DE69009455T2

DE69009455T2 - Gerät zum entfernen von gebrochenen schrauben.

Info

Publication number: DE69009455T2
Application number: DE69009455T
Authority: DE
Inventors: Eli Polonsky
Original assignee: Alden Corp
Current assignee: Alden Corp
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: BR9006985A; PL166483B1; IE903849A1; ATE106301T1; WO1991006399A1; PL287524A1; EP0451256A4; NO177221C; US5031487A; CA2028800C; NO912580L; NO177221B; EP0451256B1; AU6722490A; EP0451256A1; CA2028800A1; IE64664B1; JPH0815710B2; NO912580D0; MX167306B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen abgebrochener, mit Gewinde versehener Befestigungselemente, beispielsweise abgebrochener Schraubenbolzen, sowie ein Werkzeug zum Entfernen abgebrochener Befestigungselemente, das seinerseits zum Ergreifen des Schraubenbolzens einen Bohrkopf mit einer Hülse umfaßt sowie Führungsmittel, mit deren Hilfe der Bohrer in der Mitte des abgebrochenen Schraubenbolzens angesetzt werden kann.
Wenn der Kopf eines Schraubenbolzens vom Bolzen abgebrochen ist, dann ist es ein schwieriger und zeitaufwendiger Vorgang, den Schaft des Schraubenbolzens zu entfernen, der unterhalb der Oberfläche in der Gewindebohrung verblieben ist, in der der Schraubenbolzen ursprünglich eingeschraubt war. Ublicherweise ist es zur Entfernung des Schraubenschaftes notwendig, daß durch den Schraubenschaft ein Loch gebohrt wird. Nachdem die Bohrerspitze entfernt ist, wird zum Entfernen des Schraubenbolzens dann ein Ausziehwerkzeug der "Easy-out"-Bauart verwendet. Solche Werkzeuge zum Entfernen von Schraubenbolzen besitzen Greif-Zähne und/oder geformte Rillen, die so ausgelegt sind, daß sie mit den Seiten des Bohrloches im Schaft des abgebrochenen Schraubenbolzens in Eingriff kommen. Diese Greifflächen entfernen den Schraubenbolzen dann, wenn das Ausziehwerkzeug in einer Richtung gedreht wird, die zu derjenigen des Bolzengewindes entgegengesetzt ist.
Solche Werkzeuge weisen jedoch viele Mängel auf. Beispielsweise wird beim Bohrvorgang oft die Bohrspitze abgebrochen. Dies führt zu einem doppelten Problem insofern, als nun sowohl der abgebrochene Schraubenbolzen als auch die abgebrochene Bohrspitze entfernt werden muß. Selbst dann jedoch, wenn die Bohrspitze nicht abbricht, wird der Bolzenschaft während des Bohrvorgangs oft tiefer in die Gewindebohrung hineingetrieben, was seine Entfernung noch schwieriger macht. Viele Ausziehwerkzeuge machen es notwendig, daß das gebohrte Loch mit einem Gewinde versehen wird, und dies wiederum erfordert den zusätzlichen Schritt des Gebrauchs eines Gewinde-Schneideisens, um dieses Gewinde herzustellen. Auf diese Weise werden stets viele unterschiedliche Werkzeuge und viele Verfahrensschritte benötigt. Die vielen Schritte sind ermüdend, zeitaufwendig und frustrierend, und die Ergebnisse sind oft unbefriedigend.
