DE10108963C1 - Bohrer - Google Patents

Abstract

Es wird ein Bohrer, insbesondere Tieflochbohrer, mit einem Grundkörper, in den - zumindest an dem der spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken dienenden Ende - Spannuten eingebracht sind, und mit einer Mittelachse vorgeschlagen, der sich dadurch auszeichnet, dass die durch Projektion der Stirnseite des Bohrers (1) auf eine senkrecht zur Mittelachse (5) verlaufende Ebene entstehende Fläche (3) maximal circa 25% der Gesamtquerschnittsfläche des Bohrers (1) ausmacht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrer, insbesondere Tieflochbohrer, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bohrer der hier angesprochenen Art sind bekannt. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere bei der Bear­ beitung von Aluminium unter Einsatz der sogenannten Minimalmengenschmierung die bei der Bearbeitung an­ fallenden Späne nicht mit der gewünschten Sicher­ heit aus dem Bearbeitungsbereich abtransportiert werden. Bei der Minimalmengenschmierung wird Luft, die mit Öltröpfchen versetzt ist, unter einem Druck von 4 bis 6 bar eingesetzt. Zum Vergleich hierzu sei darauf verwiesen, dass bei der herkömmlichen Schmierung eine Emulsion eingesetzt wird, die unter einem Druck von beispielsweise 20 bis 50 bar steht.

Es ohne weiteres verständlich, dass bei Einsatz von Luft bei einem vergleichsweise niedrigen Überdruck die Spanabfuhr nicht mit derselben Sicherheit er­ folgen kann, wie dies bei herkömmlichen Verfahren der Fall ist. Dadurch ergibt sich häufig ein Span­ stau, der eine Unterbrechung der Bearbeitung des Werkstücks erzwingt. Auch ist es möglich, dass die Bohrungsoberfläche durch die aufgestauten Späne in Mitleidenschaft, gezogen wird oder gar der Bohrer abbricht.

Aus der DE 196 27 436 A1 geht ein Vollhartmetall­ bohrer mit mehreren Schneiden und zwei Spannuten hervor, bei dem zum Zwecke der Vergrößerung der realisierbaren Bohrtiefe die Bohrergeometrie so ge­ wählt ist, dass der in einem Schnitt senkrecht zur Bohrerachse gemessene Nutquerschnitt zwischen 50% und 55% des Gesamtbohrerquerschnittes beträgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bohrer zu schaffen, der sich durch eine wesentlich verbesser­ te Spanabfuhr auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Bohrer, insbe­ sondere Tieflochbohrer vorgeschlagen, der die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Im folgen­ den wird von einer Fläche ausgegangen, die durch Projektion der Stirnseite des Bohrers auf eine Ebe­ ne entsteht, die senkrecht zur Dreh- beziehungswei­ se Mittelachse des Bohrers entsteht. Es hat sich gezeigt, dass bei einer Reduktion der Fläche auf maximal circa 25% der Gesamtquerschnittsfläche des Bohrers ein praktisch störungsfreier Spanabtrans­ port gewährleistet ist.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Bohrers, bei dem diese Fläche maximal circa 20% der Gesamt­ querschnittsfläche ausmacht. Bei dieser Ausgestal­ tung ist die Spanabfuhr besonders sicher und stö­ rungsarm.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri­ gen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung, die eine einzige Figur umfasst, beschrieben.

Die Figur zeigt eine Draufsicht auf die Vorderseite beziehungsweise Arbeitsseite eines Bohrers 1, die der spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken dient. Dessen Stirnseite ist auf die Bildebene der Figur projiziert. Die dabei entstehende Projekti­ onsfläche 3 ist zur Verdeutlichung schraffiert dar­ gestellt. Es sei aber ausdrücklich darauf hingewie­ sen, dass es sich hier nicht um eine Schnittdar­ stellung des Bohrers 1 handelt.

Die Stirnseite ist gegenüber der Bildebene der Fi­ gur, auf der die Mittelachse 5 des Bohrers 1 senk­ recht steht, geneigt. Die durch Projektion der Stirnseite in die Bildebene entstehende, im folgen­ den kurz als Fläche 3 bezeichnende Projektionsflä­ che ist punktsymmetrisch zum Schnittpunkt der Mit­ telachse 5 mit der Bildebene ausgebildet.

