DE3217699A1 - Ringlochschneider - Google Patents

Description

Ringlochschneider

Die Erfindung betrifft einen zentrumslosen Bohrer oder Ringlochschneider, bei dem mehrere Schneidzähne rings um einen zylindrischen Werkzeugkörper angeordnet sind und je eine Innenschneidkante und eine Außenschneidkante aufweisen.

Es ist bekannt, Ringlochschneider, die u.a. auch als Lochschneider oder Kronenbohrer bezeichnet werden, mit mehreren Schneidzähnen zu versehen, die je in Innen- und Außenschneidkanten unterteilt sind. Derartige Ringlochschneider sind z.B. aus den US-PSen 3 609 056 und 3 860 354 sowie, aus der US-Reissue-PS 28 416 bekannt. Bei diesen Ringlochschneidern ist nachteilig, daß sie von kompliziertem Aufbau und folglich teuer in der Herstellung, Nachschärfung und Unterhaltung sind. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Ringlochschneider besteht darin, daß mit ihnen keine sauberen Bohrungsoder Lochflächen herstellbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.

Ein diese Aufgabe lösender Ringlochschneider ist mit seinen Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

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Nach dem Hauptlösungsgedanken der Erfindung hat ein zentrumsloser Ringlochschneider mehrere Schneidzähne, die mit gleichmäßigem Umfangsabstand rings um ein axiales Ende eines zylindrischen Werkzeugkörpers angeordnet sind. Jeder Schneidzahn hat eine Außenschneidkante und eine Innenschneidkante. Die vorderen Ecken sowohl der Innen- als auch der Außenschneidkanten sind in derselben Ebene angeordnet, jedoch beginnt die vordere Ecke jeder Außenschneidkante einen Schneidvorgang an einem Werkstück, bevor die vordere Ecke der Innenschneidkante am Werkstück angreift. Die Innen- und Außenschneidkanten sind, wie weiter unten näher beschrieben, nach einer neuartigen strukturellen Anordnung ausgebildet und angeordnet. Zwischen den einzelnen Schn<;.idzähnen ist je eine Spanablauf lücke in einer neuartigen Woise r.o ausgebildet, daß sie zusammen mit den Innen- und Außenschneidkanten die Späne wirkungsvoller von den Schneidkanten weg leitet, als es bei den Ringlochschneidern gemäß den obengenannten US-Patentschriften möglich war.

Der Ringlochschneider gemäß der Erfindung erzeugt ein sauberes Loch,.ohne irgendwelche Späneblockierung während eines Lochschneidevorganges. Der Ringlochschneider gemäß der Erfindung schneidet besser frei, benötjgt weniger Motorleistung als herkömmliche Ringlochschneider und ist gegen Schneidzahnbruch in höchstmöglichem Maße geschützt.

Aus der Anordnung der Innen- und Außenschneidkanten an jedem der Schneidzähne des Ringlochschneiders gemäß der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß sie eine Spanfläche haben, die in einem Arbeitsgang nachgeschliffen werden kann. Der Ringlochschneider gemäß der Erfindung ist billiger und einfacher zu unterhalten und nachzuschärfen als die bekannten Ringlochschneider gemäß den obengenannten US-PSen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand

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schematiischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ring]ochwchneiders gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht desselben Ringlochschneiders mit Blickrichtung entsprechend den Pfeilen 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilseitenansicht des Ringlochschneiders mit Blickrichtung entsprechend den Pfeilen 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Teilseitenansicht des Ringlochschneiders gemäß Fig. 3 mit Blickrichtung von rechts entsprechend den Pfeilen 4-4 in Fig. 3 und

Fig. 5 eine Teilvorderansicht eines abgewandelten Schneidzahns.

Der in Fig. 1 dargestellte Ringlochschneider 10 gemäß der Erfindung hat. kein Zentrum und ist aus einem Werkzeugkörper 11 und einem Schaft 12 zusammengesetzt. Der Schaft 12 ist im Hinblick auf seine Auswechselbarkeit mit einer üblichen Antriebsvorrichtung mit einem genormten Außendurchmesser ausgebildet und weist an seinem Umfang eine zweckdienliche Anflächung 13 zum Einspannen in ein Werkzeugfutter für die schlupffreie Mitnahme des Ringlochschneiders 10 auf.

