DE3820697A1 - Bohrwerkzeug - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bohrwerkzeuge mit austauschbaren Förderwendeln werden
vorwiegend zur Herstellung von Durchbrüchen benutzt, unter
Verwendung von elektrisch oder pneumatisch angetriebenen
Bohrhämmern. Dabei ist der mit Hartmetall bestückte
Bohrkopf als Kreuzbohrkopf oder Vollbohrkopf
ausgebildet. Derartige Werkzeuge sind beispielsweise in
der DE-OS 26 39 310, DE-OS 30 44 757 oder der DE-OS
25 43 578 A1 dargestellt.
Aus der EP 02 64 657 A1 ist ein Bohrwerkzeug mit
austauschbarer Förderwendel bekannt geworden, bei welchem
zwischen Förderwendel und axialem Abstützring eine
Spiralfeder vorgesehen ist, die ein bestimmtes axiales
Spiel der Förderwendel gegenüber dem Bohrerschaft zuläßt.
Die Förderwendel kann sich vom Bohrkopf gegen den Druck
der Feder wegbewegen und insbesondere bei einer
Verklemmung oder Verkantung der Wendel im Bohrloch auch
frei gegenüber dem Bohrkopf bzw. dem Bohrerschaft
durchdrehen. Hierdurch kann eine Zerstörung der
Kunststoffwendel vermieden werden.
Die mittels der Abstützfeder erzeugte Anpreßkraft zwischen
der Förderwendel und dem Bohrkopf richtet sich nach der
Belastbarkeit der Kunststoffwendel. Stellt man die
Anpreßkraft sehr hoch ein, so tritt eine axiale
Verschiebung der Förderwendel und damit eine Trennung der
formschlüssigen Verbindung zwischen Förderwendel und
Bohrkopf erst bei einer sehr hohen Belastung infolge von
Verkantung oder Verklemmung auf. Dies kann aber zu einer
frühzeitigen Zerstörung der Förderwendel führen. Umgekehrt
muß die Anpreßkraft mindestens so groß sein, daß stets ein
guter Formschluß zwischen Förderwendel und Bohrkopf zur
Überbrückung des vorgesehenen Spiels für die Förderwendel
vorhanden ist.
Infolge der im Bohrkopf enthaltenen Bohrmehlnuten, in
denen die Förderwendel im allgemeinen formschlüssig
verankert ist, ist die wirksame Andruckfläche bzw.
Verbindungsfläche der formschlüssigen Verbindung zwischen
Förderwendel und Bohrkopf relativ klein gehalten. Hier
kommt es deshalb zu hohen Flächenpressungen und damit zu
einer erhöhten Beanspruchung der Förderwendel. Weiterhin
tritt bei der bekannten Anordnung bei einer schlagartigen
Beanspruchung der Förderwendel durch Verklemmen oder
Verkanten eine außerordentlich hohe Schlagbelastung auf
die formschlüssige Verbindung auf, da sich die axiale
Verschiebung zur Überbrückung des vorgesehenen Spiels
nicht schlagartig einstellen kann. Auch hierdurch kann es
zu einer vorzeitigen Zerstörung oder zu einem Bruch der
Förderwendel kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Bohrwerkzeug der einleitend bezeichneten Art dahingehend
zu verbessern, daß die Förderwendel im Betrieb geringeren
Kräften ausgesetzt ist, so daß der Verschleiß der
Förderwendel und damit die Bruchgefahr gemindert wird.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Bohrwerkzeug der
einleitend bezeichneten Art durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen
sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der
Erfindung angegeben.
Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug hat gegenüber den
bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß die Lebensdauer
insbesondere einer Kunststoff-Förderwendel bei bestimmten
Einsatzzwecken beträchtlich erhöht werden kann.
Erfindungsgemäß ist hierfür vorgesehen, daß keine sonst
übliche formschlüssige Verbindung zwischen Förderwendel
und Bohrkopf, sondern eine Reibschlußverbindung verwendet
wird. Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde,
daß es sich in der Praxis als unschädlich erwiesen hat,
wenn sich die Förderwendel ggf. auch bei einem leichteren
Verklemmen geringfügig gegenüber dem Bohrkopf bzw. dem
Aufsteckschaft verdreht. Diese verdrehte Lage kann einen
ungehinderten Bohrmehlabtransport im allgemeinen nicht
beeinflussen, so daß es auf eine formschlüssige Verbindung
zwischen Förderwendel und Bohrkopf nicht zwingend ankommt.
