DE2608809B2 - Spitzbohrwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spitzbohrwerkzeug für metallische Werkstoffe mit einem Halter und einem zwei sich diametral gegenüberliegende Bohrspitzen aufweisenden Spitzbohrmesser, das in einem axialen Klemmschlitz des Halters mittels eines den einen Klemmschlitzschenkel durchsetzenden und in eine mittlere Ausnehmung des Spitzbohrmessers eingreifenden Haltestücks gegen eine der Form der Messerspitzen

angepaßte Widerlagerfläche eingespannt ist, wobei das Haltestück bei seiner Einführung in die Ausnehmung eine zur Widerlagerfläche hin gerichtete Kraft auf die senkrecht zur Messerebene stehende Wandung der Ausnehmung ausübt

Bei einem bekannten Spitzbohrwerkzeug dieser Art (DT-OS 22 16 760), das nicht zum Bohren von Metall, sondern Gestein dient, ist das Haltestück ein zylindrischer Stift Dieser durchsetzt eine radial durchgehende Bohrung des Halters im Bereich der Klemmschlitzschenkel und eine Bohrung in einer Gummihülse, die ihrerseits in einer Bohrung des Spitzbohrmessers sitzt Bei entferntem Stift und in den Klemmschlitz eingesetztem Spitzbohrmesser liegt dessen Bohrung um ein vorbestimmtes Exzentrizitätsmaß weiter entfernt von der als Widerlagerfläche für das Spitzbohrmesser dienenden Grundfläche (dem Boden) des Klemmschlitzes als die den Halter durchsetzende Bohrung für den Stift Die Gummihülse wird daher bei eingesetztem Stift in Richtung zur Widerlagerfläche verspannt und das Spitzbohrmesser elastisch gegen die Widerlagerfläche gedrückt Der Stift ist mit seinen Enden in die durchgehende Bohrung des Halters eingepreßt

Dieses Spitzbohrwerkzeug ist zum Bohren von Metall nicht geeignet, da hierbei hohe Axialzugkräfte beim Herausziehen des Werkzeugs aus der Werkstück-Bohrung auftreten können, die sehr schnell zu einer Zerstörung der Gummihülse führen. Darüber hinaus kann das Messer nach dem Durchbohren des Werkstücks wegen der elastischen Lagerung sehr leicht seitlich ausweichen, so daß es beim Zurückziehen des Werkzeugs gegen den Rand der Werkstück-Bohrung schlägt und verkantet. Die Folge kann eine völlige Zerstörung des Werkzeugs und/oder des Werkstücks sein. Der Stift und die Halter-Bohrung müssen eng toleriert sein, um einen Preßsitz zu gewährleisten. Die Herstellung ist daher kostspielig. Zum Wechseln oder Wenden des Messers muß der Stift herausgeschlagen werden. Dies ist nicht nur zeitaufwendig und schwierig, sondern erfordert auch zwei Werkzeuge. Nach mehrmaligem Herausschlagen des Stiftes besteht ferner die Gefahr, daß der Preßsitz verlorengeht und der Stift beim Bohren herausfällt.

Bei einer anderen bekannten Ausführung dieser Art ist die Gummihülse weggelassen und die Messer-Bohrung dem Durchmesser des Stiftes angepaßt Auch hierbei müssen sehr enge Herstellungstoleranzen eingehalten werden, um zu vermeiden, daß sich das Messer verkantet. Nach einem Wenden des Messers, so daß die abgenutzte Schneide der Widerlagerfläche zugekehrt ist, oder nach einem Nachschleifen des Messers geht die enge Toleranz jedoch verloren: Das Messer liegt nicht mehr dicht an der Widerlagerfläche an.

