DE7624330U1 - Aufbohrwerkzeug - Google Patents

Description

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Alfred Loch KG L 1O.B77 Maschinenfabrik . . .

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SiemensstraBe 8
8300 Landshut

Aufbohrwerkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstführnnd ausgebildetes Werkzeug (Aufbohrwerkzeug) zum Vergrößern des Innendurchmessers einer bearbeiteten Bohrung, wobei das Werkzeug als im wesentliche ι hohlzylindrischer, am Umfang mit Führungsleisten versehener Körper ausgebildet ist, in dem ein weiterer Hohlzylinder angeordnet ist, der mit der Innenwand des Werkzeugs feinen Ringraum bildet, über den ein Kühl- und Schmiermittel, wie öl od. dgl., der Werkzeugschneide zufü-hrbar und über eine im Bereich der Werkzeugschneide vorgesehene Ausnehmung und dan Innenraym dieses

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als Werkzeug einer bekannten Tiaflochbohrmaschine zugeordnet.

Die bekannten Werkzeuge dieser Art, die auch als Schälköpfe bezeichnet werden, sind also derart gestaltet, daß sie nur dann das Kühl- und Schmiermittel und die anfallenden Späne entgegen der Vorschubrichtung des Werkzeuges abführen, wenn die zu vergrößernde Bohrung eine Sackloch-Bohrung ist.

Ist ein Werkstück mit einer durchgehenden Bohrung zu versehen, wie dies beispielsweise bei Gelenkstücken von Gelenkwellen der Fall ist, dann wird zunächst eine Tieflochbohrung mit einem Vollbohrer erzeugt, dem das Kühl- und Schmiermittel in Vorschubrichtung zugeführt und mit Spänen entgegen der Vorschubrichtung abgeführt wird. Zum Vollbohren wird, je nach Länge der Bohrung, eine bestimmte Zeit benötigt. Da die Vollbohr-Wsrkzeuge beim Tieflochbohren die Bohrwandung des Werkstückes aufhärten, muß diese Aufhärtung wieder beseitigt werden, weil der Verschleiß der zum

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Dip' Ing Heinz Lessei Dipt-Ing Otto Flügel Patentanwälte D-8 München 81 Cosimastraße 81

Erzeugen von Keilprofilen in der Bohrung dienenden Räumnadel sonst recht erheblich ist. Man setzt daher nach dem Vollbohren sogenannte Aufbohrkopfe ein» die durch Vergrößerung der sr-* zeugten Vollbohrung diese Aufhärtung wieder beseitigen. Die zum Aufbohren benotigte Taktzeit ist praktisch genauso groB wie die zum Vollbohren aufzuwendende Zeit. Da das Aufbohren einer beidseitig offenen Bohrung nicht mit den zur Verfugung stehenden, bekannten Tieflochbohrmeschinen ausgeführt werden kann« muß entweder sine Tiefloch-Bohrmaschins umgerüstet oder eine Maschine anderen Aufbaues eingesetzt werden, weil ja jetzt ein erheblicher Teil des zugeführten Kühl- und Schmiermittels und ein erheblicher Teil der beim Aufbohren anfallenden Späne in Vorschubrichtung des Werkzeugs abgeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem Vollbohrer erzeugte, beidseitig offene Bohrung so aufzubohren, daß nicht nur nach Beseitigen der beim vollbohren erzeugten Aufhärtung eine exakte Innenfläche der Bohrung mit einer uenauigkeit von einigen hundertstel Millimetern erzielbar ist, die Aufbohrzeit erheblich reduziert bzw. der Ausstoß erhöht werden kann und die zum Vollbohren und zum Aufbohren erforderlichen Arbeitsgänge mit gleichen Aufbau aufweisenden Tiefloch-Bohrir-.aschinen ausgeführt werden können.

Der Losung dieser Aufgabe liegen folgende Überlegungen zugrunde. Die Aufbohrzeit kann nur denn verringert werden, wann sich die Taktzeit verringern läßt. So kann man die Taktzsit des Vollbohrens praktisch auf die Hälfte reduzieren, wenn auf einer bekannten Tieflochbohrmaschine zunächst mit einem Vollbohrer nur die halbe Länge der ganzen Bohrung gebohrt wird. Mit einer zweiten Tiefloch-Bohrmaschine wird dann mit einem anderen Vollbohrer auch die andere Hälfte der ganzen Bohrung gebohrt. Dadurch läßt sich die Taktzeit praktisch auf dia Hälfte reduzieren Nun mußten die mit einer beidseitig offenen Bohrung versehenen Werkstücke auf einer dritten Maschine aufgebohrt werden. Man

