EP3463726A1 - Aufrauwerkzeug zum aufrauen einer bohrlochoberfläche - Google Patents

Aufrauwerkzeug zum aufrauen einer bohrlochoberfläche

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Publication number
EP3463726A1
EP3463726A1 EP17725645.0A EP17725645A EP3463726A1 EP 3463726 A1 EP3463726 A1 EP 3463726A1 EP 17725645 A EP17725645 A EP 17725645A EP 3463726 A1 EP3463726 A1 EP 3463726A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
roughening
tool head
cutting insert
tool according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17725645.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Bee
Franz Popp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP3463726A1 publication Critical patent/EP3463726A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/107—Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
    • B23B31/1072—Retention by axially or circumferentially oriented cylindrical elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/107—Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
    • B23B31/10741—Retention by substantially radially oriented pins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/75—Stone, rock or concrete

Definitions

  • the invention relates to a roughening tool for roughening a borehole surface, comprising a coupling section for clamping the tool in a drilling device and a tool head for machining the borehole surface, wherein at least one radially projecting cutting insert is provided on the tool head.
  • the mortar composition in the cured state cooperates with the borehole wall in a form-fitting manner. This can be achieved by roughening or profiling at least part of the borehole wall.
  • Tools and methods for roughening a borehole surface of the type mentioned above therefore serve in particular to increase the carrying capacity of chemical mortar compositions in diamond-drilled holes.
  • the comparatively smooth inner circumferential surface of a borehole is structured and provided, for example, with defined undercuts.
  • US 2002/0160705 A1 shows a tool for introducing such undercuts into a borehole surface.
  • the tool has a tool head with a housing in which pins sit, which serve to work the borehole surface.
  • the pins rest on their rear side remote from the borehole against a rubber or metal body which sits in a central cavity of the housing.
  • the housing of the tool head is releasably secured to a tool shank with a thread whose diameter is substantially less than the diameter of the tool.
  • a disadvantage here is that the tool as a whole has a low rigidity and can become unstable when machining large drilling depths which correspond to a multiple of the borehole diameter.
  • the present invention is based on the technical problem to provide an improved roughening tool for roughening a borehole surface, which does not have the above disadvantages or at least to a lesser extent and in particular in a cost effective and simple manner allows reliable machining of large drilling depths.
  • the roughening tool for roughening a borehole surface has a coupling section for clamping the tool into a drilling device and a tool head for machining the borehole surface, wherein at least one radially projecting cutting insert is provided on the tool head.
  • the cutting insert is fastened to the tool head with at least one fastening element, wherein the fastening element engages in a form-fitting manner in a recess formed on the cutting insert.
  • the attachment of the cutting insert is effected by a recess provided directly on the cutting insert and a fastening element, the tool head itself can be made solid and stiff.
  • the tool can also be used reliably in large drilling depths.
  • Next can be achieved with a tool designed in this way an improved Bohrlochaufrauung, so that higher yieldable tensile loads for an anchor rod anchored to a chemical mortar composition in such a bore.
  • the fastener may be releasably held to the tool head so that the cutting insert is replaceable.
  • the cutting insert may be made of a cemented carbide or diamond cutting material.
  • the fastening element is a pin, which in particular is detachably arranged on or in the tool head. Such a pin connection is simple and inexpensive to produce and can be compactly integrated into the tool head.
  • the fastener is a screw, which also allows a cost-effective, detachable attachment of the cutting insert.
  • the cutting insert may be attached to the tool head with a radial clearance.
  • the cutting insert can therefore protrude radially further beyond an outer circumferential surface of the tool head in a first position than in a second position.
  • the cutting insert in the second position is set back in the direction of the tool head, compared to the first position.
  • Radial “or” radial direction refers to an orientation or direction transverse to a longitudinal extent or longitudinal axis of the roughening tool.
  • Axial “or” axial direction herein means that an orientation or direction extends along a longitudinal extent or longitudinal axis of the roughening tool.
  • Such a radial play can be achieved in that the recess is bounded by two oppositely arranged shoulders, wherein a diameter of the pin arranged in the region of the recess is smaller than a clear width of the recess predetermined between the shoulders. It is understood that according to further embodiments, a radial clearance between a recess of the Cutting insert and a screw, a rivet, a feather key or the like may be formed as a fastening element.
