DE3238978A1

DE3238978A1 - Schnell um seine achse drehbarer dorn zum bilden eines von einem kragen umgebenen loches in einer metallenen platte oder in der wand eines metallenen rohres

Info

Publication number: DE3238978A1
Application number: DE19823238978
Authority: DE
Inventors: Marius Hendrik 6961 Eerbeek Lubbers
Original assignee: DRABUS BV
Current assignee: DRABUS BV
Priority date: 1981-10-21
Filing date: 1982-10-21
Publication date: 1983-05-05
Also published as: GB2107626A; NL8104774A; JPS5884634A; FR2514676A1; JPH0232053B2

Description

Müller, Schupfner & Gauger Postfach 80 13 69 D-8000 München 80

HahsUürgen Müller^{3 2 3 8 9 7} ⁸ Gerhard D. Schupfner Hans-Peter Gauger Patentanwälte European Patent Attorneys Mandataires en brevets europeens

Dr.-Ing. Robert Poschenrieder

(1931 -1972) t
Dr.-Ing. Elisabeth Boettner

(1963- 1975)

Dlpl.-Ing. Hans-Jürgen Müller
Dipl.-Chem. Dr. Gerhard Schupfner"
Dipl.-Ing. Hans-Peter Gauger

Postfach 80 13 69 Lucile-Grahn-Straße D-8000 München 80

Telefon: (0 89) 4 70 60 55/56 Telex: 05 23016
Telegramm / cable: Zetapatent München

Ihr Zeichen / Your ref.

Unser Zeichen / Our ref.

Dra-2997

München / Munich,

21 . Oktober

1982

Betrifft:/Ref. Anwaltsakte: Dra-2997

DRABUS B.V., APELDOORN (NE)

Schnell um seine Achse drehbarer Dorn zum Bilden
eines von einem Kragen umgebenen Loches in einer metallenen Platte oder in der Wand eines metallenen Rohres

Konten:

Stadtsparkasse München: 29 -16 73 SO (BLZ 701 500 00) Postscheck München: 27 6688-808 (BLZ 700 10080)

'Büro/Office Hamburg:
Karlsliaße5, D-2110Buchholz
Telefon:(041 18)44 57 Telex:02189330

Die Erfindung bezieht sich auf einen schnell um seine Achse drehbaren Dorn zum Bilden eines von einem Kragen umgebenen Loches in einer metallenen Platte, oder in der Wand eines metallenen Rohres ausschließlich durch Reibungswärme und Druck, wobei der Dorn einen für seine Befestigung in dem Spannkopf einer Werkzeugmaschine vorgesehenen zylindrischen Schaftteil, einen koaxial an diesen Schaftteil angeschlossenen Schulterteil und einen koaxial an diesen Schulterteil angeschlossenen und in einem konischen Endteil endenden Formgebungsteil für den Durchmesser jedes mit dem Dorn zu bildenden Loches aufweist.

Bei einem aus der DE-PS 23 5 9 794 bekannten Dorn der vorgenannten Art, der sich in der Technik unter der Bezeichnung "Fließbohrer" eingeführt hat, ist nicht nur der Schaftteil sondern auch der Schulterteil zylindrisch ausgeführt, und der Formgebungsteil einschließlich seines konischen Endteils weist einen im wesentlichen dreieckformigen Querschnitt auf, dessen für die Formgebung des Durchmessers jedes damit zu bildenden Loches maßgebende Ecken abgerundet sind. Dieser dreieckförmige Querschnitt des Formgebungsteils einschl. seines konischen Endteils solcher Fließbohrer hat später gemäß der DE-PS 25 52 665 im Umfang dieser abgerundeten Ecken unter Beibehaltung eines ebenfalls zylindrischen Schaftteils eine Weiterbildung in Richtung des Vorsehens von Rundungen mit unterschiedlichen Krümmungsradien gefunden.

Die Fließbohrer gemäß dieser Gattung werden bis jetzt aus gesintertem Karbidmaterial hergestellt, wobei als Ausgangsprodukt ein zylindrischer Körper mit einem gegenüber dem

