DE3842377A1

DE3842377A1 - Bohrwerkzeug zum erweitern vorgebohrter loecher

Info

Publication number: DE3842377A1
Application number: DE3842377A
Authority: DE
Inventors: Reimer Beyer; Hans Otto Schwehm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1990-06-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Erweitern vorge bohrter Löcher, wobei das Bohrwerkzeug mit mehreren Schneiden und in dessen Vorschubrichtung verjüngend ausgebildet ist, sowie die Schneiden als im wesentlichen in Verjüngungsrich tung weisende Stege ausgebildet sind.

Auf dem Gebiet der Metallbearbeitung ist es bekannt, vorge bohrte Löcher mittels Reiben paßgenau aufzubohren. Es fin den in diesem Zusammenhang Bohrwerkzeuge der genannten Art in Form von Profilreiben Verwendung. Diese werden in eine verjüngend ausgebildete Bohrung eingesetzt und dienen der Er weiterung der Bohrung.

Als Profilreiben ausgebildete Bohrwerkzeuge der genannten Art bestehen aus einem länglichen Kern mit an dessen Umfang angeordneten Stegen. Beim Einsatz der Profilreiben erfolgt durch den zwischen benachbarten Stegen gebildeten Zwischen raum der Abtransport der Späne. Wegen der infolge der Fein bearbeitung nur in geringen Mengen anfallenden Späne ist der Zwischenraum ausreichend um die Funktionsfähigkeit des Werk zeuges sicherzustellen.

Die Bohrwerkzeuge der genannten Art sind jedoch nicht geeig net, um Materialien zu bearbeiten, bei denen pro Zeiteinheit ein großer Materialabtrag erfolgt oder gar der zu bearbei tende Gegenstand ein vorgebohrtes Loch mit konstantem Loch durchmesser aufweist.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Bohrwerkzeug der genannten Art zu schaffen, das geeignet ist, auch bei solchen Materialien eingesetzt zu werden, bei denen beim Bohren gro ße Mengen an Bohrgut anfallen, insbesondere zum Aufbohren von Gegenständen, die aus Stein, Beton bzw. Leichtbeton oder Keramik bestehen.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Bohrwerkzeug der genannten Art, das als Hohlkörper ausgebildet ist, mit mindestens zwei die Stege beabstandet zueinander im Umfangsbereich aufnehmen den Trägerplatten, wobei eine der Trägerplatten der Aufnahme einer das Bohrwerkzeug antreibenden Antriebswelle dient.

Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug findet beispielsweise Ver wendung beim Aufbohren von innen ausgekleideten Schornsteinen, um deren desolate Verkleidung zu entfernen. Die Verkleidung besteht beispielsweise aus Leichtbeton, daneben ist es auch bekannt, Schornsteine mit Keramikrohren auszukleiden. Es ist grundsätzlich nicht erforderlich, daß die Schornsteine eine Verkleidung aufweisen, die Schornsteinrohre selbst können durch ein normales Mauerwerk gebildet sein. Die Erfindung ist nicht auf ein Bohrwerkzeug zum Bearbeiten von Schornsteinen beschränkt, sondern es findet das erfindungsgemäße Bohrwerk zeug überall dort Verwendung, wo in unterschiedlichsten Materialien eingebrachte Löcher erweitert werden sollen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Bohrwerkzeuges wird zwischen den den Materialabtrag bewirkenden Stegen ein Hohl raum gebildet, in den bzw. durch den das Bohrgut abgeführt werden kann. So gelangt beim Bohren das Bohrgut zunächst in den zwischen benachbarten Stegen gebildeten Raum und es be steht die Möglichkeit, daß es bereits durch diesen Raum in Längsrichtung der Stege nach unten abgeführt wird, darüber hinaus gelangt überschüssiges Bohrgut in den von den Stegen umschlossenen Hohlraum des Bohrwerkzeuges und kann dort ge sammelt werden bzw. für den Fall, daß die Trägerplatten ring förmig ausgebildet sind, nach unten in das Bohrloch abgeführt werden.

