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BESCHREIBUNG
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Bohrwerkzeug zum Erzeugen eines Hinterschnittes in einer vorgebohrten
zylindrischen Bohrung Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Erzeugen eines
Hinterschnittes in einer vorgebohrten zylindrischen Bohrung mit einem hohlzylindrischen
Bohrschaft, der an seinem vorderen Ende mehrere Schneiden trägt, und mit einem in
diesem geführten und aus dem vorderen Ende des Bohrschaftes herausragenden Spreizelement
mit konischen Spreizflächen, das relativ zum Bohrschaft verschieblich ist und durch
das die Schneiden beim Einschieben des Spreizelementes in den Bohrschaft über den
Schneiden zugeordnete Abstützbereiche radial nach außen drückbar sind, die im nichtgespreizten
Zustand mindestens um den Spreizweg in das'Innere, des hohlzyindrischen Bohrschaftes
ragen.
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Ein derartiges Bohrwerkzeug ist in der DE-PS '27 00 700 beschrieben
und verfügt über radial in entsprechend ausgebildeten Fenstern frei beweglichen
Schneiden, die mit ihren der Schneidkante gegenüberliegenden Kanten in ~Längsnuten
mit geneigten Bodenflächen geführt sind. Das Spreizelement wird bei dem bekannten
Bohrwerkzeug durch eine Druckfeder in der ausgefahrenen Stellung gehalten.
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Durch diese Druckfeder soll erreicht werden,' daß am Ende des Vorganges
zur Erzeugung eines Hinterschnittes das Spreizelement so verschoben wird, daß die
Schneiden in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren und somit ein Herausziehen des
Bohrwerkzeuges aus der konischen Erweiterung des Bohrloches möglich wird. Die Druckfeder
beim
bekannten Bohrwerkzeug kann ihre Aufgabe aber dann nicht mehr erfüllen, wenn die
Klemmkräfte die Federkräfte übersteigen.
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Aus der US-PS 26 38 327 ist ein Bohrwerkzeug bekannt, das einen zylindrischen
Bohrschaft aufweist, dessen Unterende über eine größere Länge eingeschlitzt ist,
so daß federnde Spreizsegmente entstehen, an deren Unterende nach außen weisende
Schneiden fest verankert sind.
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Unterhalb des Bohrschaftes ist ein Spreizkonus' angeordnet, der bei
Berührung der Sohle des Bohrlochs in den Innenraum des Bohrschaftes eindringt und
dabei die federnden Spreizsegmente mit den Schneiden nach außen drückt. Zum Lösen
des Bohrwerkzeuges aus dem konisch hinterschnittenen Bohrloch muß ein Keil verwendet
werden, der in einen im Bohrschaft vorgesehenen Schlitz eingesetzt wird und mit
dessen Hilfe der Spreizkonus in die ursprüngliche Lage getrieben wir'd.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Bohrwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne ,Hilfswe,rkzeug
mühelos und ohne Beschädigungen aus dem Bohrloch he-.
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rausgezogen werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am vorderen
Ende der konisch auseinanderlaufenden Spreizflächen des Spreizelementes Ausnehmungen
mit einer wenigstens dem Spreizweg der Schneiden entsprechenden radialen Tiefe vorgesehen
sind und daß die den Ausnehmungen zugeordneten Absätze vom vorderen Ende des Spreizelementes
einen Abstand haben, der größer als der Abstand der Abstützbereiche der Schneiden
vom vorderen Ende des Bohrschaftes ist.
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Durch eine derartige Ausgestaltung des Spreizelementes wird in vorteilhafter
Weise erreicht, daß die während des Aufweitvorganges sich spreizenden Schneiden
nach dem Erreichen ihrer maximalen Spreizung wieder ihren ursprünglichen Außendurchmesser
erhalten. Hierdurch wird ein einfaches und sicheres Entfernen des Bohrwerkzuges
aus dem Bohrloch erreicht. Die vom Benutzer des Bohrwerkzeugs auszuführende Bewegung
ist dabei wie beim Aufweitvorgang selbst immer auf den Bohrlochgrund gerichtet.
Da weder eine Druckfeder noch ein Austreibkeil verwendet werden muß, ergibt sich
eine einfache und sichere Handhabung.
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Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in
den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 ein Bohrwerkzeug gemäß der Erfindung
in einer Seitenansicht, Fig. 2 das Bohrwerkzeug gemäß Fig. 1 mit einem eingesetzten
Spreizelement im Längsschnitt, Fig. 3 eine Ansicht'auf das Bohrwerkzeug gemäß Fig.
1 in einer Ansicht von unten, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bohrwerkzeuges
gemäß der Erfindung mit axial verschieblichen Hartmetallstiften, Fig. 5 das in ein
Bohrfutter eingespannte Bohrwerkzeug gemäß Fig. 2 in einem zylindrischen Bohrloch
zu Beginn des Aufweitvorganges im Schnitt,
Fig. 6 eine der Fig.
