WO2016066165A1 - Vorrichtung zur erzeugung gewindetragender bohrungen - Google Patents

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WO2016066165A1
WO2016066165A1 PCT/DE2015/200481 DE2015200481W WO2016066165A1 WO 2016066165 A1 WO2016066165 A1 WO 2016066165A1 DE 2015200481 W DE2015200481 W DE 2015200481W WO 2016066165 A1 WO2016066165 A1 WO 2016066165A1
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WO
WIPO (PCT)
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drill
recess
shank
guide
section
Prior art date
Application number
PCT/DE2015/200481
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English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim DUSSLING
Original Assignee
DUSSLING, Heidrun
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Filing date
Publication date
Application filed by DUSSLING, Heidrun filed Critical DUSSLING, Heidrun
Publication of WO2016066165A1 publication Critical patent/WO2016066165A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G5/00—Thread-cutting tools; Die-heads
    • B23G5/02—Thread-cutting tools; Die-heads without means for adjustment
    • B23G5/06—Taps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G2200/00—Details of threading tools
    • B23G2200/36—Tools having provision to produce threads of more than one type or size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G2200/00—Details of threading tools
    • B23G2200/44—Taps with more than one threading section, the threading sections being axially spaced from one another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G2200/00—Details of threading tools
    • B23G2200/46—Tools having a section of polygonal form, e.g. for the transmission of torque

Definitions

  • the invention relates to a device for producing thread-carrying bores, in particular a tap.
  • a tap for cutting threads in designated holes of a preferably metallic workpiece As a device for producing thread-carrying bores - comprises a shank and a threaded cutter provided at the free end and a drive section arranged on the shank for clamping into a drive device.
  • the drive section is formed as a square with which the tap can be positively clamped for example in a tap wrench.
  • such a tap can be used with its cylindrical shank in three-jaw chuck of drills with switchable right / left rotation for the production of internal threads.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a device for producing threaded holes of the type mentioned in such a way and further, that in a structurally simple design as time-saving generation of different threads, preferably in a work cutting process, is possible.
  • a device for producing thread-carrying bores in particular a tap, given with a first drill, which has a thread and a shank, and with a second drill, which has a thread and possibly a shank, wherein the second drill a extending in the axial direction, preferably continuous, recess for receiving the first drill, wherein the shank of the first drill is disposed in the recess of the second drill, wherein the drill are guided via a guide in the axial direction relative to each other displaceable, and wherein the guide is formed such that the drills are fixed in the direction of rotation relative to each other.
  • the device according to the invention for producing thread-carrying bores comprises a first drill, which has a shank and a thread cutting, and a second drill with a thread cutting. Depending on the design of the second drill or depending on the expression of the thread of the second drill drill this may have a shank.
  • the second drill has over a large part of its axial extension, preferably a running over its entire length central, axial recess, which serves to receive the first drill.
  • the shank of the first drill is arranged in the recess of the second drill.
  • the taps or their feed movements are to be matched to each other in a well to avoid an impairment of the threads to be produced.
  • the guide is designed such that the drills are fixed in the direction of rotation relative to each other against rotation.
  • the second drill is forcibly guided by the first drill, or vice versa, via the guide with respect to the rotational movement.
  • the inventive device for producing threaded bore allows due to their clever combination or coupling of the two drills cutting two different threads - for example, in a workpiece - with different pitch and different nominal diameters in a single operation without time-consuming tool or tap change.
  • two threads with different pitches can be created in a workpiece without damaging the bits or threads.
  • the pitch compensation of the different thread cutting takes place via a length compensation by the leadership of the two drills automatically. Consequently, with the device according to the invention with a structurally simple design in a particularly sophisticated manner allows efficient production of different threads.
  • the guide may at least partially comprise the shank of the first drill and an inner wall of the second drill formed by the recess.
  • a guide can be realized in a structurally simple manner, which provides by the interaction between the shank of the first drill and the inner wall of the second drill relative linear movement of the drill with each other and also - by appropriate design - prevents mutual rotation of the drill.
  • the first drill or its shaft is thus guided in the recess of the second drill.
  • the recess may be formed, at least partially, non-circular in cross-section.
  • a wide variety of non-circular configurations of the recess are conceivable.
  • Essential for a non-round issue Staltung is that in the recess in the axial direction slidably or movably guided shaft of the first drill can be configured such that in direct cooperation with the recess formed in the second drill a free rotational movement of the two drills relative to each other is prevented.
  • the recess may be formed in cross-section as a polygon.
  • the cross section of the recess may form a triangle, a square or a regular hexagon, so that the simplest possible and torsion-proof guidance can be realized in a constructive manner.
  • a substantially polygonal cross-section with rounded corners is also conceivable.
  • the recess is elliptical, oval or egg-shaped in cross-section.
  • the recess of the second drill may have a substantially star-shaped or cross-shaped cross-section.
  • a wall of the shaft or the shank of the first drill and the inner wall of the second drill at least partially and substantially positively interlock, so that the drill are fixed in the direction of rotation relative to each other against rotation.
  • the wall of the shaft of the first drill and the shape of the recess of the second drill are adapted to each other, namely such that the first drill or its shaft is guided within the recess of the second drill in the axial or longitudinal direction displaceable.
  • the shaft of the first drill at least partially have a corresponding to the recess of the second drill cross section.
  • Corresponding cross-section is to be understood as meaning a substantially identical or nearly identical cross section, which may differ slightly, namely such that the extension of the shaft of the first drill is slightly smaller in cross section than the extent of the recess cross section, so that a displacement, in particular a displacement as possible floating or possible sliding displacement, the shaft of the first drill is ensured in the recess of the second drill.
