Einleitung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zug-Bohrköpfe, die
bei der Bearbeitung von Bohrungen in langen Rohrbauteilen
verwendet werden. Es ist anzunehmen, daß dort, wo in der
vorliegenden Beschreibung der Begriff "Zugbohren" verwendet wird, dieser
auch so zu interpretieren ist, daß auch "Schubbohren" einbezogen
ist.
Hintergrund der Erfindung
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Zugbohren ist seit vielen Jahren bekannt und besteht im
wesentlichen darin, daß ein rotierender Bohrkopf durch ein Rohrbauteil
gezogen wird, um die Innenfläche des Bauteils spanend zu
bearbeiten. Die zu bearbeitenden Bauteile weisen normalerweise eine
beträchtliche Länge auf. Es ist auch normalerweise üblich, daß
der Bearbeitungsarbeitsgang schnell durchgeführt wird und eine
gewünschte feine oberflächengüte ergibt. vorzugsweise sollte der
Arbeitsgang ein einziger Schneidarbeitsgang sein.
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Auf diese Weise bearbeitete Bauteile sind Bohrlochauskleidungen
und Zylinder für hydraulische Kolben-Zylinder-Baugruppen.
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Die Bohrköpfe, die heute normalerweise verwendet werden,
bestehen aus einem Körper, der so ausgeführt ist, daß er mit der
Antriebswelle verbunden werden kann, und der eine Reihe von
Schneidenplättchen trägt. Die Schneidkanten der Plättchen
erstrecken sich radial und befinden sich bei Gebrauch parallel zur
Vorschubrichtung. Die Schneidenplättchen erstrecken sich von den
Schneidkanten parallel zur Achse des Bohrkopfes nach hinten.
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Es ist eine Vielzahl von Schneidenplättchen vorgesehen,
normalerweise drei, die in gleichem Abstand um den Umfang des
Bohrkopfes herum verteilt sind. Die Außenkanten der
Schneidenplättchen stellen die Führungsflächen für den rotierenden Bohrkopf in
dem zu bohrenden Bauteil dar.
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Die beschriebenen Zug-Bohrköpfe können im wesentlichen deswegen
nicht bei hoher Drehzahl oder unter schweren Schneidbedingungen
betrieben werden, weil durch die Schneidenplättchen eine sehr
beschränkte Führungsfläche zur Verfügung gestellt wird. Der
Gebrauch resultiert in einem Verschleiß der Schneidenplättchen,
was ferner zu einem Verlust der Maßgenauigkeit der bearbeiteten
Bohrung führt und noch ferner dazu, daß die Schneidenplättchen
vibrieren. Das wiederum führt zu einer schlechten
Oberflächengüte der Bohrung und ferner zu einer kurzen Lebensdauer der
Schneidenplättchen.
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US-A-2,189,604 offenbart eine Bohrstangenbaugruppe, dargestellt
für die Verwendung in einer Tisch- oder Säulenbohrmaschine. Die
Bohrstangenbaugruppe hat einen mit Schneidwerkzeugen versehenen
Rotationskörper, wobei die Schneidwerkzeuge am Ende einer sich
drehenden Welle angeordnet sind, die sich in einer Buchse dreht.
Beabstandet von den Schneidwerkzeugen und sich aus Nuten in der
Buchse heraus erstreckend, sind Führungsfinger oder
"Katzenpfoten" für das Eingreifen mit der zu bearbeitenden Bohrung
vorgesehen. Die Führungsfinger sind durch einen mit der Buchse
verbundenen, in geeigneter Weise vorgespannten Kegel keilförmig
radial nach außen gestellt. Die Buchse, der Kegel und die
Führungsfinger sind nicht drehbar.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bohrkopf für
Zugbohrungs-Arbeitsgänge zur Verfügung zu stellen, der
geeigneter ist, als die Bohrköpfe, auf die vorher Bezug genommen wurde.
Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bohrkopf mit einem
Rotationskörper vorgesehen, der mindestens ein
Schneidenplättchen trägt, daß von der Peripherie des Körpers vorspringt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Körper auch eine Vielzahl von
radial ausdehnbaren, keilförmigen Stützklötzen trägt, die in
radial und longitudinal sich erstreckenden Nuten in dem Körper
angeordnet und mit keilförmigen Fingern zusammenwirken, die von
einem starren Bauteil in die sich longitudinal erstreckenden
Nuten vorspringen und unter Vorspannung relativ zu dem Körper
derart axial bewegbar sind, daß die Stützklötze von dem Körper
in Richtung des Schneidens hinter den Schneidenplättchen
vorspringen.
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Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sehen vor, daß eine
Vielzahl von Schneidenplättchen um den Umfang des Körpers
verteilt angeordnet ist, daß die Stützblöcke zwischen den
Schneidenplättchen regelmäßig verteilt sind und daß mindestens drei
Schneidenplättchen und drei Stützblöcke vorgesehen sind.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Vorspannung durch
Federbelastung oder pneumatisch oder durch hydraulische Kolben-
Zylinder-Baugruppen zur Verfügung gestellt wird.
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Noch weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sehen vor, daß
die Blöcke aus einem Material mit geeigneter Verschleißfähigkeit
bestehen, wie zum Beispiel Nylon oder zum Beispiel aus dem
Material, daß unter der Handelsmarke "Tuffnol" verkauft wird, und
daß die Federbelastung bei Gebrauch durch eine Anordnung von
Scheiben- oder Spiralfedern zur Verfügung gestellt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Diese und andere Merkmale einer Ausführung der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines bevorzug
ten Beispiels der Erfindung deutlich, in der auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird. Die Zeichnungen zeigen in
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Fig. 1 eine Ansicht des Werkzeuges und
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Fig. 2 die gleiche Ansicht im Schnitt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Wie dargestellt, weist ein Zug-Bohrwerkzeug 1 einen Körper 2 mit
axial fluchtenden Schäften 3 und 4 auf 1 die sich von jedem Ende
erstrecken. Der vordere Schaft 3 ist so ausgebildet, um an der
Antriebseinheit für das Ziehen des Werkzeuges durch die zu
bearbeitende Bohrung befestigt zu werden.
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Der Körper 2 hat Schneidenplättchen 5, die angeordnet sind, um
sich radial vom Körper 2 aus erstrecken, und die in gleichen
Abständen rund um den Umfang des Körpers 2 angeordnet sind. Im
vorliegenden Beispiel sind drei Schneidenplättchen 5 vorhanden
und ihre Anordnung und Befestigung im Körper 2 erfolgt in im
wesentlicher bekannter Art und Weise.
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Hinter den Schneidenplättchen 5 weist der Körper 2 in ihm
ausgebildete und sich in Schneidrichtung longitudinal erstreckende
Nuten oder Taschen 6 auf. Die Innenfläche 7 jeder Nut 6 verläuft
parallel zur Achse des Körders 2. Die Außenfläche 8 ist jedoch
nach außen und nach hinten abgestuft, so daß das vordere Ende
der Außenfläche 8 einen kleineren Durchmesser aufweist als das
hintere Ende, das sich vom Körper 2 aus nach außen öffnet.
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Radiale Nuten 9 erstrecken sich von der Außenfläche des Körpers
2 in die Nut 6. Diese Nuten 6 und 9 sind symmetrisch über den
Umfang zwischen den Schneidenplättchen 5 verteilt.
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Am sich nach hinten erstreckenden Schaft 4 ist ein Bund 10
angebracht,
der sich von dem Umfang des Bundes nach vorn erstrecken
de Finger 11 aufweist. Die Finger 11 sind ausgebildet, um mit
den Nuten 6 einzugreifen und ihre Innenfläche ist komplementär
zur Innenfläche 7 der Nuten 6.
