Spiralbohrer Die Erfindung bezieht sich auf einen Spiralbohrer mit einem an der Bohrerspitze durch eine haftende Verbindung befestigten Schneidkopf gleichen Quer schnittes aus Hartmetall, wobei der Bohrer und der Schneidkopf an ihren einander zugewandten Stirnseiten in Drehrichtung formschlüssig ineinandergreifende Glie der aufweisen.
Die haftende Verbindung kann beispielsweise eine Lötung sein umd die formschlüssigen Glieder können z. B. als Klauenkupplungsteile ausgebildet sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spiralbohrer dieser Art so auszubilden, dass bei genauer Ausrichtung des Schneidkopfes gegenüber dem Bohrer eine feste Verbindung zwischen diesen beiden Teilen gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass zur Zentrierung des Schneidkopfes gegenüber dem Bohrer an einem dieser beiden Teile ein in deren Achse liegender, zum freien Ende hin etwa gleich mässig verjüngter Zentrierzapfen vorgesehen ist, der in eine ihm entsprechende Zentrierausnehmung des ande ren Teiles eingreift, wobei die Mantelflächen des Zen trierzapfens und der Zentrierausnehmung in die Anlage flächen der formschlüssig ineinandergreifenden Glieder übergehen.
Durch diese erfindungsgemässe Ausbildung ist eine lötgerechte Konstruktion bei einfachem und stabilem Aufbau und genauer Zentrierung der beiden Teile zu einander geschaffen. Das Lot kann auch zwischen die zur Zentrierung aneinander anliegenden Mantelflächen gelangen, so dass über den ganzen Bohrerquerschnitt eine feste und äusserst gleichmässige Befestigung ge geben ist. Durch die verjüngte Ausbildung des Zentrier zapfens ergibt sich keine ins Gewicht fallende Quer schnittsschwächung des Bohrers bzw. der Bohrerspitze, so dass auch Bohrer von äusserst kleinem Durchmesser in der erfindungsgemässen Weise ausgebildet werden können. Die verjüngte Ausbildung des Zentrierzapfens gewährleistet auch ein selbsttätiges :ausrichten der Boh rerspitze gegenüber dem Bohrer.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des ir den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es sind dargestellt in Fig. 1 ein erfindungsgemässer Spiralbohrer in An sicht, Fig. 2 die Bohrerspitzc des Spiralbohrers nach Fig. I jedoch mit abgehobenem Schneidkopf, Fig. 3 eine Axialansicht auf das Klauenkupplungs teil des Schneidkopfes, Fig. 4 eine Axialansicht auf das Klauenkupplungs teil des Bohrers.
Wie die Fig. 1 bis 4 zeigen, weist ein erfindungs gemässer Spiralbohrer 1 an seinem dem nicht nähe dargestellten Bohrerschaft abgewandten Ende einer Schneidkopf 2 auf, dessen Querschnitt genau dem jenigen des mit zwei sich gegenüberliegenden Wendel nuten 3, 4 versehenen Bohrers 1 entspricht, wobei dies Wendelnuten 3, 4 stetig in diejenigen des Schneid kopfes 2 übergehen. Der aus Hartmetall bestehend Schneidkopf 2 ist durch in bekannter Weise angeschlif fene Flächen 5 mit Bohrerschneiden 6 versehen.
Wie die Fig. 1 bis 4 ferner zeigen, greifen der Schneidkopf 2 und der Bohrer 1 über eine selbst zentrierende Klauenkupplung 7 derart ineinander, da@. sie in Drehrichtung Pfeil 8 formschlüssig miteinande verbunden sind. Die Klauenkupplungsteile 9 bzw. 10 des Bohrers 1 und des Schneidkopfes 2 sind jeweils an deren ein ander zugewandten Stirnseiten vorgesehen und derar komplementär ausgebildet, dass ihre einander zugeordne ten Flächen parallel zueinander liegen und ganzflächig aneinander anliegen können.
