DE2415240A1 - Rock drill for enlarging bottom of hole - has outer sleeve raised to permit cutting head to swing outwards - Google Patents

Abstract

A stone boring tool which can be actuated from a remote position above, so that the bottom of the hole can be widened out so as to form a suitable shape for an anchoring device, has a cutting blade mounted on a stepped cylindrical block attached by a universal joint to a rod housed inside a tube, so that in the normal boring position, only the cutting head extends beyond the outer tube. When the bottom of the hole is to be widened, the outer tube is gradually raised so that the tool swings out progressively until the bottom of the tube begins to approach the universal joint, there the limit of the swing of the tool is reached.

Description

Verfahren zum Herstellen von abschnittsweise radial erweiterten Bohrlöchern und Bohrwerkzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von abschnittsweise radial erweiterten Bohrlöchern, insbesondere zur Aufnahme von Ankern bestimmter Bohrlöcher mit hinterschnittenen Wandungen in Mauerwerk, Beton, Naturstein od.Method for producing boreholes that are radially enlarged in sections and drilling tool The invention relates to a method of making Boreholes that are radially expanded in sections, in particular to accommodate anchors certain drill holes with undercut walls in masonry, concrete, natural stone or

dgl., ferner auf ein für die Durchführung des vorgenannten Verfahrens geeignetes und bestimmtes Bohrwerkzeug.Like., Also on a for the implementation of the aforementioned method suitable and specific drilling tool.

Das Versetzen von Ankerschrauben oder ganz allgemein von Verankerungen ist ein in der Bauwirtschaft weithin bekanntes Problem, weil derartige, im Verankerungsgrund befestigte Anker häufig sehr erhebliche Lasten auch über sehr lange Zeiträume aufnehmen müssen. Beim Versetzen derartiger Verankerungen handelt es sich in aller Regel darum, daß Aufnahmelöcher in den Verankerungsgrund, beispielsweise eine Bauwand, gebohrt, die Verankerungselemente in diese Bohrlöcher lagerichtig eingeführt und dann eingemörtelt werden.Moving anchor bolts or anchors in general is a well-known problem in the construction industry because of this, in the anchoring ground fortified Anchors often have very significant loads, even over a very long period of time Need to record periods. When moving such anchors it is usually about the fact that receiving holes in the anchorage, for example a building wall, drilled, the anchoring elements in the correct position in these boreholes introduced and then mortared.

Die vorstehend erläuterte Festlegung von Verankerungselementen im Verankerungsgrund genügt in aller Regel den technischen Erfordernissen. Diese Befestigung kann sich jedoch danjals unzulänglich erweisen, wenn auf die Verankerungselemente in Richtung ihrer Längserstreckung, also im wesentlichen senkrecht zum Verankerungsgrund, große Zugkräfte einwirken, weil die das Verankerungselement einbettende Mörtelmasse von den zumeist glatten Wandungen der zylindrischen Bohrlöcher umschlossen ist und die Gefahr des Ausziehens der Verankerungselemente samt letztere umgebender Mörtelmasse besteht.The previously explained definition of anchoring elements in Anchoring base usually meets the technical requirements. This attachment however, it can prove to be inadequate when it comes to the anchoring elements in the direction of their longitudinal extension, i.e. essentially perpendicular to the anchoring base, large tensile forces act because the mortar mass embedding the anchoring element is enclosed by the mostly smooth walls of the cylindrical boreholes and the risk of pulling out the anchoring elements together with the mortar mass surrounding the latter consists.

