AT14439U1 - Bohrwerkzeug - Google Patents

Abstract

Bohrwerkzeug welches aus einem Bohrer (1) und einem daran drehbar gelagert gehaltenen Anschlagteil (2) für das Begrenzen der Bohrtiefe besteht, wobei der Anschlagteil (2) eine einseitig durch eine Deckfläche geschlossene Kreiszylindermantelschale aufweist, deren offene Seite der Seite der Bohrerspitze zugewandt liegt und wobei die Kreiszylindermantelschale mindestens eine radial durchgehende Öffnung (2.1.3) aufweist. In jenem axialen Längsbereich des Bohrwerkzeuges, an welchem sich auch eine Öffnung (2.1.3) befindet, steht eine Lamelle (2.1.4) von der Innenseite der Kreiszylindermantelschale aus radial zur Achse des Bohrwerkzeuges hin ab.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug welches aus einem Bohrer und einem daran drehbar gelagert gehaltenen Anschlagteil für das Begrenzen der Bohrtiefe besteht, wobei die Außenkontur des Anschlagteils zumindest annähernd die Form einer Rotationsfläche aufweist deren Achse mit der Achse des Bohrers zusammenfällt.

[0002] Mehrere Bohrwerkzeuge, die diese gattungsgemäßen Merkmale aufweisen werden im Folgenden kurz gewürdigt: [0003] Gemäß der GB 742281 A ist der Anschlagteil eine ebene kreisringförmige Scheibe deren Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Bohrers im Längsbereich der Scheibe ist. Die Bauweise ist einfach, hat aber den Nachteil, dass beim Bohren der Anschlagteil an Spänen zum Anliegen kommt, welche aus dem Bohrloch stammen und zwischen Anschlagteil und Werkstück liegen. Damit ist die gewünschte Bohrlochtiefe nicht exakt erreichbar und es kann zu Beschädigungen der Werkstückoberfläche kommen.

[0004] In der US 5795110 A wird ein Anschlagteil verwendet, welcher axial zweigeteilt ist, wobei der der Bohrerspitze und damit beim Bohren dem Werkstück zugewandte Teil des Anschlagteils aus einem reibungsarmen Polymer besteht und an dem dahinterliegenden Teil des Anschlagteils, welcher starr mit dem Bohrer verbunden ist, durch eine Art Gleitlager drehbar gelagert gehalten ist. Durch die Eigenschaften des Materials des beim Bohren dem Werkstück zugewandten Teils des Anschlagteils soll Beschädigung der Werkstückoberfläche verhindert werden. Die beim Bohren dem Werkstück zugewandte Stirnfläche des Anschlagteils ist kreisringförmig wobei der Innendurchmesser dieses Kreisrings gleich dem Außendurchmesser des umfassten Bohrers ist. Dadurch werden Späne zwischen Anschlagteil und Werkstück eingeklemmt und die vorgesehene Bohrtiefe kann nur ungenau erreicht werden.

[0005] In der US 2477891 A wird ein Bohrwerkzeug für das Bohren in Metall vorgeschlagen. Der Anschlagteil, welcher wie bei allen bisher besprochenen Bauweisen axial durch den Bohrer durchdrungen ist, ist axial zweigeteilt. Der Innendurchmesser des der Bohrerspitze zugewandt angeordneten Teils des Anschlagteils ist nur sehr geringfügig größer als der Bohrerdurchmesser. Die der Bohrerspitze zugewandte Stirnfläche des Anschlagteils weist vorstehende Rippen auf, deren Kämme sternförmig radial von der Bohrerachse weg verlaufen. Der Anschlagteil kommt nur mit den Kämmen der Rippen mit dem Werkstück in Kontakt. Die beim Bohren aus dem Bohrloch hervorquellenden Späne können über die höhlenartig und radial verlaufenden Hohlräume zwischen benachbarten Kämmen und dem Werkstück vom Bohrloch weg gelangen. Der Abtransport von Spänen vom Bohrloch weg funktioniert besser als bei den zuvor beschriebenen Bauweisen, ist aber immer noch problematisch. Wie bei den zuvor besprochenen Bauweisen kommt es dazu, dass zwischen Anschlagteil und Werkstück Späne eingeklemmt werden, wodurch die Oberfläche des Werkstücks beschädigt wird und die gewünschte Bohrtiefe nur ungenau erreicht wird.

