-
Die Erfindung betrifft einen Bohr-Meißel, der verwendet werden kann zum
Bohren einer hinterschnittenen Bohrung für einen Ankerboizen.
-
Es ist allgemeine Praxis, daß, wenn eine Konstruktion an einer Wand aus
ausgehärtetem Beton befestigt werden soll, Ankerbolzen in Bohrungen versenkt
werden, die in den Beton gebohrt worden sind. Zur Verbesserung der
Festigkeit des Sitzes der Ankerbolzen in dem Beton ist zuvor durch den
vorliegenden Anmelder vorgeschlagen worden, einen hinterschnittenen Bereich tief
innerhalb der Bohrung herzustellen. Der Ankerbolzen, der in einer derartigen
Bohrung zu versenken ist, setzt sich zusammen aus einem Bolzenkörper mit
einer vorspringenden Klaue an seiner Basis und einer zylindrischen
Expansionshülse, die mit axialen Schlitzen versehen ist. Nachdem der Bolzen in der
Bohrung in Position gebracht worden ist, wird die Expansionshülse in dem
Zwischenraum zwischen der vorspringenden Klaue des Bolzenkörpers und
dem hinterschnittenen Bereich derart gedehnt, daß der Bolzen in der
Bohrung einen starken Reibungseingriff erhält.
-
Darüber hinaus hat der vorliegende Anmelder einen "Nachschneider"
vorgeschlagen, der die Wand der bis zu einer vorgegebenen Tiefe gebohrten
Bohrung hinterschneidet und einen hinterschnittenen Bereich zur Versenkung
des Ankerbolzens schafft. Beispielsweise kann ein derartiger Nachschneider
einen Keil umfassen, der koaxial in einen Hauptbereich eingefügt und so
angeordnet ist, daß der Keil mit dem Körper gedreht und axial in bezug auf
diesen unter Federvorspannung bewegt werden kann und eine Schneidkante am
unteren Ende des Körpers entlang einer vorspringenden Klaue am unteren
Ende des Keils bewegt wird, so daß sie sich radial über die Klaue hinaus
ausdehnt. Auf diese Weise wird der Keil in die zuvor gebohrte Bohrung
eingeführt, und er berührt den Boden der Bohrung, und der Hauptkörper wird in
die Bohrung gegen die Federvorspannung gedrückt und spreizt die
Nachschneidkante entlang der vorspringenden Klaue des Keils zum Schleifen der
Hinterschneidung.
-
Ein derartiger hinterschnittener Bohr-Meißel und ein Ankerbolzen dieser Art
sind in den US-Patenten 4 635 737 und 4 865 246 dargestellt.
-
Zum Bohren einer vergrößerten, ringförmigen Nut für die Verankerung eines
herkömmlichen Ankerbolzens muß eine Ausgangsbohrung unter Verwendung
beispielsweise eines herkömmlichen Schlagbohrers hergestellt werden, und
die vergrößere, ringförmige Nut oder Hinterschneidung muß anschließend
gebohrt werden. Es ist jedoch aufwendig, verschiedene Werkzeuge und
Vorrichtungen für diesen Zweck zu handhaben, und verschiedene
Arbeitsprobleme können auftreten.
-
Die vorliegende Erfindung ist bemüht, einen Bohr-Meißel zu schaffen, der es
gestattet, eine vergrößerte, ringförmige, hinterschnittene Nut in demselben
Arbeitsgang wie das Bohren der Ausgangsbohrung bis zu einer vorgegebenen
Tiefe zu schaffen.