Bei einem anderen bekannten Spitzbohrwerkzeug (US-Patentschrift 32 03 493, Fig. 5) wird ein mehrschneidiges Spitzbohrmesser mittels einer Klemmplatte gegen eine Widerlagerfläche des Halters gedrückt Zu diesem Zweck greift eine den Halter durchsetzende Klemmschraube in eine Gewindebohrung der Klemmplatte ein. Die Klemmplatte ist um die Klemmschraube herum im Halter schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkstellung durch eine Einstellschraube, die den Halter schräg zu dessen Drehachse durchsetzt, gesichert ist Das Messer selbst ist jedoch nicht gegen ein Herausziehen beim Werkzeugrücklauf gesichert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beim Steinbohren bekannten Vorteile des für ein Wende-

spitzbohrmesser nicht notwendigen N achschleif ens für die Bearbeitung von Metall dadurch anwendbar zu machen, daß ein einfaches und sicheres formschlüssiges Festlegen des Wendespitzbohrmessers auch in beiden Axialrichtungen erreichbar ist

Nach der Erfindung besteht eine Lösung dieser Aufgabe darin, daß das Haltestück eine schräg zur Drehachse des Spitzbohrwerkzeugs entgegen der Vorschubrichtung in den Halter geschraubte Schraube mit Innensechskant ist und die an der Wandung der Ausnehmung anliegende Fläche des Haltestücks etwa kugelartig abgerundet und der Krümmungsradius dieser Fläche kleiner als der der Wandung der Ausnehmung ist

Eine weitere Lösung besteht nach der Erfindung darin, daß das Haltestück als zweiarmiges Winkelstück ausgebildet ist, das in der Ebene seiner Arme schwenkbar gelagert ist, mit seinem einen Arm in die Ausnehmung des Spitzbohrmessers eingreift und mit dem Ende seines zweiten Arms am Halter anliegt, und daß eine Klemmschraube in eine Gewindebohrung des zweiten Arms des Winkelstücks eingreift

Es ist zwar ein Spitzbohrwerkzeug mit einer in axialer Richtung wirkenden Schraube als Haltestück bekannt (US-Patentschrift 36 67 768), bei dem ein Spitzbohrmesser mit nur einer Bohrspitze mittels einer Klemmschraube in einem Klemmschlitz eines Halters eingespannt ist, wobei die Klemmschraube eine Bohrung des Messers durchsetzt, deren Durchmesser wesentlich größer als der der Klemmschraube ist, und wobei die Halteschraube mit einer konischen Spitze radial in eine Gewindebohrung des einen Klemmschlitzschenkels geschraubt ist, so daß sie mit der Flanke der konischen Spitze gegen eine abgeschrägte Kante der Messerbohrung und damit das Messer gegen die Grundfläche des Klemmschlitzes drückt. Hierbei wirken die Radialkräfte der Klemmschraube und der Halteschraube jedoch gegeneinander, so daß die Gefahr besteht daß die Klemmwirkung der Klemmschraube durch die Halteschraube zumindest teilweise wieder aufgehoben wird. Zum Auswechseln des Messers muß die Klemmschraube vollständig aus dem Halter herausgedreht werden. Wenn die Klemmschraube weggelassen würde, ergäbe sich in noch höherem Maße die Gefahr einer Aufweitung des Klemmschlitzes. Bei einem Wendespitzbohrmesser bestünde darüber hinaus die Gefahr, daß der Stellbereich einer derartigen Halteschraube nach einem Wenden des Messers nicht mehr ausreicht, das zusätzliche, durch die Abnutzung der benutzten Bohrspitze bedingte Spiel auszugleichen. so

Die deutsche Offenlegungsschrift 20 32 461 beschreibt einen Zapfensenker mit einem quer zu seinem Schaft in eine Ausnehmung seines Schneidkopfes eingesetzten Messer. Das Messer ist mittels zweier radialer Schrauben einmal gegen ein Herausfallen aus der Ausnehmung gesichert und zum anderen in seiner Lage einstellbar. Bei einem derartigen Zapfensenker besteht jedoch nicht die Gefahr, daß das Messer in axialer Richtung des Zapfensenkers beim Rücklauf aus der Ausnehmung herausgezogen wird, weil die Ausneh- <><· mung radial verläuft