[0006] Gemäß der US 1389390 A wird ein Bohrer für das Ansenken von schon bestehenden Bohrlöchern vorgeschlagen. Der der Bohrerspitze zugewandte Bereich des Anschlagteils -welcher unter Überwindung von nennenswerter Reibung gegenüber dem Bohrer drehbar ist - ist zur Bohrerspitze hin kegelstumpfförmig verengt. Zwischen dem Bohrer und dem Anschlagteil befindet sich ein kegelstumpfmantelförmiger Hohlraum dessen Durchmesser mit Abstand von der Bohrerspitze zunimmt. Am von der Bohrerspitze weitest entfernt liegenden Bereich dieses Raumes ist dessen äußere Schale, nämlich der Anschlagteil, durch Löcher in radialer Richtung durchbrochen. Späne, welche sich im besagten Hohlraum befinden werden durch Fliehkraft zu diesen Löchern und durch diese hindurch in die Umgebung transportiert. Späne, welche gar nicht in diesen Hohlraum gelangen, können zwischen Werkstück und der diesem zugewandten Stirnfläche des Anschlagteils eingeklemmt werden und bewirken wiederum Zerkratzen des Werkstücks und ungenaues Erreichen der gewünschten Bohrtiefe.

[0007] In den Schriften EP 171830 A1 und EP 1721692 A2 werden Bohrwerkzeuge vorge- schlagen bei denen der gegenüber dem Bohrer drehbare Anschlagteil topfartig geformt ist, wobei die Öffnung des Topfes zur Bohrerspitze hin ausgerichtet angeordnet ist, der Boden des Topfes axial durch den Bohrer durchdrungen ist, und der kreisringförmige Raum zwischen Bohrer und Mantelfläche des Topfes mindestens etwa doppelten Durchmesser wie der Bohrer aufweist, sodass Späne die aus dem Bohrloch stammen darin Platz finden können. Dennoch kommt es vor, dass zwischen der der Bohrerspitze zugewandten Stirnfläche des Anschlagteils und dem Werkstück Späne die aus dem Bohrloch stammen eingeklemmt werden. Dadurch kann es wiederum zum Zerkratzen des Werkstücks und zum nur ungefähren Erreichen der gewünschten Bohrtiefe kommen.

[0008] Von diesem Stand der Technik ausgehend besteht die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe darin, die gattungsgemäßen Bohrwerkzeuge so weiterzuentwickeln, dass der Abtransport von Spänen aus dem Umgebungsbereich des Bohrlochs besser funktioniert, sodass beim Bohren keine oder fast keine Späne mehr zwischen Anschlagteil und Werkstück eingeklemmt werden.

[0009] Zum Lösen der Aufgabe wird von einer Bauweise wie in den Schriften EP 171830 A1 und EP 1721692 A2 beschrieben ausgegangen, wonach am Bohrer ein Anschlagteil drehbar gelagert ist, wobei der Anschlagteil eine einseitig durch eine Deckfläche geschlossene Kreiszylindermantelschale aufweist, wobei die offene Seite der Kreiszylindermantelschale an der Seite der Bohrerspitze liegt, wobei die Deckfläche axial durch den Bohrer durchdrungen ist und wobei der Innendurchmesser der Kreiszylindermantelschale mindestens doppelt so groß ist wie der Durchmesser des Bohrers in jenem Längsbereich in welchem er durch die Kreiszylindermantelschale umgeben ist.

[0010] Als erfindungsgemäße Verbesserung dazu wird vorgeschlagen, die der Bohrerspitze zugewandte Stirnfläche der Kreiszylindermantelschale entlang des Umfangs in Flächenbereiche aufzuteilen, welche in Axialrichtung zueinander versetzt sind, sodass die Kreiszylindermantelschale mindestens eine radial durchgehende Öffnung aufweist und zusätzlich mindestens eine Lamelle vorzusehen, welche im Axialbereich von besagter Öffnung von der Innenseite der Kreiszylindermantelschale radial zur Achse des Bohrwerkzeuges hin absteht.

[0011] Bevorzugt sind gleich viele dieser Lamellen vorhanden wie Öffnungen in der Kreiszylin-dermantelschale vorhanden sind.

[0012] Bevorzugt steht eine Lamelle von einem solchen Rand einer Öffnung von der Kreiszylin-dermantelschale ab, welcher bezüglich der Drehrichtung des Bohrers der jeweils hinten liegende Rand dieser Öffnung ist.

[0013] Späne welche vom Bohrloch her bis an die Berührungszonen der Kreiszylindermantelschale mit dem Werkstück gelangen, werden dort nicht mehr so lange aufgehalten und mitgedreht bis der Anschlagteil abgebremst ist, sondern sie werden von den Berührungszonen an axial weiter hinten (also von der Bohrerspitze weiter weg) liegende Bereichen der Stirnfläche der Kreiszylindermantelschale in den Bereich außerhalb der Kreiszylindermantelschale bewegt und stören damit nicht weiter.

