Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Hohlbohrwerkzeug mit einem rohrförmigen Trägerteil und einem
bohrrichtungsseitig angeordneten Schneidteil.
Stand der Technik
Zum Bohren in harten Untergründen, wie beispielsweise Beton, kommen Hohlbohrwerkzeuge
mit diamantbesetzten Schneidteilen zum Einsatz, insbesondere wenn massgenaue Bohrlöcher
lärmarm und erschütterungsfrei in dem, allenfalls von Bewehrungseisen durchsetzten
Untergrund erstellt werden sollen.
Solche Hohlbohrwerkzeuge weisen ring- oder segmentförmige Schneidteile auf die mit dem
rohrförmigen Trägerteil beispielsweise mittels Löten verbunden sind. In einer anderen Ausführungsform
sind die ring- oder segmentförmigen Schneidteile durch Versinterung mit dem
rohrförmigen Trägerteil verbunden. Erlangt das Schneidteil verschleissbedingt sein Lebensende,
so ist, insbesondere bei einer unlösbaren Sinterverbindung zwischen dem rohrförmigen
Trägerteil und dem Schneidteil, das mit hohen Kosten gefertigte Werkzeug als Ganzes
auszuscheiden. Das rohrförmige Trägerteil weist jedoch eine ungefähr 3-mal so grosse Lebensdauer
wie die ring- oder segmentförmige Schneidteile auf und kann deshalb mehrmals
verwendet werden.
Um stumpfe, beziehungsweise verschlissene Schneidteile von einem rohrförmigen Trägerteil
zu lösen und durch neue Schneidteile ersetzen zu können, ist z. B. aus der CH 603 329 A
ein Hohlbohrwerkzeug bekannt, bei dem das Schneidteil mittels eines Zwischenrings an dem
rohrförmigen Trägerteil befestigt ist. Der Zwischenring ist mit dem rohrförmigen Trägerteil
verlötet. Der Zwischenring kann zusammen mit dem Schneidteil nach Beseitigung der Verlötung
abgenommen und durch einen anderen Zwischenring mit einem neuen Schneidteil ersetzt
werden. Der neue Zwischenring wird erneut mit dem rohrförmigen Trägerteil verlötet.
Zum einfacheren Wechseln eines Zwischenrings an einem rohrförmigen Trägerteil ist aus
der DE 39 37 697 A1 ein Hohlbohrwerkzeug bekannt, bei dem am rohrförmigen Trägerteil
und am Zwischenring ringförmige, sich axial überlappende Ansätze vorgesehen sind, zwischen
deren Flächen die Verlötung zur Befestigung des Zwischenringes am rohrförmigen
Trägerteil angeordnet ist. Diese Ausführung eines Hohlbohrwerkzeuges hat sich bewährt.
Aufgrund jedoch der aufwändigen Herstellung und der damit verbundenen Kosten für solche
Hohlbohrwerkzeuge besteht immer noch ein Bedürfnis zur Reduktion der Herstellungskosten.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hohlbohrwerkzeug zu schaffen, bei dem der rohrförmige
Trägerteil mehrfach verwendbar und das Hohlbohrwerkzeug gesamthaft wirtschaftlicher herstellbar
ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Gemäss der Erfindung ist an dem rohrförmigen Trägerteil eine radial umlaufende Nut ausgebildet.
Die radial umlaufende Nut dient als Solltrennstelle und weist in axialer Richtung eine umlaufende,
dem Schneidteil zugewandte Längsseite sowie eine umlaufende, dem Schneidteil
abgewandte Längsseite auf. Ist der ring- oder segmentförmige Schneidteil verbraucht, wird
der untere, dem Schneidteil zugewandte Abschnitt des rohrförmigen Trägerteiles an der
schneidteilzugewandten Längsseite der Nut mit einem Abtrennmittel abgetrennt, wie beispielsweise
eine Eisensäge oder ein Schneidbrenner. Der an dem rohrförmigen Trägerteil
verbleibende Teil der Nut bildet an dem rohrförmigen Trägerteil einen ringförmigen Ansatz,
beziehungsweise eine umlaufende Stufe aus, an welchem ein bekannter Zwischenring mit
einem neuen Schneidteil z. B. mittels Verlöten oder Kleben befestigt werden kann. Ist auch
dieser Schneidteil verbraucht, lässt sich der Zwischenring in bekannter Art und Weise von
dem rohrförmigen Trägerteil durch Beseitigung der Verlötung oder der Klebeverbindung lösen
und erneut ein Zwischenring mit einem neuen Schneidteil z. B. mittels Verlöten oder
Kleben befestigen.
