DE2921696A1 - Rotary drilling tool for widening holes - has cutter carrier end attached to support ring on axially movable shaft - Google Patents

Rotary drilling tool for widening holes - has cutter carrier end attached to support ring on axially movable shaft

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Abstract

The drill shaft is clamped in a rotating, axially driven tool shaft. Radially displaceable cutters seated on resilient carriers led in drill shaft holes in the form of axial grooves, make up an appliance for drilling widening bore-holes. The end of the cutter carrier away from the cutter is fastened to a support ring on the tool shaft. This shaft is axially displaceable against the ring, against spring force, when the ring lies against the masonry. Cutters pref. have a cutting edge aligned parallel to the drill shaft axis. Cylindrical widening of a hole can be reliably effected in both soft and very hard material.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Bohren von sich erweiternden Bohrlöchern, mit einem rotierend und axial antreibbaren Werkzeugschaft, einem in den Werkzegschaft eingespannten Bohrschaft, und radial nach außen verschiebbaren Schneiden, die an Schneidenträgern sitzen, wobei die Öffnungen axial auf der Außenfläche des Bohrschafts verlaufende Nuten sind, und die Schneidenträger federelastisch sind, nach Patent (Patentanmeldung P 27 23 785.0).The invention relates to a drilling tool for drilling widening Boreholes, with a rotating and axially drivable tool shank, an in the tool shank clamped drill shaft, and radially outwardly displaceable Cutting edges that sit on cutting edge carriers, with the openings axially on the outer surface the drill shank are grooves and the cutter carriers are resilient, according to patent (patent application P 27 23 785.0).

Bei diesem Bohrwerkzeug ist eine mit dem Werkzeugschaft konzentrisch verbundene Hülse vorgesehen. Der Bohrschaft ist gegen die Kraft einer Feder in der Hülse verschiebbar angeordnet und ist an seinem freien Ende mit einem zum Bohren eines zylindrischen Bohrlochabschnittes bestimmten Bohrkopf versehen.In this drilling tool, one is concentric with the tool shank connected sleeve provided. The drill shank is against the force of a spring in the Sleeve arranged displaceably and is at its free end with a for drilling a cylindrical borehole section provided certain drill head.

Mit diesem Bohrwerkzeug nach der Patentanmeldung P 27 23 785.0 wird zuerst mittels des Bohrkopfes am freien Ende des Bohrschafts in einer ersten Betriebsart ein zylindrischer Bohrlochabschnitt erzeugt. Anschließend dient in der zweiten Betriebsart der Bohrschaft im wesentlichen als Stü.tzelc#ent, der gegenüber dem Mauerwerk keine weitere Axialverschiebunn mehr ausführt, während die Schneidenträger relativ zum Bohrschaft und zum Mauerwerk axial und außerdem radial nach außen verschoben werden, wobei ein in Bohrrichtung sich konisch erweiterender Bohrlochabschnitt erzeugt wird.With this drilling tool according to the patent application P 27 23 785.0 first by means of the drill head at the free end of the drill shaft in a first operating mode creates a cylindrical borehole section. Then it is used in the second operating mode the drill shaft essentially as a Stü.tzelc # ent, the opposite to the masonry none more Axialverschiebunn executes more, while the cutter carrier relative to the The drill shaft and the masonry are moved axially and also radially outwards, wherein a borehole section which widens conically in the drilling direction is produced.

In derartige konisch erweiterte Bohrlöcher werden beispielsweise Zuganker eingesetzt, von denen hohe Zugkräfte und zuverlässige Haltefunktion erwartet wird.Tie rods, for example, are placed in such conically widened boreholes used, from which high tensile forces and reliable holding function are expected.

In manchen Fällen besteht das Bedürfnis, anstelle der Zuganker, die sich in Bohrrichtung konisch erweitern, Zuganker einzusetzen, die einen anders geformten, bevorzugt zylindrischen oder zurBohrlochöffnung hinsich erweiternden Verankerungsabschnitt besitzen, der in einen Bohrlochabschnitt entsprechender Gestalt greift..In some cases there is a need to replace the tie rods expand conically in the drilling direction, use tie rods that have a different shape, preferably cylindrical or anchoring section which widens towards the borehole opening possess, which engages in a borehole section of corresponding shape ..

