Verfahren und Bohrer zum. Bohren von tiefen .Löchern in hölzernen Werkstücken ungefähr parallel zur Faserrichtung. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Bohrer zum Bohren von tiefen Löchern in hölzernen Werkstücken ungefähr parallel zur Faserrichtung.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Werk stück mit seiner Längsachse der Bohrerspitze gegenüber koacbsial zur Bohrerachse ein gespannt wird, worauf eine rasche relative Drehbewegung zwischen )Merkstück und Bohrer erzeugt \wird und ein rasches achsia- les Vorrücken "des Bohrers, wobei das Bohr loch nicht nur an der Stirnseite, sondern auch an der benachbarten Mantelpartie durch Schneiden bearbeitet wird,
und dass Druck flüssigkeit so der Bohrstelle zugefiihrt wird, dass diese erweicht und der Bohrer abgekühlt wird und die Späne ausgespült werden.
Man weiss, dass die Faserrichtung des Holzes nicht vollkommen gerade verläuft. Ein gerades Loch kann daher nur annähernd parallel mit der Faserrichtung sein. Bisher existierte keine befriedigende Vorrichtung und kein befriedigendes Verfahren, das die ses Ziel erreichte. Wenn bisher tiefe gerade Löcher von verhältnismässig kleinem, etwa einen Zentimeter betragenden Durchmesser hergestellt wurden, konnte wegen der Bieg samkeit des Bohrers eine vollkommene Boh rung nur zufällig erzielt werden. Ungefähr 50 % der Versuche, solche Löcher zu bohren, Uraren Fehlschläge.
Solche Fehlschläge hat ten einen grossen Verlust an Zeit, Arbeit und Material zur Folge, so dass es als prak tisch unausführbar betrachtet wurde, solche Löcher auf billige Weise herzustellen, ob wohl das Bohren solcher Löcher seit langer Zeit als sehr wünschenswert für die Her stellung verschiedener Artikel, zum Beispiel von Spulen oder Pfeifenstielen, erkannt war. - Mit Hilfe des im Folgenden beschriebenen Verfahrens und Bohrers ist es möglich, der artige tiefe Löcher nahezu ohne Ausschuss und überdies mit so grosser Schnelligkeit her zustellen, dass sowohl Zeit, als auch Arbeit und Material gespart werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel eines- Bohrers zur Ausführung des Verfahrens unter Verwendung einer ge wöhnlichen Gew ehrlaufbohrmaschine gezeigt.
Fig. 1 ist eine Seiteita.nsicht der Maschine, teilweise im Schnitt, Fig. ? eine Seitenansicht der Bohrer spitze, Fig. 3 eine Stirnansicht des schneidenden Endes des Bohrers, Fig. 4 eine Stirnansicht des andern Endes der Bohrerspitze, Fig. 5 ein Längsschnitt durch den Boh- rer:
schaft, Fig. 6 ein Querschnitt durch den Bolirer- sclia.ft nach der Linie 6-6 der Fig. 5, Fig. 7 eine vergrösserte Stirnansicht der Bohrerspitze mit einer unterschnittenen Schneide, Fig. 8 eine Seitenansicht des Bohrereirdes, und Fig. 9 eine stark vergrösserte schaubild liche Ansicht des Bohrerendteils.
In der Zeichnung ist \? das i%I,.ischiiien- bett, das an einem Ende einen Spindelstock 1 besitzt. Auf dem Maschinenbett \? ist ein Reitstock 6 verschiebbar angeordnet. Zwi schen beiden ist ein Schlitten 8 vorgesehen, der auf dem Bett \? gleiten und in irgend einer gewünschten Stellung durch den Hebel 10 festgeklemmt -werden kann.
Im Spindel stock ist eine Welle 1.2 gelagert, die einen mit ihr fest verbundenen Einspannkopf 14 trägt, der eine konische Ausnehmung 7 6 auf seinem vordern Ende besitzt. Letztere ist mit Vorsprüngen 1,8 versehen, die dazu be stimmt sind, in das eine Ende des zu boh renden Holzstiickes einzugreifen. Die Welle 12 und der Einspannkopf 14 -werden mit Hilfe der Scheibe 20 mit grosser Geschwin digkeit. gedreht. Der Reitstock 6 besitzt eine Aussparung. in welcher das Futter stück 22 des Bohrers befestigt ist.
