DE1048117B

DE1048117B - Rohrfoermiger Bohrschaft fuer Metallbohrer

Info

Publication number: DE1048117B
Application number: DEM22170A
Authority: DE
Inventors: Werner Kurt Max Kleine
Original assignee: MASKIN R L CARLSTEDT FA
Current assignee: MASKIN R L CARLSTEDT FA
Priority date: 1953-03-04
Filing date: 1954-03-03
Publication date: 1958-12-31
Also published as: FR1094261A; BE526963A; US2895355A; GB755653A; CH326250A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen rohrförmigen Bohrerschaft oder -stiel für Metallbohrer, der an seinem freien Ende einen einseitig eingesetzten Schaeidstahl und Führungsleisten trägt und dessen im Bohrerschaft durchlaufender Längskanal zum Ableiten von Kühlflüssigkeit und Bohrspänen aus dem Bohrloch dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer eines solchen Bohrers durch Dämpfung von Biegungs- und Drehsdhwingungen im Bohrerschaft zu verlängern und die \⁷'orschubgeschwindigkeit zu steigern. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Außenfläche des Schaftes unrund profiliert ist und Stützflächen bildet, durch die sich der Bohrerschaft in seiner ganzen Länge über einen von der Kühlflüssigkeit gebildeten Schmiermittelfilm an der Bohrlochwandung zentrisch abstützt.

Bisher wurden solche Metallbohrer mit zylindrischem Bohrerschaft ausgeführt. Durch die unrunde Profilierung der Außenkontur, d. h. durch Anbringung von Rippen wird der Bohrerschaft steifer, erhält also größere Knick- und Drehfestigkeit, so daß der Vorschub gesteigert werden kann. Eine unrunde Profilierung des Schaftes ist bei Gesteinsschlagbohrern bekannt. Während aber bei diesen Bohrern der Außendurchmesser des Schaftes wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Schneidkopfes, wird bei dem Bohrerschaft nach der Erfindung zur weiteren Erhöhung der Knickfestigkeit der Durchmesser einschließlich der Profilierung so groß gewählt, daß der Schaft in seiner ganzen Länge an der Bohrlochwand abgestützt ist. Trotz dieser Führung des Schaftes im Bohrloch wird aber durch die Profilierung der Außenkontur des Bohrerschaftes der Widerstand der einströmenden Kühlflüssigkeit verringert, da der Zwischenraum zwischen dem Bohrer und der Bohrlochwand dadurch strömungstechnisch günstig ausgebildet ist, daß die zwischen den Profilierungen liegenden kanalförmigen Spalträume, auch wenn ihr Gesamtquerschnitt nur etwa ebenso groß ist wie die Ouerschnittsflädhe des gleichachsigen ringförmigen Spaltes zwischen der Bohrlochwand und einem üblichen runden Bohrerschaft, einen geringeren Strömungswiderstand aufweisen als der genannte Ringspalt.

Dadurch, daß sich der Bohrerschaft, in seiner ganzen Länge über einen von der Kühlflüssigkeit gebildeten Schmiermitteifilm an der Bohrlochwand abstützt, werden Schwingungen verhindert. Durch dieses Merkmal· wird erreicht, daß der Bohrschaft wie eine Welle in ihrem Lager im Bohrloch gelagert ist. Der Schaft wird dadurch nicht nur rein mechanisch daran gehindert. Schwingungen auszuführen, sondern die ihn mittels eines Films tragende Kühlflüssigkeit Rohrförmiger Bohrschaft für Metallbohrer

Anmelder:

Maskinfirma R. L. Carlstedt,
Hagersten (Schweden)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Wolff, Patentanwalt,
Stuttgart-N, Lange Str. 51

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 4. März 1953

Werner Kurt Max Kleine,

Uphusen über Bremen-Hemelingen,

ist als Erfinder genannt worden

wirkt gleichzeitig als Dämpfungsmittel, so daß jede Schwingungsanregung sofort unterdrückt wird. Die Praxis hat gezeigt, daß durch diese Schwingungsdämpfung Oberflächen erzielt werden können, die normalerweise mit einem Vollbohrverfahren nicht erreichbar sind.

