DE3137938C2

DE3137938C2 - Drilling tool for producing an undercut extension in a blind hole

Info

Publication number: DE3137938C2
Application number: DE19813137938
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 4156 Willich Kröning
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1983-04-28
Also published as: DE3137938A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zur Herstellung einer hinterschnittenen Erweiterung in einer Blindbohrung mit einem Bohrschaft, in dem ein sich über den Bohrschaft hinaus erstreckender Stößel federnd abgestützt und axial verschieblich geführt ist, der in Richtung auf sein freies Ende auseinanderstrebende Gleitflächen für Bohrmeißel aufweist, die am Bohrschaft ausschwenkbar gehalten sind. Mit einem derartigen Bohrwerkzeug können in vorgefertigte Bohrungen, z.B. in einer Betonwand od.dgl., hinterschnittene Erweiterungen angebracht werden, so daß ein in die mit der Erweiterung versehene Bohrung eingesetzter Dübel, z.B. ein Spreizdübel, formschlüssig darin gehalten ist, wodurch im Ergebnis die Tragfähigkeit des Dübels vergrößert wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Bohrwerkzeug so zu verbessern, daß es große Schlag- und Stoßbelastungen ohne weiteres aufnehmen kann. Dazu sind die Bohrmeißel in Längsschlitzen des Bohrschaftes geführte Stäbe mit aufgesetzten Bohrkronen. Die den Bohrkronen abgewandten Enden der Stäbe sind gelenkig gelagert und unmittelbar auf zugeordneten Stirnflächen an den Enden der Längsschlitze abgestützt. Ferner erstrecken sich auch die Gleitflächen des Stößels in die Längsschlitze.The invention relates to a drilling tool for producing an undercut enlargement in a blind bore with a drill shank, in which a plunger extending beyond the drill shank is resiliently supported and axially displaceable and has sliding surfaces for drill bits diverging in the direction of its free end Drill shaft are held pivotable. With such a drilling tool, undercut extensions can be made in prefabricated bores, e.g. in a concrete wall or the like of the anchor is enlarged. The object of the invention is to improve such a drilling tool so that it can easily absorb large impact and shock loads. For this purpose, the drill bits are guided in longitudinal slots in the drill shaft with drill bits attached. The ends of the rods facing away from the drill bits are articulated and directly supported on associated end faces at the ends of the longitudinal slots. Furthermore, the sliding surfaces of the plunger also extend into the longitudinal slots.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zur Herstellung einer hinterschnittenen Erweiterung in einer Blindbohrung, mit einem Bohrschaft, in dem ein sich über den Bohrschaft hinauserstreckender Stößel fe- so dernd abgestützt und axial verschieblich geführt ist, der eine schräg zur Bohrachse angeordnete Gleitfläche für einen Bohrmeißel aufweist, der am Bohrschaft ausschwenkbar gehalten ist, wobei der Bohrmeißel ein in einem Längsschlitz des Bohrschaftes geführtes und mittels eines Gelenkstiftes gelenkig gelagertes Schwenkelement mit aufgesetzten Schneidkanten ist.The invention relates to a drilling tool for producing an undercut extension in one Blind bore, with a drill shank in which a ram extending beyond the drill shank is spring-loaded is supported and axially displaceably guided, which has a sliding surface arranged at an angle to the drilling axis for has a drill bit which is held on the drill shaft so as to be pivotable, the drill bit having an in a longitudinal slot of the drill shaft and pivot element articulated by means of a hinge pin with attached cutting edges.

