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Die Erfindung betrifft einen Bohrer, insbesondere Schlangenbohrer, mit ein umlaufendes Außengewinde aufweisender, in Bohrerachse liegender Zentrierspitze, zumindest einer Hauptschneide und zumindest einer um einen Kern wendelförmig angeordneten Spanauswurfnut zum Abfluss von Bohrgut von der zumindest einen Hauptschneide gegen Bohrrichtung.
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Ein derartiger Bohrer ist vielfach bekannt. Üblicherweise weist er ein Arbeitsende, auch Bohrkopf genannt, mit Hauptschneiden und Zentrierspitze sowie ein Antriebsende zum Einbringen eines Drehmomentes auf. Er wird als Schlangenbohrer, insbesondere zum Einbringen längerer Bohrungen, eingesetzt, wobei der Bohrer mit Eingreifen in das Bohrgut mittels des Außengewindes in der Zentrierspitze in Bohrrichtung vorwärts gezogen wird, welches die Bohrung an sich erleichtert. Nachteilig ist jedoch, dass hierdurch zugleich der Vorschub des Bohrers in der Bohrung schlecht steuerbar ist.
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Zur Erhöhung einer Schnittleistung bzw. zur Erhöhung von Standzeiten sind Verbesserungen des Bohrers bekannt. Beispielsweise wird in der
DE 77 22 409 U ein Schlangenbohrer mit Vorschneider offenbart, wodurch eine verbesserte Schnittleistung erzielbar ist. In der
DE 299 06 495 U1 bzw.
DE 20006541 U1 wird jeweils ein Schlangenbohrer mit auswechselbarer Zentrierspitze beschrieben, wodurch die Standfestigkeit des Schlangenbohrers erhöht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist einen Bohrer, insbesondere einen Schlangenbohrer, der eingangs genannten Art bereitzustellen, dessen Vorschub bei der Bohrung besser kontrollierbar ist. Ferner sollte der Bohrer eine verbesserte Standfestigkeit und Schnittleistung aufweisen.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben. Die gestellte Aufgabe wird bereits dadurch gelöst, dass das seitlich in die Zentrierspitze zumindest eine Ausnehmung eingebracht ist, die das Außengewinde der Zentrierspitze über zumindest eine Zahnbreite des Außengewindes unterbricht.
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Ein Außengewinde kann mittels eines Gewindegangs beschrieben werden, der, abhängig von der Gewindeart, mittels eines wendelförmigen, im Querschnitt zahnartigen Vorsprungs mit Gewindeflanken seitlich begrenzt wird. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist dieser zahnartige Vorsprung an zumindest einer Stelle unterbrochen, d.h. beispielsweise mittels eingebrachter seitlicher Bohrung und/oder Einschleifung lokal abgetragen. Damit weist die Ausnehmung bezüglich ihres Öffnungsrandes einen Querschnitt auf, der in Bohrrichtung zumindest eine Breite des zahnartigen Vorsprungs bzw. des Zahns aufweist. Die Gewindeflanken können sich zu einem freien Ende der Zentrierspitze hin verringern, so dass der Querschnitt des Gewindezahns in einem in Bohrrichtung hinterem Abschnitt einen halbrunden Querschnitt aufweisen kann. Der Einsatz anderer üblicher Gewindetypen für das Außengewinde ist möglich, um hierüber beispielsweise auf die beim Bohren durch das Außengewinde auf den Bohrer ausgeübte Vorschubkraft zu verstärken oder abzuschwächen.