Bei beiden Lösungen sorgt die axiale Bewegungskomponente des Haltestücks für eine Zwangslage des Spitzbohrmessers an der Wideriagerfläche, so daß das Spitzbohrmesser seitlich und axial ohne Spiel festgehal- &⁵ ten ist und Herstelliingstoleranzen, Abnutzungs- oder Nachschleifabmaße ausgeglichen werden. Das Spitzbohrmesser ist daher nicht der Gefahr eines Verkantens ausgesetzt Hohe axiale Zugkräfte, wie sie im Werkzeug-Rücklauf durch Verkanten des Spitzbohrmessers auftreten können, sind vermieden. Sollten im Rücklauf dagegen Reibungskräfte in der Werkstück-Bohrung auftreten, so sind sie wegen der genauen seitlichen Halterung des Spitzbohrmessers derart gering, daß sie sicher vom Haltestück aufgenommen werden, das auch höheren Axialzugkräften standhält Im Falle der Ausbildung des Haltestücks als Schraube gemäß der ersten Lösung übt diese Schraube lediglich eine in Richtung der Drehachse des Werkzeugs auf das Messer wirkende Kraft aus, da die radiale Bewegungskomponente dieser Schraube aufgrund der kugelartigen Abrundung der an der Messer-Ausnehmung anliegenden Fläche in Verbindung mit dem zur Messerebene senkrechten Verlauf der Ausnehmungs-Wandung keine oder allenfalls eine unmerkliche Radialkraft auf das Messer ausübt Demzufolge wirkt die Halteschraube auch nicht der Klemmwirkung des Klemmschlitzes entgegen. Das gleiche wird auch durch die Ausbildung des Haltestücks als Winkelstück erreicht weil der in das Messer eingreifende Arm des Winkelstücks aufgrund der schwenkbaren Lagerung des Winkelstücks im wesentlichen nur eine axiale Bewegungskomponente in Richtung auf die Ausnehmungs-Wandung hat Aufgrund der Biegespannung des Winkelstücks ergibt sich gleichzeitig eine Lagesicherung der Klemmschraube.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt daß der zweite Arm des Winkelstücks in einer Nut des Halters versenkt ist Auf diese Weise ist zum einen für eine seitliche Führung des Widerlagerstücks und zum anderen dafür gesorgt daß das Winkelstück nicht über den Umfang des Halters hinausragt und somit nicht gegen das Werkstück stößt Darüber hinaus ist die Gefahr von Verletzungen beim Drehen des Halters vermieden.

Auch die an der senkrecht zur Messerebene stehenden Wandung der Ausnehmung anliegende Fläche des Winkelstücks kann etwa kugelartig abgerundet und der Krümmungsradius dieser Fläche kleiner als der der Wandung der Ausnehmung sein. Hierbei ergibt sich auch zwischen Winkelstück und Ausnehmungswandung praktisch nur eine Punktberührung mit einer entsprechend geringen Reibungskraft bei einer radialen Gleitbewegung des Winkelstücks an der Ausnehmungswandung senkrecht zur Messerebene. Demzufolge übt das Spitzbohrmesser beim Festziehen des Winkelstücks eine noch geringere Kraft senkrecht zur Messerebene auf den einen Klemmschlitzschenkel aus, ohne die Klemmwirkung der Klemmschlitzschenkel auf das Spitzbohrmesser zu beeinträchtigen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher beschrieben, die bevorzugte Ausführungsbeispiele schematisch darstellt, und zwar

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels des Spitzbohrwerkzeugs,

Fig.2 eine Schnittansicht des Spitzbohrwerkzeugs nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab und

Fig.3 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Spitzbohrwerkzeugs.

Nach den F i g. 1 und 2 weist das Spitzbohrwerkzeug einen Halter 1 mit einem axialen Klemmschlitz 2 auf, in den ein Spitzbohrmesser 3 mit zwei sich diametral in Richtung der Drehachse 4 gegenüberliegenden Bohrspitzen eingesetzt sind. Diese sind mit unter einem Winkel zueinander stehenden Schneidenabschnitten 5,6 bzw. 7,8 versehen, wobei die Schneidenabschnitte 5 und 7 in der einen und die Schneidenabschnitte 6 und 8 in der anderen der beiden zueinander Darallelen Oberflächen-

ebenen des Spitzbohrmessers 3 liegen. Die als Widerlagerfläche für das Spitzbohrmesser 3 dienende Grundfläche 9 des Klemmschlitzes 2 besteht aus zwei Flächenabschnitten, die im gleichen Winkel wie die der Grundfläche 9 zugekehrten Schneidenabschnitte 7, 8 zueinander verlaufen. Ferner ist in der Grundfläche 9 ein ebenfalls quer durchgehender Verlängerungsschlitz

10 ausgebildet, der enger als der Klemmschlite 2 ist. Der Halter 1 ist im Bereich des Verlängerungschlitzes 10 von einer Klemmschraube 11 radial durchsetzt, wobei der Kopf der Klemmschraube 11 im Halter versenkt ist.