Vorteilhaft sind die Stege zumindest im Bereich der Stirn seiten mit den Trägerplatten verbunden um so dem Bohrwerkzeug eine maximale Steifigkeit zu verleihen. In diesem Sinne kön nen zwischen den stirnseitigen Trägerplatten weitere, mit den Stegen verbundene und zueinander beabstandet angeordnete Trägerplatten vorgesehen sein, wobei anzustreben ist, daß alle Trägerplatten parallel zueinander positioniert sind und die unterhalb der die Antriebswelle aufnehmenden Trägerplatte angeordneten weiteren Trägerplatten Ringform aufweisen.

Vorteilhaft ist das Bohrwerkzeug symmetrisch ausgebildet und es schneidet die Längsachse der Stege sich in einem gemein samen Punkt auf der Drehachse des Bohrwerkzeuges. Zweckmäßig sollten ferner die Stege im wesentlichen rechteckigen Quer schnitt aufweisen und radial außen mit Reibflächen versehen sein. Besonders gute Bohrergebnisse lassen sich erzielen, wenn die dem verjüngten Bereich des Bohrwerkzeuges zugewandten Stirnseiten der Stege mit Reibflächen versehen sind. Die Reibflächen erstrecken sich damit nicht nur im Bereich der nach außen gerichteten Flächen der Stege sondern gehen darüber hinaus nahtlos, vorteilhaft in einem Bogen in die nach unten gerichteten Stirnflächen der Stege über. Mit dem erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug lassen sich damit all solche Bohrungen aufbohren, deren Bohrungsquerschnitt anfänglich geringfügig größer ist als der Durchmesser des Bohrwerkzeuges im Bereich seiner vorderen Stirnfläche.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vor gesehen, daß der in Drehrichtung des Bohrwerkzeuges verlau fende Bereich der jeweiligen Reibfläche geringfügig radial einwärts gerichtet ist. Bei dem Betrieb des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuges wird damit der Bohrbewegung in Richtung der Drehachse eine bezüglich dieser Drehachse umlaufende, quasi fräsende Abtragkomponente überlagert, die die Abtragergeb nisse wesentlich verbessert. Zusätzlich kann das Bohrwerkzeug in dessen Vorschubrichtung treppenförmig verjüngend ausge bildet sein. Die Treppenform bewirkt beim Vorschub des Bohr werkzeuges die Einleitung unterschiedlicher Kräfte bei wechselnden Kraftrichtungen in das Bohrwerkstück und erhöht damit den Bohraustrag, abgesehen hiervon verhindert die trep penförmige Ausbildung des Bohrwerkzeuges dessen Verkeilen im Betrieb.

Das Bohrwerkzeug besteht üblicherweise aus Metall, wobei für die Stege als solche ein relativ weiches Metall Verwendung finden kann, auf das hartmetallische Reibflächen aufgebracht sind, insbesondere Reibflächen aus Wolframkarbid, um bei spielsweise Steine, Beton u. dgl. zu bohren, oder diamantene Reibflächen die bevorzugt zum Bohren von Keramikrohren Verwendung finden.

Als besonders vorteilhaft wird angesehen, wenn das Bohrwerk zeug sechs bis zehn Stege aufweist, die gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind. Bei einer derartigen Anzahl von Stegen ist einerseits gewährleistet, daß die Stege über eine große wirksame Fläche am aufzubohrenden Werkstück anliegen, andererseits verbleibt zwischen den Stegen ein solch großer Raum, der eine einwandfreie Abfuhr des Bohrgutes ermöglicht, die zudem durch die Luftverwirbelung infolge der als Fächer fungierenden Stege unterstützt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Merkmale sowie Kombinationen von Merkmalen erfindungswesentlich sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es stellt dar:

Fig. 1 eine Unteransicht des erfindungsgemäßen Bohr werkzeuges, für eine Bohrwerkshälfte darge stellt und

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Bohrwerk zeug im Bereich dessen Drehachse gemäß der Linie A-A in Fig. 1.

Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug 1 ist bezüglich seiner Rotationsachse 2 symmetrisch aufgebaut, es weist acht unter einem Winkel von 15° zur Rotationsachse 2 angeordnete und gleichmäßig drehwinkelversetzte Stege 3 auf, die mit ihren oberen Stirnflächen 4 an einer oberen Trägerplatte 5 an liegen und im Bereich ihrer unteren Stirnflächen 6 zwischen sich eine untere Trägerplatte 7 aufnehmen. Die obere Träger platte 5 ist mit den Stegen 3 über Schweißverbindungen 8 und die untere Trägerplatte 7 mit den Stegen 3 über Schweißver bindungen 9 verbunden. Die Trägerplatten 5 und 7 und zwei weitere zwischen diesen angeordnete ringförmige Trägerplat ten 10 und 11, die über Schweißverbindungen 12 mit den Stegen 3 verbunden sind, bilden das Stützgerippe für das Bohrwerk zeug 1. Die Trägerplatten 5, 7, 10 und 11 sind gleichmäßig voneinander beabstandet und parallel zueinander sowie senk recht zur Rotationsachse 2 angeordnet.

In Fig. 2 ist strichliert eine Antriebswelle 13 dargestellt, die mittels eines nicht näher gezeigten Motors antreibbar ist und mit einem Lagerflansch 14 verbunden ist, der an die obere Trägerplatte 5 angeflanscht werden kann. Diese weist hierzu eine Zentrierbohrung 15 auf sowie acht konzentrisch zu dieser angeordnete Gewindebohrungen 16, von denen in der Fig. 2 nur zwei sichtbar sind. Entsprechend weist der Lager flansch 14 eine Zentrierbohrung 17 sowie Bohrlöcher 18 auf, ein die Zentrierbohrungen 15 und 17 durchsetzender Zentrier stift 19 zentriert den Lagerflansch 14 und die obere Träger platte 5, die Befestigung dieser beiden Teile erfolgt über die Bohrlöcher 18 durchsetzende und in die Gewindebohrungen 16 eingeschraubte Schrauben 20.

Das insoweit beschriebene Bohrwerkzeug 1 stellt sich damit als Hohlkörper dar, insofern, daß der zwischen der oberen Trägerplatte 5 und der dieser benachbarten Trägerplatte 10 ein Hohlraum 21 gebildet ist, der über die in der Trägerplat te 10 gebildeten Bohrung 22 mit dem zwischen den Trägerplatten 10 und 11 gebildeten mittleren Hohlraum 23 verbunden ist, der wiederum über die in der Trägerplatte 11 gebildete Bohrung 24 mit dem zwischen dieser Trägerplatte und der unteren Trägerplatte 7 befindlichen unteren Hohlraum 25 verbunden ist. Prinzipiell könnte überdies auch die untere Trägerplatte 7 mit einer den Bohrungen 22 und 24 entsprechenden Bohrung ver sehen sein. Die Hohlräume 21, 23 und 25 stehen nicht nur untereinander in Verbindung, sondern es ist auch eine Verbin dung zu diesen von außerhalb des Bohrwerkzeuges durch die zwischen den einzelnen Stegen 3 gebildeten Zwischenräume 27 gegeben.

Jeder der Stege 3 besitzt einen rechteckigen Querschnitt und ist radial außen mit einer Reibfläche 28 sowie im Bereich der Stirnseite 6 mit einer Reibfläche 29 versehen. Der Übergang zwischen den Reibflächen 28 und 29 ist gerundet. Während die Stege 3 und die Trägerplatten 5, 10, 11 und 7 aus einem weichen Metall bestehen, sind die Reibflächen 28 und 29 durch ein Hartmetall gebildet, beispielsweise ein Hartmetall in Form von Wolframkarbid, das besonders gut zum Aufbohren von Gesteinen geeignet ist. Sollen beispielsweise keramische Rohre aufgebohrt werden, bietet es sich an, statt einer hart metallischen eine diamantene Reibfläche vorzusehen.