  • the shank of the first drill can be designed, for example, as a triangular, square, pentagonal, hexagonal, hexagonal and / or octagonal.
  • a shank of the first drill which is rectangular in cross-section, for example as a square, can be particularly advantageous for guiding in the recess of the second drill. It is essential that the cross section of the recess corresponding to the shank cross section of the first drill is designed so that the shank of the first drill engages positively in the recess during the threading process in a rotational direction about the longitudinal axis of the drill.
  • the thread cutter covered by the second drill may have a larger diameter than the thread of the first drill.
  • a workpiece to be threaded with the two threads may comprise a "double" pilot hole of two different diameters, that is, the "double" pilot hole is formed by two axially spaced holes of different diameters, the upper bore having a larger diameter than the lower borehole.
  • the thread of the first smaller diameter drill is then used to thread down the lower hole and the second larger diameter thread of the second drill is used to create the thread in the upper hole.
  • a predrilling to be provided with threads is formed such that these more than two axially superimposed arranged holes having different diameters, wherein the diameter from bottom to top remains at least equal or increases.
  • the taps of the first drill and the taps of the second drill may have a different pitch.
  • threads with different pitch in a single operation in a workpiece can be generated, the pitch compensation over the length compensation of the leadership of the two drills to each other automatically.
  • the recess of the second drill may be formed as a passage or as a passage.
  • the second drill is variably displaceable over the shank of the first drill.
  • the guide can comprise a resistance element, preferably a friction element, for reducing the relative mobility of the drills in the axial direction.
  • a friction element can serve for example a resilient pressure piece with ball.
  • the friction element could be introduced into the wall of the second drill or into the shaft of the second drill in such a way that the relative movement capability is damped in a suitable manner by pressure on the shaft of the first drill.
  • the resistance can be adjusted or adapted so that an axial relative displacement of the drill is still guaranteed.
  • the guide may comprise a locking device for securing the drills (in terms of their relative movement ability in the axial direction before the intervention of the thread cutting in a workpiece) in a home position.
  • the locking device can be designed as a ball catch.
  • the locking device comprises a clamping sleeve with resilient snap connection or magnetic closure, a pawl guide by resilient hook, a spring return and / or a leaf spring detent.
  • an initial engagement of a thread in a pilot hole can be improved, in particular a thread of the not directly driven drill of the device.
  • a drill or the thread running without or with the least possible feed pressure in the material so that a free axial movement of the drill is possible and thus the best possible thread generation is guaranteed.
  • the wear of the thread cutting or the drill is thereby reduced.
  • the shank of the first drill or the shank of the second drill in particular on its side facing away from the threaded cutting, may have a drive section for the purpose of torque transmission.
  • the drive portion may be formed such that the drive portion is complementary in its cross-section to tools which engage for the purpose of torque transmission to the drive portion.
  • the device for generating wind-carrying bores can be used or clamped in a drive device.
  • the device may comprise a tool holder for use or for clamping into a drive device, wherein the tool holder acts on the drive section for the purpose of torque transmission.
  • a fixing means for example a threaded pin for clamping, may be provided.
  • the device according to the invention and / or advantageous embodiments of the invention can be used for example in a conventional drill chuck.
  • use with tap wrenches, tapping attachments, CNC machine tools or use in a machining center (automatic turning shop) is also possible.
  • the device according to the invention and / or advantageous embodiments of the invention can be used to produce threads in a wide variety of materials.
  • the type of drill can be freely selected depending on the intended use, for example, for machining of plastic, wood, steel, aluminum, etc.
  • drills with different diameters and gradients are selectable. For example, by using the proper drills or tapping in a workpiece, an M5 and M10 threads could be created.
  • the device according to the invention and / or advantageous embodiment thus cleverly avoid unnecessary and time-consuming tool changes, enable fast production times, are / are inexpensive to manufacture and avoid any necessary re-clamping of a workpiece to be machined.
  • FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of a device according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of the embodiment of Fig. 1 and
  • Fig. 3 in a schematic side view of the embodiment
  • Fig. 1 shows in a perspective view an embodiment of a device according to the invention with a first drill 1 and a second drill 2.
  • the first drill 1 comprises a shaft 3 and a thread 4 with thread cutting tip 5.
  • the second drill 2 comprises a shaft 6 and a Threaded cutting 7.
  • the second drill 2 has on its front side a over the entire length of the drill 2 extending central axial recess.
  • the shank 3 of the first drill 1 is arranged in the recess of the second drill 2.
  • the drill 1 is slidably mounted via its shaft 3 in the recess of the second drill 2 in the axial direction.
  • the second drill 2 relative to the first drill 1 - and vice versa - to be moved.
  • the guide of the two drills 1 and 2 is designed such that the drills 1 and 2 are fixed in the direction of rotation relative to each other. Thus, a mutual rotation of the first drill 1 and the second drill 2 is prevented.
  • the slope compensation takes place via the shaft 3 of the first drill 1, specifically in the concrete over the part of the shaft 3 is provided for the movable guide in the recess of the drill 2.
  • the first drill 1 predetermines the pitch or feed for the cutting operation with a predefined pitch.
  • the second drill 2 follows with - a different to the drill 1 - predefined slope easily by balancing the guide in the axial direction. If the pitch of the first drill 1 is greater than the pitch of the second drill 2, the first drill 1 moves away from the second drill 2 in the axial feed direction. For the If the pitch of the first drill 1 is smaller than the pitch of the second drill 2, the second drill 2 will catch up relative to the first drill 1 in the axial feed direction.