Mit einem derartigen Bohrwerkzeug können in vorgefertigte Bohrungen, z. B. in einer Betonwand oder dergleichen, hinterschnittene Erweiterungen angebracht werden, so daß ein in die mit der Erweiterung versehene Bohrung eingesetzter Dübel, z. B. ein Spreizdübel, formschlüssig darin gehalten ist, wodurch im Ergebnis die Tragfähigkeit des Dübels vergrößert wird. ⁶SWith such a drilling tool can in prefabricated holes such. B. in a concrete wall or the like, undercut extensions are attached so that a dowel inserted into the hole provided with the extension, z. B. an expansion dowel, is positively held therein, as a result of which the load-bearing capacity of the dowel is increased. ⁶ p

Bei einem Bohrwerkzeug der eingangs beschriebenen Gattung (DE-OS 27 31901) ist das Schwenkelement etwa mittig auf einem Gelenkstift gelagert und mit seinem einen Ende direkt an einer Schrägfläche des beweglichen Stößels abgestützt Beim Arbeiten mit diesem Bohrwerkzeug müssen sämtliche in Richtung der Bohrerachse wirkenden Kräfte vom Gelenkstift übertragen werden, der dementsprechend ausgelegt sein muß.In a drilling tool of the type described above (DE-OS 27 31901) is the pivot element mounted approximately centrally on a hinge pin and one end directly on an inclined surface of the movable ram supported When working with this drilling tool, all must in the direction forces acting on the drill axis are transmitted from the pivot pin, which is designed accordingly have to be.

Ferner ist ein Bohrwerkzeug bekannt (DE-OSFurthermore, a drilling tool is known (DE-OS

25 30 234), bei dem die Bohrmeißel aus einstückig an den Bohrschaft angeformten, federnden Spreizen bestehen, die an ihren freien Enden Bohrkronen tragen. Die beim Arbeiten mit diesem Bohrwerkzeug auf die Bohrkronen zu übertragenden Schlag- und Stoßbeanspruchungen werden ausschließlich über die federnden Spreizen übertragen, die jedoch mit zunehmender Eindringtiefe immer weiter federnd aus ihrer Ruhelage ausgelenkt werden. Dabei reduziert sich die kritische Knickbelastung der Spreizen zunehmend, so daß die Arbeitsleistung des Bohrwerkzeugs in Grenzen gehalten werden muß, wenn eine bleibende Verformung oder Beschädigung der Bauteile dieses Bohrwerkzeugs vermieden werden solL25 30 234), in which the drill bit is made in one piece with the Resilient spreaders formed on the drill shaft, which carry drill bits at their free ends. The at Working with this drilling tool on the drill bits to be transmitted impact and shock loads are only transmitted via the resilient spreaders, but with increasing penetration depth be deflected more and more resiliently from their rest position. The critical buckling load is thereby reduced the spreading increasingly, so that the work performance of the drilling tool can be kept within limits must if permanent deformation or damage to the components of this drilling tool is avoided shall be

Bei einer anderen Ausführungsform (DE-OSIn another embodiment (DE-OS

26 52 366) sind die Bohrmeißel am Bohrschaft oder am Stößel mit Gelenkstiften gehalten und am anderen Bauteil mit einer Stift-Schlitz-Verbindung geführt Stößel und Bohrschaft sind also lediglich über die Bohrmeißel miteinander verbunden, so daß sämtliche Schlag- und Stoßbelastungen von den Gelenkstiften bzw. von der Stift-Schlitz-Verbindung übertragen werden müssen.26 52 366) the drill bits are held on the drill shaft or on the ram with pivot pins and on the other Component with a pin-and-slot connection, so the ram and drill shank are only accessible via the Drill bits interconnected so that all impact and shock loads from the hinge pins or must be transmitted by the pin-and-slot connection.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bohrwerkzeug der eingangs beschriebenen Gattung so zu verbessern, daß es große Schlag- und Stoßbelastungen ohne weiteres aufnehmen kann, wobei die Gelenkstifte im wesentlichen belastungsfrei bleiben.The object of the invention is to improve a drilling tool of the type described above so that it can easily withstand large impacts and shock loads, the pivot pins essentially stay stress-free.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Bohrwerkzeug mehrere Schwenkelemente aufweist, daß die gelenkige Lagerung an den den Schneidkanten abgewandten Enden der Schwenkelemente angeordnet ist, daß die Enden der Schwenkelemente unmittelbar auf ihnen zugeordneten Stirnflächen an den Enden des Längsschlitzes abgestützt sind und daß dem Stößel für jedes Schwenkelement eine Gleitfläche zugeordnet ist.This object is achieved in that the drilling tool has several pivot elements, that the articulated mounting is arranged on the ends of the pivoting elements facing away from the cutting edges is that the ends of the pivot elements directly on their associated end faces at the ends of the Longitudinal slot are supported and that the plunger is assigned a sliding surface for each pivot element.