[0014] Wenn gegen Ende des Bohrvorgangs der Anschlagteil mit dem Werkstück in Kontakt kommt, tut er das nicht mit der ganzen Stirnseite der Kreiszylindermantelschale sondern nur mit den in Axialrichtung am weitesten vorne (also am nächsten bei der Bohrerspitze) liegenden Bereichen. Dadurch erfolgt das Abbremsen des Anschlagteils (von der Rotationsgeschwindigkeit des Bohrers auf Bewegungslosigkeit gegenüber dem Werkstück) mit weniger Beschädigungen des Werkstückes weil kaum Späne zwischen Anschlagteil und Werkstück dauerhaft eingeklemmt werden.

[0015] Die Erfindung wird einschließlich vorteilhafter Weiterentwicklungen an Hand einer Zeichnung veranschaulicht und näher erläutert: [0016] Fig. 1: zeigt in einer Schrägriss-Explosionsdarstellung ein beispielhaftes vorteilhaftes

Bohrwerkzeug.

[0017] Das dargestellte erfindungsgemäße Bohrwerkzeug besteht aus einem Bohrer 1 und einem Anschlagteil 2. Der Anschlagteil 2 besteht selbst wiederum aus zwei Teilen 2.1, 2.2, welche in Richtung der gemeinsamen Achse hintereinander liegen. Der der Bohrerspitze zugewandte Teil 2.1 wird des Weiteren als der "vordere Teil" bezeichnet, der der Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) des Bohrers zugewandte Teil 2.2 als "hinterer Teil".

[0018] Vom vorderen Teil 2.1 stehen hakenartige Fortsätze 2.1.5 in Richtung auf den hinteren Teil 2.2 ab, welche bei zusammengesetztem Anschlagteil in Nuten 2.2.5 am hinteren Teil liegen und dort an einer Kante verhakt sind. Der vordere Teil 2.1 ist damit mit dem hinteren Teil 2.2 lösbar verbunden.

[0019] Der wesentlichste Vorteil der durch die teilbare Ausführung des Anschlagteils 2 erreicht wird ist der, dass der vordere Teil 2.1, welcher im Betrieb starker Abnutzung ausgesetzt sein kann, ausgetauscht werden kann ohne dass deswegen der gesamte Anschlagteil ausgetauscht werden muss. Über einen längeren Zeitraum gesehen werden damit erheblich Kosten eingespart.

[0020] Ein weiterer - ebenfalls kostenwirksamer - Vorteil der damit erreichbar ist, dass durch Verwendung von verschiedenen vorderen Teilen 2.1, welche sich untereinander hinsichtlich ihrer axialen Länge unterscheiden, unterschiedliche Bohrlochtiefen einstellbar sind.

[0021] Beide Teile 2.1, 2.2 des Anschlagteils 2 sind typischerweise durch Kunststoffspritzguss gefertigt. Es brauchen aber nicht beide Teile aus dem gleichen Kunststoff zu bestehen. Um Beschädigungen an der Oberfläche des anzubohrenden Werkstückes zu vermeiden, ist es vorteilhaft den vorderen Teil 2.1 aus einem weicheren Material auszubilden als es für den hinteren Teil 2.2 optimal ist.

[0022] Am dargestellten beispielhaften Bohrer 1 folgen von der Bohrerspitze her ein Spiralbohrerteil 1.1, ein Ansenkbereich 1.2, eine Gleitfläche 1.3 und eine Stützfläche 1.4. aufeinander.

[0023] In montiertem Zustand verläuft der Bohrer 1 durch den Anschlagteil 2 hindurch wobei der hintere Teil 2.2 an der Gleitfläche 1.3 und der Stützfläche 1.4 des Bohrers 1 anliegt und daran gleitend gelagert gehalten ist, sodass er gegenüber dem Bohrer 1 um die gemeinsame Achse drehbar ist.

[0024] In montiertem Zustand liegt die dem anzubohrenden Werkstück (nicht dargestellt) zugewandte Stirnfläche 2.1.1 des vorderen Teils 2.1 des Anschlagteils 2 axial im Höhenbereich des Ansenkbereichs 1.2 des Bohrers 1.