-
Entsprechend der Erfindung ist ein Bohrer zum Bohren einer
hinterschnittenen Bohrung vorgesehen, der umfaßt:
-
- einen Körperbereich mit einem oberen Schaft, einem unteren Schaft
und einer zwischen diesen liegenden, nach unten abgeschrägten
Oberfläche;
-
- eine Gleithülse, die um den unteren Schaft herum angeordnet ist
und in bezug auf den unteren Schaft drehbar und axial beweglich ist
und eine nach oben abgeschrägte Oberfläche, angrenzend an die
abgeschrägte Oberfläche des Körperbereichs aufweist und gegen diese
vorgespannt ist;
-
- eine Führungshülse, die um die Gleithülse herum angeordnet ist und
in bezug auf die Gleithülse drehbar und axial verschiebbar ist und ein
aufgeweitetes oberes Ende aufweist, das von den abgeschrägten
Oberflächen des Körperbereichs und der Gleithülse fort federnd
vorgespannt ist;
-
- eine Anzahl von Antriebskörpern, die innerhalb des aufgeweiteten
oberen Endbereichs der Führungshülse angeordnet sind und gegen
die abgeschrägten Oberflächen des Körperbereichs und der
Gleithülse anliegen;
-
- einen Bohr-Meißel, der axial an dem unteren Schaft angebracht ist
und längs gerichtete Nuten in der Umfangsfläche aufweist, die
abgeschragte untere Enden aufweisen;
-
- eine Anzahl von Fingern, die von der Gleithülse herabhängen und in
die Nuten des Bohr-Meißels eingepaßt sind und jeweils eine
Schneidkante an ihren unteren Enden aufweisen,
-
- wobei die Anordnung derart ist, daß eine aufwärts gerichtete axiale
Bewegung der Führungshülse die Antriebskörper zwischen die
abgeschrägten Oberflächen zwingt und dadurch die Gleithülse und die
herabhängenden Finger nach unten in bezug auf den Bohr-Meißel
bringt und bewirkt daß die unteren Enden der Finger über die
abgeschrägten Enden der Nuten laufen und die Schneidkanten radial
nach außen in bezug auf den Bohr-Meißel gezwungen werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungform der Erfindung sind die Antriebskörper
Kugeln, die innerhalb von in Abstand liegenden Öffnungen in einem Haltering
innerhalb des aufgeweiteten oberen Endes der Führungshülse liegen.
-
Geeigneterweise weist die Führungshülse einen radial nach außen
gerichteten unteren Flansch auf, der die Oberfläche eines Werkstücks berührt, wenn
der Bohr-Meißel ein Loch vorgegebener Tiefe gebohrt hat.
-
Bei Verwendung der Vorrichtung der Erfindung wird Drehantrieb auf den
Bohr-Meißel übertragen, damit eine Ausgangsbohrung bis zu einer
vorgegebenen Tiefe gebohrt wird. In diesem Stadium kommt der untere Flansch der
Führungshülse in Berührung mit der Oberfläche des Werkstücks und beendet
damit deren Absenkung. Eine weitere leichte Absenkung des Körperbereichs
aufgrund fortgesetzten Bohrens treibt sodann die Kugeln, gestoßen durch
abgeschrägte Flächen des Körperbereichs. so daß sie entlang der
abgeschrägten Oberfläche der Führungshülse radial nach innen entgegen der
Federvorspannung herabbewegt werden. Diese Kugeln drücken gegen die Gleithülse in
Reaktion auf die Federvorspannung, so daß sie in den Zwischenraum
zwischen den beiden abgeschrägten Oberflächen hineingedrückt werden und
diesen aufweiten. Da die Bewegung der Gleithülse schneller ist als die
Absenkgeschwindigkeit des Bohr-Meißels, bewegt sich der Hinterschneidungs-
Meißel, der durch die Finger gebildet wird, die von der Gleithülse
herabhängen, entlang den Nuten und erstreckt sich nach außen in bezug auf den Bohr-
Meißel und schleift die Bohrungswand zur Bildung einer ringförmigen Nut.
Bei einem vorgegebenen Punkt endet das Absinken des Hauptkörpers, so daß
das Bohren der Bohrung sowie das Schleifen der ringförmigen Nut
abgebrochen wird.
-
Wenn der abwärts gerichtete Druck anschließend beendet wird, kehren die
Führungshülse und die Gleithülse in ihre Original-Position unter
Federvorspannung zurück, und die hinterschnittenen Kanten ziehen sich in die Nuten
zurück und ermöglichen, daß der Bohr-Meißel aus der Bohrung entfernt
werden kann.
-
Die vorliegende Erfindung soll nunmehr genauer als Beispiel unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert werden.
-
Fig. 1 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Bohr-
Meißels der Erfindung in seiner normalen Position;
-
Pos. 2 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des Bohr-
Meißels der Fig. 1 in seiner Räum-Position;
-
Fig. 3 ist ein vergrößerter Teilschnitt des Verbindungsbereichs
des Bohr-Meißels der Fig. 1 im rechten Winkel zu Fig. 1;
-
Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung eines Halteringes als
Teil des Bohr-Meißels der Fig. 1.
-
Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Bohr-Meißel einen Hauptkörper 1 mit einem Schaft
2, dessen oberes Ende mit einem Antrieb verbunden werden kann, einer
mittleren, nach unten abgeschrägten, kegelstumpfförmigen Oberfläche 3 und
einem unteren Schaft oder Abschnitt 4. Eine zylindrische Gleithülse 5 umgibt
den unteren Schaft 4 und weist eine nach oben abgeschrägte,
kegelstumpfförmige Oberfläche 6 an ihrem oberen Ende auf. Die Hülse 5 ist mit
längsgerichteten Schlitzen 7 auf ihrem inneren Umfang versehen, und jeder Schlitz
7 trägt eine Druckfeder 8. Das untere Ende der Druckfeder 8 liegt gegen
einen Stift 9 an, der durch den Schaft 4 getragen wird, so daß die Gleithülse 5
nach oben vorgespannt wird.
