EP0065284A1 - Reamer - Google Patents

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Publication number
EP0065284A1
EP0065284A1 EP82104184A EP82104184A EP0065284A1 EP 0065284 A1 EP0065284 A1 EP 0065284A1 EP 82104184 A EP82104184 A EP 82104184A EP 82104184 A EP82104184 A EP 82104184A EP 0065284 A1 EP0065284 A1 EP 0065284A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier housing
cutting
housing
carrier
pivot
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.)
Granted
Application number
EP82104184A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0065284B1 (en
Inventor
Alfred Ostertag
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.)
Saint Gobain Abrasives Inc
Original Assignee
Norton Co
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 Norton Co filed Critical Norton Co
Priority to AT82104184T priority Critical patent/ATE14775T1/en
Publication of EP0065284A1 publication Critical patent/EP0065284A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0065284B1 publication Critical patent/EP0065284B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
    • E21B10/32—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
    • E21B10/327—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools the cutter being pivoted about a longitudinal axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/18—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by milling, e.g. channelling by means of milling tools
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/83—Tool-support with means to move Tool relative to tool-support
    • Y10T408/85—Tool-support with means to move Tool relative to tool-support to move radially
    • Y10T408/858—Moving means including wedge, screw or cam
    • Y10T408/8588—Axially slidable moving-means
    • Y10T408/85884—Tool pivotally mounted on support
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/12—Radially moving rotating tool inside bore
    • Y10T82/125—Tool simultaneously moving axially
    • Y10T82/128—Pivoted to tool-carrier

Definitions

  • the invention relates to a device for undercutting spaces in cylindrical boreholes, in particular those in artificial and natural rock, according to the preamble of claim 1.
  • Boreholes drilled in more or less homogeneous materials provide a borehole wall parallel to the borehole axis, which is undesirable in numerous applications. This applies e.g. especially for anchor holes in artificial stone, e.g. Concrete in which any anchoring means have to be fixed. It is therefore often desirable for all types of bores to provide undercuts in the borehole wall, in order to improve the fixing of anchoring means in the borehole, as in the case of anchor holes, or to create extensions for other purposes.
  • the carrier housing forms a cutting head which can be inserted into the borehole in a predetermined position and rotated by means of a pressure medium drive.
  • the cutting head comprises broaching tools which can be extended radially by means of pressure medium drives and which intermittently come from a rest position within the cross-sectional contour of the cutting tool. Head can be moved radially outward into a working position in which the cutting member designed as a butt cutting body protrudes beyond the cross-sectional contour of the cutting head and can intervene in the borehole wall.
  • a pressure-medium-actuated actuating device is used, which can be actuated from an area outside the borehole and which conveys radially oscillating impact movements to the broaching tools.
  • Devices of this type with radial linear movement of the broaching tools require a relatively large diameter for the cutting head to accommodate the radially directed pressure medium pistons, proving to be susceptible to wear under the often rough operating conditions, since the radial guide surfaces that absorb the tilting moments on the broaching tools are subjected to high loads Difficulties with permanent sealing of the pressure medium rooms and require considerable maintenance and repair work, especially when it becomes necessary to replace used cutting elements.
  • the invention has for its object to design a device of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that it can be implemented with small structural measurements, is robust at low production costs and can be used with easy tool change and high clearing performance.
  • the design of the device according to the invention provides a support of the broaching tools free of tilting moments during operation, which considerably simplifies and reduces the construction effort, considerably reduces the wear and the sensitivity of the device and can also be carried out in devices which are used to clear boreholes only relatively small diameters or cross-sectional dimensions are to be used.
  • the device according to the invention enables a progressive infeed of the cutting element into the borehole wall, which is free of impact loads from the Cutting member and it allows to use multiple cutting bodies for the cutting member, which are usually not able to cope with shock loads, but on the other hand provide significantly higher clearing performance.
  • the device enables the formation of very exact contours for the areas of the borehole to be cleared, while furthermore the actuation of the broaching tools is considerably simplified, since they only experience their infeed movement through the actuating device, and no own reset drive for their return movement back into the contour of the carrier housing need. Rather, the broaching tools perform an automatic restoring movement in cooperation with the borehole wall as soon as the actuating device's delivery effect is canceled.
  • the device consists of a tubular support housing 1, the outer diameter of which is slightly less than that of a borehole in which clearing work is to be carried out.
  • the carrier housing 1 is provided with a connecting shaft 2 which is connected to a drive, e.g. the drive for a drill as used to create the drill hole can be used.
  • This drive is indicated schematically at 3.
  • Broaching tools 4 are accommodated in the carrier housing 1 and, for reasons of balancing forces, are arranged in a uniform central angle distribution over the circumference of the carrier housing 1 and at the same time are axially offset.
  • only one broaching tool 4 is provided within the same circumferential plane of the carrier housing 1, but it is understood that also within the same circumferential plane, i.e. Located at the same axial height, several broaching tools can also be assigned to the carrier housing 1 if the dimensional relationships allow this.
  • the broaching tools 4 can be moved outwards from a rest position within the cross-sectional contour of the carrier housing into a working position during a work rotation in the direction of arrow 5 of the carrier housing 1, and an adjusting device 6 arranged in the carrier housing 1 is movable for the outward-facing delivery of the broaching tools 4. provided that by means of an actuator 7 from a Area outside the borehole 8 can be actuated.
  • each broaching tool comprises a carrier 9 and a cutting member 10 supported by the carrier is supported in the carrier housing 1.
  • the plane of movement for the towing element 9 intersects the longitudinal central axis 11 of the carrier housing 1 at a right angle, but the plane of movement for the towing element 9 can also intersect the longitudinal central axis 11 of the carrier housing 1 at an angle slightly different from 90 °.
  • the towing element is formed in the preferred exemplary embodiments shown by a rigid pivoted in the carrier housing 1, in its plane of movement extending over part of the circumference of the carrier housing 1 pivot lever 9, however, a spiral spring can also be provided as a towing element, the leading in the direction of rotation 5 End can be firmly connected to the carrier housing 1 in the sense of a clamping.
  • the towing member carries out a displacement movement similar to a pivot relative to the carrier housing 1 with elastic material deformation at least in a partial area of its length.
  • a pivot axis or a pivot axis region defining a pivot axis or a pivot axis region can be provided between the latter and the carrier housing 1, on the one hand firmly with the carrier housing 1 and on the other hand with the end of the pivot lever 1 leading in the direction of rotation 5 of the carrier housing 1 9 can be connected.
  • Versions with a spiral spring as a drag element or with a bend The spring piece as part of a towing element comprising a rigid swivel lever requires a fixed connection to the carrier housing 1.
  • Pivot bearing of the carrier housing 1 defined pivot axis is pivotable.
  • a pivot bearing can be of a more or less, for example.
  • axially directed bore may be formed in the carrier housing 1, in which a cylindrical pivot pin on the pivot lever 9 engages.
  • the pivot lever of the support casing provided 9 each broach 4 at its in A r-beitscardrichturig 5 1 leading end with both sides protruding in the axial direction of the pivot pin 12 and with this in the outer periphery of the carrier housing 1 open, stored in this recessed bearing pocket 13 which is adjacent to an open circumferential slot 14 leading axially on both sides of the pivoting lever 9.
  • the pivot pin 12 has a substantially angular cross-sectional shape
  • the bearing pocket 1.3 also has a substantially angular cross-sectional contour with dimensions which exceed those of the pivot pin 12, so that the pivot pin 12 can easily be inserted into its bearing pocket 13 from the outside is and in the storage pocket 13 has a movement that leaves him pivoting movements in his plane of movement.
  • the bearing pocket 13 On its side looking in the working direction of rotation 5, the bearing pocket 13 has a bearing and driving surface 15 which, when the device is operating, exerts a reaction force on the pivot pin 12 of the pivoting lever 9 with a vector pointing inwards with respect to the carrier housing 1 and indicated at 16 . This can be brought about in a flat bearing and driving surface 15 in that it is inclined towards the imaginary radial plane by its inner edge by a small acute angle in the direction of rotation 5.
  • the pivot pin 12 can deviate from its cross-sectional shape shown also comprise a cylindrical bearing area, in which case the bearing and driving surface of the bearing pocket 13 in turn comprises a partially cylindrical bearing shell.
  • the pivot pin 12 has on its outside a restoring surface area 17 which changes its radial distance from the longitudinal central axis 11 of the carrier housing 1 when the pivoting lever 9 is pivoted.
  • a holding spring 18 is provided in the exemplary embodiment shown, which is designed as a ring-shaped or ring-segment-shaped spring body and here as e.g. Rubber ring spring is formed.
  • the retaining spring 18 is arranged and fixed in a circumferential groove 19 of the carrier housing 1 which intersects with the bearing pocket 13.
  • the cutting member 10 is advantageously designed as a multiple or multiple cutting body, which extends over the circumferential outer surface of the working direction 5 of the carrier housing 1 trailing end of the pivot lever 9 protruding, the borehole wall 8, approximately in the working direction 5 running arcuate outer cutting surface 20 with transversely aligned to the working direction 5 cutting or cutting edges.
  • a multiple-edge body can be formed from a part with diamonds on the surface or from a molded body from a diamond or the like. Matrix penetrated by hard material particles.
  • the curvature of the arc-shaped outer cutting surface 20 is advantageously equal to or smaller than the curvature of the wall of the uncleaned borehole 8, so that in the course of the broaching work, the outer cutting surface 20 is as uniform as possible over the entire length of the work the material to be cleared.
  • the area of the outer cutting surface 20 that is effectively engaged with the material to be cleared is shifted, for example, as shown in FIG. 6 illustrates, from the front to the rear part of the cutting member 10 in the working direction of rotation 5.
  • the arc shape of the outer cutting surface 20 is a segment of an arc of a circle with the radius r, then this radius r is smaller than the radius r 1 of the uncleaned borehole wall 8 and accordingly also smaller than the radius r 2 of the borehole wall 8 'in the clearing area.
  • the cutting member 10 advantageously comprises at least one side cutting surface which can also be used in the axial direction of the borehole 8, in particular if the device is to be used by means of an axial movement of the rotating carrier housing 1 to create clearing areas which are larger in their axial width than the axial width of the cutting members 10.
  • both side surfaces of the cutting member 10, which face in the axial direction advantageously form side cutting surfaces, which is the case with cutting members 10 made of a shaped body made of a diamond or the like.
  • the matrix penetrated by hard material particles is given by itself.
  • the cutting member 10 firmly connected to the pivot lever 9 this can also be designed as a single-cutting body, in which the end face looking into the working direction 5 of the carrier housing 1 forms the cutting edge with its contour line projecting beyond the outer circumferential surface of the pivot lever 9.
  • the single-edge body has on the front side opposite to the working direction of rotation 5.
  • the cutting member 10 When the cutting member 10 is designed as a multiple or multiple-cutting body, the cutting member can also be supported on the pivoting lever by means of a supporting body 21 such that it can be pivoted to a limited extent about a tilt axis 22 oriented perpendicular to the plane of movement of the pivoting lever 9, as is schematically indicated in FIG. 7.
  • the curvature of the outer cutting surface 20 of the cutting member 10 is advantageously greater than the curvature of the wall of the uncleaned borehole 8 and smaller than the curvature of the borehole wall 8 'in a finished clearing area, and in the case of a circular shape of the outer cutting surface 20 with the Radius r is accordingly this radius larger than the radius r 1 of the wall of the borehole 8 and smaller than the radius r 2 of the borehole wall 8 '.
  • the tilt axis 22 in the working direction 5 of the carrier housing 1 is expediently arranged in the rear region and near the cutting member 10 in the support body 21.
  • the actuating device 6 consists of an actuating rod arranged axially displaceable and lockable in the carrier housing 1, which is provided for each broaching tool 4 with a wedge-shaped or conical cam surface 23 for the advancing movement of the pivot lever 9.
  • the actuator 7 is a screw drive provided, which has a first, by means of a bearing 24 on the carrier housing 1 coaxially rotatably mounted bushing 25 with an external thread 26 and a second bushing 27, which in turn is rotatably supported coaxially on the carrier housing 1 via a bearing 28 and with an internal thread 29 on the first bushing 25 can be screwed on.
  • the bearing 28 is axially displaceable along the carrier housing 1 and at the same time forms a lower support for a spacer ring 30, on the top of which two radial, diametrically arranged driving pins 31 are supported. These pass through axial slots 32 in the carrier housing 1 and engage in blind holes 33 in the actuating rod 6. Between the carrier housing 1 and the actuating rod 6, a compression spring 34 is arranged, which is supported on the one hand on an inner shoulder 35 of the carrier housing 1 and on the other hand on an outer collar 36 on the actuating rod 6, the actuating rod 6 in FIG. 2 in the downward direction to move relative to the carrier housing 1.
  • Radial bolts 38 can be inserted into radial bores 37 of the lower bush 25, by means of which the lower bush 25 and with this the upper bush 27 can be prevented from performing a circumferential movement when the carrier housing 1 rotates.
  • the upper bushing 27 also has radial bores 39, into which radial bolts 40 can also be inserted. With the help of these radial bolts 40, the upper bushing 27 can be rotated relative to the lower bushing 25 and thereby screw-adjusted in the axial direction, independently of a rotation of the carrier housing 1. With the aid of this screwing, the adjusting rod 6 in FIG. 2 is either relative to the carrier housing 1 axially displaceable in order to impart the feed movement to the broaching tools 4, or displaceable downwards to release the broaching tools 4 for a return movement back into the contour of the carrier housing after clearing.
  • the carrier housing 1 does not experience any axial movement when the broaching tools are fed in, depending on the cross-sectional shape of the cutting members 10 radial grooves 41, 42, 43, 44 in the wall of the borehole 8, provided the plane of movement for the broaching tools 4 is less than 90 ° to the longitudinal central axis 11 of the carrier housing 1 runs.
  • an undercut area formed by broaching is symbolized, as can be generated by an axial advance of the carrier housing 1 in connection with a return movement of the broaching tools 4.
  • the actuating rod 6 in FIG. 2 is moved downwards relative to the carrier housing 1, whereby the pivot levers 9 are progressively released via the cam surfaces 23 for an inward return movement which they cause due to the reaction of the wall of the borehole 8 on the cutting members 10 perform automatically, unless they are prevented by the cam surfaces 23. of the actuating rod 6.
  • broaching tools 4 As soon as the device is then removed from the borehole 8, the cutting members 6 can be inspected and, in the event of wear or damage that has occurred, the broaching tools 4 as a whole can be removed from their storage pocket 13 in one movement and replaced with new or different broaching tools 4.
  • the simple interchangeability of broaching tools 4 is an extremely important advantage in practice, since not only used broaching tools 4 can be replaced quickly and easily, but there is also the possibility of replacing broaching tools of one type with those of another type, provided that other shapes need to be broached Areas should be created.