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Damit kann sich die Ausnehmung axial, d.h. in Bohrrichtung, zumindest über eine Zahnbreite erstrecken, wobei der betreffende Zahn in diesem Bereich mit Einbringen der Ausnehmung zumindest teilweise abgetragen ist. Mittels der erfindungsgemäßen Maßnahme wird der Gewindegang über zumindest die Breite eines Zahns gestört, d.h. der Zahn wird in umfänglicher Richtung bzw. in Richtung der „Wendelung“ freigelegt. Infolge dieser Störung im Gewindegang kann die Vortriebskraft des Außengewindes vermindert werden, wodurch zugleich der Vortrieb entsprechend etwas steuerbarer wird. Ferner bildet sich an dem unterbrochen Zahn eine als Zusatzschneidkante ausgebildete Schneidkante aus, die einen zusätzlichen Schnittbeitrag zum Abtrag von Bohrgut am Bohrgrund und zwar im Mittenbereich, d.h. im Bereich der Zentrierspitze, liefern kann. Damit kann wiederum eine verringerte Reibung und ein verminderter Bohrdruck am Bohrgrund erzielt werden, wodurch eine Bohrertemperatur am Bohrgrund vermindert sowie Standzeit und Schnittleistung des Bohrers erhöht werden kann.
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Die seitlich eingebrachte Ausnehmung kann von einer in Bohrerdrehrichtung vorderen eine Zusatzschneide ausbildende Seite und einer in Bohrdrehrichtung hinteren Span brechenden Seite seitlich begrenzt werden. Es kann somit an der vorderen Seite ein Span Bohrgut begonnen werden, der an der hinteren Seite abgebrochen werden kann.
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Infolge der Steigung des Außengewindes kann sich die Ausnehmung mit Bohrfortschritt wendelförmig in das weg zubohrende Bohrgut eingraben. Dies kann ebenfalls eine Störung im Abtrag darstellen und zum Abbrechen eines mittels der Zusatzschneide abgetragenen Spans Bohrgut beitragen. Dieser Abbruch kann wiederholt über den Bohrfortschritt erfolgen. Die auftretende Häufigkeit des Abbruchs über den Bohrfortschritt kann über eine Ganghöhe des Außengewindes, des Vortriebs, der Bohrerumdrehungsgeschwindigkeit und/oder die Ausbildung der Ausnehmung sowie deren Positionierung zur in der Gewindespitze beeinflusst werden.
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Die Ausnehmung kann sich, was bevorzugt ist, axial weiter als über nur eine Zahnbreite erstrecken. Somit können im Bereich der Ausnehmung die Flanken und zumindest ein Nutengrund des Außengewindes liegen, wobei, abhängig von der Gewindeart, zumindest der Nutengrund und an diesen angrenzende Bereiche der Flanken nicht schneidend, sondern Span brechend wirksam sein können. Damit kann weiterhin die Spanbrechung erhöht werden. Alle Maßnahmen zur Spanbrechung können dazu beitragen, feine und kurze Späne zu erzeugen, die leichter gegen Bohrrichtung wegtransportierbar sind.
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Ein besonderer Vorteil wird darin gesehen, dass die Ausnehmung gegen Bohrrichtung in eine zugeordnete Spanauswurfnut einmündet. Damit kann das mittels der durch die mindestens eine Ausnehmung gebildeten Zusatzschneide abgeschnittene Bohrgut von der Ausnehmung unmittelbar in die zugeordnete Spanauswurfnut eingebracht und somit leicht wegtransportiert werden. Dies kann einem möglichen Zusetzen der Ausnehmung durch abgeschnittenes Bohrgut wirkungsvoll entgegen wirken. Damit können weiterhin Temperatur und Druck am Bohrgrund vermindert werden, welches sich positiv auf Standzeiten und Schnittleistung des Bohrers auswirkt und/oder einem Ausbrechen von Material beim Durchbohren beim Austreten des Bohrers an einer einer Bohreintrittsseite abgewandten Bohraustrittsseite entgegenwirkt. Die Ausnehmung kann sich um einen ersten Betrag ihrer axialen Erstreckung in die zugeordnete Spanauswurfnut hinein sowie um einen zweiten Betrag über die Zentrierspitze erstrecken. Durch die Ausnehmung kann die Schneidgeometrie des Bohrers entschieden geändert werden. Bei beispielsweise einer Herstellung des Bohrers bzw. seines Arbeitsendes oder eines endseitigen Abschnittes desselben auf sintertechnologischem Wege kann diese geänderte Schneidgeometrie in einem Arbeitsgang eingebracht werden.
