DE19526686A1 - Mehrstufenbohrer - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrstufenbohrer zum bedarfsweisen Bohren von Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern ohne Wechseln des Bohrers mit einer Drehachse, einzelnen Bohrstufen mit vorgebbarem Durchmesser, der von der Spitze des Bohrers her in Drehachsenrichtung stufenförmig zu­ nimmt, und zumindest einer alle Bohrstufen anschneidende Spannut.

Derartige Mehrstufenbohrer werden in vielfältiger Weise bei der industriellen Montage eingesetzt. Insbesondere zum Her­ stellen von Bohrungen mit unterschiedlichsten Durchmessern schaffen derartige Mehrstufenbohrer Vorteile, da der Bohrer selbst nicht gewechselt werden muß. Derartige Mehrstufenboh­ rer werden sowohl in handbetätigten Maschinen als auch in stationären Maschinen eingesetzt.

Stand der Technik

Es sind Mehrstufenbohrer der eingangs genannten Art bekannt, die eine gerade, d. h. parallel zur Drehachse des Mehrstufen­ bohrers verlaufende Spannut aufweisen. Derartige Mehrstufen­ bohrer weisen ein relativ unruhiges Schneidverhalten auf und neigen zum Verhaken, was sich insbesondere bei manuellem Be­ trieb ungünstig auf die Arbeitssicherheit auswirkt, da mitun­ ter relativ große schlagartig auftretende Drehkräfte auf die Bedienperson einwirken können. Derartige Mehrstufenbohrer weisen in der Regel einen axial- und radial kontinuierlich fallenden Hinterschliff auf.

Darstellung der Erfindung

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vor­ liegenden Erfindung die Aufgabe bzw. das technische Problem zugrunde, einen verbesserten Mehrstufenbohrer der eingangs genannten Art anzugeben, der ein ruhiges Schneidverhalten ge­ währleistet, ein hohes Maß an Arbeitssicherheit mit sich bringt und darüberhinaus hohe Standzeiten ermöglicht.

Der erfindungsgemäße Mehrstufenbohrer ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestal­ tung und Weiterbildung sind Gegenstand der abhängigen Ansprü­ che.

Der erfindungsgemäße Mehrstufenbohrer zeichnet sich demgemäß dadurch aus, daß die Spannut spiralförmig ausgebildet ist. Durch das Anordnen einer spiralförmigen Spannut bei dem dar­ gestellten Mehrstufenbohrer wird ein ruhiges Schneidverhalten erzielt, da die Zerspanungskräfte gegenüber den bekannten Mehrstufenbohrern kleiner gehalten werden können. Darüber hinaus ist ein leichteres "Anbohren" des Materials infolge der spiralförmigen Ausbildung der Spannut gegeben.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Mehrstufenbohrers weist die Spannut bezogen auf den jeweiligen Durchmesser einer Bohrstufe einen konstanten Spi­ ralwinkel auf. Durch das Vorsehen eines konstanten Spiralwin­ kels, der bevorzugt im Bereich zwischen 20° bis 30° liegt, insbesondere 25°, beträgt, weist jede Stufe ein gleiches Spa­ nungsverhalten auf. Insgesamt treten geringere Drehkräfte für die Bedienperson auf, wodurch sich insbesondere die Arbeits­ sicherheit bei Handbohrgeräten erhöht.

Eine hinsichtlich gleichmäßigem Zerspanungsverhalten und ru­ higem Schneidverhalten bevorzugte Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Mehrstufenbohrers zeichnet sich dadurch aus, daß die Schneide jeder Bohrstufe, in Achsenrichtung gesehen, ei­ nen axialen Hinterschliff aufweist, derart, daß in einem an die Schneide anschließenden ersten Umfangsbereich, dessen Umfangswinkel im Bereich zwischen 20° und 40°, bevorzugt 30°, liegt, ein vergrößertes Hinterschliffmaß, insbesondere maxi­ mal 0,1 mm bis 0,2 mm, bevorzugt 0,15 mm, vorhanden ist, in einem an den ersten Umfangsbereich anschließenden zweiten Um­ fangsbereich, dessen Umfangswinkel im Bereich zwischen 3° und 10°, bevorzugt 5°, liegt, das Hinterschliffmaß wieder ab­ nimmt. Im Restumfangsbereich wird die 45°-Schräge ohne Hubbe­ wegung weitergeschliffen. Somit ergibt sich ein tatsächlicher Axialhub von 0,07 mm. Durch Anordnen eines relativ großen Hinterschliffes unmittelbar nach der Schneide wird ein gutes zerspanungsverhalten gefördert. Da bis auf den zweiten Um­ fangsbereich im Restumfangsbereich ein konstanter Hinter­ schliff vorhanden ist und dieser Restumfangsbereich den größ­ ten Umfangsbereich innerhalb der Bohrung ausmacht, zeigt der erfindungsgemäße Mehrstufenbohrer ein äußerst ruhiges Schneidverhalten. Die Neigung zum Verhaken ist deutlich redu­ ziert, was sich insbesondere bei Handbohrgeräten als sehr günstig darstellt. Darüberhinaus ist mit dem erfindungsgemä­ ßen Mehrstufenbohrer aufgrund des "schonenderen" Bohrverhal­ tens eine deutlich höhere Standzeit gegenüber dem bekannten Mehrstufenbohrer erzielbar.

Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Mehrstufenbohrer aus Hoch­ leistungsschnellarbeitsstahl hergestellt, dessen Oberfläche badnitriert ist.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise mit­ einander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offen­ sichtlich gegenseitig ausschließen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Wei­ terbildungen derselben werden im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und er­ läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen­ den Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in be­ liebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

Fig. 1 schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Mehrstufenbohrers mit spiralförmiger Spannut,

Fig. 2 schematischer Querschnitt durch eine Bohrstufe mit radialem Hinterschliff gemäß Schnitt A-B in Fig. 1,

Fig. 3 schematisches Ansichtsdetail im Bohrstufenrandbe­ reich,

Fig. 4 schematische Perspektivdarstellung des Mehrstufenboh­ rers gemäß Fig. 1 und

Fig. 5 schematische Darstellung des Details Z gemäß Fig. 4.

Wege zum Ausführen der Erfindung

Der in Fig. 1 dargestellte Mehrstufenbohrer 10 weist mehrere Bohrstufen 14.0, 14.1, 14.2, 14.3, . . . auf, die hintereinan­ der versetzt stufenförmig vorhanden sind. Bei dem in Fig. 1 linken Endbereich des Bohrers 10 ist eine Spitze 16 angeformt und im rechten Endbereich des Bohrers 10 ist ein Schaft 18 angeformt. Die Spitze bildet die erste Bohrstufe 14.0. Mit­ tels des Schaftes 18 kann der Mehrstufenbohrer in eine Bohr­ maschine eingespannt werden und drehend um seine Drehachse 12 angetrieben werden.

Der Mehrstufenbohrer 10 weist eine durchgehende Spannut 20 und eine in Fig. 1 nicht sichtbare um 180 Grad versetzt vor­ handene Spannut 20.2 (siehe Fig. 2) auf, die spiralförmig um die Drehachse 12 herum ausgebildet ist. Zwischen den einzel­ nen Bohrstufen 14 sind Schneiden 22 vorhanden, die das Mate­ rial zerspanen und dadurch im Material durch Rotation um die Drehachse 12 spanabhebend eine Bohrung schaffen, wobei es die Bedienperson in der Hand hat, den Durchmesser D der Bohrung im Einzelfall an den geforderten Durchmesser durch Auswahl einer geeigneten Bohrstufe 14 auszuwählen.

Die spiralförmigen Spannuten 20.1, 20.2 weisen bezogen auf den jeweiligen Durchmesser einen konstanten Spiralwinkel 40 (Fig. 5) von 25 Grad +/- 2 Grad Toleranz auf, was einen be­ sonders gleichmäßigen Schneidvorgang gewährleistet.

Die Bohrstufen 14 weisen sowohl in radialer Richtung (Fig. 2), d. h. in Umfangsrichtung, als auch in axialer Richtung (Fig. 5), d. h. in Mantelrichtung parallel zur Drehachse, ei­ nen Hinterschliff 21 bzw. 23 auf, was in Fig. 2 bzw. Fig. 5 näher dargestellt ist.

Gemäß Fig. 5 ist, ausgehend von der Schneide 22 einer Haupt­ schneide 25 einer Bohrstufe 14, in Umfangsrichtung ein erster Umfangsbereich 24 vorhanden, bei dem das Hinterschliffmaß ein relativ großes Maß bis 0,15 mm annimmt. An den ersten Um­ fangsbereich 24 schließt ein zweiter Umfangsbereich 26 an, bei dem das Hinterschliffmaß innerhalb einer relativ kurzen Wegstrecke deutlich verringert wird, bis auf ein Hinter­ schliffmaß 28.1 von 0,07 mm, das im sich anschließenden Rest­ umfangsbereich 28 vorhanden ist und konstant umlaufend bis zu einer Rückenkante 29 der nächsten Spannut 20.2 vorhanden ist. Der Umfangswinkel des ersten Umfangsbereiches 24 beträgt bevorzugt 30°, der Umfangswinkel des zweiten Umfangsbereichs 26 beträgt bevorzugt 5°.