Jedes Klauenkupplungstei 9 bzw. 10 weist zwei sich etwa diametral gegenüber liegende, vorstehende Klauen 11 bzw. 12 auf, die je weils mit einer Mitnahmefläche 13 bzw. 14 verseher sind, welche derart parallel zur Bohrerachse verläuft dass die Bohrerachse in den Ebenen dieser Mitnahme flächen 13 bzw. 14 liegt und ein grosses Drehmoment übertragen werden kann; die Mitnahmeflächen 13 bzw. 14 sind also in bezug auf die Bohrerachse als Radial flächen ausgebildet.
Die Mitnahmeflächen 13, 14 sind jeweils bis zur Umfangsfläche 15 des Spiralbohrers ge führt und enden in einem Abstand von der Bohrer achse, der grösser ist als die Hälfte des schwächsten Querschnittes des Bohrers, also grösser als die Hälfte der Bohrerkernstärke, so dass der schwächste Quer schnitt des Spiralbohrers durch die Klauenkupplungen keine Schwächung erfährt, Wie die Fig. 3 und 4 deut lich zeigen, liegen die Mitnahmeflächen 13, 14 etwa in der zwischen den Bohrerwendnuten 3, 4 liegenden, axialen Symmetrieebene 16 des Spiralbohrers.
Jede Mitnahmefläche 13 bzw. 14 jedes Klauen kupplungsteiles 9 bzw. 10 ist der in Bohrerdrehrich tung zeigenden Schnitt- bzw. Führungskante 17 der zugeordneten Bohrerwendel 18 zugewandt.
An dem Schneidkopf 2 liegen die Klauen 12 an der Seite der zugeordneten Bohrerwendel 18, welche die Schnitt- bzw. Führungskante 17 aufweist, während die Klaueneingriffsausnehmungen 19 in Drehrichtung Pfeil 8 dahinter vorgesehen sind. Die Bodenflächen 20 dieser Klaueneingriffsausnehmungen 19 für die Klauen 1 1 des Bohrers 1 haben Mantellinien 21, die auf einem koaxial zur Bohrerachse liegenden und sich zur Boh rerspitze erweiternden Kegel liegen, der einen Kegel winkel von etwa 90 hat. Die Stirnfläche 22 der Klauen 11 des Bohrers 1 sind komplementär kegelig ausge bildet, derart, dass sie nach Art eines koaxial zum Spiralbohrer liegenden Innenkonus' Mantellinien 23 auf weisen, die parallel zu den zugeordneten Mantellinien 21 des Schneidkopfes 2 liegen.
Durch die ineinander greifenden Kegelflächen 20, 22 des Schneidkopfes 2 und des Bohrers 1 wird der Schneidkopf 2 gegenüber dem Bohrer 1 einwandfrei zentriert. Ferner haben die Mitnahmeflächen 13 bzw. 14 des Bohrers 1 und des Schneidkopfes 2 durch die ineinandergreifenden Kegel flächen jeweils die Form eines rechtwinkligen Drei eckes; die Hypothenuse der dreieckförmigen Mitnahme fläche 13 des Bohrers 1 wird durch die entsprechende äusserste Mantellinie 23 der Stirnfläche 22 der Klaue 11 gebildet, während eine im Winkel dazu liegende Dreieckseite 24 durch die Bohrerumfangsfläche 15 und die dritte Dreieckseite durch die Bodenfläche 25 der Klaueneingriffsausnehmung 26 am Klauenkupplungsteil 9 für die Klaue 12 des Schneidkopfes 2 gebildet wird;
entsprechend wird die Hypothenuse jeder dreieckförmi- gen Mitnahmefläche 14 des Schneidkopfes 2 durch die entsprechende äusserste Mantellinie 21 der Bodenfläche 20 der Klaueneingriffsausnehmung 19 gebildet, wäh rend eine im Winkel dazu liegende Seite 27 durch den Bohrerumfang 15 und die dritte Dreieckseite durch die Stirnfläche 28 der Klaue 12 gebildet wird. Die durch die verschiedenen Flächen gebildeten Winkel sind verhält nismässig stumpf.
