DE3206678C2 - Bohrwerkzeug zum Erzeugen eines Hinterschnittes in einer in Stein, Mauerwerk o.dgl. vorgebohrten zylindrischen Sacklochbohrung - Google Patents

Abstract

Ein Bohrwerkzeug zum Erzeugen eines Hinterschnittes in einer vorgebohrten zylindrischen Bohrung (22) verfügt über einen hohlzylindrischen Bohrschaft (1). Der Bohrschaft trägt an seinem vorderen Ende Schneiden (8, 26), die mit Hilfe eines in den Bohrschaft (1) einschiebbaren Spreizelementes (5, 27) radial nach außen gedrückt werden können. Das Spreizelement (5, 27) ist am vorderen Ende nach innen abgesetzt, so daß der Spreizvorgang abrupt beendet wird und die in die Ausgangsstellung zurückkehrenden Schneiden ein müheloses Herausziehen des Bohrwerkzeuges aus dem konisch hinterschnittenen Bohrloch gestatten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Erzeugen eines Hinterschnittes in einer in Stein, Mauerwerk o. dgl. vorgebohrten zylindrischen Sacklochbohrung 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 axial frei bewegbaren 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 hohlzylindrischen Bohrschaftes ragen.

Ein derartiges Bohrwerkzeug ist in der DE-PS 27 00 700 beschrieben >jnd 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. Durch diese Druckfeder soll erreicht werden, daß am Ende de« 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 Auigabe aber dann nicht mehr erfüllen, wenn die Klemmkräfte die Federkräfte übersteigen. Bei einer anderen Ausführungsform des bekannten Bohrwerkzeuges ohne Druckfeder soll das Spreizelement am Ende des Bohrvorganges infolge seines Gewichtes nach unten fallen und aus dem vorderen Ende des Bohrschaftes hervortreten, so daß die Schneiden in die Ausgangslage zurückkehren und das Bohrwerkzeug aus der erweiterten Sacklochbohrung herausgezogen werden kann.

Aus der US-PS 26 38 327 ist ein Bohrwerkzeug bekannt, das einen zylindrischen Bohr schaft aufweist, dessen Unterende über eine größere Länge eingeschlitzt ist, so daß federnde Spreizsegmente entstehen, an deren Unterende nach außen weisende Schneiden fest verankert sind. 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 wird.
Ausgehend von dem oben erörterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das nach dem Bohren ohne Ausspannen aus dem Futter wieder betriebsbereit gemacht werden kann.

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, 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, und daß der Bohrschaft über ein sich in axialer Richtung erstrekkendes Lang'och zum Auswerfen des Spreizelementes verfügt

Durch eine derartige Ausgestaltung des Bohrwerkzeuges wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die während des Aufweitvsrganges sich spreizenden Schneiden nach dem Erreichen ihrer maximalen Spreizung wieder ihren ursprünglichen Außendurchmesser erhalten. Hierdurch wird ein einfaches und sicheres Entfernen des Bohrwerkzeuges aus dem Bohrloch ermöglicht Die vom Benutzer des Bohrwerkzeugs auszuführende Bewegung ist dabei wie beim Aufweitvorgang selbst immer -»if den Bohrlochgrund gerichtet Obwohl weder eine Druckfeder noch ein Austreibkei'. verwendet werden, ergibt sich eine einfache und sichere Handhabung, wobei das Spreizelement nach dem Bohren aus dem hohlzylindrischen Bohrschaft einfach über das Langloch ausgeworfen werden kann ohne den Bohrschaft aus dem Futter auszuspannen.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 ein Bohrwerkzeug gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht,

F i g. 2 das Bohrwerkzeug gemäß F i g. 1 mit einem eingesetzten Spreizelement im Längsschnitt,

Fig.3 eine Ansicht auf das Bohrwerkzeug gemäß F i g. 1 in einer Ansicht von unten,

F i g. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bohrwerkzeuges ^emäß der Erfindung mit axial verschieblichen Hartmetailstiften,

F i g. 5 das in ein Bohrfutter eingespannte Bohrwerkzeug gemäß F i g. 2 in einem zylindrischen Bohrloch zu Beginn des Aufweitvorganges im Schnitt,

Fig.6 eine der Fig.5 entsprechende Darstellung während de-. Aufweitvorganges und

Fig.7 eine der Fig.6 entsprechende Darstellung nach Beendigung des Aufweitvorganges und Rückspringen der Schneiden in die nichtgespreizte Ausgangsstellung.

Das in F i g. 1 dargestellte Bohrwerkzeug verfügt über einen hohlzylindrischen Bohrschaft 1, dessen in der Zeichnung dargestelltes obere Ende 2 in ein in den Fig. 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 Bohrschalt 1 einen in Fig.2 dargestellten Spreizkönus 5 aus der Mittelbohrung 6 zu entnehmen, wenn der Spreizkoni'?; 5 in der weiter unten beschriebenen Art und Weise in tiie Mittelbohrung 6 gelangt ist.

Wie man in den F i g.!, 2 und 3 weiter erkennt, verfügt der hohlzylindri^che Bohrschaft 1 am vorderen Ende 7 über zwei radial gegenüberliegend angeordnete Hartmetallstifte 8. Die K=>jtmetallstifte 8 sind unter einem Winke] 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 Hartmetallstifte 8 in den Spreizsegmenten 11.