5 entsprechende Darstellung während des'Aufweitvorganges und Fig. 7 eine der Fig.
6 entsprechende Darstellung nach Beendigung des Aufweitvorganges und Rückspringen
der Schneiden in'die nichtgespreizte Ausgangsstellung.
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Das in Fig. 1 dargestellte Bohrwerkzeug verfügt über einen hohlzylindrischen
Bohrschaft 1, dessen in der Zeichnung dargestelltes obere Ende 2 in ein in den Fig.
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5 bis 7 dargestelltes Bohrfutter 3 einer Bohrmaschine eingespannt
werden kann. In der Nähe, des oberen Endes 2 außerhalb des Einspannbereiches ist
in der Wandung des Bohrschaftes 1 ein Langloch 4 vorgesehen. Das in Fig. 1 deutlich
erkennbare Langloch 4 gestattet es', durch Kippen der Bohrmaschine bei eingespanntem
Bohrschaft 1 einen in Fig. 2 dargestellten Spreizkonus 5 aus der Mittelbohrung 6
zu entnehmen, wenn der Spreizkonus 5 in der weiter unten beschriebenen Art und Weise
in die Mittelbohrung 6 gelangt ist.
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Wie man in den Fig. 1, 2. und 3 weiter erkennt, verfügt der hohlzylindrische
Bohrschaft 1 am vorderen Ende 7 über zwei radial gegenüberliegend angeordnete Hartmetallstifte
8. Die Hartmetallstifte 8 sind, unter einem Winkel von 45° in den am vorderen Ende
7 verstärkten hohlzylindrischen Bohrschaft 1 eingesetzt. Durch diese Maßnahme erhält
man einen kürzeren Hebelarm, wodurch die Gefahr eines Abscherens verringert wird.
Außerdem ergibt sich eine größere Einbindetiefe für die Hart--metallstifte 8 in
den Spreizsegmenten 11.
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Wie man in den Fig. 2 und 3 erkennt, verfügt der hohlzylindrische
Bohrschaft 1 über einen Spreizbereich 9 mit zwei vom vonderen Ende 7 ausgehenden
Schlitzen 10, durch die zwei radial gegenüberliegende Spreizsegmente 11 gebildet
werden. Zur Auslenkung der Spreizsegmente 11 wird der Spreizkonus 5 in der in den
Fig. 5 - 7 dargestellten Weise verwendet.
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Der Spreizkonus 5 verfügt an seinem verjüngten Ende 12 über einen
Führungszapfen 13.'Der Durchmesser des Fühungszapfens 13 ist so gewählt, daß er
aufgrund der Federwirkung der Spreizsegmente 11 sicher im Bohrschaft 1 gehalten
wird. Dabei kommen gegen den Führungszapfen 13 nach innen vorspringende Abstützbereiche
14 zur Anlage, über die die Spreizsegmente 11 beim Einschieben des Spreizkonus 5
auseinandergepreßt werden.
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Der Führungszapfen 13 geht in die Konusfläche 16 des Spreizkonus
5 über. Die Konusfläche 16 läuft in einen zylindrischen Bereich 17 aus. Am vorderen
Ende 18 des Spreizkonus 5 ist eine umlaufende Ausnehmung 19 vorgesehen, so daß ein
Absatz 20 und ein Abstandshaltezapfen 21 gebildet werden. Die Bedeutung des Abstandshaltezapfens
21 am Spreizkonus 5 wird nunmehr im Zusammenhang mit den Fig. 5 bis 7 erläutert.
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In Fig. 5 ist eine vorgebohrte zylindrische Blindbohrung 22 in einem
Befestigungsgrund 23 dargestellt. Der Bohrschaft 1 des Bohrwerkzeuges ist mit seinem
oberen Ende 2 in das Bohrfutter 3 eingespannt. Am vorderen Ende 7 des in die Blindbohrung
22 hineinragenden Bohrschaftes 1 ist der Führungszapfen 13 des Spreizelemen tes
5 infolge der Federwirkung der spannzangen-ähnlichen Ausführung des Spreizbereiches
9 gehalten. Der
Abstandshaltezapfen 21 des Spreizkonus 5 steht
mit der Sohle 24 der Blindbohrung 22 in Berührung.
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Wie in Fig. 6 dargestellt ist, erfolgt beim Auftreffen des Spreizelementes
5 auf die Sohle 24 der Blindbohrung 22 in Verbindung mit der Rotation des Bohrschaftes
1 ein Aufspreizen der Spreizsegmente 11 und ein Abtrag an der Bohrlochwandung 25.
