DE2828792C2

DE2828792C2 - Aufbohrkopf

Info

Publication number: DE2828792C2
Application number: DE2828792A
Authority: DE
Inventors: Garrj 5140 Erkelenz Berstein; Clemens Dipl.-Ing. 5141 Katzem Lowis
Original assignee: Wilhelm Hegenscheidt GmbH
Current assignee: Berstein Garri Dr-Ing Lowis Clemens Dipl-In
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1978-06-30
Publication date: 1982-11-11
Also published as: SE7904452L; US4264246A; DE2828792A1; JPS5524888A; JPS632721B2; IT7948785A0; IT1163988B; GB2024060A; GB2024060B; SE443108B

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufbohrkopf zum Aufbohren langer Bohrungen mit drei, am Umfang verteilt angeordneten Schneiden und mehreren Führungsleisten. Aufbohrköpfe solcher Art sind bereits bekannt aus der DE-OS 25 56 977 (Fig. 1 und Fig. 2). Aufbohrköpfe solcher Art haben sich in der Praxis bewährt. Sie weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie über die Bohrlänge einen relativ großen Verlauf erzeugen. Die (••».chfolgende Weiterverarbeitung von aufgebohrten Werkstücken mit verlaufenen Bohrungen wird umso schwieriger, je mehr me Bohrung verlaufen ist.

Weiterhin sind aus der DE-PS 2v/57 512 Bohrköpfe bekannt, die zur Anpassung an Unebenheiten der Bohrlochwandung Abstütz- und Führungselemente aufweisen, die in zwei senkrecht aufeinander stehenden Ebenen schwenkbar angeordnet sind.

Es ist weiterhin mit der US-PS 35 48 687 ein Kernbohrkopf mit drei an der Stirnseite verteilt angeordneten Schneiden und zwei Führungsleister bekanntgeworden, bei dem die drei Schneiden ausschließlich stirnseitig schneiden und in Umfangsrichtung in verschiedenen Winkellagen angeordnet sein können. Nach der Lehre dieser genannten US-PS wird versucht, durch Höherbelastung einer einzelnen Schneide eine Radialkraft zu erzeugen, die über Führungsleisten abgestützt werden soll. Die Höherbelastung einer einzelnen Schneide versucht man durch Verändern!
der Winkellage einer einzelnen Schneide oder durch Veränderung der Axiallage einer einzelnen Schneide zu erreichen. Eindeutige Größenangaben der Kräfte oder der Lage der Schneiden oder der Lage der Führungsleisten sind nicht erkennbar. Da zusätzlich damit zu rechnen ist, daß aufgrund von Vorschubgeschwindigkeitsschwankungen und Materialinhomogenitäten auch Kraftschwankungen an den anderen Schneiden auftreten, ist aufgrund der solcherart auftretenden vagabundierenden Kräften, deren Lage und Größe stets ungewiß ist, nicht damit zu rechnen, daß die vorgeschlagenen Mäßnahmen nach der genannten US-PS eine nennenswerte Verbesserung der Verlaufseigenschaften des Kernbohrwerkzeuges bewirken.

Weiterhin ist mit der DEOS 14 77 708 noch ein Werkzeug bekanntgeworden, bei Welchem Führungsleisten in Drehrichtung gesehen, dicht hinter die Schneiden

gerückt sind. Auch diese Maßnahme ist nicht geeignet, die Verlaufseigenschaften eines solchen Werkzeuges zu verbessern.

Es läßt sich somit durch die bekannten Abstütz- und Führungselemente eine Reduzierung des Verlaufes der Bohrung nicht erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufbohrkopf zu schaffen, mit dem sich eine deutliche Reduzierung des Verlaufens der Bohrungen in aufzubohrenden Werkstücken erzielen läßt.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Kopf zum Aufbohren von Bohrungen in Werkstücken wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schneiden bezogen auf den Einheitskreis in den Winkellagen 0°/95^c/19ü° mit einer Lagetoleranz von plus — minus 5° je Schneide angeordnet sind und mindestens eine Führungsleiste unter einem Winkel von 55° und eine weitere Führungsleiste unter einem Winkel von 305° mit einer Lagetoleranz von jeweiL plus — minus 10° vorgesehen sind.

Durch Versuche konnte in der Praxis nachgewiesen werden, daß mindestens bei stillstehendem Werkzeug und rotierendem Werkstück bei Anwendung einer solchen Anordnung der Schneiden und Führungsleister, relativ zueinander das Verlaufen der Bohrung deutlich reduzierbar ist. Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit mehrschneidigen Aufbohrköpfen wirkt auf den Aufbohrkopf währei.d der Bearbeitung eine resultierende Querkraft, welche sich aus verschiedenen an der Schneide angreifenden Kräften zusammensetzt. Die an den einzelnen Schneiden angreifenden Kräfte, und zwar überwiegend radial und tangential gerichtete Kräfte, ändern sich jedoch fortlaufend in ihrer Lage und nach ihrer Größe während des Bearbeitungsvorganges.

