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Gewindebohrer mit schwachen, allseitig Werkstoff stehenlassenden Vorschneidzähnen
und das Profil fertig bearbeitenden Nachschneidzähnen Soll ein Gewinde ohne Spitzenspiel
zwischen Mutter und Bolzen im Kerndurchmesser hergestellt werden, so ist es notwendig,
daß das Kernloch kleiner als das theoretische Kernmaß gebohrt wird, damit die Gewindegänge
auch im Kerndurchmesser bearbeitet werden können. Dieses ist z. B. bei den meisten
Rohrverbindungsstücken erforderlich, bei denen die Löcher vielfach nur roh vorgegossen
sind. Ein Gewindebohrer, der auch im Anschnittende mit dem richtigen Flankendurchmesser
hergestellt ist, würde in den viel kleineren Bohrungen nicht angreifen. Solche Gewindebohrer
sind deshalb an der Spitze spiralbohrerartig zugeschliffen, so daß das Loch gleichzeitig
mit dem Gewindeschneiden vorgebohrt wird. Dies ergibt indessen ungünstig starke
Kernspäne, die die Gewindespitzen im Kern leicht ausreißen. Solche kleiner als das
Kernmaß gebohrten Löcher lassen sich auch in der Weise mit Gewinde versehen, daß
sie zunächst mit einem Gewindebohrer vorgeschnitten werden, dessen Kerndurchmesser
kleiner als der vorhandene Kerndurchmesser des Bohrloches ist. Der Nachschneider
mit dem größeren Kerndurchmesser faßt dann leicht in dem vorgeschnittenen Kanal
an und bearbeitet auch die stehengebliebenen Werkstoffteile an der Kernspitze des
Gewindeganges. Dies bedingt aber die Herstellung des Gewindes in zwei Arbeitsgängen
oder die doppelte Arbeitszeit. Bei Gewinden, bei denen der Gewindebohrer durchgeschnitten
werden kann, kann man allerdings diese beiden Gewindebohrer hintereinanderschalten
und in einem sogenannten Stufengewindebohrer vereinigen. Die Laufzeit dieser Stufengewindebohrer
ist natürlich ziemlich groß. Außerdem können diese nicht angewendet werden, wenn
die Bohrlochtiefe das Durchlaufen des Gewindebohrers nicht gestattet.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird ein schwächerer Vorschneider
derart mit einem normal starken Gewindebohrer vereinigt, daß die zu dem schwächeren
Vorschneider gehörenden Zähne zunächst allein nur eine den Verhältnissen angepaßte
kurze Länge vorauslaufen, eben so viel, daß sie mit Sicherheit gut in dem kleineren
Bohrloch angreifen, dann folgen in. freier Folge gemeinsam schwache und normal starke
Zähne, die das volle Maß schneiden. Zu diesem Zwecke ist der neue Gewindebohrer
derart beschaffen, daß einige Zahnrippen oder auch nur die ersten Zähne derselben
einen kleineren Flankendurchmesser haben, während auf anderen Zahnrippen Zähne mit
größerem Flankendurchmesser angeordnet sind, die dem Durchmesser des zu schneidenden
Gewindes, nachfolgend Normalgewinde genannt, entsprechen. Zweckmäßig wird eine Zahnrippe
mit Normalgewinde immer zwischen zwei Zahnrippen mit schwächerem Gewinde angeordnet,
wobei die Summe aller Zahnrippen am besten eine durch 2 teilbare Zahl bildet. Dies
ist natürlich nicht unbedingt notwendig. Unter gewissen Umständen ist die Anordnung
selbst nur einer normalen Schneidrippe oder sogar nur einzelner beliebig versetzter
starker Zähne möglich. Der
Anschnitt dieser Gewindebohrer ist so
ausgebildet, daß die Schneidkanten der Vorschneidzähne einen zur Achse zentrisch
ausgerichteten Kegelmantel berühren, _ während alle Nachschneidzähne von einem ebenfalls
zentrisch an=-geordneten Kegelmantel begrenzt werden, deiaber innerhalb des Kegelmantels
derVorschneidzähne liegt.
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Die Wirkung ist folgende: Die Vorschneidzähne mit kleinerem Flankendurchmesser
greifen auch in einem kleineren Bohrloch gut an, da sie zunächst allein zur Wirkung
kommen. Nachdem eine geringe Tiefe des Gewindekanals vorgeschnitten ist, treten
gleich die Nachschneidzähne in Tätigkeit. Diese beginnen mit dem Schlichten der
Flanken an der Sohle des Gewindekanals. Die abwechselnd folgenden schmalen Vorschneidzähne
schneiden nun immer tiefer, während die breiten in der Höhe langsam folgen. Es wird
also die gleiche Wirkung erzielt, als ob ein starker Nachschneider einem schwachen
,Vorschneider folgt. Indessen ergibt sich der Vorteil, daß diese Gewindebohrer mit
sehr kurzem Anschnittende ausgeführt werden können, so daß sie vielfach sogar kleiner
ge bohrte Sacklöcher mit voll ausgeschnittenem-Gewinde versehen können, während
bei durchgehenden Löchern der Vorteil der geringeren Laufzeit besteht.
