DE10100711B4 - Lochfräser - Google Patents
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Abstract
Lochfräser (1)
in Topfform mit mehreren an der Stirnfläche (4) der ringförmigen Wand
(3) des Lochfräsers
(1) angeordneten, in Umdrehungsrichtung wirkenden, spanabhebenden
Schneiden (7) und mit diesen zugeordneten Spannuten (8) zum Abführen der
Späne in den
Innenraum (9) des Lochfräsers
(1), dadurch gekennzeichnet,
daß die Wand (3) zu der Stirnfläche (4) hin einen Bereich (5) mit dicker Wandstärke und zum Boden (2) des Lochfräsers (1) hin einen Bereich (6) mit dünner Wandstärke aufweist,
daß die Wand (3) in beiden Bereichen (5, 6) völlig geschlossen ausgebildet ist und
daß sich die Spannuten (8) von den Schneiden (7) ausgehend nur an der Innenseite (10) der Wand (3) und im wesentlichen nur über den Bereich (5) mit dicker Wandstärke erstrecken.
daß die Wand (3) zu der Stirnfläche (4) hin einen Bereich (5) mit dicker Wandstärke und zum Boden (2) des Lochfräsers (1) hin einen Bereich (6) mit dünner Wandstärke aufweist,
daß die Wand (3) in beiden Bereichen (5, 6) völlig geschlossen ausgebildet ist und
daß sich die Spannuten (8) von den Schneiden (7) ausgehend nur an der Innenseite (10) der Wand (3) und im wesentlichen nur über den Bereich (5) mit dicker Wandstärke erstrecken.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Lochfräser in Topfform mit mehreren an der Stirnseite der ringförmigen Wand des Lochfräsers angeordneten, in Umdrehungsrichtung wirkenden, spanabhebenden Schneiden und mit diesen zugeordneten Spannuten zum Abführen der Späne in den Innenraum des Lochfräsers.
- Derartige Lochfräser werden beispielsweise zum Durchbohren von Wänden von Behältern beliebiger Art oder von Rohrleitungen verwendet. Solche Rohrleitungen können z. B. Anwendung finden in den verschiedensten Industrieanlagen, beispielsweise der chemischen oder petrochemischen Industrie, oder bei Versorgungsleitungen für Gas, Wasser, Fernwärme und anderen flüssigen oder gasförmigen, eventuell auch pulverförmigen Gütern. Wenn bei solchen eventuell sogar erdverlegten Rohrleitungen ein Rohrabzweig angebracht werden soll, muß dies oft unter Druck, d.h. bei mediumgefüllter Rohrleitung geschehen.
- Soll zum Beispiel an einer vorbeiführenden Wasserversorgungsleitung die Anschlußleitung eines Neubaus angeschlossen werden, so wird folgendermaßen vorgegangen:
Zunächst wird an der Abzweigstelle an der Rohrleitung eine absperrbare Anschlußmuffe auf das Rohr geschweißt. Dann wird an der Abzweigstelle, unter entsprechender Abdichtung, durch die geöffnete Anschlußmuffe ein Loch aus der Rohrwand gefräst, die ausgefräste Platine wird zusammen mit dem Lochfräser entfernt und die Schweißmuffe wird abgesperrt. Sodann kann die Anschlußleitung des Neubaus an die Anschlußmufte angeschlossen werden. Zum Anbohren des Rohres gibt es Anbohrgeräte, die von Hand betätigt oder maschinell angetrieben sein können. Für die verschiedenen Rohrwerkstoffe werden Werkzeuge, wie Fräser oder Bohrer, benötigt, die zum optimalen Fräsen oder Bohren aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und unterschiedliche Formen haben können. Als Rohrmaterial sind Stahl, Guß und Kunststoff bekannt, auch mit Zement ausgeschleuderte duktile Gußrohre finden Anwendung. - Vorzugsweise bestehen beim Bearbeiten von Metallen oder Kunststoffen in der Regel die Bohrer und Fräser aus Hochleistungsschnellstahl (HSS). Bei mit Zement ausgeschleuderten oder mit Zement beschichteten Rohren wird wegen der hohen abrasiven Wirkung des Zements hingegen oft ein Werkzeug mit Hartmetallschneiden verwendet, das vorzugsweise nur im Maschinenbetrieb eingesetzt wird.
