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Spitzbohrmesser und dessen Halter
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Die Erfindung betrifft ein zweischneidiges Spitzbohrmesser, das an
jeder der beiden entgegengesetzt gerichteten Bohrspitzen eine Schneide mit zwei
im Winkel zueinander stehenden Schneidenabschnitten aufweist, deren radial äußere
Enden Jeweils einen Eckpunkt von Seitenflächen des Spitzbohrmessers bilden, wobei
die Seitenflächen Jeweils in einem höchstens schmalen Seitenflächenbereich, der
zumindest annähernd diagonal durch die in der zugehörigen Seitenfläche liegenden
Schneidenenden verläuft, zumindest in der Nähe wenigstens einer dieser Schneidenenden
in der Weise erhaben geformt sind, daß sie beim Bohren allein in diesem Seitenflächenbereich
an der Innenseite der Werkstückbohrung an1iegen3nach Patentanspruch des Hauptpatents
2 608 808, sowie einen Halter für dieses Spitzbohrmesser.
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Die Formgebung der Seitenflächen des Spitzbohrmessers nach dem Hauptpatent
stellt sicher, daß die Seitenflächen nur in geringem Maße in höchstens schmalen
Seitenflächenbereichen beim Bohren durch Reibung beansprucht werden. Da sich die
Reibung dennoch nicht völlig vermeiden läßt, werden auch die Seitenflächen in den
beanspruchten Seitenflächenbereichen abgenutzt, wenn auch nur wenig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch entsprechende Ausgestaltung
des Spitzbohrmessers und ggfs. des Messerhalters
dafür zu sorgen,
daß eine b i Benutzung der einen Schneide auftretende seitliche Abnutzung des Spitzbohrmessers
keinen Einfluß auf den dem Spitzbohrmesser zugeordneten Nenndurchmesser der zu bohrenden
Werkstückbohrung hat, nachdem das Messer zur Benutzung der zweiten Schneide gewendet
worden ist.
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Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abstände
der sich in derselben Ebene diagonal gegenüberliegenden Schneidenabschnitte eine
verhältnismäßig kleine Differenz aufweisen.
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Diese Ausgestaltung hat zur Folge, daß das Spitzbohrmesser beim Bohren
etwas exzentrisch zur Drehachse angeordnet ist und demzufolge nur auf einer Seite
in dem erwähnten Seitenflächenbereich an der Innenseite der Werkstückbohrung anliegt.
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Die andere Seite oder Flanke des Spitzbohrmessers berührt dagegen
die Innenseite der Werkstückbohrung nicht und nutzt sich demzufolge bei Benutzung
der einen Schneide auch nicht ab.
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Wenn dann das Spitzbohrmesser gewendet wird, um die andere (gegenüberliegende)
Schneide zu benutzen, stützt es sich beim Bohren mit der noch nicht abgenutzten
Seite - in deren Seitenflächenbereich - an der Innenseite der Werkstückbohrung ab.
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Die Abnutzung auf der einen Seite des Messers bei Benutzung der einen
Schneide hat daher keinen Einfluß auf den bei Benutzung der anderen Schneide erzielten
Werkstückbohrungsdurchmesser.
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Hierbei ist der quer zur Messerdrehachse gemessene Nenndurchc messer
des Messers um einen Betrag e = sin b kleiner als der Nenndurchmesser der zu bohrenden
Werkstückbohrung, wobei c die Hälfte der erwähnten Differenz und b der Winkel ist,
den Jeder Schneidenabschnitt mit einer senkrecht zur Drehachse stehenden Querebene
einschließt. Der Unterschied der Nenndurchmesser entspricht dann dem Abstand, den
Jeweils die eine Messerflanke
von der Innrtn,itsit,e der Werk.s
Sckbohrung hat.
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Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die erwähnte Differenz, bezogen
auf den Nenndurchmesser des Messers, von großen zu kleinen Durchmessern etwa 0,1
% bis etwa 0,6 % und der Winkel zwischen den Schneidenabschnitten und der senkrecht
zur Messerdrehachse stehenden Querebene etwa 600 bis etwa 150 vorzugsweise etwa
240, beträgt. Bei diesen Abmessungen ist sichergestellt, daß einerseits die Exzentrizität
der Messerspitzen innerhalb eines Bereiches bleibt, in dem keine zu hohe Beanspruchung
der jeweils benutzten Messerspitzen auftritt, und sich andererseits unabhängig von
größeren Herstellungstoleranzen die gewünschte einseitige Anlage des Messers in
der Werkstückbohrung ergibt.