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Abstract

Die Vorrichtung zum unterschneidenden Räumen von zylindrischen Bohrlöchern umfasst ein mittels eines Antriebs drehbares rohrförmiges Trägergehäuse 1 für zumindest ein Räumwerkzeug 4, das aus einer Ruhelage innerhalb der Querschnittskontur des Trägergehäuses 1 nach aussen in eine Arbeitsstellung, in der das Schneidglied 10 des Räumwerkzeugs 4 über die Querschnittskontur des Trägergehäuses 1 vorsteht, und in die Ruhelage zurück bewegbar ist. Für die auswärts gerichtete Zustellbewegung des Räumwerkzeugs 4 ist eine im Trägergehäuse 1 angeordnete, von einem Bereich ausserhalb des Bohrloches her betätigbare Stellvorrichtung 6 vorgesehen. Zur Verringerung des Bauaufwandes und der Baugrösse umfasst das Räumwerkzeug 4 als Träger für das Schneidglied 10 ein Schlepporgan 9, das in einer sich mit dem Trägergehäuse 1 verschneidenden Bewegungsebene aus- und einwärts verlagerbar am Trägergehäuse 1 abgestützt ist und lediglich an einem in Arbeitsdrehrichtung 5 im Umfangsabstand dem Schneidglied 10 vorauslaufenden Ende mit dem Trägergehäuse 1 zu Zugverbindung steht.The device for undercut broaching of cylindrical boreholes comprises a tubular support housing 1, which can be rotated by means of a drive, for at least one broaching tool 4, which extends outward from a rest position within the cross-sectional contour of the carrier housing 1 into a working position in which the cutting member 10 of the broaching tool 4 over the cross-sectional contour of the carrier housing 1 protrudes and can be moved back into the rest position. For the outward feed movement of the broaching tool 4, an adjusting device 6 is provided which is arranged in the carrier housing 1 and can be actuated from an area outside the borehole. In order to reduce the construction effort and the size, the broaching tool 4 comprises, as a carrier for the cutting member 10, a towing element 9, which is supported on the carrier housing 1 in a plane of movement intersecting with the carrier housing 1 and is displaceable in and out on the carrier housing 1 and only on a circumferential distance in the working direction 5 the cutting member 10 leading end with the carrier housing 1 for train connection.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum unterschneidenden Räumen von zylindrischen Bohrlöchern, insbesondere solchen in Kunst- und Naturgestein, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for undercutting spaces in cylindrical boreholes, in particular those in artificial and natural rock, according to the preamble of claim 1.