Diese Be festigung wird mit Hilfe einer Stellschraube 2-1 bewirkt. Das Endstück 22 hat eine Boh rung, in welcher der Schaft des Bohrers 26 befestigt ist. Mit dem andern Ende der iin Futterstück \?? angebrachten Bohrung ist ein Rohr 28 verbunden, das mit einem Hahn 30 versehen ist. Mit dem Ende des Rohres 28 ist, ein biegsamer Schlauch 32 verbunden, der zum Druckraum einer 1:)rucl:pttrnpe 34 führt, deren Saugleitung mit einem Rohr 36 verbunden ist.
Dieses Rohr führt zu einem Behälter 38 unter dem Bett 2. Die Druckpumpe 34 soll Flüssigkeit unter holiern Druck liefern.
Der Schlitten 8 ist mit zwei Führungen 40 und -1? versehen. in deren Bohrungen 44 und 46 (las schneidende Ende des Bohrers genau passt. Diese Bohrungen sind mit der Aelise des zu bohrenden Loches genau aus gerichtet. Die Führung 42 besitzt an ihrer rückwärtigen Seite eine konische Ausneh- mung 48, deren Achse in einer Linie mit den Bohrungen 44 und 46 liegt, mit welchen Bohrungen die Achsen der Ausnehmnng 16 und der Welle 12 genau ausgerichtet sind.
Der Spin(lelstooh (> ist fair eine Bewegung in der Längricliiung des Maschinenbettes einberichtet. Diese Bewegung soll mit gro sser Geschwindigkeit vor sich gelten und wird beispielsweise durch ein Triebrad 50 mit Kurbel 52 bewirkt. Das Rad 50 kämmt mit einer auf dem Maschinenbett angeord neten Zahnstanme <B>54.</B> Eine solche Vorrieh- lung ist genügend.
wenn der Vorschub von Hand statt von Maschinenkraft erfolgt.
Der in Fig. 2? bis 9 dargestellte Bohrer besitzt als Schaft ein Rohr 26, welches sei ner ganzen Länge naeli eine V-förmige Rinne 60 aufweist und an -welches ein mit einer gleichgeformten Rinne 56 versehener Bohr kopf angeschweisst ist.
Der Durchmesser die ses Bohrkopfe. ist von vorn nach hinten schwach verjüngt, Dieser Bohrkopf besitzt eine Längsbohrung, den Kanal 55, -welcher sich zur freien Stirnfläche des Bohrkopfes erstrecht und als Zuführkanal der von der Pumpe gelieferten Flüssigkeit zum Schmie ren und Kühlen und zum Erweichen der Bohrstelle dient,
-vorauf die Spülflüssigkeit durch die als Eückleitkanal dienende Rinne 56 und die Rinne 60 ihren PLiicl@weg findet.
Die Schneiden fll und 63 an der Stirn seite des Bohrkopfes werden durch den Schnitt der sehrä o-enl;iche 65 und der einen Fläelie der Rinne 56 gebildet, wobei der Scheitel oder der die Bohrerspitze bil dende Schnittpunkt der beiden Schneiden seitlich der Bohrerlängsachse angeordnet ist.
Ausser diesen vordern Schneidkanten 61, 63 besitzt der Bohrkopf noch eine seitliche Schneidkante 62, welche sich mit der Schneide 63 schneidet und das Bohrloch gleichmässig erweitert und ein Klemmen des Bohrers verhindert, wenn, wie das gewöhnlich der Fall ist, das Holz nach dem Schnitt durch die Schneiden 61, 63 sich etwas zu sammenzieht. Diese Schneidkante ist bei 66 unterschnitten, wozu, wie Fig. 7 es dar stellt, eine Karborundum- oder Kristalon- ,valze 64 dienen kann.
Die Öffnung der V-Rinne 56 beträgt im gezeigten Beispiel etwa 100 .
Wie Fig. 9 bei 6 7 und 69 es zeigt, kann die von der Stirnfläche 65 des Bohrkopfes und der zylindrischen Seitenfläche 58 ge bildete Kante abgeschrägt sein.
