DE2064024B2 - Bohrer - Google Patents

Description

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pers befestigt wird. Infolge dieses unzulänglichen erkauft Die gegenüber den bekannten aus Rohr ge-Haltes treten leicht Vibrationen der Schneidplatte fertigten Bohrern erheblich verbesserte Biege- uno ein was sich hinsichtlich der Bohrungsoberfiäche Torsionssteingkeit bewirkt, daß der Bohrer weniger und der Standzeit negativ auswirkt und leicht zum zum Verlaufen neigt, größer? Vorschübe pro Umare-Schneidplattenbruch führen kann. 5 iiung verträgt und kleinere Bohrungstoleranzen zu-

Ein weiterer Nachteil der beiden obengenannten läßt , ,

bekannten, aus einem Rohr hergestellten Bohrer be- Die Erfindung wurde dem Fachmann auca euren

steht darin, daß der Schaftdurchmesser dieser Bohrer den Stand der Technik nicht nahegelegt uer racnimmer gleich dem Rohrdurchmesser ist, so daß für mann wußte, daß beim Kaltwalzen der Nutenlaer eini-Bohrer verschiedenen Durchmessers immer Aus- ιό gangs genannten Gesteinsbohrer außeroröenuicn eanesrohre mit entsprechenden Dnrchmessern be- große Kräfte auftreten. Es war deshalb von vornnernutzt werden müssen. ein anzunehmen, daß beim Kaltwalzen eines Rohres

Durch den erfindungsgemäBen Bohrer werden mit einer verhältnismäßig kleinen inneren öonrung alle diese Nachteile der bekannten, aus einem Rohr diese Bohrung durch die beim Kaltwalzen auitreienhergestellten Bohrer beseitigt Als Ausgangsronre 15 öfen Druckkräfte zugequetscht wurde. Dies war umkönnen für den erfindungsgemäßen Bohrer beliebig somehr wahrscheinlich, da das Volumen der m aas dickwandige Rohre verwendet werden. Diese werden Ausgangsrohr einzubringende Spanabruumuten em durch die Massivumfonnung zur Bildung der Span- Vielfaches des Volumens der in dem Rohr v^*"^; abführnut praktisch hinsichtlich der Torsionssteifig- nen Bohrung ist und das aus den Nuten verarangre keit nicht geschwächt, da sich bei der Massivumfor- ao Material zu einer Verdickung oder Verlängerung aes mun° gleichzeitig auch die Rohrbohning verformt Bohrerschaftes führen würde. Die Versucöe aes ητ-UDd dadurch die Stärke der Bohrerwandung am Nu- finders haben jedoch gezeigt, daß in volJig uoenή-tenerund nur unwesentlich geringer ist als die Stärke sehender Weise die Rohrbohrung erhalten bleibt waa der Rohrwandung des Ausgangsrohres und der für beim Massivumformen nur ihre Querschnittstorm die Torsionssteifigkeit besonders wichtige Bohrerrük- »5 verändert wird, so daß auch nach dem Massivumrorken eine verstärkte Wandung erhält. Der erfindungs- men tin axial durchgehender Kanal verbieiot eemäße Bohrer kann also, ähnlich wie der durch die Der erfindungsgemäße Bohrer kann durcn ein oe-

USA -Patentschrift 2 817 983 bekannte Bohrer, aus kanntes Kaltwalzverfahren je nach Bohrerdurcnmesdickwandigen Rohren hergestellt werden, oh^e daß ser etwa in 0,3 bis 2 Sekunden herg^tellt werden hierbei praktisch die bei diesem bekannten Bohrer 30 Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung unvermeidliche Wandstärkenschwächung am Nuten- von in den Zeichnungen dargestellten Ausruhrungsgrund eintritt. Obwohl der erfindungsgemäße Bohrer beispielen von erfindungsgemäßen Bohrern undfeiner Lch aus einem dünnwandigen Rohr hergestellt wer- Vorrichtung zum Kaltwalzen derselben im einzelnen den kann, hat er gegenüber der deutschen Auslege- erläutert. Es zeigen etimansicht

schrift 1 127 174 den Vorteil, daß er für größere 35 Fig. 1 und 2 eine Seiten- und «w' Stonansrcht Bohrleistungen auch aus einem dickwandigen Rohr eines Ausgangsrohres /um Herstellen eines Bohrers hergestellt werden kann, was bei dem durch die deut- gemäß der Erfindung.