  • the tool holder 8 which comprises a first part 10 and second part 11, serves for use in a thread cutting apparatus or for use in suitable drive devices.
  • the first part 10 of the tool holder 8 is clamped in the thread cutting apparatus or in the drive device.
  • the use of an internal coolant supply is possible.
  • a ball catch 12 is provided for relative positioning of the drill 2 on the shank 3 of the drill 1.
  • the ball catch 12 is introduced into the wall of the shaft 6 of the second drill 2, for example by screwing, and acts as a resilient thrust piece with a ball on the shaft 3 of the first drill 1.
  • FIG. 2 shows in a longitudinal section the embodiment of FIG. 1.
  • the ball 14 of the ball catch 12 is shown in FIG.
  • the ball catch can in a - not shown in Fig. 2 - groove, which is formed in the shaft 3 of the first drill, engage.
  • the engagement and disengagement in or out of the groove may be formed such that the tapping process is not affected or the threads are not damaged.
  • the drive section 15 of the shaft 6 is fixed in the tool holder 8 by means of the threaded pin 9.
  • Fig. 3 shows a schematic side view of the embodiment of Fig. 1 and Fig. 2, wherein the side view in section B-B shown in FIG. 2.
  • the shaft 6 of the second drill 2 has a non-circular recess 16 which is bounded by the inner wall 17 of the second drill 2.
  • the shaft 3 of the first drill 1 can be arranged and guided there displaceable in the axial direction.
  • the shaft 3 of the first drill 1 is not shown.
  • Both the recess 16 and the shaft 3 of the first drill have a corresponding cross-section. Accordingly, the cross-sectional shape of the recess 16 and the shaft 3 is formed substantially or almost identical, namely, so that a torsion-proof guide is provided.
  • the extension of the shaft 3 in the cross section may differ slightly from the extent of the recess cross section, so that a shift, preferably a floating or sliding displacement of the shaft 3 in the recess 16 of the second drill 2 is ensured.
  • the shank 3 of the first drill 1 - according to FIG. 3 - has a cylindrical shape with a ground surface.
  • the recess 16 encompassed by the drill 2 is adapted in a corresponding manner to ensure guidance in the axial direction.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Erzeugung gewindetragender Bohrungen, insbesondere ein Gewindebohrer, mit einem ersten Bohrer, der eine Gewindeschneide und einen Schaft aufweist, und mit einem zweiten Bohrer, der eine Gewindeschneide und ggf. einen Schaft aufweist, wobei der zweite Bohrer eine sich in axialer Richtung erstreckende, vorzugsweise durchgehende, Ausnehmung zur Aufnahme des ersten Bohrers aufweist, wobei der Schaft des ersten Bohrers in der Ausnehmung des zweiten Bohrers angeordnet ist, wobei die Bohrer über eine Führung in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar geführt sind, und wobei die Führung derart ausgebildet ist, dass die Bohrer in Drehrichtung relativ zueinander fixiert sind.

Description

VORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG GEWINDETRAGENDER
BOHRUNGEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung gewindetragender Bohrungen, insbesondere einen Gewindebohrer.
Vorrichtungen der in Rede stehenden Art sind seit Jahren in den unterschiedlichsten Ausführungsformen aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft wird dazu auf die DE 10 2010 008 962 A1 verwiesen. Bei der dort bekannten Vorrichtung handelt es sich um einen Gewindebohrer zum Schneiden von Gewinden in dafür vorgesehene Bohrlöcher eines vorzugsweise metallischen Werkstücks. Der Gewindebohrer - als Vorrichtung zur Erzeugung gewindetragender Bohrungen - umfasst einen Schaft und eine am freien Ende vorgesehene Ge- windeschneide sowie einen am Schaft angeordneten Antriebsabschnitt zum Einspannen in eine Antriebsvorrichtung. Der Antriebsabschnitt ist als Vierkant ausgebildet mit dem der Gewindebohrer formschlüssig beispielsweise in ein Windeisen eingespannt werden kann. Des Weiteren kann ein derartiger Gewindebohrer mit seinem zylindrischen Schaft in Dreibackenfutter von Bohrmaschinen mit schalt- barem Rechts-/Linkslauf zur Herstellung von Innengewinden eingesetzt werden.
Bei derartigen Gewindebohrern als Vorrichtungen zur Erzeugung gewindetragender Bohrungen ist problematisch, dass pro Schneidvorgang bzw. pro Arbeitsvorgang immer nur ein Gewinde in einer Bohrung erzeugbar ist. Dies ist ins- besondere in Anwendungsfällen von erheblichem Nachteil bei denen in einem Werkstück zwei unterschiedliche Gewinde, zum Beispiel mit unterschiedlichen Nenndurchmessern, zu erzeugen sind, wobei beide Gewinde dieselbe Rotationsachse aufweisen. D.h. die beiden zu erzeugenden Gewinde bzw. die für die Gewinde vorgesehene Vorbohrungen sind in dem Werkstück lediglich in axialer Richtung versetzt angeordnet. Dabei ist besonders nachteilig, dass für die Erzeugung des jeweiligen Gewindes in dem Werkstück der entsprechende Gewindebohrer eingesetzt werden muss. Demnach ist ein zeitaufwendiger Werkzeugwechsel erforderlich, wobei gegebenenfalls auch ein Umspannen des Werkstücks zu erfolgen hat. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung gewindetragender Bohrungen der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass bei konstruktiv einfacher Ausgestaltung eine möglichst zeitsparende Erzeugung von unterschiedlichen Gewinden, vorzugsweise in einem Arbeitsschneidvorgang, ermöglicht ist.
Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Danach ist eine Vorrichtung zur Erzeugung gewindetragender Bohrungen, insbesondere ein Gewindebohrer, angegeben, mit einem ersten Bohrer, der eine Gewindeschneide und einen Schaft aufweist, und mit einem zweiten Bohrer, der eine Gewindeschneide und ggf. einen Schaft aufweist, wobei der zweite Bohrer eine sich in axialer Richtung erstreckende, vorzugsweise durchgehende, Ausnehmung zur Aufnahme des ersten Bohrers aufweist, wobei der Schaft des ersten Bohrers in der Ausnehmung des zweiten Bohrers angeordnet ist, wobei die Bohrer über eine Führung in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar geführt sind, und wobei die Führung derart ausgebildet ist, dass die Bohrer in Drehrichtung relativ zueinander fixiert sind.
In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst einmal erkannt worden, dass es von erheblichem Vorteil ist, wenn beim Schneiden von zwei unterschiedlichen Gewinden ein zeitaufwändiger Werkzeugwechsel vermieden wird. Dazu umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung gewindetragender Bohrungen einen ersten Bohrer, der einen Schaft und eine Gewindeschneide aufweist, und einen zweiten Bohrer mit einer Gewindeschneide. Je nach Ausgestaltung des zweiten Bohrers bzw. je nach Ausprägung der Gewindeschneide des zweiten Bohrers kann dieser einen Schaft aufweisen. Zur Kopplung der beiden Bohrer miteinander weist der zweite Bohrer eine sich über einen großen Teil seiner Axialerstreckung, vorzugsweise eine über seine ganze Länge verlaufende mittige, axiale Ausnehmung auf, die zur Aufnahme des ersten Bohrers dient. Dabei ist der Schaft des ersten Bohrers in der Ausnehmung des zweiten Bohrers angeordnet ist. In weiter erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass insbesondere bei einer nahezu gleichzeitigen bzw. in einem Arbeitsschritt erfolgenden Erzeugung von zwei Gewinden mit unterschiedlicher Steigung in einem Bohrloch die Gewindeschneiden bzw. deren Vorschubbewegungen aufeinander abzustimmen sind, um eine Beeinträchtigung der zu erzeugenden Gewinde zu vermeiden. Erfindungsgemäß sind der erste Bohrer und der zweite Bohrer über eine Führung in axialer Richtung, d.h. in Längsrichtung der Bohrer, relativ zueinander verschiebbar geführt bzw. bewegbar. Dabei ist die Führung derart ausgebildet ist, dass die Bohrer in Drehrichtung relativ zueinander verdrehsicher fixiert sind. Somit wird der zweite Bohrer durch den ersten Bohrer - oder umgekehrt - über die Führung in Bezug auf die Rotations- bzw. Drehbewegung zwangsweise mitgeführt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung gewindetragender Bohrung ermöglicht aufgrund ihrer raffinierten Kombination bzw. Kopplung der beiden Bohrer das Schneiden von zwei verschiedenen Gewinden - zum Beispiel in einem Werkstück - mit unterschiedlicher Steigung und unterschiedlichen Nenndurchmessern in einem Arbeitsgang ohne zeitaufwändigem Werkzeug- bzw. Gewindebohrerwechsel. Im Konkreten können in einem Werkstück zwei Gewinde mit unterschiedlichen Steigungen erzeugt werden, ohne dass die Bohrer oder die Gewinde beschädigt werden. Der Steigungsausgleich der unterschiedlichen Gewindeschneiden erfolgt über einen Längenausgleich durch die Führung der beiden Bohrer automatisch. Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei konstruktiv einfacher Ausgestaltung auf besonders raffinierte Weise eine effiziente Erzeugung von unterschiedlichen Gewinden ermöglicht.
In vorteilhafter Weise kann die Führung zumindest teilweise den Schaft des ersten Bohrers und eine durch die Ausnehmung gebildete Innenwandung des zweiten Bohrers umfassen. Somit kann auf konstruktiv einfache Weise eine Führung realisiert werden, die durch das Zusammenspiel zwischen dem Schaft des ersten Bohrers und der Innenwandung des zweiten Bohrers eine relative Linearbewegung der Bohrer untereinander bereitstellt und zudem - durch entsprechende Ausgestaltung - eine gegenseitige Verdrehung der Bohrer verhindert. Der erste Bohrer bzw. dessen Schaft wird damit in der Ausnehmung des zweiten Bohrers geführt.
In besonders vorteilhafter Weise kann die Ausnehmung, zumindest teilweise, im Querschnitt unrund ausgebildet sein. Dabei sind unterschiedlichste unrunde Ausgestaltungen der Ausnehmung denkbar. Wesentlich für eine unrunde Ausge- staltung ist, dass der in der Ausnehmung in axialer Richtung verschiebbar bzw. beweglich geführte Schaft des ersten Bohrers derart ausgestaltet werden kann, dass in direkter Zusammenwirkung mit der im zweiten Bohrer ausgebildeten Ausnehmung eine freie Drehbewegung der beiden Bohrer relativ zueinander ver- hindert wird.
