DE3153412C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem bekannten Bohrwerkzeug dieser Art (DE-PS 20 26 855, Fig. 8) sind die Schneiden der benachbarten Zähne in Axialrichtung versetzt. Sie müssen daher einzeln geschliffen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerk­ zeug der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem das Schleifen der Zähne vereinfacht ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patent­ anspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Bei dieser Lösung können die auf der gleichen konischen Fläche liegenden Schneiden alle gleichzeitig geschliffen werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung ausführlicher beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Axialschnitt, eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bohrwerk­ zeugs,

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht des zylindri­ schen Körpers des Bohrwerkzeugs,

Fig. 3 die Ansicht 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4(a) und 4(b) vergrößerte Schnitte von Teilen des zylindrischen Werkzeugkörpers,

Fig. 5(a) und 5(b) ähnliche Ansichten wie die nach den Fig. 4(a) und 4(b), die das Bohrwerkzeug jedoch während des Betriebs zeigen, und

Fig. 6(a) bis 6(e) vergrößerte Schnitte von Teilen der Schneidzähne des Bohrwerkzeugs in einer Folge verschiedener Betriebsphasen.

Nach den Zeichnungen weist das Bohrwerkzeug einen zylin­ drischen Werkzeugkörper 1 auf, der an seinem vorderen oder unteren Ende offen und an seinem anderen oder oberen Ende einteilig mit einem Kragen 3 versehen ist. Der Kra­ gen 3 ist mit Innengewinde 2 versehen, in das ein An­ triebsschaft 4 eingeschraubt ist.

Der Werkzeugkörper 1 hat einen mittleren rohrförmigen Teil 1c mit einer gleichförmigen, verhältnismäßig dünnen Wand, die parallel zur Drehachse 30 des Werkzeugkörpers 1 und des Schaftes 4 verläuft. Das vordere Ende des Werk­ zeugkörpers 1 ist radial nach außen vergrößert oder ver­ dickt, und zwar in gleich weit auseinanderliegenden Ab­ schnitten. Die verdickten Teile bilden eine geradzahlige Anzahl in Umfangsrichtung auseinanderliegender Messer 6 die zwischen sich in Umfangsrichtung auseinanderliegende Spanabfuhrnuten 5 bilden. Die äußere Oberfläche des Werk­ zeugkörpers 1 hat auseinanderliegende Schultern 31 (Fig. 1, 2, 4(a) und 4(b)), die die verstärkten Messer 6 bilden. Wie anhand der Fig. 4(a) und 4(b) am besten zu erkennen ist, sind die inneren und äußeren Wandflächen der Messer 6 unter einem Winkel A konisch, so daß die Messer 6 an ihren vordersten Enden am dicksten sind und nach oben hin allmählich dünner werden.

Die äußeren Oberflächen des Werkzeugkörpers 1 in den Spanabfuhrnuten 5 sind Fortsetzungen der äußeren zylindri­ schen Oberfläche des rohrförmigen Teils 1c des Werkzeug­ körpers 1 (siehe Fig. 1). Der Werkzeugkörper 1 ist im Uhrzeigersinn drehbar, und die vordere Seite oder Kan­ te 6e jedes Messers 6 verläuft nach oben unter einem rückwärts geneigten Winkel, so daß die Weite der Span­ abfuhrnut 5 nach oben zunimmt.

Jedes Messer 6 hat einen Schneidzahn 6a oder 6b (Fig. 2), der nach unten oder vorn über das vordere Ende der Span­ abfuhrnuten 5 nahe der in Betriebsdrehrichtung voreilen­ den Kante 6e übersteht. Am vorderen Ende jedes Messers 6, wo die Kante 6e mit dem vorderen Ende zusammentrifft, ist eine Schneidspitze 7 aus einer Superhartmetallegie­ rung befestigt, z. B. durch Schweißen.

Das vordere Ende jedes Schneidzahns 6a und die daran befestigte Spitze 7 sind an ihren inneren Ecken abge­ schrägt, wie es bei 20a (Fig. 4(a)) dargestellt ist, während jeder Schneidzahn 6b und die zugehörige Spitze 7 an ihren äußeren Enden abgeschrägt sind, wie es bei 20b (in Fig. 4(b)) dargestellt ist. Die Seiten 20a und 20b verlaufen unter einem Winkel B relativ zu einer Radial­ ebene, so daß ein äußerer Schneidzahn 6a mit Spitze 7a und ein innerer Schneidzahn 6b mit Spitze 7b gebildet werden.

