DE3113688C2 - Bohrwerkzeug, insbesondere zum Ausschneiden von Scheiben aus plattenförmigen metallischen Werkstücken - Google Patents

Abstract

Ein Bohrer für verhältnismäßig hartes, dickes Material, z.B. Stahlplatten, hat einen rohrförmigen, zylindrischen Teil mit Schneidezähnen an der einen Endkante. Der Bohrerteil ist um seine Rohrachse drehbar und in Vorwärtsrichtung verschiebbar, um die Zähne gegen das zu bohrende Material zu drücken. Die Zähne liegen in Umfangsrichtung auseinander und bilden abwechselnd innere und äußere Schneidezähne. Sie sind an den vorauseilenden Ecken radial verdickter Teile des zylindrischen Teils ausgebildet, und zwischen den auseinanderliegenden Zähnen sind Kanäle oder Nuten zum wirksamen Abführen der Späne ausgebildet. Die Zähne schneiden eine Ringnut in das Werkstück, wobei die inneren Zähne an der radial inneren Ecke der Nut und die äußeren Zähne an der radial äußeren Ecke der Nut schneiden.

Description

Bei einem bekannten Bohrwerkzeug dieser Art (US- A konisch, so daß die Messer 6 an ihren vordersten PS 37 65 789) weist jeder Schneidzahn sowohl radial Enden am dicksten sind und nach oben hin allmählich

innen, als auch radial außen jeweils eine Schneide auf, so 45 dünner werdea

daß jeweils eine Spanabfuhrnut zwei Schneiden bzw. Die äußeren Oberflächen des Werkzeugkörpers 1 in

Schneidzähnen zugeordnet ist und durch jede Spanab- den Spanabfuhrnuten S sind Fortsetzungen der äußeren

fuhrnut zwei Späne abgeführt werden. Dabei können zylindrischen Oberfläche des rohrförmigen Teils Ic des

sich die Späne gegenseitig behindern und in der Spanab- Werkzeugkörpers 1 (siehe F i g. 1). Der Werkzeugkör-

fuhrnut verklemmen. Dies kann zur vollständigen Blök- 50 per 1 ist im Uhrzeigersinne drehbar, und die vordere

kierung der Spanabfuhr führen. Seite oder Kante 6e jedes Messers 6 verläuft nach oben

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohr- unter einem rückwärts geneigten Winkel, so daß die

werkzeug der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei Weite der Spanabfuhrnut 5 nach oben zunimmt

dem die Bohrspäne mit höherer Sicherheit abgeführt Jedes Messer 6 hat einen Schneidzahn 6a oder 6b

werden. 55 (F i g. 2), der nach unten oder vorn über das vordere

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst. Ende der Spanabfuhrnuten 5 nahe der in Betriebsdreh-

daß jeder der Schneidzähne eine einzige Schneide auf- richtung voreilenden Kante 6e übersteht Am vorderen

weist, mindestens eine der Schneiden auf der radial au- Ende jedes Messers 6, wo die Kante 6e mit dem vorde-

ßeren Seite des Werkzeugkörpers liegt und mindestens ren Ende zusammentrifft, ist eine Schneidspitze 7 aus

eine andere der Schneiden auf der radial inneren Seite eo einer Superhartmetallegierung befestigt, z. B. durch

des Werkzeugkörpers liegt. Schweißen.

Bei dieser Lösung wird jeder Bohrspan in einer eige- Das vordere Ende jedes Schneidzahns 6a und die darnen Spanabfuhrnut abgeführt, so daß sie sich nicht ge- an befestigte Spitze 7 sind an ihren inneren Ecken abgegenseitig bei der Abführung behindern. schrägt, wie es bei 20a (F i g. 4 (a)) dargestellt ist wäh-

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der in Vorschub- 65 rend jeder Schneidzahn 6b und die zugehörige Spitze 7

richtung des Bohrwerkzeugs vordere Endteil des Nu- an ihren äußeren Ecken abgeschrägt sind, wie es bei 206

tengrundes jeder Spanabfuhrnut die in Betriebsdreh- (in F i g. 4 (b)) dargestellt ist. Die Seiten 20a und 20i>

richtung unmittelbar vor einer der radial inneren verlaufen unter einem Winkel B relativ zu einer Radial-

ebene, so daß ein äußerer Schneidzahn 6a mit Spitze la und ein innerer Schneidzahn 66 mit Spitze Tb gebildet werden.