Die Stirnflächen 28 der Klauen (2 des Schneidkopfes 2 liegen bei dem in Fig. ( bis 4 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel in einer zur Bohrerachse senkrechten Ebene, wobei die Bodenflächen 25 der Klaueneingriffs- ausnehmungen 26 des Bohrers 1 in einer entsprechen den Ebene liegen. Dadurch schneiden diese Flächen 28, 25 die Schnitt- bzw. Führungskanten 17 der Boh rerwendel 18 in einem verhältnismässig stumpfen Win kel. Es ist jedoch auch denkbar, die in Fig. 1 strich punktiert angedeutete Anordnung der ineinandergreifen den Flächen der Klauenkupplungsteile zu wählen. Bei dieser Anordnung haben die Bodenflächen 25a bzw.
20a der Klaueneingriffsausnehmungen des Bohrers 1 und des Schneidkopfes 2 sowie die zugeordneten Stirn flächen der Klauen zur Bohrerachse eine Steigung der art, dass der Schneidkopf 2 unter seiner Gewichtskraft derart zum Bohrer 1 verdreht wird, dass die Mitnahme- flähen 13, 14 aufeinander zu bewegt werden; dies wird dadurch erreicht, dass die entsprechenden Flächen 20a, 25a entgegen der vorbestimmten Drehrichtung des Spiralbohrers in Umfangsrichtung zu dessen hinteren Ende, vorzugsweise unter einem kleinen Winkel schräg verlaufen.
Ferner ist es möglich - wie in Fig. 1 strich punktiert angedeutet - die aneinander anliegenden Mit nahmeflächen 13a, 14a der Klauenkupplungsteile des Bohrers und des Schneidkopfes derart geneigt zur Boh rerachse vorzusehen, dass der Schneidkopf bei der nor malerweise beim Arbeiten mit dem Bohrer auftretenden Drehbelastung einer Kraftkomponente zum Bohrerschaft hin ausgesetzt ist; dies wird dadurch erreicht, dass die aneinander anliegenden Mitnahmeflächen 13a, 14a vor zugsweise unter einem kleinen Winkel zum hinteren Bohrerende hin entgegen der vorbestimmten Drehrich tung des Bohrers geneigt zu dessen Achse verlaufen.
Wie die Fig. 2 bis 4 ferner zeigen, ist in der Achse des Spiralbohrers an dem Schneidkopf 2 zur weiteren Verbesserung der Zentrierwirkung ein vor stehender Zentrierkegel 29 vorgesehen, der mit den kegeligen Bodenflächen 20 der Klaueneinoriffsausneh- mungen 19 des Schneidkopfes 2 gemeinsame Mantel linien 21 aufweist. Der Durchmesser 30 des Zentrier kegels 29, gemessen in der Ebene der Stirnflächen 28 der Klauen 12 des Schneidkopfes 2, ist grösser als die Kernstärke 31, d. h. der schwächste Querschnitt des Spiralbohrers.
Dem Zentrierkegel 29 ist eine entsprechende kegelige Zentrierausnehmung 35 am Bohrer 1 zugeordnet, die mit den Stirnflächen 22 der Klauen 11 gemeinsame Mantellinien aufweist.
Wie die Fig. 1 und 3 ferner zeigen, ist der Um fangswinkel 32 der Stirnfläche 28 der Klaue 12 des Schneidkopfes 2 grösser als der entsprechende Umfangs winkel 33 der Bodenfläche 20 der Klaueneingriffsaus- nehmung 19, so dass also die Klaue 12 an ihrer Wurzel einen verhältnismässig starken Querschnitt und eine hohe Abscherfestigkeit hat. Anderseits ist der Umfangswinkel 32 der Klaue 12 bzw. der entsprechende Umfangswinkel der Bodenfläche 25 der Klaueneingriffsausnehmung 26 des Bohrers 1 etwa gleich dem in der gleichen Ebene gemessenen Umfangswinkel 34 der Wurzel der Klaue 11 des Bohrers 1, so dass auch diese Klaue 11 eine verhältnismässig grosse Abscherfestigkeit hat.
Die einstückig mit dem Bohrer 1 bzw. dem Schneid kopf 2 ausgebildeten Klauenkupplungsteile 9, 10 kön nen in einfacher Weise durch Fräsen und/oder Schleifen hergestellt werden.