Wie man in den F i g. 2 und 3 erkennt verfügt der hohlzylindrische Bohrschaft 1 über einen Spreizbereich

ίο 9 mit zwei vom vorderen 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 F i g. 5—7 dargestellten Weise verwendet

Der Spreizkonus 5 verfügt an seinem verjüngten Ende 12 über einen Führungszapfen 13. Der Durchmesser des Führungszapfens 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 Absatzbereiche 14 zur Anlage, über die die Srjreizsegmente H beim Einschieben des Spreizkonus S auseinandergepreßt werden.
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 Epreizkonus 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 F i g. 5 bis 7 erläutert

In F i g. 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 Spreizelementes 5 infolge der Federwirkung der spannzangen-ähnlichen Ausführung des Spreizbereiches 9 gehalten. Der AbstandshaUezapfen 21 des Spreizkonus 5 steht ruh der Sohle 24 der Blindbohrung 22 in Berührung.

Wie in F i g. 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 ti und ein Abtrag an der Bohrlochwandung 25. Bei diesem Vorgang gleiten die Abstützbereiche 14 entlang der Konusfläche 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 sic.*i der Spreizkonus 5 mit dem Abstandshaltezapfen 21· auf der Sohle 24 ab und wird en:· sprechend der Vorschubgeschwindigkeit in den Bohrsc.iaft 1 eingeschoben. Nach dein 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 liohlzylindrischen Bohrschaft 1 hineinspringt (Fig. 7). Beim Zurückfallen wird der Spreizkonus 5 durch die Abstützbereiche 14, die beispielweise als umlaufende Schulter ausgebildet sind, am Herausfallen gehindert. Der Bohrschafi 1 hat dann, wie man in F i g. 7

b5 erkennt, im Spreizbereich 9 wieder seinen ursprünglichen Außendurchme.=ser 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.

Der Durchmesser des Abstandshaltezapfens 21 ist so gewählt, daß er kleiner als der Durchmesser des Führungszapfens 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 <o Lungloch 4 vorgesehen, das es gestattet, durch einfaches Kippen der Bohrmaschine bei eingespanntem Bohrschaft den Spreizkonus :!i zu entnehmen.

In F i g. 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 23 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 gedruckt, so daß in einer der F i g. 6 entsprechenden Weise ein Hinterschnitt in einem zylindrisch vorgebohrten Loch erzeugt werden kann.

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 au« dem Bohrschaft 1 herausragt. Die Hartmetallstifte 26 sind dann wieder in einer der F i g. 4 entsprechenden Stellung, so daß der Bohrschaft 1 leicht aus dem Bohriocii 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 F i g. 4 dargestellte Bohrwerkzeug läßt sich fertigungstechnisch kostengünstiger herstellen und hat den weiteren Vorteil, 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (9)

Patentansprüche:

1. Bohrwerkzeug zum Erzeugen eines Hinterschnittes in einer in Stein, Mauerwerk o. dgl. vorgebohrten zylindrischen Sacldochbohrung 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 axial frei bewegbaren 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 hohlzylindrischen Bohrschaftes ragen, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende (18) der konisch auseinanderlaufend?" Spreizflächen (16,29) des Spreizelementes (5. 27Ϊ Ausnehmungen (19) mit einer wenigstens dem Spreizweg der Schneiden (8,26) entsprechenden radialen Tiefe vorgesehen sind, daß die den Ausnehmungen (19) zugeordneten Absätze (20) vom vorderen Ende (18) des Spreizelementes (5,27) einen Abstand haben, der größer als der Abstand der Abstützbereiche (14) der Schneiden fi, 26) vom vorderen Ende (7) des Bohrschaftes (1) ist, und daß der Bohrschaft (1) über ein sich in axialer Richtung erstreckendes Langloch (4) zum Auswerfen des Spreizelementes (5) verfügt.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide»- im Bohrschaft (1) radial verschiebbare Hartnetalleinsätze, insbesondere Hartmetallstifte (26) sind.

3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizelement ein im hohlzylindrischen Bohrschaft (1) verschiebbarer mit Längsnuten (29) versehener Stab (27) ist, deren Tiefen zum vorderen Ende des Stabes (27) bis zu den Absätzen (20) abnehmen und in denen die Hartmetallstifte (26) geführt sind.

4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohlzylindrische Bohrschaft (1) vom vorderen Ende (7) ausgehende axial verlaufende Schlitze (10) aufweist, durch die aufspreizbare, mit eingepreßten Hartmetalleinsätzen, insbesondere Hartmetallstiften (8) versehene Spreizsegmente (11) gebildet sind, die über radial nach innen weisende Abstützbereiche (14) verfügen, welche den Spreizflächen (16) des Spreizelementes (5) zugeordnet sind.

5. Bohrwerkzeug nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizelement ein Spreizkonus mit einem am vorderen Ende (18) angeordneten Abstandshaltezapfen (21) ist, dessen Durchmesser kleiner als der radiale Abstand zwischen den Auflageflächen der Abstützbereiche (14) im nichtgespreizten Zustand ist.

6. Bohrwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkonus (5) einen an den Absatz (20) angrenzenden zylindrischen Obergangs= bereich (17) aufweist.

7. Bohrwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkonus (5) am verjüngten Ende (12) einen Führungszapfen (13) aufweist, dessen Durchmesser etwas größer als die lichte Weite der öffnung zwischen den Abstützbereichen (14) ist.

8. Bohrwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallstifte (8) unter einem Winkel von 45° in den Abstützbereich (14) eingesetzt sind. .

9. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nutfreie Teil (30) des Stabes (27) langer als die Längsnuten (29) ist.