Der Schaft 12 hat eine axiale Bohrung 14, die an ihrem innengelegenen Ende mit einer axialen Bohrung 15 von größerem Durchmesser in Verbindung steht, die den Werkzeugkörper. 11 durchsetzt. Der Ringlochschneider 10 ist mit beliebiger Länge und beliebigem Durchmesser ausführbar. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel des Ringlochschneiders betrugen die Längen des Schaftes und des Werkzeugkörpers etwa 22,225 mm bzw. 33,337 mm. Der Werkzeugkörper hatte einen Außendurchmesser von etwa 22,225 mm. Die Bohrungsdurchmesser im Schaft und im Werkzeugkörper betrugen 6,350 mm bzw. 14,732 mm. Die Wanddicke des Werkzeugkörpers war etwa 3,937 mm. Gemäß Fig. 1 weist die Bohrung 15 eine etwa 6,35 mm lange Innen (durchmesser )-

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schulter 17 auf, die zum schneidenseitigen Ende des Werkzeugkörpers 11 hin mit einer Verjüngung 16 von 3° konisch zusammenläuft. Durch diesen Innendurchmesser wird die Innenreibung beim Schneiden so gering wie möglich gehalten.

Gemäß Fig. 1 weist der Werkzeugkörper 11 eine Verjüngung 18 nach hinten von etwa 0,152 mm je engl. Zoll von etwa 25,4 mm auf. Gemäß Fig. 2 trägt der Werkzeugkörper 11 an seinem schneidenseitigen Ende sechs mit Umfangsabstand angeordnete Schneidzähne 20. Gemäß Fig. 1 und 2 sind die Schneidzähne 20 durch sechs längsgerichtete Wendeln oder wendeiförmige Spannuten 22 voneinander getrennt. Die Wendeln 22 sind durch längsgerichtete wendeiförmige Stege 23 voneinander getrennt. Die Wendeln bzw. Spannuten 22 sind je mit einem Drallwinkel von 35° ausgebildet und je etwa 1,778 mm tief und zwischen etwa 4,7625 mm und etwa 7,9375 mm breit. Die Spannuten 22 bilden an der Außenseite des Werkzeugkörpers 11 Bahnen, welche die Späne nach oben aus dem mit dem Ringlochschneider 10 hergestellten Loch herausziehen.

Gemäß Fig. 2 hat jeder Schneidzahn 20 eine Außenschneidkante 30 und eine Innenschneidkante 31. Die Außen- und Innenschneidkanten 30 und 31 haben eine gemeinsame radiale Fläche 33 (s. Fig. 3 und 4), in der<die Außenschneidkante 30 in bezug auf die Innenschneidkante 31 auf einem höheren Niveau angeordnet oder axial nach vorn verlängert ist, so daß sie die Innenschneidkante 31 überlappt (s. Fig. 4). Die radiale Fläche 33 ist von einer Spanabiauflücke 34 gebildet, die nahe dem Beginn der 35°-Wendel in die Seitenwand des Werkzeugkörpers 11 eingefräst ist. Die Späneablauflücken 34 weisen je eine Nut von etwa 3,J.75 mm Breite und etwa 1,587 mm Radius auf, die in den Werkzeugkörper 11 unter einem zusammengesetzten Winkel von 28° χ 45° eingefräst worden ist. Die Späneabi auflücken 34 bilden Spänewege von der Innenseite des er'!; 11 /.u'clcn iiulJr· η·ιι Πρηιιιιυ t.fn ??. DU? Fläche·

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bildet mit der Mittellinie des Werkzeugkörpers 11 einen radialen Winkel von 0°.

In Fig. 1 ist der Drallwinkel von 45° mit 40 und die Tiefe von etwa 0,508 mm der Spanablauflücke 34 mit 41 bezeichnet. Gemäß Fig. 4 hat jede der Außenschneidkanten 30 eine vordere Ecke 42. Von dieser aus radial nach außen zur Außenseite des Ring]ochschneiders 10 beträgt die radiale Breite jeder Außenschrieidkante 30 etwa 1,905 mm. Die Breite jeder Innenschneidkante 31 ist etwa 2,159 mm, gemessen als radialer Abstand der vorderen Schneidenecke 44 der Innenschneidkante vom inneren Ende der Innenschneidkante 31, also vom Umfang der Bohrung 15. Gernäß Fig. 4 ragt bei jeder der Außenschneidkanten 30 die vordere Ecke 42 radial nach innen über die vordere Schneidenecke 44 der zugehörigen Innenschneidkante 31 um etwa 0,127 mm hinaus. Dieser Überstand 46 kann zwischen etwa 0,127 mm und etwa 0,254 mm betragen. Bei jeder der Außenschneidkanten 31 erstreckt sich die vordere Ecke 42 axial nach vorn über die vordere Schneidenecke 44 der zugehörigen Innenschneidkante 31 hinaus. Dieser Abstand 47 beträgt zwischen etwa 0,3556 mm und maximal etwa 0,508 mm. Die innere bzw. vordere Ecke 42 jeder Außenschneidkante 30 hat gegenüber der vorderen Ecke 44 der zugehörigen Innenschneidkante 31 einen Überhang unter einem Winkel 48 von 65°, gemessen zwischen einer durch die vordere Ecke 44 der Innenschneidkante 31 gehenden Querebene und einer axialen Ebene. Dieser Winkel 48 kann zwischen 63° und 67° betragen.