  • a robust and inexpensive to produce cutting insert can be specified that the cutting insert has a substantially circular cylindrical shape and the recess is a circumferentially circumferential groove.
  • the cutting insert may have a substantially circular cylindrical shape and at one end or at two opposite ends have an operative area for roughening the borehole surface, which is shaped in the manner of a truncated cone.
  • the truncated design of the effective range favors the life of the cutting insert.
  • the fastening element In the top of the truncated cone z.
  • the fastening element In order to achieve a low wear and a reliable coupling between the fastening element, in particular pin, and the cutting insert, the fastening element may have an outer circumferential surface which bears against a groove bottom of the groove of the cutting insert.
  • a low-friction point contact can be formed between a likewise circular cylindrical shaped pin and the cutting insert.
  • the cutting insert may have at least two recesses. In this way, the cutting insert can be reliably secured with two pins.
  • the cutting insert can have a symmetrical construction, with a central middle part, to which a groove and an effective area for roughening the borehole surface are connected on both sides.
  • at least two cutting inserts may be provided on the tool head, wherein the cutting inserts are arranged in particular at an axial distance and / or an angular offset from each other on the tool head.
  • the cutting inserts can be arranged offset by 90 ° or 180 ° to each other, viewed in the axial direction.
  • the roughening tool can be provided to attach three or more cutting inserts to the tool head.
  • the cutting inserts can be arranged distributed circumferentially in particular at equidistant angular intervals.
  • the tool head may have a radial through opening in which the cutting insert is disposed, with the cutting insert having two opposite ends each extending radially beyond a shell surface of the tool head.
  • the cutting insert thus completely penetrates the tool head and projects radially out of the tool head on two sides.
  • the two effective regions can be designed as a truncated cone on a substantially circular-cylindrical cutting insert.
  • the tool head may have an axial recess in which the fastener is arranged. A screw, pin, or rivet may therefore be received, for example, in the face of the tool head such that the fastener is remote from the well surface and is not damaged during machining of the well surface.
  • the fastener may be provided for attachment of at least two cutting inserts to the tool head.
  • the fastening element cooperates both with a recess of a first cutting insert and with a recess of a second cutting insert.
  • the number of necessary fasteners can be reduced or a double securing of the cutting inserts can be achieved.
  • the roughening tool may have a shaft with an internal channel, which opens into at least one opening provided on the tool head.
  • the tool can be in the area of his Tool shaft, for example, be connected to a compressed air supply or a suction device.
  • the tool length may be at least six times, preferably at least eight times the diameter of the tool.
  • the tool can therefore be used to reach large drilling depths.
  • the diameter of the tool head can essentially correspond to the diameter of a tool shaft.
  • the tool can therefore be made stiff overall and is particularly suitable for machining large drilling depths.
  • the tool head can be integrally connected to a tool shank. This is another way to stiffen the tool.
  • a robust and cost-effective in operation tool can be specified, since after the wear of the cutting inserts only the cutting inserts themselves, but not the entire tool head must be replaced.
  • the roughening tool according to the invention can be used by its robust design directly in a clamped drill for drilling a borehole. The steps “drilling” and “roughening” are therefore possible in a machine setup, so that only the drilling tool must be replaced with the roughening tool. With the help of the stand, the drilling process can be performed and, if necessary, automated, so that the operator influence on the drilling and roughening result can be minimized.
  • FIG. 1 shows a roughening tool according to the invention
  • FIG. 2 shows a tool head of the roughening tool according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a cutting insert and a pin for the roughening tool according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a drill with the roughening tool according to FIG. 1.
  • 1 shows a roughening tool 2 for roughening a borehole surface 4 (FIG. 4), with a coupling section 6 for clamping the tool 2 in a drilling device 8 (see FIG. 4) and a tool head 10 for machining the borehole surface 4, wherein Tool head 10 radially projecting cutting inserts 12 are provided.
  • the cutting inserts 12 are fastened to the tool head 10 with fastening elements in the form of pins 14.
  • the pins 14 each engage in a form-fitting manner in recesses 16 formed on the cutting inserts 12 (FIG. 3).
  • the pins 14 allow releasable attachment of the cutting inserts 12.
  • the cutting inserts 12 are therefore easily replaceable.
  • the cutting inserts 14 are attached to the tool head 10 with radial play.