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bohrwerkzeug nach dem Patent (Patentanmeldung P 27 23 785.0) so zu verbessern, daß die Einbringung einer mit einem Durchmessersprung einsetzenden, insbesondere auch kreiszylinderförmigen Erweiterung des Bohrlochs sicher und zuverlässig sowohl in weichen als auch sehr harten Materialien möglich ist.The object of the invention is therefore to provide a drilling tool according to the patent (Patent application P 27 23 785.0) to improve so that the introduction of a with a diameter jump beginning, in particular also circular cylindrical expansion of the borehole safely and reliably in both soft and very hard materials is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß# dadurch gelöst, daß das schneidenfreie Ende der Schneidenträger an einem Stützring auf dem Bohrschaft befestigt ist, und daß der Bohrschaft gegen die Kraft einer Feder axial gegen den Stützring verschiebbar ist, wenn der Stützring am Mauerwerk anliegt.According to the invention, this object is achieved in that the cutting-free The end of the cutter carrier is attached to a support ring on the drill shaft, and that the drill shank is axially displaceable against the support ring against the force of a spring is when the support ring is in contact with the masonry.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß die Schneiden über die Schneidenträger an dem Stützring befestigt sind, und daß cRe-c Bohrschagt gegen den Stutzring axial verschiebbar ist, wenn der Stützring sich an der Oberfläche des Mauerwerks anlegt, wobei die federelastischen Schneidenträger samt ihren Schneiden durch den Boden der Nuten im Bohrschaft - bei gleichzeitig ablaufender Rotationsbewegung - radial auswärts gedrückt werden, ohne gegenüber dem Mauerwerk eine Axialverschiebung auszuführen, wodurch der erweiterte Bohrlochabschnitt erzeugt wird. Die Vorteile, die mit der Verwendung federelastischer Schneidenträger einhergehen, die in außen offenen Nuten laufen, bleiben dabei erhalten.The advantages of the invention are that the cutting on the Cutter carriers are attached to the support ring, and that cRe-c Bohrschagt against the support ring is axially displaceable when the support ring is on the surface of the masonry, with the resilient cutter carrier including their cutting through the bottom of the grooves in the drill shaft - at the same time running rotational movement - be pressed radially outwards without opposite the masonry to perform an axial displacement, creating the enlarged borehole section is produced. The advantages of using resilient cutter carriers go hand in hand that run in grooves that are open on the outside, are retained.

Bevorzugt verlaufen die freien Enden der federelastischen Schneidenträger, welche die Schneiden tragen, zur Achse des Bohrschafts hin unter einem konstanten Winkel geneigt und liegen gegen einen entsprechend geformten Abschnitt der außen offenen Nut an. Die Schneidkanten der Schneiden verlaufen parallel zur Achse des Bohrschaft.The free ends of the resilient cutter carriers preferably run, which carry the cutting edges, towards the axis of the drill shaft under a constant Angle inclined and lie against a correspondingly shaped section of the outside open groove. The cutting edges of the cutting edges run parallel to the axis of the Drill shank.

Der Bohrschaft ist an seinem freien Ende bevorzugt stumpf ausgebildet. Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug dient dann nur zur Einbringung einerzylinderförmigen Erweiterung in ein zuvor mit einem Zylinderbohrer vorgebohrten Bohrloch. Wenn in dem zylinderförmigen vorgebohrten Bohrloch das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug eingesetzt ist und der Stützring am Mauerwerk anliegt und der Bohrschaft gegen die Kraft einer Feder, bevorzugt einer Sehraubendruckfeder, gegen den Stützring und das Mauerwerk axial verschoben wird, werden die geneigten Endakschnitte der federelastischen Schneidräger -on den " sprechend geneigten Endakschnitten deç rfte 1.The drill shank is preferably blunt at its free end. The drilling tool according to the invention then only serves to introduce a cylinder-shaped one Extension into a borehole previously pre-drilled with a cylinder drill. If in the cylindrical pre-drilled borehole, the drilling tool according to the invention is used is and the support ring rests against the masonry and the drill shaft against the force of a Spring, preferably a very helical compression spring, against the support ring and the masonry is shifted axially, the inclined end cuts of the resilient cutting support -on the "speaking inclined end cuts deç rfte 1.

auswärts gedrücl#t p c sc die SehneiSkante der n Schnellen -: Anhv s Rohr ;- -- - Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.outwardly pressed the tendon edge of the n rapids -: Anhv s pipe; - - - Further advantageous developments of the invention are characterized by the features of the subclaims.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt längs eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs; und Fig. 2 eine Frontansicht des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs nach Fig. 1.In the following an embodiment of the invention with reference to the drawing explained in more detail. There are shown: FIG. 1 an axial section along an inventive Drilling tool; and FIG. 2 shows a front view of the drilling tool according to the invention according to Fig. 1.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs. Ein Bohrschaft 30 ist an seinem Einspannende 30" in einem (nicht dargestellten) Werkzeugschaft einspannbar, der von einem geeigneten Antrieb rotierend und axial antreibbar ist.Figures 1 and 2 show an embodiment of the invention Drilling tool. A drill shaft 30 is at its clamping end 30 ″ in a (not shown) tool shank can be clamped, rotating by a suitable drive and can be driven axially.