Gemäß Fig. 4 hat jede der Außenschneidkanten 30 in radialer Richtung nach außen einen Seitenfreiwinkel 35 von etwa 12°, jede der Innenschneidkanten 31 in radialer Richtung nach innen einen Seitenfreiwinkel 49 von 25°. Gemäß Fig. 3 hat jede der Außenschneidkanten 30 einen Rückfreiwinkel 50 von 12°, jede der Innenschneidkanten 31 einen Rückfreiwinkel 51 von 20°. Jede der Innen- und Außenschneidkanten 31 und 30 hat

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gemäß Fig. 3 einen gemeinsamen Spanwinkel 52 von 28°. Jede der Innenschneidkanten 31 hat einen unteren Spanwinkel 53 von 28°, jede der Außenschneidkanten 30 einen unteren Spanwinkel 54 von 35°.

Die vorstehend genannten Abmessungen für die verschiedenen' Werkzeugelemente sind üblich für einen Ringlochschneider 10 von etwa 22,225 mm Durchmesser. Sie sind selbstverständlich für andere Bohrergrößen verschieden. Beispielsweise kann der Rückfreiwinkel 50 für jede der Außenschneidkanten 30 zwischen 8° und 15° betragen, der Rückfreiwinkel 51 jeder der Innenschneidkanten 31 zwischen 10° und 20°. Der untere Spanwinkel 53 der Innenschneidkanten 31 kann im Bereich von 26° bis 32° liegen, der untere Spanwinkel 54 der Außenschneidkanten 30 im Bereich von 30° bis 38°. Der Seitenfreiwinkel den Innenschneidkanten 31 kann zwischen 23° und 27° betragen, der obenliegende Seitenfreiwinkel 35 der Außenschneidkanten 30 zwischen 9° und 14°. Der Radius der Spanablauflücke 34 kann im Bereich von etwa 1,5875 ram und etwa 2,3812 mm liegen, beginnt in einem Abstand von etwa 0,508 fnm von einer inneren Ecke 45 der Innenschneidkante 31 und verläuft unter einem Winkel von 28° bei einer Neigung von 45° und einem radialen Winkel von 0° in bezug auf die Mittellinie des zylindrischen Werkzeugkörpers 11 axial nach innen.

Der zentrumslose Bohrer bzw. Ringlochschneider 10 ist in eine entsprechende Werkzeugmaschine, beispielsweise eine Bohrmaschine mit magnetischer Grundplatte, einbaubar und zum raschen und wirtschaftlichen Herstellen von Löchern in Werkstücken verwendbar. Der Ringlochschneider 10 ist insbesondere für Bauarbeiten einsetzbar, wenn große Löcher in Konstruktionsteilen aus Metall rasch und wirtschaftlich hergestellt werden müssen. Aufgrund der neuartigen Konstruktion der Innen- und Außenschneidkanten 31 und 30 des RinglQChschneiders 10 greift die vordere Ecke 42 jeder dor Außenschneidkanten 30 vor der vorderen Ecke 44 der zugehörigen Innenschneidkante 31 am

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Werkstück an. Wegen der Überlappung der vorderen Ecken 42 der Außenschneidkanten 30 mit den vorderen Ecken 44 der Innenschneidkanten 31 schneidet jede der Schneidkanten 30 und 31 besser frei und es kommt an der vorderen Ecke 44 jeder der Innenschneidkanten 31 zu keinem Reißen.

Die sich überlappenden Schneidkanten 30 und 31 erzeugen zwei verschiedene Späne, die über die betreffende Schneidkante 30 bzw. 31 nach hinten gerollt und in die unmittelbar an der Schneidkante beginnende wendeiförmige Spannut 22 hineinbewegt und aus dem Werkstück entfernt werden. Es hat sich gezeigt, daß der Ringlochschneider 10 gemäß der Erfindung ein sauberes Loch herstellt., und daß durch das Zusammenwirken der sich überlappenden Schneidkanten 30 und 31 mit den Spannuten 22 bei geringerer Motorleistung ein besserer Freischnitt zustande kommt als mit herkömmlichen Ringlochschneidern. Auch wird das gute Bohrergebnis mit geringerern Schnittdruck als bei herkömmlichen Ringlochschneidern erreicht.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten abgewandelten Ringlochschneider 10a sind der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4 entsprechende Werkzeugelemente mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit nachgestelltem "a" bezeichnet. Jede der Außenschneid-

weist kanten 30a und der Innenschneidkanten 31a eine etwas konkav nach innen gestaltete Brust auf. Alle übrigen Konstruktionsmerkmale sind die· gleichen wie bei der zunächst beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4..