Eine weitaus sicherere Verankerung gelingt, wenn sich die Querschnitte der Aufnahmelöcher mit der Tiefe vergbßern, so daß die Umrnörzelungen der Verankerungselemente formschlüsåg in den Löchern gehalten sind. Von dieser vorteilhaften Maßnahme konnte jedoch bislang in der Praxis so gut wie kein Gebrauch gemacht werden, weil es für die Herstellung derartiger Aufnahmelöcher kein wirtschaftlich vertretbares Verfahren gab. Diesem Mangel soll durch die Erfindung nunmehr abgeholfen und einerseits ein einfach praktizierbares Verfahren zum Herstellen von abschnittsweise radial erweiterten Bohrlöchern und andererseits ein Werkzeug zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.Much more secure anchoring succeeds when the cross-sections Enlarge the receiving holes with the depth so that the corrugations of the anchoring elements are held positively in the holes. From this advantageous measure could but so far so well in practice how no use can be made because there is no economically justifiable option for the production of such receiving holes Procedure gave. This deficiency is now intended to be remedied by the invention and on the one hand an easily practicable method for producing radial sections in sections enlarged boreholes and, on the other hand, a tool for performing this procedure can be specified.

In verfahrenstechnischer Hinsicht ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bis zum Erreichen einer vorb estimmten Bohrtiefe zunächst eine im wesentlichen zylindrische Bohrung etwa gleichbleibenden Querschnittes vorgetrieben und dann diese Bohrung in der Tiefe des Bohrlochs bei ggf. weiterfortschreitendem Vortrieb radial erweitert wird. Zweckmäßigerweise kann die radiale Erweiterung des Bohrlochs vom Bohrlochgrund ausgehend unter allmählicher Zurückziehung des Arbeitswerkzeugs vorgenommen werden. Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß längs des Bohrloches letzteres in axialen Abständen voneinander mit radialen Erweiterungen versehen wird.From a procedural point of view, this task is solved by that until reaching a predetermined drilling depth initially a substantially Cylindrical bore of approximately constant cross-section driven forward and then this Drilling in the depth of the borehole, if necessary with progressive advance radially is expanded. Appropriately, the radial expansion of the borehole from Borehole bottom made starting with gradual retraction of the working tool will. Another embodiment of the method is characterized in that along the borehole the latter at axial distances from one another with radial extensions is provided.

Hinsichtlich des zu schaffenden Werkzeugs ist die gestellte Aufgabe durch Schaffung eines Bohrwerkzeugs gelöst, bei dem am vorderen Ende eines Bohrerschaftes ein mit Schneidkanten bestückter Bohrmeißel mittels eines Gelenkes winkelbeweglich, jedoch drehfest angelenkt ist und daß mit Mitteln zur wahlweise aufhebbaren Führung des Bohrmeißels fluchtend mit der Längsachse des Bohrerschaftes versehen ist.With regard to the tool to be created, the task at hand is solved by creating a drilling tool, in which at the front end of a drill shank one with cutting edges equipped drill bit by means of a joint is angularly movable, but hinged in a rotationally fixed manner and that with means for optional reversible guide of the drill bit in alignment with the longitudinal axis of the drill shank is provided.

Die Anlenkung des Bohrmeißels an das vordere Ende eines Bohrerschaftes kann an sich mittels beliebiger, bekannter Gelenke erfolgen, wobei volle Drehfähigkeit des Bohrmeißels beim seitlichen Ausweichen des mit Schneidkanten bestückten Meißelkopfs gewährleistet sein muß. Als vorteilhaft es sich jedoch erwiesen, die winkelbewegliche, drehfeste Anlenkung des Bohrmeißels an den Bohrerschaft mittels eines kardanischen Gelenks zu verwirklichen.The articulation of the drill bit on the front end of a drill shaft can be done by means of any known joints, with full turning ability of the drill bit during lateral evasion of the bit head equipped with cutting edges must be guaranteed. However, it has proven to be advantageous to use the angularly movable, rotationally fixed linkage of the drill bit to the drill shank by means of a cardanic To realize the joint.