Der Vorgang bei der Ausführung des Verfahrens nach vorliegender Erfindung ist folgender Das zu bohrende Holzstück 68 wird in die konischen Ausnehmungen 16 und 48 des Einspannkopfes 14 bezw. der Büchse 42 ein gesetzt und durch Verschieben des Schlit tens 8 fest eingespannt, wobei es sich selbst zentriert und mit seiner Längsachse lw- achsial zur Bohrerachse zu liegen. kommt.
Die Welle 12 erhält darauf eine Umdre hungsgeschwindigkeit von 1800 bis 2500 Umdrehungen pro Minute, und es wird der Reitstock 6 mit Hilfe der Zahnstange und des Zahnrades so bewegt; dass die Bohrer spitze durch die Büchse 42 in das Holz ein tritt. Währenddessen wird zum Anfeuchten der Bohrstelle Flüssigkeit, z. B. Seifenwasser, durch den Bohrer mit Hilfe der Pumpe 34 aus dem Behälter 38 zugeführt. Diese Flüs sigkeit erweicht das Holz und schmiert und kühlt Bohrer und Holz. Die Flüssigkeit durchströmt nicht nur den Bohrkopf, wie oben beschrieben, sondern kühlt auch beim Austritt aus der Rinne 60 die konische Aus- nehmung 48, in welcher das Holzstück sich mit grosser Geschwindigkeit dreht.
Aus der- Führungsbüchse 42 fliesst die Schmierflüs sigkeit in den darunter angeordneten Behäl ter 38 zurück. Der Behälter 38 ist mit einem Sieb oder mit Sieben 70 für das Auffangen der Schneidspäne versehen, so dass diese nicht in das Seifenwasser gelangen, das stets von neuem durch die Maschine strömt. Der Spindelstock 6 wird in diesem, Ausführungs beispiel nicht maschinell, sondern von Hand betätigt. Eine solche von Hand betätigte Vorrichtung ist in manchen Fällen für den vorliegenden Zweck geeignet; mit ihr kann man den Reitstock mit einer ziemlich grossen Geschwindigkeit bewegen.
Es hat sich her ausgestellt, dass man mit Hilfe der beschrie benen Vorrichtung imstande ist, ein 60 cm tiefes Loch in zehn Sekunden zu bohren. Ein solches Loch erfordert eine Bewegung des Reitstockes 6 von 60 cm in zehn Sekunden. Der durch die verhältnismässig rasche Längs bewegung des Bohrers verursachte schnelle Vorschub ist von Wichtigkeit, weil dadurch eine gute Schneidwirkung der Schneiden er halten und ein blosses Reiben und ein Er hitzen durch das Werkstück verhindert wird. Der Druck des Schmiermittels soll hoch, jedoch nicht. so gross sein, dass er einen Rück druck erzeugt, der-genügt, um die Wirkung der Vorrichtung für die Bewegung des Spindelstockes zu überwinden.
Der Hahn 30 .bildet ein Mittel, den Druck zu regeln.
Beim Bohren eines langen Holzstückes ist es vorteilhaft, dasselbe auf die halbe Länge zu bohren und es dann umzukehren und dann vom andern Ende aus zu bohren. Da der Einspannkopf und das Futter selbst zentrierend sind, und da der Bohrer ein ge rades Loch bohrt, kann dies ohne Schwierig keit durchgeführt werden, und die beiden Löcher werden sich annähernd mathematisch genau im mittleren Teil des Werkstückes tref fen.
Bei der Ausführung des Verfahrens wird vorgezogen, den Bohrer gegen Drehung fest zuhalten und das _N\Terkstück in Umdrehung zu versetzen. Auch wird ferner vorgezogen, statt des Werkstückes den Bohrer achsial zu verschieben.
Eine grosse Drehgeschwindigkeit des Holzes ist notwendig. Je grösser die rmdre- hungszahl des Holzes ist, desto genauer ist das Ergebnis, desto geringer die auftretende Erhitzung und desto grösser die zulässige Geschwindigkeit des vorrückenden Bohrers.