Damit entfällt bei dem erfindungsgemässen Hohlbohrwerkzeug gegenüber den bekannten
Hohlbohrwerkzeugen mit Zwischenringen bei der Herstellung aufwändige Bearbeitungsschritte,
wie beispielsweise das Ablängen des rohrförmigen Trägerteiles, die Drehbearbeitung
der freien Stirnseite des rohrförmigen Trägerteiles oder das Löten zur Befestigung des
Zwischenringes an dem rohrförmigen Trägerteil. Der Aufwand zur Herstellung des erfindungsgemässen
Hohlbohrwerkzeuges ist wesentlich geringer als bei den herkömmlichen
Hohlbohrwerkzeugen, was sich auch auf die Fertigungskosten auswirkt.
Die Nut kann beispielsweise mittels einer spanenden Bearbeitung, wie Drehen oder Fräsen,
sowie durch Kaltumformung am, als ab Werk durchgehenden Rohrkörper bereitgestellten
rohrförmigen Trägerteil ausgebildet werden. Trotz der regionalen Schwächung des Querschnittes
der Wandung des rohrförmigen Trägerteiles ist die Gebrauchstauglichkeit des erfindungsgemässen
Hohlbohrwerkzeuges gegeben.
Vorzugsweise ist die Nut zum äusseren Umfang des rohrförmigen Trägerteils hin offen ausgebildet.
Damit ist die Solltrennstelle von aussen einfach erkennbar und die, dem Schneidteil
zugewandte Seitenwand der Nut kann als Führung für das Abtrennmittel, wie z. B. eine Eisensäge
verwendet werden.
In einer Variante dazu ist die Nut zum inneren Umfang des rohrförmigen Trägerteils hin offen
ausgebildet. Zur Positionierung des Abtrennmittels an dem rohrförmigen Trägerteil und zum
Abtrennen des unteren Abschnitts des rohrförmigen Trägerteiles kann beispielsweise eine
Markierung am äusseren Umfang des rohrförmigen Trägerteils vorgesehen sein oder die
gewünschte Position der Trennfuge wird durch Messen an dem rohrförmigen Trägerteil bestimmt.
Vorteilhafterweise ist die Nut in einem vorderen, dem Schneidteil zugewandten Bereich des
rohrförmigen Trägerteiles angeordnet. Damit wird ein grösstmöglicher Teil des rohrförmigen
Trägerteiles der weiteren Verwendung zugeführt. Zudem treten im vorderen, dem Schneidteil
zugewandten Bereich des rohrförmigen Trägerteiles geringere Torsionskräfte als in den hinteren,
dem Schneidteil abgewandten Bereichen des rohrförmigen Trägerteiles auf.
Bevorzugt weist die Nut einen rechteckigen Querschnitt auf. In Varianten dazu kann die Nut
im Querschnitt eine hohlkehlige oder polygonale, z. B. dreieckige oder trapezförmige, Ausgestaltung
aufweisen.
Vorteilhafterweise entspricht die radiale Tiefe der Nut dem 0.3- bis 0.7-fachen der Wandstärke
des rohrförmigen Trägerteils. Damit weist der verbleibende Querschnitt der Wandung des
rohrförmigen Trägerteils eine ausreichende Steifigkeit für den Einsatz des erfindungsgemässen
Hohlbohrwerkzeuges auf.
