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Plattenförmiger Einwegbohrer und
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Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf einen
plattenförmigen Einwegbohrer der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.
Sie hat auch ein Verfahren zu dessen Herstellung zum Gegenstand.
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Bohrer mit Bohrerplatte, an welcher die Schneidkanten ausgebildet
sind, sind in vielfacher Ausgestaltung bekennt Dazu gehört auch ein solcher, bei
welchem am vorlaufenden Ende der Bohrerplatte eine mittlere, vorstehende Spitze
vorgesehen ist, beiderseits von der die beiden Hauptschneidkanten angeordnet sind,
welche sich jeweils von der Spitze weg erstrecken, geringfügig nach vorne geneigt,
so daß sie mit der Drehachse bzw. der Längsmittellinie der Bohrerplatte einen Winkel
größer als 900 einschließen. Ebenso wie bei allen anderen bekannten Bohrern mit
Bohrerplatte ist an der Spitze, also im mittleren, beim Bohren zunächst auf das
jeweilige Werkstück auftreffenden Bereich eine querliegende Schneidkante vorgesehen.
Da in diesem Bereich beim Bohren die Schnittgeschwindigkeit praktisch gleich Null
ist, mahlt diese Querschneidkante
beim Eindringen in das Material
des jeweiligen Werkstückes (US-PS 2 689 131).
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Es ist daher ein erhöhter Vorschubdruck erforderlich, wobei dennoch
die Bohrgeschwindigkeit begrenzt ist. Der erhöhte Vorschubdruck erfordert seinerseits
nicht nur einen erhöhten Energieaufwand, sondern bringt auch die Gefahr eines Ausbiegens
der Bohrplatte mit sich, so daß es schwierig ist, maßgenaue Bohrungen hervorzubringen.
Hinzu kommt, daß das jeweilige Werkstück von der Auflage abgehoben werden kann,
insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von Bohrungen gleichzeitig mit entsprechend
vielen Bohrern erzeugt werden soll, wie beispielsweise in der Möbelindustrie üblich.
Dieses Abheben beeinträchtigt naturgemäß ebenfalls die Genauigkeit des Bohrens.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen plattenförmigen
Einwegbohrer der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art zu schaffen,
welcher mit nur geringem Fertigungsaufwand und ohne nennenswerten Materialverlust
herstellbar ist, dennoch aber ein sehr genaues Bohren ermöglicht, und zwar selbst
bei einer bisher nicht möglichen, außergewöhnlich hohen Vorschubgeschwindigkeit,
wobei nur ein verhältnismäßig niedriger Vorschubdruck aufgebracht zu werden braucht.
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Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs
angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen,
plattenförmigen Einwegbohrers sind in den Ansprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet.
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Der erfindungsgemäße, plattenförmige Einwegbohrer läßt sich besonders
günetig nach dem Verfahren gemäß Anspruch 8 herstellen, nämlich aus einem Stahlband,
welches mit einer lnngsnut versehen wird, und von welchem dann ein
Stück
nach dem anderen abgeschnitten wird, welche Stücke jeweils eine Bohrerplatte darstellen.
Dazu werden jeweils an einem Ende des Stahlbandes zunächst die beiden Hauptschneidkanten
ausgestanzt und geschliffen, worauf die Abtrennung des mit diesen Hauptschneidkanten
versehenen Stahlbandstücks, beispielsweise durch Stanzen, erfolgt, und zwar unter
Ausbildung eines Rinspannbereichs, womit die jeweilige Bohrerplatte in den zugehörigen
Werkzeughalter eingespannt werden kann.
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Diese Herstellungsweise bedingt nur einen geringen Fertigungsaufwand
und ist mit keinerlei ins Gewicht fallendem Materialverlust verbunden, was alles
insbesondere im Hinblick auf die Einwegeigenschaft des erfindungsgemäßen Bohrers
von Bedeutung ist, der also nur einmal, nämlich bei der Herstellung, angeschliffen
und nach der Schneidenabnutzung weggeworfen wird. Die Herstellung kann vollautomatisch
erfolgen, und zwar ausgehend von einem preisgünstigen Stahlband, dessen Längsnut
und/oder gegebenenfalls vorgesehene Längsrippe bei der Herstellung zu Füurungs-
und Positionierzwecken herangezogen werden kann, so daß eine hohe Genauigkeit auf
einfachste Weise sicher gewährleistet ist.