Wie die F i g. 4 (a) und 4 (b) zeigen ist das vordere Ende jedes äußeren Schneidzahns 6a sowohl außen als auch innen zur Bildung von Schneiden 21 und 22 unter einem Winkel C zu einer Radialebene des Zylinders 1 abgeschliffen, während das vordere Ende jedes inneren Schneidzahns 66 an seiner inneren Seite zur Bildung von Schneiden 23 ebenfalls unter einem Winkel Cabgeschliffen ist Das vordere Ende jeder äußeren Spitze 7a ragt nach vorn oder axial über das vordere Ende jeder inneren Spitze Tb um eine Strecke D hinaus. Die Schneiden 21 und 22 laufen an einer im Umfangsrichtung verlaufenden vorderen Kante 29 zusammen, während die is Schneide 23 und die Seite 206 ebenfalls an einer in Umfangsrichtung verlaufenden Kante 32 zusammenlaufen. Ferner laufen die Seite 20a und die Schneide 22 an einer in Umfangsrichtung verlaufenden Kant·; 33 zusammen, die in derselben Radialebene 34 wie die Kante 32 liegen sollte. Der radiale Abstand Wb(F i g. 4 (b)) zwischen der scharfen vorderen Kante 32 und der innersten Kante 36 der inneren Spitze Tb sollte etwa gleich dem Abstand Wa (F i g. 4 (a)) der Kante 33 von der äußersten Kante 37 der äußeren Spitze 7a seia Die Kante 33 liegt in der gleichen radialen Ebene wie das vordere Ende 32 der inneren Spitze Tb. Die Abstände Wa und Wb sind etwa gleich der halben Dicke derjenigen Teile der Spitzen 7a und Tb, die oberhalb der scharfen Enden liegen.

Die vorderen Endteile 5a (F i g. 2 und 5 (b)) des Nutengrundes der Spanabfuhrnuten 5 des Werkzeugkörpers 1, die vor den inneren Spitzen Tb liegen, sind abgeschrägt

Der Schaft 4 hat eine mittlere Bohrung 10, die an ihrem vorderen Ende offen und an ihrem hinteren Ende geschlossen ist Ein spitzer Zentrierstift 8 ist in der Bohrung 10 gleitend gelagert und wird durch eine Druckfeder U nach vorn gedrückt, so daß sein spitzes Ende normalerweise über das vordere Ende der Schneidzähne 6a und 66 hinausragt Der Stift 8 hat eine axiale Nut 9, in die eine in den Schaft 4 geschraubte Sicherungsschraube 12 gleitend eingreift, so daß sich der Stift 8 mit dem Schaft 4 mitdreht jedoch nicht durch die Feder 11 aus der Bohrung 10 herausgedrückt werden kann.

Vorzugsweise hat der Schaft 4 eine Schmiermittel-Zuführeinrichtung, um die Schneidzähne beim Bohren zu schmieren und zu kühlen. Diese Einrichtung hat einen Ring 13 (F i g. 1), der auf einem mittleren Teil des Schaftes drehbar gelagert und zwischen zwei Sicherungsringen 17 gehalten ist Über eine radiale Bohrung 14 und eine innere Ringnut 15 im Ring 13 und eine radiale Bohrung 16 im Schaft 4 wird öl in die Bohrung 10 geleitet Zwei O-Ringe 18 sorgen für eine Abdichtung der Nut 15. Der Zentrierstift 8 ist in seiner Außenseite mit einer weiteren axialen Nut 19 versehen, die von seinem oberen Ende nach vorn bis zu einer Stelle verläuft die unterhalb des Schaftes 4 liegt, um das Innere des Werkzeugkörpers 1 mit dem auf der Rückseite des Stiftes 8 liegenden Teil der Bohrung 10 zu verbinden. Das kühlende Schmiermittel kann daher über die Bohrungen 14 und 16 sowie die Nut 19 bis an die Schneidzähne 6a und 66 strömen.

Die F i g. 5 (a), 5 (b) und 6 (a) stellen das Bohrwerkzeug im Betrieb dar. Es wird durch einen mit einem Schaft 4 gekuppelten (nicht dargestellten) Motor ge- es dreht während das spitze Ende des Zentrierstifts 8 in einer mittleren Ausnehmung auf einer Metallplatte 24 angeordnet ist wobei der Stift 8 durch die Feder U gegen die Platte 24 gedruckt und dadurch das Bohrwerkzeug zentriert wird.