Vorzugsweise entspricht die axiale Breite der Nut dem 1.0- bis 8.0-fachen der Wandstärke
des rohrförmigen Trägerteils. Der nach dem Abtrennen des unteren, bohrrichtungsseitigen
Bereich am rohrförmigen Trägerteil verbleibende Teil der Nut, beziehungsweise der dabei
geschaffene ringförmige Ansatz weist eine Länge auf, welche eine ausreichende Befestigung
des überlappenden Ansatzes des Zwischenrings ermöglicht.
Die Abmessungen, wie die radiale Tiefe und die axiale Breite der Nut sowie die Querschnittsausgestaltung
der Nut sind im Wesentlichen durch die Ausgestaltung des ringförmigen
Ansatzes, beziehungsweise der Stufe des, zur Anwendung kommenden, anzuschliessenden
Zwischenrings mit dem neuen Schneidelement bestimmt. Beziehungsweise sind die
Abmessungen und die Ausgestaltung der Nut vorteilhafterweise auf handelsübliche Zwischenringe
abgestimmt. Vorteilhafterweise ist die radiale Tiefe der Nut am rohrförmigen Trägerteil
derart gewählt, dass die Summe aus der Wandstärke des verbliebenen Querschnittes
im Bereich der Nut am rohrförmigen Trägerteil, der Wandstärke des Ansatzes, beziehungsweise
der Stufe an dem Zwischenring und der benötigte Breite zur Anordnung des den rohrförmigen
Trägerteil und den Zwischenring verbindenden Lotes oder Klebers den Wert der
Wandstärke des rohrförmigen Trägerteils ausserhalb des Bereiches der Nut nicht überschreitet.
Wenn der Schneidteil am rohrförmigen Trägerteil des erfindungsgemässen Hohlbohrwerkzeuges
verbraucht ist, wird der untere, dem Schneidteil zugewandten Bereich des rohrförmigen
Trägerteils an der, durch die beidseitig geschlossene Nut geschaffene Solltrennstelle
des rohrförmigen Trägerteiles abgetrennt. Neben einer Eisensäge kann der untere, dem
Schneidteil zugewandte Bereich des rohrförmigen Trägerteils beispielsweise auch mit einem,
als Abtrennmittel dienenden Schneidbrenner oder durch Abdrehen abgetrennt werden. Der
an dem rohrförmigen Trägerteil verbleibende Teil der Nut bildet einen ringförmigen Ansatz,
beziehungsweise eine umlaufende Stufe.
Anschliessend wird ein Zwischenring mit einem neuen Schneidteil an dem rohrförmigen Trägerteil
angeordnet. Der Zwischenring weist an seiner freien Stirnseite ringförmige Ansätze,
beziehungsweise Stufen auf, welche mit dem verbleibenden Teil der Nut am Trägerkörper,
d. h. dem ringförmigen Ansatz, beziehungsweise der umlaufenden Stufe, axial überlappbar
sind. Beispielsweise mittels einer Verlötung werden der rohrförmige Trägerteil und der Zwischenring
miteinander verbunden und das Hohlbohrwerkzeug steht für eine weitere Verwendung
zur Herstellung von Bohrlöchern in harten Untergründen zur Verfügung.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben
sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen:
- Fig. 1
- Einen Teillängsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen
Hohlbohrwerkzeuges;
- Fig. 2
- einen Teillängsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen
Hohlbohrwerkzeuges; und
- Fig. 3a-c
- das Verfahren zum Wechseln von Schneidteilen an dem erfindungsgemässen
Hohlbohrwerkzeug in mehreren Teillängsschnitten.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Das in Fig. 1 dargestellte, erste Ausführungsbeispiel des Hohlbohrwerkzeug 1 weist einen
rohrförmigen Trägerteil 2 mit einem bohrrichtungsseitig angeordneten, ringförmig ausgebildeten
Schneidteil 3 auf. An dem rohrförmigen Trägerteil 2 ist eine radial umlaufende, zum äusseren
Umfang 4 des rohrförmigen Trägerteils 2 hin offene Nut 5 durch Kaltverformung ausgebildet,
wobei die Nut 5 in axialer Richtung eine, dem Schneidteil 3 zugewandte Längsseite
6 und eine, dem Schneidteil 3 abgewandte Längsseite 8 aufweist. Die Nut 5 weist eine radiale
Tiefe t auf, die der 0.45-fachen Wandstärke w des rohrförmigen Trägerteils 2 entspricht.
