DE2404029A1

DE2404029A1 - Verfahren zum kern- oder vollbohren und bohrkopf, insbesondere zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2404029A1
Application number: DE2404029A
Authority: DE
Inventors: Arno Voss
Original assignee: Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1974-01-29
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1975-08-07
Also published as: IT1023099B; DK617574A; NL164776C; ES431221A1; FR2258922B1; BE821729A; LU71215A1; FR2258922A1; SE415289B; NL7413592A; GB1491352A; NL164776B; SE7500883L; DE2404029B2

Description

COKAUSZ & FLORACK

PATENTANWALT S BÜRO 4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirlsch.-Ing. A. GERBER

28. Januar 1974

Anmelder: Fried. Krupp Hüttenwerke AG, 46j5 Bochum

Verfahren zum' Kern- oder Vollbohren und Bohrkopf, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, zum Kern- oder Vollbohren, insbesondere von tiefen Bohrlöchern mit mehreren kreisförmig hintereinander geführten Schnitten. Ferner betrifft die Erfindung einen, insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Bohrkopf mit mehreren an seiner Stirnseite angeordneten, ein Schneidsystem bildenden Schneidkörpern, deren Schneiden radial versetzt sind und in der Projektion der Schneiderichtung sich kreuzen.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird mit einem bekannten Bohrkopf dieser Art aus dem Vollmaterial ein Kreisring ausgeschnitten, der breiter ist als die Breite einer einzelnen Schneide. Dies wird durch die versetzte Anordnung der die Schneiden tragenden Schneidkörper und die Überlappung.der Schneiden erreicht. Die Schneidkörper sind plattenförmig und haben die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks, dessen Seiten als Schneiden ausgebildet sind. Aufgrund dieser Form ist es möglich, daß nach Verschleiß der einen Schneide der plattenförmige Schneidkörper gewendet wird,

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so daß die nächste Schneide zum Einsatz gebracht werden kann. Nachteilig ist bei diesem bekannten Bohrkopf aber die spezielle Form der Schneiden. Um nämlich wegen der besseren Abführung der Späne durch das Schmier- bzw. Spülmedium Späne zu erhalten, die schmaler als die Ringbreite und Schneidenbreite sind, weist die erste Schneide etwa im mittleren Bereich einen Sprung auf, so daß im Einsatz nur der vorspringende Bereich schneidend wirksam werden kann. Der übrige Bereich wird von der nachfolgenden Schneide überlappt. Die abgestufte Schneide des in Schneidrichtung ersten Schneidkörpers bringt Schwierigkeiten bei der Herstellung und beim Nachschliff mit sich. Mit zwei Schneidkörpern und einer abgestuften ersten Schneide läßt sich die Ringbreite nur zweiteilen. Da man möglichst schmale Späne erhalten will, strebt man eine mehrfache Urterteilung an. Eine mehrfache Unterteilung erfordert aber eine mehrfache Abst'ufung der Schneide und damit noch größere Schwierigkeiten in der Herstellung und beim Nachschliff (DT-OS 1 812 669).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kern- oder Vollbohren zu schaffen, das bei Unterteilung der Schnittbreite eine einfachere Gestaltung der Schneiden zuläßt .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mit dem einen Schnitt eine Schnittfläche erzeugt wird, die in der Projektion in Bohrrichtung im mittleren Bereich der von dem anderen Schnitt erzeugten Schnittfläche und in Bohrrichtung tiefer als der am wenigsten tiefe Bereich der letztgenannten Schnittfläche liegt. Aufgrund dieses gegenseitigen Durchdringens der Schnittflächen kann man mit einfach gestalteten Schneiden eine drei- und mehrfache Unterteilung mit einfach, z.B. geraden oder leicht

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gekrümmten Schneiden erreichen. Eine vierfache Unterteilung Mit zwei Schneiden erreicht man bereits dann, wenn mit dem einen Schnitt eine Schnittfläche erzeugt wird, die in der Projektion in Bohrrichtung außerhalb der von dem anderen Schnitt erzeugten Schnittfläche und weniger tief als der tiefste Bereich der letztgenannten Schnittfläche liegt.

Ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneter Bohrkopf der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ecke einer Schneide in der Projektion der Schneidrichtung zwischen den Ecken der anderen Schneide und in Bohrrichtung vor dieser Schneide liegt. Zur weiteren Unterteilung der Schnittbreite mit einem Minimum an Schneiden ist es zweckmäßig, daß von jeder Schneide eine Ecke in der Projektion der Schneidrichtung zwischen den Ecken der anderen Schneide und in Bohrrichtung vor dieser Schneide liegt. Vorzugsweise sind sämtliche Schneiden gerade oder stetig gekrümmt.