  • the radial direction r and the axial direction a, which runs along a longitudinal extent of the tool 2, are shown in FIGS. 1 and 2.
  • the cutting inserts 12 can therefore be set back towards the tool head by the radial play in the direction r when they strike hard particles to avoid damaging the cutting inserts 12.
  • the play is achieved in that a diameter d1 of the pin 14 arranged in the region of the recess 16 is smaller than a clear width w1 of the recess 16 predetermined between shoulders 18 (FIG. 3), more precisely between the contact points of the pin 14 on the shoulders 18th
  • the cutting inserts 12 are made of hard metal.
  • the cutting inserts 12 have a substantially circular cylindrical shape.
  • the recesses 16 are presently designed as circumferential grooves 16.
  • a respective cutting insert 12 has operative portions 20 for roughening the borehole surface 4, which are formed as a truncated cone, at the ends of which tip inserts 19 of even harder material are present.
  • the pins 14 In the interior of the tool head 10, the pins 14 each bear with their outer lateral surfaces 22 on a groove bottom 24 of a respective groove 16 and hold the cutting inserts 12 in this way in the tool head 10.
  • Each of the cutting inserts 12 has two recesses or grooves 16, so that it is secured regardless of its insertion direction into the tool head 10 after the axial end-side insertion of the respective associated pin 14 reliably positive fit and play against radial loss.
  • the cutting inserts 12 are arranged at an axial distance and at an angular offset of 90 ° (seen in the axial direction) to each other on the tool head 10.
  • the cutting inserts 12 are seated in radial passage openings 26, while the pins 14 are arranged in axial bores 28.
  • Each of the pins 14 abuts against recesses 16 of both cutting inserts 12.
  • On rough tool 2 has a shaft 34 with an inner channel 30, which opens into provided on the tool head 10 openings 32.
  • the openings 32 and the channel 30 can serve for blowing or sucking off of drilling dust.
  • the tool length 11 corresponds to at least six times, preferably at least eight times, the tool diameter d 2, the diameter of the tool head 10 substantially corresponding to the diameter d 2 of the tool shank 34.
  • the tool head 10 is integrally connected to the tool shank 34.
  • a method for roughening a borehole surface 4 will be explained below with reference to FIG. 4.
  • a drill 8 is clamped in a stand 36 for producing a borehole 38.
  • the borehole 4 has subsequently been produced by means of a diamond drill (not shown) clamped in the drill 8.
  • the diamond drill is then replaced by a roughening tool 10, which in turn is clamped in the drill 8.
  • the roughening tool 10 is inserted into the wellbore 38 to roughen the wellbore surface 4.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Aufrauwerkzeug (2) zum Aufrauen einer Bohrlochoberfläche, mit einem Kopplungsabschnitt (6) zum Einspannen des Werkzeugs (2) in ein Bohrgerät und einem Werkzeugkopf (10) zur Bearbeitung der Bohrlochoberfläche, wobei an dem Werkzeugkopf (10) wenigstens ein radial auskragender Schneideinsatz (12) vorgesehen ist. Der Schneideinsatz (12) ist mit wenigstens einem Befestigungselement an dem Werkzeugkopf (10) befestigt, wobei das Befestigungselement formschlüssig in eine an dem Schneideinsatz (12) gebildete Ausnehmung greift.

Description

Aufrauwerkzeug zum Aufrauen einer Bohrlochoberfläche
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Aufrauwerkzeug zum Aufrauen einer Bohrlochoberfläche, mit einem Kopplungsabschnitt zum Einspannen des Werkzeugs in ein Bohrgerät und einem Werkzeugkopf zur Bearbeitung der Bohrlochoberfläche, wobei an dem Werkzeugkopf wenigstens ein radial auskragender Schneideinsatz vorgesehen ist.
Zur Befestigung von Bauteilen an Untergründen ist es bekannt, profilierte Ankerstangen mittels einer chemischen Mörtelmasse in vorgefertigten Sacklochbohrungen des Untergrunds festzulegen. Die Sacklochbohrungen können mithilfe diamantbestückter Werkzeuge hergestellt werden. Die Bohrlochwand eines solchen Bohrlochs kann, abhängig von dem Material des Untergrunds, sehr glatt sein. Um auch hohe an der Ankerstange angreifende Zugkräfte zuverlässig auf den Untergrund zu übertragen, ist es von Vorteil, wenn die Mörtelmasse im ausgehärtet Zustand formschlüssig mit der Bohrlochwand zusammenwirkt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass wenigstens ein Teil der Bohrlochwand aufgeraut bzw. mit einer Profilierung versehen wird.