Die axiale Breite B der Nut 5 entspricht der 2.5-fachen Wandstärke w des rohrförmigen Trägerteils
2. Die schneidteilzugewandte Längsseite 6 der Nut 5 dient der Positionierung und
Führung einer Eisensäge oder eines Schneidbrenners zum Abtrennen des unteren, dem
Schneidteil 3 zugewandten Bereiches 7 des rohrförmigen Trägerteils 2, wenn dessen
Schneidteil 3 verbraucht ist und ein neuer Schneidteil am rohrförmigen Trägerteil 2 angeordnet
werden soll.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel des Hohlbohrwerkzeuges 11 ist
eine radial umlaufende, zum inneren Umfang 18 des rohrförmigen Trägerteils 12 hin offene
Nut 15 durch eine spanende Bearbeitung des rohrförmigen Trägerteils 12 ausgebildet. Die
Nut 15 weist eine radiale Tiefe t auf, die der 0.55-fachen Wandstärke w des rohrförmigen
Trägerteils 12 entspricht. Die axiale Breite B der Nut 15 entspricht der 3.0-fachen Wandstärke
w des rohrförmigen Trägerteils 12. Zur Positionierung eines Abtrennmittels zum Abtrennen
des unteren, bohrrichtungsseitigen Bereiches 17 des rohrförmigen Trägerteils 12 sind an
dessen äusseren Umfang 14 mehrere Setzmarkierungen 19 vorgesehen. Wenn das
Schneidteil 13 verbraucht ist, wird der untere, bohrrichtungsseitige Bereich 17 des rohrförmigen
Trägerteils 12 abgetrennt und ein neuer Schneidteil kann am rohrförmigen Trägerteil 12
angeordnet werden.
In den Fig. 3a bis 3c sind einzelne Verfahrensschritte zum Wechseln des Schneidteils an der
erfindungsgemässen Hohlbohrwerkzeuges schematisch dargestellt. Das in Fig. 3a gezeigte
Hohlbohrwerkzeug 1 entspricht dem, in Fig. 1 dargestellten Hohlbohrwerkzeug 1, weshalb in
den Fig. 3a bis 3c mit der Fig. 1 übereinstimmende Bezugszeichen verwendet werden.
Sobald der, an dem rohrförmigen Trägerteil 2 angeordneten Schneidteil 3 verbraucht, beziehungsweise
stumpf geworden ist, wird der untere, dem Schneidteil 3 zugewandte Bereich 7
des rohrförmigen Trägerteils 2 entlang der schneidteilzugewandte Längsseite 6 der Nut 5
abgetrennt.
Nach dem Abtrennen des unteren, dem Schneidteil 3 zugewandten Bereiches 7 weist der
rohrförmige Trägerteil 2 einen ringförmigen Ansatz 21 auf. Über diesen Ansatz 21 wird ein
Zwischenring 26 in Richtung des Pfeils 27 geschoben. Der Zwischenring 26 weist an einer
Stirnseite 29, welche bohrrichtungsseitig an dem Hohlbohrwerkzeug zu liegen kommt, einen
neuen Schneidteil 28 und an der anderen, freien Stirnseite 30 einen ringförmigen Ansatz 31
auf. Der Ansatz 31 an dem Zwischenring 26 ist derart ausgebildet, dass dieser mit dem ringförmigen
Ansatz 21 am rohrförmigen Trägerteil 2 überlappend zusammengeführt werden
kann. Anschliessend werden der rohrförmige Trägerteil 2 und der Zwischenring 26 im Bereich
der überlappenden Ansätze 21 und 31 mittels Verlöten miteinander verbunden.