überdies befähigt eine hohe Umlauf- ;,reschwindigkezt die schneidenden Kanten, ein rasches Einschneiden in das Holz aus- zuüben und eine richtige Schneidwirkung hervorzubringen, was bei niedriger Ge- .schwindigkeit nicht der Fall ist. Je grösser die Geschwindigkeit des Einschneidens ist, desto besser ist das Ergebnis.
Die Bohrungen der Einführungsbüchsen 40 und 43 und ,na- nientlioh die Bohrung 46 werden der Bohrer spitze mit Vorteil genau angepasst, um eine erhebliche Schwingung seines Endteils zu verhindern, wenn der Bohrer in das Holz eintritt. '
Procedure and drill for. Drilling deep holes in wooden workpieces approximately parallel to the grain. The invention relates to a method and a drill for drilling deep holes in wooden workpieces approximately parallel to the grain direction.
The process is characterized in that the workpiece is clamped with its longitudinal axis of the drill tip opposite coacbsial to the drill axis, whereupon a rapid relative rotational movement between the memo and the drill is generated and a rapid axial advancement of the drill, whereby the Drill hole is processed by cutting not only on the front side, but also on the adjacent jacket section,
and that pressure fluid is supplied to the drilling site in such a way that it is softened and the drill is cooled and the chips are flushed out.
We know that the grain of the wood is not perfectly straight. A straight hole can therefore only be approximately parallel with the grain direction. Heretofore, there has been no satisfactory apparatus or method that achieves this goal. If so far deep straight holes of relatively small, about a centimeter in diameter were made, a perfect Boh tion could only be achieved by chance because of the flexibility of the drill. About 50% of attempts to drill such holes urar failures.
Such failures resulted in a great loss of time, labor and material that it was considered practically impracticable to make such holes cheaply, although drilling such holes has long been very desirable for making various positions Item, for example from coils or pipe stems, was recognized. - With the help of the method and drill described below, it is possible to produce such deep holes with almost no waste and, moreover, with such great speed that both time, labor and material are saved.
In the drawing, an execution example of a drill for performing the method is shown using an ordinary GE drill barrel.
Fig. 1 is a side view of the machine, partly in section, Fig. a side view of the drill tip, FIG. 3 an end view of the cutting end of the drill, FIG. 4 an end view of the other end of the drill tip, FIG. 5 a longitudinal section through the drill:
6 shows a cross section through the Bolirer- sclia.ft along the line 6-6 in FIG. 5, FIG. 7 shows an enlarged front view of the drill bit with an undercut cutting edge, FIG. 8 shows a side view of the drill bit, and FIG a greatly enlarged diagrammatic view of the drill end part.
In the drawing is \? the i% I, .ischiiien- bed, which has a headstock 1 at one end. On the machine bed \? a tailstock 6 is arranged displaceably. A slide 8 is provided between the two, which is placed on the bed \? slide and clamped in any desired position by the lever 10 -can.
In the spindle stock a shaft 1.2 is mounted, which carries a clamping head 14 firmly connected to it, which has a conical recess 7 6 on its front end. The latter is provided with projections 1.8, which are intended to engage in one end of the piece of wood to be drilled. The shaft 12 and the clamping head 14 -be speed with the help of the disk 20 at great speed. turned. The tailstock 6 has a recess. in which the chuck piece 22 of the drill is attached.
This Be fastening is effected with the help of an adjusting screw 2-1. The end piece 22 has a Boh tion in which the shaft of the drill 26 is attached. With the other end of the piece of food \ ?? A pipe 28 which is provided with a tap 30 is connected to the bore. A flexible hose 32 is connected to the end of the pipe 28 and leads to the pressure chamber of a 1:) rucl: pttrnpe 34, the suction line of which is connected to a pipe 36.
This pipe leads to a container 38 under the bed 2. The pressure pump 34 is intended to deliver liquid under constant pressure.
The carriage 8 is with two guides 40 and -1? Mistake. in whose bores 44 and 46 (the cutting end of the drill fits exactly. These bores are precisely aligned with the axis of the hole to be drilled. The guide 42 has a conical recess 48 on its rear side, the axis of which is in line with the bores 44 and 46, with which bores the axes of the recess 16 and the shaft 12 are precisely aligned.