2 Auslegeschrift bekannten Bohrer ausgeschlossen Fig.3 und 4 den Darstellungen nach F^ und

ist so daß die diesem Bohrer anhaftenden, vorste- 2 entsprechende Darstellungen eines ^z.^ur »^ei?^™8 hend beschriebenen Nachteile vermieden werden 40 des erfindungsgemäßen Bohrers massivumgeformten uA„_npn Rohres nach den F1 g. 1 und 2,

Gegenüber diesen beiden bekannten, aus einem Fig. 5 eine Seitenansicht eines Bohrers, der aus

Rohr hergestellten Bohrern hat der erfindungsge- dem massivgeformten Rohr nach den Fig.3 und 4 mäße Bohrer noch den weiteren Vorteil, daß die hergestellt ist.

Massivumformung in bekannter Weise so gesteuert 45 Fig.ö und / Schniuc nac. uc. ^...ic» werden kann, daß das durch das Formen der Nuten bzw. VII-VII m Figj> entsprechende

verdrängte Material entweder zur Längung oder zur Fig 8 und 9 den Fi^3 und \^enJprecnenae

Ein weiterer überraschender Vorteil der Erfin- nach Fig. 1 und 2. riickwandiees Rohrl

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1127174 zu sein brauchen, wird _o_ _

Biege- und Torsionssteifigkeit des erfindungsgemä- der Länge der Spanabführnuten3 und 4 isij-'ψ^.ψ

ßen Bohrers nicht mit dem Nachteil von gegenüber das Rohrl eingeformt werden sollen. Auf,delS^;Wai-

den anderen Bohrern größeren Kühlmitteldrucken zen 6 und 7 befinden sich in der ZejüBfiÜngtmctit

dargestellte Rippen, die ein Negativ der zu fertigen- 4 in das Rohrl entsteht der in Fig.3 dargestellte den Spanabführnuten 3 und 4 sind. Der Abstand der Bohrerschaftrohling 11 mit dem axial durchgehenden Rippen auf den Walzen 6 und 7 ist von dem Durch- Kanal 9. Die Spanabführnuten 3 und 4 laufen hierbei messer des herzustellenden Bohrers abhängig und bis zum linken Ende des Bohrerschaftrohlinges 11, nimmt mit dem Bohrerdurchmesser ab. Durch den 5 während das rechte Ende unverformt bleibt und da-Winkel, den die Rippen auf den Walzen mit den her den ursprünglichen Durchmesser des Rohres 1 Walzenachsen bilden, wird die Steigung der sclirau- beibehält und so einen Einspannschaft 12 des BohbenfÖrmigen Spanabführnuten 3 und 4 weitestgehend rerschaftes bildet. Der Durchmesser des Einspannvorgegeben. Beide Walzen 6 und 7 werden mit glei- schaftes 12 ist hierbei kleiner als der Durchmesser chen Drehzahlen und gleicher Drehrichtung angetrie- io des mit den Spanabführnuten 3 und 4 versehenen ben. Hierbei ist es wichtig, daß sich die Rippen der Teiles des Bohrerschaftes 11.

Walzen jeweils exakt gegenüberstehen. Die Walze 6 Das linke Ende des Bohrerschaftrohlinges 11 ist unverschiebbar im Gestell 8 der Walzvorrichtung wird, wie das aus F i g. 5 hervorgeht, durch spanabgelagert. Die Achse der Walze 7 kann jedoch in der hebende Bearbeitung in bekannter Weise für die Bedurch die beiden Walzenachsen definierten Ebene 15 festigung einer Hartmetalischneidplatte 13 vorbereiparallel verschoben werden. tet Zu diesem Zweck wird dieses Ende des Bohrer-