Der Bohrschaft 30 besitzt an seinem Außenumfang zwei einander diametral gegenüberliegende axial verlaufende Nuten 38, die außen offen sind und bis zum freien Ende 30' des Bohrfichafts 30 verlaufen.The drill shank 30 has two diametrically opposed to each other on its outer circumference opposite axially extending grooves 38 which are open on the outside and to the free End 30 'of Bohrfichafts 30 run.

In den Nuten 38 sind federelastische Schneiden unteigebracht, an deren freien Enden Schneiden 47, z.B. mittels Hartlötung angebracht sind. Die freien Enden 44' der Schneidenträger 44 sind zu ihrem Ende hin unter einem konstanten Neigungswinkel gegen die Achse des Bohrschafts hin geneigt und liegen auf einem entsprechend geneigten Endabschnitt 38' der Nuten 38 auf. Die Schneiden 47 besitzen zur Achse des Bohrschafts 30 parallel verlaufende Schneidkanten 47' welche die Außenkanten der Schneiden darstellen und in der Ruhelage der Schneiden geringfügig innehalb des Umfangs des Bohrschafts 30 liegen Die schneidenfreien Enden 44§ der Schneidenträger 44 sind fest mit einem Amboß 42 verbunden, der an einem Stützring 110 befestigt ist und auf dem Bohrschaft 30 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Stützring 110 ist mit einem ein Außengewinde aufweisenden, ringförmigen, auf dem Bohrschaft 30 verschiebbaren Auflager 112 derart verschraubt, daß der Amboß 42 zwischen Stützring 110 und Auflager 112 eingespannt wird. Der Amboß 42 und der Stützring 110 samt Auflager 112 greifen mit einem am Amboß 42 sitzenden Stift 42' in eine axial im Bohrschaft 30 verlaufende Führungsnut 120 und sind über die Länge der Führungsnut 120 auf dem Bohrschaft 30 verschiebbar. Zwischen dem Auflager 112 und einem vor dem Einspannende 30!' am Bohrschaft 30 sitzenden Anschlag 118 ist eine Schraubendruckfeder114 angeordnet, gegen deren Kraft der Bohrschaft 30 axial gegen den Stützring 110, 112, 42 verschiebbar ist, wenn der Stützring am Mauerwerk anliegt und ein zylinderförmig erweiterter Bohrlochabschnitt gebohrt werden soll. Der Bohrschaft 30 besitzt ferner einen Anschlag 116, der die axiale Verschiebebewegung des Stützring 110 am einspannseitigen Ende des Verschiebewegs begrenzt.In the grooves 38 resilient cutting edges are not brought in, at their free ends cutting 47, e.g. are attached by means of brazing. The free ends 44 'of the cutter carriers 44 are at a constant angle of inclination towards their end inclined towards the axis of the drill shaft and lie on a correspondingly inclined End portion 38 'of the grooves 38. The cutting edges 47 have to the axis of the drill shank 30 parallel cutting edges 47 'which represent the outer edges of the cutting edges and in the rest position of the cutting edges slightly within the circumference of the drill shank The cutting edge-free ends 44§ of the cutting edge carriers 44 lie are firmly connected to an anvil 42 which is attached to a support ring 110 and is arranged axially displaceably on the drill shaft 30. The support ring 110 is with an annular, externally threaded, on the drill shaft 30 displaceable Support 112 screwed in such a way that the anvil 42 between the support ring 110 and support 112 is clamped. The anvil 42 and the support ring 110 together with the support 112 grip with a pin 42 'seated on the anvil 42 into a pin extending axially in the drill shaft 30 Guide groove 120 and are on the drill shaft 30 over the length of the guide groove 120 movable. Between the support 112 and one in front of the clamping end 30! ' on the drill shaft 30 seated stop 118 is a helical compression spring 114 is arranged against the Force of the drill shaft 30 is axially displaceable against the support ring 110, 112, 42, when the support ring rests on the masonry and a cylindrically widened borehole section should be drilled. The drill shaft 30 also has a stop 116 which the axial displacement movement of the support ring 110 at the end of the displacement path on the clamping side limited.