In mehr oder weniger homogenen Materialien gebohrte Bohrlöcher bieten eine zur Bohrlochachse parallele Bohrlochwandung dar, die in zahlreichen Anwendungsfällen unerwünscht ist. Dies gilt z.B. besonders für Ankerlöcher in Kunstgestein, z.B. Beton, in denen irgendwelche Verankerungsmittel festzulegen sind. Daher ist es bei allen möglichen Arten von Bohrungen häufig erwünscht, die Bohrlochwand mit Hinterschneidungen zu versehen, um wie bei Ankerlöchern die Festlegung von Verankerungsmitteln im Bohrloch zu verbessern oder um Erweiterungen für andere Zwecke zu schaffen.Boreholes drilled in more or less homogeneous materials provide a borehole wall parallel to the borehole axis, which is undesirable in numerous applications. This applies e.g. especially for anchor holes in artificial stone, e.g. Concrete in which any anchoring means have to be fixed. It is therefore often desirable for all types of bores to provide undercuts in the borehole wall, in order to improve the fixing of anchoring means in the borehole, as in the case of anchor holes, or to create extensions for other purposes.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (DE-OS 27 30 026) bildet das Trägergehäuse einen Schneidkopf, der in eine vorgegebene Position in das Bohrloch einsetzbar und mittels eines Druckmittelantriebs in Umdrehung versetzbar ist. Der Schneidkopf umfaßt radial mittels Druckmittelantrieben ausfahrbare Räumwerkzeuge, die intermittierend aus einer Ruhelage innerhalb der Querschnittskontur des Schneid-. kopfes radial nach außen in eine Arbeitsstellung bewegbar sind, in der das als Stoßschneidkörper ausgebildete Schneidglied über die Querschnittskontur des Schneidkopfes.vorsteht und in die Bohrlochwandung räumend eingreifen kann. Zur Betätigung der Räumwerkzeuge, deren Schneidglied als Einfachschneidenkörper aus Wolframkarbid ausgebildet ist, findet eine druckmittelbetätigte Stellvorrichtung Anwendung, die von einem Bereich außerhalb des Bohrloches her betätigbar ist und den Räumwerkzeugen radial oszillierende Stoßbewegungen vermittelt.In a known device of the type mentioned at the beginning (DE-OS 27 30 026), the carrier housing forms a cutting head which can be inserted into the borehole in a predetermined position and rotated by means of a pressure medium drive. The cutting head comprises broaching tools which can be extended radially by means of pressure medium drives and which intermittently come from a rest position within the cross-sectional contour of the cutting tool. Head can be moved radially outward into a working position in which the cutting member designed as a butt cutting body protrudes beyond the cross-sectional contour of the cutting head and can intervene in the borehole wall. For loading actuation of the broaching tools, the cutting element of which is designed as a single cutting body made of tungsten carbide, a pressure-medium-actuated actuating device is used, which can be actuated from an area outside the borehole and which conveys radially oscillating impact movements to the broaching tools.

Derartige Vorrichtungen mit radialer linearer Bewegung der Räumwerkzeuge erfordern einen verhältnismäßig großen Durchmesser für den Schneidkopf zur Unterbringung der radial gerichteten.Druckmittelkolben, erweisen.sich unter den häufig rauhen Betriebsbedingungen als verschleißanfällig, da die die Kippmomente auf die Räumwerkzeuge aufnehmenden radialen Führungsflächen hoch belastet werden, bereiten Schwierigkeiten bei einer dauerhaften Abdichtung der Druckmittelräume und erfordern erhebliche Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten, vor allem wenn es notwendig wird, verbrauchte Schneidglieder zu ersetzen.Devices of this type with radial linear movement of the broaching tools require a relatively large diameter for the cutting head to accommodate the radially directed pressure medium pistons, proving to be susceptible to wear under the often rough operating conditions, since the radial guide surfaces that absorb the tilting moments on the broaching tools are subjected to high loads Difficulties with permanent sealing of the pressure medium rooms and require considerable maintenance and repair work, especially when it becomes necessary to replace used cutting elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so zu gestalten, daß sie mit kleinen Bäualmessungen realisierbar, bei niedrigen Gestehungskosten robust und unter leichtem Werkzeugwechsel mit hoher Räumleistung einsetzbar sind.The invention has for its object to design a device of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that it can be implemented with small structural measurements, is robust at low production costs and can be used with easy tool change and high clearing performance.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichenden Teils des Anspruchs 1. Hinsichtlich bedeutsamer weiterer.Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 17 verwiesen.The invention achieves the object with the features of the characterizing part of claim 1. With regard to significant further developments, reference is made to claims 2 to 17.

Die Ausbildung der Vorrichtung nach der Erfindung schafft eine von Kippmomenten im Betrieb freie Abstützung der Räumwerkzeuge, welche den Bauaufwand wesentlich vereinfacht und verbilligt, den Verschleiß und die Empfindlichkeit der Vorrichtung erheblich herabsetzt und auch bei Vorrichtungen ausführbar ist, die zum Räumen von Bohrlöchern mit nur verhältnismäßig geringen Durchmessern bzw. Querschnittsabmessungen Einsatz finden sollen.Anstelle einer Stoßräumung, bei der der Arbeitshub der Stoßkolben für die Schneidglieder die Abmessungen des geräumten Bohrlochbereiches bestimmt, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine fortschreitende Zustellung des Schneidgliedes in die Bohrlochwand, die frei ist von Stoßbelastungen des Schneidgliedes und es ermöglicht, Mehrfachschneidenkörper für das Schneidglied einzusetzen, die üblicherweise Stoßbelastungen nicht gewachsen sind, andererseits aber wesentlich höhere Räumleistungen erbringen. Zugleich ermöglicht die Vorrichtung die Bildung sehr exakter Konturen für die zu räumenden Bereiche des Bohrloches, während ferner die Betätigung der Räumwerkzeuge wesentlich vereinfacht ist, da diese durch die Stellvorrichtung lediglich ihre Zustellbewegung erfahren, für ihre Rückstellbewegung zurück in die Kontur des Trägergehäuses einen eigenen Rückstellantrieb nicht benötigen. Die Räumwerkzeuge führen vielmehr eine selbsttätige Rückstellbewegung im Zusammenwirken mit der Bohrlochwandung aus, sobald die Zustellwirküng der Stellvorrichtung aufgehoben wird.The design of the device according to the invention provides a support of the broaching tools free of tilting moments during operation, which considerably simplifies and reduces the construction effort, considerably reduces the wear and the sensitivity of the device and can also be carried out in devices which are used to clear boreholes only relatively small diameters or cross-sectional dimensions are to be used. Instead of a broaching, in which the working stroke of the butt pistons for the cutting elements determines the dimensions of the cleared borehole area, the device according to the invention enables a progressive infeed of the cutting element into the borehole wall, which is free of impact loads from the Cutting member and it allows to use multiple cutting bodies for the cutting member, which are usually not able to cope with shock loads, but on the other hand provide significantly higher clearing performance. At the same time, the device enables the formation of very exact contours for the areas of the borehole to be cleared, while furthermore the actuation of the broaching tools is considerably simplified, since they only experience their infeed movement through the actuating device, and no own reset drive for their return movement back into the contour of the carrier housing need. Rather, the broaching tools perform an automatic restoring movement in cooperation with the borehole wall as soon as the actuating device's delivery effect is canceled.

Zahlreiche weitere Einzelheiten urid.Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung näher veranschaulicht sind. Im einzelnen zeigen:

  • Fig. 1 eine Gesamtseitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung,
  • Fig. 2 einen axialen Mittelschnitt durch den oberen Bereich der Vorrichtung nach Fig. 1,
  • Fig. 3 einen vereinfachten Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,
  • Fig. 4 einen vereinfachten Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2,
  • Fig. 5 eine perspektivische Einzeldarstellung eines Räumwerkzeuges,
  • Fig. 6 eine schematische Halbschnittdarstelluhg zur Veranschaulichung der Arbeitsbewegungen eines Räumwerkzeugs mit festem Schneidglied,
  • Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 6 zur Veranschaulichung einer abgewandelten Ausführung eines Räumwerkzeugs mit kippbar gelagertem Schneidglied, und
  • Fig. 8 einen schematischen Querschnitt für ein Bohrloch mit ausgeräumten nutförmigen Bereichen.
Numerous further details urid. Advantages emerge from the following description and the drawing, in which several embodiments of the object of the invention are illustrated in more detail. In detail show:
  • 1 is an overall side view of a device according to the invention,
  • 2 shows an axial central section through the upper region of the device according to FIG. 1,
  • 3 shows a simplified cross section along the line III-III in FIG. 2,
  • 4 shows a simplified cross section along the line IV-IV in FIG. 2,
  • 5 is an individual perspective view of a broaching tool,
  • 6 shows a schematic half-sectional illustration to illustrate the working movements of a broaching tool with a fixed cutting member,
  • 7 shows a representation similar to FIG. 6 to illustrate a modified embodiment of a broaching tool with a tiltably mounted cutting member, and
  • Fig. 8 is a schematic cross section for a borehole with cleared groove-shaped areas.

