DE3917603A1

DE3917603A1 - Bohrvorrichtung fuer hinterschnitt

Info

Publication number: DE3917603A1
Application number: DE3917603A
Authority: DE
Inventors: Fritz Mark
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1990-12-06
Also published as: EP0401156A2; ATE88933T1; DE59001344D1; JPH0319706A; ES2040101T3; EP0401156A3; US5076743A; EP0401156B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung zum Erstellen hin terschnittener Bohrungen in einem Untergrund, mit einem sich auf dem Untergrund abstützenden Gehäuse, in welchem eine mit einer exzentrisch angeordneten, achsparallel verlaufenden Boh rung versehene Führungshülse angeordnet ist, mit einer in der Bohrung um einen Winkel von etwa 180° begrenzt drehbar gela gerten Exzenterbüchse und einer in der Exzenterbüchse drehbar gelagerten Antriebswelle mit einem Schneidkopf, wobei zwischen der Führungshülse und der Exzenterbüchse eine bei gegenseiti ger Relativverdrehung von Führungshülse und Exzenterbüchse spannbare Torsionsfeder angeordnet ist, zwischen der Führungs hülse und dem Gehäuse eine lösbare Einrichtung zur Dreharre tierung vorgesehen ist und zwischen der Antriebswelle und der Exzenterbüchse ein Exzentergetriebe mit einem Getriebegehäuse und einem mit dem Getriebegehäuse verbundenen Kugelrad ange ordnet ist.

Aus der DE-P 39 03 889.0 ist eine Bohrvorrichtung bekannt, bei der die Exzentrizität der Exzenterbüchse etwa der Exzentrizi tät der Bohrung in der Führungshülse entspricht. In der Aus gangsstellung heben sich die Exzentrizitäten gegenseitig auf, so daß die Antriebswelle gegenüber der Führungshülse zentrisch angeordnet ist. In dieser Stellung kann die Bohrvorrichtung in ein Bohrloch eingeführt und anschließend die Antriebswelle von außen angetrieben werden. Über das Exzentergetriebe wird auch die Exzenterbüchse verdreht. Ein Mitdrehen der Füh rungshülse wird zunächst durch die lösbare Einrichtung zur Dreharretierung verhindert, so daß es unter Spannung der Tor sionsfeder zu einer Relativverdrehung zwischen Exzenterbüchse und Führungshülse kommt. Nach einer Verdrehung der Exzenter büchse um 180° hat die darin gelagerte Antriebswelle unter Ein stechen des Schneidkopfes in die Bohrlochwandung ihre maximale Exzentrizität erreicht. Die Einrichtung zur Dreharretierung der Führungshülse wird nun gelöst, so daß sich beim Weiterdre hen der Exzenterbüchse ein umlaufender Hinterschnitt bildet. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, verdreht sich die Führungs hülse unter Entspannung der Torsionsfeder relativ zur Exzenter büchse. Die Antriebswelle gelangt dabei wieder in die gegenüber der Führungshülse zentrische Ausgangslage und die Bohrvorrich tung kann aus dem Bohrloch herausgezogen werden.

Durch die Reibung im Bohrloch kann das Zurückdrehen der Füh rungshülse behindert werden, was dazu führt, daß die Antriebs welle gegenüber der Führungshülse exzentrisch bleibt und die Bohrvorrichtung wegen des die Führungshülse radial überragen den Schneidkopfes nicht aus dem Bohrloch herausgezogen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung zu schaffen, die ein sicheres Zurückdrehen von Exzenterbüchse und Führungshülse in ihre Ausgangslage ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen dem Hohlrad und dem Getriebegehäuse ein lösbares, der Dreharre tierung dienendes Verbindungselement vorgesehen ist und das Hohlrad in der gelösten Stellung des Verbindungselementes von außen verdrehbar ist.

Nach dem Lösen des Verbindungselementes kann das Hohlrad gegen über dem Getriebegehäuse verdreht werden. Dabei wird über einen Zahnräderblock ein zweites, mit der Exzenterbüchse verbundenes Hohlrad verdreht. Die Exzenterbüchse kann also über das wegen des hohen Übersetzungsverhältnisses als starrer Block wirkende Exzentergetriebe von außen verdreht werden. Damit eine Relativ verdrehung zwischen der Exzenterbüchse und der Führungshülse zustande kommt, kann die Führungshülse gegenüber dem Gehäuse in einer Drehrichtung gegen Verdrehen gesichert werden.