Aus Gründen der Klarheit und Einfachheit wird im folgenden vorausgesetzt, daß der Schraubenbolzen bzw. der Bolzenschaft ein rechtsgängiges Gewinde hat, wie dies bei der überwiegenden Anzahl der Schraubenbolzen der Fall ist, und die Ausführung der Gewinde und die Drehrichtungen werden so angewendet, wie dies für abgebrochene Schraubenbolzen mit rechtsgängigen Gewinde sinnvoll ist. Dies ist jedoch in gar keiner Weise bindend; wenn der Schraubenbolzen-Schaft ein linksgängiges Gewinde hat, dann wird die Ausführung der Gewinde und die Drehrichtung entgegen derjenigen ausgeführt werden, die nachfolgend erläutert wird.
Die US-A- 4 777 850 beschreibt eine Erfindung, bei der ein Bohrer zum Herstellen einer Bohrung in einem abgebrochenen, rechtsgängigen Schraubenbolzen und ein Ausziehwerkzeug zum Entfernen eines abgebrochenen Schraubenbolzens in einem einzigen Kombinationswerkzeug kombiniert sind, so daß man in der Lage ist, den abgebrochenen Schraubenbolzen in einem Arbeitsgang zu entfernen. Der untere Teil des Werkzeugs ist mit einer Bohrerspitze versehen, die ihrerseits eine Schneidkante hat, die mit einem Gewinde mit einer links herumverlaufenden Steigung versehen ist (entgegengesetzt zu dem Gewinde des zu entfernenden, abgebrochenen Schraubenbolzens, der ein Rechtsgewinde hat) . Bei der genannten US-PS befindet sich der Körper der Bohrspitze am unteren Ende eines Gewinde- Schaftes, dessen oberer Teil in geeigneter Weise mit einem im Gegenuhrzeigersinn angetriebenen Hand- oder Motorwerkzeug verbunden ist.
An dem rechtsgängigen Gewindeschaft oberhalb der Bohrspitze ist eine Bolzenauszieh-Hülse mit Hilfe eines Gewindes befestigt. Der Durchmesser des unteren Teils der Greifhülse ist geringer als der Außendurchmesser der Bohrspitze, wodurch es der Hülse möglich wird, in die Bohrung hineinzugelangen, die im Schaft des abgebrochenen Schraubenbolzens erzeugt wird. Die Auszieh-Hülse besteht aus einer Serie von langgestreckten Segmenten, die durch Schlitze voneinander getrennt sind. Der obere Teil des Bohrspitzenkopfes ist mit einer Aufweitungsfläche versehen, die so ausgelegt ist, daß sie die langgestreckten Segmente der Aufweitungshülse ergreifen und auseinandertreiben kann.
Als Vorbereitung zum Entfernen eines abgebrochenen Schraubenbolzens, der in einer Gewindebohrung steckt, wird das obere Ende des Schaftes des Auszieh-Werkzeuges mit einem geeigneten Hand- oder Motorwerkzeug verbunden.
Um den Schaft des abgebrochenen Bolzens zu entfernen, der in der Gewindebohrung verblieben ist, kommt die Bohrerspitze mit dem Schaft in Verbindung und dreht sich, um im Körper des abgebrochenen Bolzenschaftes eine Bohrung zu erzeugen. Wenn das Werkzeug in den abgebrochenen Bolzen eindringt, dann kommt die Ausziehhülse, die mit Hilfe eines Gewindes auf dem Bohrerschaft befestigt ist, mit dem Inneren des Lochs in Berührung, das in den Bolzenschaft gebohrt worden ist. Durch eine fortgesetzte Drehung des Werkzeugs wird die Auszieh-Hülse nach unten in Richtung auf die Bohrerspitze am unteren Ende des Schaftes "geschraubt". Eine weitere Drehung der Hülse relativ zum Schaft führt dazu, daß dieser angehoben wird und daß die Segmente der Ausziehhülse mit der Aufweitungsfläche an der Bohrerspitze in Berührung kommen. Dies führt dazu, daß sich die Segmente spreizen und auf diese Weise sicher am Inneren der Bohrung angreifen, die gerade eben durch die Bohrerspitze im abgebrochenen Bolzenschaft erzeugt worden ist.
