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Beschreibung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Werkzeug
zur Herstellung hinterschnittener Bohrlöcher der im Oberbegriff des Anspruchs 1
angegebenen Gattung.
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Solche hinterschnittenen Bohrungen, d.h. entlang eines Abschnittes
in Bohrrichtung sich erweiternden Bohrlöcher, in Wänden, Mauerwerken u.dgl., werden
in der Befestigungstechnik zur Aufnahme von sog. Formschlußoder Hinterschnittdübeln
oder zur Aufnahme von einbetonierten Befestigungsankern benötigt. Formschlußoder
Hinterschnittdübel sind Dübel, die nach Einführen in das Bohrloch. z.B. durch Anziehen
einer Schraube. einen Keil spreizen, der sich auf der hinterschnittenen Kante des
Bohrloches abstützt. Bei Befestigungsankern entsteht durch das Hinterschnittloch
ein Formschluß zwischen Mauerwerk und Mörtelmasse, da auch letztere hinter die Hinterschnittschulter
gelangt und dadurch ein Herausreißen der Mörtelmasse aus dem Bohrloch verhindert
wird.
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Bei einem bekannten Bohrwerkzeug zur Herstellung von Hinterschnittlöchern
der eingangs genannten Art sind Haupt- und Nebenschneide in einem Schneidenkopf
untergebracht, der einen gegenüber dem Bohrerschaft wesentlich vergrößerten Durchmesser
hat. Die Nebenschneide weist zwei Nebenschneidenkörper mit stirnseitiger Schneidspitze
auf, die in jeweils einer Führungsbohrung verschieblich gehalten sind. Die Führungsbohrungen
verlaufen in einem spitzen Winkel zur Hauptschneidenachse und münden in der den
Schlagstößel aufnehmenden Zentralbohrung im Bohrerschaft.
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Die Übertragung der Schlagbewegung des von der Antriebsmaschine axial
angetriebenen Schlagstößels auf die beiden Nebenschneidenkörper erfolgt über ein
Ausrückelement mit einer zur Zentralbohrung spitzwinklig verlaufenden Mantelfläche,
an welcher die Nebenschneidenkörper endseitig anliegen.
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Durch diese konstruktive Gestaltung führt bei diesem bekannten Bohrwerkzeug
neben der Hauptschneide auch die Nebenschneide eine von der Antriebsmaschine abgeleitete
Dreh- und Schlagbewegung aus, so daß das Bohrloch sowohl in axialer als auch radialer
Richtung drehschlagend bearbeitet wird. Damit kann die Dreh-und Schlagbewegung der
Antriebsmaschine auch für den Hinterschnitt genutzt werden, so daß das Erstellen
von Bohrlöchern mit relativ breitem Hinterschnitt auch in hartem Gestein möglich
ist.
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Die konstruktive Ausgestaltung der Nebenschneide erfordert jedoch
einen relativ dicken Schneidenkopf, damit die Nebenschneidenkörper auch im ausgerückten
Zustand ausreichend sicher geführt sind. Mit einem solchen Bohrwerkzeug können daher
nur Hinterschnitt-Bohrlöcher mit relativ großem Durchmesser hergestellt werden.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Werkzeug mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 ist insbesondere für kleine Bohrer- bzw. Bohrlochdurchmesser
geeignet.
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Durch Führung des Schneidenkörpers über den gesamten Schaftquerschnitt
ist gewährleistet, daß die Nebenschneide besonders bei kleinem Schaft- und damit
Hauptschneidendurchmesser auch im ausgerückten Zustand noch gut geführt ist und
damit die auf sie wirkenden Kräfte, die aus der Gesteinszertrümmerung, der Vorschubbewegung
und der Drehbewegung resultieren, auffangen kann.