Sofern die von einem Schneidsystem abgedeckte Schnittbreite zu schmal ist., was insbesondere beim Vollbohren häufig der Fall sein wird, können mehrere Schneidsysteme radial versetzt angeordnet sein.

Obgleich sich die Schneiden aufgrund ihrer einfachen Gestaltung nach Verschleiß leicht nachschleifen lassen, ist es doch zweckmäßig, wenn jeder Schneidkörper mehrere Schneiden hat und der Schneidkörper derart verstellbar im Bohrkopf gehalten ist, daß jede Schneide in Betriebsstellung gebracht werden kann. Als Schneidkörper eignen sich die bekannten Norm-Wendeplatten, die dreieckförmig, rechteckig oder trapezförmig sind. Pur die Schneidkörper ist dann in dem Bohrkopf eine Aufnahme vorgesehen, in der der Schneidkörper festkletnmbar ist.

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Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dai3 mit einfach gestalteten, ohne Schwierigkeit nachzubearbeitender Schneiden eine Mehrfaehaufteilung der Schnittbreite möglich ist. Dabei kommt vor allem zum Tragen, daß das Verfahren mit einem mit herkömmlichen Kendeplatten bestückten Bohrkopf durchführbar ist. Die einfach gestalteten Schneiden gewährleisten eine längere Standzeit als abgestufte Schneiden und höhere Schnittleistungen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen Bohrkopf im Axialschnitt,

Fig. 2 den Bohrkopf gemäß Fig. 1 in Ansicht von der Stirnseite aus,

Fig. 5 ^ei^{n au}s zwei Schneidkörpern bestehendes Schneidsystem im Einsatz in schematischer Darstellung in der Projektion der Schneidrichtung,

Fig. 4 zwei nebeneinander angeordnete, aus jeweils

zwei Schneidkörpern bestehende Schneidsysteme im Einsatz in schematischer Darstellung in der Projektion der Schneidrichtung,

Fig. 5+6 zwei Schneidsysteme in der Darstellungsart der Fig. 3 mit gegenüber den Schneidkörpern der Fig. 3 anders geformter Schneidkörper,

Fig. 7 eine Kernbohrung im Axialschnitt, Fig. 8 eine Volbohrung im Axialschnitt.

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Der-'in Fig. 1 und 2 dargestellte Bohrkopf hat eine hdizylindrische Grundform, deren rückseitiger Abschnitt ein Außengewinde 1 zum Anschluß an eine Bohrstange aufweist. An der Stirnseite ist der Bohrkopf an zwei nicht ganz diametral gegaüberliegenden Stellen 2, 3 ausgespart. An diesen Stellen 2, 3 sind die Schneidkörper 4, 5 vorgesehen. Für jeden Schneidkörper ist eine Klemmvorrichtung 6,7 vorgesehen, die einer der Form des Schneidkörpers 4, 5 angepaßte Ausnehmung 8, 9 und einen Kurzklemmenhalter 10, 11 aufweist. Sofern die Schneidkörper 4, 5* wie im Ausführungsbeispiel, als Platten mit Schneiden an ihren Kanten ausgebildet sind, stützen sich die plattenförmigen Schneidkörper 4, 5 an einer Fläche ab, die in einer Ebene liegt, die geringfügig gegenüber einer durch die Achse des Bohrkopfes gehenden Ebene versetzt ist, so daß die Verlängerung der Schneiden durch die Bohrkopfachse geht. Der SpanähTäuf kann durch die Lage (Schräglage zur Bohrkopfachse) die Schneiden beeinflussen.

Der Bohrkopf trägt auf seinem Außenumfang versetzt angeordnete, vorspringende Stützelemente 12, 13 _s aus vorwiegend Hartmetall, die die aus dem Bohrvorgang resultierenden Schnittkräfte abstützen.

Bei langen Bohrrohren bzw. großen Bohrtiefen ist es erforderlich, ein drittes Stützelement^ aus verschleißfähigem Material einzusetzen, da sonst das ganze Gewicht des Bohrrohres beim Drehen des Bohrkopfes die Außenschneide gegen die Bohrungswand drückt. Sobald der Bohrkopf wieder Schnitt aufgenommen hat, ist das dritte Stützelement entlastet. Es besteht aus schnellverschleißendem Material, z.B. Grau-, guß, damit der Bohrkopf nicht zum Festklemmen in der Bohrung neigt, wenn Verschleiß an der Außenschneide auftritt, was bei drei Hartmetallstützelementen der Fall wäre.