- Die der Erfindung zugrunde liegende Problematik sei anhand des Standes der Technik erläutert:
Bei größeren Anbohrungen, beispielsweise bei Rohren mit größerem Durchmesser, wird als Werkzeug ein Lochfräser verwendet. Wird zum Beispiel ein Rohr aus Polyethylen (PE) oder Polyvinylchlorid (Hart-PVC) angebohrt, so sind die Lochfräser im Durchmesserbereich bis ca. 56,5 mm mit drei oder vier über den Umfang verteilten, schneidenden Zähnen versehen. Die fingerartigen Zähne sind im Querschnitt teilkreisringförmig ausgebildet und an ihrer Innenseite, radial gesehen hinter der Schneide, mit einem Auflaufgewinde versehen. Wird die Platine aus dem Rohr geschnitten, so schneidet oder dreht sie sich nach ihrem Lösen von der Rohrwandung an ihrem Umfang in dieses Auflaufgewinde ein. Hierdurch wird vermieden, daß die ausgeschnittene Platine in das Rohr fällt. Sie kann nun zusammen mit dem Lochfräser aus dem Rohr entfernt werden. - Bei größeren Lochfräsern mit einem Durchmesser über ca. 56,5 mm kommt ein zusätzlicher, zentrisch am Lochfräser angeordneter Zentrierbohrer mit relativ kleinem Durchmesser zum Einsatz. Der Zentrierbohrer hat zunächst die Aufgabe, den relativ großen Lochfräser auf der gebogenen Rohrwand sicher zu führen. Darüber hinaus soll er die ausgefräste Platine halten. Dies kann er dadurch, daß hinter der Schneide des Zentrierbohrers ein Sprengring montiert ist. Beim Ausschneiden der Platine bohrt der Zentrierbohrer zuerst das zentrische Führungsloch, dann schneidet der Lochfräser die Platine aus. Aber noch bevor die Platine frei gefräst ist, ist der Sprengring hinter dem zentrischen Führungsloch der Platine aufgesprungen und hält sie am Zentrierbohrer und damit an dem Lochfräser fest, wenn die Platine schließlich frei gefräst ist. Somit kann die Platine zusammen mit dem Lochfräser aus dem Rohr entfernt werden.
- Beim vorgenannten Stand der Technik tritt zusätzlich folgendes Problem auf: Beim Ausschneiden der Platine entstehen Späne, und zwar Frässpäne durch das Ausfräsen der Platine am Platinenrand und, falls vorhanden, zusätzlich Bohrspäne durch den Zentrierbohrer. Die Anbohrungen werden in der Regel von oben, senkrecht, oder von der Seite, waagerecht, durchgeführt. Folglich neigen die Späne dazu, mindestens zum Teil in das Rohr hinein zu fallen.
- Verbleiben Späne in der Rohrleitung, werden diese zu den Verbrauchsstellen des Mediums geführt. Dort kann es zum Verstopfen von Filtern oder sogar zu Störungen von angeschlossenen Geräten, wie z.B. Wasser- oder Gaszählern und dergleichen, führen. Im übrigen treten vergleichbare Probleme beim Anbohren von unzugänglichen Behältern beliebiger Art auf.
- Es wurde versucht, zu unterbinden, daß Späne in das Bohrloch, also in das Rohr oder dergleichen, fallen, indem außen auf den herkömmlichen Fräser eine Hülse aufgeschoben wurde, welche die Späne innerhalb des Fräsers halten soll. Diese Aufgabe wurde jedoch von diesen Vorrichtungen nicht in ausreichendem Maße gelöst, insbesondere fällt immer noch ein großer Teil der Späne in das Bohrloch.
- Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Lochfräser so auszubilden, daß alle oder nahezu alle erzeugten Späne sich innerhalb des Lochfräsers sammeln, so daß die Späne und die Platine gleichzeitig mit dem Lochfräser aus dem Bohrloch entfernt werden.
- Hierzu schlägt die Erfindung bei einem eingangs genannten Lochfräser vor, daß die Wand zu der Stirnfläche hin einen Bereich mit dicker Wandstärke und zum Boden des Lochfräsers hin einen Bereich mit dünner Wandstärke aufweist, daß die Wand in beiden Bereichen völlig geschlossen ausgebildet ist und daß sich die Spannuten von den Schneiden ausgehend nur an der Innenseite der Wand und im wesentlichen nur über den Bereich mit dicker Wandstärke erstrecken.