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konnte hierzu entweder eine umgerüstete Tiefloch-Bohrmaschine oder eine Maschine einsetzen, die von vornherein als Aufbohrmaschine gestaltet ist, also das in der Vorschubrichtung des Werkzeugs zugeführte Kühl- und Schmiermittel mit den Spänen in der Vorschubrichtung des Werkzeugs abzuführen gestattet. Da der auf einer dieser Maschinen ausgeführte Aufbohr-Vorgang genauso viel Zeit erfordert, wie das Erzeugen der beidseitig offenen Bohrung auf zwei Tiefloch-Bohrmaschinen, muß dafür gesorgt werden, daß der Aufbohrvorgang der Zeit entspricht, die benötigt wird, um das Werkstück auf einer der beiden vorerwähnten Tiefloch-Bohrmaschinen vorzubohren· Beträgt also die Taktzeit zum Erzeugen der halben Länge einer beidseitigsöffenen Bohrung beispielweise 33 Sekunden, dementsprechend die Taktzeit zum Erzeugen der ganzen Länge der Bohrung ebenfalls 33 Sekunden, denn muß das Aufbohren, das bisher bei einer gleichlangen Bohrung 66 Sekunden benötigte, in 33 Sekunden durchgeführt warden können.

Die gestallte Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs erläuterten Werkzeug erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Werkzeug mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Schneidet versehen ist, die in je einer Ausnehmung liegen, .die Ausnehmungen durch quer zur Längsachse des Werkzeugs liegende Flächen abgedeckt sind und daß der Ringraum mit der Außenfläche des Werkzeugs über Bohrungen verbunden ist, die unterhalb der vorderen Enden dsr Führungsleisten münden.

Während die Fachwelt den Standpunkt vertrat, daß ein zur Fertigur längerer Bohrungen eingesetztes, zweischneidiges Werkzeug durch die nicht erreichbare völlige Gleichheit der Anschliff-Form und durch unregelmäßigen Verschleiß der beiden Schneiden zum Verlaufen neigt, und dementsprechend ein einschneidiges Werkzeug bessere Ergebnisse in Biözug auf den Mittenverlauf ergibt, also einschneidige Werkzeuge benutzt werden sollten, werden jetzt

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Πιρί I η μ Heinz I ι.·ίί·>< Dipl Inn Ottn riijgei Patpnianw.ilto D-8 Miinchen 81 CosmiastrafSe 81

zweischneidige Werkzeuge eingesetzt, das zugeführte Kühlmittel wird fächerartig in einem verhältnismäßig breiten, flächen Strahl den Werkzeugschneiden zugeführt und mit den Spänen dann entgegen der Zufuhrrichtung wieder abgeführt, weil die die Ausnehmungen und den Kopf des Werkzeuges abdeckenden Flächen ein Austreten des Kühl- und Schmiermittels und dar Späne in Vorschubrichtung verhindern. Die Gefahr, daß sich Späne entgegen der Vorschubrichtung des Werkzeugs am Umfang des Werkzeugkopfes bewegen, wird durch die fächerartig austretenden Kühl- und Schmiermittel-Ströme wirksam verhindert, wobei natürlich vorausgesetzt ist, daß das Kühl- und Schmiermittel mit ausreichend hohem Druck dem Werkzeug zugeführt wird. Je nach Gestaltung des Werkzeugs ist für Drücke von 10 bis 30 bar zu sorgen.

Durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß sich Genauigkeiten von einigen hundertstel Millimetern ohne Schwierigkeiten erzielen lassen und die Aufbohrzsit gsgsnübsr der bisher erforderlichen Zeit um oie Hältie veiling, α it wtjiuöTi Rcmr«. [ä kciinsn jstzt die bekannten Tiefloch-Bnhrmaschinen, ohne umgerüstet werden zu müssen, auch zum Aufbohren beidseitig offener Bohrungen tsiingasetzt werden, so daß die Herstellungskosten der bekannten Viefloch-Bohrmaschinen auch verringert werden können, weil größere Serien herzustellen sind. Trotz des Einsatzes von drei je gleicher Aufbau aufweisenden Tiefloch-Bohrmaschinen werden die Bearbeitung kosten zur Herstellung der Werkstücke erheblich gesenkt, weil die Bearbeitungszeit erheblich reduziert wird.