Während des Vorschubs des Bohrwerkzeugs in Richtung auf die Metallplatte 24 wird, der Zentrierstift 8 in die Bohrung 10 zurückgedrückL Dabei schneiden zuerst die äußeren Schneidzähne 6a und dann die inneren Schneidzähne 66 in die Platte ein, weil die Kante 29 vor den Schneidzähnen 6b liegt In diesem Augenblick beginnt auch das Schmiermittel zu fließen.

Zuerst schneiden alle äußeren Spitzen 7a (F i g. 5 (a)) in die Metallplatte 24 ein, wobei sie jeweils einen äußeren im wesentlichen geraden Metallspan 24a mit der radialen Breite Wa abheben. Danach schneiden alle inneren Spitzen Tb (F i g. 5 (b)) in die Platte 24 ein, wobei sie einen inneren, gewendelten Metallspan 246 mit der radialen Breite Wb abheben, der unabhängig von dem äußeren Span 24a ist Die beiden Späne 24a und 246 wandern in getrennten Spanabfuhrnuten 5 nach hinten.

Da das vordere Ende jeder äußeren Spitze 7a jeweils mit einer äußeren und inneren Schneide 21 und 22 unter entgegengesetztem Winkel (in Axialrichtung gesehen) versehen ist wandert der Metallspan 24a etwa geradlinig oder axial nach hinten, wie es in F i g. 5 (a) dargestellt ist, längs der vorauslaufenden Kante 6e des Messers 6.

Da andererseits das vordere Ende jeder inneren Spitze 76 durch die einzige innere Schneide 23 gebildet ist die unter einem Winkel zu einer Radialebene verläuft wandert der Metallspan 246 zwar längs der Kante 6e des Messers 6, doch wird er zuerst unter einem Winkel radial nach außen und hinten, wie es in F i g. 5 (b) dargestellt ist geleitet Die schräge Fläche 5a des Werkzeugkörpers 1 an seinem vorderen Ende läßt dem Span 246 Raum frei, so daß er unter einem Winkel hoch wandern kann. Dann stößt der Span 246 an der äußeren Wand 25 des Bohrlochs an, so daß er sich radial nach innen krümmt und dann zickzackförmig zwischen der Wand 25 und der Außenseite des Werkzeugkörpers 1 durch den Kanal 5 weiterläuft

Da die Messer 6 an ihren vorderen Enden dicker sind, wie die F i g. 4 (a) und 4 (b) zeigen, laufen die Außen- und Innenseiten jedes Messers 6 nach hinten zusammen, so daß sie die Wände des Bohrlochs nicht berühren. Dadurch wird der Bohrwiderstand verringert

Obwohl sich die Metallspäne 24a und 246 winden oder kringeln können, wandern sie dennoch in ihrer eigenen Spanabfuhrnut 5 stetig und ohne gegenseitige Störung nach außen. Da sich ferner jede Spanabfuhrnut 5 allmählich nach hinten erweitert, kann jeder Span 24a und 246 leicht nach oben wandern.

Die radiale Breite der voreilenden Kanten 6e(F i g. 2) ist etwa gleich der Breite Wa (F i g. 4 (a)) und der Breite Wb(FIgA (b)), so daß die durch die Schneiden abgehobenen Späne nach oben längs der Kanten 6e wandern können, wie es in den F i g. 5 (a) und 5 (b) dargestellt ist.

Durch diese Ausbildung des Bohrwerkzeugs mit getrennten inneren und äußeren Schneiden, um getrennte äußere und innere Metallspäne abzuheben, von denen jeder schmaler als ein einziger Span bei herkömmlichen Bohrwerkzeugen ist läßt sich die Außenwand des Werkzeugkörpers 1 in den Spanabfuhrnuten 5 stabil ausbilden, im Gegensatz zu Schlitzen, die durch den zylindrischen Werkzeugkörper herkömmlicher Bohrverkzeuge, die für Aluminium benutzt werden, durchgehend ausgebildet sind. Die durchgehende Wand gibt dem Werkzeugkörper eine so hohe Festigkeit, daß er zum Bohren durch Stahlplatten, Beton und andere harte Materialien geeignet ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Schneiden liegt, abgeschrägt ist Bei dieser Ausbildung

