessen unterem Ende ein Führungsstück herausragt, das relativ zum Bohrschaft verschieblich ist und das geneigte Keilflächen aufweist, die bei Einschieben des Führungsstücks in den Bohrschaft in Längsschlitzen des Bohrschafts gelenkig aufgehängte Flügelschneiden nach außen drücken. Das Führungsstück wird bei Grundkontakt mit der Sohle eines vorgebohrten zylindrischen Bohrlochs gegen die Kraft einer Feder in den Bohrschaft eingedrückt

Bei dieser Anordnung der Flügelschneiden entsteht die Kontur der konischen Erweiterung des unteren Endes der Bohrung im sogenannten Hüllverfahren, d. h. nur jeweils die untere Außenecke der Klinken kommt mit dem zu räumenden Material in Kontakt Die

ίο Nachteile einer solchen Anordnung liegen auf der Hand. Die Materialbeanspruchung und damit auch die Abnutzung ist erheblich. Es treten Biegenomente um eine zur Längsachse des Bohrschafts rechtwinkelige Achse auf, die zu einem Verklemmen der Flügelschneiden führen können, so daß ein einwandfreies Abziehen des Bohrwerkzeugs nicht in jedem Fall gesichert ist. Infolge des mehr oder weniger punktförmigen Kontakts mit dem zu räumenden Material besteht die Gefahr, daß aus der Wand des Bohrlochs größere Bereiche ausgebrochen werden, die nicht abgefördert werden können und die Funktion der Flügelschneiden beeinträchtigen. Nach dem gleichen Prinzip aufgebaute Bohrwerkzeuge sind in zahlreichen Variationen bekanntgeworden.

Aus der US-PS 26 92 758 ist ein Bohrwerkzeug bekannt, bei dem der zweigeteilte Bohrkopf drehfest, jedoch radial ausspreizbar am unteren Ende eines Bohrschaftes angeordnet ist. Das Ausspreizen des Bohrkopfes erfolgt durch ein zwischen die beiden

ω Hälften einschiebbares Führungsstück, das entsprechend angeordnete Keilflächen aufweist. Das bekannte Bohrwerkzeug weist keine Schneiden im eigentlichen Sinne auf, sondern einen konventionellen Bohrkopf. Zwischen dem auszuräumenden Material und dem

)5 Bohrwerkzeug kommt es wie im Fall der angelenkten Schneidkiingen nur zu einer Punktberührung. Die Größe der konischen Aufweitung ist durch diese Bauart auf einen minimalen Betrag begrenzt.

Aus der US-PS 24 27 052 ist ts bekannt, die Schneiden freibeweglich in Schlitzen eines Bohrschaftes anzuordnen. Die Schneiden weisen in ihrem radial nach innen gerichteten Bereich Keilflächen auf, die von entsprechenden Keilflächen zweier im Bohrschaft beweglicher hydraulisch gesteuerter Kolben beaufschlagt werden.

Ein Zusammendrücken der Beiden im Bohrschaft gegeneinander verschiebbaren Kolben hat zur Folge, daß die Schneiden radial nach außen treten und das Bohrloch aufweiten. Mit einem solchen Bohrwerkzeug läßt sich keine konische Erweiterung an der Sohle einer

to Blindbohrung ausführen. Nachteilig ist weiterhin die aufwendige Konstruktion, nach der zwei hydraulische Kolben dichtend im Bohrschaft verschiebbar sein müssen, was insbesondere im Hinblick auf die hohe Torsionsbeanspruchung des Schaftes schwierig zu bewerkstelligen ist. Als nachteilig wird weiterhin angesehen, daß die Schneiden, einmal ausgefahren, nicht wieder zurückgestellt werden können.

Aus der US-PS 26 38 327 ist schließlich ein Bohrwerkzeug bekannt, das einen zylindrischen Bohrschaft

bo aufweist, dessen Unterende über eine größere Länge eingeschlitzt ist, so daß eine Art federnde Zungen entstehen, an deren Unterende nach außen weisende Schneiden fest verankert sind. Unterhalb des Bohrschaftes ist ein Führungsstück mit geneigten Keilflächen angeordnet, das bei Berührung der Sohle des Bohrlochs in den Innenraum des Bohrschaftes eindringt und dabei die federnden Zungen mit den Schneiden nach außen drückt. Derartig aufgebaute Bohrwerkzeuge erfordern