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Gemäß der Erfindung bestehen die Schneidkörper aus sogenannten Norm-Wendeplatten, vorwiegend aus Hartmetall, das sind Platten, die an ihren Kanten gerade bzw. stetig gekrümmte Schneiden tragen. Im Ausführungsbeispiel haben die Platten die Form eines gleichseitigen Dreiecks (Pig. 1 bis 4), eines Rhombus (Fig. 5) oder eines Quadrates (Fig. 6). Wie am besten aus den Figu. 3 bis 6 zu ersehen ist, besteht jedes Schneidsystem aus mindestens zwei in der Projektion der Schneidrichtung hintereinander angeordneten Schneidkörpern, deren in Betriebsstellung sich befindende Schneiden sich derart kreuzen, daß von jeder Schneide 14 bzw. 15 eine Ecke 17 bzw. 16 in der

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Projektion der Schneidrichtung zwischen den Ecken 16, IC .bzw. 17, 19 der anderen Schneide I5 bzw. 14 und in Bohrrichtung vor dieser Schneide I5 bzw. 14 liegt. Bei dieser Anordnung der Schneidkörper bzw. Schneiden erreicht man mittels zweier gerader Schneiden eine Aufteilung der Schnittbreite in vier Streifen, wie -in Fig. 7 besonders hervorgehoben ist. Von der Schneide 14 werden danach die Streiferr-I und III und von der Schneide I5 die Streifen II und IV geschnitten. Der Streifen II liegt also in der Projektion in Bohrrichtung im mittleren Bereich der von der Schneide 14 erzeugten Schnittfläche I, III und in Bohrrichtung tiefer als die letztgenannte Schnittfläche I, III. Der Streifen IV, der zusammen mit dem Streifen II von der Schneide I5 erzeugt wird, liegt außerhalb der von der Schneide 14 erzeugten Schnittfläche I, III und in Bohrrichtung weniger tief als der tiefste Bereich III der letztgenannten Schnittfläche I, III.

Sofern der Außendurchrnesser der Bohrung nicht allzu groß ist, kann mit einem Schneidsystem auch eine Vollbohrung hergestellt werden, wie Fig. 8 zeigt. Kann aber die Breite von einem einzigen Schneidsystem nicht mehr abgedeckt werden, was bei Vollbohrungen häufig der'Fall sein dürfte, dann kann man zwei Schneidsysteme nebeneinander anordnen, wie Fig. 4 zeigt. Die Schneiden brauchen nicht auf einem Radius angeordnet sein, sondern können auch winklig versetzt zueinander sein.

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Claims

31. Januar 1974 Ansprüche:

1. Verfahren zum Kern- oder Vollbohren, insbesondere von tiefen Bärlöchern mit mehreren kreisförmig hintereinander geführten Schnitten, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem einen Schnitt eine Schnittfläche erzeugt wird, die in der Projektion in Bohrrichtung im mittleren Bereich der von dem anderen Schnitt erzeugten Schnittfläche und in Bohrrichtung tiefer als der am wenigsten tiefe Bereich der letztgenannten Schnittfläche liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem einen Schnitt eine Schnittfläche erzeugt wird, die in der Projektion in Bohrrichtung außerhalb der von dem anderen Schnitt erzeugten Schnittfläche und in Bohrrichtung weniger tief als der tiefste Bereich der letztgenannten Schnittfläche liegt.

3. Bohrkopf zum Kern- oder Vollbohren mit mehreren an seiner Stirnseite angeordneten, ein Schneidsystem bildenden Schneidkörpern, deren Schneiden radial versetzt sind und in der Projektion der Schneidrichtung sich kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ecke (16; 17) einer Schneide (15; 1^) in der Projektion der Schneidrichtung zwischen den Ecken (17,19; 16,18) der anderen Schneide (15; 14) und in Bohrrichtung vor dieser Schneide (15; 14) liegt.

4. Bohrkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder Schneide (14; 15) eine Ecke (17; 16) in der Projektion der Schneidrichtung zwischen den Ecken (16,18; 17_S19) der anderen Schneide (15; 14) und in Bohrrichtung vor dieser Schneide (15; 14) liegt.

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5« Bohrkopf nach Anspruch 5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, "daß sämtliche Schneiden (14, 15) gerade oder stetig gekrümmt sind.

6. Bohrkopf nach einem der Ansprüche ~$ bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schneidsysteme radial versetzt sind.

7. Bohrkopf nach einem der Ansprüche J5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schneidkörper(4j 5) mehrere Schneiden (l4; 15) hat und jeder Schneidkörper (4; 5) derart verstellbar im Bohrkopf gehalten ist, daß jede" Schneide (4j 5) in Betriebsstellung gebracht werden kann.

5. Bohrkopf nach einem der Ansprüche j5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schneidkörper (4; 5) als Wendeplatte ausgebildet'ist, für die im Bohrkopf eine Aufnahme (6; 5) vorgesehen ist, in der der Schneidkörper (4; 5) festklemmbar ist.

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