Wie die Fig. 4(a) und 4(b) zeigen, ist das vordere Ende jedes äußeren Schneidzahns 6a sowohl außen als auch innen zur Bildung von Schneiden 21 und 22 unter einem Winkel C zu einer Radialebene des Zylinders 1 abgeschliffen, wäh­ rend das vordere Ende jedes inneren Schneidzahns 6b an seiner inneren Seite zur Bildung von Schneiden 23 eben­ falls unter einem Winkel C abgeschliffen ist. Das vordere Ende jeder äußeren Spitze 7a ragt nach vorn oder axial über das vordere Ende jeder inneren Spitze 7b um eine Strecke D hinaus. Die Schneiden 21 und 22 laufen an einer in Umfangsrichtung verlaufenden vorderen Kante 29 zusam­ men, während die Schneide 23 und die Seite 20b ebenfalls an einer in Umfangsrichtung verlaufenden Kante 32 zusam­ menlaufen. Ferner laufen die Seite 20a und die Schnei­ de 22 an einer in Umfangsrichtung verlaufenden Kante 33 zusammen, die in derselben Radialebene 34 wie die Kan­ te 32 liegen sollte. Der radiale Abstand Wb (Fig. 4(b)) zwischen der scharfen vorderen Kante 32 und der innersten Kante 36 der inneren Spitze 7b sollte etwa gleich dem Abstand Wa (Fig. 4(a)) der Kante 33 von der äußersten Kante 37 der äußeren Spitze 7a sein. Die Kante 33 liegt in der gleichen radialen Ebene wie das vordere Ende 32 der inneren Spitze 7b. Die Abstände Wa und Wb sind etwa gleich der halben Dicke derjenigen Teile der Spitzen 7a und 7b, die oberhalb der scharfen Enden liegen.

Die vorderen Endteile 5a (Fig. 2 und 5(b)) des Nutengrun­ des der Spanabfuhrnuten 5 des Werkzeugkörpers 1, die vor den inneren Spitzen 7b liegen, sind abgeschrägt.

Der Schaft 4 hat eine mittlere Bohrung 10, die an ihrem vorderen Ende offen und an ihrem hinteren Ende geschlos­ sen ist. Ein spitzer Zentrierstift 8 ist in der Bohrung 10 gleitend gelagert und wird durch eine Druckfeder 11 nach vorn gedrückt, so daß sein spitzes Ende normaler­ weise über das vordere Ende der Schneidzähne 6a und 6b hinausragt. Der Stift 8 hat eine axiale Nut 9, in die eine in den Schaft 4 geschraubte Sicherungsschraube 12 gleitend eingreift, so daß sich der Stift 8 mit dem Schaft 4 mitdreht, jedoch nicht durch die Feder 11 aus der Bohrung 10 herausgedrückt werden kann.

Vorzugsweise hat der Schaft 4 eine Schmiermittel-Zuführ­ einrichtung, um die Schneidzähne beim Bohren zu schmieren und zu kühlen. Diese Einrichtung hat einen Ring 13 (Fig. 1), der auf einem mittleren Teil des Schaftes drehbar gelagert und zwischen zwei Sicherungsringen 17 gehalten ist. Über eine radiale Bohrung 14 und eine innere Ring­ nut 15 im Ring 13 und eine radiale Bohrung 16 im Schaft 4 wird Öl in die Bohrung 10 geleitet. Zwei O-Ringe 13 sor­ gen für eine Abdichtung der Nut 15. Der Zentrierstift 8 ist in seiner Außenseite mit einer weiteren axialen Nut 19 versehen, die von seinem oberen Ende nach vorn bis zu einer Stelle verläuft, die unterhalb des Schaftes 4 liegt, um das Innere des Werkzeugkörpers 1 mit dem auf der Rück­ seite des Stiftes 8 liegenden Teil der Bohrung 10 zu verbinden. Das kühlende Schmiermittel kann daher über die Bohrungen 14 und 16 sowie die Nut 19 bis an die Schneidzähne 6a und 6b strömen.

Die Fig. 5(a), 5(b) und 6(a) stellen das Bohrwerkzeug im Betrieb dar. Es wird durch einen mit einem Schaft 4 gekuppelten (nicht dargestellten) Motor gedreht, während das spitze Ende des Zentrierstifts 8 in einer mittleren Ausnehmung auf einer Metallplatte 24 angeordnet ist, wobei der Stift 8 durch die Feder 11 gegen die Platte 24 gedrückt und dadurch das Bohrwerkzeug zentriert wird.