Werkzeuge und Verfahren zum Aufrauen einer Bohrlochoberfläche der eingangs genannten Art dienen daher insbesondere dazu, die Tragfähigkeit von chemischen Mörtelmassen in diamantgebohrten Löchern zu erhöhen. Die vergleichsweise glatte innere Mantelfläche eines Bohrlochs wird dabei strukturiert und beispielsweise mit definierten Hinterschnitten versehen. Die US 2002/0160705 A1 zeigt ein Werkzeug, um derartige Hinterschnitte in eine Bohrlochoberfläche einzubringen. Das Werkzeug hat einen Werkzeugkopf mit einem Gehäuse, in dem Pins sitzen, die zur Bearbeitung der Bohrlochoberfläche dienen. Die Pins liegen an ihrer dem Bohrloch abgewandten Rückseite an einem Gummi- oder Metallkörper an, der in einer zentralen Kavität des Gehäuses sitzt. Das Gehäuse des Werkzeugkopfs ist mit einem Gewinde lösbar an einem Werkzeugschaft befestigt, dessen Durchmesser wesentlich geringer ist, als der Durchmesser des Werkzeugs. Hierbei ist nachteilig, dass das Werkzeug insgesamt eine geringe Steifigkeit aufweist und bei der Bearbeitung großer Bohrtiefen, die einem Mehrfachen der Bohrlochdurchmessers entsprechen, instabil werden kann.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein verbessertes Aufrauwerkzeug zum Aufrauen einer Bohrlochoberfläche anzugeben, welches die voranstehenden Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere in kostengünstiger und einfacher Weise die zuverlässige Bearbeitung großer Bohrtiefen ermöglicht.
Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird durch ein Aufrauwerkzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 15 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.
Das Aufrauwerkzeug zum Aufrauen einer Bohrlochoberfläche hat einen Kopplungsabschnitt zum Einspannen des Werkzeugs in ein Bohrgerät und einen Werkzeugkopf zur Bearbeitung der Bohrlochoberfläche, wobei an dem Werkzeugkopf wenigstens ein radial auskragender Schneideinsatz vorgesehen ist. Der Schneideinsatz ist mit wenigstens einem Befestigungselement an dem Werkzeugkopf befestigt, wobei das Befestigungselement formschlüssig in eine an dem Schneideinsatz gebildete Ausnehmung greift. Dadurch, dass die Befestigung des Schneideinsatzes durch eine unmittelbar an dem Schneideinsatz vorgesehene Ausnehmung und ein Befestigungselement bewirkt wird, kann der Werkzeugkopf selbst massiv und steif ausgestaltet werden. Das Werkzeug ist auch in großen Bohrtiefen zuverlässig einsetzbar. Weiter lässt sich mit einem in dieser Weise ausgestalteten Werkzeug eine verbesserte Bohrlochaufrauung erreichen, so dass sich höhere ertragbare Zuglasten für eine mit einer chemischen Mörtelmasse in einer solchen Bohrung verankerte Ankerstange ergeben.
Das Befestigungselement kann lösbar an dem Werkzeugkopf gehalten sein, so dass der Schneideinsatz austauschbar ist.
Der Schneideinsatz kann aus einem Hartmetall- oder Diamantschneidstoff hergestellt sein. Nach einer Weiterbildung des Aufrauwerkzeugs ist vorgesehen, dass das Befestigungselement ein Stift ist, der insbesondere lösbar an oder in dem Werkzeugkopf angeordnet ist. Eine solche Stiftverbindung ist einfach und kostengünstig herstellbar und kann kompakt in den Werkzeugkopf integriert werden. Gemäß alternativen Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, dass das Befestigungselement eine Schraube ist, was ebenfalls eine kostengünstige, lösbare Befestigung des Schneideinsatzes ermöglicht.