Schulterteil größeren Durchmesser verwendet wird. Die Bearbeitung dieses Ausgangsproduktes erfordert ziemlich komplizierte und zeitaufwendige Schleifarbeiten, die nur von erfahrenen Facharbeitern durchgeführt werden können. Die Herstellungskosten solcher Fließbohrer sind daher entsprechend hoch.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe' zugrunde, einen Dorn bzw. Fließbohrer der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er unter völliger Beibehaltung einer exakten Arbeitsweise bei dem Bilden eines Loches einfacher und damit billiger hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Dorn bzw. Fließbohrer der eingangs genannten Art der Schulterteil und der Formgebungsteil einschließlich seines konischen Endteils als ein mit zwei zueinander planparallelen Oberflächen versehener und im wesentlichen T-förmiger Körper flach ausgebildet sind, wobei die Dicke wenigstens des Formgebungsteils dieses Körpers nicht größer ist als dessen halbe lichte Weite und insbesondere nicht größer ist als ein Drittel dieser lichten Weite, deren an diesem Körper vorgesehene Begrenzungskanten mit einem Radius von weniger als der Hälfte dieser lichten Weite des Formgebungsteils gekrümmt sind.

Erfindungsgemäß wird damit ein Dorn bzw. Fließbohrer bereit gestellt, für dessen Herstellung nur eine Platte aus gesintertem Karbidmaterial der entsprechenden Dicke zugeschliffen werden muß, um an dieser Platte den Schulterteil und den Formgebungsteil einschließlich seines konischen Endteils mit den abgerundeten Begrenzungskanten zu erhalten. An der so zugeschliffenen Platte muß dann nur noch der zylindrische Schaftteil für die Fertigstellung des Fließbohrers befestigt werden, um eine Befestigungsmöglichkeit des Fließbohrers in dem Spannkopf einer Werkzeugmaschine zu. erhalten. Die Herstellungskosten des Fließ-

bohrers lassen sich damit um wenigstens 30% reduzieren, wobei im Gegensatz zu den bisherigen Erfahrungen mit solchen Fließbohrern gefunden wurde, daß auch eine solche flache Form des Formgebungsteils einschließlich seines konischen Endteils eine gleiche selbstzentrierende Wirkung ergibt wie ein zumindest dreieckförmiger Querschnitt dieses Formgebungsteils, der bislang zur Erzielbarkeit dieser Selbstzentrierung unabdingbar erschien.

Aus der FR-PS 1 189 384 ist noch ein gattungsähnlicher Fließbohrer bekannt, bei dem unter Verzicht auf einen besonderen Schulterteil der Formgebungsteil einen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweist. Die diagonalen Abmessungen dieses Formgebungsteils, der dabei nicht als ein flacher, plattenförmiger Körper definiert werden kann sondern vielmehr als ein der Dreieckform entsprechender Vieleckkörper, sind bei diesen Fließbohrern bestimmend für den Durchmesser beim Bilden eines Loches und ergeben somit eine mit diesen dreieckförmigen Fließbohrern wesentlich unmittelbarer zu vergleichende .Zentrierwirkung.

Die neue Formgebung des erfindungsgemäßen Fließbohrers ergibt weitere Möglichkeiten für eine weitere Reduzierung der Herstellungskosten. So ist es für den neuen Fließbohrer nicht zwingend erforderlich, daß die Gesamtheit des Schulterteils und des Formgebungsteils einschließlich seines konischen Endteils aus einem gesinterten Karbidmaterial bestehen, vielmehr reicht es auch völlig aus, an einem aus einem anderen Material hergestellten und dabei entsprechend T-förmig gestalteten Grundkörper insbesondere aus Karbid gesinterte Materialstreifen als entsprechende Begrenzungskanten zumindest für den Formgebungsteil einschl. sines konischen Endteils und bevorzugt auch für die dem Formgebungsteil zugewandte Unterkante des Schulterteils anzubringen. Die Anbringung kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen, so insbesondere durch ein Anlöten oder ein

Ankleben. Alternativ können solche gesinterte Materialstreifen auch auf den Grundkörper aufgedampft werden, wobei es sich dann aber als zweckmäßig erweist, auch die flachen Seiten des Grundkörpers mit dem Sintermaterial zu beschichten.