Claims (12)

1. Patentansprüche :

   lJ Ring] ochsohnei der mit einem Schaft und einem mit diesem einstückigen zylindrischen Werkzeugkörper, der ein freies Ende hat und von einer axialen Bohrung durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnet , daß

   a) der Werkzeugkörper (11) mehrere mit Umfangsabstand angeordnete Schneidzähne (20) aufweist,

   b) jeder Schneidzahn (20) eine Außenschneidkante (30) und eine Innenschneidkante (31) hat,

   c) die Außen- und Innenschneidkanten (30,31) jedes Schneidzahnes (20) eine gemeinsame radiale Fläche (33) haben, in welcher die vordere Ecke (42) der Außenschneidkante (30) über die vordere Ecke (44) der Innenschneidkante (31) axial hinausragt,

   d) die vordere Ecke (42) der Außenschneidkante (30) über die vordere Ecke (44) der Innenschneidkante (31) radial nach innen so hinausragt, daß sie diese schrägstehend überlappt,

   e) die Schneidzähne (20) in Umfangsrichtung durch eine gleiche Anzahl von wendeiförmigen Spannuten (22) voneinander getrennt sind, die im Außenumfang des zylindrischen Werkzeugkörpers (11) ausgebildet sind und sich in dessen Längsrichtung erstrecken, und

   f) jede der gemeinsamen radialen Flächen (33) in einer der Spannuten (22) am freien Ende des Werkzeugkörpers (22) von einer Spanablauflücke (34) gebildet ist.

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2. 2. Ringlochschneider nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß jede der Außen- und Innenschneidkanten (30,31) eine gerade Vorderkante hat.
3. 3. Ringlochschneider nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß jede der Außen- und Inn.enschneidkanten (30a,31a) eine nach innen konkave Vorderkante hat.
4. 4. Ringlochschneider nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Spanablauflücken (34) einen Radius von etwa 1,5875 mm bis etwa 2,3812 mm hat.
5. 5. Ringlochschneider nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet , daß der Radius jeder Spanablauflücke (34; 34a) in einem Abstand von etwa 0,508 mm von der inneren Ecke (45) der Innenschneidkante (31) ausgehend unter einem Winkel von 28° bei einer Neigung von 45° und einem radialen Winkel von 0° in bezug auf die Mittellinie des zylindrischen Werkzeugkörpers (11) axial nach innen verläuft.
6. 6. Ringlochschneider nach Anspruch 5, dadurch ge· kennzeichnet , daß die vordere Ecke (42) jeder der Außenschneidkanten (30; 30a) die vordere Ecke (44) der zubehöri£',en Innenschneidkante (31; 31a) mit einem Überstand (47) von etwa 0,3556 mm bis etwa 0,508 mm axial nach vorn hinausragt.
7. 7. Ringlochschneider nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet , daß die vordere Ecke (42) jeder der Außenschneidkanten (30; 30a) über die vordere Ecke (44) der zugehörigen Innenschneidkante (31; 31a) radial nach innen hinausragt und sie unter einem Winkel (48) von 63° bis 67° und mit einem Uberlappungsabstand (46) von etwa 0,127 mm bis etwa 0,254 mm schrägstehend überlappt.

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8. 8. Ringlochschneider nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet , daß jede der Außenschneidkanten (30; 30a) in radialer Richtung nach außen einen Seitenfreiwinkel (35) von 9° bis 14° und jede der Innenschneidkanten (31; 31a) in radialer Richtung nach innen einen Seitenfreiwinkel (49) von 23° bis 27° hat.
9. 9. Ringlochschneider nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet , daß jede der Außenschneidkanten (30; 30a) einen Rückfreiwinkel (50) von 8° bis 15° und jede der Innenschneidkanten (31; 31a) einen Rückfreiwinkel (51) von 10° bis 20° hat.
10. 10. Ringlochschneider nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet , daß jede der Außenschneidkanten (30; 30a) einen Spanwinkel (54) von 30° bis 38° und jede de.r Innenschneidkanten (31; 31a) einen Spanwinkel (53) von 26° bis 32° hat.
11. 11. Ringlochschneider nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet , daß die gemeinsame radiale Fläche (33) der Außen- und Innenschneidkanten (30,31; 30a,31a) mit der Mittellinie des Werkzeugkörpers (11) einen radialen Winkel von 0° bildet.
12. 12. Ringlochschneider nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet , daß jede der wendeiförmigen Spannuten (22) einen Drallwinkel (40) von 35° hat.