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Bohrer für Handgeräte
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Die Erfindung betrifft einen Bohrer für Handgeräte, mit einem eine
geschlossene Längsnut aufweisenden Einsteckende.
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Zum Bohren von Löchern in harten Materialien wie Beton, Gestein und
dgl werden heutzutage Schlagbohrmaschinen oder Bohrhämmer eingesetzt. Von diesen
beiden Gerätegattungen sind die Schlagbohrmaschinen aufgrund deren vergleichsweise
niedrigen Gestehungskosten in besonders hoher Zahl vertreten. Ein Vorteil der Schlagbohrmaschinen
besteht insbesondere darin, dass diese mit Bohrern bestückt werden, die aus einem
Arbeitsbereich und einem Einsteckende gleichen Durchmessers bestehen. Aufgrund dieser
Durchmessergleichheit sind die Bohrer wirtschaftlich herstellbar und folgedessen
kostengünstig erhältlich. Die Bohrer werden über das Einsteckende in einem im Durchmesser
variablen Spannfutter unverschieblich festgelegt. Dabei kommt als Vorteil die durchmesserbezogen
günstige Uebertragung des Drehmomentes an den Bohrer zur Geltung, da mit der Zunahme
des Bohrerdurchmessers auch der Spannabstand zunimmt. So ist es möglich, ein Maximum
der
Abgabeleistung der Schlagbohrmaschine dem Bohrer zu vermitteln.
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In den konstruktiv wesentlich aufwendigeren Bohrhämmern liegen im
Vergleich zu den Schlagbohrmaschinen weitgehend andere kinematische Verhältnisse
vor, die auch eine grundlegend andere Halterung der Bohrer bedingt. Insbesondere
die hohe kinetische Energie der an den Bohrer abzugebenden Schläge erfordert eine
axiale Beweglichkeit des Bohrers im geräteseitigen Werkzeughalter. Für Bohrhämmer
sind deshalb eigene Bohrer-Programme vorgesehen, wobei am verbreitetsten solche
sind, deren Einsteckende axial geschlossene Längsnuten zum Eingriff von Verriegelungselementen
des Werkzeughalters aufweist.
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Die grundsätzlich unterschiedliche Konzeption der Bohrerhalterung
in den Schlagbohrmaschinen bzw Bohrhämmern steht dem ökonomischen Bedürfnis entgegen,
die Bohrer unter diesen Gerätegattungen auszutauschen. Dieses Bedürfnis besteht
in all jenen Handwerksbetrieben, die sowohl über Schlagbohrmaschinen als auch über
Bohrhämmer verfügen, da hier in der Regel eine grössere Anzahl Bohrer unterschiedlichen
Durchmessers vorhanden sind, die sich nur in der ihnen zugedachten Gerätegattung
einsetzen lassen. Es ist also nicht möglich, die bekannten kostengünstigen Bohrer
der Schlagbohrmaschinen in Bohrhämmern über die Verriegelungselemente des Werkzeughalters
festzulegen. Ebenso trifft dies umgekehrt für die Bohrhammer-Bohrer zu, wobei die
Ursache hierfür darin liegt, dass die Nuten einen zentrierenden Angriff der Backen
des Spannfutters nicht ermöglichen. Die Folge davon wäre eine Schrägstellung des
Bohrers gegenüber der Achse des Spannfutters und somit übermässiger Verschleiss
von Bohrer und Spannfutter.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Nutzung aller geräteseitigen
Leistungsvorteile einen sich für Schlagbohrmaschinen und Bohrhämmer eignenden, wirtschaftlich
herstellbaren Bohrer zu schaffen.
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Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Längsnut
bzw Längsnuten durch mindestens einen Steg mit einem der Kontur des Einsteckendes
entsprechenden Rücken in Längsabschnitte unterteilt ist.
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Diese Ausbildung des Einsteckendes ermöglicht die Verwendung von hinsichtlich
Arbeitsbereich und Einsteckende durchmessergleichen, kostengünstigen Bohrern und
deren Austauschbarkeit unter den in Rede stehenden Gerätegattungen. Der Steg schafft
nebst den an den Längsabschnitten der Längsnut angrenzenden Bereichen eine Auflagemöglichkeit
für die Backen des Spannfutters einer Schlagbohrmaschine, so dass ein achsrichtiges
sicheres Festlegen des Bohrers in Schlagbohrmaschinen gewährleistet ist. Daraus
ergibt sich ein minimaler Verschleiss und eine verlustarme Kraftübertragung an dem
Bohrer.