Um bei der Anordnung des Schneidkopfes auf dem Bohrer vor dem Festlöten nicht besonders darauf achten zu müssen, wie der Schneidkopf richtig angeordnet wer den muss, sind die ineinandergreifenden Profile des Schneidkopfes und des Bohrers so ausgebildet, dass sie auf Umschlag ineinander passen.
The invention relates to a twist drill with a cutting head of the same cross-section made of hard metal attached to the drill tip by an adhesive connection, the drill and the cutting head having positively interlocking members on their facing end faces in the direction of rotation.
The adhesive connection can, for example, be a soldering umd the form-fitting members can, for. B. be designed as claw coupling parts.
The invention is based on the object of designing a twist drill of this type in such a way that a firm connection between these two parts is ensured when the cutting head is precisely aligned with respect to the drill.
According to the invention, this object is achieved in that for centering the cutting head with respect to the drill on one of these two parts, a centering pin is provided which is located in its axis and tapered approximately evenly towards the free end and engages in a corresponding centering recess in the other part , the lateral surfaces of the Zen trier pin and the centering recess in the contact surfaces of the positively interlocking members merge.
This inventive design creates a solderable construction with a simple and stable structure and precise centering of the two parts with respect to one another. The solder can also get between the adjacent lateral surfaces for centering, so that a firm and extremely even fastening is provided over the entire drill cross-section. The tapered design of the centering pin results in no significant cross-sectional weakening of the drill or the drill tip, so that even drills of extremely small diameter can be formed in the manner according to the invention. The tapered design of the centering pin also ensures an automatic: Align the drill tip with respect to the drill.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. There are shown in Fig. 1 a twist drill according to the invention in view, Fig. 2 the Bohrerspitzc of the twist drill according to Fig. I but with the cutting head lifted, Fig. 3 is an axial view of the claw coupling part of the cutting head, Fig. 4 is an axial view of the claw coupling part of the drill.
As FIGS. 1 to 4 show, a fiction, contemporary twist drill 1 at its end facing away from the drill shank, not shown, has a cutting head 2, the cross section of which corresponds exactly to the one of the two opposing helical grooves 3, 4 provided drill 1, wherein this spiral grooves 3, 4 gradually merge into those of the cutting head 2. The cutting head 2 consisting of hard metal is provided with drill bits 6 by means of surfaces 5 grinded in a known manner.
As FIGS. 1 to 4 also show, the cutting head 2 and the drill 1 engage one another via a self-centering claw coupling 7 in such a way that @. they are positively connected to one another in the direction of rotation arrow 8. The claw coupling parts 9 and 10 of the drill 1 and the cutting head 2 are each provided on their one facing end faces and are designed to be complementary in such a way that their assigned surfaces are parallel to one another and can abut one another over their entire surface.
Each Klauenkupplungstei 9 and 10 has two approximately diametrically opposite, protruding claws 11 and 12, each of which is provided with a driving surface 13 and 14, which runs parallel to the drill axis so that the drill axis in the planes of this entrainment surfaces 13 or 14 is and a large torque can be transmitted; the driving surfaces 13 and 14 are thus designed as radial surfaces with respect to the drill axis.
The driving surfaces 13, 14 are each up to the circumferential surface 15 of the twist drill ge leads and end at a distance from the drill axis that is greater than half of the weakest cross section of the drill, i.e. greater than half the drill core thickness, so that the weakest cross Section of the twist drill through the claw clutches does not experience any weakening, As FIGS. 3 and 4 clearly show, the driving surfaces 13, 14 are approximately in the axial plane of symmetry 16 of the twist drill located between the twist grooves 3, 4.
Each driving surface 13 or 14 of each claw coupling part 9 or 10 is facing the cutting or leading edge 17 of the associated drill helix 18 which is pointing in the direction of rotation of the drill.
On the cutting head 2, the claws 12 lie on the side of the associated drill helix 18 which has the cutting or guide edge 17, while the claw engagement recesses 19 are provided behind it in the direction of rotation arrow 8. The bottom surfaces 20 of these claw engagement recesses 19 for the claws 1 1 of the drill 1 have surface lines 21 which lie on a coaxial to the drill axis and rerspitze widening cone which has a cone angle of about 90. The end face 22 of the claws 11 of the drill 1 are complementarily conical in such a way that they have surface lines 23 which are parallel to the assigned surface lines 21 of the cutting head 2 in the manner of an inner cone lying coaxially to the twist drill.