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Die Außenflächen 12 der Finger 11 sind nach hinten und nach
außen in einem Winkel von etwa 7,50 abgeschrägt. Die Dicke der
Finger 11 ist so, daß sie in die Nuten 6 bewegt werden können,
während die Außenflächen Keilformen in den Nuten 6 besitzen.
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Stützklötze 13 aus verschleißbarem Material, wie zum Beispiel
"Tuffnol"sind in die Nuten 6 so eingepaßt, daß sie geringfügig
über die Außenfläche des Körpers 2 hervorstehen. Die
Außenflächen dieser Klötze 13 sind so geformt, daß sie annähernd der
erforderlichen Bohrung entsprechen, die das Werkzeug bei seinem
Gebrauch schneiden soll. Das ist jedoch nicht unbedingt
erforderlich, da das Material der Blöcke während des Gebrauches auf
die gewünschte Form verschleißt.
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Hinter dem Bund 10 befindet sich eine Scheibenfederbaugruppe 14
auf dem Schaft 4. Diese Federn 14 werden durch eine Mutter 15
auf dem Schaft 4 gehalten, die mit dem Schraubengewinde 16
eingreift, die am Ende des Schaftes 4 vorgesehen ist. Die Drehung
der Mutter 15 bewirkt, daß die Federn 14 eine Vorspannung auf
den Bund 10 aufbringen, der bestrebt ist sich entlang dem Schaft
4 nach vorn zu bewegen. Jede solche Bewegung bewirkt, daß die
Finger 11 die Stützklötze 13 radial nach außen drücken.
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Bei Gebrauch wird der Bohrkopfkörper in üblicher Weise für einen
Bohrarbeitsgang eingerichtet. Wenn jedoch der Körper 2 in die
Bohrung eintritt, die in das zu bearbeitende Rohrbauteil
geschnitten ist, wird der Bohrkopfkörper durch die Stützklötze 13
in der Bohrung gelagert. Die Einstellung der Mutter 15 sichert
einen festen Kontakt zwischen den Klötzen 13 und der
bearbeiteten Bohrung. Der Verschleiß der Stützklötze 13 erfolgt
automatisch durch den Außendruck, der unter Einfluß der Federn 14
durch die Finger 11 auf die Klötze 13 ausgeübt wird.
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Es wurde festgestellt, daß der vorher beschriebene Bohrkopf 1
die Ausführung von Zug-Bohrungsarbeitsgängen durch lange
Rohrbauteile in effektiver Weise ermöglicht. Kräftige Schnitte haben
es ermöglicht, daß die endgültigen Bohrmaße in einem einzigen
Durchgang durch das Bauteil erreicht werden können. Es wurde
weiterhin festgestellt, daß eine ausreichend feine
Oberflächengüte der gebohrten Oberfläche selbst für solche Gegenstände wie
lange Hydraulikzylinder erreicht werden kann, ohne weitere
Schneidoperationen durchzuführen. Es ist auch nicht
erforderlich, teure Schneidöle mit den Werkzeugen zu verwenden. Normale
wasserlösliche Öle haben sich als zufriedenstellend erwiesen.
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Die Klötze 13 sind im Bohrkopfkörper 2 billig und einfach zu
ersetzen, wenn das erforderlich ist.
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Es ist klar, daß die Erfindung vom vorher beschriebenen Beispiel
abweichen kann. Die Anzahl und die Anordnung der
Schneidenplättchen und der Stützklötze kann anders sein, genau wie das
Material der Klötze. Auch die vorspannung der Klötze kann auf andere
Weise bewirkt werden, zum Beispiel durch pneumatischen oder
hydraulischen Druck auf den Bund.
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Die Erfindung stellt ein einfaches und wirksames Hilfsmittel
dar, das es ermöglicht Zug-Bohrungsarbeitsgänge in einer
effizienten Art und Weise durchzuführen.