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Vorzugsweise erstreckt sich die Ausnehmung axial über zumindest zwei Zahnbreiten. Im Prinzip kann sich die Ausnehmung über die gesamte Zentrierspitze erstrecken. Die Ausnehmung kann sich axial zumindest über eine Drittel der Höhe, vorzugsweise über eine halbe Höhe der Zentrierspitze, erstrecken. Vorzugsweise endet die Ausnehmung in einem Abstand zu einem freien Ende der Zentrierspitze. Damit kann das Außengewinde im Bereich des freien Endes ungestört ausgebildet sein. Die Zentrierspitze selbst kann dann in diesem Bereich stabil genug ausgebildet sein, um ihre Funktion zur Zentrierung und zum Vortrieb des Bohrers ausreichend erfüllen zu können. Vorzugsweise endet die Ausnehmung in einem Abstand von 0,2 bis 0,5 der Höhe der Zentrierspitze unterhalb des freien Endes derselben.
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Um eine gute Schneidwirkung und Spanabfuhr erzielen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Tiefe der Ausnehmung größer als eine Gewindetiefe, vorzugsweise größer als eine doppelte Gewindetiefe und bevorzugt größer als eine dreifache Gewindetiefe des Außengewindes der Zentrierspitze sein. Eine optimale Erstreckung der Ausnehmung über die Zentrierspitze und/oder in Zentrierspitze hinein sowie/oder eine optimale maximale Tiefe der Ausnehmung kann von einer Optimierung mehrerer Faktoren, wie gewünschte Zentrierwirkung mittels der Zentrierspitze, Vorschubkraft mittels des Außengewindes, ausreichende Stabilität der Zentrierspitze trotz Querschnittsminderung infolge der Ausnehmung und dem gegenüber eine gewünschte Schneidwirkung bzw. Spanbrechung und/oder Spanfortführung mittels der Ausnehmung, abhängen.
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Vorzugsweise ist das Außengewinde als Rundgewinde, Trapezgewinde oder Flachgewinde ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausbildung des Bohrers, insbesondere des Schlangenbohrers, kann die Ausnehmung länglich oder nutenförmig ausgebildet sein. Diese nutenförmige Ausnehmung, nachfolgend Nut genannt, kann sich zumindest mit einer Haupterstreckungskomponente axial, d.h. in Bohrrichtung, zumindest über einen Drittel der Höhe der Zentrierspitze erstrecken. Die Nut kann sich beispielsweise wendelförmig über die Zentrierspitze erstrecken, wobei deren Steigung vorzugsweise zumindest mehr als doppelt so groß wie eine Steigung des Außengewindes ist. Insbesondere aus fertigungstechnischen Gründen wird bevorzugt, dass sich die Ausnehmung bzw. die Nut zumindest im Wesentlich ungekrümmt längserstreckt.
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Vorzugsweise ist die Ausnehmung mit einer zur Bohrerachse radialen Hauptrichtungskomponente seitlich in die Zentrierspitze eingebracht. Damit ist bezüglich einer umfänglichen Richtung eine größere Öffnungsbreite der Ausnehmung möglich, ohne den Bohrerkern zu sehr zu schwächen. Damit kann insbesondere eine Spanabfuhr verbessert werden. Insbesondere kann die Ausnehmung bezüglich ihres Querschnittes mit ihrer damit radial innen liegenden vorderen Seite oder Flanke in einem ersten Winkel größer 0° und kleiner 90° zur radialen Richtung seitlich in die Zentrierspitze eingebracht sein. Dieser erste Winkel kann einen Winkelwert im Bereich von größer/ gleich 15° bis kleiner/gleich 70°, vorzugsweise größer/ gleich 20° bis kleiner/gleich 50° und idealerweise um 30° aufweisen. Damit kann die Ausnehmung um einen bevorzugt geringen Betrag beabstandet zu der Bohrerachse angeordnet sein. Damit kann die Ausnehmung wirksam groß ausgelegt werden, ohne den Bohrkern unzulässig zu schwächen. Es können beispielsweise übliche Schlangenbohrer als Vormaterial verwendet werden, in die Ausnehmung bzw. Ausnehmungen eingebracht, insbesondere, wie bei der nutenartigen Ausnehmung, seitlich eingebracht werden.