Ein Haltestück in Form einer Innensechskant-Schraube 12 mit etwa kugelartig bzw. sphärisch abgerundeter Oberfläche 13 an der Spitze ist in eine schräg zur Drehachse 4 geneigte Gewindebohrung 14 in der Stirnfläche des Halters 1 soweit eingeschraubt, daß sie in eine Ausnehmung in Form einer senkrecht zur Messerebene durchgehenden mittleren Bohrung 15 eingreift und mit der Oberfläche 13 an der Grundfläche 9 des Klemmschlitzes 2 zugekehrten Wandung 16 anliegt.

Durch Festziehen der Schraube 12 wird das Spitzbohrmesser 3 aufgrund der axialen Bewegungskomponente der Schraube 12 gegen die Widerlagerfläche 9 gedrückt, so daß das Spitzbohrmesser 3 ohne axiales Spiel im Halter 1 gehalten wird und auch im Rücklauf des Spitzbohrwerkzeugs nicht von der Werkstückbohrung festgehalten werden kann. Die Schraube 12 hat beim Festziehen zwar noch eine radiale Bewegungskomponente, die jedoch praktisch keine Kraft auf das Spitzbohrmesser 3 ausübt, da die Wandung 16 ebenfalls radial bzw. senkrecht zur Messerebene verläuft und zwischen der Oberfläche 13 und der Wandung 16 — weil der Krümmungsradius der Oberfläche 13 kleiner als der der Wandung 16 ist — praktisch nur eine Punktberührung besteht, die nur eine vernachlässigbar geringe Reibung verursacht. Infolgedessen wird der Klemmschlitz 2 beim Festziehen der Schraube 12 auch nicht aufgeweitet. Einer solchen Aufweitung wirkt darüber hinaus die Klemmschraube

11 entgegen, so daß das Spitzbohrmesser 3 auch bei hohen Bohrkräften oder Rücklaufkräften in jeder Richtung fest eingespannt ist. Dennoch kann das Spitzbohrmesser 3 nach einem Herausdrehen der Schraube 12, bis sie nicht mehr in die Bohrung 15 eingreift, und nach Lösen der Klemmschraube 11 auf einfache Weise um 180° gewendet werden, um die zweite Schneide 7, 8 nach Abnutzung der ersten Schneide 5, 6 zu benutzen. Auch wenn das Spitzbohrmesser 3 nachgeschliffen wird, entsteht kein Spiel zwischen dem Spitzbohrmesser 3 und der Widerlagerbzw. Grundfläche 9 des Klemmschlitzes 2.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ist das Haltestück als zweiarmiges Winkelstück 17 ausgebildet das mit seinem einen Arm 18 durch einen radialer Durchbruch 19 in dem einen Klemmschlitzschenke hindurch in die Bohrung 15 eingreift und mit seinen* zweiten Arm 20 in einer axialen Nut 21 des Halters 1 versenkt ist. Die Klemmschraube 11 greift in eine

ίο Gewindebohrung 22 am Ende des Winkelstücks 17 ein Am Ende des ersten Arms 18 ist ebenfalls eine etwa kugelartig bzw. sphärisch abgerundete Oberfläche 13 vorgesehen, die mit der Wandung 16 in Berührung steht Der Arm 18 hat einen solchen Abstand von der Achse der Gewindebohrung 22, daß er aufgrund seinei Eigenelastizität unter Vorspannung an der Wandung 16 anliegt, wenn die Klemmschraube 11 festgezogen wird Außerdem kann der Boden der Nut 21 und/oder die diesem zugekehrte Oberfläche des zweiten Arms etwas schräg zur Drehachse 14 verlaufen, wie es durch die gestrichelten Linien 23 und 24 angedeutet ist, so daß dei zweite Arm 20 nur mit seinem äußeren Ende am Boden der Nut anliegt und beim Festziehen der Klemmschraube 11 um dieses Ende des Arms 20 geringfügig schwenkbar ist. Dadurch vergrößert sich die axiale Bewegungskomponente und die Klemmkraft des erster Arms 18 in Richtung auf die Wandung 16 bzw. die Widerlagerfläche 9. Dieses Ausführungsbeispiel hat der Vorteil, daß nur eine Klemmschraube 11 gespannt zu werden braucht, um sowohl die Klemmschlitzschenkel gegen das Spitzbohrmesser 3 zusammenzuziehen als auch das Spitzbohrmesser 3 fest gegen die Widerlagerfläche 9 zu drücken. Die Biegespannung des Winkelstücks 17 sorgt gleichzeitig für eine Drehsicherung der Klemmschraube 11. Zum Wenden oder Auswechseln des Spitzbohrmessers 3 braucht ebenfalls lediglich die eine Klemmschraube 11 gelöst zu werden.