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Die Nachschneidrippen werden nach vorn. zweckmäßig so weit abgeschliffen,
daß sie reibahlenartigbeginnen. Die Schneidtechnikist dann. folgende: Die Vorschneidzähne
schneiden lediglich den Werkstoff des Gewindekanals fort. Das reibahlenartige Ende
der Nachschneidrippen reibt das Bohrloch auf das Kernmaß vor, und die Nachschneidzähne
schlichten das Profil fertig.
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Diese Gewindebohrer eignen sich naturgemäß besonders für größere Durchmesser,
bei denen recht viel Schneidrippen angeordnet werden können. In diesem Falle wird
der anfänglich nichtschneidende Teil der Nachschneidrippen am besten an der Stirnseite
des Gewindebohrers tief fortgefräst, um einen günstigen Spanraum für die Vorschneidzähne
zu schaffen. Wenn nur vier Zahnreihen vorhanden sind, empfiehlt es sich, zwei gegenüberliegende
Vorschneidrippen anzuordnen, während der anfänglich nichtschneidende Teil der Nachschneidrippen
im Außendurchmesser möglichst genau dem Bohrlochdurchmesser entspricht. Dieser Teil
übernimmt dann die Führung des Gewindebohrers in der Lochachse und sorgt dafür,
daß der Gewindebohrer-mit den verbleibenden zwei Vorschneidrippen nicht in den Werkstoff
einhakt oder das Gewinde im Profil verläuft. Damit diese Führungsrippen beim schiefen
Ansetzen des Gewindebohrers infolge ihrer scharfen Kanten nicht auch den Kern schief
anschneiden, können diese scharfen Kanten gebrochen werden, so daß solche Gewindebohrer
sich unter allen Umständen, und zwar auch bei schiefem Anschneiden, zentrisch in
der Bohrlochachse einführen.
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Natürlich lassen sich auch Zwei- und Dreischneider in der Weise ausführen,
daß die Schneidrippe mit den Normalzähnen anfänglich als Führungsrippe ausgebildet
ist. Sofern das Bohrloch bereits das richtige Maß hat und nicht erst durch den Gewindebohrer
aufgeschnitten werden muß, läßt sich der Gedanke der Ausbildung einzelner Schneidrippen
als Führungsrippen auch zur Anfertigung von Gewindebohrern mit nur einer schneidenden
Rippe verwenden. Dies hat namentlich bei kleineren Gewindebohrern zur Schaffung
eines großen Span-, aumes Bedeutung. Wächst der Halbmesser dieser Führungsrippe
langsam, so kann das Bohrloch unter Kernmaß ausgeführt sein. Zur Erhöhung der Maßhaltigkeit
kann die Führungsrippe in den letzten Gängen mit Normalgewinde versehen sein.
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Die Vorschneidzähne können im Flankenwinkel mit den Nachschneidern
übereinstimmen ; es können aber auch verschiedene Winkel gewählt werden. Die verschiedenen
Winkel haben besonders bei Flach-, Rundgewinde usw. Bedeutung. Die Vorschneidzähne
können gleichen Flankendurchmesser haben, sie können aber auch mit allmählich wachsendem
Achsenabstand angeordnet sein, wie auch die Vorschneidzähne mit sich allmählich
verkleinerndem Achsenabstand ausgeführt sein können, damit sie im Vorschneidkanal
nicht klemmen.
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Das vorliegende Verfahren der Gewindeherstellung ist in der Beschreibung
nur auf Gewindebohrer bezogen; es gilt aber in der Umkehrung auch für Werkzeuge
zur Erzeugung von Außengewinde, wie Schneideisen, Schneidbacken usw.
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Abb. r zeigt das Schneidprofil in schematischer Darstellung. Diese
Darstellung ist so gedacht, daß alle Zahnreihen eines Gewindebohrers in. Richtung
des Gewindeganges derart zusammengeschoben sind, daß sie sich in einer Zahnreihe
vereinigen. Dies ist natürlich nur begrifflich möglich. Dann liegen alle Zähne des
Vorschneidteils innerhalb des Profils der Nachschneidzähne. Die Linie a-a' stellt
die Kernbegrenzungslinie der Vorschneidzähne dar, während die Linie b-b' die Kernbegrenäungslinie
der Nachschneidzähne bedeutet. Der Kerndurchmesser der Vorschneidzähne ist also
um den Betrag c kleiner dargestellt als der Kerndurchmesser der Nachschneidzähne.