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Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des Einsteckendes wird aber
auch eine leistungkonforme Halterung der Bohrer in Bohrhämmern sichergestellt. Die
entsprechend der Anzahl von Längsabschnitten vorhandenen und in diese einragenden
Verriegelungselemente des Werkzeughalters schaffen einen sicheren, ein begrenztes
axiales Spiel zulassenden Halt des Bohrers.
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Grundsätzlich ist es möglich, die Längsnut bzw Längsnuten durch mehrere
im Abstand zueinander angeordnete Steg in weitere Längsabschnitte zu unterteilen.
Dies ist insbesondere bei grossen Bohrerdimensionen, die einer langen Führung bedürfen,
zweckmässig. Zur Herabsetzung des Verschleisses und Begünstigung der Kraftübertragung
im Bohrhammerbetrieb ragen somit mehr als zwei Verriegelungselemente in die Längsabschnitte
der Längsnut ein. Der bzw die Stege sind vornehmlich durch eine stehengelassene
Zone des Ausgangsquerschnittes des Einsteckendes gebildet, an die beidseitig die
Längsabschnitte der jeweiligen Längsnut angrenzen.
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Mit Vorteil beträgt der Abstand zwischen der Stirnseite und dem dieser
zugeordneten Ende der Längsnut das 0,3- bis 1-fache des Durchmessers des Einsteckendes.
Damit ist die axiale
Lage des Angriffs der Backen des Spannfutters
bzw der Verriegelungselemente des Werkzeughalters definiert. Insbesondere beim Einsatz
in Bohrhämmern, deren Verriegelungselemente normal zur Achse des Werkzeughalters
zugestellt werden, ist diese Lagebestimmung zweckmässig, um bei jedem Spannen das
Eintauchen der Verriegelungselemente in die Längsabschnitte von vorneherein sicherzustellen.
Bei einem Bohrer, dessen Einsteckende einen Durchmesser von 10 mm aufweist, beträgt
dieser Abstand demnach beispielsweise 6 mm.
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Vorzugsweise beträgt die Breite des Steges das 0,4- bis 1,1-fache
des Durchmessers des Einsteckendes. Ein Steg dieser Breite stellt sicher, dass gegebenenfalls
kurze Backen des Spannfutters, die möglicherweise nur im Bereiche des Steges zur
Anlage an die Kontur des Einsteckendes kommen, in deren mittlerem Längsabschnitt
über eine ausreichende Zone Abstützung finden. Die Breite des Steges beträgt bei
einem Einsteckende von 10 mm Durchmesser somit bespielsweise 8 mm.
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Die Länge jedes Längsabschnittes der Längsnut entspricht mit Vorteil
dem 0,7- bis 1,7-fachen des Durchmessers des Einsteckendes. Diese Dimensionierung
stellt eine zum kraftaufnahmefähigen Eingriff der Verriegelungselemente geeignete
Länge der Längsabschnitte sicher und gewährleistet zudem, dass eine über einen solchen
Längsabschnitt zu liegen kommende Backe des Spannfutters keinesfall in diesen einfallen
kann, sondern ausreichende Auflagemöglichkeit an der Kontur des angrenzenden Steges
bzw der nutenfreien Zone des Einsteckendes findet. Beispielsweise beträgt die Länge
eines Längsabschnittes bei einem 10 mm Durchmesser aufweisenden Einsteckende demnach
8 mm.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung entspricht die Tiefe der
Längsnut dem 0,1- bis 0,3-fachen des Durchmessers des Einsteckendes. Diese Nuttiefe
schafft einen problemlosen Angriff der Verriegelungselemente zum einen und führt
andererseits zu einer nur minimalen Schwächung des Einsteckendes. Ferner hat diese
Tiefe der Längsabschnitte den Vorteil,
dass durch die Längsnut,
die im Querschnitt beispielsweise einen kreisbogenförmigen Grund aufweisen kann,
nur relativ kleine Zonen der Kontur des Einsteckendes verloren gehen.
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Eine wirkungsvolle Drehmitnahme des Bohrers wird durch Längsabschnitte
mit vorzugsweise V-förmigem Querschnitt erreicht.
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Entsprechend der aufeinander zulaufenden Flanken der Längsabschnitte
sind auch die Verriegelungselemente im wesentlichen keilförmig ausgebildet. Dank
des grossflächigen Zusammenwirkens der nutenseitigen Flanken mit den Flanken der
Verriegelungselemente wird auch ein minimaler Verschleiss gewährleistet. In Relation
zur Kraftübertragungsfähigkeit dieser Geometrie wird zudem wiederum nur ein minimaler
Verlust an Kontur des Einsteckendes sichergestellt. Dies begünstigt die Auflagesituation
für die Backen eines Spannfutters.
