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Bohrwerkzeu
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Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug mit einem zweischneidigen
Vorschnitt - und einem zweischneidigen Fertigschnittmesser zum Ausbohren kurzer
Bohrungen, insbesondere der Nabenbohrungen von Eisenbahnrädern.
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Die z. B. durch Lochen herestellten Nabenbohrungen von Eisenbahnrädern
müssen, zur Elerstellung der Fertighohrung, zunächst vorgebohrt werden, wodurch
einerseits ein geeignetes Durchmessermaß für die nachfolgende Fertigbearbeitung
erreicht werden soll, und andererseits eine zentrische Lage der Bohrung hergestellt
werden soll.
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Nachfolgend wird die Radnabenhohrung fertig bearbeitet.
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Mit der Fertigbearbeitung soll die notwendige Oberflächenqualität
und die notwendige Durchmessertoleranz der Radnabenbohrung fiir den nachfolgenden
Frigevorgang mit der Radsatzwelle hergestellt werden.
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Aus der Schriftenreihe ~Feinbearbeitung", Jan. 1958, "Feinbohren und
Fertighearheitung von Boh#ungen", Seite 41, Bild 45 sind für die Feinbarbeitung
von Bohrungen Pendelmesserreihahlen bekannt geworden. Nach Seite 43, Bild 48, der
gleichen Literaturstelle sind die Pendelmesser solcher Pendelmesserreibahlen auch
als einstellbar bekannt. Solche Werkzeuge sind ausschließlich für eine Feinbearbeitung
geeignet. Auch ist mit solchen Werkzeugen die Verbesserung der Konzentrizität einer
Bohrung wegen der radial frei beweglichen Anordnung prinzipiell nicht möglich. Filr
die Vor- und Fertigbearbeitung von Radnabenbohrungen sind solche Werkzeuge daher
nicht einsetzbar.
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Nach der bereits zitierten Literaturstelle Seite 28, Bild 25, ist
es bekannt, in einer Bohrstange zwei zwei-
schneidige Werkzeuge
hintereinander und radial starr anzuordnen und diesen beiden Werkzeugen ein weiteres
zweischneidiges Werkzeug, welches radial beweglich ist (Pendelmesser), nachzuordnen.
hierbei wird im zum Bild 25 gehörigen Text ausgesagt, daß keines der genannten besser
gleichzeitig mit einem anderen Messer arbeiten darf. Da solche Bohrstangen doppelseitig
gelagert sind, sind sie schon aus diesem Gesichtspunkt für die Bearbeitung von Radnahenbohrungen,
welche einseitig gelagerte Werkzeuge notwendig machen, ungeeignet.
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Weiterhin ist aus "E'heel and Axle Manual", Oct. 1975, Section 2B,
Boring grill Practice, Seite 47, Figur 2B.S, ein Bohrwerkzeug zum Ausbohren von
Radnabenbohrungcn bekannt, bei welchem in einem Werkzeugträger zwei zweischneidige,
im Durchmesser einstellbare, Werkzeuge starr gehalten sind, in einem Abstand zueinander,
der eine gleichzeitige Bearbeitung der Padnabenbohrung durch heide Werkzeuge - zumindest
zeitweilig - ermöglicht. lin solches Werkzeug ist wegen der immer vorhandenen unterschiedlichen
Lage der beiden Messer zur theoretischen Mitte und der zusätzlichen gegenseitigen
Beeinflussung der Messer, aufgrund ihres axialen Abstandes und der in der Praxis
aufgrund der RohrungsexzentrizitSt auftretenden Abbiegung der Bohrstange nicht einsetzbar.
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Auf Seite 46 der genannten Literaturstelle hingegen wird ein Bohrwerkzeug
dargestellt, wie es z. Zt. ftir die Bearbeitung von Radnahenhohrunfen eingesetzt
wird. Ilier ist einem starr in einer Bohrstange angeordneten zweischneidigen, im
Durchmesser einstellbaren Vorschnittmesser, ein ebenfalls starr angeordnetes zweischneidiges,
im durchmesser einstellbares, Fertigschnittmesser in einem Abstand nachgeordnet,
der der Lflnge der zu bearbeitenden Radnabe entspricht.
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hier ist dafür gesorgt, daß das Vorschnittwerkzeug die Bearbeitung
beendet hat, bevor das Fertigschnittwerkzeug die Bearbeitung beginnt. Eine solche
Anordnung der Schneidwerkzeuge erzwingt eine große Baulänge des gesamten Bohrwerkzeuges,
wodurch dieses notwendigerweise biegeweich wird.
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Die Praxis hat gezeigt, daß diese Werkzeuge nicht in der Lage sind,
eine exzentrische Lage der grob vorgearbeiteten Nabenorung mit der notwendigen Genauigkeit
konzentrisch zu bearbeiten. Vielmehr folgt das Bohrwerkzeug der vorhandenen Exzentrizität
und ändert lediglich das Durchmessermaß der Bohrung. Darüberhinaus aber wird auch
nachteiligerweise viel Zeit für die Bearbeitung der Radnabenbolirung notwendig,
da die Bearbeitung hintereinander durchgeführt werden muß, und so die Bearbeitungszeit
doppelt anfällt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei einem Bohrwerkzeug
der eingangs beschriebenen Art eine lesseranordnung und -lagerung vorzuschlagen,
durch welche eine kürzere und damit biegesteifere Baulänge und eine Verminderung
der Bearbeitungszeit erreichbar ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Fertigschnittmesser
als an sich bekanntes Pendelmesser ausgebildet und nahe hinter dem Vorschnittmesser
angeordnet ist.
