DE4028830A1 - Verstellbares bohr- und fraeswerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit welcher kreisförmige Öffnungen mit stufenlos wählbarem Durch­ messer, vorzugsweise in Betonfertigteile, wie sie zum Beispiel im Kanalbau verwendet werden, gefräst werden können.

Es ist bekannt, mittels starrer Bohrkronen kreisrunde Körper aus Betonfertigteilen zu bohren, um beispielsweise in deren Bodenteilen eine Öffnung zu schaffen. Die dafür verwendeten Bohrkronen bestehen in der Regel aus einem dünnwandigen Stahlzylinder, bei dem die Vorderseite über den Umfang überwiegend mit Diamantsegmenten besetzt ist. Die andere und geschlossene Seite einer derartigen Bohr­ krone dient der Befestigung bzw. Ankupplung an eine moto­ risch betriebene Spindel sowie der Wasserzufuhr. Diese Art der Bohrkrone ist durch ihre Form zwangsläufig auf nur einen bestimmten Kreisdurchmesser festgelegt. Soll aller­ dings eine Kreisöffnung mit einem anderen Durchmesser ge­ bohrt werden, so ist dafür eine zweite Bohrkrone erforder­ lich. Für zum Beispiel zeitlich aufeinanderfolgendes Bohren verschieden großer Öffnungen in einem Betonfertigteil müssen Bohrkronen für die jeweiligen Druchmesser vorge­ halten und jeweils an der Motorspindel befestigt bzw. ge­ löst und gegen eine Bohrkrone anderer Abmessung ausge­ tauscht werden. Dies erfordert einerseits beachtliche Anschaffungskosten für eine größere Anzahl verschiedener Bohrkronen und ist andererseits zeitaufwendig durch das häufige Auswechseln der verschiedenen Bohrkronen an der Bohrmaschine.

Insbesondere für das nachträgliche Bearbeiten von Beton­ schachtteilen oder Schachtteilen aus anderen Materialen für den Kanalbau werden sehr häufig für den Anschluß von Rohrleitungen aus unterschiedlichem Material und unter­ schiedlicher Systeme kreisrunde Bohröffnungen mit unter­ schiedlichen Durchmessern benötigt, die häufig nur gering­ fügig um wenige Zentimeter im Durchmesser voneinander abweichen. Gerade in diesen Fällen ist das Einfräsen der Öffnungen mit Hilfe einer starren Bohrkrone aufgrund des häufig notwendigen Wechselns sehr zeitaufwendig.

Aus der Metallverarbeitung sind allerdings sogenannte Kreisschneidevorrichtungen bekannt, denen das Prinzip zugrunde liegt, daß auf einem an der Maschinenspindel be­ festigten Werkzeugträgerelement ein Werkzeug radial zum Werkzeugträgermittelpunkt "verschiebbar" angeordnet ist. Dabei wird die Verschiebung über Führungsschienen oder Gewindespindeln vorgenommen, wobei eine entsprechende Skalierung die Einstellung auf ein bestimmtes Fertigmaß vereinfacht. Sie werden vor dem Bohrvorgang mit Querspann­ elementen fest in der eingestellten Lage fixiert. Als Werkzeuge finden unterschiedlich geformte Bohrstäbe, aber auch, zum Beispiel zum Zweck des Innenrundschleifens, unabhängig von der Bohrspindel rotierende Schleifkörper Anwendung. Der Einsatz derartiger Bohrvorrichtungen zur Bearbeitung von Beton oder ähnlichem Material ist aller­ dings aufgrund der geringen Robustheit dieser Arbeitsmittel nicht möglich.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Bohr­ bzw. Fräsvorrichtung zu schaffen, die mit einfachen Handgriffen und weitestgehend ohne Werkzeugwechsel im Durchmesser verstellbar ist und die darüber hinaus so robust ist, daß sie zum Bohren oder Fräsen von Beton und ähnlichem Material eingesetzt werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein verstellbares Bohr- und Fräswerkzeug mit einem Werkzeugträgerelement vorgeschlagen, das durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet ist.