Das Kaltwalzen des Rohres 1 erfolgt nun in der schaftrohlinges mit einem Diametralschlitz 14 für die folgenden Weise. Die beiden Walzen 6 und 7 drehen Hartmetalischneidplatte 13 und mit gegenüber der sich gleichsinnig. Zwischen ihnen liegt auf dem Füh- Bohrerachse und der Mittelebene des Schlitzes 14 gcrungslineal 2 das Rohr 1. Die Walze 7 verschiebt sich ao neigten Flächen 15 versehen. Der Diametralschlitz in Richtung auf die Walze6, wodurch das Rohrl wird hierbei so angeordnet daß seine Diametralvon der Walze 7 gegen die Walze 6 gedrückt wird. ebene am Schlitzgrund (F i g. 7) zwei diametral ein-Durch die Drehbewegung der Walzen 6 und 7 wird ander gegenüberliegende Kanten 16 verbindet, die das Rohr 1 in Drehung versetzt. Durch den Arbeits- durch den Übergang zwischen den Spanabführnudruck, mit dem die Walze 7 das Rohr 1 gegen die 35 ten 3 und 4 und der Mantelfläche des Bohrerschaftes Walze 6 drückt, formen die Rippen auf den beiden gebildet werdeo. An diesen Kanten ist die Wand-Walzen die schraubenförmigen Spanabführkanäle 3 stärke des Bohrerschaftes am größten, so daß da- und 4 in das Rohrl ein, wobei das Rohrmaterial durch eine gute Abstützung der Hartmetallschne-iflzum Fließen kommt und durchgeknetet wird. Der platte 13 am Grund des Schlitzes 14 gegen axial geArbeitsdruck, mit dem die Walze 7 gegen das Rohr 1 30 richtete Belastungen der Hartmetalischneidplatte gegedrückt wird, ist einstellbar, so daß das Umformver- währleistet ist. Die Tiefe des Schlitzes 14 ist in bezug mögen begrenzt wird. Der Vorgang des Kaltwalzens auf die Steigung der Spanabführnuten 3 und 4 so geist beendet wenn der eingestellte Arbeitsdruck gleich wählt daß am Austritt der Hartmetallschneidplatte dem Gegendruck ist den das Rohr 1 einer weiteren 13 aus dem Schlitz 14 (Fig.6) die Längsachse des Umformung entgegensetzt oder wenn die Walze 7 35 Querschnittes des Kanals 9 einen so spitzen Winkel sich auf einen vorher gewählten Abstand zur Walze 6 mit der Mittelebene des Schlitzes 14 bildet daß vom eingestellt hat Querschnitt des Kanals 9 nur die diametral einandei

Versuche haben gezeigt daß bei genügend großen gegenüberliegenden Ecken 17 seitlich etwas über der Rohrdurchmessern die Bohrung 2 des Rohres 1 wäh- Schlitz 14 vorstehen und so ganz kleine Austrittsöff · rend des Umformvorganges nicht zugequetscht wird, 40 nungen für das Kühlmittel bilden. Dies hat den Vorsondern lediglich, wie das in F i g. 4 dargestellt ist, teil, daß in den Austrittsöffnungen kerne Späne hänverformt wird. Die ungefähre untere Grenze der gen bleiben können, die dann zu Verstopfungen füh-Rohrdurchmesser, bei denen sicher ein Zerquetschen ren. Vor allem wird aber dadurch der Vorteil erder Bohrung 2 nicht stattfindet ist etwa 6 mm. Das reicht daß die Hartmetallschneidplatte 14 durch Verhältnis der Rohrwandstärke zum Rohrdurchmes- 45 vom Kanal 9 fast ununterbrochene Seitenwänden de« ser spielt hier nur eine untergeordnete Rolle und Schlitzes 14 an ihrem Austritt aus diesem abgestützt kann in einem weiten Bereich variiert werden, wird, was bei den beim Bohren auftretenden großer

Als Ergebnis des oben beschriebenen Kaltwalzens Drehmomenten sehr wichtig ist Durch die oben beerhält man einen Bohrerschaft, dessen Außendurch- schriebene Anordnung des Schlitzes 14 unter Ausmesser gegenüber dem Ausgangsdurchmesser des so nutzung des länglichen Querschnittes des Kanals ί Rohres 1 erheblich vergrößert ist wie das aus F i g. 3 wird erreicht, daß die Hartmetallschneidplatte 13 ar ersichtlich ist Hierbei wird durch das Walzen die ihrem Grund sehr got gegen Axialkräfte und an Qi-Wandstärke des Bohrerschaftes am Nutengrund ge- rem Austritt ans dem Schlitz 14 gegen Verdrehen gegenüber der Wandstärke des Aasgangsrohres 1 nur sichert ist Falls die Ecken 17 zur Ausbildung vor geringfügig verringert Wie ans Fig.4 ersichtlich ist, SS Austriitsöffnungen für das Kühlmittel nicht ausreiwird die Rohibohrung2 nach dem Entformen von chen, können sie ohne weiteres vor dem Einsetzer zwei einander diametral gegenüberliegenden Spanab- der Hartmetallschneidplatte 13 aufgeweitet werden.
führnuten3 und 4 in einen Kanal9 mit im wesentü- Bei dem in den Fig.8 und 9 dargestellten Ansehen rechteckigen Querschnitt umgeformt Hierbei fühningsbeispiel eines erSndungsgemaßen Bohren liegen die Längsachsen der Querschnitte des Ka- 60 sind die SpanabfShrnuten 103 und 104 nor an den nals9 in einer sich axial erstreckenden gewundenen linken Ende des Schaftes 112 vorgesehen. Hierbei isi Fläche, deren gerade Mantellinien senkrecht zur die Massrvumformung so vorgenommen, daß dei Längsachse des Bohrerschaftes und im wesentiichen BohreTSchaftdurchmesser im Bereich der Spanab parallel zum Grund der Spanabführnuten 3 und 4ver- fühmuten 103 und 104 wesentlich größer ist als dei laufen. Der Kanal 9 hat also einen der Steigung der 65 ursprüngliche beim Schaft 112 erhaltene Rohrdurch SpanabfShrnuten 3 und 4 entsprechenden verdrillten messer. Dadurch bildet sich beim Bohren zwischer Verlauf. dem Schaft 112 und der Bohrgsand ein Ring