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Die Hauptschneide kann radial außen einen ersten Abschnitt und radial innen einen an den ersten Abschnitt anschließenden zweiten Abschnitt aufweisen, wobei die beiden Abschnitte bezüglich einer Querschnittsebene in einem zweiten Winkel zueinander angeordnet sind. Damit kann zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt eine einen Spanbruch hervorrufende Unstetigkeit im Verlauf der Hauptschneide ausgebildet werden. Der zweite Abschnitt kann durch vordere Seite der Ausnehmung gebildet sein. Dieser zweite Abschnitt kann mit dem Einbringen der Ausnehmung in die Zentrierspitze ausgeformt werden. Somit kann der zweite Abschnitt durch radial innere Seite der Ausnehmung gebildet sein. Der zweite Abschnitt kann sich zumindest in etwa radial nach innen erstrecken. Der erste Abschnitt sich radial und umfänglich erstrecken kann. Damit kann der erste Abschnitt bezüglich eines Umfangkreises tangential und radial beabstandet zur Bohrermitte angeordnet sein. Der zweite Winkel zwischen den beiden Abschnitten kann 10° bis 90°, vorzugsweise 15° bis 70° und idealerweise so um 30° betragen. In üblicher Weise können sich die Hauptschneiden bzw. deren jeweils erster Abschnitt radial von Innen nach Außen bezüglich der Bohrerdrehrichtung zunehmen nachlaufend angeordnet sein. Damit können die Länge der Schneidkante im Vergleich zu einer rein radialen Erstreckung der Hauptschneiden vergrößert und das Bohrgut am Bohrgrund leichter abgeschnitten werden.
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Die Zentrierspitze kann vorzugsweise achsensymmetrisch zur Bohrerachse ausgebildet sein. Hierzu kann die Zentrierspitze zumindest zwei bezüglich der Bohrerachse radial zumindest in etwas gegenüberliegend angeordnet Hauptschneiden aufweisen. Die Hauptschneiden können bezüglich der Bohrerachse als Symmetrieachse achsensymmetrisch zueinander ausgebildet und/ oder angeordnet sein. Die Hauptschneiden können bezüglich ihrer Längserstreckung zumindest etwa parallel zueinander angeordnet sein. In Bohrerdrehrichtung vor den Hauptschneiden kann in üblicher Weise jeweils eine zugeordnete Spanauswurfnut angeordnet sein. Ebenfalls können zwei Ausnehmungen in die Zentrierspitze eingebracht sein. Die Ausnehmungen können bezüglich der Bohrerachse radial zumindest in etwas gegenüberliegend bzw. bezüglich der Bohrerachse zumindest in etwa achsensymmetrisch zueinander angeordnet und/oder ausgebildet sein. Diese Ausnehmungen können, vorzugsweise nutenartig ausgebildet, in die jeweils zugeordnete Spanauswurfnut einmünden. Damit können umfänglich in alternierender Folge und umfänglich beabstandet Ausnehmungen und Hauptschneiden angeordnet sein. Diese achsensymmetrische Ausbildung der Zentrierspitze bzw. des Bohrkopfes oder Arbeitsendes ermöglicht eine entsprechende symmetrische Drehmomentbelastung des Bohrers beim Einsatz.