Hierdurch hat die resultierende Querkraft eine nicht mehr vorherbestimmbare Lage und Größe. Ja. sie kann sogar während der Bearbeitung umlaufen. Dies ist der Grund für die Instabilität bekannter mehrschneidiger Bohrköpfe nach dem Stand der Technik. Die erfindungs gemäße Anordnung der Schneiden jedoch sorgt dafür, daß sich unabhängig von der an jeder Schneide während der Bearbeitung augenblicklich auftretenden Schnittsituation eine resultierende Querkraft einstellt, welche immer im Bereich zwischen den beiden genannten Führungsleisten liegt und diesen Bereich niemals verläßt. Daher ist insbesondere die Anordnung der Schneiden zueinander von erfindungswesentlicher Bedeutung. Hierdurch wird der erfindungsgemäße Aufbohrkopf immer in einem vorbekannten Bereich querbelastet und kann daher von den Führungsleisten in geeigneter Lage eindeutig abgestützt und geführt werden und eine zum Verlauf führende Instabilität des B'^hrkopfes verhindern. Das Bearbeitungszentrum kann nicht durch Kipp- und Pendelbewegungen des Bohrkopfes auswandern, sondern ist in seiner Lage immer eindeutig bestimmt. Die Formulierung »mindestens eine Führungsleiste ...« soll bedeuten, daß es u. U. durchaus zweckmäßig sein kann, innerhalb des angegebenen Winkelbereiches und der angegebenen Toleranz entweder mehrere Führungsleisten oder je eine sehr breite Führungsleiste, z, B, zur günstigeren Verteilung der Reibleistung, anzuordnen. Diese konstruktive Variante soll ausdrücklich mit umfaßt sein.

Es hat sich gezeigt, daß mit einer Ausgestaltung der Erfindung, wonach eine dritte Führungsleiste Unter einem Winkel Von 140° und eine weitere Führungsleiste unter einem Winkel von 235", jeweils mit einer Lagetoleranz von plus — minus 10° vorgesehen ist, eine

solche Reduzierung des Verlaufens der Bohrung auch dann erzielbar ist, wenn mit umlaufendem Werkzeug und stehendem Werkstück oder in Mischform beider Möglichkeiten gearbeitet wird.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemäßer Aufbohrkopf zum Aufbohren langer Bohrungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die Vorderansicht eines Aufbohrkopfes,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der F ig. 1. Ober den Umrang eines Bohrkopfes befinden sich in der erfindungsgemäßen Winkelanordnung von 0°/95°/ 190° drei Schneidplatten 1, die durch in Iängsveriaufenden Ausnehmungen 2 angeordneten einstellbaren Schneidplattenhaltern 3 gehalten sind. Die Einstellung der Schneidplatten 1 erfolgt in Längs- und Querrrichtung, wobei jeweils nach Lösen von Befestigungsschrauben 4 die Längseinstellung über eine Einstellschraube 5 und die Quereinstellung über eine Einstellschraube 6 erfolgt.

Der Aufbohrkopf ist über einen Grundkörper 7 mittels Schrauben 8 stirnseitig an eintr Bohrstange 9 befestigt, die sich über Stützelemente 10 iuf dor Bohrungswandung abstützen kann.

Ober und unter der auf 0° liegenden Schneide der Schneidplatten 1 ist im Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von 55° und einem Winkel von minus 55° bzw. 305° jeweils eine Führungsleiste 11 angeordnet. Der Aufbohrkopf ist in der Ausrüstung mit den drei Schneiden in der angegebenen Winkellage und den beiden Führungsleisten 11, ebenfalls in der angegebenen Winkellage, für einen Einsatz mit stillstehendem Werkzeug und umlaufendem Werkstück komplett einsatzfähig. Weiterer Führungsleisten bedarf es nicht Es ist weiterhin für die Funktion und den Einsatz eines solchen Werkzeuges ohne Bedeutung, ob das Werkzeug in der in der Zeichnung dargestellten Winkellage oder in seiner Gesamtheit um irgendeinen beliebigen Winkelbetrag verdreht eingesetzt wird. Von Bedeutung ist nur die relative Lage der Schneiden untereinander und zu den Führungsleisten. Die Winkellage des gesamten Bohrkopfes spielt keine Rolle.

Für den Einsatz mit rotierendem Werkzeug und stillstehendem oder gegenläufig bewegtem Werkstück hat es sich zur Aufrechlerhaltung des sehr geringen Verlaufs als vorteilhaft erwiesen, weitere Führungsleisten 12 iß der Winkellage 140° und 235° anzuordnen. Diese Führungsleisten 12 haben im wesentlichen die Aufgabe, die aus der Unwucht entstehenden Querkräfte des noch nicht unter Schnittbelastung stehenden Aufbohrkopfes in der Bohrbuchse aufzufangen.

Insgesamt wird mit einem Bohrkopf mit der Anordnung der Schneiden und der Führungsleisten insbesondere der Führungsleisten 11 in der erfindungsgemäßen relativen Lage zueinander zum ersten Mal ein befriedigendes Geradheitsergebnis und ein stabiles Arbeitsverhalten erreicht.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 Schneiden

2 Ausnehmungen

3 Schneidplattenhalter

4 Befestigungsschrauben

5 Einstellschrauben

6 Einstellschrauben

7 Grundkörper

8 Schraube

9 Bohrstange

10 Stützelemente

11 Führungsleisten

12 Führungsleisten

Hierzu 1 Blatt Zeichnunyen

Claims

Patentansprüche:

!.Aufbohrkopf zum Aufbohren langer Bohrungen mit drei über den Umfang verteilt angeordneten Schneiden und mehreren Führungsleisten, d a durch gekennzeichnet, daß die Schneiden (1) bezogen auf den Einheitskreis in den Winkellagen 0°/95°/190° mit einer Lagetoleranz von plus — minus 5° je Schneide angeordnet sind und mindestens eine Führungsleiste (ti) unter einem Winkel von 55° und eine weitere Führungsleiste (11) unter einem Winkel von 305° mit einer Lagetoleranz von jeweils plus — minus 10° vorgesehen sind.
2. Aufbohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Führungsleiste (12) unter einem Winkel von 140° und eine weitere Führungsleiste (12) unter einem Winkel von 235° mit einer Lagetoleranz von jeweils plus — minus 10° vorgesehen sind.