Bei dem in Fig. 3 schematisch dargestellten Ausschnitt einer Seitenansicht ist die Außenwandung der Bohrstufe 14 zur Dreh­ achse 12 hin um einen Hinterschnittwinkel W geneigt vorhan­ den, welcher Hinterschnittwinkel bevorzugt im Bereich zwi­ schen 0° 15′ bis 0° 30′ liegt. Der Winkel Q zwischen Schneide 22 und Außenwandung 33 der Bohrstufe 14 beträgt bevorzugt 45° Die Darstellung zeigt somit die Verjüngung 36 der Durchmesser wie am Stufenbohrer vorhanden, was dazu führt, daß der Bohrer eine deutlich geringere Neigung zum Verklemmen während des Bohrvorgangs zeigt.

Der in Fig. 2 schematisch dargestellte Schnitt A-B gemäß Fig. 1 stellt den radialen Hinterschliff 21 des Mehrstufen­ bohrers 10 dar. Dabei nimmt das radiale Hinterschliffmaß, ausgehend von der jeweiligen Schneide 22 der Spannute 20.1 beziehungsweise 20.2, in Umfangsrichtung linear zu bis zur Rückenkante 29 der jeweils nachfolgenden Spannut. Das maxima­ le vorgebbare radiale Hinterschliffmaß 21.1 beträgt bevorzugt 0,05 mm.

Der erfindungsgemäße Mehrstufenbohrer ermöglicht ein leichtes Anbohren, ein äußerst ruhiges Schneidverhalten und trägt da­ durch wesentlich zur Arbeitssicherheit bei. Aufgrund der ge­ ringen Neigung zum Verhaken lassen sich mit dem erfindungsge­ mäßen Mehrstufenbohrer höhere Standzeiten erzielen.

Claims (8)

1. Mehrstufenbohrer (10) zum bedarfsweisen Bohren von Boh­ rungen mit unterschiedlichen Durchmessern ohne Wechseln des Bohrers mit

• - einer Drehachse (12),
• - einzelnen Bohrstufen (14) mit vorgebbarem Durchmesser (D), der von der Spitze (16) des Bohrers (10) her in Drehachsenrichtung stufenförmig zunimmt, und
• - zumindest einer alle Bohrstufen (14) anschneidende Spannut (20), dadurch gekennzeichnet, daß die Spannut (20) spiralförmig ausgebildet ist.

2. Mehrstufenbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannut (20) bezogen auf den jeweiligen Durchmesser (D) einer Bohrstufe (14) einen konstanten Spiralwinkel aufweist.

3. Mehrstufenbohrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralwinkel 20° bis 30°, bevorzugt 25°, beträgt.

4. Mehrstufenbohrer nach zumindest einem der übrigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (22) jeder Bohrstufe (14), in Achsrichtung gesehen, einen axialen Hinterschliff (24.1, 26.1, 28.1) aufweist, derart, daß in einem an die Schneide (22) an­ schließenden ersten Umfangsbereich (24), dessen Umfangs­ winkel im Bereich zwischen 20° und 40°, bevorzugt 30°, liegt, ein vergrößertes Hinterschliffmaß, insbesondere maximal 0,1 mm bis 0,2 mm, bevorzugt 0,15 mm, vorhanden ist, in einem an den ersten Umfangsbereich (24) anschlie­ ßenden zweiten Umfangsbereich (26), dessen Umfangswinkel im Bereich zwischen 3 und 10°, bevorzugt 5°, liegt, das Hinterschliffmaß (26.1) wieder abnimmt, und in einem Restumfangsbereich (28) ein Rundschliff (ohne axiale Hub­ bewegung) vorhanden ist (Fig. 2).

5. Mehrstufenbohrer nach zumindest einem der übrigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bohrstufe einen radialen, insbesondere linear ver­ laufenden Hinterschliff (21) aufweist.

6. Mehrstufenbohrer nach zumindest einem der übrigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrstufenbohrer aus Hochleistungsschnellarbeitsstahl besteht.

7. Mehrstufenbohrer nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Mehrstufenbohrers badnitriert ist.

8. Mehrstufenbohrer nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spannuten vorhanden sind.