Zweckmäßig haben diese Stützflächen die Form zusammenhängender Rippen. Diese Rippen, von denen vorzugsweise wenigstens drei über den Umkreis verteilt sind, können entweder parallel zur Achse des rohrförmigen Schaftes verlaufen oder aber in einem Winkel zu ihr, z. B- indem sie schraubenförmig um den Schaft gelegt sind.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf drei in der Zeichnung beispielsweise dargestellte Ausführungsformen näher beschrieben, und hierbei werden auch weitere, die Erfindung kennzeichnende Eigenschaften angegeben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines gemäß der Erfindung ausgeführten Bohrers,

Fig. 2 und 3 Schnitte nach den Linien II-II bzw. III-III der Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Bohrers,

Fig. 5 ein Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Bohrerschaftes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 ein Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6.

Der Bohrer kann aus einem rohrförmigen Bohrschaft oder -stiel 10 und einem Bohrkopf 12 zusam-

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mengesetzt sein. Diese beiden Teile können lösbar miteinander verbunden sein, z. B'. durch Gewinde oder ähnliche Verbindungsmittel. Der Bohrkopf 12 trägt an seinem freien Ende einen eingesetzten Schneidstahl 14. der von beliebiger, bekannter Ausführung sein kann und aus härterem Metall als der Bahrkopf und der Bohrschaft gefertigt ist. Der Schneidstahl 14 ist einseitig im Verhältnis zur Mittachse des Bohrers mit Schneiden 16 und 18 versehen. Zur Zentrierung des Bohrers sind gleichfalls in bekannter Weise Führungsleisten angebracht, von denen die eine Führungsleiste 20 sich der Schneide 18 ungefähr diametral gegenüber befindet und eine andere Führungsleiste 22 zweckmäßig mit dieser Schneide einen Winkel unter 90^: bildet. Der rohrförmige Bohrschaft 10 und der Bohrkopf 12 weisen Kanäle 24 und 26 auf, die einen gemeinsamen inneren Kanal bilden, durch welchendie Kühlflüssigkeit und die abgehobenen Bohrspäne aus dem Bohrloch im Werkstück abgeleitet werden.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 sind der rohrförmige Bohrschaft 10 und der Bohrkopf 12 auf der Außenseite mit drei Rippen oder vorstehenden Profilierungen 28 versehen,, während ihre Kanäle 24 und 26 kreiszylindrisch sind. Die drei Rippen 28 sind gleichmäßig über den Umkreis verteilt und verlaufen axial. Die Schneide 18 des Schneidstahles 14 hat eine solche radiale Lage, daß der Radius der die Rippen einhüllenden Zylinderfläche etwa um die Dicke des Schmiermittelfilms kleiner ist als der des von der Schneide 18 geformten, in den Fig. 2 und 3 angedeuteten Bohrloches 30 im Werkstück. Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird der Zwischenraum zwischen dem Bohrer und der Bohrlochwand 30 in drei Spalträume 32 aufgeteilt. Diese Spalträume schaffen, auch wenn ihre Querschnittsfläche insgesamt gleich groß ist wie die Ouerschnittsfläche des gleichachsigen, kreisringförmigen Spaltes bei der bisher gebräuchlichen kreisrunden Form des Außenprofils des Bohrschaftes, günstigere Strömungsverhältnisse für das Kühlmittel, weil die Spalträume Kanäle mit verhältnismäßig großen lichten Maßen bilden und demzufolge geringeren Widerstand bieten. Dies ist von besonderer Bedeutung für Bohrer der Bauart, auf die sich die Erfindung vorzugsweise bezieht, weil die hohe Vorschubgeschwindigkeit große Kühlflüssigkeitsmengen in der Zeiteinheit erfordert, was seinerseits notwendig macht, das Kühlmittel unter sehr hohem Druck, wie etwa 20 bis 65 atü, zuzuführen. Die Rippen 28 können so ausgebildet sein, daß zwischen ihnen und der Bohrlochwand 30 keilförmige Spalten gebildet werden, in welche das Kühlmittel eingepreßt wird und tragende Schmiermittelfilme von Kühlflüssigkeit gemäß demselben Prinzip bildet, nach dem Gleitlager oder Blockgleitlager arbeiten. Man kann somit auf diese Weise die metallische Berührung zwischen dem Bohrsohaft und der Bohrlochwand 30 erheblich verringern und sogar ganz vermeiden. Die durch den Zwischenraum 32 unter hohem Druck eintretende Kühlflüssigkeit wirkt durch ihre Masse dämpfend auf im Bohrschaft auftretende Torsionsschwingungen, was günstig auf die Lebensdauer des Bohrers wirkt.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen hauptsächlich dadurch, daß die Rippen 33, deren Anzahl vier beträgt, sich schraubenförmig um den Bohrschaft und den Bohrkopf legen. Dies ermöglicht, dem Bohrer ein Drehmoment von der mit 'hoher Geschwindigkeit bzw. unter hohem Druck an der Außenseite des Bohrers vorbeiströmenden Kühlflüssigkeit zu erteilen. Dieses Drehmoment wirkt in entgegengesetzter Richtung wie das vom Angriff des Schneidstahles auf das Werkstück erzeugte, und dementsprechend verkleinert sich das auf das Aufspannende des Bohrschaftes wirkende Drehmoment.

