DE1402954B2

DE1402954B2 - Bohrkopf zum kern oder vollbohren

Info

Publication number: DE1402954B2
Application number: DE19601402954
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fa Gebruder Heller, 2800 Bremen
Priority date: 1959-11-20
Filing date: 1960-10-29
Publication date: 1972-02-10
Also published as: US3094016A; GB914573A; DE1402954A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf zum Kernoder Vollbohren mit sich axial erstreckenden Führungsleisten, einer axialen Bohrung, einem die axiale Bohrung mit der Außenfläche des Bohrers verbindenden' Spanraum und einem auswechselbaren Schneidkörper, der mit seiner Breitseite an einer sich vom Hohlraum zur Außenfläche parallel zur Bohrerachse erstreckenden Wand des Spanraumes anliegt und mit seiner der Schneide abgekehrten Hinterkante an einer zur Spanraumwand senkrechten Stützfläche abgestützt ist.

Bohrer dieser Art sind durch die USA.-Patentschriften 2791 921 und 2 869 405 bekannt. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Bohrer besteht darin, daß die Schneidkörper nach dem Abnutzen durch neue Schneidkörper ersetzt werden müssen, weil es bei Bohrern dieser Art darauf ankommt, daß die Schneide ein vorgeschriebenes Maß über dem Ende der Führungsleisten vorsteht, was nach dem Nachschleifen bei den bekannten Bohrern nicht mehr öcr Fall ist.

Darüber hinaus hat der Bohrer nach der USA.-Palentschril't2S69 4()5 noch den Nachteil, daß dort für die Befestigung des Schneidkörpers eine besondere Spannpratze erforderlich ist, die einerseits den Spanabfluß behindert und andererseits bei kleineren Bohrerdurchmessern eine sehr komplizierte Fertigung erfordert.

Beim Bohrer nach der USA.-Patentschrift 2 791 921 weist der Schneidkörper an seinem der Schneide abgekehrten Ende einen sich parallel zur Bohrerachse erstreckenden Zapfen auf, mit dem er in eine Axialbohrung des Bohrerkörpers eingreift. Diese Verbindung des Schneidkörpers mit dem Bohrerkörper ergibt jedoch für die bei Bohrern dieser Art auftretenden Belastungen keine ausreichend stabile und dauerhafte Halterung des Schneidkörpers. Beim Bohren mit Bohrern dieser Art treten nämlich eine radial nach innen gerichtete sogenannte Passivkraft, eine axial gerichtete Vorschubkraft und eine zu diesen beiden Kräften senkrechte Hauptschnittkraft auf, die alle drei etwa von gleicher Größenordnung sind. Da bei dem Bohrer nach der USA.-Patentschrift 2 791921 die Schneide sich in einem der Länge des Schneidkörpers entsprechenden Abstand von dem den Schneidkörper mit dem Bohrerkörper verbindenden , Zapfen befindet, greift die Passivkraft mit verhältnismäßig großem Hebelarm am Verbindungszapfen an, was zu einer hohen Belastung des Verbindungszapfens führt. Dies hat aber den Nachteil, daß durch die Belastung beim Bohren nicht nur der Bohrungsdurchmesser beeinflußt wird, sondern auch eine Vibration des Schneidkörpers nicht ausgeschlossen ist. Diese Belastungen des Verbindungszapfens können auch leicht zum Bruch desselben führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrer zum Kern- und Vollbohren zu schaffen, bei dem der Schneidkörper stabil mit dem Bohrerkörper verbunden ist und das Schneidwerkzeug nachgeschliffen und dann zur Erzeugung einer Bohrung mit dem gleichen Durchmesser im gleichen Bohrer wieder verwendet werden kann.

Diese Aufgabe ist bei einem Bohrer der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schneidkörper an der der Spanraumwand zugekehrten Seite eine gerade Feder aufweist, für die in der Spanrauinwand eine entsprechende Nut vorgesehen ist, deren Längsachse mit der Bohrerachse ^!

einen spitzen Winkel bildet, und daß bedarfsweise zwischen der Hinterkante des Schneidkörpers und der Stützfläche mindestens ein auswechselbares Zwischenstück vorgesehen ist.