Es kommt bei der Verwendung von Wendeln insbesondere aus
Kunststoff vielmehr entscheidend darauf an, daß eine
schlagartige Belastung auf die Wendel bei einem Verklemmen
oder Verkanten möglichst vermieden werden soll, d. h. die
Wendel sollte bei einer derartigen Beanspruchung sofort
ohne zeitliche Verzögerung außer Eingriff kommen. Dies ist
jedoch erfindungsgemäß nur mit einer sofort
durchrutschenden Förderwendel möglich, die nicht erst
axial verschoben werden muß. Die Verbindung der
Förderwendel gegenüber dem Bohrkopf wurde deshalb als
Reibschlußverbindung durchgeführt, wobei es zu keiner
nennenswerten axialen Verschiebung zwischen Förderwendel
und Bohrkopf kommt. Die Abstützfeder hat vielmehr die
nunmehr andere Aufgabe, eine ausreichende Anpreßkraft der
Förderwendel gegenüber dem Bohrkopf zu erzielen, damit die
Förderwendel im Normalbetrieb nicht durchrutscht. Versuche
haben gezeigt, daß diese Verbindungsart für die Praxis
ausreichend ist, wobei der Vorteil einer äußerst
schonenden Behandlung der Förderwendel damit verbunden
ist.
Die Anlagefläche zwischen Förderwendel und Bohrkopf kann
eben, konusförmig oder auch gewölbt ausgebildet sein.
Letzteres hat den Vorteil, daß eine größere Anlagefläche
und damit ein besserer Reibschluß gewährleistet ist.
Um den Reibschluß zu verbessern, kann es zweckmäßig und
vorteilhaft sein, daß die sich berührenden Anlageflächen
zwischen Förderwendel und Bohrkopf aufgerauht sind. Die
Aufrauhung kann z. B. als eine Art Riffelung ausgebildet
sein. Weiterhin kann der bessere Reibschluß durch einen
zusätzlich aufgebrachten Reibbelag oder einer zusätzlichen
Reibscheibe erfolgen.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Federkraft der
Abstützfeder und damit der Reibschluß verstellbar
ausgeführt ist. Dies kann beispielsweise dadurch
geschehen, daß der Abstützring in seiner axialen Lage
verstellbar ist. Es können auch unterschiedlich harte
Abstützfedern zum Einsatz kommen.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile
ergeben sich aus den nachfolgenden, anhand der
Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsbeispielen. Es
zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen
Bohrwerkzeugs und
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Verbindung
zwischen Förderwendel und Bohrkopf in zwei
Ausführungsvarianten.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Bohrwerkzeug 1
besteht aus einem Bohrerschaft 2 und einem Bohrkopf 3, der
z. B. als Kreuzbohrkrone ausgebildet ist, wie sie
beispielsweise aus der DE-OS 34 26 977 bekannt ist. Die
aufsteckbare und auswechselbare Förderwendel 4 ist als
voll profilierte Kunststoff-Aufsteckwendel ausgebildet,
d. h. die Förderwendel hat ein eigenes Bohrerwendelprofil.
Derartige Voll-Kunststoffwendeln sind beispielsweise aus
der DE 3 61 40 010 A1 bekannt.
Anstelle der Massiv-Kunststoffwendel 4 kann auch eine
gewickelte Förderwendel Verwendung finden, sofern an
dieser das gleiche erfindungsgemäße Problem auftritt.
Die Förderwendel 4 wird in axialer Richtung durch die
Abstützfeder 5 nach untenhin begrenzt, wobei sich die
Abstützfeder auf einem Abstützring 6 abstützt. Der
Abstützring 6 besteht aus einer radial aufweitbaren,
längsgeschlitzten Abstützhülse 7, die in eine Einstichnut
im Bohrerschaft 2 einrastbar ist, wobei zur Blockierung
der radialen Aufweitung der Abstützhülse der untere Teil
der Abstützfeder 5 einen oberen Abstützhülsenbereich 7′
umschließt.
Die Abstützfeder 5 weist die gleiche Wickelrichtung auf,
wie die Förderwendel 4, so daß es zu einer zusätzlichen
Förderwirkung für das Bohrmehl kommen kann.