Bei dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug werden die Schlagkräfte, die durch das Schlagwerk einer Bohrmaschine erzeugt werden, direkt durch den Bohrschaft auf die Bohrmeißel übertragen, weil diese sich unmittelbar auf zugeordneten Stirnflächen an den Enden der Längsschlitze abstützen. Deswegen können mit diesem Bohrwerkzeug verhältnismäßig große Schlagkräfte übertragen werden. Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug kann aber auch große Stoßbelastungen aufnehmen bzw. übertragen, weil die Schwenkelemente ebenso wie die Gleitflächen des Stößels in Längsschlitzen des Bohrschaftes geführt sind, in denen die Schwenkelemente selbst dann noch hinreichende Abstützung finden, wenn sie ihre maximale Auslenkung erreicht haben, bei der etwa die Hälfte der Mantelfläche der Schwenkelemente sich noch in den zugeordneten Längsschlitzen befindet.In the drilling tool according to the invention, the impact forces generated by the hammer mechanism are a Drill generated directly through the drill shank on the drill bit, because this are supported directly on assigned end faces at the ends of the longitudinal slots. That's why you can relatively large impact forces are transmitted with this drilling tool. The inventive But the drilling tool can also absorb or transmit large impact loads because the swivel elements just like the sliding surfaces of the ram are guided in longitudinal slots of the drill shaft, in which the swivel elements still find adequate support even when they reach their maximum deflection have reached in which about half of the surface area of the pivoting elements is still in the associated Longitudinal slots are located.

Eine zusätzliche Führung erhält man dann, wenn die Schwenkelemente an ihren radialen Innenseiten Längsnuten zur Aufnahme und Führung eines Stößelschaftes aufweisen, der im wesentlichen zentrisch zum Bohrschaft angeordnet ist.An additional guide is obtained when the swivel elements have longitudinal grooves on their radially inner sides for receiving and guiding a ram shaft which is essentially centric to the drill shaft is arranged.

Zweckmäßig weisen die Schwenkelemente den Stützflächen zugeordnete Abwälzflächen auf, damit die Auslenkung der Schwenkelemente nicht behindert wirdThe pivot elements expediently have rolling surfaces assigned to the support surfaces so that the Deflection of the swivel elements is not hindered

und mit zunehmender Auslenkung keine unzulässig hohen Flächenpressungen auftreten.and with increasing deflection, there are no impermissibly high surface pressures.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei einander diametral gegenüberliegende Schwenkelemente vorgesehen. Die Schwenkelemente weisen vorzugsweise einen rechteckigen bis quadratischen Querschnitt auf.In a preferred embodiment of the invention, two are diametrically opposite one another Swivel elements provided. The pivot elements are preferably rectangular to square Cross-section on.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigtThe following is a shown in the drawing Embodiment of the invention explained; it shows

Fig. 1 schematisch ein Bohrwerkzeug in einer Bohrung bei der Herstellung einer hinterschnittenen Erweiterung,Fig. 1 schematically shows a drilling tool in a bore in the production of an undercut Extension,

Fig.2 einen Längsschnitt durch das Bohrwerkzeug nach F ig. 1,2 shows a longitudinal section through the drilling tool according to Fig. 1,

F i g. 3 teilweise eine Seitenansicht in Richtung III auf den Gegenstand nach F i g. 2,F i g. 3 partially shows a side view in the direction III of the object according to FIG. 2,

Fig.4 teilweise einen Schnitt in Richtung IV-IV durch den Gegenstand nach F i g. 1.4 partially shows a section in the direction IV-IV through the object according to FIG. 1.

