DE102007002530B4

DE102007002530B4 - Forstnerbohrer

Info

Publication number: DE102007002530B4
Application number: DE102007002530.2A
Authority: DE
Inventors: Winfried Ebert
Original assignee: Wolfcraft GmbH
Current assignee: Wolfcraft GmbH
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2016-03-03
Anticipated expiration: 2027-01-18
Also published as: DE102007002530A1

Abstract

Bohrer mit einem zylindrischen Bohrkopf (1), welcher zwei im Wesentlichen auf einer Diametralen liegende Hauptschneiden (2) und diesen zugeordnete Spankanäle (3) aufweist, wobei die Mantelfläche (5) des Bohrkopfes von Bogenabschnitten (6) gebildet ist, deren Stirnkanten (4) sich in Achsrichtung (A) erstreckende Zähne (8) mit Schneidkanten (7) und Spanflächen (9) aufweisen, welche Spanflächen (9) spitzwinklig in Schnittrichtung (S) rückversetzt zu einer durch die Schneidkante (7) gezogene Radiallinie (L) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne von Zinnen (8) gebildet sind, die mit einer ihrer Seitenwand jeweils eine Spanfläche (9) der Schneidkanten (7) bilden, wobei die zur Spanfläche (9) gegenüberliegende Seitenwand (10) der benachbarten Zinne (8) parallel zur Spanfläche (9) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrer mit einem zylindrischen Bohrkopf, welcher zwei im Wesentlichen auf einer Diametralen liegende Hauptschneiden und diesen zugeordnete Spankanäle aufweist, wobei die Mantelfläche des Bohrkopfes von Bogenabschnitten gebildet ist, deren Stirnkanten sich in Achsrichtung erstreckende Zähne mit Schneidkanten und Spanflächen aufweisen, welche Spanflächen spitzwinklig in Schnittrichtung rückversetzt zu einer durch die Schneidkante gezogene Radiallinie verlaufen.
Ein gattungsgemäßer Bohrer ist aus der US 1,185,380 A bekannt. Der bekannte Bohrer besitzt einen Schaft und einen am Ende des Schaftes angeordneten Bohrkopf, der eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist. Die Stirnfläche dieses Bohrkopfes besitzt zwei, im Wesentlichen auf einer Diagonalen verlaufende Hauptschneidkanten. An die äußeren Enden dieser Schneidkanten schließen Bogenabschnitte an, die mit Zähnen versehen sind. Die Spanflächen der Zähne verlaufen spitzwinklig zur Radialen.
Aus der EP 0 855 257 B1 ist ein Forstnerbohrer bekannt, bei dem die Umfangsfläche des zylindrischen Bohrkopfes Ausbuchtungen aufweist, die von schräg zur Achsrichtung verlaufenden Kehlen gebildet sind.
Die US 6,354,774 B1 beschreibt einen Bohrer mit einem zylindrischen Bohrkopf, bei dem in eine Stirnkante eines Bogenabschnittes Rundungen eingeschnitten sind.
Die US 2002/0141838 A1 beschreibt einen Forstnerbohrer, bei dem die Stirnkanten der Bogenabschnitte von Treppenschliffen erzeugte Schneidzähne aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Bohrer herstellungstechnisch zu verbessern.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.
Der Anspruch 1 sieht zunächst und im Wesentlichen vor, dass die Schneidkanten nicht schräg zur Achse, sondern parallel zur Achse des Bohrers verläuft. Die Zähne werden von Zinnen gebildet, die mit einer ihrer Seitenwand die Spanfläche der Schneidkante bilden. Die jeweils andere Seitenwand der Zinne bildet eine Parallelwandung zur Spanfläche der benachbarten Zinne, so dass der Zinnenzwischenraum zwei parallel zueinander verlaufende Seitenwandungen aufweist. Eine dieser Seitenwandungen verläuft spitzwinklig in Schnittrichtung rückversetzt zu einer durch die Schneidkante gezogene Radiallinie. Hierdurch ist ein positiver Spanwinkel an der parallel zur Bohrerachse verlaufenden Schneidkante gebildet. Es ist ferner vorgesehen, dass die Mantelflächen der Bogenabschnitte glattwandig verlaufen. Die Innenwandung der Bogenabschnitte kann mit Kehlen versehen sein. Diese Kehlen verlaufen bevorzugt in Achsrichtung und sind dem Zinnenzwischenraum zugeordnet. Die Bogenabschnitte schließen sich rückwärtig den Hauptschneiden an und bilden Vertiefungen. Diese Vertiefungen können von einem Fingerfräser gefertigt sein. Hierzu wird zunächst ein Stahlrohling gefertigt, der einen Schaft und einen zylinderförmigen Kopf aufweist. In den zylinderförmigen Kopf können auch die Schneidkanten und Spankanäle gefräst werden. Mit dem Fingerfräser, der die Vertiefung ausfräst, werden auch die sich in Achsrichtung erstreckenden Kehlen gefräst, die nahe dem Boden der Vertiefung parallel zur Achse verlaufen und nahe dem Boden der Zinnenzwischenräume geneigt nach außen bzw. nach außen gekrümmt verlaufen. Der Durchmesser des Fingerfräsers entspricht dem Zinnenzwischenraum, so dass diese Zinnenzwischenräume in einfacher Weise mit dem Fingerfräser gefräst werden können, wobei der Vorschub des Fingerfräsers in Radialrichtung eingestellt ist. Die Vorschubrichtung hat dabei einen spitzen Winkel zur Radialen, so dass die Spanflächen erzeugt werden können. Die Stirnkanten der Zinnen werden von Schrägen gebildet. Diese Schrägen liegen auf einer Innenkonusfläche, so dass die Stirnkanten der Zinnen eine Führungskante für den Bogenabschnitt ausbilden. Die Zinnenzwischenräume dienen als Spankanäle für die Späne, die von den Schneidkanten beim Bohren erzeugt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Figuren erläutert. Es zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung den Bohrer;
