DE7441010U - Bohrwerkzeugschneidkopf - Google Patents

Description

Patentanwälte	■ < I lit« <■ .	Dipl.-Ing. Hartmut Kehl (Jp
Kehl	D-7300;EssJihgön J ·*·.*	Dipl.-Ing. Volkhard Kratzsch
Kratzsch	Mülbergers'tr.'eS '
		Deutsche Bank Esslingen 210906
	Telefon Stuttgart 0711 - 359992	Postscheckamt Stuttgart 10004-701
	cable «kehlpatent» esslingenneckar	Chase Manhattan Bank New York

Fa. Hermann BiIz 28. November 1974

7300 Esslingen-Ze 11 Anwaltsakte 1844

Bohrwerkzeugschneidkopf

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrwerkzeugschneidkopf, der am Schneidkopfschaft mindestens zwei in Umfangrichtung in gleichen Winkelabstanden voneinander angeordnete Schneidplatten und diesen zugeordnete Führungsleisten aufweist, die sich jeweils in axialer Richtung erstrecken, wobei jede Schneidplatte an ihrem freien axialen Ende Schneiden besitzt und sich zumindest.eine Schneidplatte in radialer Richtung über die Mittelachse des Schneidkopfes hinaus erstreckt.

Bei einem bekannten Bohrwerkzeugschneidkopf ist allein die Schneide derjenigen Schneidplatte, die in radialer Richtung über die Mittelachse hinaus reicht, aus einer Innen- und Außenschneide zusammengesetzt, die in einer axialen Schneidenspitze zusammenlaufen. Die Schneide der anderen Schneidplatte endet zur Mittelachse hin in einer Ecke im Abstand von der Mittelachse. In axialer Richtung gesehen steht die axiale Schneidenspirze der sich über die Mitte hinaus erstreckenden Schneidplatte über die Ecke der anderen Schneidplatte urn einiges über. Diese Gestaltung ist sehr nachteilig» Sie erlaubt keinen Bohrvorgang ohne Vorzentrierung des zu erstellenden Bohrloches, und zwar aus folgenden Gründen: Soll durch Vorschub des Bohrwerkzeuges in Richtung der Mittelachse auf eine z.B. dazu rechtwinklige Fläche eines Werkstückes ein Bohrloch hergestellt werden , so gelangt zuerst und allein die Schneidenspitze

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derjenigen Schneidplatte, die in radialer Richtung über die Mittelachse hinausreicht, mif/ der WerkstUckfläche in Berührung. Hierbei schneidet einzig und allein diese, zur Mittelachse exzentrische Schneidenspitze in das Werkstück ein. Da in dieser Anfangsphase eine radiale Absützung des Schneidkopfes fehlt, führt diese in Radialrichtung unsymmetrische Schneidenbelastung zu einem Radialversatz des Sehne id kopfes, sodaß das Werkzeug aus der Mitte des herzustellenden Bohrloches herausläuft. Ferner besteht in hohem Maße die Gefahr, daß die Schneide der zuerst in Eingriff gelangenden Schneidplatte ausbricht und zerstört wird* Diese Schwierigkeiten lassen sich bei bekannten Bohrwerkzeugschneidköpfen nur beherrschen, wenn man mit einer besonderen Bohrerführung, beispielsweise Bohrbuchse, arbeitet oder das zu erstellende Bohrloch vorzentriert wird, und zwar mit einer solchen Tiefe, daß der Bohrwerkzeugschneidkopf soweit hineinfahrbar ist, daß insbesondere dessen Führungsleisten mit der Wandung der Zentrierbohrung in Berührung stehen und somit der Bohrwerkzeugschneidkopf zentrisch geführt ist. Dies aber ist sehr aufwendig und daher teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrwerkzeugschneid kopf zu schaffen, der diesen Übelstand beseitigt, insbesondere ohne besondere Hilfsmittel oder Zentrierbohrung ein Bohren direkt in das volle Material gestattet, und zwar ohne Gefahr des Verlauf ens und/oder Schneidenbruches.