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Bei eingerückter Nebenschneide steht die Schneidspitze innerhalb
des von der Hauptschneide erzeugten Bohrungsquerschnittes. Bei ausgerückter Nebenschneide
befindet sich das von der Schneidspitze abgekehrte Ende des Schneidenkörpers innerhalb
dieses Bohrungsquerschnittes und schließt die Führungsöffnung gegen das Eindringen
von Staub ab. Zur Bohrung des C;rundloches muß die Nebenschneide außer Funktion
gesetzt werden. Dies kann durch entsprechende Ausbildung der Antriebsmaschine, deren
Schlagbewegung wahlweise auf das Schaftende allein oder gleichzeitig auf das Schaft-
und auf das Schlagstößelende übertragbar ist, oder durch Entfernen des Schlagstößels
erfolgen.
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Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und
Achse des Schaftes 10 zusammenfällt,
spitzwinklig verlaufenden Führungsbohrung 18 im Schaft 10 axial verschieblich gehalten.
Wie aus Fig. 1-3 zu erkennen ist, durchsetzt die Führungsbohrung 18 den gesamten
Schaftquerschnitt. Die Führungsbohrung 18 wird von einer im Schaft 10 vom Schaftende
bis nahe der Hauptschneide 11 reichenden axialen Zentralbohrung 19 durchsetzt. Der
in der Führungsbohrung 18 gleitende Schneidenkörper 15 ist in seiner axialen Länge
größer bemessen als die Führungsbohrung 18, so daß in jeder Stellung der Nebenschneide
14 längs ihres Verschiebeweges der die Zentralbohrung 19 durchdringende Schneidenkörper
15 in der Führungsbohrung 18 sicher geführt ist.
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In der Zentralbohrung 19 ist ein Schlagstößel 20 axial verschieblich
geführt, der mit einem Ende in den Schneidenkörper 15 eingreift und mit seinem anderen
Ende bei eingerückter Nebenschneide 14 über das von der Hauptschneide il abgekehrte
Schaftende vorsteht. Wie insbesondere aus Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, ist der
vordere, in den Schneidenkörper 15 eingreifende Endbereich 21 des ansonsten runden
Schlagstößels 20 abgeflacht und trägt stirnseitig einen beidseitig überstehenden,
zur Schaftachse schrägen Formwulst 22, dessen Vorderseite eine Schlagumlenkfläche
23 bildet. Die Schlagumlenkfläche 23 verläuft etwa rechtwinklig zu der Achse 24
des Schneidenkörpers 15 und wirkt mit einer parallelen Schlagaufnahmefläche 25 im
Schneidenkörper 15 zusammen. Die Schlagaufnahmefläche 25 begrenzt eine axialeSchlitzausnehmung
26 im Schneidenkörper 15, die sich von dem von der Schneidspitze 16 abgekehrten
Ende des Schneidenkörpers 15 bis etwa zur Mitte des Schneidenkörpers 15 hin erstreckt
und in einer dem Formwulst 22 entsprechenden Formausnehmung 27 endet. Formwulst
22 und Formausnehmung 27 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Schlagstößel 20
formschlüssig in den Schneidenkörper 15 eingreift, wobei die Schlagumlenkfläche
23 des Schlagstößels 20 und die Schlagaufnahmefläche 25 des Schneidenkörpers 15
aneinanderliegen und sich eine bei hin- und hergehendem Schlagstößel 20 wirksame
Kopplung zwischen diesem und dem Schneidenkörper 15 ergibt. Durch diese beschriebene
formschlüssige Kopplung wird in Verbindung mit einer einerseits am Schaft 10 und
andererseits am Schlagstößel 20 sich abstützenden Schlagstößel-Rückholfeder 28 eine
Nebenschneide-Einrückvorrichtung 29 geschaffen, mit welcher nach jedem Ausrükken
der Nebenschneide 14 durch axialen Vortrieb des Schlagstößels 20 (Fig. 2) die Nebenschneide
14 nach Wegfall der Schlagbelastung des Schlagstößels 20 automatisch wieder eingerückt
wird (Fig. 1). Die Ausschublänge der Nebenschneide 14 wird dabei durch das Überstandsmaß
des Schlagstößels 20 über das Schaftende bei eingerückter Nebenschneide 14 bestimmt.