Das Verbindungselement ist zweckmäßig als Schlingfeder ausge bildet, was eine kompakte Bauweise ermöglicht. Zudem kann eine Schlingfeder leicht gelöst und deren Wirkung aufgehoben werden, indem auf das eine Ende ein Drehmoment ausgeübt und die Ver bindung dadurch unterbrochen wird.

Die Erfindung soll nachstehend, anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen, näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung, im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Bohrvorrichtung, entlang der Linie II-II;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Bohrvorrichtung, entlang der Linie III-III;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Bohrvorrichtung, entlang der Linie IV-IV;

Fig. 5 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Bohrvorrichtung, entlang der Linie V-V.

Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung weist ein Gehäuse 1 und eine darin drehbar gelagerte Führungshülse 2 auf. Die Führungs hülse 2 ist mittels eines Sicherungsringes 3 in axialer Rich tung im Gehäuse 1 gesichert. In einer exzentrisch angeordneten Bohrung der Führungshülse 2 ist eine Exzenterbüchse 4 drehbar gelagert. Die Verdrehbarkeit der Exzenterbüchse 4 gegenüber der Führungshülse 2 wird durch eine sich über einen Teil des Umfanges erstreckende Ringnut 4a und einen darin eingreifenden, in die Führungshülse 2 eingeschraubten Gewindestift 5 begrenzt. Zwischen der Führungshülse 2 und der Exzenterbüchse 4 befindet sich eine sich an beiden Teilen abstützende Torsionsfeder 6. Die Torsionsfeder 8 wird bei Relativverdrehung der Exzenter büchse 4 gegenüber der Führungshülse 2 gespannt. Die Exzenter büchse 4 ist über ein Wälzlager 7 in der Führungshülse 2 abge stützt. In einer exzentrischen Bohrung der Exzenterbüchse 4 ist eine Antriebswelle 8 drehbar gelagert. Das vordere, die Führungshülse 2 und die Exzenterbüchse 4 überragende Ende der Antriebswelle 8 ist mit einem Schneidkopf 9 verbunden. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung summieren sich die Exzentri zitäten der Führungshülse 2 und der Exzenterbüchse 4, so daß der Schneidkopf 9 die Außenkontur der Führungshülse 2 über ragt. In dieser Stellung wird in bekannter Weise in einem Unter grund ein Hinterschnitt erzeugt. Wird die Exzenterbüchse 4 gegenüber der Führungshülse 2 um 180° geschwenkt, so heben sich die Exzentrizitäten auf. Der Schneidkopf 9 kommt dabei gegen über der Führungshülse 2 in eine zentrische Lage, so daß die Bohrvorrichtung in ein Bohrloch eingeführt, bzw. aus diesem wieder entnommen werden kann. Der Schneidkopf 9 ist mittels einer Mutter 10 sowie einer Unterlagscheibe 11 auf der Antriebs welle 8 befestigt.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Führungshülse 2 in ihrem rückwärtigen Bereich mit einer Verzahnung 2a versehen. Eine drehbar gelager te Klinke 12 steht mit der Verzahnung 2a im Eingriff. Der eine Arm der Klinke 12 ist über eine Feder 13 abgestützt. Der andere Arm der Klinke 12 stützt sich an einem Kniegelenkhebel 14 ab. Die freien Enden des Kniegelenkhebels 14 werden durch Druckfe dern 15 beaufschlagt. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung drückt der Kniegelenkhebel 14 die Klinke 12 in Eingriff mit der Verzahnung 2a. Wird der Druck der Verzahnung 2a jedoch zu groß, so rastet der Kniegelenkhebel 14 über die gestreckte Stellung auf die gegenüberliegende Seite und schiebt dabei den Knopf 18 nach außen. Die Führungshülse 2 ist somit nicht mehr blockiert und kann zusammen mit der Exzenterbüchse 4 verdreht werden.