The spin (lelstooh (> is a movement in the length of the machine bed reported. This movement should apply at high speed in front of you and is brought about, for example, by a drive wheel 50 with a crank 52. The wheel 50 meshes with one arranged on the machine bed Toothed bars <B> 54. </B> Such a pre-locking is sufficient.
if the feed is done by hand instead of machine power.
The one in Fig. 2? The drill shown to 9 has a tube 26 as a shaft, which has a V-shaped groove 60 and to which a drill head provided with an identically shaped groove 56 is welded.
The diameter of this drill head. is slightly tapered from front to back, this drill head has a longitudinal bore, the channel 55, -which extends to the free face of the drill head and serves as a feed channel for the liquid supplied by the pump for lubricating and cooling and to soften the drilling point,
- Before the flushing liquid finds its way through the channel 56 serving as a return channel and the channel 60.
The cutting edges fll and 63 on the face of the drill head are formed by the intersection of the lines 65 and one surface of the channel 56, the apex or the intersection of the two cutting edges forming the drill tip being arranged to the side of the drill's longitudinal axis .
In addition to these front cutting edges 61, 63, the drill head also has a lateral cutting edge 62 which intersects with the cutting edge 63 and widens the drill hole evenly and prevents the drill from jamming if, as is usually the case, the wood through after the cut the cutting edges 61, 63 contract a little. This cutting edge is undercut at 66, for which, as shown in FIG. 7, a carborundum or crystal roller 64 can be used.
The opening of the V-channel 56 is approximately 100 in the example shown.
As Fig. 9 at 6 7 and 69 it shows, the edge formed by the end face 65 of the drill head and the cylindrical side surface 58 ge can be beveled.
The process when performing the method according to the present invention is as follows. the sleeve 42 is set and firmly clamped by moving the Schlit least 8, with it being centered and with its longitudinal axis axially to the drill axis. comes.
The shaft 12 then receives a rotation speed of 1800 to 2500 revolutions per minute, and the tailstock 6 is moved with the help of the rack and the gear; that the drill bit enters the wood through the bushing 42. Meanwhile, to moisten the drilling site liquid, z. B. soapy water, supplied by the drill with the aid of the pump 34 from the container 38. This liquid softens the wood and lubricates and cools the drill bit and wood. The liquid not only flows through the drill head, as described above, but also cools the conical recess 48 when it emerges from the channel 60, in which the piece of wood rotates at great speed.
The lubricant flows from the guide bushing 42 back into the container 38 arranged below. The container 38 is provided with a sieve or sieves 70 for collecting the cutting chips, so that they do not get into the soapy water, which flows through the machine again and again. The headstock 6 is operated in this, execution example not by machine, but by hand. Such a manually operated device is in some cases suitable for the present purpose; with it you can move the tailstock at a fairly high speed.
It has been shown that with the aid of the device described, it is possible to drill a 60 cm deep hole in ten seconds. Such a hole requires a movement of the tailstock 6 of 60 cm in ten seconds. The rapid feed caused by the relatively rapid longitudinal movement of the drill is important because it allows the cutting edge to maintain a good cutting effect and prevents mere rubbing and heating by the workpiece. The pressure of the lubricant should be high, but not. be so large that it generates a back pressure that is sufficient to overcome the effect of the device for moving the headstock.
The cock 30. Forms a means to regulate the pressure.
When drilling a long piece of wood, it is advantageous to drill it halfway and then turn it around and then drill from the other end. Since the clamping head and the chuck are self-centering, and since the drill drills a straight hole, this can be done without difficulty, and the two holes will meet almost mathematically precisely in the middle part of the workpiece.
When carrying out the procedure, it is preferred to hold the drill firmly against rotation and to set the _N \ Terkstück in rotation. It is also preferred to move the drill axially instead of the workpiece.
A high rotation speed of the wood is necessary. The greater the rotation speed of the wood, the more precise the result, the lower the heating that occurs and the greater the permissible speed of the advancing drill.
Furthermore, a high orbital speed enables the cutting edges to cut quickly into the wood and to produce a correct cutting effect, which is not the case at low speed. The greater the cutting speed, the better the result.
The bores of the insertion sleeves 40 and 43 and, nientlioh the bore 46, are advantageously precisely adapted to the drill bit tip in order to prevent significant oscillation of its end part when the drill enters the wood. '