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In einer weiteren Ausführungsform des Bohrers können sich die Hauptschneiden radial innen um einen geringen Betrag radial in die Zentrierspitze hinein oder unter die Zentrierspitze erstrecken. Damit kann die Span brechende Wirkung im Übergang von der Hauptschneide zur Zentrierspitze verstärkt werden.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann die Zentrierspitze und/oder Bohrkopf austauschbar angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Zentrierspitze als Verschleißteil ausgewechselt werden kann, sodass der restliche Teil des Bohrers weiter verwendet werden kann. Die Austauschbarkeit der Zentrierspitze ermöglicht zudem, dass nach Einbringen der Ausnehmung in die Zentrierspitze die Zentrierspitze zumindest im Bereich der Ausnehmung gehärtet bzw. ausgehärtet werden kann, sodass die Schneidwirkung an der Ausnehmung über erhöhte Standzeiten erhalten bleiben kann.
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Insbesondere dann, wenn der Bohrer als Holzbohrer vorgesehen ist, können Zentrierspitze und/oder Hauptschneiden jeweils radial außen eine in Bohrrichtung vorstehende Zusatzspitze aufweisen. Mittels dieser Zusatzspitzen kann jeweils gezielt eine Spanbrechung eingeleitet werden. Ferner können mittels dieser Zusatzspitzen mit Drehung des Bohrers umfängliche Einschnitte in den Bohrgrund eingekerbt werden, mittels welcher Fasern, insbesondere lange Fasern, geteilt werden können. Damit kann verhindert werden, dass diese Fasern ausbrechen oder sich keilförmig zwischen Bohrer und Bohrungswand festsetzen, wodurch eine vergrößerte Reibung und damit Temperaturentwicklung am Bohrgrund möglich wird.
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Insbesondere die radial außen liegenden Zusatzspitzen der Hauptschneiden können zu äußeren Vorschneidern mit jeweils mindestens einer umfänglich verlaufenden Schneidkante ausgebildet sein. Diese äußeren Vorschneider können in Bohrdrehrichtung mit jeweils einer vorderen Schneidkante und einer hinteren Schneidkante ausgebildet sein, die auf einem gleichen Radius angeordnet sind.
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Es kann zur weiteren Spanbrechung an zumindest einer Hauptschneiden zumindest eine Nut angeordnet sein, die sich von einer Schneidkante dieser Hauptschneide entgegen Bohrdrehrichtung des Bohrers zu einer Spanauswurfnut hin erstreckt und von einem äußeren Umfangskreis des Bohrkopfes beabstandet ist. Die Nut kann einen Querschnitt aufweisen, der in ihrer Längserstreckung entgegen Bohrdrehrichtung des Bohrers zu der Spanauswurfnut hin zunimmt. Alternativ oder zusätzlich können die Schneidkanten der Hauptschneide zu einem wellenförmigen Profil verschliffen. Dieses kann aus einer Folge von Wellentälern und Wellenbergen und/oder vorzugsweise aus aneinander gereihten Wellentälern gestehen, wobei die aneinander gereihten Wellentäler jeweils unter Ausbildung einer vorzugsweise spitzen Kante aneinander angrenzen. Die Nut bzw. Nuten können sich bezüglich ihres Querschnittes jeweils gegen Bohrerdrehrichtung erweitert ausgebildet sein. Dadurch kann einer möglichen Spanabfuhr durch diese Nuten ein geringerer Widerstand entgegengesetzt werden. Die Spanabfuhr kann somit erleichtert werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Ausführungsform des Bohrers, insbesondere des Schlangenbohrers, mit einer dazugehörigen Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine erste Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Schlangenbohrers mit einem Arbeitsende,
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2 eine zweite Seitenansicht des Schlangenbohrers gemäß 1,