Während des Vorschubs des Bohrwerkzeugs in Richtung auf die Metallplatte 24 wird der Zentrierstift 8 in die Boh­ rung 10 zurückgedrückt. Dabei schneiden zuerst die äuße­ ren Schneidzähne 6a und dann die inneren Schneidzähne 6b in die Platte ein, weil die Kante 29 vor den Schneidzäh­ nen 6b liegt. In diesem Augenblick beginnt auch das Schmiermittel zu fließen.

Zuerst schneiden alle äußeren Spitzen 7a (Fig. 5(a)) in die Metallplatte 24 ein, wobei sie jeweils einen äuße­ ren, im wesentlichen geraden Metallspan 24a mit der radi­ alen Breite Wa abheben. Danach schneiden alle inneren Spitzen 7b (Fig. 5(b)) in die Platte 24 ein, wobei sie einen inneren, gewendelten Metallspan 24b mit der radi­ alen Breite Wb abheben, der unabhängig von dem äußeren Span 24a ist. Die beiden Späne 24a und 24b wandern in getrennten Spanabfuhrnuten 5 nach hinten.

Da das vordere Ende jeder äußeren Spitze 7a jeweils mit einer äußeren und inneren Schneide 21 und 22 unter ent­ gegengesetztem Winkel (in Axialrichtung gesehen) versehen ist, wandert der Metallspan 24a etwa geradlinig oder axial nach hinten, wie es in Fig. 5(a) dargestellt ist, längs der vorauslaufenden Kante 6e des Messers 6.

Da andererseits das vordere Ende jeder inneren Spitze 7b durch die einzige innere Schneide 23 gebildet ist, die unter einem Winkel zu einer Radialebene verläuft, wandert der Metallspan 24b zwar längs der Kante 6e des Messers 6, doch wird er zuerst unter einem Winkel radial nach außen und hinten, wie es in Fig. 5(b) dargestellt ist, gelei­ tet. Die schräge Fläche 5a des Werkzeugkörpers 1 an sei­ nem vorderen Ende läßt dem Span 24b Raum frei, so daß er unter einem Winkel hoch wandern kann. Dann stößt der Span 24b an der äußeren Wand 25 des Bohrlochs an, so daß er sich radial nach innen krümmt und dann zickzack­ förmig zwischen der Wand 25 und der Außenseite des Werk­ zeugkörpers 1 durch den Kanal 5 weiterläuft.

Da die Messer 6 an ihren vorderen Enden dicker sind, wie die Fig. 4(a) und 4(b) zeigen, laufen die Außen- und Innenseiten jedes Messers 6 nach hinten zusammen, so daß sie die Wände des Bohrlochs nicht berühren. Da­ durch wird der Bohrwiderstand verringert.

Obwohl sich die Metallspäne 24a und 24b winden oder krin­ geln können, wandern sie dennoch in ihrer eigenen Spanab­ fuhrnut 5 stetig und ohne gegenseitige Störung nach außen. Da sich ferner jede Spanabfuhrnut 5 allmählich nach hin­ ten erweitert, kann jeder Span 24a und 24b leicht nach oben wandern.

Die radiale Breite der voreilenden Kanten 6e (Fig. 2) ist etwa gleich der Breite Wa (Fig. 4(a)) und der Brei­ te Wb (Fig. 4(b)), so daß die durch die Schneiden abge­ hobenen Späne nach oben längs der Kanten 6e wandern kön­ nen, wie es in den Fig. 5(a) und 5(b) dargestellt ist.

Claims (1)

1. Bohrwerkzeug mit einem rohrförmigen Werkzeugkörper (1), der um seine Rohrachse drehbar und axial vorschiebbar ist, mit mehreren am vorderen Ende des Werkzeugkörpers (1) in Umfangsrichtung auseinanderliegenden Messern (6), die jeweils einen axial vorstehenden Schneidzahn (6a; 6b) aufweisen, wobei bei wenigstens einem der Schneidezähne (6a; 6b) die vordere innere Ecke entfernt ist, so daß sich eine radial äußere Schneide (21, 22) ergibt, bei wenigstens einem weiteren der Schneidzähne die vordere äußere Ecke entfernt ist, so daß sich eine radial innere Schneide (23) ergibt; und wobei die äußere Schneide (21, 22) axial über die innere Schneide (23) vorsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schneide (23) und wenigstens ein Teil (22) der äußeren Schneide (21, 22) auf der gleichen konischen Fläche liegen, die koaxial zum Bohrwerkzeug ist und sich radial nach außen und axial nach vorn erstreckt.