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Dabei vermittelt der erfindungsgemäße, plattenförmige Einwegbohrer
weiterhin die sich aus der genannten Auf gabenstellung ergebenden Vorteile. Es kann
damit außergewöhnlich schnell und sehr genau bei verhältnismäßig geringem Vorschubdruck
gebohrt werden. Auch ist eine hervorragende und zuverlässige Ausbringung des jeweils
ausgebohrten Werkstoffs sichergestellt. Ferner ist ein schnelles und genaues Bohrerwechseln
möglich. Aufgrund des geringeren Vorschubdruckes ist der erforderliche Energieaufwand
entsprechend vermindert und auch die Gefahr des Abheben des jeweils bearbeiteten
Werkstücks
von der zugehörigen Auflage behoben, mit allen daraus resultierenden Nachteilen.
Es kann eine verhältnismäßig dünne Bohrerplatte verwendet werden, beispielsweise
eine solche von 1 bis 3 mm Dicke, wobei dennoch die erforderliche Zentriergenauigkeit
beim Bohren gegeben ist.
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Der erfindungsgemäße, plattenförmige Einwegbohrer kann zum Bohren
von Löchern in Werkstücke aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Werkstoffen verwendet
werden, insbesondere aus Holz, Kunstholz, Kunststoff, Leichtmetall, einschließlich
Verbundwerkstücken aus diesen Materialien und an den Außenflächen beschichteten
Werkstücken oder imprägnierten Werkstücken. Auch können radial außenliegende Schneidkanten
vorgesehen sein, so daß eine Funktionsweise ähnlich der eines Fräsers gegeben ist.
Weiterhin können Vorritzer vorgesehen sein, welche je nach dem jeweils zu bearbeitenden
Werkstoff gegenüber den beim Vorschub vorlaufenden Bereichen des Einwegbohrers bzw.
-fräsers vor-oder zurückgesetzt sind.
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Nachstehend sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, plattenförmigen
Einwegbohrers anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen schematisch:
Fig. 1 bis 3 jeweils die Draufsicht auf das vorlaufende Ende bzw. die Seitenansicht
in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 bzw. in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1
und 2 der Bohrerplatte einer ersten Ausführungsform; Fig. 4 bis 6 jeweils die Fig.
1 bzw. 2 bzw. 3 entsprechende Ansicht der Bohrerplatte einer zweiten Ausführungsform;
Fig.
7 bis 11 jeweils einen Querschnitt durch die Bohrerplatte einer dritten bzw. vierten
bzw. fünften bzw. sechsten bzw. siebten Ausführungsform; und Fig. 12 einen Längsschnitt
durch eine in ein Werkstück eingebrachte Bohrung während des Bohrens mit einer weiteren
Ausführungsform des erfindungsgemä-Ben, plattenförmigen Einwegbohrers, welche strichpunktiert
angedeutet ist.
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Der plattenförmige Einwegbohrer weist eine Bohrerplatte 1 mit zwei
beiderseits der Drehachse 2 angeordneten und gemäB Fig. 1 und 4 etwa radial dazu
verlaufenden Hauptschneidkanten 3 und 4 an dem in Vorschubrichtung 5 (Fig. 2 und
5) vorlaufenden Ende auf. Bei den dargestellten Ausführungsformen koinzidiert die
Drehachse 2 des Einwegbohrers bzw. der Bohrerplatte 1 mit deren längsmittellinie,
welche in der Mitte zwischen den beiden breiteren, zueinander parallelen Seitenflächen
6 und 7 und ebenso in der #tte- zwischen den beiden schmaleren, zueinander parallelen
Seitenflächen 8 und 9 der Bohrerplatte 1 verläuft.
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Die beiden Hauptschneidkanten 3 und 4 schließen jeweils mit der Drehachse
2 einen Winkel Ct kleiner als 900 ein, wie aus Fig. 2 und 5 besonders deutlich hervorgeht
und auch aus Fig. 12 ersichtlich ist. Weiterhin ist jeder Hauptschneidkante 3 bzw.
4 eine abgeschrägte Freifläche 10 bzw. 11 und eine ebenfalls abgeschrägte Spanablauffläche
12 bzw. 13 zugeordnet. Die Drehrichtung der Bohrerplatte 1 beim Bohren ist in Fig.
1, 4 und 7 bis 11 durch Pfeile 14 veranschaulicht.