die Verwendung eines hochelastischen, entsprechend teuren Federstahls für den Bohrschaft Die an den unteren Enden der Zungen befestigten Schneiden können nach Abnutzung nicht ausgewechselt werden. Eine Aufnahme von Querkräften ist nur begrenzt möglich, so daß es beim Bohren zu einer Verdrillung des Gesamtbohrwerkzeugs kommen kann, die ein einwandfreies Abziehen des Werkzeugs aus dem Bohrloch verhindern kann.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe ι ο zugrunde, ein Bohrwerkzeug zu schaffen, das bei einfachstem konstruktiven Aufbau hohe Torsionsbelastungen aufnehmen kann und dessen Schneiden leicht auswechselbar sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Mit der Erfindung wird von der bisherigen Praxis abgewichen, die Schneiden gelenkig im Bohrschaft aufzuhängen. Statt dessen werden ^frei bewegliche Schneiden vorgesehen, die mit ihrer Rückkante über deren gesamte Länge auf einer Keilfläche aufliegen, so daß der Konizitätswinke! der Schneiden unabhängig von deren radialer Zustellung immer gleich bleibt. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß die Schneide mit ihrer gesamten Länge die Wände des Bohrlochs beaufschlagt, die Flächenpressung der Schneide wird geringer und damit auch ihre Standzeit höher. Da* gesamte Bohrwerkzeug weist ein Minimum an Einzelteilen auf und ist leicht und ohne Schwierigkeit zu warten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt

Fig. la eine Seitenansicht des Bohrwerkzeugs; J5

Fig. Ib eine perspektivische Ansicht des Führungsstücks;

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Bohrwerkzeug;

F i g. 3 und 4 Längsschnitte durch das Bohrwerkzeug in verschiedenen Arbeitsstadien;

Fig.5 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 4;

Fig.6 einen Längsschnitt durch ein mit dem Bohrwerkzeug gebohrtes Loch, in welches ein Schraubbolzen eingeführt ist;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Bohrwerkzeugs und F i g. 8 einer Längsschnitt durch einen Ankerbolzen.

In den F i g. 1 a bis 5 ist ein Bohrwerkzeug gezeigt, das einen hohlzylindrischen Bohrschaft aufweist, an dessen Außenfläche eine schraubenlinienförmige Nut 2 angeordnet ist. Im Inneren des Bohrschafts ist in dessen oberen Bereich ein Innengewinde 3 angeordnet. Im unteren Bereich des Bohrschafts 1 sind längsgerichtete, rechtwinklig ausgebildete Fenster 4a und 4b in solcher « Art und Weise angeordnet, daß sie miteinander fluchten.

Das Bohrwerkzeug besteht weiterhin aus einer gegenüber dem Bohrschaft 1 verjüngten Stange 9 mit einem Vollschaft 6, der sich von einem Flansch 5 weg nach rückwärts erstreckt, und einem Stützbolzen 8, der sich vom Flansch 5 weg über einen Bereich 7 mit Außengewinde nach vorwärts erstreckt. Gegenüber den Fenstern 4a und 4b ist im oberen Teil* eines Führungsstückes 14 ein Schlitz 10 angeordnet. Das untere Ende des Führungsstückes ist konisch ausgebil- t>5 det. Das Führungsstück hat einen Kopfbereich 12, in dessen Mitte sich eine Gewindebohrung 11 befindet.

In Flucht mit Schlitz 10 sind sich verjüngende Längsnuten 13a und 136 im Führungsstück angeordnet, deren Tiefe nach vorwärts hin abnimmt. Auf diese Weise wird ein Führungsstück 14 gebildet, das Schneiden herausdrücken kann, was nachstehend beschrieben wird.

Nachdem die Schneiden 15a und 156 lose in die Fenster 4a und 4b eingesetzt sind, wobei die Kanten der Schneiden in den Fenstern zu liegen kommen, wird das Führungsstück in den hohlzylindrischen Schaft 1 so eingeschoben, daß die Innenkante der Schneide 15a in der Längsnut 13a zu liegen kommt, während die Innenkante von Schneide 15b in der Längsnut 13b zu liegen kommt In das Gewindeloch 11 im Kopf 12 des Führungsstücks 14 wird eine Madenschraube 16 eingeschraubt, wodurch die Schneiden 15a und 156 verschiebbar gehalten werden. Anschließend wird der Stützbolzen 8 in den zylindrischen Schaft 1 eingeführt und fest mit ihm verbunden, indem der Außengewindebereich 7 mit dem Innengewinde 3 des Bohrschafts 1 verschraubt wird.