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3 eine perspektivische Draufsicht auf das Arbeitsende des Schlangenbohrers gemäß 1,
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4 eine Ausschnittsvergrößerung des Schlangenbohrers gemäß 1 mit dem Arbeitsende,
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5 eine Querschnittsansicht des Schlangenbohrers gemäß 1 gemäß dem Querschnittsverlauf V-V in 4,
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6 eine Querschnittsansicht des Schlangenbohrers gemäß 1 gemäß dem Querschnittsverlauf VI-VI in 4,
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7 eine Querschnittsansicht des Schlangenbohrers gemäß 1 gemäß dem Querschnittsverlauf VII-VII in 4,
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8 eine Draufsicht auf das Arbeitsende des Schlangenbohrers gemäß 1,
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9 eine Längsschnittsansicht des Schlangenbohrers gemäß 1 gemäß dem Längsschnittsverlauf IX-IX in 8,
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10 eine Längsschnittsansicht des Schlangenbohrers gemäß 1 gemäß dem Längsschnittsverlauf X-X in 8,
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11 eine perspektivische Draufsicht auf das Arbeitsende einer zweiten Ausführungsform des Schlangenbohrers und
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12 eine perspektivische Draufsicht auf das Arbeitsende einer dritten Ausführungsform des Schlangenbohrers.
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In den 1 bis 10 werden verschiedene Ansichten und Schnitte einer ersten Ausführungsform eines als Schlangenbohrer 1 ausgebildeten Bohrers mit einem Arbeitsende 2 gezeigt, das eine in Bohrerachse a liegende Zentrierspitze 3 mit einem umlaufendes hier als Rundgewinde ausgebildetes Außengewinde 4 aufweist. Ferner sind hier zwei einander etwa radial gegenüberliegende und zur Bohrerachse a achsensymmetrische Hauptschneiden 5 zum Abschneiden von Bohrgut sowie wendelförmig angeordneten Spanauswurfnuten 6 zum Abfluss des Bohrgutes von den Hauptschneiden 5 gegen eine vorgesehene Bohrrichtung b gezeigt. Der Schlangenbohrer 1 weist gegenüberliegend zum Arbeitsende 3 ein Antriebsende 7 zum Einbringen eines Drehmomentes auf. In den 11 und 12 wird jeweils eine perspektivische Draufsicht auf das Arbeitsende 2 einer zweiten bzw. dritten Ausführungsform des Schlangenbohrers 1 gezeigt.
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Die Zentrierspitze 3 ist achsensymmetrisch zur Bohrerachse a ausgebildet. Wie insbesondere den 5 bis 8 deutlich entnehmbar, sind seitlich in die Zentrierspitze 3 zwei einander radial gegenüberliegend und zur Bohrerachse a achsensymmetrisch angeordnete längliche nutenartige Ausnehmungen 8 eingebracht, die sich etwa in Richtung der Bohrerachse a längserstrecken und gegen Bohrrichtung b jeweils in eine zugeordnete Spanauswurfnut 6 einmünden. Mit Einbringen der beiden Ausnehmungen 8 wird ein maxialer Durchmesser d basisseitig der Zentrierspitze auf eine Weite w (7), hier etwa um 60%, verringert. Um 90° versetzt hierzu ist der maximale Durchmesser d unverändert. Eigene Versuche zeigen, die Stabilität der Zentrierspitze hierdurch nicht nachhaltig beeinträchtigt wird. Die Ausnehmungen 8 erstrecken sich jeweils um einen ersten Betrag c ihrer axialen Erstreckung in die zugeordnete Spanauswurfnut 6 hinein sowie um einen zweiten Betrag e (3) über die axiale Höhe h der Zentrierspitze 3 (2). Die axiale Erstreckung der nutenartigen Ausnehmungen 8 ist somit jeweils die Summe dieser beiden Beträge c, e. Die Ausnehmungen 8 sind somit in einem Abstand f von einem freien Ende i der Zentrierspitze 3 beabstandet, so dass hier die ursprüngliche Funktionalität der Zentrierspitze 3 in Bezug auf Zentrierung und Vortrieb vollständig erhalten bleibt(3).