[0025] Indem der Anschlagteil 2 zumindest von außen gesehen im Wesentlichen die Form eines Rotationskörpers hat, welcher nur durch vergleichsweise kleine Öffnungen unterbrochen ist, kann der gegebenenfalls mit dem Bohrer 1 mitrotierende Rotationskörper 2 bei Bedarf auch gefahrlos von Hand aus angefasst und abgebremst werden weil er keine über die Rotationsfläche vorstehenden Teile aufweist, welche an die Hand hart anschlagen könnten. Für das Bohren in sehr empfindliche Oberflächen ist es zu empfehlen, den Anschlagteil 2 abzubremsen bevor er bestimmungsgemäß für das Begrenzen der Bohrtiefe mit der Werkstückoberfläche in Kontakt kommt.

[0026] Die dem Werkstück zugwandte Stirnfläche 2.1.1 ist nicht wie bei Bauweisen gemäß dem Stand der Technik eine ununterbrochene ebene Kreisringfläche. Stattdessen sind einzelne Flächenabschnitte die eben und teilkreisringförmig sind, durch in Axialrichtung vorspringende Bereiche und durch in Axialrichtung rückspringende Bereiche voneinander getrennt. Sowohl von den vorspringenden als auch von den rückspringenden Bereichen gibt es jeweils mehrere und diese sind untereinander in gleichmäßigen Abständen zueinander am Umfang verteilt angeordnet.

[0027] In der dargestellten Ausführung sind sechs vorspringende Bereiche als in Umfangsrichtung schmale, radial verlaufende Rippen 2.1.2 ausgebildet und drei rückspringende Bereiche als radial durchgehende Öffnungen 2.1.3 im axial vorne liegenden Teil des etwa ringförmigen vorderen Teils 2.1.

[0028] Die Funktion der schmalen Rippen 2.1.2 ist es, gegen Ende eines Bohrvorgangs den Kontakt mit der Werkstückoberfläche herzustellen und durch Reibung an der Werkstückoberfläche den Anschlagteil von der Drehbewegung mit dem Bohrer 1 abzubremsen sodass er sich gegenüber dem Werkstück nicht mehr dreht. Indem die Rippen 2.1.2 in Umfangsrichtung des Anschlagteils jeweils nur einen extrem kleinen Winkelbereich abdecken funktioniert sowohl dieses Abbremsen sehr gut und es kommt kaum zu Fehleinstellungen der Bohrtiefe zufolge Spänen welche zwischen Rippen 2.1.2 und Werkstück verbleiben.

[0029] Damit die Rippen 2.1.2 trotz ihrer Schmalheit in Umfangsrichtung nicht geknickt werden können, sind sie gegenüber dem angrenzenden Teil der Stirnfläche 2.1.1 nur sehr gering erhaben, typischerweise in der Größenordnung von einem Millimeter.

[0030] Die Kreiszylindermantelschale weist drei radial durchgehende Öffnungen 2.1.3 auf, welche durch Vertiefungen in der Stirnfläche 2.1.1 der Kreiszylindermantelschale gebildet sind, also ohne dazwischenliegende Materialbrücke in die stirnseitige Öffnung der Kreiszylindermantelschale übergehen. Durch diese Öffnungen 2.1.3 hindurch können Späne, welche aus dem Bohrloch stammen, besonders gut in die Umgebung des Anschlagteils abtransportiert werden. Natürlich können an allen Bereichen der Stirnfläche 2.1.1 welche gegenüber den Kammlinien der Rippen 2.1.2 axial rückversetzt sind Späne auch noch während des Kontaktes der Rippen 2.1.2 mit dem Werkstück radial nach außen vom Bereich des Anschlagteils weggeschleudert werden. Besonders gut können sie aber im Bereich der drei Öffnungen 2.1.3 weggeschleudert werden, da im Bereich dieser Öffnungen der axiale Abstand zwischen der Stirnfläche des vorderen Teils 2.1 und dem Werkstück nicht nur gleich der Höhe der Rippen 2.1.2 ist, sondern ein Vielfaches davon, beispielsweise fünf oder zehn Millimeter.

[0031] Die zwischen Rippen 2.1.2 und/oder Öffnungen 2.1.3 liegenden Teilflächen der Stirnfläche 2.1.1 brauchen nicht unbedingt Teile einer (gedachten gemeinsamen) Kreisringfläche sein, sie können beispielsweise auch Teile einer (gedachten gemeinsamen) Kegelmantelfläche sein.