- Diese Ausbildung führt dazu, daß der Lochfräser im wesentlichen einen einzigen Span pro Schneide erzeugt und im Inneren des Lochfräsers wendelförmig ablegt. Lediglich zu Anfang oder zum Ende des Fräsvorganges können, insbesondere beim Durchbohren einer gebogenen Wand, wie einer Rohrwandung, einige wenige kurze Späne entstehen. Die Platine wird an ihrem Umfang ohne aufwendige Maßnahmen sicher an der Innenseite der Wand gehalten. Da die Wand des Lochfräsers völlig geschlossen ist und somit lediglich die relativ kleinen, innen liegenden Spannuten einen Verbindungsweg nach außen darstellen, wenn die ausgefräste Platine den topfförmigen Lochfräser verschließt, bleiben die Späne im Innenraum des Lochfräsers und können nach Fertigstellung des Loches mit diesem, zusammen mit der Platine, aus dem Bohrloch entfernt werden. Folglich bleiben von den angefallenen Spänen so gut wie keine Reste im Bohrloch oder im angebohrten Behälter, wie Rohr und dergleichen.
- Selbstredend muß die Tiefe des Innenraums im Bereich mit dünner Wandstärke, in axialer Bohrrichtung, ausreichend bemessen sein, um die angefallenen Späne und einen Großteil der ausgefrästen Platine bequem, d.h. störungsfrei, aufnehmen zu können. Die Menge der anfallenden Späne ist hauptsächlich abhängig von der Wandstärke des durchzubohrenden Rohres oder dergleichen. Der für die Aufnahme der Platine benötigte axiale Innenraum ist zum ersten ebenfalls abhängig von der Wandstärke, aber bei einer Rohrwandung auch von dem Durchmesser des Rohres, da die angefallene unebene Platine im Querschnitt den Abschnitt eines Kreisringes darstellt, der effektiv, nämlich um die Wölbung, dicker ist als die Wandstärke.
- In Anbetracht des vorstehend geschilderten Sachverhalts haben sich Lochfräser bewährt, bei denen das Größenverhältnis Außendurchmesser des Lochfräsers zur Länge des Bereichs mit dünner Wandstärke über 1 beträgt und vorzugsweise, je nach Wandstärke und Rohrdurchmesser, zwischen 1,4 und 2,8 liegt. Zum gleichen Zweck liegt das Größenverhältnis Länge des Bereichs mit dünner Wandstärke zur Länge des Bereichs mit dicker Wandstärke über 4, vorzugsweise zwischen 5 und 8.
- Damit die ausgefräste Platine auch beim Fräsen in verschiedenen Werkstoffen sicher im Innenraum gehalten und die aufzubringende Fräskraft vermindert ist, wird vorgesehen, daß der Innendurchmesser des Bereichs mit dicker Wandstärke kleiner ist als der Innendurchmesser des Bereichs mit dünner Wandstärke. Dem letztgenannten Zweck dient es auch, wenn der Außendurchmesser des Bereichs mit dicker Wandstärke den Außendurchmesser des Lochfräsers im Bereich der Schneiden bildet und größer ist als der Außendurchmesser des Bereichs mit dünner Wandstärke.
- Um gegen Ende des Fräsvorganges eine abdichtende Kragenbildung an der Innenkante der Platine zu fördern, ist die Stirnfläche des Bereichs mit dicker Wandstärke und/oder sind die Schneiden zur Querebene des Lochfräsers unter einem Winkel von 10 bis 60°, vorzugsweise 20°, konisch geneigt.
- In der Stabilität bewährt hat sich ein Bereich mit dicker Wandstärke, der, unter Vernachlässigung des sich anschließenden dünnen Wandbereichs, im Querschnitt im Prinzip trapezförmig ausgebildet ist. Die Seiten dieses Trapezes sind in zweckmäßiger, wirtschaftlicher Weise gebildet durch eine axial verlaufende Außenfläche, eine parallel hierzu verlaufende obere Innenfläche, eine unter einem Winkel von 10 bis 60°, vorzugsweise 20°, zur Querebene hin geneigte konische Stirnfläche und eine unter einem Winkel von 20 bis 70°, vorzugsweise 60°, von der Querebene weg geneigte konische untere Innenfläche.
- Der Rückenwinkel der Schneide beträgt 5 bis 20°, vorzugsweise 10°, zur Querebene.
- Die Größe der Spannut, nämlich Breite zwischen ihren Seitenwänden und Tiefe in der Wand, bedarf der Abstimmung. Die Größe muß einerseits ausreichend für die Abführung des Spanes ausgelegt sein. Andererseits darf die Nut die Wand nicht zu sehr schwächen, was, wie Versuche gezeigt haben, zu einem Bersten der Wand führen kann. Schließlich soll der Querschnitt möglichst klein sein, um einen Austritt der Späne zu vermeiden. Daher entspricht ihre Breite höchstens der Breite der Schneide, mindestens jedoch der halben Wandstärke des Bereichs mit dicker Wandstärke, und die Tiefe wird so gewählt, daß in der Wand, insbesondere im Bereich mit dicker Wandstärke, eine Mindeststärke von 0,5 Millimeter verbleibt. Diese Dimensionen gelten speziell beim Fräsen in Kunststoffen.