Die Antriebswelle 8 ist über ein kombiniertes Nadel-/Kugellager 17 in der Exzenterbüchse 4 gelagert. Eine weitere Lagerung der Antriebswelle 8 erfolgt über ein Kugellager 18 in einem Ge triebegehäuse 19. Das Getriebegehäuse 19 besteht aus einem äu ßeren Teil 19a und einem damit verbundenen inneren Teil 19b.

Auf einem exzentrischen Teil der Antriebswelle 8 ist ein aus zwei Zahnrädern 20, 21 bestehender Getriebeblock über ein Nadellager 22 drehbar gelagert. Das Zahnrad 20 steht im Ein griff mit einem Hohlrad 23 an der Innenseite des Getriebege häuses 19. Das Zahnrad 21 steht im Eingriff mit einem Hohlrad 24, das im Getriebegehäuse 19 drehbar gelagert und über eine aus einer Kugel 25, einer Feder 28 und Rastöffnungen 24a be stehenden Überlastkupplung mit der Exzenterbüchse 4 verbunden ist. Die Zahnräder 20, 21 sowie die Hohlräder 23, 24 bilden ein sogenanntes Exzentergetriebe. Dieses Exzentergetriebe weist bei den geringen Durchmesserunterschieden zwischen den einzelnen Zahnrädern ein sehr hohes Übersetzungsverhältnis auf. Im vorliegenden Fall beträgt dieses Übersetzungsver hältnis etwa 1:600. Das rückwärtige Ende der Antriebswelle 8 ist mit einem Sechskant 8a versehen. Eine flexible Welle 27 ist mit dem Sechskant 8a verbunden und dient der Einleitung der Drehbewegung. Die flexible Welle 27 wird von einem Hüll rohr 28 umgeben, das auf den aus dem Getriebegehäuse 19 ragen den Teil des Hohlrades 23 aufgesteckt ist.

Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Getriebegehäuse 19 befindet sich ein Führungskreuz 29. Die Wirkungsweise dieses Führungskreuzes ist insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich. Der obere Teil des Führungskreuzes 29 ist in einer in Längsrichtung verlaufenden Nut 19c im Getriebegehäuse 19 geführt. Der untere Teil des Füh rungskreuzes 29 ist in einer um 90° zur Nut 19c verlaufenden Nut 1a im Gehäuse 1 geführt. Das Getriebegehäuse 19 kann sich somit gegenüber dem Gehäuse 1 in Längs- und Querrichtung ver schieben, aber nicht verdrehen.

Zwischen dem Gehäuse 1 und der Führungshülse 2 ist eine Schling feder 30 angeordnet. Die Schlingfeder 30 bewirkt, daß die Füh rungshülse 2 im Gehäuse 1 nur in einer Drehrichtung verdreht werden kann. Eine weitere Schlingfeder 31 ist im Getriebege häuse 19 angeordnet. Die Schlingfeder 31 schafft eine drehfeste Verbindung zwischen dem Getriebegehäuse 19 und dem Hohlrad 23. Ein Ende 31a der Schlingfeder 31 ist radial nach außen gebo gen, ragt in eine Öffnung 19d des Getriebegehäuses 19 und ist mit einem in Umfangsrichtung verschiebbaren Schieber 32 verbun den. Die Schlingfeder 31 kann somit durch den Schieber 32 von außen betätigt werden. Wird der Schieber 32 in Richtung des Pfeiles A bewegt, so wird die Schlingfeder 31 abgewickelt und löst sich somit vom Umfang des Hohlrades 23. Das Hohlrad 23 wird somit gegenüber dem Getriebegehäuse 19 verdrehbar. Nach dem Lösen der Schlingfeder 31 kann das Hohlrad 23 über das da mit verbundene Hüllrohr 28 von außen verdreht werden. Beim Verdrehen des Hohlrades 23 wird über den aus den Zahnrädern 20, 21 bestehenden Getriebeblock auch das Hohlrad 24 und die damit verbundene Exzenterbüchse 4 verdreht.