Wie zunächst die Fig. 1 und 2 näher erkennen lassen, besteht die Vorrichtung aus einem rohrförmigen Trägergehäuse 1, dessen Außendurchmesser den eines Bohrloches, in dem Räumarbeiten auszuführen sind, geringfügig unterschreitet. Das Trägergehäuse 1 ist mit einer Anschlußwelle 2 versehen, die in einen Antrieb, z.B. den Antrieb für einen Bohrer, wie er zum Erstellen des Bohrloches verwendet wurde, einsetzbar ist. Dieser Antrieb ist schematisch bei 3 angedeutet.As can first be seen in FIGS. 1 and 2, the device consists of a tubular support housing 1, the outer diameter of which is slightly less than that of a borehole in which clearing work is to be carried out. The carrier housing 1 is provided with a connecting shaft 2 which is connected to a drive, e.g. the drive for a drill as used to create the drill hole can be used. This drive is indicated schematically at 3.

Im Trägergehäuse 1 sind Räumwerkzeuge 4 untergebracht, die aus Gründen des Kräfteausgleiches in gleichmäßiger Zentriwinkelverteilung über den Umfang des Trägergehäuses 1 und dabei zugleich axial versetzt angeordnet sind. Innerhalb der gleichen Umfangsebene des Trägergehäuses 1 ist bei dem dargestellten Beispiel jeweils nur ein Räumwerkzeug 4 vorgesehen, jedoch versteht es sich, daß auch innerhalb der gleichen Umfangsebene, d.h. auf gleicher axialer Höhe gelegen, auch mehrere Räumwerkzeuge dem Trägergehäuse 1 zugeordnet sein können, wenn dies die Abmessungsverhältnisse zulassen.Broaching tools 4 are accommodated in the carrier housing 1 and, for reasons of balancing forces, are arranged in a uniform central angle distribution over the circumference of the carrier housing 1 and at the same time are axially offset. In the example shown, only one broaching tool 4 is provided within the same circumferential plane of the carrier housing 1, but it is understood that also within the same circumferential plane, i.e. Located at the same axial height, several broaching tools can also be assigned to the carrier housing 1 if the dimensional relationships allow this.

Die Räumwerkzeuge 4 sind während einer Arbeitsdrehbewegnng in Richtung des Pfeiles 5 des Trägergehäuses 1 aus einer Ruhelage innerhalb der Querschnittskontur des Trägergehäuses nach außen in eine Arbeitsstellung bewegbar, und für die auswärts gerichtete Zustel.lbewegurig der Räumwerkzeuge 4 ist eine im Trägergehäuse 1 angeordnete Stellvorrichtung 6. vorgesehen, die mittels einer Betätigurigsvorrichtung 7 von einem Bereich außerhalb des Bohrloches 8 her betätigbar ist.The broaching tools 4 can be moved outwards from a rest position within the cross-sectional contour of the carrier housing into a working position during a work rotation in the direction of arrow 5 of the carrier housing 1, and an adjusting device 6 arranged in the carrier housing 1 is movable for the outward-facing delivery of the broaching tools 4. provided that by means of an actuator 7 from a Area outside the borehole 8 can be actuated.

Wie insbesondere den Fig. 3 bis 5 näher entnommen werden kann, umfaßt jedes Räumwerkzeug einen Träger 9 sowie ein von diesem abgestütztes Schneidglied 10. Der Träger 9 ist als Schlepporgan ausgebildet, das in einer sich mit dem Trägergehäuse 1 verschneidenden Bewegungsebene aus- und einwärts verlagerbar im Trägergehäuse 1 abgestützt ist. Bei den dargestellten Beispielen schneidet die Bewegungsebene für das Schlepporgan 9 die Längsmittelachse 11 des Trägergehäuses 1 unter einem rechten Winkel, jedoch kann die Bewegungsebene für das Schlepporgan 9 die Längsmittelachse 11 des Trägergehäuses 1 auch unter einem von 90° etwas abweichenden Winkel schneiden.As can be seen in particular from FIGS. 3 to 5, each broaching tool comprises a carrier 9 and a cutting member 10 supported by the carrier is supported in the carrier housing 1. In the examples shown, the plane of movement for the towing element 9 intersects the longitudinal central axis 11 of the carrier housing 1 at a right angle, but the plane of movement for the towing element 9 can also intersect the longitudinal central axis 11 of the carrier housing 1 at an angle slightly different from 90 °.

Das Schlepporgan wird bei den dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen von einem im Trägergehäuse 1 schwenkbar gelagerten starren, in seiner Bewegungsebene sich über einen Teil des Umfangs des Trägergehäuses 1 erstreckenden Schwenkhebel 9 gebildet, jedoch kann als Schlepporgan auch eine Biegefeder vorgesehen sein, deren in Arbeitsdrehrichtung 5 vorauslaufendes Ende im Sinne einer Einspannung fest mit dem Trägergehäuse 1 verbunden sein kann. In diesem Falle führt das Schlepporgan eine verschwenkungsähnliche Verlagerungsbewegung relativ zum Trägergehäuse 1 unter elastischer Materialverformung zumindest in einem Teilbereich seiner Länge aus.The towing element is formed in the preferred exemplary embodiments shown by a rigid pivoted in the carrier housing 1, in its plane of movement extending over part of the circumference of the carrier housing 1 pivot lever 9, however, a spiral spring can also be provided as a towing element, the leading in the direction of rotation 5 End can be firmly connected to the carrier housing 1 in the sense of a clamping. In this case, the towing member carries out a displacement movement similar to a pivot relative to the carrier housing 1 with elastic material deformation at least in a partial area of its length.

Zur schwenkbaren Verbindung des das Schlepporgan bildenden Schwenkhebels 9 kann zwischen diesem und dem Trägergehäuse 1 ein eine Schwenkachse bzw. einen Schwenkachsbereich definierendes Biegefederstück vorgesehen sein, das einerseits fest mit dem Trägergehäuse 1 und andererseits fest mit dem in Arbeitsdrehrichtung 5 des Trägergehäuses 1 vorauslaufenden Ende des Schwenkhebels 9 verbunden sein kann. Ausführungen mit einer Biegefeder als Schlepporgan oder mit einem Biegefederstück als Teil eines einen starren Schwenkhebel umfassenden Schlepporgans bedingen eine feste Verbindung mit dem Trägergehäuse 1. Dies gilt auch für eine denkbare Ausführung, bei der das in Arbeitsdrehrichtung 5 des Trägergehäuses 1 vorauslaufende Ende des Schwenkhebels 9 um eine von einem inneren, nach außen hin abgeschlossenen Schwenklager des Trägergehäuses 1 definierte Schwenkachse schwenkbar ist. Ein solches Schwenklager kann z.B. von einer mehr oder weniger. axial gerichteten Bohrung im Trägergehäuse 1 gebildet sein, in welche ein zylindrischer Schwenkzapfen am Schwenkhebel 9 eingreift.For the pivotable connection of the pivoting lever 9 forming the drag member, a pivot axis or a pivot axis region defining a pivot axis or a pivot axis region can be provided between the latter and the carrier housing 1, on the one hand firmly with the carrier housing 1 and on the other hand with the end of the pivot lever 1 leading in the direction of rotation 5 of the carrier housing 1 9 can be connected. Versions with a spiral spring as a drag element or with a bend The spring piece as part of a towing element comprising a rigid swivel lever requires a fixed connection to the carrier housing 1. This also applies to a conceivable embodiment in which the end of the swivel lever 9 leading in the direction of rotation 5 of the carrier housing 1 is closed by an inner, outward direction Pivot bearing of the carrier housing 1 defined pivot axis is pivotable. Such a pivot bearing can be of a more or less, for example. axially directed bore may be formed in the carrier housing 1, in which a cylindrical pivot pin on the pivot lever 9 engages.