Um eine Beschädigung des Schneideinsatzes durch harte Partikel oder Armierungen im Bereich des aufzurauenden Bohrlochs zu vermeiden, kann der Schneideinsatz mit einem radialen Spiel an dem Werkzeugkopf befestigt sein. Der Schneideinsatz kann daher in einer ersten Position radial weiter über eine äußere Mantelfläche des Werkzeugkopfs hinaus ragen als in einer zweiten Position. Mit anderen Worten ist der Schneideinsatz in der zweiten Position im Vergleich zur ersten Position radial in Richtung des Werkzeugkopfs zurückversetzt angeordnet.
Radial" oder„radiale Richtung" entspricht vorliegend einer Orientierung oder Richtung quer zu einer Längserstreckung oder Längsachse des Aufrauwerkzeugs.„Axial" oder „axiale Richtung" bedeutet vorliegend, dass sich eine Orientierung oder Richtung entlang einer Längserstreckung oder Längsachse des Aufrauwerkzeugs erstreckt.
Ein solches radiales Spiel kann dadurch erreicht werden, dass die Ausnehmung durch zwei gegenüberliegend angeordnete Schultern begrenzt ist, wobei ein im Bereich der Ausnehmung angeordneter Durchmesser des Stifts kleiner ist, als eine zwischen den Schultern vorgegebene lichte Weite der Ausnehmung. Es versteht sich, dass gemäß weiteren Ausgestaltungen ein radiales Spiel auch zwischen einer Ausnehmung des Schneideinsatzes und einer Schraube, einem Niet, einer Passfeder oder dergleichen als Befestigungselement gebildet sein kann.
Ein robuster und kostengünstig herstellbarer Schneideinsatz kann dadurch angegeben werden, dass der Schneideinsatz eine im Wesentlichen kreiszylindrische Form hat und die Ausnehmung eine umfangsseitig kreisrund umlaufende Nut ist.
Der Schneideinsatz kann eine im Wesentlichen kreiszylindrische Form aufweisen und an einem Ende oder an zwei entgegengesetzten Enden einen Wirkbereich zum Aufrauen der Bohrlochoberfläche haben, der nach Art eines Kegelstumpfs geformt ist. Die abgestumpfte Gestaltung des Wirkbereichs begünstigt die Standzeit des Schneideinsatzes. In der Spitze des Kegelstumpfs ist z. B. ein Spitzeneinsatz aus einem Material, das noch härter als der Stift ist, eingebettet. Um einen geringen Verschleiß und eine zuverlässige Kopplung zwischen dem Befestigungselement, insbesondere Stift, und dem Schneideinsatz zu erreichen, kann das Befestigungselement eine äußere Mantelfläche aufweisen, die an einem Nutgrund der Nut des Schneideinsatzes anliegt. Insbesondere für den Fall, dass der Schneideinsatz im Wesentlichen zylinderförmig gestaltet ist und eine kreisrund umlaufende Nut hat, kann zwischen einem ebenfalls kreiszylindrisch geformten Stift und dem Schneideinsatz ein reibungsarmer Punktkontakt gebildet sein.
Der Schneideinsatz kann wenigstens zwei Ausnehmungen aufweisen. Auf diese Weise kann der Schneideinsatz mit zwei Stiften zuverlässig gesichert werden.
Weiter kann der Schneideinsatz einen symmetrischen Aufbau haben, mit einem zentralen Mittelteil, an den sich zweiseitig jeweils eine Nut und ein Wirkbereich zum Aufrauen der Bohrlochoberfläche anschließen. Zur Erhöhung der Schneid- bzw. Aufrauleistung können wenigstens zwei Schneideinsätze an dem Werkzeugkopf vorgesehen sein, wobei die Schneideinsätze insbesondere unter einem axialen Abstand und/oder einem Winkelversatz zueinander an dem Werkzeugkopf angeordnet sind. Die Schneideinsätze können um 90° oder um 180° zueinander versetzt angeordnet sein, mit Blick in Axialrichtung. Nach einer Weiterbildung des Aufrauwerkzeugs kann vorgesehen sein, drei oder mehr Schneideinsätze an dem Werkzeugkopf zu befestigen. Die Schneideinsätze können insbesondere unter äquidistanten Winkelabständen umfangsseitig verteilt angeordnet sein.