Bei diesem Vorgang gleiten die Abstützbereiche 14 entlang der Konusflädhe 16 in
Richtung auf den zylindrischen Bereich 17 und den Absatz 20. Dabei wird im Befestigungsgrund
kontinuierlich Material ausgeräumt und der erwünschte konische. Hinterschnitt geschaffen.
Während des Bohrvorganges stützt sich der Spreizkonus 5 mit dem Abstandshaltezapfen
21 auf der Sohle 24 ab und wird entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit in den
Bohrschaft l eingeschoben. Nach dem Erreichen der größtmöglichsten Auslenkung der
Segmente, d.h. bei Fertigstellung der Hinterschneidung 31 werden die Abstützbereiche
14 ganz über die Konusfläche 16 geschoben, wobei der Spreizkonus 5 aufgrund der
gegebenen Vorspannung in den hohlzylindrischen Bohrschaft 1 hineinspringt (Fig.
7). Beim Zurückfallen, wird der Spreizkonus 5 durch die Abstützbereiche 14, die
beispielsweise als umlaufende Schulter ausgebildet sind, am Herausfallen gehindert.
Der Bohrschaft 1 hat dann, wie man in Fig. 7 erkennt, im Spreizbereich 9 wieder
seinen ursprünglichen Außendurchmesser und kann daher mühelos aus der Blindbohrung
22 herausgezogen werden. Dabei besteht keine Gefahr, daß der Bohrschaft 1 sich durch
den abgetragenen Wandwerkstoff in irgendeiner Weise verklemmt.
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Der Durchmesser des Abstandshaltezapfens 21 ist so gewählt, daß er
kleiner als der Durchmesser des Führ.ungszapfens 13 ist und demzufolge keine Klemmwirkung
bei der in Fig. 7 gezeichneten Stellung auftritt. Um zu verhindern, daß für die
Herstellung einer weiteren konischen Bohrung der Bohrschaft 1 aus dem Bohrfutter
3 zur Entnahme des Spreizkonus aus dem oberen Ende 2 gelöst werden muß, ist das
bereits erwähnte Langloch 4 vorgesehen, das es gestattet, durch einfaches Kippen
der Bohrmaschine bei eingespanntem Bohrschaft den Spreizkonus 5 zu entnehmen.
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In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Das dort dargestellte Bohrwerkzeug verfügt ebenfalls über
einen hohlzylindrischen Bohrschaft 1. Am'vorderen Ende 7 ist dieser Bohrschaft 1
jedoch nicht geschlitzt, sondern verfügt über zwei radial verschiebbare Hartmetallstifte
26. Das Auseinanderspreizen der Hartmetallstifte 26 erfolgt mit Hilfe eines Stabes
27 mit einem dem Innendurchmesser des Bohrschaftes 1 angepaßten Außendurchmesser
und mit zwei# im Spreizteil 28 radial gegenüberliegend angeordneten Längsnuten 29.
Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, nimmt die Tiefe der Längsnuten 29 in Richtung auf
den Absatz 20 des Stabes 27 ab. Beim Einschieben des Stabes 27 in den Bohrschaft
1 werden daher die Hartmetallstifte 26 auseinander gedrückt, so daß in einer der
Fig. 6 entsprechenden Weise ein Hinterschnitt in einem zylindrisch vorgebohrten'
Loch erzeugt werden kann.
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Der Spreizvorgang der Hartmetallstifte 26 ist beendet, wenn der Stab
27 so weit in den Bohrschaft 1 eingeschoben worden ist, daß der Absatz 20 über'
~den Hartmetallstiften 26 zu liegen kommt und lediglich der Abstandshaltezapfen
21 aus dem Bohrschaft 1 herausragt.
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Die Hartmetallstifte 26 sind dann wieder in einer der Fig. 4 entsprechenden
Stellung, so daß der Bohrschaft 1 leicht aus dem Bohrloch herausgezogen werden kann.
Der Stab 27 befindet sich dann im Innern des Bohrschaftes 1, und kann am oberen
Ende 2 entfernt werden. Hierzu ist es notwendig, den Bohrschaft 1 aus dem Bohrfutter
3 zu lösen. Das Einschieben erfolgt dann wieder vom vorderen Ende 7 aus, wobei die
Hartmetallstifte 26 radial nach außen gedrückt werden müssen. Das in Fig. 4 dargesteXlte,Bohrwerkzeug
läßt sich ,fertigungstechnisch kostengünstiger herstellen und hat den weiteren torteil,
daß der Stab 27 zur Führung im Bohrschaft 1 mit einem verhältnismäßig langen nutfreien
Teil 30 versehen werden kann. Dadurch wird die Gefahr eines Verkantens des Spreizkonus
5 auch unter sehr ungünstigen Umständen sicher vermieden.
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