Durch die erfindungsgemäße Verbindung des Schneidkörpers mit dem Bohrerkörper wird erreicht, daß der Schneidkörper durch die sich fast bis zur Schneide erstreckende Spanraumwand und die Federnutverbindung in unmittelbarer Nachbarschaft von seiner Schneide am Bohrerkörper abgestützt ist.

Hierbei werden die senkrecht zur Spanraumwand gerichtete Hauptschnittkraft von der Spanraumwand, die radial nach innen gerichtete Passivkraft von einer Seitenwand der Nut und die axial gerichtete Vorschubkraft von der Stützfläche aufgenommen. Durch die erfindungsgemäße Neigung der Nut gegenüber der Bohrcrachsc wird darüber hinaus erreicht, daß die Feder des Schneidkörpers auf einer Seite nur von einer Komponente der Passivkraft und auf der anderen Seite von einer entgegengesetzt gerichteten Komponente der Vorschubkraft belastet wird, so daß eine wesentliche Verringerung der seitlichen Belastung der Feder des Schneidkörpers eintritt. Die beiden anderen Komponenlen der Passivkraft und

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der Vorschubkraft sind dann in Richtung der Feder Fig. 5 einen Teil eines Schnittes nach der Linie

auf die Stützfläche gerichtet, so daß ein wesentlicher 5-5 in Fig. 4,

Teil der am Schneidkörper angreifenden Kräfte die Fig. 6 einen Teil der Darstellung in Fig. 3, die

Feder des Schneidkörpers in seiner Längsrichtung den Schneidkörper in verschiedenen Stellungen zeigt,

belastet. Durch diese günstige Belastung der Feder- 5 F i g. 7 eine Seitenansicht des Schneidkörpers,

nutverbindung wird eine außerordentlich gute Sta- Fig. 8 eine Draufsicht des Schneidkörpers,

bilisierung des Schneidkörpers erreicht. Fig. 9 eine Seitenansicht eines Vollbohrkopfes ge-

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Nei- maß der Erfindung,

gung der Nut gegenüber der Bohrerachse besteht Fig. K) einen der Fig. 6 entsprechenden Schnitt darin, daß beim Einsetzen eines Zwischenstückes io durch den Vollbohrkopf nach Fig. 9,
der Schneidkörper längs der Nut so nach vom ver- Fig. 11 einen der Fig. 6 entsprechenden Schnitt schoben wird, daß seine Schneide sowohl axial als durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines auch radial gegenüber der ursprünglichen Stellung dem Bohrkopf nach Fig. 3 ähnlichen Bohrkopfes,
vorsteht und entsprechend zur Erzielung des ur- Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Bohrkopf 20 sprünglichen Zustandes beschliffen werden kann. 15 ist im wesentlichen zylindrisch und ist dazu vorge-Das zwischen der Hinterkante des Schneidkörpers sehen, mit dem Ende einer in der Zeichnung nicht und der Stützfläche nach dem Abschleifen eingesetzte dargestellten hohlen Bohrstange verbunden zu wer-Zwischenstück gewährleistet hierbei eine einwand- den. Der Bohrkopf 20 ist hohl. Ein einen Schneidfreie Abstützung des Schneidkörpers an der Stütz- stahl 22 mit Hartmetallschneide tragender Körper 21 fläche. Die Erfindung ermöglicht es hierbei, für mehr- 20 ist am Umfang des Kopfes 20 an seinem Ende befaches Nachschleifen mehrere Zwischenstücke oder festigt. Der Körper 21 ist durch Bearbeitung oder im Zwischenstücke verschiedener Dicke vorzusehen. Gießverfahren hergestellt. Der Schneidstahl 22 be-

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Er- steht aus einem geeigneten Hartmetall, einer Oxyfindung ist vorgesehen, daß die Feder parallel zur keramikplatte oder einem Schnellstahl und ist am Außenkante des Schneidkörpers verläuft. Dadurch 25 Körper 21 befestigt, z. B. angelötet oder angeklemmt, wird eine vereinfachte Herstellung des Schneidkör- Führungsleisten 23 und 24 aus geeignetem hartem pers erreicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Material, z. B. aus Hartmetall, sind in längs dem nach dem Abschleifen der Schneide bei gleicher Umfang gemessenen Abständen voneinander am Ende axialer Schneidenstellung immer der gleiche Boh- des Kopfes 20 angeordnet. Die Leiste 23 befindet sich rungsdurchmesser erhalteh.\jvird, wenn auf ein Be- 30 vorzugsweise diametral gegenüber dem vom Körper schleifen der dem Bohrerumfang zugekehrten Schneid- 21 und dem Schneidstahl 22 gebildeten Schneidwerkkörperaußenfläche verzichtet wird. zeug und die Leiste 24 ist zwischen der Leiste 23 und

Bei Bohrern zum Aufbohren einer vorhandenen dem Schneidwerkzeug 21, 22 angeordnet.