Im Hinblick auf eine verdrehsichere Ausbildung der Führung kann die Ausnehmung im Querschnitt als Polygon ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Querschnitt der Ausnehmung ein Dreieck, ein Quadrat oder ein regelmäßiges Sechseck bilden, so dass in konstruktiver Hinsicht eine möglichst einfache und verdrehsichere Führung realisierbar ist. Ein im Wesentlichen polygonaler Querschnitt mit abgerundeten Ecken ist ebenfalls denkbar.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die Ausnehmung im Querschnitt ellipsenförmig, oval oder eiförmig ausgebildet ist.
Im Hinblick auf eine effektive und sicher ineinandergreifende Verdrehsicherung kann die Ausnehmung des zweiten Bohrers einen im Wesentlichen stern- oder kreuzförmig ausgebildeten Querschnitt aufweisen.
In vorteilhafter Weise können eine Wandung des Schafts bzw. der Schaft des ersten Bohrers und die Innenwandung des zweiten Bohrers zumindest teilweise und im Wesentlichen formschlüssig ineinandergreifen, so dass die Bohrer in Drehrichtung relativ zueinander verdrehsicher fixiert sind. Somit sind die Wandung des Schafts des ersten Bohrers und die Form der Ausnehmung des zweiten Bohrers aneinander angepasst, nämlich derart, dass der erste Bohrer bzw. dessen Schaft innerhalb der Ausnehmung des zweiten Bohrers in Axial- bzw. in Längsrichtung verschiebbar geführt wird. In vorteilhafter Weise kann der Schaft des ersten Bohrers zumindest teilweise einen zur Ausnehmung des zweiten Bohrers korrespondierenden Querschnitt aufweisen. Somit sind, insbesondere bei unrundem Querschnitt, eine Verdrehsicherung und eine Verschiebung in Längsrichtung der Bohrer - relativ zueinander - gewährleistet. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass unter korrespondierendem Querschnitt ein im Wesentlichen identischer bzw. ein nahezu identischer Querschnitt zu verstehen ist, der geringfügig abweichen kann, nämlich derart, dass die Ausdehnung des Schafts des ersten Bohrers im Querschnitt geringfügig kleiner ist als die Ausdehnung des Ausnehmungsquerschnitts, so dass eine Verschiebung, insbesondere eine möglichst schwimmende bzw. möglichst gleitende Verschiebung, des Schafts des ersten Bohrers in der Ausnehmung des zweiten Bohrers gewährleistet ist.
Hinsichtlich einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung der Führung kann der Schaft des ersten Bohrers, zumindest der in der Ausnehmung zur Führung vorgesehene Teil des Schafts, beispielsweise als Dreikant, Vierkant, Fünfkant, Sechskant, Siebenkant und/oder Achtkant ausgebildet sein. Hinsichtlich einer möglichst robusten Ausgestaltung kann ein im Querschnitt rechteckig ausgebildeter Schaft des ersten Bohrers, zum Beispiel als Vierkant, zur Führung in der Ausnehmung des zweiten Bohrers besonders vorteilhaft sein. Dabei ist wesentlich, dass der zum Schaftquerschnitt des ersten Bohrers korrespondierende Querschnitt der Ausnehmung so ausgebildet ist, dass der Schaft des ersten Bohrers beim Gewindeschneidvorgang in einer Drehrichtung um die Längsachse der Bohrer formschlüssig in die Ausnehmung eingreift.
In vorteilhafter Weise kann die vom zweiten Bohrer umfasste Gewindeschneide einen größeren Durchmesser als die Gewindeschneide des ersten Bohrers aufweisen. Somit können auf effiziente Weise in einem Werkstück zwei Gewinde mit unterschiedlichem Nenndurchmesser erzeugt werden. Zweckmäßigerweise kann dazu ein mit den zwei Gewinden zu versehendes Werkstück eine„doppelte" Vorbohrung mit zwei unterschiedlichen Durchmessern umfassen. Das heißt die „doppelte" Vorbohrung wird durch zwei axial übereinander angeordnete Bohrlöcher mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet, wobei das obere Bohrloch einen größeren Durchmesser aufweist als das untere Bohrloch. Die Gewinde- schneide des ersten Bohrers mit kleinerem Durchmesser dient dann zur Gewindeerzeugung im unteren Bohrloch und die Gewindeschneide des zweiten Bohrers mit größerem Durchmesser dient zur Gewindeerzeugung im oberen Bohrloch. Grundsätzlich ist es dabei auch denkbar, dass eine mit Gewinden zu versehende Vorbohrung derart ausgeformt ist, dass diese mehr als zwei axial übereinander angeordnete Bohrlöcher mit unterschiedlichen Durchmessern umfasst, wobei der Durchmesser von unten nach oben zumindest gleich bleibt oder sich vergrößert. Somit können - vorausgesetzt die Vorrichtung wird von oben nach unten in die Vorbohrung geführt - die beiden unterschiedlichen Gewinde in den jeweiligen Bohrlöchern, deren Durchmesser zu den Gewindeschneiden des ersten bzw. des zweiten Bohrers korrespondieren, der Vorbohrung des Werkstücks erzeugt werden.
Des Weiteren können die Gewindeschneide des ersten Bohrers und die Gewinde- schneide des zweiten Bohrers eine unterschiedliche Steigung aufweisen. Somit sind Gewinde mit unterschiedlicher Steigung in einem Arbeitsgang in einem Werkstück erzeugbar, wobei der Steigungsausgleich über den Längenausgleich der Führung der beiden Bohrer zueinander automatisch erfolgt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Ausnehmung des zweiten Bohrers als Durchgang bzw. als Durchführung ausgebildet sein. Somit ist der zweite Bohrer variabel über den Schaft des ersten Bohrers hinweg verschiebbar.