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Diese hier nutenartige Ausnehmungen 8 unterbrechen jeweils das Außengewinde 4 der Zentrierspitze 3 über mehrere in 9 und 10 eingezeichnete Zahnbreiten z des Außengewindes 4. Die Ausnehmung 8 wird seitlich von einer flankenartigen schneidwirksamen in Bohrerdrehrichtung d vorderen Seite 9 und einer Span brechenden in Bohrdrehrichtung g hintere Seite 10 seitlich begrenzt. Es kann somit an den der Seiten 9, 10 eine Span schneidende und Span brechende Wirkung erzielt werden. Damit kann über diese radiale Erstreckung der Zentrierspitze 3 zusätzlich zu den Hauptschneiden 5 auch zumindest über einen Teil der radialen Erstreckung der Zentrierspitze 3 Bohrgut von einem hier nicht dargestellten Bohrgrund in kurzen Spänen abgeschnitten und über die Ausnehmungen 8 gegen Bohrrichtung b in die jeweils zugeordnete Spanauswurfnut 6 von dem Arbeitsende 2 wegtransportiert werden. Damit kann der Bohrdruck am Bohrgrund beim Bohren deutlich abgesenkt werden, wodurch wiederum eine Bohrertemperatur am Bohrgrund abgesenkt und die Standzeit des Bohrers 1 erhöht werden kann. Ferner wird beim Durchbohren einem möglichen Abplatzen an Bohraustrittsseite wirksam entgegengewirkt.
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Insbesondere an radial äußeren Kanten 11 und an radial inneren Kanten 12 der die Ausnehmung 8 begrenzenden vorderen Seite 9 tritt eine Schnittwirkung auf, während an den dazwischen liegenden Flanken 13 und an den Übergängen zu den radial äußeren Bereichen 11 und radial inneren Bereichen 12 des Außengewindes 4 eine Spanbrechung eintritt. An der hinteren Seite 10 tritt wegen der in Bohrdrehrichtung g nachfolgenden Ausnehmung 8 ein Abriss der Späne, d.h. eine Spanbrechung auf. Da gleichzeitig ein Vorschub des Bohrers 1 erfolgt, kann, abhängig vom Bohrmaterial, eine weitere Spanbrechung auftreten. Somit können im Bereich der Zentrierspitze 3 sehr kurze und schmale Späne abgeschnitten werden, die insgesamt praktisch zerkrümeln und somit sehr leicht wegtransportiert werden können, so dass sich am Bohrgrund im Bereich der Zentrierspitze 3 lediglich ein sehr geringer Bohrdruck beim Bohren aufgebaut.
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Wie 5, einem Querschnittsverlauf V-V gemäß 4, und 8, einer Draufsicht auf das Antriebsende 7, ersichtlich, ist die Ausnehmung 8 bezüglich ihrer vorderen Seite 9 auf den Querschnitt bezogen in einem ersten Winkel α größer 5° und kleiner 60°, hier etwa 20° zur radialen Richtung seitlich in die Zentrierspitze 3 eingebracht. Die Ausnehmung 8 ist somit in einem radialen Abstand k zur Bohrerachse a in die Zentrierspitze 3 eingebracht. Damit kann im Vergleich zu einem möglichen radialem Einbringen der Ausnehmung 8 in die Zentrierspitze 3 eine weite Öffnung der Ausnehmung 8 radial nach außen erzielt werden, ohne dass der Kern 16 des Schlangenbohrers entschieden geschwächt wird. Dies ist in der Querschnittsabfolge gemäß den 5 bis 6 deutlich entnehmbar. Die Ausnehmungen 8 an sich bewirken eine vorteilhafte Reibungsminderung bezüglich Zentrierspitze 3 und Bohrgrund, da die Zentrierspitze 3 in diesem Bereich nicht am Bohrgrund anliegt. Ferner kann sich in den Ausnehmung 8 leichter Bohrgut ansammeln und durch dieselben weg in die zugeordnete Spanauswurfnut 6 transportiert werden. Die Ausnehmungen 8 weisen jeweils in Bohrerrichtung b vorn einen Absatz 8.1 auf, der unmittelbar an die Spanauswurfnut 6 angrenzt.