Bohrung ist es zwar bekannt, den Schneidkörper in Durch Drehen und Verschieben des Kopfes relativ

einem diesen allseitig umfassenden, gegenüber der 35 zu einem Werkstück schneidet der Schneidstahl 22

Bohrerachse geneigten Kanal zu führen. Dieser Stand eine ringförmige Bohrung in das Werkstück, wobei

der Technik hat jedoch die Erfindung dem Fach- ein Kern C übrig bleibt (Fig. 3). Wenn die Bohrung

mann nicht nahegelegt. Bei Bohrern zum Kern- und vollständig durch das Werkstück hindurchgeführt ist.

Vollbohren der eingangs genannten Art treten am wird der Kern dadurch von dem übrigen Werkstück

Schneidkörper wesentlich größere Kräfte auf als beim 40 gelöst und kann entfernt werden. Bevorzugt strömt

Aufbohren. Kühlflüssigkeit um das Äußere des Kopfes 20 zwi-

Außerdem ist bei Bohrern der eingangs genannten sehen dem Kopf und dem Werkstück und wird durch Art eine allseitige Führung des Schneidkörpers in das Innere des Kopfes, wie das durch die Pfeile in einem Kanal nicht möglich. Der Fachmann mußte Fig. 3 gezeigt ist, abgeleitet, wobei nicht nur der daher annehmen, daß bei diesen Bohrern eine Lage- 45 Schneidstahl 22 gekühlt wird, sondern zusätzlich auch rung des Schneidkörpers, die eine Verschiebung längs die Späne entfernt werden. Wie in F i g. 1 mit geeiner Führung zuläßt, in Anbetracht der auftreten- strichelten Linien gezeigt ist, ist die Längsöffnung im den hohen, insbesondere radial gerichteten Kräfte Kopf 20 neben dem Werkzeug im wesentlichen zynicht möglich ist. Die erfindungsgemäße Verbindung lindrisch und divergiert dann, um einen freien und des Schneidkörpers mit dem Bohrerkörper ergibt je- 5° ungestörten Fluß der Kühlflüssigkeit und der Späne doch überraschend eine so stabile Lagerung des vom Schneidwerkzeug weg zu gewährleisten.
Schneidkörpers auch ohne einen diesen ganz um- Wie aus den F i g. 2 bis 5 ersichtlich ist, weist der fassenden Kanal, daß auch bei Bohrern der eingangs Körper 21 im wesentlichen einander parallele ebene genannten Art bei Verwendung des auswechselbaren Oberflächen 25, 26 (Fig. 7) auf und ist dazu vorge-Zwischenstückes eine Nachstellung des Schneidkör- 55 sehen, in einem sich axial erstreckenden rechtwinkpcrs nach dem Schleifen möglich ist. ligen Schlitz 27 im Ende des Kopfes 20 angeordnet

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung zu werden. Eine als Spanraumwand ausgebildete an Hand in den Zeichnungen dargestellter Ausfüh- radiale Fläche 28 des Schlitzes 27 ist mit einer Führungsbeispiele von Bohrern gemäß der Erfindung rung in Form einer rechtwinkligen Nut 29 versehen, näher erläutert. Es zeigt 60 die gegenüber der Längsachse des Bohrkopfes 20 so

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kernbohrkopfes geneigt ist, daß ihre Achse die Achse des Körpers 21

gemäß der Erfindung, kreuzt.