Fig 2 zeigt eine Aufsicht auf das freie Ende 30' des Bohrschafts, welches dem Einspannende 30" gegenüberliegt. Deutlich zu erkennen sind die beiden Schneiden 47, die auf die freien Enden 44' der federelastischen Schneidenträger 44 aufgelötet sind, aus Hartmetall bestehen und in den am Ende 30' des Bohrschafts und nach außen offenen Nuten 38 gehalten werden. Rechtwinklig ZU den Nuten 38 sind am Umfang des Bohrschafts 30 einander gegenüberliegend zwei weitere axiale Längsnuten 122 angeordnet, die z.B. entsprechende Ansätze des Auflagers 112 aufnehmen und dadurch das Auflager gegen eine Verdrehung relativ zum Bohrschaft 30 sichern. Das freie Ende 30' des Bohrschafts ist stumpf.Fig. 2 shows a plan view of the free end 30 'of the drill shaft, which is opposite the clamping end 30 ″. The two can be clearly seen Cutting edges 47 on the free ends 44 'of the resilient cutting edge carrier 44 are soldered, made of hard metal and in the end 30 'of the drill shaft and grooves 38 open to the outside are held. At right angles to the grooves 38 are on the circumference of the drill shank 30, two further axial longitudinal grooves opposite one another 122 arranged, which e.g. receive corresponding approaches of the support 112 and thereby Secure the support against rotation relative to the drill shaft 30. That free End 30 'of the drill shaft is blunt.

Zum Bohren eines zylinderförmig erweiterten Bohrlochabschnitts wird das Bohrwerkzeug in ein vorgebohrtes zylinderförmiges Bohrloch soweit eingeschoben, bis der Stützring 110 am Mauerwerk anliegt. Anschließend wird gegen die Kraft der Feder 114 der Bohrschaft 30 weiter in das Bohrloch - unter Ständiger Rotation des Bohrschafts - hineingeschoben. Dabei gleitet der schräge Endabschnitt 38' der Nut 38 an den entsprechend schräg geneigten Abschnitten 44' der federelastischen Schneidenträger 44 vorbei und treibt diese unter Entfaltung einer Keilwirkung radial auswärts, wobei die Schneidkanten 47' der Schneiden 47 ihre Parallelität zur Achse des Bohrschafts ständig behalten und in das Mauerwerk eingreifen. Auf diese Weise entsteht ein zylinderförmig erweiterter Bohrlochabschnitt, dessen Länge in Richtung der Bohrlochachse gleich der entsprechenden Länge der Schneidkanten 47' ist.For drilling a cylindrically widened borehole section the drilling tool is pushed into a pre-drilled cylindrical borehole so far, until the support ring 110 rests against the masonry. Subsequently, against the force of the Spring 114 of the drill shaft 30 further into the borehole - with constant rotation of the Drill Shank - pushed in. The inclined end portion 38 'of the groove slides 38 on the correspondingly inclined sections 44 'of the resilient cutter carriers 44 and drives it radially outwards, developing a wedge effect, whereby the cutting edges 47 'of the cutting edges 47 their parallelism to the axis of the drill shank constantly and intervene in the masonry. This creates a cylindrical shape Extended borehole section, the length of which is the same in the direction of the borehole axis the corresponding length of the cutting edges 47 '.

Nach vollendetem Bohrvorgang wird zuerst der Bohrschaft 30 entlastet und unter der Wirkung der Feder 114 in seine Ruhelage zurückgeschoben, wodurch die Schneiden 47 ebenfalls in ihre Ruhelage zurückkehren. Anschließend 3aßt sich das Bohrwerkzeug aus aem Bohrloch heraus ziehenAfter the drilling process has been completed, the load on the drill shaft 30 is first relieved and pushed back into its rest position under the action of the spring 114, whereby the Cutting 47 also return to their rest position. Then this can be done Pull the drilling tool out of a borehole

Claims (10)