Eine fortgesetzte Drehung der Antriebsvorrichtung in einer Richtung, die der Gewinderichtung des abgebrochenen Bolzenschaftes entgegengesetzt ist, schraubt nun den Schaft in einfacher Weise aus dem Gewindeloch heraus. Das obere Ende der Ausziehhülse dient dazu, eine zusätzliche Fläche zum Ergreifen mit Hilfe eines Handwerkzeugs zu bieten, wenn dies notwendig ist, und bietet ferner eine Möglichkeit dazu, die Hülse nach dem Entfernen des abgebrochenen Bolzens von diesem zu trennen. Dies wird dadurch erledigt, daß die Hülse und der abgebrochene Bolzen in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden.
Die US-A-4 777 850 offenbart auf diese Weise ein Verfahren zum Entfernen eines abgebrochenen Schraubenbolzens aus einer Gewindebohrung mit Hilfe der folgenden Schritte:
1) Einsetzen eines linksgängigen Bohrers und Drehen sowie Abwartsdrücken dieses Bohrers in der Gewindebohrung, wobei der Bohrer einen Schaft mit Rechtsgewinde hat sowie eine kegelstumpff6rmige Aufweitungsfläche zwischen dem Bohrer und dem Schaft, wobei auf den Schaft eine Hülse aufgeschraubt ist, die ein nach oben eingezogenes Greifelement hat, das seinerseits eine gekordelte Oberfläche sowie mehrere Längsschlitze hat, um ein Loch in den Schraubenbolzen zu bohren;
(2) Bohren des Lochs so lange, bis das Greifelement, das mit der Wand des Lochs im Eingriff ist, die Drehung unterbricht und durch das Rechtsgewinde auf dem Schaft nach unten gedrückt wird, wobei das konusförmige Greifelement sich dann aufweitet, wenn es mit der Aufweitungsfläche der Wand des Lochs fest in Berührung kommt; und
(3) Fortsetzen der linksgängigen Drehung des Bohrers, um den abgebrochenen Schraubenbolzen aus dem Bauteil herauszudrehen.
Die genannte US-A-4 777 850 offenbart auch ein Werkzeug nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 2.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Führungsvorrichtung, um die Bohrerspitze bei ihrer anfänglichen Berührung mit dem Schraubenbolzen so zu führen, daß das gebohrte Loch sich genau in dessen Mitte befindet. Diese Führungsvorrichtung hat die Form einer Vergrößerung des oberen Endes der Hülse, die dann, wenn sie umgekehrt wird, mit der ausgerichteten Öffnung des benachbarten Flansches in Berührung kommt, wenn der Bohrvorgang beginnt. Die Erfindung betrifft ferner eine verbesserte Greifvorrichtung an der Außenseite des Kragens, die vorzugsweise die Form eines Linksgewindes oder von Rillen aufweist.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines kombinierten Werkzeugs zum Ausziehen von Schraubenbolzen nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Explosionsdarstellung der Anordnung nach Fig. 1;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht von unten der Anordnung nach Fig. 1;
Fig. 5 ist eine Ansicht des Kombinationswerkzeugs nach der vorliegenden Erfindung, das dazu verwendet wird, einen abgebrochenen Schraubenbolzen zu entfernen, wobei die umgekehrte Hülse und die Führungsvorrichtung bei ihrer Verwendung in der Öffnung eines benachbarten Flansches dargestellt wird, und wobei das Werkzeug gerade damit beginnt, in den Schraubenbolzen einzudringen;