Um mit einem einzigen Schneideinsatz zwei Wirkbereiche zum Aufrauen der Bohrlochoberfläche bereitzustellen, kann der Werkzeugkopf eine radiale Durchgangsöffnung aufweisen, in der der Schneideinsatz angeordnet ist, wobei sich der Schneideinsatz mit zwei entgegengesetzten Enden jeweils radial über eine Mantelfläche des Werkzeugkopfs hinaus erstreckt. Der Schneideinsatz durchdringt den Werkzeugkopf somit vollständig und tritt zweiseitig radial aus dem Werkzeugkopf hervor. Die beiden Wirkbereiche können als Kegelstumpf an einem im Wesentlichen kreiszylindrischen Schneideinsatz ausgebildet sein. Der Werkzeugkopf kann eine axiale Ausnehmung haben, in der das Befestigungselement angeordnet ist. Eine Schraube, ein Stift oder ein Niet kann daher beispielsweise stirnseitig in dem Werkzeugkopf aufgenommen sein, so dass das Befestigungselement von der Bohrlochoberfläche abgewandt ist und während der Bearbeitung der Bohrlochoberfläche nicht beschädigt wird.
Das Befestigungselement kann zur Befestigung von wenigstens zwei Schneideinsätzen an dem Werkzeugkopf vorgesehen sein. So wirkt das Befestigungselement sowohl mit einer Ausnehmung eines ersten Schneideinsatzes als auch mit einer Ausnehmung eines zweiten Schneideinsatzes zusammen. Ferner kann die Anzahl der notwendigen Befestigungselemente reduziert oder eine zweifache Sicherung der Schneideinsätze erreicht werden.
Sind beispielsweise zwei axial stirnseitig in den Werkzeugkopf eingeschobene Stifte vorgesehen, die mit einem radialen Abstand zueinander angeordnet sind, so können zwei axial beabstandete Schneideinsätze, die den Werkzeugkopf durchdringen, mit ihren Ausnehmungen jeweils an beiden Stiften anliegen.
Zum Absaugen oder Ausblasen von Bohrstaub kann das Aufrauwerkzeug einen Schaft mit einem innenliegenden Kanal aufweisen, der in wenigstens eine an dem Werkzeugkopf vorgesehene Öffnung mündet. Das Werkzeug kann im Bereich seines Werkzeugschafts beispielsweise mit einer Druckluftversorgung oder einer Absaugeinrichtung verbunden werden.
Die Werkzeuglänge kann wenigstens dem Sechsfachen, bevorzugt wenigstens dem Achtfachen des Werkzeugdurchmessers entsprechen. Mithilfe des Werkzeugs können daher auch große Bohrtiefen erreicht werden.
Der Durchmesser des Werkzeugkopfs kann im Wesentlichen dem Durchmesser eines Werkzeugschafts entsprechen. Das Werkzeug kann daher insgesamt steif ausgebildet werden und eignet sich insbesondere für die Bearbeitung großer Bohrtiefen.
Alternativ oder ergänzend kann der Werkzeugkopf einstückig mit einem Werkzeugschaft verbunden sein. Dies stellt eine weitere Möglichkeit dar, das Werkzeug auszusteifen. Insbesondere in Kombination mit austauschbaren Schneideinsätzen kann ein robustes und im Betrieb dennoch kostengünstiges Werkzeug angegeben werden, da nach dem Verschleiß der Schneideinsätze lediglich die Schneideinsätze selbst, nicht jedoch der ganze Werkzeugkopf ausgetauscht werden müssen. Das erfindungsgemäße Aufrauwerkzeug kann durch seine robuste Ausgestaltung unmittelbar in einem eingespannten Bohrgerät zum Bohren eines Bohrlochs eingesetzt werden. Die Arbeitsschritte „Bohren" und „Aufrauen" sind daher in einer Maschinenaufspannung möglich, so dass lediglich das Bohrwerkzeug gegen das Aufrauwerkzeug getauscht werden muss. Mithilfe des Ständers kann der Bohrvorgang geführt und ggf. automatisiert ausgeführt werden, so dass der Bedienereinfluss auf das Bohr- und Aufrauergebnis minimiert werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Aufrauwerkzeug;
Fig. 2 einen Werkzeugkopf des Aufrauwerkzeugs nach Figur 1 ;
Fig. 3 einen Schneideinsatz und einen Stift für das Aufrauwerkzeug nach Figur 1 ;
Fig. 4 ein Bohrgerät mit dem Aufrauwerkzeug nach Figur 1 . Figur 1 zeigt ein Aufrauwerkzeug 2 zum Aufrauen einer Bohrlochoberfläche 4 (Fig. 4), mit einem Kopplungsabschnitt 6 zum Einspannen des Werkzeugs 2 in ein Bohrgerät 8 (vgl. Fig. 4) und einem Werkzeugkopf 10 zur Bearbeitung der Bohrlochoberfläche 4, wobei an dem Werkzeugkopf 10 radial auskragende Schneideinsätze 12 vorgesehen sind.