Das in F i g. 1 dargestellte Bohrwerkzeug 1 arbeitet in einer Blindbohrung 2 eines Betonbiocks 3. Das Bohrwerkzeug 1 weist einen Bohrschaft 4 auf, an dessen unterem, aus der Blindbohrung 2 herausragenden Ende ein geeignetes Anschlußteil 5 befestigt ist Das Anschlußteil 5 kann bei 6 und/oder 7 Zu- bzw. Abflüsse für Spülluft oder für eine Spülflüssigkeit aufweisen.The in Fig. 1 shown drilling tool 1 works in a blind hole 2 of a concrete block 3. The Drilling tool 1 has a drill shank 4, at its lower end protruding from the blind hole 2 a suitable connection part 5 is attached. The connection part 5 can have 6 and / or 7 inflows or outflows for flushing air or for a flushing liquid.

Wie man insbesondere der F i g. 2 entnimmt, weist der untere Teil des Bohrschaftes 4 einen zylindrischen Hohlraum 8 auf, der eine Druckfeder 9 aufnimmt, die einerseits am Boden des Hohlraumes 8 und andererseits an einem Flansch 10 abgestützt ist, der am Ende eines Stößelschaftes 11 sitztHow one can in particular the F i g. 2 removes, the lower part of the drill shaft 4 has a cylindrical cavity 8 which receives a compression spring 9, the is supported on the one hand at the bottom of the cavity 8 and on the other hand on a flange 10, which is at the end of a Plunger shaft 11 is seated

An den mit dem Hohlraum 8 versehenen Teil des Bohrschaftes 4 schließt sich ein weiterer Teil des Bohrschaftes an, der mit einem in radialer Richtung durchgehenden Längsschlitz 12 versehen ist. Hohlraumseitig wird der Längsschlitz 12 von einer Stützfläche 28 begrenzt, die als Auflager bzw. Widerlager für zwei im Längsschlitz einander diametral gegenüberliegend angeordnete Schwenkelemente 14, 15 mit aufgesetzten Bohrkronen 16 dient. Die Schwenkelemente 14, 15 bilden Bohrmeißel. Sie sind hohlraumseitig mit Gelenkstiften 17,18 gelenkig gelagert. Die Gelenkstifte 17,18 sind mit Spiel in zugeordnete Bohrungen entweder der Schwenkelemente 14, 15 oder des Bohrschaftes 4 eingesetzt. Im übrigen sind die Gelenkstifte 17, 18 zueinander parallel und quer zur Längsachse des Bohrschaftes 4 angeordnet. Die Schwenkelemente 14, 15 besitzen einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, und ihre Dicke ist der Dicke des Längsschlitzes 12 angepaßt, so daß die Schwenkelemente 14,15 im Längsschlitz 12 auch dann noch geführt sind, wenn sie, wie weiter unten beschrieben, ausgeschwenkt werden.To the part of the drill shaft 4 provided with the cavity 8, a further part of the Drill shank, which is provided with a longitudinal slot 12 that extends through in the radial direction. Cavity side the longitudinal slot 12 is bounded by a support surface 28 which acts as a support or abutment for two im Longitudinal slot diametrically opposite each other arranged pivot elements 14, 15 with attached Drill bits 16 is used. The pivot members 14, 15 form drill bits. They are cavity-side with hinge pins 17,18 articulated. The hinge pins 17,18 are with play in either the associated holes Pivoting elements 14, 15 or the drill shaft 4 are used. Otherwise, the hinge pins 17, 18 Arranged parallel to one another and transversely to the longitudinal axis of the drill shaft 4. The pivot elements 14, 15 have a substantially rectangular cross-section, and their thickness is the thickness of the Longitudinal slot 12 adapted so that the pivot elements 14, 15 are also guided in the longitudinal slot 12, if they are swiveled out as described below.

