DE2509140A1

DE2509140A1 - Bohrwerkzeug mit bohrer und aufnahmeteil

Info

Publication number: DE2509140A1
Application number: DE19752509140
Authority: DE
Inventors: Wilm Ing Grad Krueger; Gerhard Ing Grad Rumpp; Dieter Dipl Ing Scholz
Original assignee: Dibotec AG
Current assignee: Dibotec AG
Priority date: 1975-03-03
Filing date: 1975-03-03
Publication date: 1976-09-16
Also published as: JPS51111979A; US4035100A; SE7602240L; GB1519691A; NL7600494A; DK40076A

Description

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Anwaltsakte 25 873 3. März I975

DIBOTEC AKTIENGESELLSCHAFT IN ZUERICH

Bohrwerkzeug mit Bohrer und Aufnahmeteil

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug mit Bohrer und einem den Bohrerschaft zumindest teilweise umgebenden Aufnahmeteil mit im Abstand vom Bohrerschaft angeordnetem Mantel, wobei Mantel und Bohrerschaft drehfest miteinander verbunden sind und die zum Kontakt mit der Werkzeughalterung eines Bohrgerätes bestimmten Teile des Mantels am Umfang grossflächig ausgebildet sind.

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Bei bekannten Bohrwerkzeugen ist in der Regel das Arbeitsteil und das Aufnahmeteil einstückig aus ein und demselben Material gefertigt. Während das Aufnahmeteil eine auf die Werkzeughalterung eines Bohrgerätes, in welchem das jeweilige Bohrwerkzeug Anwendung findet, abgestimmte, pro Bohrgerätetyp im wesentlichen gleichbleibende Dimension aufweist, kann das Arbeitsteil des Bohrwerkzeuges je nach Anwendungsbereich in seinem Durchmesser beliebig variieren. Dabei können zwischen Arbeitsteil und Aufnahmeteil erhebliche Durchmesserunterschiede auftreten.

Insbesondere bei kleinen Bohrerdimensionen müssen zwischen Arbeitsteil und Aufnahmeteil beträchtliche Durchmesserunterschiede ausgeglichen werden, sodass^das Aufnahmeteil gegenüber dem Arbeitsteil einen relativ grossen Durchmesser erhält. Dies hat zur Folge, dass selbst auch Bohrwerkzeuge mit kleineren Durchmesserdimensionen des Arbeitsteiles erhebliche Massen aufweisen.

Bei Verwendung solcher Bohrwerkzeuge in einem Bohrgerät wird damit die Kopflastigkeit des Gerätes ganz erheblich erhöht. Zudem treten in Anbetracht der beim Bohrvorgang zu beschleunigenden grossen Massen dieser Bohrwerkzeuge Stossverluste auf, welche zu einem Leistungsabfall führen. Da bei kleineren Bohrerdimensionen ein erheblicher Anteil der Masse des Aufnahmeteiles in radialer Richtung ausserhalb des Durchmesserbereiches des Arbeitsteiles liegt, kann dadurch der Unrundlauf der Bohrwerkzeuge gefördert werden, was einen vorzeitigen Verschleiss und unter Umständen eine Zerstörung des Bohrwerkzeuges zur Folge hat.

Für die Herstellung derartig einstückig aus ein und demselben Material gefertigter Bohrwerkzeuge sind nur äusserst unwirtschaftliche Verfahren bekannt. So besteht beispielsweise die

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Möglichkeit, entweder dem Durchmesser des Arbeitsteiles entsprechendes Ausgangsmaterial soweit anzustauchen, dass das gewünschte Aufnähmeteil angearbeitet werden kann, oder dem Durchmesser des Aufnahmeteiles entsprechendes Ausgangsmaterial durch Materialabtrag oder Umformung auf den Durchmesser des Arbeitsteiles umzuarbeiten. Im weiteren kann Ausgangsmaterial von einem mittleren Durchmesser verwendet werden, wobei dieses durch Kombinierung der erwähnten Arbeitsmethoden auf die gewünschten Dimensionen umgearbeitet wird. Da aber in allen Fällen grosse Materialmengen umgeformt werden müssen, sind diese Herstellungsverfahren unwirtschaftlich.