Die Aufgabe ist bei einem Bohrwerkzeugschneidkopf der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schneiden jeder Schneidplatte jeweils aus einer zur Mittelachse des Schneidkopfes stumpfwinklig verlaufenden Außenschneide und Innenschneide gebildet sind, die ineiner axialen Schncsidenspitze zusammenlaufen, daß die Schneidenspitzen aller Schneidplatten in gleichen radialen Abständen von der Mittelachse des Schneidkopfes angeordnet sind und daß alle Schneidenspit&en zugleich in axialer Richtung auf gleicher Höhe enden. Dadurch, daß jede Schneidplatte Im Bereich der Schneide eine Schneidenspitze besitz, und außerdem die Schneidenspitzen alle den gleichen radialen Abstand zur Mittelachse besitzen und vor allem in axialer Richtung alle auf gleicher Höhe enden, ist ein Bohren sofort in das volle Material

möglich, ohne Erfordernis der Vorzentrierung der zu erstellenden Bohrung oder der Verwendung von Bohrbüchsen; denn bei der Vorschubbewegung des Bohrwerkschneidkopfes auf ein Werkstück gelangen gleichzeitig die Schneidenspitzen aller ■ Schneidplatten in Berührung mit dem Werkstück. Somit ist bereits in der Anfangsphase

beim Bohren eine symmetrische Schneidenbelastung in radialer Richtung vorhanden, weil jede in das Werkstück eingreifende Schneidenspitze eine Abstützung für die andere Schneidenspitze bildet. In der Anfangsphase des Bohrvorganges wird mittels aller Schneidenspitzen eine der Schneidengeometrie im Bereich der Schneidenspitzen entsprechende, im Querschnitt etwa V-förmige Ringnut in das Werkstück eingearöeitet, die konzentrisch zur Mittelachse verläuft. Dies erfolgt bei allen Schneidplatten mittels der von der Schneidenspitze nach innen und nach außen abgehenden Albschnitte der Innen- und Außenschneiden. Bei fortschreitendem Eingreifen der Schneidenspitzen in das Werkstück wird die Außenflanke der eingebrachten Ringnut immer breiter bis hin zum Nenndurchmessermaß. Die Innenflanke der Ringnut hingegen wird dabei je nach Schneidengeometrie nur unwesentlich breiter.

Die Erfindung ermöglicht somit die Herstellung von Bohrlöchern durch Einfahren direkt in das volle Material, ohne erforderliche Bohrhilfen oder Vorzentrierungen. Dadurch sind mit geringem Werkzeugaufwand wesentliche Kostensenkungen bei Bohrarbeiten ermöglicht. Der erfindungsgemäße Bohrwetkzeugschneidkopf eignet sich insbesondere für die Bearbeitung von Gußmaterial.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die sich über die Mittelachse des Schneidkopfes hinaus erstreckende Schneidplatte in ihirer Au einschneide eine Aussparung aufweist, die im wesentlichen in Höhe des Umfangskreises angeordnet ist, auf dem das der Mittelachse zugewandte Ende der Innenschneide der anderen Schneidplatte liegt. Da die Innenschneide derjenigen Schneidplatte, die nicht ganz bis zur Mittelachse reicht, zwischen Schneidenspitze und Ende in der Regel weseniflich kürzer ist, als die Außenschneide der über die Mitte hinausreichenden Schneidplatte, und zwar in radialer Richtung gemessen von der Schneidenspitze zum äußeren Ende der Außenschneide, ergibt sich somit eine dieser Innenschneide zugeordnete kleinere Spcmflöche als auf

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der vorgenannten Außenschneide. Dies kann nach Erreichen einer Bohrtiefe, bei ji der die !nnenschneiden all derjenigen Schneidplatten, die r.!cht über die Mittel-