In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung kann die Führung ein Widerstands- element, vorzugsweise ein Reibelement, zur Reduzierung der relativen Bewegungsfähigkeit der Bohrer in axialer Richtung umfassen. Als Reibelement kann beispielsweise ein federndes Druckstück mit Kugel dienen. Zur Reduzierung der relativen Bewegungsfähigkeit könnte dabei das Reibelement in die Wandung des zweiten Bohrers bzw. in den Schaft des zweiten Bohrers so eingebracht werden, dass die relative Bewegungsfähigkeit durch Druck auf den Schaft des ersten Bohrers in geeigneter Weise gedämpft wird. Somit ist eine variable und ggf. positi- onshaltende relative Positionierung der Bohrer zueinander möglich. Der Widerstand kann dabei so eingestellt werden bzw. angepasst sein, dass eine axiale relative Verschiebung der Bohrer nach wie vor gewährleistet ist.
Hinsichtlich einer verbesserten Ausrichtung der von der Vorrichtung umfassten Bohrer, insbesondere bei senkrechter Handhabung, kann die Führung eine Arretierungseinrichtung zur Sicherung der Bohrer (hinsichtlich ihrer relativen Bewegungsfähigkeit in axialer Richtung vor dem Eingreifen der Gewindeschneiden in ein Werkstück) in einer Ausgangsposition umfassen. Die Arretierungseinrichtung kann dabei als Kugelraste ausgebildet sein. Des Weiteren ist denkbar, dass die Arretierungseinrichtung eine Klemmhülse mit federnder Schnappverbindung oder Magnetverschluss, eine Klinkenführung durch federnde Haken, eine Federrück- führung und/oder eine Blattfedereinrastung umfasst. Somit ist durch die Arretierungseinrichtung, insbesondere bei senkrechter Handhabung der Vorrichtung, ein Abrutschen des gegebenenfalls frei beweglichen Bohrers vermieden. Des Weiteren kann mittels der Arretierungseinrichtung - bei entsprechender Ausbildung im Hinblick auf die aufzubringende Kraft für eine Lösung der Arretierung - ein anfängliches Eingreifen einer Gewindeschneide in eine Vorbohrung verbessert werden, insbesondere einer Gewindeschneide des nicht direkt angetriebenen Bohrers der Vorrichtung. Idealerweise läuft ein Bohrer bzw. die Gewindeschneide ohne bzw. mit möglichst wenig Vorschubdruck in das Material, so dass eine freie axiale Bewegung des Bohrers möglich ist und damit eine möglichst einwandfreie Gewindeerzeugung gewährleistet ist. Des Weiteren wird dadurch auch der Verschleiß der Gewindeschneide bzw. des Bohrers reduziert.
Hinsichtlich einer einfachen Inbetriebnahme kann der Schaft des ersten Bohrers oder der Schaft des zweiten Bohrers, insbesondere auf seiner der Gewinde- schneide abgewandten Seite, einen Antriebsabschnitt zum Zwecke der Drehmomentübertragung aufweisen. Zweckmäßigerweise kann der Antriebsabschnitt derart ausgebildet sein, dass der Antriebsabschnitt in seinem Querschnitt komplementär zu Werkzeugen ist, die zum Zwecke der Drehmomentübertragung an dem Antriebsabschnitt angreifen. Somit kann die Vorrichtung zur Erzeugung ge- windetragender Bohrungen in einer Antriebsvorrichtung eingesetzt bzw. eingespannt werden.
In vorteilhafter Weise kann die Vorrichtung eine Werkzeugaufnahme zum Einsatz bzw. zum Einspannen in eine Antriebsvorrichtung umfassen, wobei die Werkzeug- aufnähme an dem Antriebsabschnitt zum Zwecke der Drehmomentübertragung angreift. Zur Fixierung des Antriebsabschnitts in der Werkzeugaufnahme kann ein Fixierungsmittel, zum Beispiel ein Gewindestift zum Einspannen, vorgesehen sein. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beispielsweise in ein übliches Bohrmaschinenfutter eingesetzt werden können. Des Weiteren ist auch eine Verwendung mit Windeisen, Gewindeschneidapparaten, CNC-Werzeugmaschinen oder ein Einsatz in einem Bearbeitungszentrum (Automatendreherei) möglich.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zur Gewindeerzeugung in unterschiedlichsten Materialien verwendet werden können. Die Art der Bohrer können je nach Verwendungszweck frei gewählt werden, zum Beispiel zur Bearbeitung von Kunstoff, Holz, Stahl, Aluminium etc. Des Weiteren sind Bohrer mit unterschiedlichsten Durchmessern und Steigungen wählbar. Zum Beispiel könnte durch Einsatz der passenden Bohrer bzw. Gewindeschneiden in einem Werkstück ein M5 und ein M10 Gewinde erzeugt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder vorteilhafte Ausgestaltung vermeiden somit auf raffinierte Weise unnötige und zeitaufwändige Werkzeugwechsel, ermöglichen schnelle Fertigungszeiten, ist/sind kostengünstig in der Herstellung und vermeiden ein ggf. erforderliches Umspannen eines zu bearbeitenden Werkstücks.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nach- folgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 in einer schematischen Schnittdarstellung das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 und
Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel aus
Fig. 1 im Schnitt B-B gemäß Fig. 2.
