DE2921190A1

DE2921190A1 - Blechschaelbohrer, insbesondere zum herstellen von oeffnungen in karosserieteilen zur hohlraumkonservierung

Info

Publication number: DE2921190A1
Application number: DE19792921190
Authority: DE
Inventors: Guenter Rothenberger
Original assignee: Rothenberger Co GmbH
Current assignee: Rothenberger Co GmbH
Priority date: 1979-05-25
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1980-12-04
Also published as: DE2921190C2; GB2050214A; GB2050214B

Description

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Fi rma

Rothenberger GmbH & Co.
Werkzeuge-Maschinen KG
Heidelberger Straße 13

6000 Frankfurt am Main - 1

¹¹ Blechschälbohrer j insbesondere zum Herstellen von öffnungen in Karosserieteil Ten zur HohTratfrakonservierung "

Die Erfindung betrifft eineru Blechschälbohrer_t insbesondere zum Herstellen von öffnungen in Karasserieteilen zur Hohlraitmkonservierung, mit einem konusförmigen Bohrkörper, der mindestens zwei auf den umfang verteilte, mit der Karuisflache Schneidkanten, bildende Spannuten' aufweist»

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Blechschälbohrer der eingangs beschriebenen Gattung, wie 5^-9 beispielsweise durch das deutsche Gebrauchsmuster G 74 13 13; bekannt sind_a werden im allgemeinen zum Bohren von Löchern unterschiedlichen Durchmessers in dünnen Bischen benutzt., ic. sich der Bohrdurchmesser durch die gewählte Eindringtiefe leicht bestimmen laßt. Um hierbei reproduzierbare Verhältnisse zu erhalten5 wird der Blechschälbohrar zusammen mit einer Einspannvorrichtung mit einer Hüls* verwendet, deren vordere Stirnseite über die Länge des Bohrkörpers verstsllbar ist. Die Hülse bildet einen Anschlag für das Blech und ist mit Markierungen und einer Anzeigevorrichtung für den Bohrdurchmesser ausgestattet. Der Blechschälbohrer selbst besitzt im Hinblick auf seinen Verwendungssv/eck keinen Anschlag; die gesamte a aus Blechschälbohrer_s Einspannvorrichtung und Hülse bestehende Vorrichtung ist relativ aufwendig und hat auch ein nicht unerhebliches Gewicht, zumal sämtliche Einzelteile auf dem maximalen Bohrdurchmasser ausgelegt sein müssen.

Blechschälbohrer neigen zwar im Verhältnis zu Spiralbchrsrn zu einer geringeren Gratbildung auf der der Bohrmaschine gegenüberliegenden Seite das Bleches, .jedoch läßt sich eine Gratbildung nicht vollständig vermeiden, Eine Entfernung des Grats am Ende des Bohrvorganges ist auch durch eine der Drehung des Bohrers überlagerte Taumelbewegung der Bohrer™ achse nicht möglich, weil der Bohrer hierbei durch die sich auf dem Blech abstützende Hülse der Einspannvorrichtung aus dem Blech herausgezogen würde, wodurch sich der in der Blechebene liegende Querschnitt des Bohrkörpers verringert.