- Eine gesicherte und schnelle Spanabfuhr von der Schneide durch die Spannut wird weiter verbessert, wenn der Hauptwinklel der Schneide und/oder der Spannut 10 bis 45°, vorzugsweise 20°, zur Längsmittelebene beträgt.
- Sehr bewährt hat sich, wenn die Schneide und/oder die Spannut mit ihren Seitenwänden nicht radial verläuft bzw. verlaufen, sondern in einem Winkel von 10 bis 60°, vorzugsweise von 30°, zur Längsmittelebene, und zwar nachlaufend zum Umfang. Offenbar führt diese Geometrie zu einer verstärkten radialen Ablenkung des Spanes in die Spannut und durch diese in den Innenraum hinein, zur Bildung eines wendelförmigen Spanes. Diese Ablenkung mag auch begünstigen, daß der Span ungehindert und damit störungsfrei in die Nut eintreten kann, obwohl nahe am äußeren Umfang der Schneide und unterhalb von ihr ein Restbereich des Wandbereichs mit dicker Wandstärke verbleibt, um den Grund der Spannut zu bilden. Diesem Restbereich wurde oben schon eine Mindeststärke von 0,5 Millimeter gegeben.
- Bewährt hat sich des weiteren , daß die Länge der Rückenfläche mindestens ca. 11 mm beträgt. Folglich hat die Schneide einen Rückenwinkel, dessen Länge, je nach Fräserdurchmesser, sich über einen Winkel von 8 bis 25°, vorzugsweise von 13°, des Umfanges erstreckt, und die Rückenfläche geht über einen Radius mit der Länge von ca. 3 mm in die Stirnfläche über.
- Insbesondere zum Lochfräsen in Kunststoffen, insbesondere von Hand, hat sich eine Schneide mit der Höhe von 0,6 bis 1,8 Millimeter, vorzugsweise von 1 Millimeter, über der Stirnfläche bewährt.
- Die Schneidfläche besteht im oberen Bereich im Prinzip aus einem Parallelogramm, an das sich im unteren Bereich im Prinzip ein Dreieck anschließen kann, das eine Seitenwand der Spannut bilden kann. Dabei kann die Seite des Dreiecks, das den Grund der Spannut bildet, auch geringfügig von einer Gerade abweichen. Parallelogramm und Dreieck können stufenlos ineinander übergehen, um die Spanabfuhr zu begünstigen und die Herstellung der Schneidfläche zu erleichtern.
- In wirtschaftlichster Weise, und besonders zum Fräsen in Kunststoffen wie PE oder PVC, ist der Lochfräser einteilig und aus Hochleistungsschnellstahl (HSS) gebildet und mit gehärteten Schneiden versehen. Hierauf abgestimmt sind die oben genannten geometrischen Ausbildungen.
- Die Schneiden können jedoch auch bei Bedarf, nämlich bei der Bearbeitung von anderen Werkstoffen, vergleiche Einleitung, aus Hartmetallplättchen bestehen, die üblicherweise auf den Hauptkörper des Lochfräsers aufgelötet sind. Bei solchen Hartmetallschneiden können andere, von den vorgenannten abweichende, aber dem Fachmann aus ähnlichen Anwendungen bekannte geometrischen Ausbildungen, insbesondere der Schneidenwinkel, verwendet werden.
- Üblicherweise reicht es, über den Umfang des Lochfräsers verteilt, an der Stirnfläche drei bis fünf Schneiden und entsprechende Nuten anzuordnen.
- Der Lochfräser kann im Boden eine zentrische durchgehende Bohrung, insbesondere eine Gewindebohrung, aufweisen. Eine solche Bohrung kann zum Fräsen eine Bohrstange aufnehmen und nach dem Fräsen, nachdem die Bohrstange entfernt wurde, zum Ausstoßen der ausgefrästen Platine zusammen mir den Spänen mit Hilfe eines Gewindebolzens dienen.
- Des weiteren kann der Lochfräser am äußeren Umfangsbereich des Bodens mindestens zwei diametral gegenüberliegende, parallele Flächen aufweisen, über die er mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeugs, von Hand oder maschinell, verdreht werden kann.