In der Figur sind zwei senkrecht aufeinanderstehen­ de Durchmesserlinien eingezeichnet, wobei eine ers­ te Durchmesserlinie 7 senkrecht und eine zweite Durchmesserlinie 9 horizontal verläuft. Sie schnei­ den sich in der Mittelachse 5 des Bohrers 1. Der erste Bereich 11 der Fläche 3 liegt praktisch ganz im ersten Quadranten I, also rechts oben von der Mittelachse 5 in dem von den beiden Durchmesserli­ nien 1 und 2 begrenzten Bereich. Die Begrenzungsli­ nie des ersten Bereichs 11 verläuft in einem ersten Abschnitt 13 parallel zur ersten Durchmesserlinie 7. Sie verläuft jedoch im zweiten Quadranten II und zwar in einem geringen Abstand zur ersten Durchmes­ serlinie 7.

Der erste Bereich 11 wird außerdem durch einen zweiten Abschnitt 15 der Begrenzungslinie begrenzt. Dieser ist im wesentlichen geradlinig und verläuft von links nach rechts leicht ansteigend, so dass er einen spitzen Winkel mit der zweiten Durchmesserli­ nie 9 einschließt. Der zweite Abschnitt 15 geht in einen dritten Abschnitt 17 der Begrenzungslinie ü­ ber, der unter einer Krümmung verläuft und in den ersten Abschnitt 13' übergeht, der den zweiten Be­ reich 11' der Stirnfläche 3 begrenzt und im vierten Quadranten IV in einem geringen Abstand zur ersten Durchmesserlinie 7 verläuft. Der erste Abschnitt 13, der den ersten Bereich 11 begrenzt, geht sei­ nerseits in einen - vorzugsweise zumindest bereichs­ weise kreisbogenförmig - gekrümmten dritten Ab­ schnitt 17' über, der sich im zweiten Abschnitt 15' fortsetzt. Der zweite Abschnitt 15' und der dritte Abschnitt 17' begrenzen den zweiten Bereich der Fläche 3.

Aus der Figur ist ersichtlich, dass der Abstand des zweiten Abschnitts 15 beziehungsweise 15' zur zwei­ ten Durchmesserlinie 9 wesentlich größer ist als der Abstand des ersten Abschnitts 13 beziehungswei­ se 13' zur ersten Durchmesserlinie 7. Es ist auch ersichtlich, dass der zweite Bereich 11' der Fläche 3 im dritten Quadranten III angeordnet ist.

Insgesamt zeigt sich, dass der erste Bereich 11 und der zweite Bereich 11' der Fläche 3 diametral zu­ einander angeordnet sind und zwar im ersten Quad­ ranten I und im dritten Quadranten III.

An den ersten Abschnitt 13 beziehungsweise 13' schließen sich Flanken des Bohrers 1 an, die im we­ sentlichen senkrecht auf der Bildebene der Figur stehen und einen Spanraum 19 beziehungsweise 19' begrenzen.

An den zweiten Abschnitt 15, 15' sowie an den drit­ ten Abschnitt 17, 17' schließt sich eine sogenannte Ausspitzung an, also eine Fläche, die nicht senk­ recht auf der Bildebene der Figur steht. Die Aus­ spitzung reicht noch bis in den ersten Abschnitt 13, 13', so dass dieser also nicht über seine gesamte Länge mit einer senkrecht zur Bildebene ver­ laufenden Fläche korrespondiert.

In den ersten Bereich 11 und den zweiten Bereich 11' der Fläche 3 können hier nur gestrichelt ange­ deutete Schmiermittelkanäle 23 beziehungsweise 23' münden, wobei der erste Schmiermittelkanal 23 im ersten Quadranten I und der zweite Schmiermittelka­ nal 23' im dritten Quadranten III angeordnet ist. Das hier austretende Luft/Öl-Gemisch spült die bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit dem Bohrer 1 entstehenden Späne in die Spanräume 19 und 19', die aufgrund der hier beschriebenen Ausgestaltung so groß sind, dass auch bei den geringen Druckwerten eine sichere Spanabfuhr gewährleistet ist. Wesent­ lich ist, dass die Fläche 3 maximal 25% der durch eine Kreislinie 25 angedeuteten Querschnittsfläche des Bohrers 1 ausmacht. Vorzugsweise wird vorgese­ hen, dass die Fläche 3 maximal circa 22% des Ge­ samtquerschnitts ausmacht. Besonders bevorzugt wird allerdings ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Stirnfläche 3 weniger als circa 20% der Gesamtquer­ schnittsfläche ausmacht.

Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel kann noch dadurch abgewandelt werden, dass der dritten Ab­ schnitt 17, 17' weiter in den jeweiligen Bereich 11 beziehungsweise 11' hineingezogen wird, so dass al­ so hier die Fläche 3 noch weiter reduziert wird. Dafür kann dann der zweite Abschnitt 15, 15' gegen­ über der zweiten Durchmesserlinie 9 steiler ange­ ordnet sein. Eine derartige Ausgestaltung ist bei­ spielhaft im ersten Quadranten I durch eine gepunk­ tete Linie 27 angedeutet.

Bei Benutzung des Bohrers 1 wird dieser, wie durch einen Pfeil 29 angedeutet, im Uhrzeigersinn ge­ dreht, so dass der zweite Abschnitt 15, 15' und Teile des dritten Abschnitts 17, 17' als Schneiden des Bohrers 1 wirken und Späne von dem Werkstück abtragen.

Es hat sich herausgestellt, dass sich die hier wie­ dergegebene Ausgestaltung des Bohrers 1 insbesonde­ re bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Alumini­ um besonders bewährt, insbesondere dann, wenn der Bohrer 1 als Tieflochbohrer ausgebildet ist, wenn also die Tiefe der bearbeiteten Bohrung wesentlich größer ist als der Durchmesser des Bohrers 1.

Aus den Erläuterungen wird deutlich, dass das Ver­ hältnis der Fläche 3 zu dem von der Kreislinie 25 umschlossenen Gesamtquerschnittes des Bohrers 1 von entscheidender Bedeutung ist. Die in die Bildebene projizierte Fläche 3 der Stirnseite darf also nicht mehr als 25% der Gesamtquerschnittsfläche ausma­ chen. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungs­ beispiel steht die in die Bildfläche projizierte Fläche der Stirnfläche im Verhältnis 1 : 5 zur Ge­ samtquerschnittsfläche des Bohrers 1.

Im Betrieb des Bohrers wird Luft, der Öltröpfen beigemischt sind, unter einem Druck von 4 bis 6 bar aus den Kühlmittelkanälen 23 und 23' ausgeleitet, so dass von den Schneiden des Bohrers abgetragene Späne ohne weiteres über die Spanräume 19, 19' aus­ getragen werden können.

Die hier dargestellte Ausgestaltung des Bohrers 1 ist, wie die erwähnten abgewandelten Ausführungs­ beispiele des Bohrers, insbesondere geeignet, bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Aluminium ein­ gesetzt zu werden, wobei der Bohrer vorzugsweise auch als Tieflochbohrer ausgebildet sein kann und eine Minimalmengenspülung eingesetzt wird. In allen Fällen ist gewährleistet, dass aufgrund des gerin­ gen Flächenanteils der Stirnseite des Bohrers 1 ei­ ne sichere Spanabfuhr gewährleistet ist.

Claims (8)

1. Bohrer, insbesondere Tieflochbohrer, mit einem Grundkörper, in den - zumindest an dem der spanab­ tragenden Bearbeitung von Werkstücken dienenden En­ de - Spannuten eingebracht sind, und mit einer Mit­ telachse, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Projektion der Stirnseite des Bohrers (1) auf eine senkrecht zur Mittelachse (5) verlaufende Ebene entstehende Fläche (3) maximal circa 25% der Ge­ samtquerschnittsfläche des Bohrers (1) ausmacht.

2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (3) maximal circa 22% der Gesamt­ querschnittsfläche des Bohrers (1) ausmacht.

3. Bohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Fläche (3) maximal circa 20% der Gesamtquerschnittsfläche des Bohrers (1) ausmacht.

4. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (3) weniger als 20% der Gesamtquerschnittsfläche des Bohrers (1) ausmacht.

5. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite und da­ mit auch die Fläche(3) von einem Spanraum (19, 19') und gegebenenfalls von einer Ausspitzung (21, 21') sowie von der Umfangsfläche des Bohrers (1) be­ grenzt wird.

6. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungslinie der Fläche (3) einen praktisch geradlinigen, im we­ sentlichen parallel zu einer ersten Durchmesserli­ nie (7) verlaufenden ersten Abschnitt (13, 13') auf­ weist.

7. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungslinie der Fläche (3) einen praktisch geradlinigen zweiten Abschnitt (15, 15') aufweist, der vorzugsweise einen spitzen Winkel mit einer zweiten Durchmesserlinie (9) einschließt, wobei diese vorzugsweise senkrecht auf der ersten Durchmesserlinie (7) steht.

8. Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (13, 13') und der zweite Abschnitt (15, 15') über ei­ nen gekrümmten dritten Abschnitt (17, 17') miteinan­ der verbunden sind.