DE2533495C3 - Bohrstange - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrstange mit zwei um 180° versetzt zueinander angeordneten Schneideinsätzen auf je einem gegenüber der Bohrstange radial verstellbaren Schneideinsatzträger, der an einer in Verstellrichtung senkrecht zu der Bohrstangenachsc verlaufende, parallele Zähne aufweisenden, ebenen Verzahnung der Bohrstange mit einer ebensolchen Verzahnung geführt und mittels einer durch ein Langloch im Schneideinsatzträger hindurchgehenden und senkrecht zur Verzahnung verlaufenden Klemmschraube gegenüber der Bohrstange feststellbar ist, wobei zwischen dem Kopf jeder Klemmschraube und dem Schneideinsatzträger eine Klemmplatte vorgesehen ist und wobei das radiale Verstellen des Schneideinsatzträgers jeweils durch eine an diesen angreifende, in Verstellrichtung verlaufende Stellschraube erfolgt.

Derartige Bohrstangen bzw. auch an Bohrstangen auswechselbar angeordnete Werkzeughalter dienen hauptsächlich für die Schruppbcarbcitung von Bohrungen. Entsprechend den hierbei auftretenden großen Kräften müssen sit· sehr stabil ausgebildet sein.

Bohrstangen mit zwei um 180° versetzt zueinander angeordneten Schneideinsätzen haben grundsätzlich den Vorteil, daß sie gegenüber einschneidigen Werkzeugen mit doppelter Vorschubgeschwindigkeit eingesetzt werden können, da jeder Schneideinsatz für eine Spanabnahme sorgt. Um die Standzeit beider Schneideinsätze möglichst gleich groß zu machen, müssen sie gleicher Belastung ausgesetzt sein, d. h. die gleiche Spanabnahme bewirken. Zu diesem Zweck müssen ihre wirksamen Schneiden in axialer dichtung in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet sein und ihre Schneidspitzen gleichen Abstand von der Bohrstangenachse aufweisen. Außerdem ist eine Radialeinstellung der Schneideinsatzträger erforderlich, damit verschiedene Bohrungsdurchmesser bearbeitet werden können.

Bei einer bekannten Bohrstange der eingangs erwähnten Art (vgl. Firmenschrift der URMA Werkzeug- und Maschinenfabrik, Willy Berner, Rupperswil (Schweiz): »System-Ausdrehwerkzeuge«) weist die Bohrstange an ihrem vorderen Ende zwei um 180° versetzte Ausnehmungen auf, deren Flächen zum vorderen Ende der Bohrstange hin keilförmig zueinander verlaufen. In diesen Flächen ist je eine Verzahnung mit sich senkrecht zur Bohrstangenachse erstreckenden parallelen Zähnen vorgesehen. Die Schneideinsatzträger sind je mit einem sich ebenfalls in Richtung der Zähne erstreckenden Langloch versehen und durch eine Klemmschraube unter Zwischenschaltung einer ringförmigen Klemmplatte festklemmbar. Die Schneideinsatzträger weisen ferner in axialer Richtung über die Verzahnungen vorstehende Ansätze auf, an denen die eigentlichen Schneideinsätze auswechselbar mittels je einer Schraube gehalten sind. Die Herstellung der beiden Verzahnungen in den Ausnehmungen der Bohrstange erfordert einen erheblichen Herstellungsaufwand. Es müssen nämlich nicht nur die Ausnehmungen aus der zylindrischen Bohrstange herausgefräst werden, sondern dann auch die Verzahnungen gefräst bzw. geschliffen werden. Da die Verzahnungen an zwei verschwdenen Seiten der Bohrstange angeordnet sind, muß hierbei darauf geachtet werden, daß die Verzahnungen in axialer Richtung nicht gegeneinander versetzt sind, da sonst auch die Schneideinsätze nicht in einer Radialebene liegen. Dasselbe trifft auch für die Verzahnungen der Schneideinsatzträger zu. Es müssen also bei der Herstellung sehr kleine, die Herstellung verteuernde Toleranzen eingehalten werden. Weiterhin können sich bei dieser bekannten Bohrstange die mittels der Stellschraube voreingestellten Schneideinsatzträger beim Anziehen der Klemmschrauben wieder verstellen. Sofern der Kopf der Klemmschraube und die als Klemmplatte vorgesehene Beilagscheibe nicht völlig gleichmäßig auf den Schneideinsatzträger einwirken, was wegen der Herstcllungsungenauigkeit praktisch immer der Fall ist, entsteht dort, wo der Klemmschraubenkopf unter Zwischenschaltung der Beilagscheibe zuerst am Schneideinsatzträger zur Anlage kommt, eine Verschiebekraft auf den Schneideinsatzträger, wodurch sich dessen Einstellung verändern kann= Außerdem stehen die Schneideinsatzträger, gerechnet von ihrer Befestigungsstcllc an der Klemmschraube in axialer Richtung verhältnismäßig weit vor. Hinzu kommt noch, daß die Bohrstange durch die Ausnehmungen gcschwiicht ist. Hierdurch hat das bekannte Werkzeug eine geringere Stabilität, was besonders für Schrupparhvilen von Nachteil ist. Weiter-

hin lassen sich bei der bekannten Bohrstange die Schneideinsatzträger nur in einem verhältnismäßig kleinen Bereich radial verstellen.

Bei einem bekannten Bohrkopf (vgl. DE-OS 2060869) weist der Bohrkopf an seinem vorderen Ende eine rechteckige Querausnehmung auf. In diese Querausnehmung sind zwei Schneideinsatzträger angeordnet, die an ihren einander zugekehrten, in einer Axialebene verlaufenden Flächen eine Verzahnung aufweisen, mit der sie gegenseitig geführt sind. Durch eine Klemmschraube, die sich durch beide Schneideinsatzträger hindurch erstreckt, sollen die die rechteckige Querausnehmung begrenzenden Teile des Bohrkopfes gegen die Schneideinsatzträger gedrückt werden, um hierdurch eine Verschiebung derselben zu verhindern. Der Reibschluß, der zwischen den Schneideinsatzträgern und den an sie angrenzenden Teilen des Bohrkopfes vorhanden ist, genügt jedoch, wie die Praxis gezeigt hat, nicht, um die Schneideinsatzträger in radialer Richtung sicher und verschiebefest zu halten. Im übrigen ist bei diesem bekannten Bohrkopf auch keine Vorrichtung zum genauen radialen Einstellen der Schneideinsatzträger vorgesehen.

Ferner ist eine Bohrstange bekannt (vgl. DE-GM 1916171), bei welcher ein Schneideinsatzträger an der unter spitzem Winkel zu der Bohrstangenachse verlaufenden, mit einer Verzahnung versehenen Stirnfläche mittels einer sich in Achsrichtung erstrekkenden Schraube befestigt ist. Diese Anordnung hat lediglich den Zweck, den Schneideinsatzträger auswechselbar an der Stirnseite der Bohrstange zu befestigen, wobei der Schneideinsatzträger durch die Stirnverzahnung gegen Relativdrehung zur Bohrstange gesichert sein soll. Bei dieser bekannten Bohrstange ist jedoch kein zweiter Schneideinsatzträger vorgesehen und außerdem fehlt auch eine Vorrichtung zur genauen radialen Einstellung des Schneideinsatzträgers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrstange der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die ein genaues Verstellen der Schneideinsatzträger gestattet und dabei trotzdem einfach in der Herstellung sowie stabil ist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Verzahnung beider Schneideinsatzträger sich über die gesamte vordere Stirnfläche der Bohrstange in einer gemeinsamen Radialebene erstreckt, wobei für beide Schneideinsatzträger eine gemeinsame Klemmplatte vorgesehen ist, und daß jeder Schneideinsatzträger einen parallel zur Bohrstangenachse vorspringenden Ansatz aufweist, an dem jeweils der Angriff der Stellschraube erfolgt, wobei die beiden Stellschrauben in der Klemmplatte angeordnet sind.

Die einfache Herstellung der Bohrstange wird vor allen Dingen dadurch erreicht, daß die Verzahnung für beide Schneideinsatzträger an der Stirnseite der Bohrstange angeordnet ist und deshalb in einem Arbeitsgang herstellbar ist. Gleichzeitig trägt diese Maßnahme auch zur Verbesserung der Arbeitsgenauigkeit bei. Die Anordnung der Verzahnung für beide Schneideinsatzträger an der Stirnseite bietet aber weiterhin auch die Möglichkeit für beide Schneideinsatzträger eine gemeinsame Klemmplatte vorzusehen. Diese gemeinsame Klemmplatte verbessert nicht nur die Stabilität der gesamten Bohrstange, in dem sie sich auf größerer Breite, über beide Schneideinsatzträger erstreckt und die beiden Schneideinsatzträger praktisch zwischen der Klemmplatte und der Stirnfläche der Bohrstange festgeklemmt werden, sondern sie ermöglicht auch in einfacher Weise die Unterbringung von Stellschrauben und verhindert, daß sich beim Anziehen der Klemmschrauben die mittels der Stellschrauben auf einen bestimmten Durchmesser eingestellten Schneideinsatzträger wieder verstellen. Die gemeinsame Klemmplatte hat dabei drei wichtige Funktionen.

1. Sie dient als relativ einfach herzustellendes Bauteil zur Aufnahme der beiden Stellschrauben.

2. Sie dient aber auch zur Führung und Halterung der Schneideinsatzträger während der Verstellung.

Während nämlich die Verstellungeines Schneideinsatzträgers mittels der Stellschraube vorgenommen wird, ist nur die zugehörige Klemmschraube gelockert, während die dem zweiten Schneideinsatzträger zugehörige Klemmschraube fest angezogen bleibt. Die Klemmplatte übt hierdurch auch einen gewissen Druck auf den gerade zu verstellenden S'/ineideinsatzträger aus, so daß dieser in seine Verzahnung gedruckt wird und zwischen Klemmplatte und Stirnfläche spielfrei, wenn auch ein wenig schwergängig geführt ist. Mittels der Stellschraube kann jedoch der Schneideinsatzträger leicht auf den gewünschten Durchmesser eingestellt werden.

3. Als dritte Funktion hat die Klemmplatte die Aufgabe, nach dem Anziehen beider Klemmschrauben beide Schneideinsütze gegen die Stirnfläche der Bohrstange zu pressen, wobei beide Schneideinsatzträger auf größerer Fläche zwischen der Klemmplatte und der Stirnfläche festgeklemmt werden. Dank der Klemmplatte ist es auch möglich, die Schneideinsatzträger verhältnismäßigweit nach außen zu verschieben, so daß ein großer Verstellbereich erreicht wird.

Die Klemmplatte hat außerdem noch den Vorteil, daß sich beim Anziehen der Klemmschrauben die voreingestellten Schneideinsatzträger nicht mehr verstellen können. Die große Stabilität der erfindungsgemh3en Bohrstange wird nicht nur durch die Verwendung der durchgehenden Klemmplatte, sondern auch durch die Anordnung der Verzahnung an der Stirnseite der Bohrstange erreicht. Hierdurch können die Schneiden einen sehr geringen Abstand von der durch die Verzahnung gebildeten Verankerung der Schneideinsatzträger an der Bohrstange haben. In axialer Richtung lassen sich dabei die Schneideinsatzträger verhältnismäßig flach bauen und in radialer Richtung beginnt der Verankerungskontakt der Schneideinsatzträger bereits am Bohrstangenumfang und reicht je nach eingestelltem Durchmesser über eine" erheblichen Querschnitt der Bohrstange. Die Resultierende der beim Schneidvorgang entstehenden Kräfte fällt immer in den Bereich der verzahnten Verbindungen der Schneideinsatzträger mit der Bohrstange. Hierdurch sind die den Schneideinsatzträger mittels der Klemmplatte haltenden Klemmschrauben ohne zusätzlich» Zugbeanspruchung. Auch der Hauptschnittdruck bzw. dessen sich in tangentialer Richtung erstreckende Komponente wird von der Verzahnung gut aufgenommen, weil dieje dabei in ihrer Querrichtung beansprucht ist, wo sie die größte Stabilität aufweist. Da als Verbindungsfläche zwischen den SchneideinsatzUägern und der Bohrstange der gesamte Querschnitt der Bohrstange zur Verfü-

gung steht, haben die Schneideinsatzträger auch eine extrem große Verstellmöglichkeit hei größtmöglicher Stabilität.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bohrstange besteht darin, daß die an den Schneideinsatzträgern anliegende Klcmmfliiche der Klemmplatte quer zur Verstellrichtung konkav bzw. mit einer Ausnehmung in ihrer Mitte ausgebildet ist. so daß die Klemmplatte im wesentlichen mit ihren Enden an den Schneideinsatzträgern anliegt. Dm ch diese Maßnahme wird erreicht, daß unabhängig von irgendwelchen Herstellungstoleranzen die Klemmplatte stets an beiden Schneideinsatzträgern anliegt. Wird zum Verstellen des Schneideinsatzträgers eine Klemmschraube gelockert, so ist trotzdem sichergestellt, daß die Klemmplatte unter Belastung durch die zweite Klemmschraube immer noch an dem der gelokkerten Klemmschraube zugeordneten Schneideinsatzträger mit ausreichendem Druck anliegt. Dies ist bei der Verstellung der Schneideinsatzträger von Wichtigkeit, wie später noch näher ausgeführt wird.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Stirnansicht der Bohrstange in Richtung I der Fig. 2,

Fig. 2 eine erste Seitenansicht der Bohrstange in Richtung II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Bohrstange in Richtung III der Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform.

In der Zeichnung ist eine Bohrstange 1 dargestellt, die an ihrer vorderen Stirnseite eine sich quer zur Bohrstangenachse A-A erstreckende Verzahnung 2 mit parallelen Zähnen la aufweist. Die Zähne la sind über die gesamte Breite der Bohrstange 1 durchgehend ausgeführt, wobei sich die Verzahnung über die gesamte Stirnfläche erstreckt. An der Stirnfläche sind radial verstellbar zwei Schneideinsatzträger 3, 3' ann^AFrlnal Quirle CrknaiHoincatTtrönur cMi/ϊέ» Hi*> mit

ihnen zusammenarbeitenden und verbundenen übrigen Teile sind völlig gleichartig ausgebildet, so daß die gleichen Teile jeweils auch mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, wobei jeweils für den zweiten Schneideinsatzträger und seine Teile ein Indexstrich verwendet wird. Die folgende Beschreibung ist also sinngemäß auch auf den zweiten Schneideinsatzträger anzuwenden.

Der Schneiöeinsatzträger 3 ist an seinem der Bohrstangenstirnfläche zugekehrten Ende mit einer der Verzahnung 2 entsprechenden Verzahnung 13 versehen. Diese Verzahnung ist ebenfalls durchlaufend ausgeführt. Der Schneideinsatzträger 3 weist einen auswechselbaren, aus Hartmetall od. dgl. bestehenden Schneideinsatz 4 auf, der durch eine Schraube 5 gehalten wird. An seinem in Achsrichtung vorn liegenden Ende besitzt der Schneideinsatzträger eine Stützfläche 6, die in Achsrichtung gegenüber der wirksamen Schneide 4 a des Schneideinsatzes axial zurückversetzt ist. Benachbart dieser Stützfläche 6 besitzt der Schneideinsatzträger einen vorspringenden, den Schneideinsatz 4 tragenden Ansatz 7. Im Bereich der Stützfläche 6 ist der Schneideinsatzträger 3 mit einem Langloch 8 versehen, welches sich parallel zu den Zähnen la der Verzahnung erstreckt. Durch dieses Langloch 8 tritt eine sich parallel zur Achsrichtung A-A der Bohrstange 1 erstreckende Klemmschraube 9 hindurch, die in der Bohrstange verschraubt ist.

Damit sich beim Anziehen der Klemmschraube 9 bzw. 9' der Schneideinsat/triigcr 3, 3' nicht verstellt, ist für beide Schneideinsatzträger eine gemeinsame, sich senkrecht zu deren Verstellrichtung V erstrekkende Klemmplatte 10 vorgesehen, die an der sich parallel zur Bohrstangenstirnfläche erstreckenden Stützfläche 6 jedes Schneideinsatztriigers anliegt. Die Stützfläche 6 des Schneideinsatzträgers 3 ist etwa um die Stärke SderKlemni( latte 10 gegenüber der wirksamen Schneide 4« zurückversetzt, so daß die Klemmplatte in axialer Richtung nicht vorsteht und die Arbeitsbewegung nicht beeinträchtigen kann.

Wie erwähnt, erstreckt sich die Verzahnung 2 über die gesamte Bohrstangenstirnflächc. Die Höhe H jedes Schneideinsatzträgers 3. 3' qu»r zur Spanflächc des Schneideinsaizes 4 eni>>|>ridii eiwa dem iiamcii Durchmesser D der Bohrstange 1, Auf diese Weise wird eine maximale Berührungs- und Führungsfla'chc zwischen den Schneideinsatzträgern 3, 3' und der Bohrstange erreicht. Diese maximale Berührungsfläche ermöglicht auch eine maximale radiale Verstellmöglichkeit der Schneideinsatzträger 3, 3'.

Zu dem gleichen Zweck sind die Schneideinsatzträger mit ihren einander zugekehrten Flächen 3a bzw 3'a si..· ausgebildet, daß sie sich in Verstellrichtung I nicht überlappen. Hierbei *ind die Schneideinsatzträger an ihren einander zugekehrten Flächen 3', 3'(; eben ausgebildet. Sie können .;:ch auch zur gegenseitigen Abstützung mit ihren einander zugekehrten Flächen 3', 3'a berühren.

In der Klemmplatte 10 ist für jeden Schneideinsatzträger 3, 3' ein parallel zur Verstellrichtung V verlaufendes Muttergewinde zur Aufnahme einer Stellschraube 11, 11' vorgesehen. Das äußere Ende jedei Stellschraube stützt sich an einer Gegenfläche 12, 12 des Ansatzes 7, 7' ab. Um eindeutige Berührungsverhältnisse zwischen Klemmplatte 10 und den beider Schneideinsatzträgern 3,3' zu gewährleisten und aucl· Ηργρπ Justierung in radialer Richtung zu erleichtern ist zweckmäßig die an der Stützfläche 6, 6' anliegend« Klemmfläche 10a der Klemmplatte 10 in Längsrichtung der Klemmplatte geringfügig konkav ausgebilde bzw. in ihrer Mitte etwas ausgenommen, so daß die Klemmplatte 10 im wesentlichen mit ihren äußerer Enden an den Stützflächen 6, 6' der Schneideinsatzträger 3, 3' anliegt.

Die Verstellung der Schneideinsatzträger 3, 3' mi' den Schneideinsätzen 4, 4' erfolgt beispielweise so daß man die Klemmschraube 9' des Schneideinsatz trägers 3' angezogen läßt und zunächst nur die Klemmschraube 9 des Schneideinsatzträgers 3 lok kert. Dank der konkaven Ausbildung ihrer Klemmfläche 10a übt die Klemmplatte noch einen leichter Druck auch auf den Schneideinsatzträger 3 aus. Die ser läßt sich nun mittels der Stellschraube 11 in radia ler Richtung um das gewünschte Maß nach außen ver stellen. Hat die Schneidspitze des Schneideinsatzes <■ die gewünschte radiale Lage erreicht, so wird die Klemmschraube 9 angezogen, wobei die Klemmplattf 10 eine ungewollte Verschiebung des Schneideinsatz trägers 3 raidal nach außen verhindert. Anschließenc wird die Klemmschraube 9' gelöst und der Schneid einsatzträger 3' in der vorbeschriebenen Weise einge stellt. Nach erfolgter Einstellung und dem Festzieher der Klemmschraube 9' liegen die Schneidspitzen bei der Schneideinsätze 4,4'auf dem gleichen Durchmes

scr und mich in der gleichen Radialcbene. Die Bohrstange ist fertig für Bcarbeitungs/.wecke. Wie man hus der Zeichnung erkennen kann, ist die Verstellmoi: lichkeit der Schneidtinsatzträger .1, .V im Verhältnis /um Durchmesser der Bohrstange sehr groß. Hei einem Bohrstangendurchmesscr D von 50 mm betrügt hev-fielsweise der kleinste bearbeitbare Bohrungsdurcilmesser M) mm und der größte W mm, wobei auch hierbei noch eine stabile Halterung der Schneideinsatzträger gewährleistet ist.

Gemäß Fig. 4 kann die stirnseitige Verzahnung an der Bohrstange auch mittels eines Werkzeughalters 14 angeordnet sein, der selbst mit einem Ansatz 15 in einer Ausnehmung 16 eines Bohrstangenschaftes 17 eingreift und dort mittels einer Schrauhe 18 gehalten svird. In die Ausnehmung 16 können wechselweise verschiedene Bearbeitungswerkzeuge für Grob- und Feinbearbeitung eingesetzt werden. Die Befestigung der Schneideinsätze an dem Werkzeughalter 14 ist die gleiche wie die oben beschriebene.

Hierzu I Blatt /ciehnuimen

030 215/220

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bohrstange, mit zwei um 180° versetzt zueinander angeordneten Schneideinsätzen auf je einem gegenüber der Bohrstange radial verstellbaren Schneideinsatzträger, der an einer in Verstellrichtung senkrecht zu der Bohrstangenachse verlaufende, parallele Zähne aufweisenden, ebenen Verzahnung der Bohrstange mit einer ebensolchen Verzahnung geführt und mittels einer durch ein Langloch im Schneideinsatzträger hindurchtretenden und senkrecht zur Verzahnung verlaufenden Klemmschraube gegenüber der Bohrstange feststellbar ist, wobei zwischen dem Kopf jeder Klemmschraube und dem Schneideinsatzträger eine Klemmplatte vorgesehen ist und wobei das radiale Verstellen des Schneideinsatzträgers jeweils durch eine an diesen angreifende, in Verstellrichtung verlaufende Stellschraube erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung \2) beider Schneideinsatzträger (3, 3') sich über die gesamte vordere Stirnfläche der Bohrstange (1) in einer gemeinsamen Radialebene erstreckt, wobei für beide Schneideinsatzträger eine gemeinsame Klemmplatte (10) vorgesehen ist, und daß jeder Schneideinsatzträger einen parallel zur Bohrstangenachse (A-A) vorspringenden Ansatz (7, 7') aufweist, an dem jeweils der Angriff der Stellschraube (11; 11') erfolgt, wobei die beiden Stellschrauben in der Klemmplatte (10) angeordnet sind.

2. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an c? ;n Schneideinsatzträgern (3, 3') anliegende Klemmfläche (10a) der Klemmplatte (10) quer zur * ^rstellrichtung ( V) konkav bzw. mit einer Ausnehmung in ihrer Mitte ausgebildet ist, so daß die Klemmplatte (10) im wesentlichen mit ihren Enden an den Schneideinsatzträgern (3, 3') anliegt.