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ϊη letzter Zeit haben sich die Forderungen von Automobilkäufern und -besitzern stark vermehrt,, an ihren Kraftfahrzeugen eine sogenannte Hohlraumkonservierung vorzunehmen. Zu diesem Zweck werden die in Frage kommenden Hohlräume,, die naturgemäß nur von der Außenseite her zugänglich sind_s durch Anbohren mit zahlreichen öffnungen definierten Durchmessers versehen,, durch die zunächst ein Schlauch für das Einsprühen eines Konservierungsmittels (Dl₅ Fett,, Harz etc.) weit in den Hohlraum eingeschoben wird., worauf nach Entfernen des Schlauches die öffnungen durch pilzförmige Elastomerstopfen verschlossen werden. Wegen der Forderung nach einem definierten Bohrdurchmesser für den Elastomerstopfen wurden für den genannten Zweck bisher stets Spiralbohrer verwendet. Diese erzeugen auf der Innenseite des Blechs einen starken Grats der nicht entfernt werden kann₉ auch nicht durch eine Taumelbewegung des Spiralbohrers. Die Folge ist₉ daß der Schlauch sich nicht nur schwer in die öffnung einschieben läßt₃ sondern daß er sich nach dem Konservierungsvorgarig auch nur schwer wieder aus dem Hohlraum herausziehen läßt,, weil er an dem Grat der öffnung hängen bleibt und bei kräftigem Zug sogar eingeschnitten werden kann₅ so daß ein Herausziehen ohne völliges Durchtrennen des Schlauches völlig unmöglich wird. Der Schlauch verläuft in dem Hohlraum nämlich über eine größere Länge und stark gebogen_s wodurch das Verhaken mit dem Grat begünstigt wird. Durch den Grat wird aber auch ein dichter Verschluß der öffnungen mittels des Elastomerstopfens unmöglich gemacht«, der mit einer Ringnut versehen ist_s deren Breite auf die Blechstärke, nicht aber auf das Maß Blechstärke + Grat abgestimmt ist_s weil die Stärke des Grates nicht genau be-

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stiramb-ar ist und e'er Gr-at euch st&H; zerEilOftet bzw. gezackt ist» Der Grat verhindert sirs ciisktcs Aufspr-eizer· des pilz» förnngen Teils des Elsstoriierstopferis, so ε-&!3 diesG;* unter Umständen nicht sicher- in der öffnung geheltSL wird.

Der· Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde., einen Blechschäl- bohrer der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß dieser ohne eine Einspannvorrichtung mit eigenem Anschlag verwendet werden ksnn und dennoch Bohrungen definierten Durchmessers erzeugt und gleichzeitig dazu benutzt werden kann, einen ggf. Euf der Rückseite des Bleches gebildeten geringfügigen Grat durch eine Taumelbewegung weitgehend zu entfernen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Blechschälbohrer erfindungsgemäß dadurch, daß der Sinusförmige Bohrkörper durch ein Zylinderstück verlängert ist₉ dessen Durchmesser im wesentlichen dem Maximal durchmesser des Bohrkörpers entspricht., daß sich auf der dem Bohrkörper abgekehrten Seite des Zylinderstücks ein flanschförmiger Anschlag befindet;, und daß sich die Spannuten und Schneidkanten auch über die Gesamtlänge des Zylinderstücks erstrecken.

Ein derartiger Blechschälbohrer kann bei seinem Einsatz zunächst einmal bis zu dem ihm eigenen Anschlag in das Blech vorgeschoben werden_s wodurch sich auch ohne zusätzliche Hilfsmittel ein definierter Bohrdurchmesser ergibt. Wird der Bohrer nun am Ende des Bohrvorgangs zusätzlich zur Drehbewegung einer Taumelbewegung um die Bohrerachse unterworfen, so ver-

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bleibt hierbei die Ebene des Blechs im Bereich des Zylinderstücks, welches gleichfalls mindestens zwei Schneidkanten aufweist. Durch die Taumelbewegung erfolgt mittels dieser Schneidkanten ein geringfügiges weiteres Freischneiden der Bohrung., wodurch ein bei zunehmenden Verschleiß des Bohrers etwa doch noch gebildeter Grat praktisch restlos entfernt wird. Ein auf den Bohrdurchmesser und die Blechdicke abgestimmter Elastomerstopfen läßt sich auf diese Weise leicht in die Bohrung eindrücken.

Es ist gemäß der weiteren Erfindung besonders vorteilhaft;, die Spannuten auch durch den flanschförrnigen Anschlag hindurch verlaufen zu lassen. Hierdurch werden auch in der ebenen Fläche des Anschlags Schneidkanten gebildet,, welche einen etwa an der Außenseite des Blech gebildeten Hülst entfernen,, ohne daß die Gefahr besteht^ daß sich der Anschlag gleichfalls in das Blech hineinarbeitet.