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Wesentlich ist eine Längsnut 15 zur Zentrierung der Bohrerplatte
1 beim Bohren. Die Längsnut 15 ist in der breiteren Seitenfläche 7 der Bohrerplatte
1 ausgebildet, und erstreckt sich über deren gesamte i#ge, vorzugsweise auch noch
über den in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Einspannbereich der Bohrerplatte
1, womit diese an dem dem vorlaufenden Ende abgewandten Ende in einen Werkzeughalter
eingespannt werden kann. Im besagten Einspannbereich unterstützt die Längsnut 15
die zentrische Einspannung des Einwegbohrers.
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Die Längsnut 15 ist auf die Drehachse 2 ausgerichtet.
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Weiterhin ist die Anordnung so getroffen, daß sich die Drehachse 2
innerhalb des Querschnitts 16 (Fig. 1 und 4) der I~angsnut 15 erstreckt, so daß
also im dargestellten Fall, wobei die Drehachse 2 mit der Längsmittellinie der Bohrerplatte
1 zusammenfällt, die Längsnut 15 sich bis in die der breiteren Seitenfläche 6 benachbarte
Hälfte des Querschnittes der Bohrungsplatte 1 ausdehnt.
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Somit schneidet jede Hauptschneidkante 3 bzw. 4 die benachbarte Seitenfläche
17 bzw. 18 der Längsnut 15 in einem Punkt 19 bzw. 20, wobei die beiden Punkte 19
und 20 etwa in derselben, zur Drehachse 2 senkrechten Ebene A beiderseits der die
Drehachse 2 enthaltenden, zu den breiteren Seitenflächen 6 und 7 der Bohrerplatte
1 parallelen Ebene B liegen, wie besonders deutlich aus Fig. 1 bis 3 bzw. 4 bis
6 ersichtlich ist. Zwischen den beiden Schnittpunkten 19 und 20 erstreckt sich eine
Hilfsschneidkante 21, die in der Innenfläche der Längsnut 15 liegt, wie besonders
deutlich aus Fig. 1 bzw. 4 hervorgeht.
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Gemäß Fig. 1 bis 6 und 10, 11 weist die Längsnut 15 einen V-förmigen
Querschnitt auf. Wie aus Fig. 7 bis 9 ersichtlich, kann sie jedoch auch mit einem
kreisbogenförmigen bzw. annähernd halbkreisförmigen bzw. rechteckigen Querschnitt
16 ausgebildet sein. Wie insbesondere Fig. 10 und 11 veranschaulichen, kann die
Bohrerplatte 1 auch radial äußere, im wesentlichen axial verlaufende Schneidkanten
22 aufweisen, so daß eine fräserartige Funktionsweise erzielt wird. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 11 ist diese Schneidkante 22 im übrigen weiter von der Drehachse 2 entfernt
als die gegenüberliegende, schmalere Seitenfläche 8 der Bohrerplatte 1. Im übrigen
müssen die schmaleren Seitenflächen 8 und 9 nicht unbedingt senkrecht zu den beiden
breiteren Seitenflächen 6 und 7 der Bohrerplatte 1 verlaufen, sondern können sie
auch jeweils schwach konisch oder halbrund ausgebildet sein, wie aus Fig. 4 bzw.
9 zu ersehen ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 sind die beiden Seitenflächen
8 und 9 schräg gestellt, jedoch parallel zueinander ausgerichtet, während bei der
Ausführungsform nach Fig. 11 nur die eine schmalere Seitenfläche 9 abgeschrägt ist.
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Die Bohrerplatte 10 kann auf der der Längsnut 15 abgewandten Seitenfläche
6 eine nicht dargestellte, zur Längsnut 15 parallele Längsrippe aufweisen, so daß
sie auch im Bereich der Längsnut 15 etwa dieselbe Dicke wie in den beiden Bereichen
seitlich davon hat. Ebenso wie die Längsnut 15, kann sich auch die Längsrippe bis
über den erwähnten, nicht dargestellten Einspannbereich der Bohrerplatte 1 erstrecken.
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Gemäß Fig. 12 können an dem vorlaufenden Ende der Bohrerplatte 1
beiderseits der beiden Hauptschneidkanten 3 und 4 Vorritzer 23 und 24 vorgesehen
sein, welche je nach dem jeweils zu bearbeitenden Werkstoff gegenüber den beiden
in
Vorschubrichtung 5 vordersten Punkten 19 und 20 vor-oder aber zurückgesetzt sind,
ersteres insbesondere bei sprödem Werkstoff, letzteres vor allem bei faserigem Material.