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Die Hauptschneiden weisen jeweils radial außen einen ersten Abschnitt 14 und radial innen einen an den ersten Abschnitt 14 anschließenden zweiten Abschnitt 15 auf. Der zweite Abschnitt 15 ist relativ kurz gehalten, wobei er mit hier mit dem Einbringen der jeweilig zugeordneten Ausnehmung 8 gebildet ist und somit zugleich diese Ausnehmung 8 begrenzt. Die Abschnitte 14, 15 grenzen scharfkantig aneinander. Es wird hierüber eine weitere Unstetigkeit im Schneidenverlauf geschaffen, die eine zusätzliche Spanbrechung verursacht. Die beiden Abschnitte 14, 15 bilden einen zweiten Winkel ß von etwa 30°. Der zweite Abschnitt 15 ist bezüglich der Bohrdrehrichtung g vorlaufend, wobei die Hauptschneide 5 im ersten Abschnitt 14 zudem radial nach außen und mit einer Erstreckungskomponente umfänglich mit gegen Bohrdrehrichtung g verläuft, wodurch die Hauptschneide 5 schneidgünstig praktisch verlängert wird.
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Die beiden weiteren Ausführungsformen des Schlangenbohrers 1 gemäß der 11 bzw. 12 unterscheiden sich dadurch von der ersten Ausführungsform des Schlangenbohrers gemäß den 1 bis 10 dadurch, dass zusätzlich in den Hauptschneiden 5 Unstetigkeitsstellen im Verlauf derselben eingebracht sind, die weitere Spanbrechungen verursachen und zum verbesserten Schnittverhalten des Schlangenbohrers 1 beitragen. Die Unstetigkeitsstellen sind hier in Form von in umfänglicher Richtung eingebrachter Nuten 16 (11) bez. eines eingebrachten wellenartigen Schiffes mit aneinander aufgereihten Wellentälern 17 ausgebildet, die randseitig über eine spitze Kante 18 aneinander angrenzen (12). Eine derartige etwas weniger spitze, aber dennoch Span brechende Kante 18 ist auch im Übergang Nut 16/ Hauptschneide 5 bzw. Wellental 17/ Hauptschneide 5 ausgebildet. Die Nuten 16, sind wie in 11 angedeutet, sich gegen Bohrerdrehrichtung g erweiternd ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schlangenbohrer
- 2
- Arbeitsende
- 3
- Zentrierspitze
- 4
- Außengewinde
- 5
- Hauptschneide
- 6
- Spanauswurfnut
- 7
- Antriebsende
- 8
- Ausnehmung
- 8.1
- Absatz
- 9
- vordere Seite
- 10
- hintere Seite
- 11
- äußerer Bereich
- 12
- innerer Bereich
- 13
- Flanke
- 14
- erster Abschnitt
- 15
- zweiter Abschnitt
- 16
- Nut
- 17
- Wellental
- 18
- Kante
- a
- Bohrerachse
- b
- Bohrrichtung
- c
- erster Betrag
- d
- Durchmesser
-
16
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Bezugszeichenliste
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- e
- zweiter Betrag
- f
- axialer Abstand
- g
- Bohrdrehrichtung
- h
- Höhe
- i
- Ende
- k
- radialer Abstand
- w
- Weite
- z
- Zahnbreite
- α
- erster Winkel
- ß
- zweiter Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 7722409 [0003]
- DE 29906495 U1 [0003]
- DE 20006541 U1 [0003]