Für Fließbohrer, die zum Bilden eines Loches mit einem Durchmesser von mehr als etwa 15 mm ausgebildet sind, kann es zweckmäßig erscheinen, daß der Formgebungsteil einschl. seines konischen Endteils mehr als zwei Begrenzungskanten aufweist. Gemäß einer Ausbildung der Erfindung wird daher für einen Fließbohrer nach der Gattung vorgesehen, daß die Schulter und der Formgebungsteil einschl. seines konischen Endteils aus drei sternförmig angeordneten, in der Achse des Schaftteils miteinander verbundenen und jeweils mit zwei zueinander planparallelen Oberflächen versehenen Körpern mit im wesentlichen einer in der Längsachse halbierten T-Form gebildet sind, wobei wenigstens die Begrenzungskanten an dem Formgebungsteil dieser Körper aus einem insbesondere aus Karbid gesinterten Materialstreifen bestehen. Auch für diesen Fließbohrer können damit dieselben fertigungstechnischen Vorteile erzielt werden.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann ein solcher Fließbohrer auch so gestaltet werden, daß es damit möglich ist, in dem Kragen eines Loches ein Innengewinde auszubilden. In dieser Ausbildung weist der Fließbohrer kein besonderes Schulterteil auf sondern ist stattdessen mit einem entsprechend flach ausgebildeten Formgebungsteil versehen, bei dem aber die auch dabei aus einem insbesondere aus Karbid gesinterten Materialstreifen bestehenden seitlichen Begrenzungskanten im übergang zu dem zylindrischen Schaftteil mit mehreren, zur Bildung eines Innengewindes in dem Kragen eines Loches dienenden Rillen versehen sind.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dornes bzw. Fließbohrers wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Perspektivansicht des Fließ

bohrers gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen Querschnitt des Fließbohrers

nach der Linie II - II in Fig.1

Fig. 3 bis 5 entsprechende Querschnitte bei

alternativen Ausführungsformen des Fließbohrers gemäß Fig.1,

Fig. 6 eine Perspektivansicht eines

Fließbohrers gemäß einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 7 einen Querschnitt dieses Fließbohrers

nach der Linie VII - VII in Fig. 6 und

Fig. 8 eine Vorderansicht eines Fließboh

rers, mit dem auch ein Innengewinde in dem Kragen eines Loches ausgebildet werden kann.

Der Fließbohrer 1 gemäß den Fig.1 und 2 weist einen zylindrischen Schaftteil 2 auf, an dem ein T-förmiger Körper 3 befestigt ist. Das Querhäupt 4 dieses T-förmigen Körpers 3 bildet einen Schulterteil dieses Fließbohrers 1, an den sich koaxial zu dem Schaftteil 2 ein Formgebungsteil 5 anschließt, der in einem konischen Endteil 6 endet. Der Körper 3 kann in der Gesamtheit aus einem gesinterten Karbidmaterial bestehen oder für eine bevorzugte Ausbildung des Fließbohrers

auch aus einem anderen Material, wobei dann aber an-den seitlichen Begrenzungskanten ein Streifen 7 aus einem solchen gesinterten Karbidmaterial befestigt ist, der nach der Befestigung an dem Grundkörper so zugeschliffen wird, daß er dabei eine Krümmung mit einem Radius von bevorzugt weniger als der Hälfte der lichten Weite des Formgebungsteils 5 erhält, der seinerseits eine Dicke von nicht mehr als der Hälfte und insbesondere von nicht mehr als einem Drittel dieser lichten Weite aufweisen sollte. Auch die dem Formgebungsteil 5 zugewandte Unterkante des Schulterteils ist dann zweckmäßig mit einem solchen gesinterten Materialstreifen 8 versehen.

Die Befestigung der Materialstreifen 7 und 8 an einem aus einem anderen Material bestehenden Grundkörper kann entsprechend dem Querschnitt in Fig.2 durch ein Ankleben oder entsprechend dem Querschnitt in Fig.3 durch ein Anlöten erfolgen. Dabei kann entsprechend dem Querschnitt in Fig.4 auch vorgesehen sein, daß die Begrenzungskanten 9 des Formgebungsteils 5¹ dicker ausgebildet und jeweils mit einer Nut versehen werden, in welcher dann der Materialstreifen 7¹ eingesetzt wird. Auch ist es gemäß dem Querschnitt in Fig.5 möglich, den Materialstreifen auf den Grundkörper 5'¹ aufzudampfen, wobei es dann aber zur Erzielung einer genügend festen Verbindung sowie zur Durchführbarkeit eines einfachen Herstellungsverfahrens zweckmäßig ist, daß auch die beiden flachen Seiten des Formgebungsteils mit dem Sintermaterial beschichtet werden, womit dann ein Fließbohrer erhalten wird, bei dem der gesamte Grundkörper 3 eine aufgebrachte Schicht des gesinterten Karbidmaterials aufweist.