Bohrwerkzeug ANSPRÜCHE Bohrwerkzeug zum Bohren von sich erweiternden Bohrlöchern, mit einem rotierend und axial antreibbaren Werkzeugschaft, einem in den #erkzeugschaft eingespannten Bohrschaft, und radial nach außen verschiebbaren Schneiden, die an Schneidenträgern sitzen, die im wesentlichen über ihren gesamten Verschiebeweg in Öffnungen des Bohrschafts geführt sind, wobei die Öffnungen axial auf der Außenfläche des Bohrschafts verlaufende Nuten sind, und die Schneidenträger federelastisch sind, nach Patent (Patentanmeldung P 27 23 785.0), dadurch gekennzeichnet, daß das schneidenfreie Ende (44'#) der Schneidenträger (44) an einem Stützring (110) auf dem Bohrschaft (30) befestigt ist, und daß der Bohrschaft (30) gegen die Kraft einer Feder (114) axial gegen den Stützring (110) verschiebbar ist, wenn der Stützring (110) am Mauerwerk anliegt. Drilling tool CLAIMS Drilling tool for drilling widening Boreholes, with a rotating and axially drivable tool shank, an in the # tool shank clamped drill shank, and radially outwardly displaceable Cutters that sit on cutter carriers that are essentially over their entire length Displacement are guided in openings of the drill shaft, the openings being axial are grooves extending on the outer surface of the drill shank, and the cutter carriers are resilient, according to patent (patent application P 27 23 785.0), characterized that the blade-free end (44 '#) of the blade carrier (44) on a support ring (110) is attached to the drill shaft (30), and that the drill shaft (30) against the force one The spring (114) is axially displaceable against the support ring (110), when the support ring (110) is in contact with the masonry. 2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie, die Schneiden (47) tragende Ende (44') der Schneidenträger (44) zur Achse des Bohrschafts (30) hin verläuft und gegen einen entsprechend geformten Abschnitt (38') der auf der Außenfläche des Bohrschafts (30) laufenden Nut (38) anliegt.2. Drilling tool according to claim 1, characterized in that the free, the cutting edge (47) carrying the end (44 ') of the cutting edge carrier (44) to the axis of the drill shaft (30) runs towards and against a correspondingly shaped section (38 ') of the the outer surface of the drill shaft (30) rests on the running groove (38). 3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das freie Ende der Schneidenträger (44) und der Nuten (38) unter einem konstanten Neigungswinkel der Achse des Bohrschafts (30) nähern.3. Drilling tool according to claim 2, characterized in that the free end of the cutter carrier (44) and the grooves (38) under a constant Approach the angle of inclination of the axis of the drill shank (30). 4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geneigte Abschnitt (38') der Nut (38) etwa die doppelte axiale Länge wie die Schneiden (47) besitzt.4. Drilling tool according to claim 3, characterized in that the inclined Section (38 ') of the groove (38) about twice the axial length as the cutting edges (47) owns. 5. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (47) eine Schneidkante (47') besitzen, die parallel zur Achse des Bohrschafts verläuft.5. Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that that the cutting edges (47) have a cutting edge (47 ') which is parallel to the axis of the drill shaft. 6. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkanten(47') der Schneiden (47) in ihrer Ruhelage geringfügig innerhalb des Durchmessers des Bohrschafts (30) liegen.6. Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that that the outer edges (47 ') of the cutting edges (47) are slightly inside in their rest position the diameter of the drill shank (30). 7. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie-Ende (30') des Bohrschafts (30) stumpf ist.7. Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that that the free end (30 ') of the drill shaft (30) is blunt. 8. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (114) eine Schraubenfeder ist, deren eines Ende gegen ein mit dem Stützring (110) verbundenes Auflager(112) und deren anderes Ende gegen einen Ansatz (118) am Bohrschaft (30) anliegt.8. Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that that the spring (114) is a helical spring, one end of which against a with the Support ring (110) connected support (112) and the other end against a shoulder (118) rests on the drill shaft (30). 9. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbewegung des Bohrschafts (30) gegen den Stützring (110) durch einen Anschlag (116) am Bohrschaft (30) begrenzt ist, und daß die maximale Verschiebungsstrecke kleiner als das schräg verlaufende freie Ende (38') der Nuten (38) ist.9. Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that that the axial movement of the drill shaft (30) against the support ring (110) by a Stop (116) on the drill shaft (30) is limited, and that the maximum displacement distance is smaller than the inclined free end (38 ') of the grooves (38). 10. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem freien Ende (30') des Bohrschafts (30) zugewandte Seite des Stützrings (110) einen gleitfähigen Belag besitzt.10. Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that that the free end (30 ') of the drill shaft (30) facing side of the support ring (110) has a slidable coating.
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