Patentansprüche: ist sichergestellt, daß die Abfuhr der durch die radial

inneren Schneidzahne erzeugten Späne nicht durch un-

1. Bohrwerkzeug, insbesondere zum Ausschnei- mittelbar vor diesen Schneidzähnen liegende äußere Ekden von Scheiben aus plattenförmigen metallischen 5 ken bzw. Kanten des Werkzeugkörpers behindert wird. Werkstücken, bestehend aus einem im wesentlichen Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung hohlzylindrischen Werkzeugkörper (1), mit mehre- wird nachstehend anhand der Zeichnung ausführlicher ren an seinem Umfangsende mit Abstand voneinan- beschrieben. Es zeigt

der angeordneten Messern (6) mit Schneidzähnen F i g. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Axialschnitt,

(6a, 6b), die jeweils eine Schneide (21, 22; 23) an 10 eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bohrwerkzeugs,

ihrem vorderen Ende aufweisen, wobei die Schneid- F i g. 2 eine vergrößerte Seitenansicht des zylindri-

zähne durch auf der Außenseite des Werkzeugkör- sehen Körpers des Bohrwerkzeugs,

pers (1) angeordnete, sich im wesentlichen axial er- F i g. 3 die Ansicht 3-3 der F i g. 2,

streckende Spanabfuhrnuten (5) getrennt sind, da- F i g. 4 (a) und 4 (b) vergrößerte Schnitte von Teilen

durch gekennzeichnet, daß jeder der 15 des zylindrischen Werkzeugkörpers.

Schneidzähne (6a, 6b) eine einzige Schneide (21,22; F i g. 5 (a) und 5 (b) ähnliche Ansichten wie F i g. 4 (a)

23) aufweist, mindestens eine (21,22) der Schneiden und 4 (b), die das Bohrwerkzeug jedoch während des

auf der radial äußeren Seite des Werkzeugkörpers Betriebs zeigen und

(1) liegt und mindestens eine andere (23) der Schnei- F i g. 6 (a) bis 6 (e) vergrößerte Schnitte von Teilen

den auf der radial inneren Seite des Werkzeugkör- 20 der Schneidzähne des Bohrwerkzeugs in einer Folge

pers (1) liegt verschiedener Betriebsphasen.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge- Nach den Zeichnungen weist das Bohrwerkzeug eikennzeichnet, daß der in Vorschubrichtung des nen zylindrischen Werkzeugkörper 1 auf, der an seinem Bohrwerkzeugs vordere Endteil (5a) des Nutengrun- vorderen oder unteren Ende offen und an seinem andedes jeder Spanabfuhrnut (5), die in Betriebsdrehrich- 25 ren oder oberen Ende einteilig mit einem Kragen 3 tung unmittelbar vor einer der radial inneren Schnei- versehen ist Der Kragen 3 ist mit Innengewinde 2 verden (23) liegt, abgeschrägt ist sehen, in das ein Antriebsschaft 4 eingeschraubt ist

Der Wcjkzeugkörper 1 hat einen mittleren rohrför-

migen Teil Ic mit einer gleichförmigen, verhältnismäßig

30 dünnen Wand, die parallel zur Drehachse 30 des Werkzeugkörpers 1 und des Schaftes 4 verläuft Das vordere

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug, ins- Ende des Werkzeugkörpers 1 ist radial nach außen verbesondere zum Ausschneiden von Scheiben aus platten- größert oder verdickt, und zwar in gleich weit auseinanförmigen metallischen Werkstücken, bestehend aus ei- derliegenden Abschnitten. Die verdickten Teile bilden nem im wesentlichen hohlzylindrischen Werkzeugkör- 35 eine geradzahlige Anzahl in Umfangsrichtung auseinanper, mit mehreren an seinem Umfangsende mit Abstand derliegender Messer 6, die zwischen sich in Umfangsvoneinander angeordneten Messern mit Schneidzäh- richtung auseinderliegende Spanabfuhrnuten 5 bilden, nen, die jeweils eine Schneide an ihrem vorderen Ende Die äußere Oberfläche des Werkzeugkörpers 1 hat ausaufweisen, wobei die Schneidzähne durch auf der Au- einanderliegende Schultern 31 (F i g. 1, 2, 4 a und 4 b), ßenseite des Werkzeugkörpers angeordnete, sich im 40 die die Messer 6 bilden. Wie anhand der F i g. 4 (a) und wesentlichen axial erstreckende Spanabfuhrnuten ge- 4 (b) am besten zu erkennen ist, sind die inneren und trennt sind. äußeren Wandflächen der Messer 6 unter einem Winkel