Auch hinsichtlich der Mittel zur wahlweise aufhebbaren Führung des Bohrmeißels fluchtend mit der Längsachse des Bohrerschaftes besteht lediglich die Forderung, daß diese Mittel in der einen Stellung eine einwandfreie Zentrierung des Bohrmeißels in einer Lag koaxial zum Bohrerschaft gewährleisten und in einer anderen Stellung die Führung des Bohrmeißels aufheben müssen. Diese Forderungen werden erfüllt, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dem Bohrerschaft ein axial verschiebliches Führungsglied zugeordnet wird, das in der einen Endlage eine zentrische Führung des Bohrmeißeis vermittelt, in der anderen axialen Endlage hingegen den Bohrmeißel freigibt, so daß dieser lediglich über das Winkelbewegungen zulassende Gelenk drehfest mit dem Bohrerschaft verbunden ist. Das genannte Führungsglied kann in einfacher Weise als auf dem Bohrerschaft axial verschiebbar geführte Schiebehülse ausgebildet sein, die in der den Bohrmeißel zentrierenden Stellung einen dem Gelenk benachbarten Führungsabschnitt des Bohrmeißels konzentrisch umschließt und auf dem Bohrerschaft bis hinter das Gelenk zurückschiebbar ist.Also with regard to the means for optionally reversible leadership of the Only the drill bit is aligned with the longitudinal axis of the drill shaft Requirement that this means a perfect centering in one position Ensure the drill bit in a lay coaxial with the drill shank and in a other position must cancel the guidance of the drill bit. These demands are met if, in a further embodiment of the invention, the drill shank axially displaceable guide member is assigned, the one in one end position centric guidance of the drill bit mediated, in the other axial End position, on the other hand, releases the drill bit, so that it only uses the angular movements allowing joint is rotatably connected to the drill shank. Said leading member can be axially displaceably guided sliding sleeve in a simple manner than on the drill shank be formed, which in the centering position of the drill bit one of the joint adjacent guide portion of the drill bit concentrically and on the The drill shaft can be pushed back behind the joint.

Eine Ausführungsform der Erfindung soll nachstehend in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher beschrieben werden. In schematischen Ansichten zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Bohrwerkzeug mit einem drehfest, jedoch winkelbeweglich mittels eines Gelenks mit einem Bohrerschaft verbundenen Bohrmeißel und mit einer dem Bohrerschaft axial verschieblich zugeordneten Hülse zur wahlweisen Aufhebung der Winkelbeweglichkeit des Bohrmeißels und Fig. 2 das gleiche Bohrwerkzeug im praktischen Einsatz bei der Herstellung eines Bohrloches mit radialer Erweiterung in der Nähe des Bohrlochgrundes.An embodiment of the invention is described below in connection are described in more detail with the accompanying drawing. In schematic views 1 shows a drilling tool according to the invention with a non-rotatable, but angularly movable drill bit connected by means of a joint to a drill shank and to a the drill shaft axially displaceably associated sleeve for optional cancellation the angular mobility of the drill bit and Fig. 2 shows the same drilling tool in practice Used in the production of a borehole with a radial expansion in the vicinity the bottom of the borehole.

Das in Fig. 1 veranschaulichte Bohrwerkzeug besitzt einen nur mit seinem unteren Ende dargestellten Bohrerschaft 10, an den mittels eines kardanischen Gelenks 11 ein Bohrmeißel 12 drehfest, jedoch winkelbeweglich angelenkt ist. Die gelenkseitigen Enden des Bohrerschaftes 10 und des Bohrmeißels 12 sind gabelförmig ausgebildet und nehmen in einer um 900 gegeneinander versetzten Stellung eine Kugel 13 des kardanischen Gelenks 11 zwischen sich auf, von der sich re chtwinklig zueinander angeordnete Lagerzapfen 14, 15 forterstrecken, die ihrerseits von Aufnahmebohrungen in den gabelförmigen Abschnitten des Bohrerschaftes und Bohrmeißels drehbar aufgenommen sind. Kardanische Gelenke der vorstehend erläuterten Art sind in anderem Zusammenhang bekannt, so daß es keiner weitergehenden Gelenkbeschreibung bedarf.The drilling tool illustrated in Fig. 1 has only one its lower end shown drill shank 10, to the means of a cardanic Joint 11 is a drill bit 12 rotatably, but hinged angularly. the ends of the drill shaft 10 and the drill bit 12 on the joint side are fork-shaped and take a ball in a position offset from one another by 900 13 of the cardanic joint 11 between them, from which they are at right angles to each other arranged bearing journals 14, 15 continue, which in turn of receiving bores rotatably received in the fork-shaped sections of the drill shaft and drill bit are. Cardan joints of the type discussed above are in a different context known, so that no further description of the joint is required.