Bei den dargestellten bevorzugten Ausführungen ist im Interesse einer leichten Auswechselbarkeit der Räumwerkzeuge 4 der Schwenkhebel 9 jeden Räumwerkzeugs 4 an seinem in Ar-beitsdrehrichturig 5 des Trägergehäuses 1 vorauslaufenden Ende mit einem beidseitig in axialer Richtung überstehenden Gelenkzapfen 12 versehen und mit diesem in einer zum Außenumfang des Trägergehäuses 1 hin offenen, in diesem eingesenkten Lagertasche 13 gelagert, die an einen den Schwenkhebel 9 axial beidseits führenden-offenen Umfangsschlitz 14 angrenzt. Der Gelenkzapfen 12 weist bei dem dargestellten Beispiel eine im wesentlichen eckige Querschnittsform auf, und auchdie Lagertasche 1.3 hat eine im wesentlichen eckige Querschnittskontur mit Abmessungen, welche die des Gelenkzapfens 12 übersteigen, so daß der Gelenkzapfen 12 in seine Lagertasche 13.leicht von außen her einsetzbar ist und in der Lagertasche 13 ein Bewegungsspiel besitzt, welches ihm Schwenkbewegungen in seiner Bewegungsebene beläßt. Auf ihrer in die Arbeitsdrehrichtung 5 blickenden Seite weist die Lagertasche 13 eine Lager-und Mitnahmefläche 15 auf, die im Betrieb der Vorrichtung auf den Gelenkzapfen 12 des Schwenkhebels 9 eine Reaktionskraft mit einem in bezug auf das Trägergehäuse 1 einwärts gerichteten, bei 16 angedeuteten Vektor ausübt. Dies kann bei einer ebenen Lager- und Mitnahmefläche 15 dadurch herbeigeführt sein, daß diese gegenüber einer gedachten Radialebene durch ihre innere Randkante um einen kleinen spitzen Winkel in Arbeitsdrehrichtung 5 vorgeneigt ist.In the illustrated preferred embodiments, in the interest of easy interchangeability of the broaching tools 4, the pivot lever of the support casing provided 9 each broach 4 at its in A r-beitsdrehrichturig 5 1 leading end with both sides protruding in the axial direction of the pivot pin 12 and with this in the outer periphery of the carrier housing 1 open, stored in this recessed bearing pocket 13 which is adjacent to an open circumferential slot 14 leading axially on both sides of the pivoting lever 9. In the example shown, the pivot pin 12 has a substantially angular cross-sectional shape, and the bearing pocket 1.3 also has a substantially angular cross-sectional contour with dimensions which exceed those of the pivot pin 12, so that the pivot pin 12 can easily be inserted into its bearing pocket 13 from the outside is and in the storage pocket 13 has a movement that leaves him pivoting movements in his plane of movement. On its side looking in the working direction of rotation 5, the bearing pocket 13 has a bearing and driving surface 15 which, when the device is operating, exerts a reaction force on the pivot pin 12 of the pivoting lever 9 with a vector pointing inwards with respect to the carrier housing 1 and indicated at 16 . This can be brought about in a flat bearing and driving surface 15 in that it is inclined towards the imaginary radial plane by its inner edge by a small acute angle in the direction of rotation 5.

Der Gelenkzapfen 12 kann abweichend von seiner dargestellten Querschnittsform auch einen zylindrischen Lagerbereich umfassen, in welchem Falle die Lager- und Mitnahmefläche der Lagertasche 13 ihrerseits eine teilzylindrische Lagerschale umfaßt.The pivot pin 12 can deviate from its cross-sectional shape shown also comprise a cylindrical bearing area, in which case the bearing and driving surface of the bearing pocket 13 in turn comprises a partially cylindrical bearing shell.

Der Gelenkzapfen 12 besitzt bei dem dargestellten Beispiel an seiner Außenseite einen Rückstellflächenbereich 17, der bei einer Schwenkbewegung des.Schwenkhebels 9 seinen radialen Abstand zur Längsmittelachse 11 des Trägergehäuses 1 ändert. Dadurch ist es möglich, durch von außen einwärts gerichtetes Einwirken auf den Rückstellflächenbereich.17 eine einwärts gerichtete Schwenkkraft zu erzeugen, welche die Schwenkhebel 9 in ihrer Ruhelage, insbesondere auf Transportwegen und außerhalb von Betriebszeiten sichert. Hierzu ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Haltefeder 18 vorgesehen, die als ring- oder ringsegmentförmiger Federkörper und hier als z.B. Gummiringfeder ausgebildet ist. Die Haltefeder 18 ist dabei in einer sich mit der Lagertasche 13 verschneidenden Umfangsnut 19 des Trägergehäuses 1 angeordnet und festgelegt. Bei einer Ausbildung des Schwenkhebels 9 mit von beidseits überstehenden Teilen gebildeten Gelenkzapfen 12 sind zwei Haltefedern 18 in entsprechenden Umfangsnuten 19 des Trägerkörpers 1 angeordnet, die jeweils in Höhe eines Zapfenteils verlaufen.In the example shown, the pivot pin 12 has on its outside a restoring surface area 17 which changes its radial distance from the longitudinal central axis 11 of the carrier housing 1 when the pivoting lever 9 is pivoted. This makes it possible to generate an inward swiveling force by acting on the reset surface area 17 from the outside, which secures the swiveling lever 9 in its rest position, in particular on transport routes and outside of operating times. For this purpose, a holding spring 18 is provided in the exemplary embodiment shown, which is designed as a ring-shaped or ring-segment-shaped spring body and here as e.g. Rubber ring spring is formed. The retaining spring 18 is arranged and fixed in a circumferential groove 19 of the carrier housing 1 which intersects with the bearing pocket 13. When the swivel lever 9 is formed with pivot pins 12 formed by protruding parts on both sides, two retaining springs 18 are arranged in corresponding circumferential grooves 19 of the carrier body 1, each of which extends at the level of a pin part.

Bei der Ausbildung des Räumwerkzeugs gemäß den Fig. 3 bis 6 mit fest auf der Außenseite des Schwenkhebels 9 angebrachtem Schneidglied 10 ist das Schneidglied 10 vorteilhaft als Mehr- oder.Vielfachschneidenkörper ausgebildet, der eine über die umfangsseitige Außenfläche des in Arbeitsdrehrichtung 5 des Trägergehäuses 1 nachlaufenden Endes des Schwenkhebels 9 überstehende, der Bohrlochwand 8 zugewsndte, etwa in Arbeitsdrehrichtung 5 verlaufende bogenförmige Außenschneidfläche 20 mit quer zur Arbeitsdrehrichtung 5 ausgerichteten Schneiden oder Schneidkanten aufweist. Ein solcher Mehrfachschneidenkörper kann von einem oberflächig mit Diamanten besetzten Teil gebildet sein oder aus einem Formkörper aus einer mit Diamanten od.dgl. Hartstoffpartikel durchsetzten Matrix bestehen. Bei Ausbildung des Schneidgliedes-10 als Mehr-'oder Vielfachschneidenkörper ist die Krümmung der bogenförmigen Außenschneidfläche 20 vorteilhaft gleich oder kleiner als die Krümmung der Wand des ungeräumten Bohrloches 8, damit im Zuge der Räumarbeit die Außenschneidfläche 20 über ihre gesamte Länge möglichst gleichmäßig in Arbeitseingriff mit dem zu räumenden Material gelangt. Dabei verlagert sich der effektiv mit dem zu räumenden Material in Arbeitseingriff stehende Flächenbereich der Außenschneidfläche 20 z.B., wie das-Fig. 6 veranschaulicht, aus dem in Arbeitsdrehrichtung 5 vorderen zum hinteren Teil des Schneidgliedes 10. Ist die Bogenform der Außenschneidfläche 20 ein Segment eines Kreisbogens mit dem Radius r, so ist dieser Radius r kleiner als der Radius r1 der ungeräumten Bohrlochwand 8 und dementsprechend auch kleiner als der Radius r2der Bohrlochwand 8' im Räumungsbereich.3 to 6 with the cutting member 10 fixedly attached to the outside of the pivoting lever 9, the cutting member 10 is advantageously designed as a multiple or multiple cutting body, which extends over the circumferential outer surface of the working direction 5 of the carrier housing 1 trailing end of the pivot lever 9 protruding, the borehole wall 8, approximately in the working direction 5 running arcuate outer cutting surface 20 with transversely aligned to the working direction 5 cutting or cutting edges. Such a multiple-edge body can be formed from a part with diamonds on the surface or from a molded body from a diamond or the like. Matrix penetrated by hard material particles. When the cutting member 10 is designed as a multiple or multiple cutting body, the curvature of the arc-shaped outer cutting surface 20 is advantageously equal to or smaller than the curvature of the wall of the uncleaned borehole 8, so that in the course of the broaching work, the outer cutting surface 20 is as uniform as possible over the entire length of the work the material to be cleared. The area of the outer cutting surface 20 that is effectively engaged with the material to be cleared is shifted, for example, as shown in FIG. 6 illustrates, from the front to the rear part of the cutting member 10 in the working direction of rotation 5. If the arc shape of the outer cutting surface 20 is a segment of an arc of a circle with the radius r, then this radius r is smaller than the radius r 1 of the uncleaned borehole wall 8 and accordingly also smaller than the radius r 2 of the borehole wall 8 'in the clearing area.