-
Unter normalen Bedingungen liegt die abgeschrägte Oberfläche 3 des
Hauptkörpers 1 nahe der abgeschrägten Oberfläche der Gleithülse 5, die eine nach
außen gerichtete, V-förmige Nut zwischen den beiden Teilen bildet. Die
Gleithülse 5 kann sich gegen den Widerstand der Federn 8 über einen
vorgegebenen axialen Bereich in bezug auf den unteren Schaft 4 bewegen, obgleich eine
relative Drehung durch die Stifte 9 verhindert wird.
-
Die Gleithülse 5 wird von einer Führungshülse 10 umgeben, deren oberer
Teil nach außen aufgeweitet ist und eine kegelstumpfförmige Oberfläche 11
gegenüber der abgeschrägten Oberfläche 3 bildet. Das untere Ende der
Führungshülse 10 weist einen nach außen gerichteten Flansch 12 auf. Im
Mittelbereich der Länge weist die Hülse 10 einen nach innen gerichteten Flansch
13 auf, der als Stütze der Hülse 10 gegen einen Anschlagring dient, der von
der Hülse 5 getragen wird. Die Hülse 10 ist nach unten gegen den
Anschlagring 16 mit Hilfe einer Druckfeder 15 vorgespannt, die die Hülse 5 umgibt
und gegen den Flansch 13 und eine Schulter 14 unterhalb der abgeschrägten
Oberfläche 6 anliegt. Eine Anzahl von Übertragungskugeln 17 wird zwischen
der Gleithülse 5 und der Führungshülse 10 gehalten und einer Druckkraft
durch alle schrägen Flächen 3,6 und 11 des Hauptkörpers, der Gleithülse 5
und der Führungshülse 10 ausgesetzt.
-
Am unteren Ende des Schafts 4 ist ein Drill-Meißel 18 angebracht. Das
untere Ende ist V-förmig und bildet eine Schneidkante 19 mit einem Plättchen
aus ultrahartem Material. Führungsnuten 20 sind entlang den rechten und
linken Seiten der Länge des Drill-Meißels 18 ausgebildet, deren untere
Enden geneigte Führungsnuten 21 bilden.
-
Ein hinterschnittener Meißel 22 ist mit dem unteren Ende der Gleithülse 5
verbunden. Er besteht in der Form einer Platte, die gebildet ist durch
Bearbeitung eines Zylinders zu zwei Fingern 23 mit geeigneter Elastizität. Das
untere Ende jedes Fingers 23 ist mit einer Räumkante 24 versehen, die ein
Plättchen aus ultrahartem Material aufweist. Die Finger 23 sind lose eingefügt
und verborgen innerhalb der Führungsnuten 20, so daß die Räumkanten 24
normalerweise an den oberen Enden der geneigten Nuten 21 stehen.
-
Eine Anschlaghülse 25 ist an dem Hauptkörper 1 oberhalb der Führungshülse
10 angebracht. Die untere Kante 26 der Anschlaghülse 25 und die obere
Kante der Führungshülse 10 können sich frei drehen und teleskopisch über
einen vorgegebenen axialen Bereich in bezug aufeinander bewegen. Auf dem
äußeren Umfang der Führungshülse 10 ist eine Regulierschulter 27 ausgebildet,
die die untere Kante 26 der Anschlaghülse 25 berührt, so daß der Abstieg des
hinterschnittenen Meißels 22 in bezug auf den Bohr-Meißels 18 geregelt
wird.
-
Eine Abdeckung 28 hält die Feder 8 in der Gleithülse 5, und ein Bohrstaub-
Austrittskanal 29 befindet sich in der Mittel-Linie des Hauptkörpers 1 und
des Bohr-Meißels 18. Das untere Ende des Kanals 29 ist in der Nähe der
Schneidkante 19 offen, und das obere Ende mündet in einen Rotor 30, der
drehbar auf den Schaft 2 aufgesetzt ist. Bohrstaub (sowie Plättchen und
Beton) werden durch diesen Rotor mit einer Leitung verbunden, die mit einer
nicht gezeigten externen Saugquelle in Verbindung steht.