Fig. 2 eine Stirnansicht auf das Ende des Kern- Der Körper21 ist mit einer entsprechenden im

bohrkopl'es, Querschnitt rechtwinkligen Feder 30 versehen, die in

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2, 65 die Nut 29 eingreift und dadurch den Körper 21 im

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Stirnan- Bohrkopf 20 führt. Der Körper 21 ist mit einem

sieht des Bohrkopfendes, bei dem der Schneidkörper Langloch 31 verschen, das sich parallel zur Achse

herausgenommen ist, der Feder 33 erstreckt. Eine Kopfschraube 32 greift

durch das Langloch 31 in eine Mutter 33, die in einer messer, den die äußere Schneidkante X beschreibt, Nut 34 im Körper 21 angeordnet ist, und hält den der gleiche ist wie beim ursprünglichen Schneidwerk-Körper 21 in einer bestimmten Stellung am Bohrkopf zeug. Diese Stellung kann leicht an einem Bohrkopf (F i g. 2, 3 und 6). Ein abgeschrägter Teil 40 auf der durch Messung des ursprünglichen Abstandes Y von Seitenfläche 25 schafft einen freien Durchtritt für die 5 einem vorbestimmten Punkt am Bohrkopf bis zur Späne. Um eine Rückwärtsbewegung des Körpers 21 Schneidkante X, nach dem der Schneidstahl 22 nachrelativ zum Bohrkopf 20 zu vermeiden, ist ein geschliffen ist, bestimmt werden. Der Schneidkörper scheibenförmiges Zwischenstück 39 zwischen einer wird so angeordnet, daß dieser Abstand nach dem Grundfläche 37 des Schlitzes 27 und dem hinteren Nachschleifen genau so groß ist wie er ursprüng-Ende 38 des Körpers 21 vorgesehen, das seine Rück- io Hch war. Die Schneidkante X ist dann zum Schneiden wärtsbewegung begrenzt. Eine Wurmschraube 36 des erforderlichen Durchmessers richtig angeordnet, mit zur Achse der Nut 29 parallelen und gleichge- Zwischen dem Schneidkörper 21 und der Grundrichteten Achse greift in eine Gewindebohrung der fläche 37 des Schlitzes 27 können Zwischenstücke 39 Grundfläche 37 des Schlitzes 27 ein. Das äußere angeordnet sein, wenn dieses erforderlich ist. Ende der Schraube 36 greift durch eine öffnung im 15 Die beschriebene Bohrkopfkonstruktion erlaubt Zwischenstück 39, berührt den Körper 21 und hält also nicht nur das Nachschleifen des Schneidwerkhierbei das Zwischenstück in Stellung. Wenn der zeuges, sondern auch das leichte Wiedereinsetzen Bohrkopf benutzt wird, wird der Körper 21 durch desselben, um den ursprünglichen Durchmesser zu den Eingriff der Feder 30 in die Nut 29 in einer ge- bohren, wobei das Schneidwerkzeug starr in der genau definierten Stellung gehalten, so daß jede Oszilla- 20 wünschten Stellung gehalten wird, tion oder Bewegung des Körpers 21 relativ zum Kopf Die Vorteile des leichten Einstellens nach dem

verhindert wird. Dadurch wird eine saubere Bohrung Nachschleifen der Schneidkanten kann auch bei den /-im Werkstück erreicht. bekannten Konstruktionen von Schneidwerkzeugen ■

Die äußere Schneidkante X des Schneidstahles angewendet werden, bei denen der Schneidkörper kann mit einem beliebig großen hinteren Freiwinkel 25 einen Bolzen aufweist, indem die Achse der Bohrung versehen sein. Dieser hintere Freiwinkel der Schneid- für diesen Bolzen eine Neigung erhält. Dieses ist an kante X kann auch z. B. Null sein, wie das aus F i g. 6 einem Ausführungsbeispiel in F i g. 11 dargestellt, bei ersichtlich ist. dem das Schneidwerkzeug 50 einen mit ihm fest