Die Schneideinsätze 12 sind mit Befestigungselementen in Form von Stiften 14 an dem Werkzeugkopf 10 befestigt. Die Stifte 14 greifen jeweils formschlüssig in an den Schneideinsätzen 12 gebildete Ausnehmungen 16 (Fig. 3).
Die Stifte 14 ermöglichen eine lösbare Befestigung der Schneideinsätze 12. Die Schneideinsätze 12 sind daher leicht austauschbar.
Die Schneideinsätze 14 sind mit radialem Spiel an dem Werkzeugkopf 10 befestigt. Die radiale Richtung r und die axiale Richtung a, die entlang einer Längserstreckung des Werkzeugs 2 verläuft, sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Die Schneideinsätze 12 können durch das radiale Spiel in Richtung r daher in Richtung des Werkzeugkopfs zurückversetzt werden, wenn sie auf harte Partikel treffen, um eine Beschädigung der Schneideinsätze 12 zu vermeiden. Das Spiel wird dadurch erreicht, dass ein im Bereich der Ausnehmung 16 angeordneter Durchmesser d1 des Stifts 14 kleiner ist als eine zwischen Schultern 18 vorgegebene lichte Weite w1 der Ausnehmung 16 (Fig. 3), genauer gesagt zwischen den Anlagestellen des Stifts 14 an den Schultern 18.
Die Schneideinsätze 12 sind aus Hartmetall gefertigt.
Die Schneideinsätze 12 haben eine im Wesentlichen kreiszylindrische Form.
Die Ausnehmungen 16 sind vorliegend als umlaufende Nuten 16 ausgebildet. An entgegengesetzten Enden weist ein jeweiliger Schneideinsatz 12 Wirkbereiche 20 zum Aufrauen der Bohrlochoberfläche 4 auf, die als Kegelstumpf geformt sind, an deren Enden Spitzeneinsätze 19 aus noch härterem Material vorhanden sind. Im Inneren des Werkzeugkopfs 10 liegen die Stifte 14 jeweils mit ihren äußeren Mantelflächen 22 an einem Nutgrund 24 einer jeweiligen Nut 16 an und halten die Schneideinsätze 12 auf diese Weise in dem Werkzeugkopf 10. Jeder der Schneideinsätze 12 weist zwei Ausnehmungen bzw. Nuten 16 auf, so dass er unabhängig von seiner Einschubrichtung in den Werkzeugkopf 10 nach dem axial stirnseitigen Einführen des jeweils zugeordneten Stifts 14 zuverlässig formschlüssig und mit Spiel gegen ein radiales Verlieren gesichert ist. Die Schneideinsätze 12 sind mit einem axialen Abstand und unter einem Winkelversatz von 90° (in Axialrichtung gesehen) zueinander an dem Werkzeugkopf 10 angeordnet.
Die Schneideinsätze 12 sitzen in radialen Durchgangsöffnungen 26, während die Stifte 14 in axialen Bohrungen 28 angeordnet sind.
Jeder der Stifte 14 liegt an Ausnehmungen 16 beider Schneideinsätze 12 an.
Das Auf rau Werkzeug 2 weist einen Schaft 34 mit einem innenliegenden Kanal 30 auf, der in an dem Werkzeugkopf 10 vorgesehene Öffnungen 32 mündet. Die Öffnungen 32 und der Kanal 30 können zum Ausblasen oder Absaugen von Bohrstaub dienen.
Die Werkzeuglänge 11 entspricht wenigstens dem Sechsfachen, bevorzugt wenigstens dem Achtfachen des Werkzeugdurchmessers d2, wobei der Durchmesser des Werkzeugkopfs 10 im Wesentlichen dem Durchmesser d2 des Werkzeugschafts 34 entspricht.