2 in vergrößerter Darstellung den Bohrkopf in der Ansicht;
3 eine Draufsicht auf den Bohrkopf;
4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in einer vergrößerten Darstellung;
5 das Detail V in 3; und
6 eine Darstellung gemäß 2 eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung.
Der Bohrer besteht aus Stahl und besitzt einen zylindrischen Schaft 17, mit dem der Bohrer in das Futter einer Bohrmaschine eingespannt werden kann. Der Bohrkopf 1 des Bohrers besitzt eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt mit einer von Spankanälen 3 unterbrochenen Zylindermantelfläche 5. Die Spankanäle 3 liegen sich im Wesentlichen diametral gegenüber und sind Hauptschneiden 2 zugeordnet. Die beiden im Wesentlichen auf einer Diametralen angeordneten Hauptschneiden 2 verlaufen rechtwinklig zur Achse A des Bohrers. Im Zentrum besitzt der Bohrkopf 1 eine Zentrierspitze 18.
An die radial äußeren Enden der Hauptschneiden 2 schließen sich Bogenabschnitte 6 an, die eine Vertiefung 13 nach radial außen begrenzen. Die Stirnkante 4 der Bogenabschnitte 6 wird von einer schrägen Innenkonusfläche 15 gebildet und ist von rechteckigen Aussparungen unterbrochen. Diese rechteckigen Aussparungen liegen zwischen zinnenförmigen Zähnen 8. Die Stirnflächen der dadurch gebildeten Zinnen 8 bilden die oben erwähnte Führungskante 4, die gegenüber den Hauptschneiden 2 in Achsrichtung rückversetzt sind.
Der 2 ist zu entnehmen, dass die Böden 16 der Zinnenzwischenräume auf einer gedachten Umfangslinie liegen.
Aus der 3 ist zu entnehmen, dass die Seitenwandungen 9 der Zinnen 8 auf einer Linie L verlaufen, die einen spitzen Winkel zur Radialen durch das Zentrum des Bohrkopfes 1 einnimmt. Zur Tangentiallinie T bildet die Linie L einen Winkel α, der etwa bei 65° liegt. Bevorzugt liegt dieser Winkel in einem Bereich zwischen 50° und 80° bzw. 60° und 70°. Die der von dieser Seitenwandung 9 gebildeten Spanfläche gegenüberliegende Seitenwandung 10, die einer benachbarten Zinne 8 zugeordnet ist, verläuft auf einer Linie H, die ebenfalls zu einer gedachten Radiallinie geneigt ist. Die Linien L und H verlaufen parallel zueinander, weshalb die Zinnenzwischenräume parallel zueinander verlaufende Seitenwandungen 9, 10 ausbilden, wobei die in Schnittrichtung S rückversetzt liegende Seitenwandung 9 mit der Mantelfläche 5 des Bohrkopfes 1 eine in Achsrichtung A verlaufende Schneidkante 7 ausbildet.
Aus der 3 ist darüber hinaus zu entnehmen, dass die Innenwandung der Bogenabschnitte 6 Kehlen 12 besitzen. Diese Kehlen 12 beginnen am Boden der Vertiefungen 13 und verlaufen dort in Achsrichtung. Hin zum Ende der Kehlen verlaufen die Böden der Kehlen 12 in einem oberen Kehlenabschnitt 14 gekrümmt nach radial außen und enden in den Böden 16 der Zinnenzwischenräume. Diese Kehlen 12 können auch mit einem Abstand vom Boden der Vertiefung 13 beginnen. Sie können vorgestaucht werden.
Die Kehlen 12, 14 können aber auch mit demselben Fingerfräser gefräst werden, mit dem auch die Vertiefung 13 bearbeitet wird. Die Drehachse des Fingerfräsers ist bei dieser gesamten Bearbeitung parallel zur Achsrichtung A. Nachdem mit dem Fingerfräser eine der Kehlen 12 gefräst worden ist, wird der Fingerfräser schräg nach oben und in Radialaußenrichtung vorgeschoben, so dass die Stirnfräskante des Fingerfräsers den oberen Kehlenabschnitt 14 bearbeitet, der auf einer Bogenlinie verläuft. Erreicht die untere Stirnkante des Fingerfräsers das Niveau des Bodens 16 des Zinnenzwischenraumes, wird der Fingerfräser nur noch in Radialaußenrichtung verschoben, wobei die Vorschubrichtung des Fingerfräsers geneigt zu einer Radialen durch die Achse A des Bohrkopfes 1 verläuft. Während dieser Vorschubbewegung wird vom Fingerfräser der Zinnenzwischenraum gefräst. Die beiden Seitenwandungen 9 und 10 des Zinnenzwischenraumes werden dadurch zwangsläufig parallel zueinander. Die Schneidkante 7 verläuft dabei in der bevorzugten Achsrichtung A.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die im Wesentlichen auf einer Kreislinie um die Achse A liegenden Schnittkanten 19 hinterschnitten. Der Winkel zwischen den Schnittkanten 19 und den Schneidkanten 7 ist demzufolge kleiner als 90°. Er beträgt im Ausführungsbeispiel 85°, so dass der Betrag der Hinterschneidung 5° beträgt. Diese Hinterschneidung führt zu einer weiteren Erhöhung der Schnittleistung und insbesondere zu einer Verminderung eines Aufheizen des Werkzeuges beim Bohren.