Nach dem Kaltwalzen der Spanabführnuten 3 und raum zum Abführen des Kühlmittels und der Späne

in den die der Schneidplatte 113 abgekehrten Enden der Spanabführnuten 103 und 104 münden.

Im Vorstehenden ist als Beispiel eines Massivumformverfahrens das Kaltwalzen beschrieben, das wegen der sich dadurch ergebenden großen Widerstandsfähigkeit des Bohrers bevorzugt ist. Weitere Druckumformverfahren sind z.B. Freiformen, Gesenkformen, Eindrücken, Durchdrücken od. dgl. Ein weiteres hier anwendbares Verfahren ist das Hämmern. Da die Umformung auch warm vorgenommen werden kann, kann es in solchen Fällen zweckmäßig sein, als Füllmaterial in der Rohrbohrung ein inertes Gas zu verwenden, um dadurch Korrosionen innerhalb des Kanals 9 zu vermeiden.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Bohrer besteht darin, daß diese mit innerhalb eines bestimmten Bereiches verschiedenen Durchmessern

mit gleichem Einspannschaft hergestellt werden können. Für besonders präzise Bohrungen ist es z.B. nicht möglich, den Bohrereinspannschaft in einer Spannzange oder in einer ähnlichen Werkzeugaufnähme zu befestigen. Vielmehr wird in solchen Fällen der Bohrereinspannschaft in eine dem Einspannschaftdurchmesser genau entsprechende Bohrung einer Werkzeugaufnahme geschoben und dort z.B. durch Madenschrauben befestigt. Bei den bisherigen

ίο Bohrern ist für jeden auch nur geringfügig geänderten Werkzeugdurchmesser eine neue Werkzeugaufnahme erforderlich, da sich der Durchmesser des Emspannschaftes mit ändert. Da sich jedoch bei den erfindungsgemäßen Bohrern der Einspannschaftdurchmesser innerhalb eines Bohrerdurchmesserbereiches nicht ändert, kommt man je Bereich mit einei Werkzeugaufnahme aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

' "ΐ . Bohrerachac durch das Kaltwalzen extreme Spannun- Ψ-k. gen aiift so daß es häufig zu innexen Materialzerrei- Patentansprüche: Sungen kommt, <L h-, der Zusammenhalt der in der Bohrermitie liegenden Materialfasem wird durch die V 5 auftretenden Spannungen zerstört

1. Bohrer, der mindestens an einem Ende min- Der Krfinrhiqg liegt die Aufgabe zugrunde, einen destens eine durch Massivumformen eines Kör- Bohrer mit mindestens einer durch Massivumformen pers gebildete Spanabfühmut aufweist, da- gebildeten Spanabfühmut zu schaffen, bei dem indurch gekennzeichnet, daß die Spanab- nere Materialzerreißungen mit Sicherheit vermeidbar fühmut (3,4) an einem Rohr (1) ausgebildet ist, io sind.

dessen durch das vorzugsweise kalte Massrvum- Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch

formen verfonnte Bohrung (2) einen axial durch- gelöst, daß die Spanabfühmut an einem Rohr ausgegehenden Kanal (9) bildet bildet ist, dessen durch das vorzugsweise kalte Massiv-

2. Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekeiin- umformen verformte Bohrung einen axial durchgezeichnet, daß der Kanal (9) im Bereich der Spaß- is henden Kanal bildet

abfühmut (3,4) einen länglichen Querschnitt auf- Dadurch, daß die Massivumformung beim erfin-

weist dungsgemäßen Bohrer an einem Rohr stattfindet,

3. Bohrer nach Anspruch 2, dadurch gekenn- kann sich die Rohrwandung in der Nachbarschaft zeichnet daß bei zwei einander diametral gegen- der Bohrung beliebig verformen, so daß extreme überliegenden Spanabfühmuten (3,4) der Quer- so Spannungen, die zu Materialzerreißungen führen schnitt des Kanals (9) etwa rechteckig ist könnten, nicht auftreten. Ein besonderer Vorteil des