An den einander zugewandten Innenseiten der Schwenkelemente 14, 15 befinden sich einander zugeordnete Längsnuten 19, 20, die gemeinsam eine Führung für den sich wenigstens bis zur Höhe der Bohrkronen 16 erstreckenden Stößelschaft 11 bilden.On the mutually facing inner sides of the pivot elements 14, 15 are located one another associated longitudinal grooves 19, 20, which together form a guide for the at least up to the height of the Drill bits 16 form extending ram shaft 11.

Oberhalb der Bohrkronen 16 geht der Stößelschaft 11 in ein dreieckförmiges Bauteil 21 über, das ebenfalls im Längsschlitz 12 angeordnet ist Das Bauteil 21 weist an beiden gegenüberliegenden Seiten Gurte 22,23 auf, die auseinanderstrebende Gleitflächen für die Schwenkelemente 14,15 bzw. die Bohrkronen 16 bilden. Das Bauteil 21 ist im Längsschlitz 12 untergebracht An die breiteste Stelle des Bauteils 21 schließt sich ein Stößel 24 an, der sich durch eine Bohrung 25 am oberen Ende des Bohrschaftes 4 bis über den Bokrschaft 4 hinauserstreckt Am freien Ende des Stößels 24 befindet sich ein Flansch 26 als Anschlag, der mit einer die Bohrung 25 umgebenden Stirnfläche 27 zusammenwirkt
Das dargestellte Bohrwerkzeug arbeitet wie folgt:Above the drill bits 16, the ram shaft 11 merges into a triangular component 21, which is also arranged in the longitudinal slot 12. The component 21 has straps 22, 23 on both opposite sides, the sliding surfaces diverging from each other for the pivoting elements 14, 15 and the drill bits 16 form. The component 21 is housed in the longitudinal slot 12. The widest point of the component 21 is followed by a plunger 24, which extends through a hole 25 at the upper end of the drill shaft 4 to over the Bokrschaft 4. At the free end of the plunger 24 there is a flange 26 as a stop which cooperates with an end face 27 surrounding the bore 25
The drilling tool shown works as follows:

In Ruhestellung nehmen die Schwenkelemente 14,15 dte in Fi g. 2 dargestellte Position ein. Der Stößel 24 ist ausgefahren. Das Bohrwerkzeug wird in eine vorgefertigte Bohrung 2 so weit eingeschoben, bis sich der Stößel 24 am Bohrlochtiefsten abstützt Wird nunmehr das rotierende Bohrwerkzeug 1 weiter in die Bohrung hineingedrückt dann verschiebt sich der Bohrschaft 4 relativ zum Stößel 24 gegen die Wirkung der Feder 9. Bei dieser Relativverschiebung wird das Bauteil 21 mit den Gleitflächen 22, 23 derart zwischen die beiden Schwenkelemente 14, 15 bewegt, daß die Schwenkelemente 14, 15 bzw. deren Bohrkronen auf den Gleitflächen 22, 23 geführt werden. Mit zunehmender Relativverschiebung zwischen Bohrschaft 4 und Stößel 24 werden die Schwenkelemente 14, 15 und damit die Bohrkronen 16 ausgeschwenkt. Beim Arbeiten des Bohrwerkzeugs 1 werden Schlagbeanspruchungen, die z. B. mit einer Schlagbohrmaschine auf das Bohrwerkzeug 1 übertragen werden, vom Bohrschaft 4 über eine den Längsschlitz hohlraumseitig begrenzende Stützfläehe 28 unmittelbar auf die auf der Stützfläche 28 abgestützten Schwenkelemente 14, 15 übertragen. Die Schwenkelemente 14,15 weisen dazu der Stützfläche 28 zugeordnete Abwälzflächen 29 auf, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine etwa halbkreisförmige Kontur besitzen. Drehmomente, die von der Bohrmaschine übertragen werden, werden durch die Führung der Schwenkelemente 14,15 im Längsschlitz 12 bzw. am Stößelschaft 11 ohne Überbeanspruchung in Torsionskräfte umgesetzt.In the rest position, the swivel elements 14.15 dte in Fi g. 2 position shown. The plunger 24 is extended. The drilling tool is pushed into a prefabricated bore 2 until the plunger 24 is supported at the deepest part of the borehole Relative displacement, the component 21 with the sliding surfaces 22, 23 is moved between the two pivoting elements 14, 15 in such a way that the pivoting elements 14, 15 or their drill bits are guided on the sliding surfaces 22, 23. As the relative displacement between the drill shaft 4 and the ram 24 increases, the pivot elements 14, 15 and thus the drill bits 16 are pivoted out. When working the drilling tool 1 impact loads that z. B. transferred to the drilling tool 1 with a hammer drill, transferred from the drill shaft 4 via a support surface 28 delimiting the longitudinal slot on the cavity side directly to the pivoting elements 14, 15 supported on the support surface 28. For this purpose, the pivot elements 14, 15 have rolling surfaces 29 assigned to the support surface 28, which in the exemplary embodiment shown have an approximately semicircular contour. Torques that are transmitted by the drilling machine are converted into torsional forces without overstressing by guiding the pivoting elements 14, 15 in the longitudinal slot 12 or on the ram shaft 11.