Die sich an das Gelenk 11 anschließenden Abschnitte des Bohrerschaftes 10 und des Bohrmeißels 12 sind als zylindrische Führungsflächen 1#, 18 ausgebildet und nehmen eine im wesentlichen spielfrei geführte, axial verschiebbare Hülse 19 auf. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung erstrecken sich Abschnitte der als Führungsmittel eingesetzten Hülse 19 beidseitig des aen Bohrmeißel 12 mit dem Bohrerschaft 10 verbindenden Gelenks, so daß eine zentrische Bohrmeißelführung fluchtend zur Längsachse des Bohrerschaftes gewährleistet ist.The sections of the drill shaft adjoining the joint 11 10 and the drill bit 12 are designed as cylindrical guide surfaces 1 #, 18 and take an axially displaceable sleeve 19 that is guided essentially free of play on. In the position shown in Fig. 1, sections of the extend as guide means inserted sleeve 19 on both sides of the aen drill bit 12 with the drill shank 10 connecting Joint, so that a central drill bit guide is aligned with the longitudinal axis of the drill shank is guaranteed.

Der vom Gelenk entfernte Abschnitt des Bohrmeißels 12 ist in herkömmlicher Weise gestaltet und an seinem vorderen Ende mit hier nicht weiter interessierenden Schneidkanten 20 bestückt.The portion of the drill bit 12 remote from the hinge is conventional Wise designed and at its front end with no further interest here Cutting edges 20 equipped.

Den bestimmungsgemäßen Gebrauch des Bohrwerkzeugs veranschaulicht Fig. 2. Der mittels der in ihrer vorgeschobenen Stellung gemäß Fig. 1 befindlichen Schiebehülse 19 zentrierteS Bohrmeißel 12 wird auf den nur angedeuteten Verankerungsgrund 21 aufgesetzt und in bekannter Weise durch Drehung gemäß Pfeil 22 vorgetrieben. Sobald das in dieser Weise hergestellte, im wesentlichen zylindrische Bohrloch 23 eine gewünschte Tiefe erreicht hat, wird die Bohrmeißelzentrierung durch Zurückziehung der Schiebehülse 19 aus dem Bereich des zylindrischen Führungsabschnittes 18 des Bohrmeißels aufgehoben, worauf der Bohrmeißel beim weiteren Bohrvorgang seitlich ausweicht und bei gleichzeitig fortschreitendem Vortrieb das Bohrloch in der Tiefe in der bei 24 in Fig. 2 angedeuteten Weise hinterschneidet. Der Grad dieser Hinterschneidung ist abhängig vom Verhältnis der Drehzahl zum Vortrieb.Illustrates the intended use of the drilling tool FIG. 2. The one located in its advanced position according to FIG. 1 by means of the Sliding sleeve 19 centered drill bit 12 is placed on the anchoring base which is only indicated 21 placed and driven forward in a known manner by rotation according to arrow 22. As soon as the essentially cylindrical borehole 23 produced in this way When a desired depth is reached, bit centering is achieved by retraction the sliding sleeve 19 from the area of the cylindrical guide section 18 of the Drill bit lifted, whereupon the drill bit laterally during the further drilling process evades and at the same time progresses the bore hole in the depth undercuts in the manner indicated at 24 in FIG. The degree of this undercut depends on the ratio of the speed to the propulsion.

Anstelle der in Fig. 2 veranschaulichten Hinterschneidung können auch beliebige andere Hinterschneidungsformen verwirklicht werden, beispielsweise dadurch, daß nach Aufhebung der Bohrmeißelzentrierung das Bohrwerkzeug bei Aufrechterhaltung der Werkzeugdrehung langsam aus dem Bohrloch zurückgezogen wird.Instead of the undercut illustrated in FIG. 2, any other undercut shapes can be realized, for example by that after the drill bit centering is canceled, the drill tool is maintained the tool rotation is slowly withdrawn from the borehole.