Es ist jedoch gemäß "der weiteren Erfindung besonders vorteilhaft,, zwischen dem Zylinderstück und dem flanschförmigen Anschlag ein konusförmiges Übergangsstück anzuordnen;, durch welches sich die Spannuten gleichfalls hindurch erstrecken und mit diesem anfasende Schneidkanten bilden. Durch dieses Merkmal erhält der Blechschälbohrer die zusätzliche Wirkung eines Senkers, d.h. die Bohrung wird auf mindestens einem Teil der Blechstärke konisch ausgebildet wodurch das Eindrücken des Elastomerstopfens weiter begünstigt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes

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gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und seine Wirkungsweise werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Blechschälbohrers

mit einer dem Betrachter zugekehrten Spannut,

Figur 2 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Figur

entlang der Linie II - II,

Figur 3 einen Querschnitt durch einen Hohlraum mit

zwei unterschiedlich hergestellten Bohrungen, wobei die linke Bohrung durch einen herkömmlichen Spiralbohrer und die rechte Bohrung durch den Gegenstand von Figur 1 hergestellt worden ist, und

Figur 4 eine Seitenansicht eines handelsüblichen

El as tome rs topfens .

Der Blechschälbohrer nach den Figuren 1 und 2 weist einen konusförmigen Bohrkörper 1 auf, der ,'abgesehen von einem kleineren Winkel zwischen seinen Mantellinien und der Bohrerachse, im wesentlichen dem Stande der Technik entspricht. Der Bohrkörper endet in einer stumpferen Anbohrspitze 2 und ent-

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hält entlang zweier diametral gegenüberliegender Mantellinien zwei Spannuten 3, durch die im Bohrkörper 1 zwei Schneidkanten 4 gebildet werden. Bei dem "Konus" handelt es sich nicht um eine exakte Kegelfläche in geometrischem Sinne; vielmehr tritt der Radius auf dem Umfang der Konusfläche, ausgehend von der Schneidkante 4 geringfügig zurück. Der Ausdruck "Konus" bzw. "konusförmig" soll infolgedessen nur die Geometrie in groben Zügen beschreiben.

An den Bohrkörper 1 schließt sich ein Zylinderstück 5 an_s wobei die in Figur 1 obere Querschnittsfläche des Zylinderstücks 5 mit der unteren Querschnittsfläche des Bohrkörpers 1 kongruent ist. Dadurch entspricht der Durchmesser des Zylinderstücks 5 im wesentlichen dem Maximal durchmesser des Bohrkörpers 1. Auf der dem Bohrkörper abgekehrten Seite des Zylinderstücks 5 befindet sich ein flanschförmiger Anschlag 6, der die Eindringtiefe des Bohrers in das Blech begrenzt. Zwischen dem Zylinderstück 5 und dem Anschlag 6 befindet sich ein konusförmiges Obergangsstück 7, dessen Mantel linien mit der Bohrerachse einen Winkel von 45 Grad einschliessen.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, erstrecken sich die Spannuten über die Gesamtlänge von Anbohrspitze 2, Bohrkörper I₉ Zylinderstück 5, Übergangsstück 7 und Anschlag 6. Durch die unterschiedlichen Oberflächen der genannten Teile des Bohrers werden mehrere voneinander unterscheidbare Schneidkanten gebildet_s nämlich die Schneidkante 4 des Bohrkörpers l_s eine Schneidkante 8 des Zylinderstücks 5, eine Schneidkante