Die Gleitflächen 22, 23 bilden gleichsam eine Kopierschablone, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine konische Führung der Bohrmeißel bildet. Es können aber auch andere Konturen verwirklicht werden.The sliding surfaces 22, 23 form, as it were, a copying template which, in the illustrated embodiment, forms a conical guide for the drill bit. However, other contours can also be realized.

Wenn die hinterschnittene Erweiterung in der Bohrung 2 hergestellt ist, wird der Bohrschaft 4 wieder zurückgezogen. Aufgrund der Wirkung der Feder 9 im Hohlraum 8 des Bohrschaftes 4 bleibt der Stößel 24 zunächst im Bohrloch 2 abgestützt, bis die in F i g. 2 dargestellte Ruhelage wieder erreicht ist. Die Gelenkstifte 17,18 sorgen dafür, daß die Schwenkelemente 14, 15 vom Bohrschaft 4 wieder mit zurückgenommen werden.When the undercut enlargement is made in the bore 2, the drill shank 4 is again withdrawn. Due to the action of the spring 9 in the cavity 8 of the drill shaft 4, the ram 24 remains initially supported in the borehole 2 until the in F i g. 2 rest position shown is reached again. The hinge pins 17, 18 ensure that the pivot elements 14, 15 are taken back from the drill shaft 4 again will.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Drilling tool for producing an undercut extension in a blind hole, with a drill shaft in which a ram extending beyond the drill shaft is resilient is supported and axially displaceably guided, which has a sliding surface arranged obliquely to the drill axis for a drill bit which is held pivotably on the drill shaft, the Drill bit guided in a longitudinal slot of the drill shaft and by means of a hinge pin articulated swivel element with attached cutting edges is characterized in that the drilling tool (1) has several pivot elements (14,15) that the articulated Storage (17, 18) on the ends of the pivoting elements (14, 15) facing away from the snow edges (16) it is arranged that the ends of the pivot elements (14, 15) are assigned directly to them End faces (28) are supported at the ends of the longitudinal slots (12) and that the plunger (24) for each pivot element (14, 15) is assigned a sliding surface (22, 23)

2. Drilling tool according to claim 1, characterized in that the pivoting elements (14, 15) on their radial inner sides longitudinal grooves (19, 20) to Have reception and guidance of a tappet shaft (11).

3. Drilling tool according to claim 1 or 2, characterized in that the pivoting elements (14, 15) have rolling surfaces (29) assigned to the support surfaces (28).

4. Drilling tool according to one or more of claims 1-3, characterized by two each other diametrically opposed pivot elements (14,15).

5. Drilling tool according to one or more of claims 1 -4, characterized in that the « Swivel elements (14, 15) have a rectangular to square cross section.