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Diese Messeranordnung ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Werkzeugbaulänge
und macht das Werkzeug damit biegesteifer.
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Die Anordnung der Messer kurz hintereinander wird möglich durch die
Verwendung eines Pendelmessers als Fertigschnittmesser. Eine gegenseitige Beeinflüssung
der Messer ist damit ausgeschlossen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Die Erfindung soll anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert
werden.
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In Figur 1 ist z.B. ein Werkzeug, bei dem Vorschnitt-und Fertigschnittmesser
in der gleichen Ebene angeordnet sind, in Arbeitsposition dargestellt. Ein Werkzeugträger
1 (Bohrstange) trägt an seinem vorderen Ende ein zweischneidiges Vorschnittwerkzeug
2, welches über eine Durchmessereinstelleinrichtung 3 auf den gewünschten Bohrungsdurchmesser
eingestellt werden kann. Das zweischneidige Vorschnittwerkzeug 2 wird durch eine
Messerfeststelleinrichtung 4 - nachdem es ausgerichtet und eingestellt ist -in seiner
Arbeitsstellung arretiert. Diesem arretierten zweischneidigen Vorschnittwerkzeug
2 ist in möglichst kurzem Abstand ein Pendelmesser 5 nachgeordnet, welches zur Werkzeugachse
9 die gleiche Winkellage einnimmt wie das zweischneidige Vorschnittwerkzeug 2. Die
beiden Werkzeuge 2 und 5 sind also gegeneinander nicht winkelversetzt angeordnet,
sondern liegen mit ihren Schneiden in der gleichen Ebene oder zumindest in parallelen
Ebenen. Das Pendelmesser 5 kann hierbei ebenfalls im Durchmesser einstellbar sein,
wie dies z.B. in der bereits zitierten Literaturstelle "Feinbohren und Feinbearbeitung
von Bohrungen" auf Seite 33, Bild 47, zu erkennen ist. Darüberhinaus kann natürlich
das Pendelmesser 5 auch schaltbar und /oder klappbar ausgeführt sein, wie dies z.B.
in den nicht vorveröffentlichten Patentanmeldungen P 27 23 622 bzw. P 27 28 258
beschrieben ist, um auf diese Art und Weise Rückzugsriefen im Werkstück zu verhindern.
Der die Werkzeuge 2 und 5 tragende Werkzeugträger 1 weist an seinem den Werkzeugen
abgewandten Ende einen Befestigungsflansch 8 auf, mit welchem das gesamte Werkzeug
an einer entsprechenden nicht näher dargestellten Aufnahmeeinrichtung einer geeigneten
Werkzeugmaschine, z.B. einer Senkrechtdrehmaschine befestigt werden kann.
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Für die Bearbeitung der Bohrung 6 einer Radnabe 7 mittels des erfindungsgemäßen
Werkzeuges kann sowohl das Werkstück als auch das Werkzeug oder beides angetrieben
sein. Die grob vorgebohrte oder nur vorgelochte Radnabe 7 wird in
Richtung
des Pfeiles 10, welcher die Vorschubrichtung des Werkzeuges angibt, zunächst von
dem zweischneidigen Vorschnittwerkzeuge 2 vorgeschnitten und hierdurch, aufgrund
der nunmehr m~glichen kurzen Baulänge des Werkzeugträgers 1, eine Nabenbohrung in
konzentrischer Lage hergestellt, welche einen geeigneten Durchmesser für den nachfolgenden
Fertigschnitt aufweist. Dem Vorschnittwerkzeug 2 unmittelbar folgend , arbeitet
das Pendelmesser 5, welches die Nabenbohrung 6 fertigstellt. Durch die Anordnung
der Werkzeuge im Werkzeugträger arbeiten beide Werkzeuge 2 und 5 zeitweilig gemeinsam
in der Bohrung 6 der Radnabe 7.
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Da das Fertigschnittwerkzeug als Pendelmesser ausgebildet ist, kann
eine Beeinflussung des Pendelmessers 5 durch das Vorschnittwerkzeug 2 nicht erfolgen.
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Da also eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Werkzeuge nicht
auftreten kann, können diese kurz hintereinander angeordnet werden, wodurch einerseits
beide Werkzeuge zeitweilig gleichzeitig im Schnitt sein können, und damit die Bearbeitungszeit
für die Radnabenbohrung 6 drastisch verkürzt wird, und andererseits kann hierdurch
die Baulänge des Werkzeugträgers, wie bereits erwähnt, erheblich vermindert werden,
so daß das Gesamtwerkzeug bedeutend biegesteifer wird al die Werkzeuge des Standes
der Technik.
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Jede Möglichkeit, das Bohrwerkzeug zu verkürzen, hat sehr große Auswirkungen
auf die Biegesteifigkeit des Bohrwerkzeuges, wenn beachtet wird, daß die Länge des
Bohrwerkzeuges die Biegesteifigkeit des Bohrwerkzeuges in der dritten Potenz beeinflußt.
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Figur 2 zeigt ein Werkzeug, bei dem das Pendelmesser 5 zum Vorschnittmesser
2 um 90 Grad versetzt angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann zusätzlich der
Späneabfluß der Fertigschnittspäne günstig beeinflußt werden.
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Mit dem nach der Erfindung vorgeschlagenen Werkzeug können also zusammengefaßt
folgende Vorteile erzielt werden: a) kürzerer und damit biegesteiferer Werkzeugträger
und daraus resultierend verbesserte Konzentrizität der Radnabenbohrung zur Lauffläche
des Eisenbahnrades, b) kürzere Bearbeitungszeit, da nunmehr beide Werkzeuge zeitweilig
gleichzeitig im Einsatz sein können.