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem ersten Bohrer 1 und einem zweiten Bohrer 2. Der erste Bohrer 1 umfasst einen Schaft 3 und eine Gewindeschneide 4 mit Gewindeschneidspitze 5. Der zweite Bohrer 2 umfasst einen Schaft 6 und eine Gewindeschneide 7. Der zweite Bohrer 2 weist an seiner Stirnseite eine sich über die ganze Länge des Bohrers 2 verlaufende mittige axiale Ausnehmung auf. Der Schaft 3 des ersten Bohrers 1 ist in der Ausnehmung des zweiten Bohrers 2 an- geordnet. Im Konkreten ist der Bohrer 1 über seinen Schaft 3 in der Ausnehmung des zweiten Bohrers 2 in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Somit kann der zweite Bohrer 2 relativ zum ersten Bohrer 1 - und umgekehrt - bewegt werden.
Die Führung der beiden Bohrer 1 und 2 ist derart ausgebildet, dass die Bohrer 1 und 2 in Drehrichtung relativ zueinander fixiert sind. Somit ist eine gegenseitige Verdrehung des ersten Bohrers 1 und des zweiten Bohrers 2 verhindert. Damit können mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei unterschiedliche Gewinde mit unterschiedlichen Nenndurchmessern und unterschiedlichen Steigungen in einem Arbeitsgang aufgrund des automatischen Steigungsausgleichs geschnitten werden. Der Steigungsausgleich erfolgt dabei über den Schaft 3 des ersten Bohrers 1 , und zwar im Konkreten über den Teil des Schafts 3 der zur beweglichen Führung in der Ausnehmung des Bohrers 2 vorgesehen ist. Bei der Bearbeitung eines in Fig. 1 nicht dargestellten Werkstücks gibt der erste Bohrer 1 mit einer vordefinierten Steigung die Steigung bzw. den Vorschub für den Schneidvorgang vor. Der zweite Bohrer 2 folgt mit - einer zum Bohrer 1 unterschiedlichen - vordefinierten Steigung problemlos durch den Ausgleich der Führung in axialer Richtung. Sofern die Steigung des ersten Bohrers 1 größer ist als die Steigung des zweiten Bohrers 2 entfernt sich der erste Bohrer 1 vom zweiten Bohrer 2 in axialer Vorschubrichtung. Für den Fall, dass die Steigung des ersten Bohrers 1 kleiner ist als die Steigung des zweiten Bohrers 2 holt der zweite Bohrer 2 relativ zum ersten Bohrer 1 in axialer Vorschubrichtung auf. Gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 wird ein Antriebsabschnitt des Schafts 3, der sich auf der der Gewindeschneide 4 gegenüberliegenden Seite des Schafts 3 befindet, in einer Werkzeugaufnahme 8 mittels eines Gewindestifts 9 zum Zwecke der Drehmomentübertragung fixiert. Die Werkzeugaufnahme 8, die einen ersten Teil 10 und zweiten Teil 1 1 umfasst, dient zum Einsatz in einem Ge- windeschneidapparat bzw. zum Einsatz in geeigneten Antriebsvorrichtungen. Dazu wird der erste Teil 10 der Werkzeugaufnahme 8 in dem Gewindeschneideapparat bzw. in der Antriebsvorrichtung eingespannt. Bei entsprechender Ausgestaltung der Werkzeugaufnahme 8 ist auch der Einsatz einer inneren Kühlmittelzufuhr möglich.
Des Weiteren ist gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 eine Kugelraste 12 zur relativen Positionierung des Bohrers 2 am Schaft 3 des Bohrers 1 vorgesehen. Die Kugelraste 12 ist in der Wandung des Schafts 6 des zweiten Bohrers 2 eingebracht, zum Beispiel durch Verschraubung, und wirkt als federndes Druckstück mit einer Kugel auf den Schaft 3 des ersten Bohrers 1. Für eine sichere und unterstützende Befestigung der Kugelraste 12 am Schaft 6 des zweiten Bohrers 2 dient eine Sicherungsmutter 13.
Fig. 2 zeigt in einer Längsschnittdarstellung das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1. In Ergänzung zu Fig. 1 ist in Fig. 2 die Kugel 14 der Kugelraste 12 dargestellt. Über die federnde Kugelraste ist eine sichere Positionierung des zweiten Bohrers 2 in Relation zum ersten Bohrer 1 ermöglicht. Insbesondere bei senkrechter Handhabung der Vorrichtung ist ein Abrutschen des zweiten Bohrers aufgrund einer mit der Kugelraste 12 herbei geführten Reibung - je nach gewählter Reibungskraft - weitestgehend vermieden. Dabei ist wesentlich, dass die Reibungskraft so gewählt wird, dass die relative axiale Verschiebung der Bohrer nicht beeinträchtigt wird und die zu erzeugenden Gewinde einwandfrei geschnitten werden können. Die Kugelraste kann in einer - in Fig. 2 nicht dargestellten - Nut, die im Schaft 3 des ersten Bohrers ausgebildet ist, einrasten. Somit wird eine noch größere Haltekraft in einer mit der Nut festgelegten Ausgangsposition realisiert. Auch hierbei kann das Ein- und Ausrasten in bzw. aus der Nut derart ausgebildet sein, dass der Gewindeschneidvorgang nicht beeinträchtigt wird bzw. die erzeugten Gewinde nicht beschädigt werden. Des Weiteren ist der Antriebsabschnitt 15 des Schafts 6 in der Werkzeugaufnahme 8 mittels des Gewindestifts 9 fixiert.