Das erfindungsgemäße Bohr- und Fräswerkzeug, im folgenden auch kurz Bohrkrone genannt, verfügt als Werkzeugträger­ element über ein ähnliches Backenspannfutter, wie es im Maschinenbau üblich ist. Entweder an den radial gelegenen Außenseiten der einzelenen Spannarme oder auf deren Ober­ flächen sind Stahlzylindersegemente auswechselbar befestigt, die sich parallel zur Mittelachse des Werkzeugträger­ elementes in ihrer Länge erstrecken. Diese Segmente sind an der dem zu bearbeitenden Werkstück zugewandten Seite mit Diamantfräskörper besetzt, deren Breite größer ist als die der Stahlzylindersegementwandstärke. Die Krümmung und die Umfangserstreckung der Einzelsegmente ist so bemessen, daß jede mit der Armeinstellung realisierbare Kreisbahn der inneren und äußeren Segmentkanten in ihrer Fläche innerhalb der Kreisbahnfläche liegt, die bei der jeweiligen Einstellung von den inneren und äußeren Fräs­ körperkanten beschrieben wird. Dabei ist die maximale Umfangserstreckung eines Stahlzylindersegmentes etwas geringer als der der Armanzahl entsprechende Teil des Kreisumfanges der kleinsten zu realisierenden Bohrung. Die Fixierung der Arme bei einem gewählten Bohrungsdurchmesser erfolgt durch das in dieser Lage vorgenommene Spannen eines Feststellelementes innerhalb der Spannflächen.

Eine Vorrichtung dieser Art wird anstelle einer sonst üblichen Bohrkrone an der Maschinenspindel befestigt. Der gewünschte Durchmesser der Bohrung wird mit dem Spannmechanismus des Backenfutters eingestellt, wobei gleichzeitig ein Spannen des Feststellelementes und damit die Fixierung der Backen bzw. der Stahlzylindersegmente erfolgt. Der Bohrvorgang kann nunmehr in üblicher Weise durchgeführt werden. Sofern danach eine Bohrung anderen Durchmessers in ein Werkstück einzubringen ist, braucht der eben beschriebene Einstellvorgang in gleicher Weise nach dem Lösen der ersten Fixierung nur wiederholt zu werden. Eine so stufenlos verstellbare Bohrkrone hat außerdem den Vorteil, daß der sehr häufig in der Bohr­ krone verbleibende Bohrkern leicht aus dieser so gestalteten Bohrkrone entnommen werden kann, ohne daß sie dafür wie bei einer starren Bohrkrone von der Motorspindel gelöst werden muß.

Neben der einfachen und schnellen Handhabung der Vorrichtung ist der Einsatz von unterschiedlichen Werkzeugen bei anderen Bohrungsdurchmessern nicht mehr erforderlich. Die für die Bearbeitung von Betonbohrungen oder solchen aus ähnlichem Material notwendige Robustheit ist aufgrund der Anzahl der gleichzeitig im Eingriff stehende Werkzeuge, durch die ähnlich einer Bohrkrone gewölbten Stahlzylinder­ segmente und die Solidität des Grundelements des Backen­ spannfutters gegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine stark vereinfachte Schnittdarstellung einer in Seitenansicht befindlichen Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer in Seitenansicht be­ findlichen Vorrichtung mit gestufter Bohrkrone.