An sich wurde bereits versucht, diese Nachteile zu beheben. Dies ist bis anhin jedoch nur unter Inkaufnahme anderweitiger Nachteile gelungen.

So ist es beispielsweise bekannt, Arbeitsteil und Aufnahmeteil von Bohrwerkzeugen aus zwei Teilen zu fertigen und im Nachhinein miteinander zu verbinden. Dabei ist versucht worden, das Aufnahmeteil aus Kunststoff herzustellen. Diese Werkzeuge sind in ihrer Herstellung wirtschaftlicher geworden, weisen jedoch bei der Anwendung anderweitige, in ihren Auswirkungen entscheidende Nachteile auf.

Beim Einsatz aller Bohrwerkzeuge tritt bekanntlich durch die Reibung im Bohrloch eine erhebliche Erwärmung auf. Ausserdem wird bei Verwendung in Bohrhämmern das Bohrwerkzeug an seinem rückwärtigen Ende durch die vom Bohrgerät auf das Bohrwerkzeug einwirkenden Schläge erheblich erwärmt. Während die Ableitung der sich dadurch im Bohrerschaft aufstauenden Wärme bei den einstückig gefertigten Werkzeugen über die Werkzeughalterung der Bohrgeräte unproblematisch ist, kann bei einem Aufnahmeteil aus Kunststoff die Wärme nicht mehr abgeführt werden. Da-

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äurch erfährt das aus Kunststoff bestehende Aufnahmeteil unerwünschte Verformungen, sodass die Uebertragung des Drehmomentes vom Aufnähmeteil zum Bohrerschaft und die Zentrierung des Bohrerschaftes im Aufnahmeteil nicht mehr gewährleistet ist.

Auch ein weiterhin aus der Literatur bekanntes Bohrwerkzeug, welches ein Aufnahmeteil aus Gummi aufweist, das von einer Versteifungshülse aus Stahl umgeben ist, kann die Problematik der Wärmeabfuhr nicht beheben. Ausserdem handelt es sich hier wiederum um eine recht unwirtschaftliche Lösung, da pro Bohrwerkzeug drei Einzelteile aufeinander abgestimmt und zusammengefügt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt dfe^Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug zu schaffen, welches einerseits bei dessen Einsatz eine Vermeidung der erwähnten nachteiligen. Erscheinung gewährleistet und andererseits in seiner Herstellung wirtschaftliche Vorteile bringt.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst* dass das Aufnahmeteil als Hohlprofil ausgebildet ist und zwischen dem Bohrerschaft und den mit der Werkzeughalterung in Kontakt tretenden grossflächigen Teilen des Mantels Stege angeordnet sind.

Das erfindungsgemässe Bohrwerkzeug besteht damit aus einem Bohrer und einem Aufnahmeteil, dessen wesentliche Bestandteile ein Mantel und zwischen diesem und dem Schaft des Bohrers angeordnete Stege bilden. Der Mantel des Aufnahmeteiles weist die mit der Werkzeughalterung eines Bohrgerätes in Kontakt tretenden, für die Aufnahme des Drehmomentes bestimmten Teile auf. Die zwischen Mantel und Bohrerschaft angeordneten Stege dienen dazu, den Mantel drehfest auf dem Bohrerschaft anzuordnen. Das Hohlprofil ist vorzugsweise koaxial zum Bohrerschaft angeordnet.

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Vorzugsweise ist das als Hohlprofil ausgebildete, im wesentlichen aus Mantel und Stegen bestehende Aufnahmeteil als ein- oder mehrteiliger Blechkörper ausgebildet. Ein derartiges Aufnahmeteil lässt sich wirtschaftlich herstellen und ermöglicht eine beliebige Formgebung der Aussenkontur, d. h. die Aussenkontur des Mantels kann beispielsweise als Mehrkant oder Polygon beliebiger Form ausgebildet sein. Zudem schafft das gemäss Erfindung vorgeschlagene Aufnahmeteil eine wesentliche Gewichtsreduzierung und gewährleistet ausserdenr eine optimale Abfuhr der am Bohrerschaft auftretenden Wärme.