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Seitenansicht das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 bzw. aus Fig. 2, wobei die Seitenansicht im Schnitt B-B gemäß Fig. 2 dargestellt ist. Der Schaft 6 des zweiten Bohrers 2 weist eine unrunde Ausnehmung 16 auf, die durch die Innenwandung 17 des zweiten Bohrers 2 begrenzt ist. In der Ausnehmung 16 des zweiten Bohrers 2 kann der Schaft 3 des ersten Bohrers 1 angeordnet und dort in axialer Richtung verschiebbar geführt werden. In Fig. 3 ist der Schaft 3 des ersten Bohrers 1 nicht dargestellt. Sowohl die Ausnehmung 16 als auch der Schaft 3 des ersten Bohrers weisen einen korrespondierenden Quer- schnitt auf. Demnach ist die Querschnittsform der Ausnehmung 16 und des Schafts 3 im Wesentlichen bzw. nahezu identisch ausgebildet, nämlich so, dass eine verdrehsichere Führung bereitgestellt ist. An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, dass unter korrespondierenden Querschnitten zu verstehen ist, dass die Ausdehnung des Schafts 3 im Querschnitt geringfügig von der Ausdehnung des Ausnehmungsquerschnitts abweichen kann, so dass eine Verschiebung, vorzugsweise eine schwimmende bzw. gleitende Verschiebung, des Schafts 3 in der Ausnehmung 16 des zweiten Bohrers 2 gewährleistet ist. Im Konkreten weist der Schaft 3 des ersten Bohrers 1 - gemäß Fig. 3 - eine zylindrische Form mit einer angeschliffenen Fläche auf. Die vom Bohrer 2 umfasste Ausnehmung 16 ist zur Gewährleistung einer Führung in axialer Richtung in korrespondierender Weise angepasst.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen. Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
Bezugszeichenliste
1 erster Bohrer
2 zweiter Bohrer
3 Schaft
4 Gewindeschneide
5 Gewindeschneidspitze
6 Schaft
7 Gewindeschneide
8 Werkzeugaufnahme
9 Gewindestift
10 erster Teil
11 zweiter Teil
12 Kugelraste
13 Sicherungsmutter
14 Kugel
15 Antriebsabschnitt
16 Ausnehmung
17 Innenwandung

Claims

A n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Erzeugung gewindetragender Bohrungen, insbesondere Gewindebohrer, mit einem ersten Bohrer (1), der eine Gewindeschneide (4) und einen Schaft (3) aufweist, und mit einem zweiten Bohrer (2), der eine Gewindeschneide (7) und ggf. einen Schaft (6) aufweist,
wobei der zweite Bohrer (2) eine sich in axialer Richtung erstreckende, vorzugsweise durchgehende, Ausnehmung zur Aufnahme des ersten Bohrers (1) aufweist,
wobei der Schaft (3) des ersten Bohrers (1 ) in der Ausnehmung des zweiten Bohrers (2) angeordnet ist,
wobei die Bohrer (1 , 2) über eine Führung in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar geführt sind, und
wobei die Führung derart ausgebildet ist, dass die Bohrer (1 , 2) in Drehrichtung relativ zueinander fixiert sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Führung zumindest teilweise den Schaft (3) des ersten Bohrers (1) und eine durch die Aus- nehmung gebildete Innenwandung (17) des zweiten Bohrers (2) umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung, zumindest teilweise, im Querschnitt unrund ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung im Querschnitt als Polygon, Ellipse, Oval oder Eiform ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung einen im Wesentlichen stern- oder kreuzförmig ausgebildeten Querschnitt aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung des Schafts (3) bzw. der Schaft (3) des ersten Bohrers (1 ) und die Innenwandung (17) des zweiten Bohrers (2) zumindest teilweise und im Wesentlichen formschlüssig ineinandergreifen, sodass die Bohrer (1 , 2) in Drehrichtung relativ zueinander fixiert sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (3) des ersten Bohrers (1 ) zumindest teilweise einen zur Ausnehmung korrespondierenden Querschnitt aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (3) des ersten Bohrers (1 ) zumindest teilweise als Dreikant, Vierkant, Fünfkant, Sechskant, Siebenkant und/oder Achtkant ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vom zweiten Bohrer (2) umfasste Gewindeschneide (7) einen größeren Durchmesser als die Gewindeschneide (4) des ersten Bohrers (1 ) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeschneide (4) des ersten Bohrers (1) und die Gewindeschneide (7) des zweiten Bohrers (2) eine unterschiedliche Steigung aufweisen.
1 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung als Durchgang ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach, dadurch gekennzeichnet einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dass die Führung ein Widerstandselement, insbesondere ein Reibelement, zur
Reduzierung der relativen Bewegungsfähigkeit der Bohrer (1 , 2) in axialer Richtung umfasst.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung eine Arretierungseinrichtung zur Sicherung der Bohrer (1 , 2) in einer Ausgangsposition umfasst, wobei die Arretierungseinrichtung vorzugsweise eine Kugelraste (12), eine Klemmhülse mit federnder Schnappverbindung oder Magnetverschluss, eine Klinkenführung durch federnde Haken, eine Federrückführung und/oder eine Blattfedereinrastung umfasst.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (3) des ersten Bohrers (1) oder der Schaft (6) des zweiten Bohrers (2), insbesondere auf der der Gewindeschneide (4, 7) abgewandten Seite, einen Antriebsabschnitt (15) zum Zwecke der Drehmomentübertragung aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkzeugaufnahme (8) zum Einsatz bzw. Einspannen in eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Werkzeugaufnahme (8) an dem Antriebsab- schnitt (15) zum Zwecke der Drehmomentübertragung angreift.
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