Die beiden Hauptschneidkanten 3 und 4 steigen jeweils vom benachbarten Vorritzer
23 bzw. 24 zum erwähnten Punkt 19 bzw. 20 hin an.
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Wie ein Vergleich von Fig. 1 bis 3 einerseits und Fig. 4 bis 6 andererseits
zeigt, ist ein unterschiedlicher, radialer Verlauf der beiden Hauptschneidkanten
3 und 4 möglich. Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 die beiden Hauptschneidkanten
3 und 4 entlang einer Diagonalen des rechteckigen Querschnittes der Bohrplatte 1
verlaufen, erstrecken sie sich bei der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 6 entlang
der Mittellinie zwischen den beiden breiteren Seitenflächen 6 und 7 derselben.
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Die vorteilhafte Funktionsweise des erfindungsgemäßen Einwegbohrers
geht besonders deutlich aus Fig. 12 hervor. Beim Einbringen der Bohrplatte 1 in
das Material eines plattenförmigen Werkstückes 30, beispielsweise ein Holzbrett
oder eine Holzspanpreßplatte, ergibt sich am Boden der Bohrung 31 das aus Fig. 12
ersichtliche iiängsschnittprofil mit einem mittleren, stehenbleibendem Kegelstumpf
32, der entgegen der Vorschubrichtung 5 der Bohrerplatte 1 sich verjüngt, um in
einen zylindrischen Steg 33 überzugehen. Mit fortschreitender Bewegung der in Richtung
der Pfeile 14 rotierenden Bohrerplatte 1 in Vorschubrichtung 5 wandert der Kegelstumpf
32 in Fig. 12 nach unten, und zwar unter entsprechender Verlängerung des zylindrischen
Steges 33, bewirkt durch die sich drehende und in Richtung des Pfeiles 5 vorgetriebene
Hilfsschneidkante 21. Es ergibt sich auf diese Weise eine ausgezeichnete, zentrierte
Rührung selbst
bei verhältnismäßig dünner Bohrerplatte 1, und zwar
auch schon zu Beginn des Bohrvorganges. Der zylindrische Steg 33 wird mit zunehmender
Länge instabiler und vom austretenden Spangut mitgenommen, und zwar je nach dem
Werkstoff des Werkstückes 30 früher oder später. Da eine Querschneidkante in demjenigen
Bereich der Bohrerplatte 1 fehlt, in welchem die Schnittgeschwindigkeit gegen Null
geht, kann dort auch nicht das eingangs geschilderte Mahlen geschehen, so daß die
damit verbundenen, ebenfalls angegebenen Nachteile nicht eintreten.
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Der erfindungsgemäße, plattenförmige Einwegbohrer mit der Bohrerplatte
1 und dem zeichnerisch nicht wiedergegebenen Einspannbereich sowie gegebenenfalls
der ebenfalls nicht dargestellten längsrippe auf der der Längsnut 15 abgewandten,
breiteren Seitenfläche 6 der Bohrerplatte 1, gegebenenfalls den Vorritzern 23 und
24 sowie ebenfalls gegebenenfalls den radial äußeren, seitlichen Schneidkanten 22
kann auf einfachste Weise ohne großen Aufwand und Naterialverlust aus einem Stahlband
hergestellt werden, und zwar auch vollautomatisch. Dabei wird von einem Stahlband
der Stärke der jeweils gewünschten Dicke der Bohrerplatte 1 ausgegangen, in welches
zunächst eine Längsnut eingebracht wird, beispielsweise durch ein Schleifen oder
durch ein Drücken.
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An einem Ende dieses Stahlbandes werden dann nacheinander die plattenförmigen
Einwegbohrer ausgebildet und abgetrennt.
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Zunächst werden die beiden Hauptschneidkanten 3 und 4 ausgestanzt
und die Freiflächen 10, 11 sowie die Spanablaufflächen 12, 13 eingeschliffen, so
daß sich die beiden Schnittpunkte 19 und 20 sowie die Hilfsschneidkante 21 ergeben.
Danach wird in einem bestimmten Abstand das so am vorderen Ende bearbeitete Stahlbandstück
vom restlichen Stahlband abgetrennt, und zwar unter Ausbildung des erwähnten Einspannbereichs.
Auf
dieselbe weise kann dann der nächste, plattenförmige Einwegbohrer erzeugt werden.