Das Schneidglied 10 umfaßt vorteilhaft zumindest eine auch in axialer Richtung des Bohrloches 8 einsetzbare Seitenschneidfläche, insbesondere wenn die Vorrichtung durch eine Axialbewegung des rotierenden Trägergehäuses 1 dazu benutzt werden soll, Räumungsbereiche zu schaffen, die in ihrer axialen Breite größer sind als die axiale Breite der Schneidglieder 10. Vorteilhaft bilden jedoch beide in axialer Richtung blickende Seitenflächen des Schneidgliedes 10 Seitenschneidflächen, was bei Schneidgliedern 10 aus einem Formkörper aus einer mit Diamanten od.dgl. Hartstoffpartikeln durchsetzten Matrix von selbst gegeben ist.The cutting member 10 advantageously comprises at least one side cutting surface which can also be used in the axial direction of the borehole 8, in particular if the device is to be used by means of an axial movement of the rotating carrier housing 1 to create clearing areas which are larger in their axial width than the axial width of the cutting members 10. However, both side surfaces of the cutting member 10, which face in the axial direction, advantageously form side cutting surfaces, which is the case with cutting members 10 made of a shaped body made of a diamond or the like. The matrix penetrated by hard material particles is given by itself.

Bei einem gemäß Fig. 3 bis 6 fest mit dem Schwenkhebel 9 verbundenen Schneidglied 10 kann dieses auch als Einfachschneidenkörper ausgebildet sein, bei dem die in die Arbeitsdrehrichtung 5 des Trägergehäuses 1 blickende Stirnfläche mit ihrer über die Außenumfangsfläche des Schwenkhebels 9 vorstehenden Konturlinie die Schneidkante bildet. In diesem Falle besitzt der Einfachschneidenkörper sich an die Stirnseite entgegen Arbeitsdrehrichtung 5. unter einem Freiwinkel anschließende Außen- und Seitenflächen.3 to 6, the cutting member 10 firmly connected to the pivot lever 9, this can also be designed as a single-cutting body, in which the end face looking into the working direction 5 of the carrier housing 1 forms the cutting edge with its contour line projecting beyond the outer circumferential surface of the pivot lever 9. In this case, the single-edge body has on the front side opposite to the working direction of rotation 5.

Bei Ausbildung des Schneidgliedes 10 als Mehr- oder Vielfachschneidenkörper kann das Schneidglied auch mittels eines Stützkörpers 21 um eine senkrecht zur Bewegungsebene des Schwenkhebels 9 ausgerichtete Kippachse 22 begrenzt schwenkbar am Schwenkhebel abgestützt sein, wie dies die Fig. 7 schematisch andeutet. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist die Krümmung der Außenschneidfläche 20 des Schneidgliedes 10 vorteilhaft größer als die Krümmung der Wand des ungeräumten Bohrloches 8 und kleiner als die Krümmung der Bohrlochwand 8' in einem fertigen Räumungsbereich, und für den Fall einer kreisbogenförmigen Gestalt der Außenschneidfläche 20 mit dem Radius r ist dieser Radius dementsprechend größer als der Radius r1 der Wand des Bohrloches 8 und kleiner als der Radius r2 der Bohrlochwand 8'. Im Interesse eines möglichst günstigen Arbeitseingriffes der Außenschneidfläche 20 an der zu räumenden Fläche des Bohrloches 8 ist die Kippachse 22 in Arbeitsdrehrichtung 5 des Trägergehäuses 1 zweckmäßig im hinteren Bereich und nahe dem Schneidglied 10 im Stützkörper 21 angeordnet.When the cutting member 10 is designed as a multiple or multiple-cutting body, the cutting member can also be supported on the pivoting lever by means of a supporting body 21 such that it can be pivoted to a limited extent about a tilt axis 22 oriented perpendicular to the plane of movement of the pivoting lever 9, as is schematically indicated in FIG. 7. In such an embodiment, the curvature of the outer cutting surface 20 of the cutting member 10 is advantageously greater than the curvature of the wall of the uncleaned borehole 8 and smaller than the curvature of the borehole wall 8 'in a finished clearing area, and in the case of a circular shape of the outer cutting surface 20 with the Radius r is accordingly this radius larger than the radius r 1 of the wall of the borehole 8 and smaller than the radius r 2 of the borehole wall 8 '. In the interest of the most favorable working intervention of the outer cutting surface 20 on the surface of the borehole 8 to be cleared, the tilt axis 22 in the working direction 5 of the carrier housing 1 is expediently arranged in the rear region and near the cutting member 10 in the support body 21.

Wie insbesondere der Fig. 2 näher entnommen werden kann, besteht die Stellvorrichtung 6 aus einer im Trägergehäuse 1 axial verschieb- und feststellbar angeordneten Stellstange, die je Räumwerkzeug 4 mit einer keilförmigen oder konischen Nockenfläche 23 für die Zustellbewegung des Schwenkhebels 9 versehen ist. Als Betätigungsvorrichtung 7 ist ein Schraubantrieb vorgesehen, der eine erste, mittels eines Lagers 24 auf dem Trägergehäuse 1 koaxial drehbar gelagerte Büchse 25 mit Außengewinde 26 und eine zweite Büchse 27 aufweist, die ihrerseits über ein Lager 28 koaxial auf dem Trägergehäuse 1 drehbar gelagert und mit einem Innengewinde 29 auf die erste Büchse 25 aufschraubbar ist. Das Lager 28 ist axial längs dem Trägergehäuse 1 verschiebbar und bildet zugleich eine untere Abstützung für einen Distanzring 30, auf dessen Oberseite sich-zwei radiale, diametral angeordnete Mitnahmestifte 31 abstützen. Diese durchgreifen axiale Schlitze 32 im Trägergehäuse 1 und greifen in Sacklöcher 33 in der Stellstange 6 ein. Zwischen dem Trägergehäuse 1 und der Stellstange 6 ist eine Druckfeder 34 angeordnet, die sich einerseits auf einer Innenschulter 35 des Trägergehäuses 1 und andererseits auf einem Außenbund 36 an der Stellstange 6 abstützt und bestrebt ist, die Stellstange 6 in Fig. 2 in Richtung nach unten relativ zum Trägergehäuse 1 zu verschieben. In radiale Bohrungen 37 der unteren Büchse 25 sind Radialbolzen 38 einsetzbar, mittels denen die untere Büchse 25 und mit dieser die obere Büchse 27 daran gehindert werden kann, beim Umlaufen des Trägergehäuses 1 eine mit umlaufende Bewegung auszuführen. Auch die obere Büchse 27 weist Radialbohrungen 39 auf, in die ebenfalls Radialbolzen 40 einsetzbar sind. Mit Hilfe dieser Radialbolzen 40 kann die obere Büchse 27 relativ zur unteren Büchse 25 verdreht und dadurch in axialer Richtung schraubverstellt werden, und zwar unabhängig von einem Rotieren des Trägergehäuses 1. Mit Hilfe dieser Verschraubung ist die Stellstange 6 in Fig. 2 entweder relativ zum Trägergehäuse 1 axial nach oben verschiebbar, um den Räumwerkzeugen 4 ihre Zustellbewegung zu vermitteln, oder abwärts verschiebbar, um nach erfolgtem Räumen die Räumwerkzeuge 4 für eine Rückstellbewegung zurück in die Kontur des Trägergehäuses freizugeben.As can be seen in particular from FIG. 2, the actuating device 6 consists of an actuating rod arranged axially displaceable and lockable in the carrier housing 1, which is provided for each broaching tool 4 with a wedge-shaped or conical cam surface 23 for the advancing movement of the pivot lever 9. As the actuator 7 is a screw drive provided, which has a first, by means of a bearing 24 on the carrier housing 1 coaxially rotatably mounted bushing 25 with an external thread 26 and a second bushing 27, which in turn is rotatably supported coaxially on the carrier housing 1 via a bearing 28 and with an internal thread 29 on the first bushing 25 can be screwed on. The bearing 28 is axially displaceable along the carrier housing 1 and at the same time forms a lower support for a spacer ring 30, on the top of which two radial, diametrically arranged driving pins 31 are supported. These pass through axial slots 32 in the carrier housing 1 and engage in blind holes 33 in the actuating rod 6. Between the carrier housing 1 and the actuating rod 6, a compression spring 34 is arranged, which is supported on the one hand on an inner shoulder 35 of the carrier housing 1 and on the other hand on an outer collar 36 on the actuating rod 6, the actuating rod 6 in FIG. 2 in the downward direction to move relative to the carrier housing 1. Radial bolts 38 can be inserted into radial bores 37 of the lower bush 25, by means of which the lower bush 25 and with this the upper bush 27 can be prevented from performing a circumferential movement when the carrier housing 1 rotates. The upper bushing 27 also has radial bores 39, into which radial bolts 40 can also be inserted. With the help of these radial bolts 40, the upper bushing 27 can be rotated relative to the lower bushing 25 and thereby screw-adjusted in the axial direction, independently of a rotation of the carrier housing 1. With the aid of this screwing, the adjusting rod 6 in FIG. 2 is either relative to the carrier housing 1 axially displaceable in order to impart the feed movement to the broaching tools 4, or displaceable downwards to release the broaching tools 4 for a return movement back into the contour of the carrier housing after clearing.