- Der erfindungsgemäße Lochfräser kann mit erheblichen Vorteilen beim Herstellen von Löchern in Behältern oder Rohren aus beliebigen, teils in der Einleitung schon genannten Werkstoffen verwendet werden. Besonders geeignet ist der Lochfräser zum Herstellen von Löchern in unter Druck eines Mediums stehenden Behältern oder Rohrleitungen. Diese Herstellung wird schnell, sicher und sauber durchgeführt.
- Sehr gute Ergebnisse mit weitgehend gratfreiem Loch zeigt der Lochfräser, insbesondere in HSS-Ausführung, bei der Verwendung bei Behältern, Rohren oder Rohrleitungen aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem gegenüber dem im Behälter aufgenommenen oder durch das Rohr oder die Rohrleitung geleiteten Medium beständigen Kunststoff. Hierunter fallen vorzugsweise PE und PVC in den verschiedensten Ausführungen, aber auch andere gängige Kunststoffe für Behälter oder Rohre.
- Sehr wirtschaftlich ist des weiteren ein Verfahren, bei dem die Spannut oder die Schneidfläche der Schneide oder auch beide zusammen mittels eines werkstoffabtragenden Werkzeugs, insbesondere mittels eines Fräsers oder einer Schleifscheibe, hergestellt wird bzw. werden. Dann können Spannut und Schneidfläche der Schneide in einem Arbeitsgang hergestellt oder, z.B. bei Hartmetallschneiden, mindestens fertiggestellt werden.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nun näher beschrieben wird.
-
1 zeigt einen Lochfräser in der Draufsicht. -
2 zeigt den Schnitt nach der Linie II-II in1 . -
3 zeigt den Lochfräser in der Seitenansicht. -
4 zeigt den Lochfräser in der Druntersicht. -
5 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie V-V in1 . -
6 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt gemäß2 . - Der Lochfräser
1 ist einteilig, aus Hochleistungsschnellstahl (HSS) hergestellt und weist im Prinzip eine Topfform auf. An einen relativ, nämlich ca. 20 mm, dicken Boden2 mit 94 mm Durchmesser schließt sich eine kreisringförmige Wand3 an. Die Wand3 besteht zur Stirnfläche4 hin aus einem Bereich5 mit dicker Wandstärke, ca. 3,5 mm, und zum Boden2 hin aus einem Bereich6 mit dünner Wandstärke, ca. 1 mm. - Die Stirnfläche
4 ist mit vier gleichmäßig über den Umfang verteilten Schneiden7 versehen, von denen Spannuten8 ausgehen. Die Spannuten8 dienen zum Abführen der Späne in den Innenraum9 . Hierbei ist die Wand3 über beide Bereiche5 und6 völlig geschlossen ausgebildet. Die Spannuten8 gehen von den Schneiden7 aus und erstrecken sich nur an der Innenseite10 des Bereichs5 mit dicker Wandstärke und enden mit möglichst weichem Übergang im Bereich6 mit dünner Wandstärke. - Der Außendurchmesser Da1 des Lochfräsers
1 im Bereich der Schneiden7 beträgt ca. 95 mm, der Bereich5 ist ca. 7 mm, der Bereich6 ist ca. 43 mm lang. - Der Innendurchmesser Di1 des Bereichs
5 beträgt ca. 88 mm, der Innendurchmesser Di2 des Bereichs6 ca. 92,6 mm. Der Außendurchmesser des Bereichs5 entspricht dem Außendurchmesser Da1, beträgt also 95 mm, der Außendurchmesser Da2 des Bereichs6 beträgt ca. 94,6 mm. - Der Bereich
5 hat einen besonderen Querschnitt: Läßt man den sich anschließenden dünnen Bereich6 außer Betracht und setzt dessen Wanddicke auf 0, so ist der Querschnitt trapezförmig ausgebildet. Das Trapez, vergleiche6 , wird gebildet durch eine axial verlaufende Außenfläche11 , einer parallel hierzu verlaufenden oberen Innenfläche12 , durch die unter einem Winkel α = 20° zur Querebene Y-Y hin geneigte konische Stirnfläche4 und durch eine unter einem Winkel β = 60° von der Querebene Y-Y weg geneigte konische untere Innenfläche13 . - Der Boden
2 weist zu Montagezwecken eine zentrische Gewindebohrung14 mit 7/8 Zoll Gewinde und am äußeren Umfangsbereich zwei diametral gegenüberliegende parallele Flächen15 und16 , sowie einen vorspringenden, von den Flächen15 und16 unterbrochenen Rand17 auf. Die Flächen15 und16 bilden Angriffsflächen für ein Drehwerkzeug, zum Beispiel für einen Gabelschlüssel mit 90 mm Schlüsselweite. - Schneiden
7 und Spannuten8 verlaufen in einer besonderen Weise, vergleiche insbesondere die1 und5 :