1: achse reichen, auf der gesamten Schneiden länge in !Eingriff sind, zu. in radialer

Richtung unsymmetrischer Sehneidenbelasting führen. Derartige unsymmetrische

' Schneidenbelastungen bei Erreichen der vorgenannten Bohrtiefe sind durch die

' besondere Aussparung, die als Spanteiler wirkt, ausgeschaltet, weil dadurch die

f Länge der Außenschneide der über die Mitte hinaus reichenden Schneidplatte im

wesentlichen derjenigen der InnenschneSde der übrigen Schneidplatten entspricht, also gleiche Spanflächen gegeben sind. Diese erfirdungsgemäße Gestaltung trägt somit weiterhin zu einer symmetrischen Schneidenbelastung in einer weiteren Bohrphase bei.

Die sich über die Mittelachse des Schneidkopfes hinaus erstreckende Schneidplatte kann in ihrer Außenschneide eine v/eitere Aussparung aufweisen, die in radialem Abstand von derjenigen in Höhe des genannten Umfangskreises angeordnet ist. Von Vorteil kann es ferner sein, wenn die andere Schneidplatte in ihrer Außenschneide eine einzige Aussparung aufweist, die im wesentlichen auf einem die Außenschneide dieser Schneidplatte hinsichtlich ihrer Länge etwa halbierenden Umfangskreis liegt. Alle Aussparungen dienen als Spanteiler, sodaß such nicht allzu breite, über die ganze Länge der jeweiligen Außenschneide reichende Bohrspäne ergeben. Hierdurch wird die Schneidenbelastung gesenkt, was zu Steigerungen der Werkzeug lebensdauer beiträgt.

Bei einer weiteren vorteilhaften AusfUhrungsform des Bohrwerkzeugschneidkopfas mit zwei Schneidplatten ist vorgesehen, daß jede Führungsleiste in enrgegen der Arbeitsdrehrichtung des Schneidkopfes verlaufender Umfangsrichtung um einen Umfangswinkel von 45° oder kleiner gegenüber einer Schneidplatte versetzt angeordnet ist. Diese Anordnung der Führungsleisten hat sich hinsichtlich der Standfestigkeit des Bohrwerkzeugschneidkopfes sowie einer hohen Genauigkeit und Güte der zu erstellenden Bohriöchelr als besonders vorteilhaft erwiesen.

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Es versteht sich/ daß die erfindungsgemäße Gestaltung des Bohrwerkzeugschneidkopfes sowohl für Bohrwerkzeuge mit einem Halterungsschaft und einem damit lösbar verbindbaren, separaten Schneidkopf als auch für solche Werkzeuge, bei denen der Schneidkopf und der Halterungsschaft eine stoffliche Einheit bilden, zum Einsatz kommen kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausfuhrungsbeispiels eines Bohrwerkzeuges näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine stirnseitige Ansicht auf die Bohrspitze des Bohrwerkzeuges, Fig. 2 eine Seitenansicht des Schneidkppfteiles des Bohrwerkzeuges in Fig. 1, in Richtung des Pfeiles II.

In Fig. 1 und 2 ist ein Bohrwerkzeug 10 gezeigt, das einen Halterungsschaft' 11 und einen damit einstückigen Schneidkopf 12 aufweist. Der Schneidkopf 12 trägt zwei ebene Schneidplatten 13 und 14, vorzugsweise aus Hartmetall/ die mit einem Spanwinkel von 0° parallel zur Mittelachse 15 und in axialer Richtung ausgerichtet sind. Ferner sind am Schaft des Schneidkopfes 12 den Schneidplatten 13, 14 zugeordnete _t. ebenfalls axial ausgerichtete Führungsleisten 16 und 17 befestigt.