Zur Ausführung von Räumarbeiten wird die.Vorrichtung mit .innerhalb der Kontur des Trägergehäuses 1 liegenden Räumwerkzeugen 4 in das Bohrloch 8 eingesetzt und sobald die Räumwerkzeuge 4 zu räumenden Bereichen im Bohrloch 8 gegenüberliegen, durch den Antrieb 3 in Drehung versetzt. Durch anschließendes axiales Verschieben der Stellstange 6 aus ihrer in Fig. 2 veranschaulichten Stellung in Richtung nach oben drücken nun. fortschreitend deren Nockenflächen 23 auf entsprechende innere Gegenflächen 9' der Schwenkhebel 9 der Räumwerkzeuge 4, die dementsprechend eine schwenkende Auswärtsverlagerung in ihrer Bewegungsebene ausführen und fortschreitend mit der Wandung des Bohrloches in Arbeitseingriff gelangen. Sofern das Trägergehäuse 1 bei der Zustellung der Räumwerkzeuge keine axiale Bewegung erfährt, entstehen.je nach Querschnittsform der Schneidglieder 10 Radialnuten 41,42,43,44 in-der Wand des Bohrloches 8, sofern die Bewegungsebene für die Räumwerkzeuge 4 unter 90° zur Längsmittelachse 11 des Trägergehäuses 1 verläuft. Durch Schrägstellung der Bewegungsebene für die Räumwerkzeuge 4 in bezug zur Längsmittelachse 11 des Trägergehäuses 1 lassen sich auch z.B. Nuten wie die Nut 45 erzeugen, deren Nutseitenwandungen 46 einen von 90° abweichenden Winkel mit der Wandung des Bohrloches 8 einschließen. Bei 47 ist schließlich ein durch Räumen gebildeter Hinterschneidungsbereich versinnbildlicht, wie er durch einen axialen Vorschub des Trägergehäuses 1 in Verbindung mit einer Rückstellbewegung der Räumwerkzeuge 4 erzeugt werden kann. Für eine derartige Rückstellbewegung wird die Stellstange 6 in Fig. 2 relativ zum Trägergehäuse 1 abwärts bewegt, wodurch die Schwenkhebel 9 über die Nockenflächen 23 fortschreitend für eine einwärts gerichtete Rückstellbewegung freigegeben werden, die sie aufgrund der Rückwirkung der Wandung des Bohrloches 8 auf die Schneidglieder 10 selbsttätig ausführen, sofern sie nicht durch die Nockenflächen 23. der Stellstange 6 daran gehindert werden.To carry out broaching work, the device with broaching lying within the contour of the carrier housing 1 tools 4 inserted into the borehole 8 and as soon as the broaching tools 4 lie opposite areas in the borehole 8, set in rotation by the drive 3. Then, by axially displacing the actuating rod 6 from its position illustrated in FIG. 2, push it upwards. progressively whose cam surfaces 23 on corresponding inner counter surfaces 9 'of the pivot lever 9 of the broaching tools 4, which accordingly carry out a pivoting outward displacement in their plane of movement and progressively come into working engagement with the wall of the borehole. If the carrier housing 1 does not experience any axial movement when the broaching tools are fed in, depending on the cross-sectional shape of the cutting members 10 radial grooves 41, 42, 43, 44 in the wall of the borehole 8, provided the plane of movement for the broaching tools 4 is less than 90 ° to the longitudinal central axis 11 of the carrier housing 1 runs. By inclining the plane of movement for the broaching tools 4 with respect to the longitudinal central axis 11 of the carrier housing 1, it is also possible, for example, to produce grooves such as the groove 45, the groove side walls 46 of which enclose an angle deviating from 90 ° with the wall of the borehole 8. Finally, at 47, an undercut area formed by broaching is symbolized, as can be generated by an axial advance of the carrier housing 1 in connection with a return movement of the broaching tools 4. For such a return movement, the actuating rod 6 in FIG. 2 is moved downwards relative to the carrier housing 1, whereby the pivot levers 9 are progressively released via the cam surfaces 23 for an inward return movement which they cause due to the reaction of the wall of the borehole 8 on the cutting members 10 perform automatically, unless they are prevented by the cam surfaces 23. of the actuating rod 6.