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Während bei einer Schlagbohrmaschine die Zentrierung des Bohrers durch
die Backen des Spannfutters erfolgt, stehen dazu bei einem Bohrhammer die entsprechend
der Längsnut ausgebildeten Verriegelungselemente zur Verfügung. Bei einer Längnut
mit V-förmigem Querschnitt besteht grundsätzlich die Möglichkeit, mittels der Verriegelungselemente
zur Zentrierung des Bohrers vorwiegend den Nutengrund oder vorwiegend die Nutenflanken
auszunutzen. Für beide Zentrierungsarten hat sich ein von den Flanken der Längsabschnitte
eingeschlossener Winkel, der vorzugsweise etwa zwischen 50 und 1300 liegt, bewährt.
Insbesondere bei einer vorwiegenden Zentrierung am Nutengrund wird der Winkel vorteilhaft
etwas grösser gehalten, dh er bewegt sich im oberen Teil des angegebenen Bereiches,
beispielsweise bei etwa 1200. Bei einer Zentrierung, wo vorwiegend die Nutenflanken
ausgenutzt werden, liegt der zwischen den Flanken eingeschlossene Winkel im Hinblick
auf die auftretenden Tangentialkräfte zweckmässigerweise etwa zwischen 50 und 700.
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Die Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung, die Ausführungsbeispiele
wiedergibt, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Einen Bohrer mit im Querschnitt einen
kreisbogenförmigen Grund aufweisenden Längsabschnitten dreier Längnuten, Fig. 2
eine weitere Ausführungsform eines Bohrers, mit im Querschnitt V-förmigen Längsabschnitten
dreier Längsnuten, Fig. 3 einen Schnitt durch den Bohrer gemäss Schnittverlauf III-III
der Fig. 2.
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Der in Fig. 1 gezeigte Bohrer ist insgesamt mit 1 bezeichnet und setzt
sich aus einem Arbeitsbereich 2 und einem daran angeformten Einsteckende 3 zusammen.
In dieses sind, über den Umfang verteilt, drei Längsnuten 4 mit im Querschnitt kreisbogenförmigem
Grund eingeformt. Letztere sind durch zwei Stege 5 in Längsabschnitte 4a, 4b, 4c
unterteilt, wobei der Rücken der Stege mit der Kontur des Mantels des Einsteckendes
3 korrespondiert.
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Das der Stirnseite 3a des Einsteckendes 3 benachbarte Ende der Längsnuten
4 liegt hier in einem Abstand A zur Stirnseite, die dem 0,4-fachen des Einsteckende-Durchmessers
D entspricht. Die Breite B der Stege 5 beträgt hier das 0,6-fache des Einsteckende-Durchmessers
D. Die Längsabschnitte 4a, 4b, 4c weisen untereinander die gleiche Länge L auf,
die im gezeigten Ausführungsbeispiel dem 0,8-fachen des Durchmessers D des Einsteckendes
3 entspricht. Die Tiefe T der Längsabschnitte 4a, 4b, 4c entspricht beim Ausführungsbeispiel
dem 0,2-fachen des Durchmessers D des Einsteckendes 3.
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D2s Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt wiederum einen insgesamt
mit 11 bezeichneten Bohrer mit Arbeitsbereich 12 und Einsteckende 13. Drei über
den Umfang des Einsteckendes 13 verteilte Längsnuten 14 sind durch einen Steg 15
in Längsabschnitte
14a, 14b unterteilt. Letztere weisen einen
V-förmigen Querschnitt auf, wie dies die Fig. 3 verdeutlicht. Die Flanken 16 der
Längsabschnitte 14a, 14b schliessen einen Winkel, der im gewählten ausführungsbeispiel
1000 beträgt, ein.
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Der Abstand A zwischen der Stirnseite 13a und dem dieser zugewendeten
Ende der Längsnuten 14 beträgt im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 das 0,6-fache des
Einsteckende-Durchmessers D. Die Stegbreite B und die Länge L der Längsabschnitte
14a, 14b beträgt je das 0,8-fache des Einsteckende-Durchmessers D. Die Tiefe T der
Längsnuten 14 entspricht dem 0,2-fachen des Durchmessers D des Einsteckendes 13.
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