Wie aus Fig. 2 in Schnittdarstellung ersichtlich, erfolgt
die axiale Abstützung der Förderwendel 4 in ihrem oberen
Bereich 8 mittels einer Reibschlußverbindung an der
Berührungsfläche 9. Dabei ist in der Fig. 2 die linke
Figurenhälfte als konusförmige oder kegelstumpfförmige
Berührungsfläche 9′ und die rechte Figurendarstellung als
ebene Berührungsfläche 9′′ in alternativer Ausführungsform
dargestellt. Die konusförmige Ausbildung der
Berührungsfläche 9′ hat den Vorteil einer größeren
Verbindungsfläche und damit einer erhöhten
Reibschlußwirkung. Diese Fläche kann auch gewölbt
ausgebildet sein. Die gegenseitigen Berührungsflächen 9
zwischen Förderwendel 4 und Bohrkopf 3 sind
zweckmäßigerweise aufgerauht. Hierfür ist in der linken
Figurendarstellung von Fig. 2 eine Art Riffelung 10
schematisch angedeutet. Es kann auch eine andere Art der
Aufrauhung zur Erhöhung des Reibmoments verwendet werden,
z. B. in Form eines aufgeklebten oder aufgespritzten
Reibbelags oder einer zusätzlich eingebrachten
Reibscheibe.
Die Abstützfeder 5 drückt die Förderwendel 4 mit einer
bestimmten Andruckkraft 11 in Richtung zum Bohrkopf 3.
Hierdurch erfolgt bei normaler Belastung auf das
Bohrwerkzeug eine Reibschlußverbindung zwischen
Förderwendel 4 und Bohrkopf 3, so daß eine gesicherte
Drehmitnahme der Förderwendel 4 auf dem Bohrerschaft 2
gewährleistet ist. Die Anpreßkraft 11 kann durch Variation
der Federhärte der Abstützfeder 5 geändert werden. Dies
wäre z. B. durch eine axiale Verschiebbarkeit oder
Verstellbarkeit des Abstützringes 6 oder durch
unterschiedlich starke Federn 5 gewährleistet.
Der Vorgang des Verklemmens ist in der EP 02 64 657
beschrieben. Dies tritt vor allem bei der Herstellung von
Durchbrüchen in klüftigem Gestein auf.
Sobald ein Verklemmen der Förderwendel 4 bei dem
erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug eintritt, kann sich die
Reibschlußverbindung zwischen Förderwendel 4 und
Bohrkopf 3 durch leichte axiale Verschiebung lösen, so
daß eine Beschädigung der Förderwendel ausgeschlossen
ist. Sobald sich die Verklemmung zwischen Förderwendel
und Bohrloch gelöst hat, drückt die Abstützfeder 5 die
Förderwendel 4 über die Anpreßkraft 11 wiederum in
ausreichendem Maße gegen den Bohrkopf 3, so daß eine
Reibschlußverbindung an den Berührungsflächen 9
geschaffen wird.
Claims (6)
1. Bohrwerkzeug, vorzugsweise zur Herstellung von
Durchbrüchen in Beton- oder Mauerwerk mit einer
austauschbaren, axial gesicherten Förderwendel, die sich
im Bereich des Bohrkopfes abstützt, wobei zwischen der
Förderwendel und einer am Bohrerschaft fixierten
Abstützvorrichtung eine Abstützfeder zur axialen
Verspannung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die axiale Abstützung der Förderwendel (4) gegenüber dem
Bohrkopf (3) mittels einer Reibschlußverbindung erfolgt,
wobei die Reibschlußkraft in Abhängikeit der
Federvorspannung der Abstützfeder (5) steht.
2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche (9) zwischen
Förderwendel (4) und Bohrkopf (3) konusförmig (9′), eben
(9′′) oder im Querschnitt gewölbt ausgebildet ist.
3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche (9) zwischen
Förderwendel (4) und Bohrkopf (3) nach Art einer
Riffelung (10) o. dgl. aufgerauht ist.
4. Bohrwerkzeug nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Federkraft (11) der Abstützfeder (5) und damit die
Reibschlußkraft an der Berührungsfläche (9) variabel
einsetzbar ist.
5. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Reibbelag auf die
Berührungsfläche (9) mittels Kleben oder Aufspritzen
aufgebracht ist.
6. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein separater Reibbelag als
Reibscheibe zwischen Förderwendel (4) und Bohrkopf (3)
eingebracht ist.
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