[0032] Angrenzend an jede Öffnung 2.1.3 steht von der Innenmantelfläche des vorderen Teils 2.1 jeweils eine Lamelle 2.1.4 (also eine schlanke Wand) radial nach innen ab. Die von der Innenmantelfläche des vorderen Teils 2.1 abgewandten Ränder dieser Lamellen 2.1.4 weisen idealerweise nur einen ganz geringfügigen Abstand zum Bohrer 1 auf. Durch die Lamellen 2.1.4 wird der Effekt, dass Späne vom Bohrloch weg radial durch den Innenraum und die Öffnungen 2.1.2 des Anschlagteils hindurch vom Anschlagteil weggeschleudert werden, drastisch gegenüber ansonsten gleichen Bauweisen von Anschlagteilen ohne Lamellen 2.1.4 verbessert. Vermutlich ist dies deswegen so, weil die Lamellen 2.1.4 allem was sich im Innenraum des Anschlagteils befindet bei Drehung des Anschlagteils mit dem Bohrer eine Drehbewegung um die Achse des Anschlagteils erzwingen und damit auch Fliehkraft bewirken, welche Luft und Späne radial von der Achse des Anschlagteils weg drängt.

[0033] Bei der dargestellten vorteilhaften Bauweise ragen die Lamellen 2.1.4 jeweils von jenem Rand der Öffnungen 2.1.3 weg nach innen, welcher bezüglich der Drehrichtung des Bohrers der jeweils hinten liegende Rand der einzelnen Öffnungen 2.1.3 ist. Damit werden Späne welche durch die Lamellen 2.1.4 in Drehrichtung geschoben werden und deswegen durch Fliehkraft an den Lamellen 2.1.4 radial nach außen abgleiten gleich direkt in die Öffnungen 2.1.3 gefördert.

Claims (7)

1. Ansprüche 1. Bohrwerkzeug welches aus einem Bohrer (1) und einem daran drehbar gelagert gehaltenen Anschlagteil (2) für das Begrenzen der Bohrtiefe besteht, wobei der Anschlagteil (2) eine einseitig durch eine Deckfläche geschlossene Kreiszylindermantelschale aufweist, wobei die offene Seite der Kreiszylindermantelschale an der Seite der Bohrerspitze liegt, wobei die Deckfläche axial durch den Bohrer (1) durchdrungen ist, wobei der Innendurchmesser der Kreiszylindermantelschale in dem an die offene Stirnseite angrenzenden Bereich mindestens doppelt so groß ist wie der Durchmesser des Bohrers (1) im axial auf gleicher Höhe liegenden Längsbereich, wobei die bezüglich axialer Ausrichtung der Bohrerspitze zugewandte Stirnfläche (2.1.1) des Anschlagteils (2) entlang des Umfangs in mehrere Flächenbereiche aufgeteilt ist, welche in Axialrichtung zueinander versetzt sind, und wobei die Kreiszylindermantelschale mindestens eine radial durchgehende Öffnung (2.1.3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lamelle (2.1.4) in jenem axialen Längsbereich des Bohrwerkzeuges, an welchem sich auch eine Öffnung (2.1.3) befindet, von der Innenseite der Kreiszylindermantelschale aus radial zur Achse des Bohrwerkzeuges hin absteht.
2. 2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleich viele Lamellen (2.1.4) vorhanden sind wie Öffnungen (2.1.3).
3. 3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lamelle (2.1.4) an einem solchen Rand einer Öffnung (2.1.3) von der Kreiszylindermantelschale absteht, welcher bezüglich der Drehrichtung des Bohrers (1) der jeweils hinten liegende Rand dieser Öffnung (2.1.3) ist.
4. 4. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagteil (2) einen vorderen Teil (2.1) und einen hinteren Teil (2.2) aufweist, wobei diese beiden Teile (2.1, 2.2) in Richtung der gemeinsamen Achse hintereinander liegen, wobei der vordere Teil (2.1) an der Seite der Bohrerspitze liegt und wobei die beiden Teile (2.1,2.2) lösbar miteinander verbunden sind.
5. 5. Bohrwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Teil (2.1) aus einem weicheren Material besteht als der hintere Teil (2.2).
6. 6. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (2.1.1) mehrere am Umfang verteilt angeordnete Rippen (2.1.2) aufweist, welche gegenüber dem Rest der Stirnfläche (2.1.1) axial in Richtung auf die Bohrerspitze zu vorstehen und deren aufsummierte Breite in Umfangsrichtung kleiner ist als 10% des Umfanges der Stirnfläche (2.1.1).
7. 7. Bohrwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Axialrichtung der Kreiszylindermantelschale die Abmessung der Öffnungen (2.1.3) vielfach größer ist als die Höhe der Rippen (2.1.2). Hierzu 1 Blatt Zeichnungen