Wenn das Material des Werkstückes über den gan- verbundenen Bolzen 51 aufweist, der in eine Bohzen Querschnitt der zu bohrenden Bohrung zerspant 30 rung 52 eingreift, deren Achse gegenüber der Achse werden soll, z. B. bei einer Sackbohrung, dann wird des Bohrkopfes 20 geneigt ist. Durch eine Schraube ein Bohrkopf 41 verwendet, wie er in den F i g. 9 und 53 wird das Schneidwerkzeug in der gewünschten 10 dargestellt ist. Der Schneidkörper 21 ist wie bei Stellung gehalten. Nach dem Nachschleifen der dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 8 Schneidkante können Zwischenstücke zwischen dem ebenso mittels einer Federnutverbindung mit dem 35 Schneidwerkzeug 50 und der Grundfläche des Schlit-Bohrkopf verbunden. Die radiale Ausdehnung des zes 54, in dem das Schneidwerkzeug angeordnet ist, sich über die Bohrkopfachse CL erstreckenden eingesetzt werden, um den ursprünglichen Bohrungs-Schneidkörpers 21 ist größer als der Radius der Boh- durchmesser wiederherzustellen, rung, die gebohrt werden soll, so daß kein Kern ge- Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen verbildet wird. In F i g. 10 hat die Schneidkante 42 einen 40 laufen die Flächen des Schlitzes 27 und die Flächen hinteren Freiwinkel α. Eine ähnliche Anordnung kann 25, 26 des Schneidkörpers 21 einander parallel und bei Auf- und Feinbohrköpfen verwendet werden. einander entsprechend. Diese Flächen können aber

Zusätzlich zu den vorstehend geschilderten Vor- auch einen anderen Verlauf haben, der eine Axialtcilen der starren Befestigung des Schneidwerkzeug- bewegung des Schneidkörpers 21 im Schlitz 27 zu- (^! körpers am Hohlbohrkopf, die darin bestehen, daß 45 läßt. Es ist hierbei lediglich erforderlich, daß die der Bohrungsdurchmesser und die Bohrungskonzen- Flächen einander entsprechen und genau ineinandertrizität verbessert werden, erlaubt die vorstehend be- greifen. Die Nut 29 und die Feder 30 sind bei den schriebene Konstruktion, den Schneidwerkzeugkörper dargestellten bevorzugten Ausführungsformen mit leicht zum Nachschleifen des Schneidstahles 22 abzu- rechteckigem Querschnitt dargestellt. Befriedigende nehmen. Ist z. B. das Schneidwerkzeug ursprünglich 50 Resultate können jedoch erreicht werden, wenn die mit einem hinteren Freiwinkel α geschliffen, der so Nut und die Feder andere Querschnitte haben, z. B. groß ist wie der Winkel, den die Längsachse der Nut trapezförmig geformt sind.

mit der Achse des Bohrkopfes 41 einschließt, wie Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem

das in Fig. K) dargestellt ist, kann das Schneidwerk- Bohrkopf zum Bohren tiefer Bohrungen beschrieben zeug wieder in der gleichen Stellung im Bohrkopf 55 ist, deren Länge größer ist als deren Durchmesser, ist angeordnet werden. Es ist hierbei nur erforderlich, die Erfindung auch zum Bohren von Bohrungen, deden Schneidkörper so anzuordnen, daß der Durch- ren Länge kürzer ist als der Durchmesser, geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bohrkopf zum Kern- oder Vollbohren, mit sich axial erstreckenden Führungsleisten, einer axialen Bohrung, einem die axiale Bohrung mit der Außenfläche des Bohrers verbindenden Spanraum und einem auswechselbaren Schneidkörper, der mit seiner Breitseite an einer sich vom Hohlraum zur Außenfläche parallel zur Bohrerachse erstreckenden Wand des Spanraumes anliegt und mit seiner der Schneide abgekehrten Hinterkante an einer zur Spanraumwand senkrechten Stützlläche abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkörper (21) an der der Spanraumwand (28) zugekehrten Seite eine gerade Feder (30) aufweist, für die in der Spanraumwand (28) eine entsprechende Nut (29) vorgesehen ist, deren Längsachse mit der Bohrerachse (CL) einen spitzen Winkel bildet und daß bedarfsweise zwischen der Hinterkante (38) des Schneidkörpers (21) und der Stützfläche (37) mindestens ein auswechselbares Zwischenstück (39) vorgesehen ist.

2. Bohrkopf nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (30) parallel zur Außenkante des Schneidkörpers (21) verläuft.

3. Bohrkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkörper (21) ein Langloch (31) für eint- Schraube (32) zum Festklemmen des Schneidkörpers an der Spanraumwand (28) aufweist und daß in der Spanraumwand (28) eine Bohrung für die Schraube (32) vorgesehen ist.

4. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stützfläche eine Gewindebohrung und in dem Zwischenstück (39) eine Bohrung für eine Wurmschraube (36) vorgesehen sind.