Die Schneide7 weist zur Querebene Y-Y des Lochfräsers1 einen Rückenwinkel γ1 von ca. 10 Grad auf, vergleiche3 . Des weiteren verläuft die Schneide7 mit ihrer Schneidfläche18 in zwei Richtungen abweichend von – genauer: nachlaufend zu – der Längsmittelebene, siehe Schnitt in5 : Nämlich zum ersten unter dem Hauptwinkel γ2 von etwa 20 Grad, siehe3 , und zum zweiten unter dem Winkel δ1 von etwa 30 Grad, siehe1 . - Die Länge des Rückenwinkels γ1 erstreckt sich als Rückenfläche
19 über einen Winkel δ2 von etwa 13 Grad über den Umfang der Stirnfläche4 und geht über einen Radius20 in die Stirnfläche4 über. Die Höhe H7 der Schneide7 über der Stirnfläche4 beträgt ca. 1 Millimeter. - Entsprechend der Schneidfläche
18 und der Schneide7 erstreckt sich die zugehörige Spannut8 ebenfalls abweichend von der Längsmittelebene des Lochfräsers1 , wie zur Schneidfläche18 beschrieben, siehe3 und5 . Dabei ergibt sich, daß sich die Schneidfläche18 zunächst, nämlich oberhalb der Stirnfläche4 , mit Ihrer gesamten Breite B7, sozusagen in doppelter Schräglage, über die gesamte Dicke des Wandbereichs5 , ca. 3,5 Millimeter, erstreckt, siehe Doppelschraffur in5 . - Nahe am äußeren Durchmesser der Schneide
7 , genauer: ca. einem Millimeter unterhalb der Schneide7 , auf der Stirnfläche4 , beginnt die Spannut8 . Die Tiefe T8 der Spannut8 ist so gewählt, daß im Bereich5 außen, also zwischen dem Grund21 der Spannut8 und der Außenfläche11 , noch mindestens 0,5 Millimeter Restwandstärke stehen bleibt. Die Spannut8 verläuft dann mit ihrem Grund21 , wie oben beschrieben, schräg, nahezu wendelförmig, an der Innenseite10 der Wand3 , aber nur im Bereich5 mit dicker Wandstärke. - Der Grund
21 der Spannut8 verläuft so, daß sich im Bereich5 , zur Außenfläche11 hin, eine leicht zunehmende Restwandstärke ergibt bis schließlich der Grund21 nahezu übergangslos in die Innenseite10 des Bereichs6 mit dünner Wandstärke, ca. 1 mm dick, übergeht. Die Spannut8 hat über ihren Verlauf eine effektive, parallele Breite B8 von ca. 4 Millimeter. Ihre Breite B8 ist also etwas größer als die Wandstärke des Bereichs5 von 3,5 Millimeter und etwas geringer als die effektive Breite der Schneide7 , da diese unter den beiden Winkeln α und γ1 schräg verläuft und folglich etwas größer ist als die Wandstärke von 3,5 Millimeter des Bereichs5 . - Infolge des doppelten Schrägverlaufs von Schneide
7 und Spannut8 ergibt sich folgende Ausbildung der Schneidfläche18 unterhalb der Schneidkante, vergleiche5 :
Zunächst ist festzuhalten, daß die gesamte Schneidfläche18 aus einer einzigen Fläche besteht, die vorzugsweise planeben ausgebildet ist. Die gesamte Schneidfläche18 kann aber als zusammengesetzte Fläche betrachtet werden: Im oberen Bereich besteht sie im wesentlichen aus einem Parallelogramm, in5 doppelt schraffiert. Dieses Parallelogramm ist die Fläche, die sich als primäre und breiteste Schneidfläche der Schneide7 in zweifacher Richtung quer zur Stirnfläche4 des Lochfräsers1 erstreckt. Darunter schließt sich ein Dreieck an, einfach schraffiert. Das Dreieck bildet eine Seitenwand der der Schneidfläche18 vorgelagerten Spannut8 , vergleiche obige Beschreibung. - Bei thermoplastischen Kunststoffen ist die Spanabfuhr durch die Spannut
8 problemlos, da sich der Span infolge der Scherkräfte erwärmt und elastischer wird. Bei spröden Werkstoffen kann es vorteilhaft sein, mehr auf eine sanfte oder sogar völlig stufenlosen Führung des Spanes über die gesamte Schneidfläche18 zu achten. - Der völlig stufenlose Übergang zwischen dem oberen parallelogrammförmigen Teil und der unteren dreieckigen Teil der Schneidfläche
18 wird erzielt, indem zur Herstellung der Schneidfläche18 und der Spannut8 dasselbe Werkzeug, zum Beispiel derselbe Fräser, eingesetzt wird. Dann kann die gesamte oder nahezu die gesamte Schneidfläche, eventuell auch die gesamte Spannut, in einem Arbeitsgang hergestellt werden. - Falls Hartmetallschneiden aufgelötet werden, kann mindestens der letzte Arbeitsgang, zum Beispiel das Schleifen der Schneidfläche, gleichzeitig zum Fertigbearbeiten der Spannut oder mindestens deren der Hartmetallschneide zugeordnete Seitenwand genutzt werden.