Due to the interlocking conical surfaces 20, 22 of the cutting head 2 and the drill 1, the cutting head 2 is properly centered with respect to the drill 1. Furthermore, the driving surfaces 13 and 14 of the drill 1 and the cutting head 2 by the interlocking cone surfaces each have the shape of a right triangle; the hypotenuse of the triangular driving surface 13 of the drill 1 is formed by the corresponding outermost surface line 23 of the end face 22 of the claw 11, while a triangle side 24 lying at an angle thereto through the drill peripheral surface 15 and the third triangle side through the bottom surface 25 of the claw engagement recess 26 on the claw coupling part 9 is formed for the claw 12 of the cutting head 2;
Accordingly, the hypotenuse of each triangular driving surface 14 of the cutting head 2 is formed by the corresponding outermost surface line 21 of the bottom surface 20 of the claw engagement recess 19, while a side 27 lying at an angle thereto is formed by the drill circumference 15 and the third triangle side by the end face 28 of the claw 12 is formed. The angles formed by the various surfaces are relatively obtuse.
The end faces 28 of the claws (2 of the cutting head 2 in the exemplary embodiment shown in Fig. (To 4) lie in a plane perpendicular to the drill axis, the bottom surfaces 25 of the claw engagement recesses 26 of the drill 1 lie in a corresponding plane these surfaces 28, 25 the cutting or guide edges 17 of the drill helix 18 in a relatively obtuse angle. However, it is also conceivable to select the arrangement of the interlocking surfaces of the claw coupling parts indicated by dashed lines in FIG have the bottom surfaces 25a resp.
20a of the claw engagement recesses of the drill 1 and of the cutting head 2 as well as the associated end faces of the claws to the drill axis have a slope such that the cutting head 2 is rotated under its weight to the drill 1 in such a way that the driving surfaces 13, 14 are moved towards each other ; this is achieved in that the corresponding surfaces 20a, 25a run obliquely counter to the predetermined direction of rotation of the twist drill in the circumferential direction to its rear end, preferably at a small angle.
It is also possible - as indicated by dashed lines in Fig. 1 - to provide the abutting surfaces 13a, 14a of the claw coupling parts of the drill and the cutting head so inclined to the drill axis that the cutting head at the normally occurring rotational load when working with the drill is exposed to a force component towards the drill shank; this is achieved in that the engaging surfaces 13a, 14a lying against one another are inclined to the axis of the drill, preferably at a small angle towards the rear end of the drill, against the predetermined direction of rotation.
As FIGS. 2 to 4 also show, a projecting centering cone 29 is provided in the axis of the twist drill on the cutting head 2 to further improve the centering effect, which lines 21 in common with the conical bottom surfaces 20 of the claw reef recesses 19 of the cutting head 2 having. The diameter 30 of the centering cone 29, measured in the plane of the end faces 28 of the claws 12 of the cutting head 2, is greater than the core thickness 31, ie. H. the weakest cross section of the twist drill.
The centering cone 29 is assigned a corresponding conical centering recess 35 on the drill 1, which has surface lines common to the end faces 22 of the claws 11.
As FIGS. 1 and 3 also show, the circumferential angle 32 of the end face 28 of the claw 12 of the cutting head 2 is greater than the corresponding circumferential angle 33 of the bottom surface 20 of the claw engagement recess 19, so that the claw 12 has one at its root has a relatively strong cross-section and high shear strength. On the other hand, the circumferential angle 32 of the claw 12 or the corresponding circumferential angle of the bottom surface 25 of the claw engagement recess 26 of the drill 1 is approximately equal to the circumferential angle 34 of the root of the claw 11 of the drill 1 measured in the same plane, so that this claw 11 is also a relatively large one Has shear strength.
The claw coupling parts 9, 10 formed in one piece with the drill 1 or the cutting head 2 can be produced in a simple manner by milling and / or grinding.
In order not to have to pay particular attention when arranging the cutting head on the drill before soldering, how the cutting head has to be correctly arranged, the interlocking profiles of the cutting head and the drill are designed so that they fit into one another on flap.