Fig. 5a ist eine vergrößere Schnittansicht längs der Linie 5a-5a in Fig. 5;
Fig. 6 zeigt den Fortgang des Bohrvorgangs, wobei die Hülse mit ihrer rechten Seite nach oben liegt; und
Fig. 7 ist eine Ansicht des Werkzeugs, das den abgebrochenen Schraubenbolzen gerade entfernt.
Die Figuren 1 bis 4 stellen das Werkzeug 10 zum Ausziehen eines abgebrochenen Schraubenbolzens nach der vorliegenden Erfindung dar. Das Ausziehwerkzeug 10 hat eine Bohrerspitze 12 mit einer linksgängigen oder im Gegenuhrzeigersinn wirksamen Schneidkante. Die Bohrspitze 12 weist einen Körper 14 und Schneidkanten 16 auf. Der Körper 14 der Bohrspitze 12 hat eine geneigte Aufweitungsfläche 18 und ist einstückig mit einem mit Gewinde versehenen Schaft 20 verbunden. Die Aufweitungsfläche 18 ist von dem Bereich an, an dem der Bohrerkörper 14 an den mit Gewinde versehenen Schaft 20 anstößt, auf die Schneidkanten 16 der Bohrspitze 12 zu nach außen geneigt.
Das obere Ende des Schaftes 20 ist im Querschnitt vorzugsweise sechseckig (Fig. 3) und mit Abflachungen 22 versehen, um ein Ergreifen des Werkzeugs 10 durch eine geeignete Antriebsvorrichtung zu erleichtern, beispielsweise durch ein im Gegenuhrzeigersinn umlaufendes Maschinenfutter oder eine Handwinde. Das Ausziehwerkzeug 10 hat eine Ausziehhü1se 24, die aus einem konischen Körper 26 besteht, der seinerseits in mehreren Segmenten 28 endet, die wiederum durch längsverlaufende Schlitze 30 voneinander getrennt sind. Die Hülse 24 ist mit mehreren schraubenförmig angebrachten Greifnuten versehen oder mit einem Linksgewinde 32, das scharfe Kanten hat und sich vom Boden aus bis zu einem Punkt erstreckt, der nahe am oberen Ende jedes der Segmente 28 liegt. Die Unterteilung jedes der Segmente 28 durch die Schlitze 30 erzeugt ein Maß an Nachgiebigkeit am Ende der Segmente, was sich beim Ergreifen des abgebrochenen Schraubenbolzens, wie dies nachfolgend beschrieben wird, als nützlich erweist.
Die Ausziehhülse 24 besitzt eine Gewindebohrung 34, die es der Hülse ermöglicht, sich längs der Längsachse des Gewindeschaftes 20 drehend hin- und herzubewegen. Der obere Teil der Hülse 24 hat einen vergrößerten Antriebskopf 36 mit mehreren, abgeflachten Seiten 38, die es ermöglichen, daß die Hülse mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs ergriffen und verdreht werden kann. Zwischen den abgeflachten Seiten ist der Kopf, wie dies beispielsweise bei 40 dargestellt ist, auf einen Durchmesser abgerundet, der geringer ist als der Durchmesser der Öffnung O im mit dem Kopf zusammenwirkenden Flansch F (Fig. 5).
In den Figuren 5, 6 und 7 ist ein abgebrochener Schraubenbolzen 50 dargestellt, der in einer Gewindebohrung 52 in einem Grundbauteil 54 liegt.
Bei dem Auszieh-Vorgang, der nun beschrieben wird, wird das erfindungsgemäße Ausziehwerkzeug 10 mechanisch mit dem Spannfutter 46 eines geeigneten Hand- oder Motorwerkzeugs verbunden. Dabei werden die abgeflachten Flächen 22 am Schaft 20 durch das Spannfutter in üblicher, bekannter Weise erfaßt, um eine Antriebs-Drehkraft vom Antriebswerkzeug auf das Ausziehwerkzeug 10 zu übertragen. Unter der Voraussetzung, daß der abgebrochene Schraubenbolzen 50 ein Rechtsgewinde hat, dreht sich das Antriebswerkzeug in Linksrichtung oder im Gegenuhrzeigersinn, um die Bohrerspitze 12 in den Schraubenbolzen 50 hineinzutreiben.