Zur Optimierung der Wärmeabfuhr sind, gemäss einem Vorschlag der Erfindung, die Stege einstückig mit den grossflächigen Teilen des Mantels ausgebildet. Ein derartiges Aufnahmeteil schafft auch insbesondere herstellungstechnische Vorteile, da für grosse Stückzahlen eine rationelle Herstellung, beispielsweise mittels einem Strangziehverfahrenjermöglicht wird.

Ein als mehrteiliger Blechkörper ausgebildetes Aufnahmeteil kann zweckmässigerweise einen hülsenförmig ausgebildeten Mantel aufweisen, welcher die Stege zu einer drehfesten Einheit zusammenfasst. Die Aussenkontur des hülsenförmigen Mantels kann dabei der Innenkontur der Werkzeugaufnahme entsprechen.

Zur drehfesten Verbindung zwischen Aufnahmeteil und Bohrer greifen vorzugsweise die Stege des Aufnahmeteiles in am Bohrerschaft eingearbeitete Ausnehmungen ein. Diese, im^wesentlichen der Verdrehung zwischen Bohrer und Aufnahmeteil entgegenwirkende Verbindung schafft auch die Möglichkeit zur Kombination mit Mitteln, welche der axialen Festlegung des Aufnahmateiles auf dem Bohrerschaft dienen.

•Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die Stege

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des Aufnähmeteiles einstückig mit einer den Bohrerschaft umfassenden Hülse ausgebildet sein. Diese Hülse schafft aufgrund ihrer grossflächigen Umschlingung des Bohrerschaftes insbesondere gute Verhältnisse für die Wärmeabfuhr- Die Befestigung der Hülse auf dem Bohrerschaft kann in verschiedenartiger Weise erfolgen, beispielsweise durch Formschluss, Schweissen, Kleben oder dergleichen.

Zur gleichmässigen Uebertragung des Drehmomentes vom Mantel auf den Schaft des Bohrers erstrecken sich die Stege des Aufnahmeteiles vorzugsweise über dessen gesamte axiale Länge. Eine derartige Dimensionierung der Stege schafft nebst den . grossen für die Wärmeabfuhr zur Verfugung stehenden Materialquerschnitten auch eine Verstärkung des Mantels des Aufnahmeteiles, sodass dessen Wandstärke gering gehalten werden kann, was insbesondere die Gewichtsersparnis fördert'. .;

Zum Ausgleich gewisser Toleranzen in der Aussenköntur des Aufnahmeteiles· kann dieses in Umfangsrichtung in mehrere Segmente unterteilt sein. Vorzugsweise erfolgt diese Unterteilung durch im Mantel angeordnete^ sich in Längsrichtung erstreckende, zweckmässigerweise zwischen zwei Stegen angeordnete Schlitze. Damit wird jedes Mantelsegment von mindestens einem Steg getragen, sodass die Versteifung des Mantels sowie die Wärmeleitfähigkeit zwischen Mantel und Bohrerschaft nicht gestört wird.

Die im Aufnahmeteil zwischen Mantel, Stegen und Bohrerschaft bestehenden Hohlräume weisen vorzugsweise keine Füllstoffe auf, sodass dadurch die Wärmestrahlung nicht beeinträchtigt wird. Nebst der Wärmeleitung innerhalb der Stege schafft das erfindungsgemässe Aufnahmeteil damit eine weitere" Möglichkeit zur Verbesserung der Wärmeabfuhr.

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Weiterhin schafft das erfindungsgemässe Aufnahmeteil Möglich keiten zur Abschirmung des ganzen Werkzeughaiterungs-Systems des Anwendung findenden Bohrgerätes. So kann vorzugsweise auf dem Bohrwerkzeug eine arbeitsseitig an das Aufnahmeteil anschliessende scheibenartig ausgebildete Abdeckung angeordnet sein. Diese Abdeckung kann in einfacher Weise, beispiels weise durch Anordnen von Vorsprüngen oder Vertiefungen, in den Hohlräumen des Aufnähmeteiles axial und radial gesichert werden.

Mit Vorteil weist der Bohrer am Schaft angeordnete Angriffsmittel für das Aufnahmeteil auf. Auf diese Weise lässt sich zur Mitnahme des Bohrers das Aufnahmeteil sowohl in axialer als auch in radialer Richtung festlegen.

Vorzugsweise sind die Angriffsmittel als durch eine oder mehrere dem Eingriff der Stege des Aufnähmeteiles dienende Ausnehmungen ausgebildet. Die dem Eingriff der Stege des Auf nahmeteiles dienenden Ausnehmungen werden dadurch gebildet, dass der Bohrerschaft eine vom Kreisquerschnitt abweichende Querschnittsform aufweist. Dieserart wird das Wechseln des Aufnähmeteiles gegenüber dem Bohrer ermöglicht, was von beachtlichem Nutzen ist, da es sich beim Bohrer selbst um ein Verschleissteil handelt.

Eine gute Verbindung zwischen Aufnahmeteil und Bohrerschaft wird dabei erzielt", wenn die Ausnehmungen vorzugsweise als Längsnuten ausgebildet sind. Als zweckmässig hat sich erwiesen, vier Längsnuten in gleichmässigen Winkelabständen am Bohrerschaft anzubringen. Grundsätzlich ist es aber auch mög lich, zur Mitnahme des Aufnahmeteiles den Schaftquerschnitt elliptisch oder beispielsweise polygonal auszubilden.

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Um ein axiales Verschieben des Aufnahmeteiles auf dem Bohrerschaft bzw. ein unerwünschtes selbsttätiges Entfernen des Aufnahmeteiles vom Bohrerschaft zu unterbinden, erstrecken sich die Längsnuten nur über einen Teil des Bohrerschaftes. Die Länge der Stege des Aufnahmeteiles sind in diesem Falle der Länge der Längsnuten angepasst.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Bohrwerkzeug gemäss Erfindung

Fig. 2 einen Querschnitt durusfe-das Bohrwerkzeug der Fig. 1 längs der Linie H-II ^

Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 durch

eine weitere Ausführungsform eines Bohrwerkzeuges

Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 durch

ein Bohrwerkzeug mit mehrteiligem Aufnahmeteil

Aus Figur 1 ist ein Bohrwerkzeug mit einem insgesamt mit 1 bezeichneten Bohrer und einem insgesamt mit 2 bezeichneten Aufnahmeteil ersichtlich. Das Arbeitsteil 3 des Bohrers 1 ist in üblicher Weise, beispielsweise als Spiralteil, ausgebildet. Der an das Arbeitsteil 3 anschliessende Schaft 4 des Bohrers 1 durchsetzt das Aufnahmeteil 2 in seiner axialen Länge und überragt die rückwärtige Stirnseite des Aufnahmeteiles 2 um ein geringes Mass»

Arbeitsseitig an das Aufnahmeteil 2 anschliessend weist das Bohrwerkzeug eine Abdeckung 5 auf, welche der Abschirmung

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des Werkzeughalterungs-Systems des Anwendung findenden Bohrgerätes gegen Staub und Bohrklein dient. Die Befestigung der Abdeckung 5 kann in einfachster Weise lediglich durch Reibschluss auf dem Schaft 4 erfolgen oder die Abdeckung 5 kann mit separaten Rippen oder Nocken versehen sein, welche in das Aufnahmeteil 2 hineingreifen oder dieses übergreifen.

Wie insbesonders die Figur 2 zeigt, ist das in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Aufnahmeteil 2 als Hohlprofil ausgebildet und weist einen Mantel 2a auf, welcher von polygonartiger Aussenkontur ist. Am Mantel 2a sind Stege 2b angeformt, welche in nutenförmige Ausnehmungen 4a des Bohrer— schaftes 4 eingreifen, wodurch eine drehfeste Verbindung zwischen Aufnähmeteil 2 und Bohrer 1 geschaffen wird. Zwischen den Stegen 2b, dem Mantel 2a und dem Bohrerschaft 4 bilden sich der Wärmestrahlung dienende Hohlräume.