Im Falle, daß eine sich erweiternde Bohrung unter Zuhilfenahme des Bohrwerkzeugs gebohrt werden soll, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist, wird das Bohrwerkzeug über die Stange 9 von einem Motor angetrieben und in eine zylindrische Bohrung 18 in beispielsweise Beton 17 eingeführt. Die Bohrung 18 wurde vorher durch Ausbohren erzeugt. Wenn das konische Ende des Führungsstücks 14 die Sohle des zylindrischen Bohrlochs erreicht, verschieben sich die Schneiden 15a und 15b abwärts, wobei sie gleichzeitig infolge ihres Entlanggleitens in den Längsnuten 13<? und 13b nach außen gedrückt werden. Dabei wird die Wand der zylindrischen Bohrung 18 entsprechend abgetragen. Im vorliegenden Falle werden die abgefrästen Wandteile durch die spiralförmige Nut 2 nach rückwärts gefördert und ausgetragen. Wenn, wie in F i g. 4 gezeigt ist, das obere Ende des Kopfes 12 des Führungsstücks 14 mit der Unterfläche des Stützbolzens 8 der gegenüber dem Schaft 1 verjüngten Stange 9 in Kontakt kommt, wird das Werkzeug aus dem Loch gezogen, wobei das Führungsstück 1 infolge seines Gewichts von allein nach unten fällt bzw. wieder weiter aus dem Schaft 1 hervortritt. Im Ergebnis werden die Schneiden 15a und 15b vom oberen, zylindrischen Bereich der Bohrung nach innen gedrückt. Auf diese Weise kann eine Einbett-Bohrung 19, wie in Fig. 6 gezeigt, im unteren Bereich aufgeweitet werden, um einen Ankerbolzen aufzunehmen. Der Ankerbolzen kann in der Bohrung 19 auf bekannte Art und Weise befestigt werden. In F i g. 6 ist ein Ankerbolzen 20 dargestellt, der von einem Kleber 21 umgeben ist. Die Bohrung ist nicht nur zum Einbetten eines Ankerbolzens mit einem Kleber geeignet, sondern gleichermaßen zur Halterung eines sich ausdehnenden Ankerbolzens, wie er in F i g. 8 dargestellt ist. In F i g. 8 ist mit 23 ein Ankerbolzen bezeichnet, der den Teil 24 eines Behälters oder eines Behältermaterials fixiert. Das untere Ende des Ankers 23 ist im aufgeweiteten Bereich im unteren Teil der zylindrischen Bohrung 18 ebenfalls aufgeweitet, wodurch eine beachtliche Auszugskraft erreicht werden kann.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bohrwerkzeugs ist in F i g. 7 dargestellt. Der Stützbolzen 8 ist kürzer ausgeführt, und eine elastische Feder 22 ist zwischen der Stange 9 und dem Führungsstück 14 angeordnet, so daß bei Herausziehen des Werkzeugs die Schneiden 15a und 15b formschlüssig nach innen geschoben werden und sich das Führungsstück 14 ebenfalls formschlüssig nach vorwärts verschiebt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bohrwerkzeug für eine kontinuierlich konische Erweiterung des unteren Endes einer Blindbohrung, mit einem hohlzylindrischen Bohrschaft, der an seinem unteren Ende mehrere achsparallel angeordnete Schneiden trägt, und einem in diesem geführten und aus dem unteren Ende des Bohrschafts herausragenden Führungsstück, das relativ zum Bohrschaft verschieblich ist und eine der Anzahl der Schneiden angepaßte Zahl von zur Längsachse des Bohrschafts geneigter Längsnuten aufweist, durch die die Schneiden bei Einschieben des Führungsstücks in die Mittelbohrung des Bohrschafts radial nach außen drückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrschaft (1) an seinem Umfang eine schraubenlinienförmige Nut (2) und am unteren Ende mindestens ein Paar einander gegenüberliegender, in Richtung der Längsachse ausgerichtete Fenster (4a, 4b) aufweist, die von der Mittelbohrung des Bohrschafts (1) radial nach außen führen und in denen radial freibeweglich die entsprechend geformten Schneiden (15a, i5b) angeordnet sind, wobei die Tiefe der Längsnuten (13a, \3b) des Führungsstücks (14) zu dessen vorderem Ende hin abnimmt und die Schneiden (15a, 15b) jeweils mit ihrer der Schneidkante gegenüberliegenden Kante auf der geneigten Bodenfläche der Längsnut (13a, 13/^aufliegen.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (14) im Bohrschaft (1) durch eine Druckfeder (22) in seiner ausgefahrenen Stellung gehalten ist, in der die Schneiden (15a, i5b) radial hinter den Umfang des Bohrschaftes (1) zurücktreten.

3. Bohrwerkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (13a, \3b) am oberen Ende des Führungsstückes (14) durch einen Anschlag für dw Schneiden begrenzt sind.

4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das obere Ende des Führungsstückes (14) eine Madenschraube (16) eingeschraubt ist, die in den freien Querschnitt der Längsnuten (13a, 13tyhineinragt.