Vor dem Einschieben des Schaftes 20 in das Spannfutter eines Antriebswerkzeugs, wird die Hülse 24 so umgekehrt (Fig. 5), daß dann, wenn das Ausziehwerkzeug in das Bolzenloch eingeschoben wird, die gerundeten Teile 40 des vergrößerten Antriebskopfes eng in die Wände der Öffnung O im Flansch F passen. Beim Beginn des Bohrvorgangs sind die Hülse und die Bohrerspitze natürlich eng beeinander (d.h., enger als dies in Fig. 5 dargestellt ist), so daß die Hülse mit den Wänden der Öffnung O dann im Eingriff ist, wenn die Bohrerspitze mit dem Schraubenbolzen 50 erstmals in Eingriff kommt. Die Hülse zentriert das Ausziehwerkzeug einschließlich der Bohrerspo8itze 12 so, daß die Bohrung im Mittelpunkt des Schraubenbolzens begonnen wird. Da die Bruchstelle des Gewindebolzens ferner unregelmäßig sein kann, unterstützen die gerundeten Teile 40 die Bedienungsperson darin, die Bohrerspitze dann nicht abrutschen zu lassen, wenn der Bohrvorgang beginnt. Die Abmessungen sind vorzugsweise so gewählt, daß die Hülse sich in der Öffnung O frei mit nur einer geringen Toleranz drehen kann. Wenn die Bohrerspitze 12 in den Schraubenbolzen 50 eindringt, dann ist der Anfang der Bohrung 42 hergestellt.
Als nächstes wird das Ausziehwerkzeug aus der Öffnung O herausgehoben und der Schaft wird aus dem Spannfutter des Antriebswerkzeugs herausgenommen. Die Hülse wird vom Schaft 20 abgeschraubt, in die Stellung gemäß Fig. 6 umgedreht und das Ausziehwerkzeug wird in das Spannfutter wieder eingespannt. Der Bohrvorgang wird nun fortgesetzt. Die Ausziehhülse 24 wird auf dem Gewindeschaft nahe der Bohrerspitze getragen. Die Enden der Segmente 28 gelangen schließlich in die Bohrung 42 im Schraubenbolzen 50 und kommen mit deren Seitenwände in Eingriff. Eine fortgesetzte Drehung des Antriebswerkzeugs führt nun dazu, daß der Bohrvorgang aufhört und daß sich die Ausziehhülse 24 langs des Gewindes auf die Bohrerspitze 12 in dem Maße zubewegt, in dem sich diese anhebt.
Wenn die untere Kante der Segmente 28 mit der geneigten Aufweitungsfläche 18 in Berührung kommt, dann spreizen sich die Segmente beim Auflaufen auf die Aufweitungsfläche 18 und stellen damit einen sicheren Griff gegen die Innenwände der Bohrung 42 her, die im Schraubenbolzen 50 ausgebildet ist. Der Greifvorgang wird noch durch das Linksgewinde 32 auf der Außenseite der Hülse verbessert, das dazu neigt, sich im Schraubenbolzen um die Bohrung 42 herum festzubeißen. Eine fortgesetzte Drehung des Antriebswerkzeugs schraubt danach den Schraubenbolzen 50 aus der größeren Bohrung 52 im Grundbauteil 54 heraus.
Der Antriebskopf 36 an der Ausziehhülse 24 kann entweder dazu benutzt werden, einen festeren Eingriff mit der Innenwandfläche der Bohrung 42 zu erzielen, wenn beispielsweise eine handgetriebene Antriebsvorrichtung verwendet wird, oder er kann dazu benutzt werden, die Ausziehhülse vom gebrochenen Schraubenbolzen dann zu lösen, wenn dieser aus dem Grundbauteil entfernt worden ist.