Der Darstellung der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die Stege 3 auf Höhe der Trägerplatten 10 und 11 treppenförmige Rück sprünge 30 aufweisen, so daß das Bohrwerkzeug 1 sich in des sen Vorschubrichtung B auf Höhe der Rücksprünge 30 jeweils verjüngt. Die Fig. 1 offenbart darüber hinaus, daß die in Drehrichtung C des Bohrwerkzeugs 1 vorlaufenden Bereiche der jeweiligen Reibflächen 28 geringfügig, das heißt um einen Winkel α von weniger als 10° radial einwärtsgerichtet sind. Fig. 2 verdeutlicht, daß sich die Längsachsen der Stege 3 in einem gemeinsamen Punkt D auf der Drehachse 2 schneiden. In dieser Figur ist mit der Bezugsziffer 31 schließlich ein aufzubohrendes Bohrloch bezeichnet, der Figur ist zu ent nehmen, daß der Bohrlochdurchmesser nur geringfügig größer ist, als der minimale Eintrittsdurchmesser des Bohrwerk zeuges 1.

Bezugszeichenliste:

1 Bohrwerkzeug
2 Rotationsachse
3 Steg
4 obere Stirnfläche
5 obere Trägerplatte
6 untere Stirnfläche
7 untere Trägerplatte
8 Schweißverbindung
9 Schweißverbindung
10 ringförmige Trägerplatte
11 ringförmige Trägerplatte
12 Schweißverbindung
13 Antriebswelle
14 Lagerflansch
15 Zentrierbohrung
16 Gewindebohrung
17 Zentrierbohrung
18 Bohrloch
19 Zentrierstift
20 Schraube
21 oberer Hohlraum
22 Bohrung
23 mittlerer Hohlraum
24 Bohrung
25 unterer Hohlraum
27 Zwischenraum
28 Reibfläche
29 Reibfläche
30 Rücksprung
31 Bohrloch
A Schnittlinie
B Vorschubrichtung
C Drehrichtung
D Punkt

Claims

1. Bohrwerkzeug zum Erweitern vorgebohrter Löcher, wobei das Bohrwerkzeug mit mehreren Schneiden und in dessen Vor schubrichtung verjüngend ausgebildet ist, sowie die Schneiden als im wesentlichen in Verjüngungsrichtung weisende Stege ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrwerkzeug (1) als Hohl körper (Hohlräume 21, 23, 25) ausgebildet ist, mit min destens zwei die Stege (3) beabstandet zueinander im Um fangsbereich aufnehmenden Trägerplatten (5, 7), wobei eine der Trägerplatten (5) der Aufnahme einer das Bohr werkzeug (1) antreibenden Antriebswelle (13) dient.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (3) zumindest im Bereich der Stirnseite (4, 6) mit den Trägerplatten (5, 7) verbunden sind.

3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den stirnseitigen Trägerplatten (5, 7) weitere, mit den Stegen (3) verbundene und zueinander beabstandete Trägerplatten (10, 11) angeordnet sind, wobei die Träger platten (5, 7, 10, 11) im wesentlichen rotationssymme trisch ausgebildet sind.

4. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatten (5, 7, 10, 11) parallel zueinander angeordnet und ringförmig ausgebildet sind.

5. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die der verjüngten Stirnseite des Bohrwerkzeuges (1) zugeordnete Trägerplatte (7) die Stege (3) außen am Umfang aufnimmt.

6. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Stege (3) sich in einem gemeinsamen Punkt (D) auf der Drehachse (2) des Bohrwerkzeuges (1) schneiden.

7. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (3) im wesentlichen recht eckigen Querschnitt aufweisen und radial außen mit Reib flächen (28) versehen sind.

8. Bohrwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in Drehrichtung (C) des Bohrwerkzeuges (1) verlau fende Bereich der jeweiligen Reibfläche (28) geringfügig einwärts (Winkel α ) gerichtet ist.

9. Bohrwerkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich net, daß die dem verjüngten Bereich des Bohrwerkzeuges (1) zugeordneten Stirnseiten (6) der Stege (3) mit Reib flächen (29) versehen sind.

10. Bohrwerkzeug nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen gerundeten Übergang von der jeweiligen radial äußeren Reibfläche (28) zu der stirnseitigen Reibfläche (29).

11. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrwerkzeug (1) in dessen Vor schubrichtung (B) treppenförmig verjüngend ausgebildet ist.

12. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekenn zeichnet durch metallische Stege (3) mit hartmetallischen Reibflächen (28, 29), insbesondere Reibflächen aus Wolf ramkarbid, oder diamantenen Reibflächen.

13. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es sechs bis zehn gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Stege (3) aufweist.