Die Schneidplatten 13 und 14 sind in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen, und zwar mit einem Umfangwinkel von 180°, angeordnet. Jede Führungsleiste 16 bzw. 17 ist in entgegen der Arbeitsdrehrichtung des Schneidkopfes 12 verlaufender Umfangsrichtung um einen Umfangswinkel von etwa 45° gegenüber jeweils einer Schneidplatte 13 bzw. 14 versetzt angeordnet. ·

Es ist ersichtlich, daß die eine Schneidplatte 14, bei der Darstellung in Fig. 1 und also die rechte Schneidplatte, sich mit ihrer Breite in radialer Richtung gesehen über die Mittelachse 15 des Schneidkopfes 12 hinauserstreckt, während die andere Schneidplatte 13 in geringem Abstand vor der Mittelachse 15 endet.

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Jade der Schneidplatten 13 und 14 besitzt an ihrem freien axialen Ende, d.h. an dem bei der Darstellung in Fig. 2 unteren Ende, eine Schneide 18 bzw« 19* Die Schneide 18 der Schneidplatte 13 ist aus einer zur Mittelachse 15 slumpfwfnkliig verlaufenden Außenschneide 20 und einer entsprechend verlaufenden Innenschneide #1 gebildet, die in einer axialen Schneidenspitze 22 zusammenlaufen.

In gleicher Weise ist die Schneide 19 der Schneidplatte 14 aus einer zur Mittelachse entsprechend stumpfwinklig verlaufenden Außenschneide 23 und Innenschneidö 24 gebildet, die in einer axialen Schneidenspitze 25 zusammenlaufen» Beide Schneiden" spitzen 22 und 25 sind, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, in gleichen radialen Abstünden von der Mittelachse 15 angeordnet. Der Gesamtdurchmesserkreis, auf dem die Schneidenspitzen 22 und 25 liegen, ist in Fig. 2 mit α bezeichnet. Der radiale Abstand jeder Schneidenspitze 22 bzw. 25 zur Mittelachse 15 beträgt somiil· ~ψ Ferner ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß beide Schneidenspitzen 22 und 25 in axialer Richtung gesehen auf gleicher Höhe enden. Dies ist durch eine in Fig.. 2 mit gestrichelten Linien angedeutete Ebene 26 veranschaulicht, die rechtwinklig zur Mittelachse 15 verläuft und innerhalb der die beiden Schneidenspitzen 22 und 25 liegen.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die innenschneide 21 der Schneidplatte 13 kurzer ist als die Außenschneide 23 der Schneidplatte 14. Dies kann beim Bohren und nach Erreichen einer Bohrtiefe des Bohrloches, die in Fig. 2 mitb angedeutet ist, zu einer in radialer Richtung unsymmetrischen Belastung der Schneiden 18 und 19.führen. Um dies zu vermeiden, weist die sich Über die Mittelachse 15 hinauserstreckende eine Schneidplatte 14 in ihrer Außenschneide 23 eine Aussparung 27, die als Spanteiler wirkt, auf, wobei die Aussparung 27 im wesentlichen in Höhe des Umfangskreises angeordnet ist, auf dem das der Mittelachse 15 zugewandte Ende der Innenschneide der anderen Schneidplatte 13 liegt. Dadurch 1st, ausgehend von der Schneidenspitze bzw. 25 je Schneidplatte 13 bzw. 14yeine gleich große Spanfläche durch gleich lange Gestaltung der Innenschneide 21 und Außenschneide 23 bis hin zur Aussparung 27 gegeben

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In Fig. 2 !st angedeutet, daß die Schneidplatte 14, die sich Über dio Mittelachse hinaus,erstreckt, in ihrer Außenschneide 23 eine weitere Aussparung 28 , die gestrichelt angedeutet ist, aufweisen kann, wobei die Aussparung 28 in radialem Abstand von der Aussparung 27 angeordnet ist. Ferner kann die Schneidplatte 13, wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist, in ihrer Außenschneide 20 ebenfalls eine Aussparung 29 aufweisen, die im wesentlichen auf einem" die Außenschneide 20 dieser Schneidplatte 13 hinsichtlich ihrer Länge etwa halbierenden Umfangskreis liegt.