ίο Die Innenseite des rohrförmigen Bohrschaftes bzw. des Bohrkopfes kann den Rippen gegenüberliegende Ausbauchungen aufweisen. Bei der in den Fig. 6 und 7 veranschaulichten Ausführungsform sind derartige Ausbauchungen 36 und die Rippen 38 dadurch geschaffen worden, daß ein ursprünglich kreisrunder Rohrrohling mit gleichmäßig dicker Wand zu der die Erfindung verkörpernden Form profiliert wurde. Die Ausbauchungen 36 können also so tief sein, daß der rohrförmige Bohrschaft über seinen Umkreis herum dieselbe Wandstärke erhält.

Die Rippen können, wie in der Zeichnung dargestellt, Teile des Bohrschaftes und des Bohrkopfes bilden. Sie können aber auch gesonderte Teile sein, die auf ein Rohr mit kreisrundem Querschnitt aufgelötet oder aufgeschweißt sind, derart, daß diese Teile sich axial erstrecken oder schraubenförmig um das Rohr laufen. In gewissen Fällen ist es auch denkbar, die Profilierungen auf der Außenseite des Rohres fleckenweise in dar Form kurzer Stücke anzubringen.

Der rohrförmige Bohrschaft 10 kann sich bis zum Schneidstahl 14 erstrecken und diesen tragen, wobei dann der besondere Bohrkopf 12 in Wegfall kommt.

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrförmiger Bohrerschaft für Metallbohrer, der an seinem freien Ende einen einseitig eingesetzten Schneidstahl und Führungsleisten trägt und dessen Längskanal zum Ableiten von Kühlflüssigkeit und Bohrspänen aus dem Bohrloch dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Schaftes unrund profiliert ist und Stützflächen (28, 33, 38) bildet, durch die sich der Bohrerschaft in seiner ganzen Länge über einen von der Kühlflüssigkeit gebildeten Schmiermittelfilm an der Bohrlochwandung zentrisch abstützt.

2. Bdhrschaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (28, 33, 38) die Form zusammenhängender Rippen haben.

3. Bohrschaft nadh Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (28, 38) aus axial verlaufenden Rippen bestehen.

4. Bohrschaft nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (33) aus schraubenförmig um den Schaft verlaufenden Rippen bestehen.

5. Bohrschaft nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er an den Rippen (28, 33) größere Wandstärke hat als seitlich neben ihnen.

6. Bohrschaft nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er über seinen Umkreis herum wenigstens annähernd dieselbe Wandstärke hat.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 672 237.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen