DE2600225A1

DE2600225A1 - Bohrwerkzeug

Info

Publication number: DE2600225A1
Application number: DE19762600225
Authority: DE
Inventors: Kurt Heinrich Albert Eri Faber
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1975-01-20
Filing date: 1976-01-05
Publication date: 1976-07-22
Also published as: JPS5197881A; JPS54356B2; DE2600225C3; FR2297685B1; DE2600225B2; GB1515992A; IT1051197B; SE381592B; FR2297685A1

Description

DIPL.-ING. KLAoS BEHiN DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

PATENTANWÄLTE
8 MÜNCHEN 22 Wl DENMAYERSTRASSE 6

A 269/270 75 3e/De

Firma SANDVIK AKTIE30LAG, Pack, S-SlI O¹ Sandviken I,

Schweden

Bohrwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, wie einen Metallbohrer, bei welchem die Schneidkante in mehrere einander überlappende Schneideinsätze aufgeteilt ist. Die Schneideinsätze bestehen üblicherweise aus Hartmetall oder einem ähnlichen Material und können an den Bohrkopf des Bohrwerkzeuges angelötet sein, während sie in anderen Fällen in Werkzeughaltern befestigt sind. Die Werkzeughalter können ihrerseits auswechselbar am Bohrkopf befestigt sein. Bohrer mit auswechselbaren Schneideinsätzen werden vorzugsweise für groi3e Bohrlochdurchmesser verwendet.

Bei den bekannten Bohrwerkzeugen sind die Schneideinsätze auf jeder Seite der Mittellinie des Bohrers angeordnet und

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Telegrammadresse: Patentsenior

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gleichen dadurch die Schneidkräfte aus. Auf diese V/eise hat man auch versucht, den Druck auf die Führungsunterlagen herabzusetzen, die normalerweise am Vorderteil des Bohrers angeordnet sind, um den Bohrer entlang dem Bohrloch zu lagern und zu führen.

Bei den insoweit bekannten Bohrvorrichtungen sind aber schwerwiegende Machteile festgestellt worden, die auf einem ungenügenden Ausgleich der Schneidkräfte trotz der genannten Anordnung der Gchneideinsätze beruhen. Es sind somit optimale Arbeitsbedingungen oder Schnittbedingungen nicht erreicht worden. Ss ist festgestellt worden, daß die Führungsunterlagen der Bohrwerkzeuge oft stark abgenutzt waren. Eine ähnliche Abnutzung ist auch in der Bohrhülse festgestellt worden, die für die Führung des Bohrers zu Beginn des Bohrens oder beim Einstellen des Bohrers verwendet werden, was zu einer nicht zufriedenstellenden Qualität des 3ohrloches führt.

Nach der Erfindung ist nunmehr ein Bohrwerkzeug verfügbar, das eine abgewandelte Anordnung der Schneideinsätze aufweist, wodurch die genannten Probleme oder Nachteile ausgeschaltet werden. Im Gegensatz zu den bekannten Bohrwerkzeugen, bei denen die aktiven Schneidkanten dem vorderen Ende des Bohrers

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in üblicher Weise eine im wesentlichen zugespitzte oder vorspringende Kontur geben, sind die SchneideinsMtze des erfindungsgemäßen Werkzeuges so angeordnet, da3 die Schneidkanten - ausgenommen der äußere Schneideinsatz, welcher die Abmessung des Bohrloches bestimmt - normalerweise einen Umri3 mit im wesentlichen abgestumpftem Ende oder einen nach einwärts gedrehten Umriß aufweisen.

Durch die genannte Anordnung der Schneideinsätze ist eine verringerte Last auf den Puhrungsunterlagen und den entsprechenden Elementen erreicht worden, und zwar im wesentlichen aufgrund der Tatsache, da3 ein über die äußeren Ecken der Pührungsunterlagen auftretendes Biegemoment verringert oder vollständig ausgeschaltet worden ist.

Allgemein ist die Hauptschneidkraft oder im wesentlichen die tangential gerichtete Kraft während des Bohrvorganges die Resultierende der entsprechenden Kräfte, die auf getrennte Schneideinsätze wirkt. Durch Anordnung der Einsätze auf beiden Seiten der Mittellinie wird eine Verringerung der gesamten Hauptschnittkraft oder der resultierenden Kraft erreicht, eine an sich bekannte und früher verwendete Technik, die früher als "Ausgleich" bezeichnet worden ist. Bei einem üblichen Bohrer, bei dem die Schneideinsätze oder ihre aktiven

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Schneidkanten im wesentlichen außerhalb der Führungsunterlagen angeordnet sind - in Bohrrichtung gesehen, liegt aber die resultierende Kraft außerhalb der Führungsunterlagen. Dies bewirkt ein Biegemoment, welches die früher erwähnten Nachteile hervorruft, wie die sich ergebenden Schnittkräfte, die trotz des "Ausgleiches" - beträchtlich sein können.

Andererseits sind bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug die Schneideinsätze vorzugsweise so angeordnet, daß die resultierende Schnittkraft innerhalb der Tragfläche der Führungsunterlagen liegt, wodurch das Biegemoment über die äußeren Ecken der Führungsunterlagen ausgeschaltet wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung- zeigt:

Fig. 1: ein erfindungsgemäßes Schneidwerkzeug in einer Seitenansicht,

Fig. 2: eine Stirnansicht des Werkzeuges nach Fig. 1, Fig. 3' eine vergrößerte Ansicht, welche die Verteilung der Schneideinsätze am Werkzeug nach den Fig. 1 und 2 zeigt, und

Fig. 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des erfin- und 5:

dungsgemäßen 'Werkzeuges.

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Das in den Fig. 1 bis 5 gezeigte Werkzeug besteht, aus einem Bohrer mit einem Bohrkopf 10 mit Führungsunterlagen 11 und Schneideinsätzen 12. Die Schneideinsätze sind auswechselbare Platten, die in Einsatzhaltern 1J5 mit Hilfe einer Klemmvorrichtung festgeklemmt sind. Die Schneideinsätze sind auf beiden Seiten der Hittellinie des Bohrers angeordnet und schneiden somit eine Anzahl voneinander getrennter Zonen. Durch eine geeignete Verteilung oder Überlappung der Schneideinsätze wird eine vollständige, ununterbrochene Fläche geschnitten (siehe Fig. 3). Diese Fläche kann ringförmig sein (wie bei einem Kernbohrer gemä3 den Fig. 1 bis j$), jedoch ist die Erfindung auch anwendbar auf das Vergrößern eines bereits bestehenden 3ohrloches (Erweitern), und sie ist -von gro3er Bedeutung beim Schneiden der gesamten Fläche vor den Bohrer (Vollbohrer gemäS den Fig. 4 und 5). Der jüns^tahal tor Ij, der etwas verschiedene Art haben kann, und zviar abhängig von seiner Funktion als Mittel-Umfangs- oder Zv/ischenöchneidenhalter,.ist am Bohrkopf mit Hilfe einer Schraube 15 befestigt. Die Führungsunterlage, die schwenkbar gehaltert ist oder- selbst in an sich bekannter Weise justiert werden kann, ist am Bohrkopf mit Hilfe einer Schraube ]6 und einer Schraubenfeder 17 befestigt.