Claims (7)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zum Herstellen von abschnittsweise radial erweiterten Bohrlöchern, insbesondere zur Aufnahme von Ankern bestimmter Bohrlöcher mit hinterschnittenen Wandungen in Mauerwerk, Beton, Naturstein od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß bis zum Erreichen einer bestimmten Bohrtiefe zunächst eine im wesentlichen zylindrische Bohrung (23) etwa gleichbleibenden Querschnittes vorgetrieben und dann in der Tiefe des Bohrlochs bei gegebenenfalls weiter fortschreitendem Vortrieb radial erweitert wird.1. Process for the production of radially widened sections Boreholes, in particular for receiving anchors, certain boreholes with undercut Walls in masonry, concrete, natural stone or the like., Characterized in that until a certain drilling depth is reached, initially an essentially cylindrical one Bore (23) of approximately constant cross-section driven forward and then in depth of the borehole expanded radially with possibly further advancing advance will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erweiterung des Bohrlochs vom Bohrlochgrund ausgehend unter allmählicher Zurückziehung des Arbeitswerkzeugs vorgenommen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the radial Expansion of the borehole starting from the bottom of the borehole with gradual retraction of the working tool is made. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Bohrlochs in axialen Abständen voneinander radiale Bohrlocherweiterungen vorgenommen werden.3. The method according to claim 1, characterized in that along the Borehole made radial borehole widenings at axial distances from one another will. 4. Bohrwerkzeug zum Herstellen von abschnittsweise radial erweiterten Bohrlöchern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende eines Bohrerschaftes (10) ein mit Schneidkanten (20) bestückter Bohrmeißel (12) mittels eines Gelenkes (11) winkelbeweglich, jedoch drehfest angelenkt ist und daß Mittel (19) zur wahlweise aufhebbaren Führung des Bohrmeißels fluchtend mit der Längsachse des Bohrerschaftes vorgesehen sind.4. Drilling tool for producing radially enlarged sections Boreholes according to one of Claims 1 to 3, characterized, that at the front end of a drill shank (10) with a cutting edge (20) equipped Drill bit (12) can be moved angularly by means of a joint (11), but is articulated in a rotationally fixed manner and that means (19) for selectively reversible guidance of the drill bit is in alignment are provided with the longitudinal axis of the drill shank. 5. Bohrwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die winkelbewegliche,jedoch drehfeste Anlenkung des Bohrmeißels (12) an den Bohrerschaft (10) mittels eines kardanischen Gelenks (11) verwirklicht ist.5. Drilling tool according to claim 4, characterized in that the angularly movable, however non-rotatable articulation of the drill bit (12) on the drill shank (10) by means of a cardan joint (11) is realized. 6. Bohrwerkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bohrerschaft (10) ein zwischen einer den Bohrmeißel (12) zentrisch führenden und einer freigebenden Stellung axial verschiebliches Führungsglied (19) als Mittel zur wahlweise aufhebbaren Führung des Bohrmeißels zugeordnet ist.6. Drilling tool according to claim 4 or 5, characterized in that the drill shank (10) between a drill bit (12) leading centrally and a releasing position axially displaceable guide member (19) as means is assigned to the optionally reversible guidance of the drill bit. 7. Bohrmeißel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine auf dem Bohrerschaft (10) axial verschiebbar geführte Schiebehülse (19) als Führungsglied, die in der den Bohrmeißel (12) zentrierenden Stellung einen dem Gelenk (11) benachbarten Führungsabschnitt (18) des Bohrmeißels konzentrisch umschließt und auf dem Bohrerschaft bis hinter das Gelenk zurückziehbar ist.7. Drill bit according to claim 6, characterized by one on the drill shank (10) axially displaceably guided sliding sleeve (19) as a guide member in the the position centering the drill bit (12) has a guide section adjacent to the joint (11) (18) of the drill bit concentrically and on the drill shank to behind the hinge is retractable. LeerseiteBlank page