Claims

1. Verfahren zum Entfernen eines abgebrochenen Schraubenbolzens (50) aus einer Gewindebohrung in einem Grundteil, das seinerseits einen Flansch mit einer Öffnung (O) aufweist, die mit der Gewindebohrung ausgerichtet ist, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

a) Einsetzen eines linksgängigen Bohrers (12) und Drehen sowie Abwärtsdrücken dieses Bohrers in der Gewindebohrung, wobei der Bohrer einen Schaft (20) mit Rechtsgewinde hat sowie eine kegelstumpfförmige Aufweitungsfläche (18) zwischen dem Bohrer (12) und dem Schaft (20), die ihrerseits auf den Schaft (20) zu geneigt ist und wobei auf den Schaft eine Hülse (24) aufgeschraubt ist, die ihrerseits ein Grundteil (36) aufweist, das den Durchmesser der Öffnung (O) hat sowie ein vom Basisteil aus nach oben konisch eingezogenes Greifelement (28), das auf seiner Oberfläche ein Linksgewinde (32) aufweist sowie mehrere Langsschlitze (30), wobei das Basisteil (36) im Eingriff mit der Öffnung (O) dazu dient, den Bohrer (12) in der Mitte des abgebrochenen Schraubenbolzens (50) zu zentrieren, um in den Schraubenbolzen einen Raum zu bohren;

b) Entfernen des Bohrers (12) aus dem Bohrloch, nachdem dieses begonnen worden ist und Umdrehen der Hülse (24) auf dem Schaft (20);

c) Wiederaufnehmen des Bohrvorganges im Loch solange, bis das Greifelement (28), das rnit der Wand des Loches in Eingriff kommt, die Drehung unterbricht und durch das Rechtsgewinde auf dem Schaft (20) nach unten gedrückt wird, wobei das konusförmige Greifelement (28) sich dann aufweitet, wenn es mit der Aufweitungsfläche (18) in Eingriff kommt, und auf diese Weise mit der Wand des Loches fest in Eingriff kommt; und

d) Fortsetzen der linksgangigen Drehung des Bohrers (12), um den abgebrochenen Schraubenbolzen (50) aus dem Bauteil (54) herauszudrehen.

2. Werkzeug (10) zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit

einem Schaft (20), der mit Gewinde in einer Richtung versehen ist und an dessen unterem Ende eine Bohrspitze (12) ausgebildet ist, die in der anderen Richtung wirkt, wobei oberhalb der Bohrspitze (12) eine nach außen und unten geneigte Hülsenaufweitungsfläche (18) angeordnet ist und wobei das obere Ende des Schaftes (20) einen Querschnitt mit Umfangsabflachungen (22) hat, die von einem Antriebs-Spannfutter 46 ergriffen werden können,

einer Bolzenerfassungshülse (24) mit einem Innengewinde, das mit dein Gewinde auf dem Schaft (20) zusammenwirkt, wobei die Hülse ein Ende (26) hat, das konisch ausgebildet und längs so geschlitzt ist, daß es dann aufgespreizt werden kann, wenn es mit der Hülsenaufweitungsfläche (18) in Eingriff kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (36) der Hülse (24) in seinem großten Durchmesser im wesentlichen großer ist als der Durchmesser der Bohrerspitze (12) und daß der Durchmesser gleich groß ist wie der Durchmesser der Öffnung (O) im Flansch (F), wobei dann, wenn die Hülse (24) auf den Schaft (20) so aufgeschraubt ist, daß das andere Ende (36) der Hülse nach unten weist, der Eingriff des anderen Endes (36) der Hülse (24) mit den Rändern der Öffnung (O) im Flansch (F) den Bohrvorgang der Bohrspitze (12) in Richtung der Mittellinie des abgebrochenen Schraubenbolzens (50) führt.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, wobei das konische Ende (26) der Hülse (24) an seiner Außenfläche Gewindegänge hat, die gegenläufig ausgerichtet sind.

4. Werkzeug nach Anspruch 2, wobei das andere Ende (36) der Hülse (24) mit einander diametral gegenüberliegenden Abflachungen (38) ausgebildet ist, die durch ein Antriebswerkzeug ergriffen werden können.