4. Bohrer nach Ansprach 2 oder 3, dadurch erfindungsgemäßen Bohrers besteht darin, daß dieser gekennzeichnet daß bei einer schraubenförmig durch die Massivumformung eines Rohres nun einen umlaufenden Spanabfühmut (3,4) die Längsach- axial durchgehenden Kanal aufweist. Dieser axial sen der Kanalquerschnitte in einer sich axial er- as durchgehende Kanal hindert nicht die Anwendung streckenden, gewundenen Fläche liegen, deren des Bohrers für Einsätze, in denen ein axial durchgegeraden Mantellinien senkrecht zur Bohrachse hender Kanal im Bohrer nicht notwendig ist, wie das Sind im wesentlichen parallel zum Grund der z.B. bei dem oben erwähnten bekannten Gesteins-Spanabführnut (3,4) verlaufen. bohrer der Fall ist. Der erfindungsgemäße Bohrer

5. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 30 kann aber im Gegensatz zu dem bekannten Gesteinsdadurch gekennzeichnet, daß die Bohrerwaad- bohrer auch als Bohrer eingesetzt werden, bei dem stärke an den Kanten (16) zwischen der zylin- ein Kühlmittel mindestens einer Bohrerschneide drischen Außenfläche und der Spanabfühmut durch einen axial durchgehenden Kanal zugeführt (3,4) am größten ist. werden muß. Das als Rohling dienende Rohr kann

6. Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 35 sowohl einen kreisrunden als auch einen anderen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer sich nur z. B. quadratischen Querschnitt aufweisen. Bohrer über einen Teil der Bohrerlänge erstreckenden mit axial durchgehendem Kanal sind z. B. durch die Spanabfühmut (3,4, 103, 104) der Bohrerschaft- USA.-Patentschrift 2 817 983 und die deutsche Ausdurchmesser im Bereich der Spanabfühmut grö- legeschrift 1 727 174 bekannt. Auch diese bekannten ßer ist als im übrigen Bereich (12,112). 40 Bohrer werden aus einem Rohr hergestellt. Die

Spanabfühmuten werden jedoch bei dem zuerst genannten bekannten Bohrer durch spanabtragende Verfahren, z. B. Schleifen oder Fräsen, hergestellt. Die eingebrachten Spanabfühmuten schwächen je-45 doch die Wandstärke des Bohrers, so daß dieser bei höheren Belastungen leicht in den Spanabfühmuten

aufreißt. Das Drehmoment und damit die Leistung

des Bohrers muß daher innerhalb enger Grenzen bleiben, wodurch der Vorschub pro Umdrehung und 50 auch weitere Bearbeitungsdaten des Bohrwerkzeuges ungünstig beeinflußt werden. Außerdem ist die Nutentiefe bei diesem bekannten Bohrer wegen der Bohrung des Rohres begrenzt. Hierdurch steht für

Die Erfindung betrifft ein Bohrer, der mindestens die Spanabfuhr in den Nuten ein ungenügender an einem Ende mindestens eine durch Massivumfor- 55 Querschnitt zur Verfügung, so daß diese bekannten men eines Körpers gebildete Spanabfühmut aufweist. Bohrer zu Verstopfungen neigen, die wiederum leicht Unter Massivumformen wird hierbei eine Um- zu einem Bohrerbruch führen. Bei dem zweiten obenformtechnik verstanden, bei der die Ausgangsform genannten bekannten aus einem Rohr hergestellten durch und durch umgeformt wird, was durch Schliff- Bohrer wird als Ausgangsmaterial ein dünnwandiges Untersuchungen der Fließkurven sichtbar gemacht 60 Rohr benutzt. Die Spanabfühmuten werden durch werden kann, und die vom Blechumformen, bei dem Einbiegen der Rohrwandung hergestellt, also durch die Blechdicke im wesentlichen erhalten bleibt, un- ein der Blechumformung zuzurechnendes Verfahren, terscheiden werden muß. Dadurch, daß zur Herstellung dieser bekannten Boh-

Bohrer der obengenannten Art sind als Gesteins- rer nur dünnwandige Rohre verwendet werden könbohrer bekannt, bei denen die Spanabfühmuten 65 nen, ist die Torsionssteifigkeit unbefriedigend. Auch durch Kaltwalzen eines vollen Rundmaterials herge- bietet die dünne Wandung des Rohres nur einen unstellt sind. Hierbei werden für das Kaltwalzen außer- zulänglichen Halt für eine Schneidplatte, die bekannordentlich große Kräfte benötigt. Auch treten in der terweise in einem Schlitz eines solchen Bohrerkör-