Die Anordnung kann hinsichtlich der Aussparungen dabei so getroffen sein, daß bei einem Ausfuhrungsbeispiel lediglich die Aussparung 27 in der Außenschneide 23 der Schneidplatte 14 vorgesehen ist, während in der Außenschneide 20 der anderen Schneidplatte 13 keine Aussparung vorgesehen ist. Bei einer anderen, davon abweichenden Ausführungsform sind dann, wie angedeutet, in der Außenschneide 23 zwei Aussparungen 27 und 28 und in der Außenschneide 20 der Schneidplatte 13 eine Aussparung 29 vorgesehen. ;,

Es versteht tich, daß bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel statt der zwei Schneidplatten 13 und 14 auch drei oder mehrere Schneidplatten angeordnet sein können, von denen mindestens eine Schneidplatte, so wie die Schneidplatte 14, über die Mittelachse 15 hinausreicht und die übrigen Schneidplatten hinsichtlich der radialen Erstreckung so bemessen sind, wie die Schneidplatte 13. Ferner sind dabei alle drei Schneidplatten in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet.

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Claims (4)

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1. Bohrwerkzeugschneidkopf, der am Schneidkopfschaft mindestens zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete Schneidplatten und diesen zugeordnete Führungsleisten aufweist, die sich jeweils in axialer Richtung erstrecken, wobei jede Schneidplatte an ihrem freien axiaien Ende Schneiden besitzt und sich zumindest eine Schneidplatte in radialer Richtung über die Mittelachse des Schneidkopfes hinaus erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (18,19) jeder Schneidplatte (13, 14) jeweils aus einer zur Mittelachse (15)des Schneidkopfes (12) stumpfwinklig verlaufenden Außenschneide (20 bzw. 23) und Innenschneide (21 bzw. 24) gebildet sind, die in einer axialen Schneidenspitze (22 bzw. 25) zusammenlaufen, daß die Schneidenspitzen (22,25) aller Schneidplatten (13,14) in gleichen, radialen Abständen (y) von der Mittelachse (15) des Schneidkopfes (12) angeordnet und daß alle Schneidenspitzen (22,25) zugleich in axialer Richtung auf gleicher Höhe (26) enden..

2. Bohrwerkzeugschneidkopf, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich über die Mittelachse (15) des Schneidkopfes (12) hinaus, erstreckende Schneidplatte (14) in ihrer Außenschneide (23) eine Aussparung (27) aufweist, die im wesentlichen in Höhe des Umfangskreises angeordnet ist, auf dem das der Mittelachse (15) zugewandte Ende der Innenschneide (21) der anderen Schneidplatte (13) liegt.

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3, Bohrwerkzeugschneidkopf nach, Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß 'die sich Über die Mittelachse (15) des Schneidkopfes (12) hinaus erstrockende Schneidplatte (14)in ihrer Außenschn&ide (23) eine weitere Aussparung (28) aufweist, die in radialem Abstand von derjenigen (27) in Höhe des genannten Umfangskroises angeordnet ist, und daß die andere Schneidplatte (13) in ihrer Außenschneide (20) eine einzige Aussparung (29) aufweist, die im wessntlichen auf oinem die Außenschneide (20) dieser Schneidplatte (13) hinsichtlich ihrer Länge etwa halbierenden Uinfangskreis liegt.

4. Bbhrwerkzeugschneidkopf nach einem der Ansprüche 1 - 3, mit zwei Schneidplatten, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsleiste (16,17) in entgegen der Arbeitsdrehrichtung des Schneidkopfes (12) verlaufender Umfangsrichtung um einen Umfangswinkel von 45° oder kleiner gegenüber einer Schneidplatte (13 bzw. 14) versetzt angeordnet sst.

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