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Um zu vermeiden, daß die Spitze der benutzten Schneide bei der üblichen
Drehung um die im Halter zentrierte Spitze der unbenutzten Schneide einen - wenn
auch sehr kleinen - Kreis um die Drehachse beschreibt, kann bei einem für das Spitzbohrmesser
verwendeten Halter mit einem Klemmschlitz zum Einspannen des Spitzbohrmessers, der
eine das Spitzbohrmesser derart axial und seitlich abstützende Widerlagerfläche
aufweist, daß die Lage des Spitzbohrmessers relativ zur Drehachse des Halters festliegt,
dafür gesorgt sein, daß die Widerlagerfläche so angeordnet ist, daß der Mittelpunkt
des Spitzbohrmessers um die Exzentrizität der Bohrspitzen senkrecht zur Halterdrehachse
gegenüber dieser in Richtung der Klemmschlitzebene versetzt ist.
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Die Zeichnung stellt bevorzugte Ausführungsbeispiele schematisch dar:
Fig. 1 eine Draufsicht auf das Spitzbohrmesser, Fig. 2 die Schnittansicht 2-2 eines
Halters für das Spitzbohrmesser und Fig. 3 eine Seitenansicht des Halters.
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Das Spitzbohrmesseo nach Fig. 1 ntsir1cht im wesentlichen dem Spitzbohrmesser
nach dem Hauptpatent. Daher sind für entsprechende Teile gleiche Bezugszahlen verwendet
worden. Die Kontur des Spitzbohrmessers nach dem Hauptpatent entspricht dem Verlauf
der gestrichelten Linien und der Linien 3', 4, 11 und 6'.
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Im Unterschied zu dem Spitzbohrmesser nach dem Hauptpatent ist der
Abstand A der sich diagonal gegenüberliegenden Schneidenabschnitte 4 und 5 jetzt
Jedoch etwas kleiner als der Abstand B der diagonalen Schneidenabschnitte 3' und
6' gewählt.
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Die Differenz dieser Abstände ist mit 2c bezeichnet, so daß gilt B
- A = 2c. Da die Schneidenabschnitte 3' und 6' einerseits und die Schneidenabschnitte
4 und 5 andererseits gleich lang und die Winkel b, die die Schneidenabschnitte mit
einer senkrecht zur Drehachse 14 oder 14' verlaufenden Querebene 18 einschließen,
gleich sind, gilt für den radialen Abstand e der Messerspitzen 19 und 20, der gleich
dem Zweifachen der Exzentrizität e/2 der Messerspitzen und der Drehachse ist, e
c c~ (1) sin b Der Betrag e ist ferner gleich dem Betrag, um den der Nenndurchmesser
d des Spitzbohrmessers kleiner als der Nenndurchmesser D der zu bohrenden Werkstückbohrung
ist. Bei Drehung des Spitzbohrmessers um die Achse 14 und Wahl der Vorschubrichtung
P liegt das Spitzbohrmesser daher nur auf der einen Seite - hier einem etwa diagonalen
Seitenflächenbereich der Seitenfläche 11 - an der Innenseite der Werkstückbohrung
an, während die andere Seitenfläche 12 einen Abstand e von der Innenseite der Werkstückbohrung
aufweist. Wenn die Schneide mit den Schneidenabschnitten 3' und 4 benutzt wird,
nutzen sich daher nur diese Schneide und der an der Innenseite der Bohrung anliegende
Seitenflächenbereich der Seitenfläche 11 ab, während die Schneide 5, 6' und die
Seitenfläche 12 überhaupt
nicht abgenutzt werden. Nach dem Wenden
des Messers, um die zweite Schneide 5, 6' zu benutzen, liegt dagegen der etwa diagonal
in der Seitenfläche 12 verlaufende Seitenflächenbereich an der Innenseite der neuen
Werkstückbohrung an, und der erzielte Bohrung Pdurchmess er ist wiederum genau gleich
D, obwohl sich der etwa diagonale Seitenflächenbereich der Seitenfläche 11 etwas
abgenutzt hatte.
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Die Differenz 2c und der Betrag e sind im Vergleich zur Größe von
d zur Verdeutlichung um ein Vielfaches zu groß dargestellt.
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In der Praxis sollte 2c bei etwa 0,6 % bis etwa 0,1 % von d liegen,
wobei 2c prozentual mit zunehmendem d abnehmen sollte.