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im Übergangsstück 7 und eine Schneidkante 10 in der radialen Begrenzungsfläche des Anschlags 6. Durch den angegebenen Oberflächenverlauf des Bohrers verläuft die Schneidkante 4 (etwa) unter einem Winkel von 10 Grad, die Schneidkante 8 parallel, die Schneidkante 9 unter einem Winkel von 45 Grad und die Schneidkante 10 unter einem Winkel von 90 Grad zur Längsachse des Bohrers. Die Schneidkanten beschreiben bei ihrer Bewegung um die Bohrerachse die Hüllfläche eines Körpers, der - sieht man von der möglichen Taumelbewegung des Bohrers einmal ab - das Aussehen der im Werkstück (Blech) erzeugten Bohrung beschreibt. Da sich das Blech in der Endphase der Bearbeitung im Bereich des Zylinderstücks 5 und des Übergangsstücks 7, bei entsprechender Dimensionierung des Übergangsstücks 7 und entsprechend geringer Blechstärke sogar nur im Bereich des Übergangsstücks 7 befindet, entspricht die Bohrung im Blech im Bereich der Schneidkante 9 einem Hohlkegel, der auch als Fase bezeichnet wird. Ist die Blechstärke größer a-ls die axiale Erstreckung des Übergangsstücks 7, so schließt sich an den Hohlkegel (Fase) ein entsprechend langer zylindrischer Teil der Bohrung an. Wie bereits einleitend ausgeführt, wird durch eine der Drehben wegung des Bohrers überlagerte Taumelbewegung seiner Achse ein etwa auf der Rückseite des Blechs entstehender-Grat sehr weitgehend entfernt. Es ist dabei darauf zu achten, daß die axiale Erstreckung des Übergangsstückes 7 bzw. der Schneidkante 9 die minimale zu verarbeitende Blechstärke nicht übersteigt. Zum Zwecke des Einspannens schließt sich an den Anschlag 6 ein Schaft 11 an.

Aus Figur 2 ist noch ersichtlich, daß die Spannuten 3 im Quer-

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schnitt asymmetrisch ausgebildet und auf der Seite ihrer Schneidkanten 4, 8, 9 und 10 in Bezug auf einen durch die Schneidkanten gehenden Durchmesser "D" hinterschnitten sind. Auf die angegebene Weise wird eine besonders gute Spanabhebung erreicht, die für ein gratfreies Bohren besonders wichtig ist. Die Drehrichtung des Bohrers ist durch einen Pfeil 12 angegeben. Es versteht sich, daß die Schneidkanten, auf die Drehrichtung bezogen, an der Rückseite der Spannuten bzw. an der Vorderseite des sich ansch "liessenden vollen Materials angeordnet sind.

In Figur 3 ist ein Hohlraum 13 eines Karosserieteils eines Kraftfahrzeuges dargestellt, der von zwei aus Blech bestehenden Wänden 14 und 15 begrenzt ist. Auf der linken Seite des Hillraums 13 ist zum Vergleich eine Bohrung 16 dargestellt, die mit einem handelsüblichen Spiralbohrer erzeugt wurde. Auf der Rückseite der Wand 14 hat sich ein Grat 17 aufgebaut, dessen Tiefenerstreckung mindestens einem Teil der Blech'stärke entspricht und dessen Kante stark gezackt und unregelmäßig abgebogen ist. Wird durch eine derartige Bohrung ein Schlauch 18 für die Einbringung eines Konservierungsmittels eingeschoben, so neigt der Schlauch spätestens beim Zurückziehen dazu, an einer scharfen Kante des Grates 17 hängen zu bleiben und bei kräftigem Zug am Schlauch eingeschnitten zu werden.

Auf der rechten Seite des Hohlraums 13 ist eine Bohrung 20 angebracht, die kegelförmig ausgebildet ist. Dies bedeutet, daß

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die axiale Erstreckung des Übergangsstückes 7 (Figur 1) genau der Blechstärke entsprach. Auf der Rückseite der Wand 14 hat sich ein kaum wahrnehmbarer Grat 21 gebildet» der jedoch im wesentlichen glatt ist und auf die Funktion der Bohrung 2& keinen schädlichen Einfluß hat.