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Bohrwerkzeuges ist wie folgt:
Zum Bohren des Grundloches mit der Hauptschneide 11 wird der Schlagstößel 20 außer
Funktion gesetzt, so daß die Nebenschneide 14 sich in ihrer in Fig. 1 eingerückten
Lage befindet. Dies wird vorzugsweise durch eine entsprechende Vorrichtung in der
drehschlagenden Antriebsmaschine durchgeführt, so daß während des Bohrens des Grundloches
die Schlagbewegung der Antriebsmaschine nur auf den ringförmigen Rand des Schaftendes
übertragen wird, nicht aber auf den Schlagstößel 20. Die Schläge der Antriebsmaschine,
z.B. eines Bohrhammers, werden über den Schaft 10 auf die Hauptschneide 11 übertragen.
Das Grundloch wird in Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Werkzeugs möglich.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei
aus Anspruch 2. Durch die Nebenschneide-Einrückvorrichtung wird sichergestellt,
daß das Bohrwerkzeug wieder zuverlässig aus dem Bohrloch entfernt werden kann.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei
aus Anspruch 3. Durch diese Maßnahme wird eine Nebenschneide-Einrückvorrichtung
besonders vorteilhaft realisiert. Beim Herausziehen stößt dabei zunächst das von
der Schneidspitze abgekehrte Ende des Schneidenkörpers an der Hinterschnittkante
des Bohrloches an, wodurch die Nebenschneide nach Überwindung der Kraft der Schlagstößel-Rückholfeder
wieder ausgerückt bzw. ausgeschoben wird. Damit kann dieses hintere Ende des Schneidenkörpers
durch die Grundbohrung geführt werden. Wenn dann die ausgerückte Nebenschneide in
Nähe der Schneidspitze an der Hinterschnittkante des Bohrloches zur Anlage kommt,
hat bereits das andere Ende des Schneidenkörpers das Grundloch verlassen, so daß
die Nebenschneide-Einrückvorrichtung wieder wirksam werden kann. Durch die Rückholfeder
und durch die Kopplung zwischen Nebenschneide und Schlagstößel wird die Schneidspitze
wieder in den Querschnittsbereich der Hauptschneide zurückgezogen, und das Bohrwerkzeug
kann vollständig aus dem Bohrloch entfernt werden.
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Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines zur Verwendung in einem Bohrhammer bestimmten Werkzeugs
zum Herstellen von hinterschnittenen Bohrlöchern, und zwar bei eingerückter Nebenschneide,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Werkzeugs in Fig. l, teilweise geschnitten, bei ausgerückter
Nebenschneide, Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes A des Werkzeugs
in Fig. 1, Fig. 4 eine Ansicht des vergrößert dargestellten Ausschnittes des Werkzeugs
in Richtung Pfeil Bin Fig. 3.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Das in Fig. 1 im Längsschnitt
und in Fig. 2 in Seitenansicht zu sehende Werkzeug zur Herstellung hinterschnittener
Bohrlöcher ist für den Einsatz in einer drehenden und schlagenden Antriebsmaschine,
z.B. in einem Bohrhammer oder in einer Schlagbohrmaschine, bestimmt. Das Bohrwerkzeug
weist einen Schaft 10 auf, dessen vorderes Ende eine axial vorstehende Hauptschneide
11 trägt. Am von der Hauptschneide 11 abgekehrten hinteren Schaftende ist der Schaft
10 in einem Endabschnitt 12 zum Einstecken in die Werkzeugaufnahme der hier nicht
dargestellen drehschlagenden Antriebsmaschine ausgebildet. Die Hauptschneide 11
erzeugt die axiale Grundbohrung, wobei eine am Schaftumfang spiralförmig verlaufende