Ein Ausführungsbeispiel wird in Fig. 1 dargestellt. An den radial gelegenen Außenseiten der Spannbacken (1) eines Backenspannfutters (2) ist jeweils ein Stahlzylindersegment (3) befestigt. Auf den, dem Futter abgewandten Segment­ rand (4) sind Diamantfräskörper (5) hart aufgelötet. Um mit dieser Vorrichtung beispielsweise eine Bohrung mit dem Durchmesser X anfertigen zu können, wird ein mit diesem Wert gekennzeichnetes Feststellelement, vorzugsweise ein Spannring (6), der in der Proportion gegenüber dem Bohrungs­ durchmesser zwischen Fräskörperaußenkante (7) und Backen­ spannfläche (8) kleiner ist, gespannt. Das Spannen selbst wird in üblicher Weise mit einem Schlüssel über die Schlüsselaufnahme mit Ritzel (9), das Kronenrad mit Plan­ gewinde (10) und die Spannbacken (1) vorgenommen. Die Vor­ richtung, die an der Kupplung (11) an der Antriebsspindel einer Maschine befestigt ist, kann nunmehr so gehandhabt werden wie die ansonsten üblichen Bohrkronen. Von Vorteil ist dabei die Verwendung von in der beschriebenen Art maßlich definierten Spannringen. Sie sind für jeden ge­ wünschten Bohrdurchmesser entsprechend ohne großen Aufwand herstellbar und ermöglichen ein müheloses Einstellen des Bohrungsdurchmessers ohne Verwendung einer Skaleneinteilung, aber wobei gleichzeitig die Fixierung der entsprechenden Bauteile erfolgt.

Fig. 2 zeigt eine solche Bohrkrone in vereinfachter Schnitt­ darstellung in der Seitenansicht. Das Backenspannfutter (2) ist mit den Spannbacken (1) versehen, die die Spannfutter­ durchgangsöffnung (13) freilassen. An den Spannbacken (1) sind Stahlzylindersegmente (3) befestigt, auf deren dem Futter abgewandten Seite Diamantfräskörper (5) angelötet sind. Feststellelement ist auch in diesem Fall ein Spann­ ring (6).

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie dies anhand der Fig. 3 erläutert wird, ist das Spannfutter­ grundelement (2) mit sechs Spannarmen (1) ausgerüstet. Eine solche Variante ist vorzugsweise für größere Bohrungen konzipiert, da die Freiräume zwischen den Stahlzylinder­ segmenten (3) und die radiale Erstreckung der Segmente gering gehalten und so eine größere Stabilität der Vor­ richtung erreicht wird. Überdies ist in dem Beispiel der dem Futter abgewandte Stahlsegmentrand (4) derartig ge­ staltet, daß auch eine abgestufte Bohrung, die vergleich­ bar mit den im Kanalbau typischen Rohrmuffenöffnungen ist, angefertigt werden kann. Der Stahlzylindersegmentrand besitzt zu diesem Zweck an der Außenseite einen Absatz (17). Auf diesem Absatz (17) sind zusätzliche Diamantfräskörper (18) befestigt. Der Abstand der Schnittflächen (19, 20), der Diamantfräs­ körper (5, 18) wird dabei vorzugsweise so gewählt, daß im Moment der Durchdringung des Werkstückes der Bohrungs­ absatz sich an der vorher konzipierten Stelle befindet.

Claims (6)

1. Verstellbares Bohrwerkzeug mit einem Werkzeugträger­ element, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugträger­ element ein Backenspannfutter (2) ist, das auf den Backen (1) des Backenspannfutters (2), Stahlzylinder­ segmente (3) mit einer Längserstreckung parallel zur Mittelachse des Backenspannfutters (2) und auf dem werkstückseitigen Rand (4) der Stahlzylindersegmente (3) Fräskörper (5) angeordnet sind, deren Breite größer ist als die Wandstärke des Stahlzylindersegmentes (3) und daß ein Feststellelement zwischen den Spannflächen (8) der Backen (1) angeordnet ist.

2. Verstellbares Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Feststellelement ein Spannring (6) ist.

3. Verstellbares Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der werkstückseitige Rand (4) der Stahlsegmente (3) als außenliegender Absatz (17) aus­ gebildet ist, auf dem Fräskörper (18) angeordnet sind.

4. Verstellbares Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Backenspannfutter (2) entsprechend dem Fräsdurchmesser mehrere Backen (1) angeordnet sind.

5. Verstellbares Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fräskörper (5, 18) diamantbesetzt sind.

6. Verwendung von Fräs- und Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 bis 5 zum Ausbohren von kreisförmigen Öffnungen in Fertigteile aus Beton oder anderem Material, insbesondere für den Kanalbau.