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Insbesondere-ist eine Abstufung etwa nach folgender Tabelle zweckmäßig:
| d 2c 2c e - |
| (mm) (mm) ~ 96 von d) sin 240 |
| (mm) (mm) (in , von d) (mm) |
| 19 ...49 0,10 0,53 ... 0,20 0,12 |
| 50 ...80 0,15 0,30 ... 0,19 0,18 |
| 81 ... 130 0,20 0,25 ... 0,15 0,25 |
Wie man sieht, ist der Betrag von e zwar ausreichend groß, um sicherzustellen, daß
zwischen der einen Seitenfläche, hier 12, und der Innenseite der Werkstückbohrung
ein Spalt verbleibt, aber dennoch so klein, daß der radiale Abstand der Messerspitzen
19 und 20 selbst dann nicht wesentlich hinsichtlich der Beanspruchung der Jeweils
benutzten Messerspitze ins Gewicht fällt, wenn das Messer wie bisher, also mit einem
Halter, wie er für ein symmetrisches Messer nach dem Hauptpatent benutzt wird, um
die mit der nicht benutzten Spitze (20) zusammenfallende Achse 14' gedreht wird.
Gegebenenfalls würde die benutzte Spitze 19 lediglich einen kleinen Umkreis mit
dem
Radius e um die Achse 14' ceschreiben. Dies würde die Bohrleistung
an der Sclueidensputæe praktisch nicht beeinträchtigen, da die benutzte Schneidenspitze
selbst dann, wenn sie mit der Drehachse zusammenfällt, wegen ihrer geringen Umfangsgeschwindigkeit
kaum zur Spanabhebung beiträgt.
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Will man dennoch vermeiden, daß sich die benutzte Schneidenspitze
beim Bohren auf einem Umkreis um die Drehachse bewegt, dann läßt sich dies dadurch
erreichen, daß das Messer in dem Halter um den Betrag e/2 exzentrisch zur Drehachse
14 eingespannt wird, und zwar so, daß der Mittelpunkt 21 des Messers in Richtung
der Klemmschlitzebene versetzt liegt.
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Fig. 2 zeigt einen derartigen Halter 22 in der Schnittansicht 2-2
nach Fig. 2, während Fig. 3 die Seitenansicht darstellt.
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Der Klemmschlitz 23 wird von zwei Schenkeln 24 und 25 gebildet, und
seine Grundfläche bildet zumindest zu einem Teil eine Widerlagerfläche 26, 27 für
das eingespannte Messer nach Fig. 1.
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Die Abschnitte 26 und 27 der Widerlagerfläche liegen zur Vereinfachung
ihrer Herstellung in verschiedenen zur Messerebene parallelen Ebenen und schließen
einen Winkel ein, der etwa dem Winkel zwischen den Schneidenabschnitten einer Schneide
des Messers entspricht.
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Der Schnittpunkt 28 der Widerlagerflächenabschnitte 26 und 27 liegt
um den Betrag e exzentrisch zur konzentrischen Drehachse 14 des Halters 22 in Richtung
der Klemmschlitzebene versetzt.
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Wenn das Messer mit einer konzentrischen durchgehenden Bohrung 30
zur Durchführung einer Klemmschraube versehen ist, können die Klemmschlitzschenkel
24 und 25 ebenfalls eine entsprechende durchgehende Bohrung 31 aufweisen, deren
Mittelpunkt um den halben Betrag e in der gleichen Richtung wie die Widerlagerflächenabschnitte
26, 27 exzentrisch zur Drehachse 14 versetzt ißt.
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Beim Einspannen des Messers in den Halter 22, und zwar so, daß der
Schneidenabschnitt 6' (oder 3') dem Widerlagerflächenabschnitt
26
und der chreidcnabchnitt 5 (oder 4) dem Widerlagerflächenabschnitt 27 zugekehrt
ist, legt sich das Messer so an der Widerlagerfläche 26, 27 an, daß die Drehachse
14 des Halters 22 mit der Spitze 19 (oder 20) der jeweils benutzten Schneide zusammenfällt.
Das seitenrichtige Einspannen des Messers wird bei hinreichend enger Toleranz der
Bohrungen 30, 31 und der Klemmschraube durch diese sichergestellt, da bei seitenverkehrter
Anordnung des Messers im Klemmschlitz 23 die Bohrungen nicht fluchten würden und
sich die Klemmschraube nicht durch die Bohrungen 30, 31 hindurchführen ließe. Wenn
das Messer keine Bohrung aufweist und auf andere Weise gegen ein Herausziehen aus
dem Klemmschlitz gesichert ist, läßt' sich das seitenrichtige Einlegen durch eine
andere Art von Lagesicherung sicherstellen.
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Andererseits können auch die Bohrungen 30, 31 allein oder zusätzlich
die Funktion einer Widerlagerfläche haben, gegebenenfalls in Verbindung mit einer
zusätzlichen Lagesicherung.
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