Der Fließbohrer 1 ist zum Bilden von Löchern mit einem Durchmesser bis etwa 15 mm in Materialien mit einer Zugfestigkeit bis etwa 120 kg/mm² geeignet. Für größere Lochdurchmesser oder sehr harte Materialien sollte der Fließbohrer dagegen die in den Fig.6 und 7 gezeigte Aus-

bildung aufweisen, gemäß welcher der Schulterteil und der Formgebungsteil einschl. seines konischen Endteils aus drei sternförmig angeordneten, in der Achse des Schaftteils miteinander verbundenen und jeweils mit zwei zueinander planparallelen Oberflächen versehenen Körpern mit im wesentlichen einer in der Längsachse halbierten T-Form gebildet sind. Die einzelnen Körper 10 dieses Fließbohrers sind dabei genauso einfach herzustellen wie der Körper 3 bei dem Fließbohrer 1, wobei die Befestigung eines entsprechenden Materialstreifens aus gesintertem Karbidmaterial an diesen Körpern 10 analog vorgenommen werden kann. Wenn die einzelnen Körper 10 fertiggestellt sind, dann müssen sie nur noch unter Verwendung einer geeigneten Lehre in einer gemeinsamen Längsachse 11 an dem Schaftteil befestigt werden. Für beide Ausführungsformen des Fließbohrers kann im übrigen für den an der Unterkante des Schulterteils vorgesehenen Materialstreifen 8 auch eine Ausbildung wie bei dem Fließbohrer gemäß der DE-PS 28 02 229 verwirklicht werden.

Der Fließbohrer in der Ausführungsform gemäß Fig.8 weist einen ohne einen besonderen Schulterteil versehenen Grundkörper 3 auf, bei den in Abwandlung zu dem Fließbohrer 1 der Materialstreifen 7 im übergang zu dem zylindrischen Schaftteil 2 mit mehreren, der Bildung eines Innengewindes in dem Kragen eines Loches dienenden Rillen 13 versehen ist. Der sich an diese Rillen 13 anschließende Abschnitt 12 des Materialstreifens 7 sollte dabei mit einem kleinen Konuswinkel von etwa 3° versehen werden, um mit diesem Fließbohrer eine exakte Gewindeausbildung zu ermöglichen. Ein solcher kleiner Konuswinkel sollte auch der entsprechende Abschnitt 12 des Körpers 3 bei dem Fließbohrer 1 zu dem Zweck aufweisen, den Fließbohrer nach der abgeschlossenen Bildung eines Loches aus dem Loch wieder leicht zurückziehen zu können.

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auch aus einem anderen Material, wobei dann aber an- den seitlichen Begrenzungskanten ein Streifen 7 aus einem solchen gesinterten Karbidmaterial befestigt ist, der nach der Befestigung an dem Grundkörper so zugeschliffen wird, daß er dabei eine Krümmung mit einem Radius von bevorzugt weniger als der Hälfte der lichten Weite des Formgebungsteils 5 erhält, der seinerseits eine Dicke von nicht mehr als der Hälfte und insbesondere von nicht mehr als einem Drittel dieser lichten Weite aufweisen sollte. Auch die dem Formgebungsteil 5 zugewandte Unterkante des Schulterteils ist dann zweckmäßig mit einem solchen gesinterten Materialstreifen 8 versehen.

Die Befestigung der Materialstreifen 7 und 8 an einem aus einem anderen Material bestehenden Grundkörper kann entsprechend dem Querschnitt in Fig.2 durch ein Ankleben oder entsprechend dem Querschnitt in Fig.3 durch ein Anlöten erfolgen. Dabei kann entsprechend dem Querschnitt in Fig.4 auch vorgesehen sein, daß die Begrenzungskanten 9 des Formgebungsteils 5' dicker ausgebildet und jeweils mit einer Nut versehen werden, in welcher dann der Materialstreifen 7¹ eingesetzt wird. Auch ist es gemäß dem Querschnitt in Fig.5 möglich, den Materialstreifen auf den Grundkörper 5¹' aufzudampfen, wobei es dann aber zur Erzielung einer genügend festen Verbindung sowie zur Durchführbarkeit eines einfachen Herstellungsverfahrens zweckmäßig ist, daß auch die beiden flachen Seiten des Formgebungsteils 5'' mit dem Sintermaterial beschichtet werden, womit dann ein Fließbohrer erhalten wird, bei dem der gesamte Grundkörper 3 eine aufgebrachte Schicht des gesinterten Karbidmaterials aufweist.