Vorliegend ist der Werkzeugkopf 10 einstückig mit dem Werkzeugschaft 34 verbunden. Anhand von Fig. 4 wird nachstehend ein Verfahren zum Aufrauen einer Bohrlochoberfläche 4 erläutert.
Zunächst wird ein Bohrgerät 8 zum Herstellen eines Bohrlochs 38 in einen Ständer 36 eingespannt. Vorliegend ist anschließend mithilfe eines in dem Bohrgerät 8 eingespannten Diamantbohrers (nicht dargestellt) das Bohrloch 4 erzeugt worden. Der Diamantbohrer wird danach durch ein Aufrauwerkzeug 10 ersetzt, das seinerseits in das Bohrgerät 8 eingespannt wird. Das Aufrauwerkzeug 10 wird zum Aufrauen der Bohrlochoberfläche 4 in das Bohrloch 38 eingeführt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Aufrauwerkzeug zum Aufrauen einer Bohrlochoberfläche, mit einem Kopplungsabschnitt (6) zum Einspannen des Werkzeugs (2) in ein Bohrgerät (8) und einem Werkzeugkopf (10) zur Bearbeitung der Bohrlochoberfläche (4), wobei an dem Werkzeugkopf (10) wenigstens ein radial auskragender Schneideinsatz (12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (12) mit wenigstens einem Befestigungselement an dem Werkzeugkopf (10) befestigt ist, wobei das Befestigungselement formschlüssig in eine an dem Schneideinsatz (12) gebildete Ausnehmung (16) greift.
2. Aufrauwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement ein Stift (14) ist, der insbesondere lösbar an oder in dem
Werkzeugkopf (10) angeordnet ist.
Aufrauwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (12) mit einem radialen Spiel an dem Werkzeugkopf (10) befestigt ist.
Aufrauwerkzeug nach Anspruch 2 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (16) durch zwei gegenüberliegend angeordnete Schultern (18) begrenzt ist, wobei ein im Bereich der Ausnehmung (16) angeordneter Durchmesser (d1 ) des Stifts (14) kleiner ist als eine zwischen den Schultern (18) vorgegebene, lichte Weite (w1 ) der Ausnehmung (16).
Aufrauwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (12) eine im Wesentlichen kreiszylindrische Form hat und die Ausnehmung (16) eine umfangsseitig kreisrund umlaufende Nut (16) ist.
Aufrauwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement eine äußere Mantelfläche (22) aufweist, die an einem Nutgrund (24) der Nut (16) anliegt.
7. Aufrauwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (12) wenigstens zwei Ausnehmungen (16) aufweist.
Aufrauwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schneideinsätze (12) an dem Werkzeugkopf (10) vorgesehen sind, wobei die Schneideinsätze (12) insbesondere unter einem axialen Abstand und/oder einem Winkelversatz zueinander an dem Werkzeugkopf (10) angeordnet sind.
Aufrauwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (10) wenigstens eine radiale Durchgangsöffnung (26) aufweist, in der der Schneideinsatz (12) angeordnet ist, wobei sich der Schneideinsatz (12) mit zwei entgegengesetzten Enden (20) jeweils radial über eine Mantelfläche des Werkzeugkopfs (10) hinaus erstreckt.
Aufrauwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (10) wenigstens eine axiale Ausnehmung (28) hat, in der das Befestigungselement angeordnet ist.
Aufrauwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement zur Befestigung von wenigstens zwei Schneideinsätzen (12) an dem Werkzeugkopf (10) vorgesehen ist.
Aufrauwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrauwerkzeug (2) einen Schaft (34) mit einem innenliegenden Kanal (30) aufweist, der in wenigstens eine an dem Werkzeugkopf (10) vorgesehene Öffnung (32) mündet.
Aufrauwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkzeuglänge (11 ) wenigstens dem Sechsfachen, bevorzugt wenigstens dem Achtfachen, des Werkzeugdurchmessers (d2) entspricht.
Aufrauwerkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Werkzeugkopfs (10) im Wesentlichen dem Durchmesser (d2) eines Werkzeugschafts (34) entspricht und/oder dass der Werkzeugkopf (10) einstückig mit einem Werkzeugschaft (34) verbunden ist.
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