-
Der Bohr-Meißel 18 kann von dem unteren Schaft 4 selbst nach dem
vollständigen Zusammenbau der Vorrichtung gelöst werden. Ein diametraler,
rechtwinkliger Vorsprung 31 auf der oberen Oberfläche des Drill-Bohrers 18
steht mit einer entsprechenden, rechtwinkligen Nut 31 in der unteren
Oberfläche des unteren Schafts in Eingriff. Wie am besten in Fig. 3 gezeigt ist,
wird dieser Eingriff aufrechterhalten durch einen geteilten Ring 34, der in
Umfangsnuten 33 des Schafts 4 und des Vorsprungs 32 eingreift. Eine Nut
35 ist angrenzend an die äußeren Nuten 33 in der inneren Oberfläche der
Gleithülse 5 vorgesehen, so daß der Ring 34 aufgeweitet werden kann, so daß
der Vorsprung 32 mit dem Ring 34 durch dessen leichte Vergrößerung in
Eingriff treten oder von diesem gelöst werden kann.
-
Der hinterschnittene Meißel 22 ist mit der Gleithülse 5 verbunden, bevor der
Bohr-Meißel 18 angebracht wird; er wird verbunden durch Einfügen von 2 in
entgegengesetzter Richtung hakenförmig ausgebildete Verbindungsstücke 37
am oberen Ende des hinterschnittenen Meißels 22, die seitlich in
entsprechenden Nuten 36 im unteren Ende der Gleithülse 5 eingreifen.
-
Ein Haltering 38 wird verwendet zum Halten der Kugeln 17 in ihrer
Winkelstellung innerhalb der Führungshülse 10. Wie Fig. 4 zeigt, sind Haltelöcher 39
in Abständen um den Ring herum ausgebildet, in der die
Antriebsübertragungskugeln derart gehalten werden, daß sie sich gemeinsam bewegen.
-
Im Gebrauch wird der Schaft 2 an der Antriebswelle einer Bohrmaschine in
herkömmlicherweise befestigt. Wenn eine Ausgangsbohrung B in das
Werkstück gebohrt ist und die Ausgangsbohrung die vorgeschriebene Tiefe
erreicht, kommt der Flansch 12 in Berührung mit der Oberfläche A des
Werkstücks, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und die Führungshülse 10 wird angehalten.
-
Wenn das Bohren fortgesetzt wird, werden die Kugeln 17 beim Absteigen des
Körpers 1 durch die kegelstumpfförmige Oberfläche 3 des Körpers gedrückt,
und sie bewegen sich über die kegelstumpfförmige Oberfläche 11 hinab,
werden eingespannt zwischen den kegelstumpfförmigen Flächen 3 und 6 und
erweiteren den Zwischenraum zwischen diesen beiden, so daß der
Hinterschneidungs-Meißel 22 mit einer höheren Geschwindigkeit als der Bohr-
Meißel 18 herabsinkt, und die Räumkanten 24 bewegen sich nach außen
entlang den Führungsnuten 20 und dehnen sich über den Bohr-Meißel 18 hinaus
aus, so daß sie eine größere ringförmige Nut C schleifen. Wenn anschließend
die untere Kante 26 der Anschlaghülse 25 in Berührung mit der Regulierstufe
27 der Führungshülse 10 kommt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Abstieg des
Hauptkörpers 1 beendet, und das Bohren der Ausgangsbohrung B und das
Schleifen der erweiterten ringförmigen Nut C hören ebenfalls auf.
-
Danach, wenn der Druck des Hauptkörpers verringert wird, verschiebt sich
der Hauptkörper 1 im Verhältnis zu der Führungshülse 10 unter der Wirkung
der Druckfeder 15, und zugleich kehren die Gleithülse 5 und die Kugeln 17
in ihre Ausgangspositionen unter der Wirkung der Federn 8 zurück, so daß
die Räumkanten 24 in die Führungsnuten 20 zurückgezogen und zusammen
mit dem Bohr-Meißel 18 aus der gebohrten Bohrung herausgezogen werden.
-
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung führt dazu, daß die
Notwendigkeit, in Beton beispielsweise eine erste Bohrung herzustellen und
dann getrennt eine erweiterte ringförmige Nut zur Verankerung eines
Ankerbolzen zu schleifen vermieden wird. Erfindungsgemäß ist es möglich, eine
Hinterschneidung anschließend an das Bohren einer Ausgangsbohrung in
einem
einzigen Arbeitsgang herzustellen. Aus diesem Grunde ist die
erfindungsgemäße Arbeitsweise, verglichen mit der herkömmlichen, getrennten
Herstellen einer Ausgangsbohrung und der Hinterschneidung, wesentlich
verbessert.