Claims

Bohrer mit einem zylindrischen Bohrkopf (1), welcher zwei im Wesentlichen auf einer Diametralen liegende Hauptschneiden (2) und diesen zugeordnete Spankanäle (3) aufweist, wobei die Mantelfläche (5) des Bohrkopfes von Bogenabschnitten (6) gebildet ist, deren Stirnkanten (4) sich in Achsrichtung (A) erstreckende Zähne (8) mit Schneidkanten (7) und Spanflächen (9) aufweisen, welche Spanflächen (9) spitzwinklig in Schnittrichtung (S) rückversetzt zu einer durch die Schneidkante (7) gezogene Radiallinie (L) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne von Zinnen (8) gebildet sind, die mit einer ihrer Seitenwand jeweils eine Spanfläche (9) der Schneidkanten (7) bilden, wobei die zur Spanfläche (9) gegenüberliegende Seitenwand (10) der benachbarten Zinne (8) parallel zur Spanfläche (9) verläuft.
Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Mantelflächen (5) der Bogenabschnitte (6) glattwandig sind und auf der Innenwandung (11) der Bogenabschnitte (6) in Achsrichtung (A) sich erstreckende, im Zinnenzwischenraum liegende Kehlen (12) angeordnet sind.
Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenabschnitte (6) sich rückwärtig an die Hauptschneiden (2) anschließende Vertiefungen (13) begrenzen.
Bohrer nach einer Kombination der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kehle (12) nahe dem Boden der Vertiefung (13) in Achsrichtung (A) verläuft und nahe dem Boden (16) des Zinnenzwischenraumes schräg oder gekrümmt nach radial außen geneigt verläuft.
Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirn der Zinnen (8) eine Führungskante (4) ausbilden, die von einer konischen Schräge (15) gebildet ist.
Bohrer nach einer Kombination eines der Ansprüche 4 oder 5 mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (13) von einem Fingerfräser gefräst ist, welcher auch die Kehlen (12, 14) und die Zinnenzwischenräume fräst.
Verfahren zur Herstellung eines Bohrers insbesondere gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein einen Schaft (17) und einen im Wesentlichen zylindrischen Bohrkopf (1) aufweisender Stahlrohling gefertigt wird und dieser mit einem Fingerfräser bearbeitet wird, wobei mit dem Fingerfräser in die Stirnseite des Bohrkopfes Vertiefungen (13) und in den Innenwandungen der sich dabei ergebenden Bogenabschnitte (6) in Achsrichtung (A) verlaufende Kehlen (12) gefräst werden und dass durch einen im Wesentlichen spitzwinklig zur Radialen gerichteten Vorschub des Fingerfräsers zinnenförmige Zähne (8) gefräst werden, welche mit ihren Seitenwandungen Spanflächen (9) und Schneidkanten (7) ausbilden.