Förderwendel 13 den Bohrabraum aus der Bohrung herausführt Zum Bohren des Hinterschnittes
ist hinter der Hauptschneide 11 eine Nebenschneide 14 seitlich ausschiebbar. Diese
besteht aus einem Schneidenkörper 15 und aus einer an der Stirnseite des Schneidenkörpers
15 angeordneten Schneidspitze 16. Der Schneidenkörper 15 ist in einer zur Hauptschneidenachse
17, die mit der
Axialrichtung drehschlagend bearbeitet, und es entsteht
ein zylindrisches Bohrloch, dessen Durchmesser vom Durchmesser der Hauptschneide
11 bestimmt ist Liegt das von der Schneidspitze 16 abgekehrte hintere Ende des Schneidenkörpers
15 der Nebenschneide 14 an der Lochwandung an, so wird der Schlagstößel 20 wieder
in Funktion gesetzt, so daß nunmehr auch auf diesem die Schlagbewegung der Antriebsmaschine
ausgeübt wird. Bei jeder Schlagbeaufschlagung verschiebt der Schlagstößel 20 den
Schneidenkörper 15 in der Führungsbohrung 18, wodurch die Schneidspitze 16 aus dem
Schaft 10 vortritt. Der auf den Schlagstößel 20 ausgeübte Schlag der Antriebsmaschine
wird über die Schlagumlenkungsfläche 23 des Schlagstößels 20 und die Schlagaufnahmefläche
25 des Schneidenkörpers 15 auf die Schneidspitze 16 übertragen, so daß nunmehr die
Bearbeitung des hinterschnittenen Bohrungsabschnittes einsetzt. Bei ausgerückter
Nebenschneide 14 (Fig, 2) befindet sich das von der Schneidspitze 16 abgekehrte
Ende des Schneidenkörpers 15 innerhalb des Grundlochdurchmessers. Bei der Herstellung
des Hinterschnittes wird bei rotierendem Bohrwerkzeug je nach momentaner axialer
Position des Schlagstößels 20 letzterer oder der Schaft 10 oder beide von dem Schlagkolben
der Antriebsmaschine geschlagen. Diese Schlagpositionen lösen sich sehr schnell
im Rythmus der Kolbenfrequenz des Schlagkolbens wechselseitig ab, wobei noch viele
Zwischenstellungen auftreten. Durch diesen der kontinuierlichen Drehbewegung des
Bohrwerkzeugs überlagerten Schlagvorgang wird das Gestein sowohl durch die Hauptschneide
11 als auch durch die Nebenschneide 14 drehschlagend bearbeitet.
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Nach Beendigung der beliebig tiefen Hinterschnittbohrung kann das
Bohrwerkzeug infolge der vorhandenen Nebenschneide-Einrückvorrichtung problemlos
aus der hinterschnittenen Bohrung entfernt werden. Kommt beim Herausziehen des Bohrwerkzeuges
das von der Schneidspitze 16 abgekehrte hintere Ende des Schneidenkörpers 15 an
der Hinterschnittkante zur Anlage, so wird der Schneidenkörper 15 bei w-#:terem
Herausziehen des Bohrwerkzeugs nach Überwindung der Kraft der Schlagstößel-Rückholfeder
28 wieder ausgerückt.
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Damit befindet sich das hintere Ende des Schneidenkörpers 15 wieder
innerhalb des Grundlochdurchmessers und kann durch die Grundbohrung geführt werden.
Bei weiterem Herausziehen des Bohrwerkzeugs stößt das schneidenseitige Ende des
ausgerückten Schneidenkörpers 15 an die hinterschnittene Kante der Bohrung an.
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In diesem Moment befindet sich jedoch das hintere Ende des Schneidenkörpers
15 bereits außerhalb des Bohrloches und besitzt dadurch wieder die notwendige Freiheit,
daß die Nebenschneide-Einrückvorrichtung wirksam werden kann. Dadurch wird die Nebenschneide
14 wieder eingerückt und das Bohrwerkzeug läßt sich nun vollständig aus dem Bohrloch
entfernen.
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