Abweichungen von den dargestellten Ausführungsbeispielen liegen im Rahmen der Erfindung. So braucht die Bohrung 15 nicht durchgehend zu sein. Sie kann ferner durch ein Mehrkantloch ersetzt werden, so daß die Wandung 16 eben ist. Der Verlängerungsschlitz ΙΟ kann durch zwei parallel zueinander unmittelbar benachbarte axiale Einschnitte in der Grundfläche S gebildet sein, die unter einem Winkel zueinandei verlaufen, der dem spitzen Winkel des Spitzbohrmessers entspricht. Dies hat den Vorteil, daß sich die irr Winkel zueinander stehenden Stirn- bzw. Freiflächen des Spitzbohrmessers nur über ihre halbe Höhe an dei Grundfläche des Klemmschlitzes abstützen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spitzbohrwerkzeug für metallische Werkstoffe mit einem Halter und einem zwei sich diametral gegenüberliegende Bohrspitzen aufweisenden Spitzbohrmesser, das in einem axialen KJemmschlitz des Halters mittels eines den einen Klemmschlitzschenkel durchsetzenden und in eine mittlere Ausnehmung des Spitzbohrmessers eingreifenden Haltestücks gegen eine der Form der Messerspitzen angepaßte Widerlagerfläche eingespannt ist, wobei das Haltestück bei seiner Einführung in die Ausnehmung eine zur Widerlagerfläche hin gerichtete Kraft auf die senkrecht zur Messerebene stehende Wandung der Ausnehmung ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltestück eine schräg zur Drehachse (4) des Spitzbohrwerkzeugs entgegen der Vorschubrichtung in den Halter (1) geschraubte Schraube (12) mit Innensechskant ist und die an der Wandung (16) der Ausnehmung (15) anliegende Fläche (13) des Haltestücks (12) etwa kugelartig abgerundet und der Krümmungsradius dieser Fläche (13) kleiner als der der Wandung (16) der Ausnehmung (15) ist.

2. Spitzbohrwerkzeug für metallische Werkstoffe mit einem Halter und einem zwei sich diametral gegenüberliegende Bohrspitzen aufweisenden Spitzbohrmesser, das in einem axialen Klemmschlitz des Halters mittels eines den einen Klemmschlitzschenkel durchsetzenden und in eine mittlere Ausnehmung des Spitzbohrmessers eingreifenden Haltestücks gegen eine der Form der Messerspitzen angepaßte Widerlagerfläche eingespannt ist, wobei das Haltestück bei seiner Einführung in die Ausnehmung eine zur Widerlagerfläche hin gerichtete Kraft auf die senkrecht zur Messerebene stehende Wandung der Ausnehmung ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltestück als zweiarmiges Winkelstück (17) ausgebildet ist, das in der Ebene seiner Arme (18,20) schwenkbar gelagert ist, mit seinem einen Arm (18) in die Ausnehmung

(15) des Spitzbohrmessers (3) eingreift und mit dem Ende seines zweiten Arms (20) am Halter (1) anliegt, und daß eine Klemmschraube (11) in eine Gewindebohrung (22) des zweiten Arms (20) des Winkelstücks (17) eingreift.

3. Spitzbohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Arm (20) des Winkelstücks (17) in einer Nut (21) des Halters versenkt ist.

4. Spitzbohrwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Wandung

(16) der Ausnehmung (15) anliegende Fläche (13) des Winkelstücks (17) etwa kugelartig abgerundet und der Krümmungsradius dieser Fläche (13) kleiner als der der Wandung (16) der Ausnehmung (15) ist.