- Das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich auf einen Lochfräser speziell zur Bearbeitung von Kunststoffrohren und dergleichen. Solche Lochfräser können in einem breiten Durchmesserbereich von etwa 50 bis etwa 200 Millimeter eingesetzt werden. Bei der Bearbeitung von anderen, härteren Werkstoffen, wie zum Beispiel Metallen, sind die Werkstoffe und Dimensionen des Fräsers an die dort erhöhten Schneidkräfte usw. anzupassen.
-
- 1
- Lochfräser
- 2
- Boden
- 3
- Wand
- 4
- Stirnfläche
- 5
- Bereich dicker Wandstärke
- 6
- Bereich dünner Wandstärke
- 7
- Schneide
- 8
- Spannut
- 9
- Innenraum
von
1 - 10
- Innenseite
- 11
- Außenfläche
- 12
- obere Innenfläche
- 13
- untere Innenfläche
- 14
- Gewindebohrung
in
2 - 15
- Fläche an
2 - 16
- Fläche an
2 - 17
- Rand
an
2 - 18
- Schneidfläche von
7 - 19
- Rückenfläche von
7 - 20
- Radius
- 21
- Grund
von
8 - H7
- Höhe von
7 - B7
- Breite
von
7 - B8
- Breite
von
8 - T8
- Tiefe
von
8 - Da1
- Außendurchmesser
von
5 - Da2
- Außendurchmesser
von
6 - Di1
- Innendurchmesser
von
5 - Di2
- Innendurchmesser
von
6 - X-X
- Längsachse
von
1 - Y-Y
- Querebene
von
1 - α
- Winkel
an
4 und7 - β
- Winkel
an
13 - γ1
- Rückenwinkel
an
7 - γ2
- Hauptwinkel,
Schneidwinkel an
7 - δ1
- Nachlaufwinkel
an
7 und8 - δ2
- Umfangslänge von
19
Claims (22)
- Lochfräser (
1 ) in Topfform mit mehreren an der Stirnfläche (4 ) der ringförmigen Wand (3 ) des Lochfräsers (1 ) angeordneten, in Umdrehungsrichtung wirkenden, spanabhebenden Schneiden (7 ) und mit diesen zugeordneten Spannuten (8 ) zum Abführen der Späne in den Innenraum (9 ) des Lochfräsers (1 ), dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (3 ) zu der Stirnfläche (4 ) hin einen Bereich (5 ) mit dicker Wandstärke und zum Boden (2 ) des Lochfräsers (1 ) hin einen Bereich (6 ) mit dünner Wandstärke aufweist, daß die Wand (3 ) in beiden Bereichen (5 ,6 ) völlig geschlossen ausgebildet ist und daß sich die Spannuten (8 ) von den Schneiden (7 ) ausgehend nur an der Innenseite (10 ) der Wand (3 ) und im wesentlichen nur über den Bereich (5 ) mit dicker Wandstärke erstrecken. - Lochfräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Größenverhältnis Außendurchmesser (Da1) des Lochfräsers (
1 ) zur Länge des Bereichs (6 ) mit dünner Wandstärke über 1, vorzugsweise 1,4 bis 2,8 beträgt. - Lochfräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Größenverhältnis Länge des Bereichs (
6 ) mit dünner Wandstärke zur Länge des Bereichs (5 ) mit dicker Wandstärke über 4, vorzugsweise zwischen 5 und 8, liegt. - Lochfräser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (Di1) des Bereichs (
5 ) mit dicker Wandstärke kleiner ist als der Innendurchmesser (Di2) des Bereichs (6 ) mit dünner Wandstärke. - Lochfräser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (Da1) des Bereichs (
5 ) mit dicker Wandstärke auch den Außendurchmesser des Lochfräsers (1 ) im Bereich der Schneiden (7 ) bildet und größer ist als der Außendurchmesser (Da2) des Bereichs (6 ) mit dünner Wandstärke. - Lochfräser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (
4 ) des Bereichs (5 ) mit dickerer Wandstärke und/oder die Schneiden (7 ) zur Querebene (Y-Y) des Lochfräsers (1 ) unter einem Winkel (α) von 10 bis 60°, vorzugsweise 20°, geneigt ist bzw. sind. - Lochfräser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (
5 ) mit dicker Wandstärke im Querschnitt im wesentlichen trapezförmig ausgebildet ist. - Lochfräser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Trapezes gebildet sind durch eine axial verlaufende Außenfläche (