Zweckmäßig ist ss, die Abdeckflächen aus einer Kreisschaibe zu bilden, deren AuBendurchmesser unwesentlich geringer ist als der Durchmesser der zu erweiternden Bohrung.

Wenngleich als Schneidmesser an sich bekannte Wendeplatten vorgesehen werden können, empfiehlt es sich, ebenfalls an sich bekannte Kreisscheiben-Schneidmesser einzusetzen.

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Dip! Ing Heinz Lesset Dipl-Ing Olto Flugol Palenlanw.ilte D-8 München 81. Cosimastraße 81

Um nun während des Auf bohrvo'rganges weitere Bearbeitungsvorgänge vornehmen zu können, die sonst auf einer zusätzlich anzuordnenden Maschine ausgeführt werden müssen, wird weiterhin empfohlen, axialparallel zum Aufbohrwerkzeug einen umlaufend antreibbaren Planmesserkopf mit mindestens einem Fasstahl verschiebbar anzuordnen. Es ist dann nur erforderlich, kurz vor Beendigung des Aufbohrvorganges den Planmesserkopf in Vorschubrichtung des Aufbohrwerkzeuge zu bewegen» weil dann am Ende des Aufbohrvorgangs auch die Stirnfläche des Werkzeugs exakt bearbeitet und eine Anfasung der Bohrung erzielt wird, ohne daß sich die Taktzeit verlängert·

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schemät'isch dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert· Es zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Aufbahrwerkzeugs, teilweise aufgeschnitten, in der beidseitig offenen Bohrung eines ebenfalls geschnittenen Werkstücks,

Figur 2 eine Ansicht des Werkzeugs nach Figur 1 in Richtung

des Pfeiles A der Figur 1 unter Entfernen eines Teile der die Abdeckung bildenden Kreisscheibe.

Das Aufbohrwerkzeug 1 befindet sich in der durch einen Vollbohrer erzeugten Bohrung 2 eines Werkstücks 3, beispielsweise dem einen Gelenkstück einer Gelenkwelle.und hat diese Bohrung 2 bereits zum Teil aufgebohrt, es ist also die Bohrung 4 erzeugt worden, deren Durchmesser so bemessen ist, daß die bsi Vollbohren erzeugte Aufhärtung beseitigt wurde. Das Werkzeug besteht im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Körper 5, welcher, mit einer Hohlwelle 6 lösbar verbunden ist. Im Bereich seines Kopfes 7 ist der hohlzylindrische Körper mit zwei Ausnehmungen 8 und 9 versehen und weist hier zwei einander dia-

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Dipl.-Ing. Hainz Lesset. Dipl-Ing. Otto Flügel, Patentanwälte · D-8 München 81. CoslmastraOe 81

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metral gegenüberliegende Schneidmesser 10 und 11 auf, die in an sich bekannter Weise ähnlich Wendeplatten festgelegt und verstellbar angeordnet sind. Dort, wo die Innenwand des Kohlzylindrischen Körpers 5,durch den Kopf 7 begrenzt,in die Ausnehmungen B und 9 übergeht, ist der Innendurchmesser des Körpers 5, eine Schulter 12 bildend, geringer als im übrigen Bereich, so daß ein weiterer Hohlzylinder 13. mit einem Flansch 1^ an der Schulter 12 anliegend mit dem hohlzylindrischen Korper einen Ringraum -15 bildet, über den ein Kühl- und Schmiermittel zuführbar ist. Der Innendurchmesser des Hohlzylinders 13 ist gleich dem Innendurchmesser des Körpers 5 im Bereich der Schulter 12. Der Ringraum 15 steht mit der Außenfläche 16 des Werkzeugs 1 über Bohrungen 17 in Verbindung, die unterhalb der vorderen Enden 16 von Führungsleisten 19 münden, welche, in die Außenfläche 16 eingesetzt, durch Schrauben 20 am Körper 5 festgelegt sind. Diese Führungsleisten 19 sind mit Hartmetalleifisätzen

21 bestückt, deren Außenflächen der Krümmung der Bohrung 4 entsprechen und an dieser anliegen, während die Außenflächen der Führungsleisten auf einem Durchmesser liegen, der unwesentlich geringer ist als der Durchmesser der Bohrung 4, beispielsweise 2/10 mm klainer» Jedes vordere Ende 18 jeder Führungsleiste 19 bildet mit einer in der Außenfläche 16 vorgesehenen Ausnehmung