Die Bohrvorrichtung funktioniert wie folgt:

Zunächst wird der Knopf 16 radial nach innen gedrückt und da durch über den Kniegelenkhebel 14 die Klinke 12 mit der Ver zahnung 2a in Eingriff gebracht. Die Führungshülse 2 wird da durch blockiert. Wird nun die Antriebswelle 8 angetrieben, so wird über das Exzentergetriebe die Exzenterbüchse 4 relativ zur Führungshülse 2 verdreht. Diese Stellung ist aus Fig. 3 ersichtlich. Gelangt der Gewindestift 5 in der Ringnut 4a zur Anlage, so will die Exzenterbüchse 4 die Führungshülse 2 mit drehen. Um dies zu ermöglichen, muß zunächst in der geschil derten Weise die Klinke 12 mit der Verzahnung 2a außer Ein griff gebracht werden. Bei der Relativverdrehung der Exzenter büchse 4 gegenüber der Führungshülse 2 wird die Torsionsfeder 8 gespannt. Der Schneidkopf 9 gelangt dabei von der zentri schen in die exzentrische Lage und schafft sich einen Einstich im Untergrundmaterial. Wird nun die durch die Klinke 12 gebil dete Sperre gelöst, so werden die Führungshülse 2 und die Exzenterbüchse 4 miteinander verdreht. Der Schneidkopf 9 schafft sich dabei auf 360° einen Hinterschnitt. Nachdem der Hinterschnitt vollständig geschaffen ist, fällt der Widerstand ab und die Torsionsfeder 8 kann die Führungshülse 2 gegenüber der Exzenterbüchse 4 verdrehen. Durch diese Relativverdrehung gelangt der Schneidkopf 9 gegenüber der Führungshülse 2 wieder in die zentrische Lage.

Durch Verklemmen der Führungshülse 2 im Bohrloch ist es mög lich, daß die Kraft der Torsionsfeder 8 nicht ausreicht, um die Führungshülse 2 gegenüber der Exzenterbüchse 4 zu verdrehen. In diesem Fall kann durch Betätigung des Schiebers 32 die Schlingfeder 31 abgewickelt und die drehfeste Verbindung zwi schen dem Hohlrad 23 und dem Getriebegehäuse 19 aufgehoben wer den. Über das Hüllrohr 28, das Hohlrad 23, die Zahnräder 20, 21 und das Hohlrad 24 kann nun die Exzenterbüchse 4 von außen in eine Lage verdreht werden, in der die Antriebswelle 8 gegen über der Führungshülse 2 zentrisch angeordnet ist. Damit eine Relativverdrehung zwischen der Exzenterbüchse 4 und der Füh rungshülse 2 zustande kommt, wird die Führungshülse 2 durch die Schlingfeder 30 gegen Mitdrehen gesichert. Nach dem Los lassen des Schiebers 32 entspannt sich die Schlingfeder 31 wieder und gelangt in Kontakt mit dem Umfang des Hohlrades 23. Dadurch ist die für die Funktion des Exzentergetriebes erfor derliche drehfeste Verbindung zwischen dem Hohlrad 23 und dem Getriebegehäuse 19 wieder hergestellt.

Claims

1. Bohrvorrichtung zum Erstellen hinterschnittener Bohrungen in einem Untergrund, mit einem sich auf dem Untergrund abstützenden Gehäuse (1), in welchem eine mit einer exzen trisch angeordneten, achsparallel verlaufenden Bohrung versehene Führungshülse (2) angeordnet ist, mit einer in der Bohrung um einen Winkel von etwa 180° begrenzt dreh bar gelagerten Exzenterbüchse und einer in der Exzenter büchse (4) drehbar gelagerten Antriebswelle (8) mit einem Schneidkopf (9), wobei zwischen der Führungshülse (2) und der Exzenterbüchse (4) eine bei gegenseitiger Relativver drehung von Führungshülse (2) und Exzenterbüchse (4) spannbare Torsionsfeder (6) angeordnet ist, zwischen der Führungshülse (2) und dem Gehäuse (1) eine lösbare Ein richtung zur Dreharretierung vorgesehen ist und zwischen der Antriebswelle (8) und der Exzenterbüchse (4) ein Exzentergetriebe mit einem Getriebegehäuse (19) und einem mit dem Getriebegehäuse (19) verbundenen Hohlrad (23) an geordnet ist, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem Hohlrad (23) und dem Getriebe gehäuse (19) ein lösbares, der Dreharretierung dienendes Verbindungselement vorgesehen ist und das Hohlrad (23) in der gelösten Stellung des Verbindungselementes von außen verdrehbar ist.

2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement als Schlingfeder (31) ausge bildet ist.