In Figu-r 4 ist ein elastomerer Verschlußstopfen 22 dargestellt, der aus einem pilz- bzw. kegelförmigen Hinterteil 23, einem tellerförmigen Vorderteil 24 und einer dazwischenliegenden Ringnut 25 besteht, deren Grund durch eirr zylindrisches Verbindungsstück 26 gebildet wird, dessen axiale Länge der Stärke der Wand 14 entspricht. Der Durchmesser des Verbindungsstücks 26 entspricht im wesentlichen dem kleinsten Durchmesser der Bohrung 20, so daß der Verschlußstopfen 22 beim Eindrücken in die Bohrung 20 in Richtung des PfeiTs 27 sicher und formschlüssig mit der Wand 14 verrastet wird. Durch die Kegel form der Bohrung 20 wird das Einführen des Hinterteils 23 wesentlich begünstigt.

Für den Fall der Verwendung für die Konservierung von Hohlräumen mit geringer Tiefenerstreckung ist es noch möglich, die Baulänge des Bohrers zu verkürzen und diesen beispielsweise in der Ebene E-E (Figur 1) abzuschneiden. Selbstverständlich ist es in einem solchen Fall nicht möglich, mit diesem Bohrer auch die Anfangsbohrung herzustellen, weil die Anbohrspitze 2 fehlt. Daher wird die Aufgabe auf zwei

2.5 Blechschälbohrer verschiedener Größe verteilt* von denen der zuerst zum Einsatz Kommende einen Bohrkörper aufweist, der in etwa demjenigen Teil entspricht, der in Figur 1 oberhalb

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der Ebene E-E liegt. Mit einem solchen Blechschälbohrer wird dann die Eingangstohrung hergestellt. Nachfolgend wird der "abgeschnittene" Bohrer zum Einsatz gebracht, der dann die Bohrung in der weiter oben beschriebenen Weise fertig stellt.

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Claims

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AN S P R QC H £;

Blechschälbohrer, insbesondere zum Herstellen von ifffnungen in Karosserieteilen zur Hohlraumkonservierung, mit einem konusförmigen Bohrkörper, der mindestens zwei auf den Umfang verteilte mit der Konusfläche Schneidkanten bildende Spannuten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der konus förmige Bohrkörper (1) durch ein Zylinderstück (5) verlängert ist, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Maximaldurchmesser des Bohrkörpers (1) entspricht, daß sich auf der dem Bohrkörper abgekehrten Seite des Zylinderstücks (5) ein flanschförmiger Anschlag (6) befindet* untl daß sich die S ρ an nuten (3) auch über die Gesamtlänge des ZyIinderstücks erstrecken.
2. Blechschälbohrer .nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spannuten (3) auch durch den flanschförmigen Anschlag (6) erstrecken.
3. Blechschälbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Zylinderstück (5) und dem flanschförmigen Anschlag (6) ein konusförmiges Obergangsstück (7) befindet, durch das sich die Spannuten (3) gleichfalls hindurch erstrecken und mit diesem anfasende Schneidkanten (9) bilden.

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4. Blechschälbohrer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien des konusförmigen Übergangsstückes (7) mit der Bohrerachse einen WiTfkei von 30 bis 60 Grad vorzugsweise von etwa 45 Grad, einschliessen.
5, Blechschälbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellini-en des konusförmigen Bohrkfrpers (1) mit der Bohrerachse einen Winkel von 5 bis 15 Grad, vorzugsweise von etwa 10 Grad, einschliessen.
6. Blechschälbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannuten <3) asymmetrisch ausgebildet und in Bezug auf einen durch die Schneidkanten gehenden Durchmesser ¹¹D" hinterschnitten sind.
7. Blechschälbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Zylinderstucks das 0,t bis 1,5-fache seines Durchmessers beträgt.

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