11 ), eine parallel hierzu verlaufende obere Innenfläche (12 ), eine unter einem Winkel (α) von 10 bis 60°, vorzugsweise 20°, zur Querebene (Y-Y) hin geneigte konischen Stirnfläche (4 ) und eine unter einem Winkel (β) von 20 bis 70°, vorzugsweise 60°, von der Querebene (Y-Y) weg geneigte konische untere Innenfläche (13 ). - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückenwinkel (γ1) der Schneide (
7 ) zur Querebene (Y-Y) 5 bis 20°, vorzugsweise 10°, beträgt. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B8) der Spannut (
8 ) maximal der Breite (B7) der Schneide (7 ), mindestens jedoch der halben Wandstärke des Bereichs (5 ) mit dicker Wandstärke entspricht. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (T8) der Spannut (
8 ) so gewählt ist, daß in der Wand (3 ) eine Mindeststärke von 0,5 Millimeter erhalten bleibt. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptwinkel (γ2) der Schneide (
7 ) und/oder der Spannut (8 ) 10 bis 45°, vorzugsweise 20°, zur Längsmittelebene beträgt. - Lochfräser nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (
7 ) und/oder die Spannut (8 ) in einem Winkel (δ1) von 10 bis 60°, vorzugsweise 30°, zur Längsmittelebene des Lochfräsers (1 ) verläuft. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (
7 ) einen Rückenwinkel (γ1) hat, dessen Länge sich über einen Winkel (δ2) von 8 bis 25°, vorzugsweise 13°, des Umfanges erstreckt und eine Rückenfläche (19 ), die über einen Radius (20 ) in die Stirnfläche (4 ) übergeht. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H7) der Schneide (
7 ) über der Stirnfläche (4 ) 0,6 bis 1,8, vorzugsweise 1,0 Millimeter, beträgt. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (
7 ) eine Schneidfläche (18 ) hat, die sich im wesentlichen aus einem oberen Parallelogramm und einem unteren Dreieck zusammensetzt und beide Flächen ineinander übergehen. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochfräser (
1 ) einteilig ausgebildet ist. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochfräser (
1 ) aus Hochleistungsschnellstahl besteht und seine Schneiden (7 ) gehärtet sind. - Lochfräser nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden des Lochfräsers aus Hartmetall gebildet sind.
- Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche (
4 ) drei bis fünf Schneiden (7 ) und entsprechende Spannuten (8 ) über den Umfang der Wand (3 ) verteilt angeordnet sind. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden (
2 ) eine zentrische durchgehende Bohrung (14 ) eingebracht ist. - Lochfräser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Umfangsbereich des Bodens (
2 ) mindestens zwei diametral gegenüberliegende, parallele Flächen (15 ,16 ) angeordnet sind.
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---|---|---|---|
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DE10100711A DE10100711B4 (de) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | Lochfräser |
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ID=7670066
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Country | Link |
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DE (1) | DE10100711B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111515824A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-08-11 | 郭亚亚 | 一种金属波纹管制造加工工艺 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2404029A1 (de) * | 1974-01-29 | 1975-08-07 | Krupp Ag Huettenwerke | Verfahren zum kern- oder vollbohren und bohrkopf, insbesondere zur durchfuehrung des verfahrens |
DE29509470U1 (de) * | 1995-06-09 | 1995-08-17 | Johannes Erhard, H. Waldenmaier Erben, Süddeutsche Armaturenfabrik GmbH & Co, 89522 Heidenheim | Bohrwerkzeug zum Anbohren von Rohrleitungen |
-
2001
- 2001-01-10 DE DE10100711A patent/DE10100711B4/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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---|---|
DE10100711A1 (de) | 2002-07-18 |
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