Im Außendurchmesser werden die Vorschneidzähne im Anschnitteil durch die Mantellinie
d-a' eines Kegels begrenzt, während die Begrenzung der Nachschneidzähne durch die
Mantellinie e-f eines Kegels erfolgt, der um den Betrag f-a' axial gegen den Begrenzungskegelmantel
der Vorschneidzähne zurücktritt.
Die Linie b-b' begrenzt also den
Kerndurchmesser des fertigen Gewindes. Infolge der schwächeren Vorschneidzähne,
die anfänglich allein schneiden, greift dieser Gewindebohrer noch in einem Bohrloch
an, welches bis um den Betrag c kleiner als das theoretische Kernmaß gebohrt ist.
Die Vorschneidzähne schneiden die Mitte des Gewindekanals, wie durch senkrechte
Schraffierung angedeutet, vor, während die Nachschneidzähne die Flanken schlichten,
wie durch wagerechte Schraffierung dargestellt ist. Das abzuschälende Kernmaterial
wird durch das reibahlenartig ausgebildete Stück g-f der Nachschneidrippe fortgenommen
(Kreuzschraffierung). Die Strecke f-a' der Nachschneidzahnrippen kann als nichtschneidender
Führungsteil ausgebildet werden, was namentlich bei Gewindebohrern mit nur wenigen
Zahnreihen zweckmäßig ist.
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Abb. 2 und 3 zeigen ein praktisches Ausführ ngsbeispiel eines Gewindebohrers
mit sechs Schneidrippen. Abb: 3 ist die Stirnansicht in Richtung lt des Gewindebohrers
nach Abb. ?-
Die Zahnreihen 1, 3 und 5 sind die Vorschneidzahnrippen mit kleinerem
Flankendurchmesser. Die Zahnreihen 2, q. und 6 sind die Zahnreihen mit den Normalzähnen.
Während nun die Vorschneidza hnrippen bereits am vorderen Ende [es Gewindebohrers
beginnen, beginnt der Zuwachs der Zahnhöhe der Nachschneidzahnrippen erst bei g.
Die Strecke g-f der Nachschneidzahnrippen ist in diesem Beispiel reibahlenartig
ausgebildet, während die Nachschneidzahnrippen von f ab tief ausgefräst sind, um
den Vorschneidzähnen einen besseren Sparraum zu schaffen. Wie das Beispiel der Abb.
2 zeigt, kann der Anschnittwinkel ß der Nachschneidzahnrippen der gleiche sein wie
bei den Vorschneidzahnrippen. Der Winkel kann aber auch größer, wie z. B. Ä a, oder
kleiner ausgeführt sein. Die Vorschneidzahnrippen 1, 3 und 5 schneiden also das
kleiner als das theoretische Kernmaß gebohrte Kernloch vor, die reibahlenartige
Strecke g- f der Nachschneidzahnrippen schneidet die Kernspitze heraus, die
dann mit den Vorschneidzähnen abwechselnden Nachschneidzähne schlichten das Profil
fertig. Durch dieses gleichzeitige Arbeiten des bei kleinen Bohrlöchern notwendigen
schwächeren Gewindebohrers mit einem normal starken Gewindebohrer wird die Hälfte
der Arbeitszeit gespart, gegenüber der Hintereinanderschaltung in einem Stufengewindebohrer
wird bedeutend an Anschnittlänge gewonnen.
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Abb. q. und 5 zeigen das Beispiel eines Gewindebohrers mit vier Schneidzahnrippen,
von denen i und 3 die Nachschneidzahnrippen, 2 und q. die Vorschneidzahnrippen darstellen.
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Die Vorschneidzahnrippen beginnen an der Spitze des Gewindebohrers.
Die Nachschneidzahnrippen sind zurückgesetzt. Der vordere Teil der letzteren ist
als Führungsrippe ausgebildet, die bei i abgerundet sein kann, damit sie leichter
führt.
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Die Wirkung ist dann die gleiche wie bei dem Gewindebohrer nach Abb.
2 und 3. Auch bei diesem Gewindebohrer ist es im allgemeinen zweckmäßig, daß die
Vorschneidzahnrippen 2 und q. im Flankendurchmesser langsam anwachsen. Auch die
Vorschneidzahnrippen 2 und q. können noch um ein kurzes Stück verlängert werden,
um Führungsrippen vom Durchmesser der Führungsrippen der Nachschneidzähne zu erhalten.