Die Verteilung der Schneideinsätze oder die verbesserte Ein-

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BAD ORIGINAL

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satzgeometrie, welche für aas erf indungsgerr.ä.ie Schneidwerkzeug bezeichnend ist, kann teilweise der Pig. ^ und der· Fig. h entnommen werden. V/Ehrend der äußere Schneideinsatz l8, welcher die Abrieo^urig des Bohrloches bestimmt und am Umfang des Bohrers liegt, eine übliche Anordnung und Einspannung im 3ohrerkörper hat, haben die inneren Schneideino'-itze ¹Q eine eingezogene oder einwärts gedrehte Anordnung im Vergleich mit üblichen Bohrerkonstruktionen erhalten. Bei dem erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug bilden die aktiven Schneidkanten der einander· überlappenden inneren Schneide!nsKtze oft eine im wesentlichen geradlinige, einwärts gerichtet-Kontur. Zumindest einer der inneren ochneideinsätze, welcher bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 5) der dem Zentrum des Bohrers zunächst gelegene Einsatz ist, ist so ■ingeordnet, da?- seine aktive Schneidkante 20 Innerhalb der Außenkante oder Begrenzung 21 der Führungsuntei'lage - gesehen in Arbeitsrichtung oder Bohrrichtung - liegt.

Aus Fig. 3 kann errechnet werden, daß bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 3) nur die cic-rnibtkraft, welche die Resultierende der auf die getrennten äußeren Einsätze ]3, 19 einwirkenden Schnittkräfte ist, in Eingriff ist, wenn

die Führungsunterlagen in das Bohrloch eintreten. Da in

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diesem Falle die resultierende Kraft im wesentlichen die Differenz zwischen den auf die beiden genannten Einsätze (die auf jeder Seite der Mittellinie angeordnet sind) wirkenden Schnittkräfte ist und somit eine mittlere Größe aufweist, ist die Abnutzung der Führungsunterlagen und der* Bohrhülse verringert.

Die eingezogene Anordnung der Schneideinsätze bedeutet auch, daß die genannte resultierende Kraft einen verhältnismäßig kurzen Momentarm außerhalb der Führungsunterlage erhält, d.h. in Bezug auf die äußere Kante 21 der Führungsimterlagen. Weil somit die Schnittkräfte und auch der Momentarm im Vergleich mit den Bedingungen bei der üblichen Einsatzgeometrie des Bohrers herabgesetzt sind, wird das Biegemoment kleinstmöglich, und es werden die Risiken einer ungenauen Einbringung des Bohrers beträchtlich verringert.

Wenn der gesamte Bohrer in Betrieb ist oder sich in Eingriff befindet, ist die resultierende Schnittkraft aller Einsätze wenigstens auf einer Höhe mit den äußeren Begrenzungen oder dem äußeren Ende 21 der Führungsunterlagen und vorzugsweise innerhalb der Tragfläche 22 der Führungsunterlagen, wobei das Biegemoment über die äußeren Ecken der FUhrungsunterlagen ausgeschaltet oder vollständig aufgehoben wird.

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Die beschriebene verbesserte Einsatzgeometrie kann vorzugsweise verwendet werden für Werkzeuge zur Hersteilung von großen und langen Bohrungen. Es ist festgestellt worden, da.?, insbesondere in solchen Fällen, in denen eine große Bohrfläche mit Hilfe mehrerer einander überlappender Einsätze geschnitten werden soll, große Verbesserungen erreicht werden können durch genaue Anwendung der Prinzipien nach der Erfindung.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

( l. !Bohrwerkzeug, bestehend aus einem Bohrkopf mit einem oder mehreren Pührungsunterlagen und wenigstens■einem äußeren Schneideinsatz am Umfang des Bohrers und wenigstens einem näher dem Zentrum des Bohrers angeordneten inneren

■ Schneideinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein innerer Schneideinsatz (19) so angeordnet ist, daß seine aktive Schneidkante (20) - in Bohrrichtung gesehen - innerhalb der Außenkante oder dem äußeren Ende (21) der Führungsunterlagen liegt.
2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, daduzch gekennzeichnet, daß die Schneideinsätze (l8,l9) so angeordnet sind, daß die resultierende Schneidkraft an allen in Eingriff befindlichen Schneideinsätzen sich zumindest auf einer Höhe mit dem äusseren Ende (21) der Führungsunterlagen und vorzugsweise innerhalb der Tragfläche (22) der Fuhrungsunterlage befindet.

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3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Sehneideinsptze (19) so angeordnet sind, da3 die aktiven Schneidkanten eine im wesentlichen geradlinige, nach einwärts verlaufende Kontur bilden.

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