Nach Beendigung des Räumvorganges wird die Stellstange 6 wieder in ihre in Fig. 2 veranschaulichte Ausgangslage verbracht, wodurch sämtliche Räumwerkzeuge 4 in ihre Ruhestellung innerhalb der Kontur des Trägergehäuses 1 zurückkehren können. Sobald die Vorrichtung alsdann aus dem Bohrloch 8 herausgenommen ist, können die Schneidglieder 6 inspiziert und im Falle eingetretenen Verschleißes oder aufgetretener Beschädigungen die Räumwerkzeuge 4 als Ganzes mit einem Handgriff aus ihrer Lagertasche 13 herausgenommen und durch neue oder andere Räumwerkzeuge 4 ersetzt werden. Die einfache Auswechselbarkeit der Räumwerkzeuge 4 ist ein in der Praxis außerordentlich wesentlicher Vorteil, da nicht nur verbrauchte Räumwerkzeuge 4 schnell und einfach ersetzt werden können, sondern auch die Möglichkeit besteht, Räumwerkzeuge eines Typs gegen solche eines anderen Typs zu ersetzen, sofern andere Formen zu räumender Bereiche erzeugt werden sollen.After the broaching process is complete, the actuating rod 6 is returned to its starting position illustrated in FIG. 2 spent, whereby all Räumwerkzeu g e 4 can return to their rest position within the contour of the carrier housing 1. As soon as the device is then removed from the borehole 8, the cutting members 6 can be inspected and, in the event of wear or damage that has occurred, the broaching tools 4 as a whole can be removed from their storage pocket 13 in one movement and replaced with new or different broaching tools 4. The simple interchangeability of broaching tools 4 is an extremely important advantage in practice, since not only used broaching tools 4 can be replaced quickly and easily, but there is also the possibility of replacing broaching tools of one type with those of another type, provided that other shapes need to be broached Areas should be created.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum unterschneidenen Räumen von zylindrischen Bohrlöchern, insbesondere solchen in Kunst- und Naturgestein, bestehend aus einem mittels eines Antriebs drehbaren rohrförmigen Trägergehäuse für zumindest ein Räumwerkzeug, das aus einer Ruhelage innerhalb der Querschnittskontur des Trägergehäuses nach außen in eine Arbeitsstellung, in der das Schneidglied des Räumwerkzeugs über die Querschnittskontur des Trägergehäuses vorsteht, und in die Ruhelage zurück bewegbar ist, wobei für die auswärts gerichtete ZustelLbewegung des Räumwerkzeugs eine im Trägergehäuse angeordnete, von einem Bereich außerhalb des Bohrloches her betätigbare Stellvorrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Räumwerkzeug (4) als Träger für das Schneidglied (10) ein in einer sich mit dem Trägergehäuse (1) verschneidenden Bewegungsebene aus- und einwärts verlagerbar im Trägergehäuse abgestütztes Schlepporgan (9) umfaßt, das lediglich an einem in Arbeitsdrehrichtung (5) im Umfangsabstand dem Schneidglied vorauslaufenden Ende mit dem Trägergehäuse in Zugverbindung steht.1.Device for undercutting cylindrical boreholes, in particular those in artificial and natural rock, consisting of a tubular support housing rotatable by means of a drive for at least one broaching tool, which extends from a rest position within the cross-sectional contour of the support housing to the outside into a working position in which the Cutting member of the broaching tool protrudes beyond the cross-sectional contour of the carrier housing and can be moved back into the rest position, an adjusting device arranged in the carrier housing and being operable from a region outside the borehole being provided for the outward feed movement of the broaching tool, characterized in that the broaching tool ( 4) as a carrier for the cutting member (10) comprises a towing element (9) which is supported in a plane of movement intersecting with the carrier housing (1) and can be displaced in and out in the carrier housing and which is attached to one side only in one direction of rotation (5) in the circumferential distance from the p cutting link leading end with the carrier housing is in train connection. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlepporgan von einem im Trägergehäuse (1) schwenkbar gelagerten starren, in seiner Bewegungsebene sich über einen Teil des Umfangs des Trägergehäuses erstreckenden Schwenkhebel (9) gebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the towing member of a rigid in the carrier housing (1) pivotally mounted, in its plane of movement extending over part of the circumference of the carrier housing pivot lever (9) is formed. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,' dadurch gekennzeichnet, daß das Schlepporgan (9) zumindest in seinem vorderen Bereich von einer Biegefeder gebildet ist, deren in Arbeitsdrehrichtung (5) des Trägergehäuses (1) vorauslaufendes Ende mit dem Trägergehäuse fest verbunden ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, 'characterized in that the towing member (9) is formed at least in its front region by a spiral spring, the leading end in the working direction (5) of the carrier housing (1) is firmly connected to the carrier housing. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in Arbeitsdrehrichtung (5) des Trägergehäuses .(1).uorauslaufende Ende des Schwenkhebels (9) um eine von einem Schwenklager des Trägergehäuses definierte Schwenkachse schwenkbar ist.4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the working direction (5) of the carrier housing. (1) .uorauslaufende end of the pivot lever (9) is pivotable about a pivot axis defined by a pivot bearing of the carrier housing. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsebene für das Schlepporgan (9) die Längsmittelachse .(11) des Trägergehäuses (1) unter einem rechten oder einem von 90° abweichenden Winkel schneidet.5. The device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the plane of movement for the towing member (9) intersects the longitudinal central axis. (11) of the carrier housing (1) at a right angle or an angle deviating from 90 °. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (9) an seinem in Arbeitsdrehrichtung (5) des Trägergehäuses (1) vorlaufenden Ende mit einem einseitig oder beidseits überstehenden Gelenkzapfen (12) versehen und mit diesem in einer zum Umfang des Trägergehäuses (1) hin offenen, in diesem eingesenkten Lagertasche (13) gelagert ist, die an einen den Schwenkhebel axial führenden offenen Umfangsschlitz (14) des Trägergehäuses angrenzt.6. The device according to claim 4, characterized in that the pivot lever (9) at its in the direction of rotation (5) of the carrier housing (1) leading end with a one-sided or two-sided projecting pivot pin (12) and with this in a to the circumference of the carrier housing (1) open, in this recessed bearing pocket (13) is mounted, which is adjacent to an axially leading the pivot lever open peripheral slot (14) of the carrier housing. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagertasche (13) im Trägergehäuse (1) den Gelenkzapfen (12) des Schwenkhebels (9) mit einem dessen Einsetzbarkeit von außen her sichernden Spiel aufnimmt.7. The device according to claim 6, characterized in that the bearing pocket (13) in the carrier housing (1) receives the hinge pin (12) of the pivoting lever (9) with a play securing it from the outside. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,' dadurch gekennzeichnet, daß die Lagertasche auf ihrer in die Arbeitsdrehrichtung (5) des Trägergehäuses (1) blickenden Seite eine Lager- und Mitnahmefläche aufweist, die im Betrieb der Vorrichtung auf den Gelenkzapfen (12) des Schwenkhebels (9) eine Reaktionskraft mit einem in Bezug auf das Trägergehäuse einwärts gerichteten Vektor (16) ausübt.8. The device according to claim 6 or 7, 'characterized in that the bearing pocket on its in the working direction (5) of the carrier housing (1) facing side has a bearing and driving surface, which in operation of the device on the pivot pin (12) of Swing lever (9) exerts a reaction force with a vector (16) directed inwards with respect to the carrier housing. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkzapfen.(12) des Schwenkhebels (9) einen Rückstellflächenbereich (17) aufweist, der bei einer Schwenkbewegung des Schwenkhebels seinen radialen Abstand zur Längsmittelachse (11) des Trägergehäuses (1) ändert.9. Device according to one or more of the An Claims 6 to 8, characterized in that the pivot pin (12) of the pivoting lever (9) has a restoring area region (17) which changes its radial distance from the longitudinal central axis (11) of the carrier housing (1) when the pivoting lever pivots. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkzapfen (12) in seiner Lagertasche (13) des Trägergehäuses (1) mittels einer Haltefeder (18) gesichertist, die von außen her auf den Rückstellflächenbereich (17) des Gelenkzapfens (12) einwirkt.10. The device according to one or more of claims 6 to 9, characterized in that the hinge pin (12) is secured in its bearing pocket (13) of the carrier housing (1) by means of a retaining spring (18) which from the outside onto the restoring surface area (17 ) of the pivot pin (12) acts. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Haltefeder zumindest ein ring- oder ringsegmentförmiger Federkörper .(18) vorgesehen ist, der in einer sich mit der Lagertasche (13) verschneidenden Umfangsnut (19) des Trägergehäuses (1) angeordnet und festgelegt ist.11. The device according to claim 10, characterized in that at least one ring or ring segment-shaped spring body (18) is provided as the retaining spring, which is arranged and fixed in a circumferential groove (19) of the carrier housing (1) which intersects with the bearing pocket (13) is. 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidglied (10) als an sich bekannter Mehr- oder Vielfachschneidenkörper ausgebildet ist und eine über die außenumfangsseitige Fläche des in Arbeitsdrehrichtung (5) des Trägergehäuses (1) nachlaufenden Endes des Schwenkhebels (9) überstehende, der Bohrlochwand zugewandte, etwa in Arbeitsdrehrichtung verlaufende bogenförmige Außenschneidfläche (20) mit quer zur Arbeitsdrehrichtung ausgerichteten Schneidkanten aufweist.12. The device according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the cutting member (10) is designed as a known multiple or multiple cutting body and a trailing over the outer peripheral surface in the working direction (5) of the carrier housing (1) End of the pivot lever (9) projecting, facing the borehole wall, approximately running in the working direction of the arcuate outer cutting surface (20) with transverse to the working direction of the cutting edges. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidglied (10) - zumindest eine in axialer Richtung des Bohrloches (8) einsetzbare Seitenschneidfläche aufweist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the cutting member (10) - at least one in the axial direction of the borehole (8) insertable side cutting surface. 14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidglied (10) als Einfachschneidenkörper ausgebildet ist, eine in die Arbeitsdrehrichtung (5) des Trägergehäuses (1) blickende Stirnfläche besitzt, deren über die Außenumfangsfläche des Schwenkhebels (9) vorstehende Konturlinie die Schneidkante bildet, und sich an die Stirnseite entgegen Arbeitsdrehrichtung unter einem Freiwinkel anschließende Außen- und Seitenflächen aufweist.14. The device according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the cutting limb (10) is designed as a single cutter body, has an end face looking into the working direction of rotation (5) of the carrier housing (1), the contour line protruding beyond the outer peripheral surface of the pivoting lever (9) forms the cutting edge, and is located on the end face against the working direction of rotation at a clearance angle has adjacent outer and side surfaces. 15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidglied (10) als an seiner Oberfläche mit Diamanten besetztes Schneidelement ausgebildet ist.15. The device according to one or more of claims 12 to 14, characterized in that the cutting member (10) is designed as a diamond-coated cutting element on its surface. 16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidglied (10) mittels eines Stützkörpers (21) um eine senkrecht zur Bewegungsebene des Schwenkhebels ausgerichtete Kippachse (22) begrenzt schwenkbar am Schwenkhebel (9) abgestützt ist, die in Arbeitsdrehrichtung (5) des Trägergehäuses (1) im hinteren Bereich und nahe dem Schneidglied (10) im Stützkörper (21) angeordnet ist.16. The apparatus according to claim 12, characterized in that the cutting member (10) by means of a support body (21) about a perpendicular to the plane of movement of the pivoting lever axis (22) is pivotally supported on the pivoting lever (9) to a limited extent in the direction of rotation (5) of the carrier housing (1) is arranged in the rear area and close to the cutting member (10) in the support body (21). 17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellvorrichtung (6) eine im Trägergehäuse (1) axial verschieb- und feststellbar angeordnete Stellstange mit keilförmigen oder konischen Nockenflächen für die Zustellbewegung des Schlepporgans (9) vorgesehen.17. The device according to one or more of claims 1 to 16, characterized in that the adjusting device (6) provided in the carrier housing (1) axially displaceable and lockable arranged adjusting rod with wedge-shaped or conical cam surfaces for the feed movement of the towing member (9).
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