Das in Figur 3 dargestellte, insgesamt mit 8 bezeichnete Aufnahmeteil gemäss einer weiteren Ausführungsform eines Bohrwerkzeuges, weist einen Mantel 8a mit Längsschlitzen 8b auf, sodass das Aufnahmeteil 8, ähnlich der Ausführungsform gemäss den Figuren 1 und 2, in einzelne Segmente unterteilt wird. Der Schaft 10 dieses Bohrwerkzeuges wird von einer Hülse 9 übergriffen, welche drehfest mit dem Schaft 10 verbunden ist. Zwischen der Hülse 9 und dem Mantel 8a des Aufnahmeteiles 8 sind Stege 8c angeordnet, welche den Mantel 8a drehfest mit dem Schaft 10 des Bohrwerkzeuges verbinden.

Das insgesamt mit 11 bezeichnete Aufnahmeteil entsprechend Figur 4 besteht aus einem mehrteiligen Blechkörper. Das Aufnahmeteil 11 weist einen hülsenförmig ausgebildeten Mantel 12 auf, welcher im gewählten Beispiel vier Stege 13 umfasst. Die Stege 13 greifen in nutenförmige Ausnehmungen 14a des

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I3ohrerschaftes 14 ein. Anstelle dieser Verbindung mit dem Bohrerschaft 14 durch Eingreifen der Stege 13, kann auch eine an den Stegen 13 angeformte Hülse, ähnlich des Ausführungsbeispieles gemäss Figur 3, vorgesehen sein.

Die ewählten Figuren 1 bis 4 zu vorstehender Beschreibung, welche durchwegs eine Aussenkontur des Aufnahmeteiles nach Art eines Vierkant-Polygons zeigen, sollen nur ein Beispiel zur Anwendung der vorliegenden Erfindung wiedergeben. Selbstverständlich lässt sich die Erfindung auch auf Aufnahmeteile von beliebiger Aussenkontur übertragen.

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Claims

M2509H0 Patentansprüche

1. Bohrwerkzeug mit Bohrer und einem den Bohrerschaft zumindest teilweise umgebenden Aufnahmeteil mit im Abstand . vom Bohrerschaft angeordnetem Mantel, wobei Mantel und Bohrerschaft drehfest miteinander verbunden sind und die zum Kontakt mit der Werkzeughalterung eines Bohrgerätes bestimmten Teile des Mantels am Umfang grossflächig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (2, 8, 11) als Hohlprofil ausgebildet ist und zwischen dem Bohrerschaft (4, 10, 14) und den mit der Werkzeughalterung in Kontakt tretenden grossflächigen Teilen des Mantels (2a, 8a, 12) Stege (2b, 8c, 13) angeordnet sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (2b, 8c) einstückig mit den grossflächigen Teilen des Mantels (2a, 8a) ausgebildet sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (13) von einem hülsenförmig ausgebildeten Mantel (12) umfasst sind.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (2b, .13) in Ausnehmungen (4a, 14a) am Bohrerschaft (4, 14) eingreifen.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (8c) einstückig mit einer unmittelbar den Bohrerschaft (10) umfassenden Hülse (9) ausgebildet sind.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stege (2b, 8c, 13) über die axiale Länge des Aufnähmeteiles (2,8, 11) erstrecken.

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7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (8a) des Aufηahmeteiles (8) axial verlaufende Schlitze (8b) aufweist.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2a, 8a) des Aufnahmeteiles (2, 8) in Segmente unterteilt ist und pro Segment wenigstens ein Steg (2b, 8c) vorgesehen ist.

9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (2, 8, 11) zwischen den Stegen (2b, 8c, 13) für die Wärmestrahlung zwischen Bohrerschaft (4, 10, 14) und Mantel (2a, 8a, 12) durchlässige Hohlräume aufweist. s.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine arbeitsseitig an das Aufnahmeteil (2) anschliessende scheibenartig ausgebildete Abdeckung (5).

11. Bohrer zum Einsetzen in ein Aufnahmeteil, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch am Bohrerschaft (4, 14) angeordnete Angriffsmittel für das Aufnahmeteil (2, 11).

12. Bohrer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffsmittel als eine oder mehrere dem Eingriff der Stege (2b, 13) des. Aufnahmeteiles (2, 11) dienende Ausnehmungen (4a, 14a) ausgebildet sind.

13. Bohrer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (4a, 14a) als Längsnuten ausgebildet sind.

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