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Claims

Patentansprüche

fly Schnell um seine Achse drehbarer Dorn zum Bilden eines von einem Kragen umgebenen Loches in einer metallenen Platte oder in der Wand eines metallenen Rohres ausschließlich durch Reibungswärme und Druck, wobei der Dorn einen für seine Befestigung in dem Spannkopf einer Werkzeugmaschine vorgesehenen zylindrischen Schaft£eil, einen koaxial an diesen Schaftteil angeschlossenen Schulterteil und einen koaxial an diesen Schulterteil angeschlossenen und in einem konischen Endteil endenden Formgebungsteil für den Durchmesser jedes mit dem Dorn zu bildenden Loches aufweist, dadurch gekennzeich net, daß der Schulterteil (4) und der Formgebungsteil (5) einschließlich seines konischen Endteils (6) als ein mit zwei zueinander planparellelen Oberflächen versehener und im wesentlichen T-förmiger Körper flach ausgebildet sind, wobei die Dicke wenigstens des Formgebungsteils (5,6) dieses Körpers nicht größer ist als dessen halbe lichte Weite, deren an diesem Körper vorgesehene Begrenzungskanten (7) mit einem Radius von weniger als der Hälfte dieser lichten Weite des Formgebungsteils gekrümmt sind.
2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Formgebungsteils (5,6) nicht größer ist als ein Drittel seiner größten lichten Weite.
3. Dorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens die Begrenzungskanten des Formgebungsteils (5,6) aus einem insbesondere aus Karbid gesinterten Materialstreifen (7) in einer Befestigung an einem aus einem anderen Material hergestellten T-förmigen Grundkörper bestehen.

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4. Schnell um seine Achse drehbarer Dorn zum Bilden eines von einem Kragen umgebenen Loches in einer metallenen Platte oder in der Wand eines metallenen Rohres ausschließlich durch Reibungswärme und Druck, wobei der Dorn einen für seine Befestigung in dem Spannkopf einer Werkzeugmaschine vorgesehenen zylindrischen Schaftteil, einen koaxial an diesen Schaftteil angeschlossenen Schulterteil und einen koaxial an diesen Schulterteil angeschlossenen und in einem konischen Endteil endenden Formgebungsteil für den Durchmesser jedes mit dem Dorn zu bildenden Loches aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter und der Formgebungsteil einschließlich seines konischen Endteils aus drei sternförmig angeordneten, in der Achse des Schaftteils miteinander verbundenen und jeweils mit zwei zueinander planparallelen Oberflächen versehenen Körpern (10) mit im wesentlichen einer in der Längsachse halbierten T-Form gebildet sind, wobei wenigstens die Begrenzungskanten an dem Formgebungsteil dieser Körper aus einem insbesondere aus Karbid gesinterten Materialstreifen bestehen*
5. Dorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß auch die dem Formgebungsteil (5,6) zugewandte Unterkante des Schulterteils (4) aus einem insbesondere aus Karbid gesinterten Materialstreifen (8) gebildet ist.
6. Dorn nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die gesinterten Materialstreifen (7") in eine Nut des Grundkörpers eingesetzt sind.
7. Dorn nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die gesinterten Materialstreifen (7,7',8) an den Grundkörper angelötet oder angeklebt sind.

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8. Dorn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- 1 kennzeichnet , daß im wesentlichen die ge- | samte Oberfläche wenigstens des Formgebungsteils (5,6) I aus einer auf .einen Grundkörper aus einem anderen Mate-1 rial aufgebrachten Schicht eines insbesondere aus Kar- | bid bestehenden Sintermaterials besteht. |.
9. Schnell um seine Achse drehbarer Dorn zum Bilden eines j

von einem Kragen umgebenen Loches in einer metallenen I

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Platte oder in der Wand eines metallenen Rohres aus- | schließlich durch Reibungswärme und Druck, wobei der Dorn einen für seine Befestigung in dem Spannkopf eine] Werkzeugmaschine vorgesehenen zylindrischen Schaftteil, und einen koaxial an diesen Schaftteil angeschlossenen! und in einem konischen Endteil endenden Formgebungs teil" für den Durchmesser jedes mit dem Dorn zu bildenden Lcf ches aufweist, dadurch gekennzeichnet daß der Formgebungs teil einschließlich seines konisch^* Endteils als ein mit zwei zueinander planparallelen 0 flächen versehener Körper flach ausgebildet ist, und die seitlichen Begrenzungskanten dieses Körpers aus e insbesondere aus Karbid gesinterten Materialstreifen bestehen, der im übergang zu dem Schaftteil, mit mehr der Bildung eines Innengewindes in dem Kragen eines ches dienenden Rillen (13) versehen ist.
10. Dorn nach Anspruch 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens der Formgebungsteil eine Dicke seines Grundkörpers aufweist, die nicht gr ßer ist als die halbe lichte Weite, insbesondere niet größer ist als ein Drittel der größten lichten Weite des Formgebungsteils.

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