22 sine Art Brsitspalt, so daß das durch die Bohrungen 17 unter ausreichend hohem Druck austretende Kühl- und Schmiermittsl fächerartig austritt und nicht nur di@ Ausn@hmung@n β und 9 sondern auch die Umfangsflache des Werkzeugs 1 im Bereich das Kopfes 7 umspult. Da dar Kopf 7 durch sine Kreisscheibe 23 abgedeckt ist, deren Außsndurchm@ss@r unwesentlich geringer ist als der Durchmesser der zu erweiternden Bohrung 2, ist ohne großen Aufwand sichergestellt, daß das zugeführte Kühl- und Schmiermittel und die beim Aufbohren anfallenden Späne entgegen der Vorschubrichtung des Werkzeuges 1 abgeführt werden. Beträgt der beim Vollbohren erzeugte Durchmesser der Bohrung Z beispielsweise 49,5 mm, dann wird der Durchmesser der Kreis-

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Dlpl.-lng. Heinz Lesser, Dipl-Ing. Otto Flügel, Pntenianwälle Ρ-θ München 81. Coslmastraße öl

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Scheibe 23 0,5 mm kleiner bemessen» also 49,0 mm. Die Kreisscheibe 23 ist hier durch zwei Schrauben 24 am Kopf 7 festgelegt. Da das Kühl- und Schmiermittel aus den Breitspalten fächerartig austritt, wird verhindert, daß beim Aufbohren anfallende Späne zwischen die Innenwand der Bohrung und die Außenfläche 16 des Werkzeugs 1 gelangen können, was sich bisher nicht vermeiden ließ. Trotzdem die aufzubohronde Bohrung 2 an beiden Seiten of-Fen ist, werden das Kühl- und Schmiermittel und die anfallenden Späne, wie beim Vollbohrtin an sich bekannt, entgegen der Vorschubrichtung des Werkzeugs abgeführt, so daß die an sich bekannten Tiefloch-Bohrmaschinen jetzt auch, ohne umgerüstet werden zu müssen, zum Aufbohren eingesetzt wsrdsn können. Durch die Anordnung von zwei Schneidmessern 10 und 11 wird die zum Aufbohren erforderliche Taktzeit gegenüber dem bisher bekannton Aufbohren um die Hälfte verringert, so daß die Aufbohr-Taktzeit jetzt den beiden vorerwähnten Vollbohr-Taktzeiten entspricht.

Um nun während des Aufbohrens auch noch eine Plan* und eine Fasbearbeitung vornehmen zu können, ist dem Aufbohrwerkzeug ein umlaufend antreibbarer Planmesserkopf 25 zugeordnet, der mit einem Planmesser 26 versehen ist, welches durch einen Halter 27 fsstgelegt ist. Dieser Planmesserkopf 25 fcrägt außerdem sinen Fasstahl 26, welcher in bekannter Weise einstellbar ist. Ist dis Bohrung 2 aufgebohrt, dann wird der Planmesserkopf 25 gegen di@ Stirnfläche 29 des Werkstücks 3 bewegt, wie dies aus Figur 1 ersichtlich ist, obwohl hier die Bohrung 2 noch nicht voll aufgebohrt ist. Kurz bevor die Aufbohrung beendet ist, wird die Kühl- und Schmiermittel-Zufuhr gestoppt, so daß. verläßt dis Kreisscheibe 23 dia fertiggestellte Bohrung nur ein verhältnismäßig kleiner Teil des Kühl- und Schmiermittels in der Vorschubrichtung des Werkstücks austreten kann.

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Claims (5)

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1. Selbst-Führend ausgebildetes Werkzeug zum Vergrößern des Innendurchmessers einer bearbeiteten Bohrung, wobei das Werkzeug als im wesentlichen hohlzylindrischer, am Umfang mit Führungsleisten versehener Körper ausgebildet ist, in dem ein weiterer Hohlzylinder angeordnet ist, der mit der Innenwand das Werkzeugs einen Ringraum bildet, chiar den Kühl- und Schmiermittel, wie öl od. dg?.., der W©rkzsugschnsid@ zu-Führbar und über ein· im Bereich der W@rkz©ugschn@id© vorgesehene Ausnehmung und den Innenraum diesss Hohlzylindsrs mit Spänen rückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Warkzsug (1) mit zwei ainander diametral gegenüber-15.^g@ndsn Schneidm@ss@rn (10, 11) versehen ist, die in j-3 @iner Au^nuhmung (Θ, 9) liegen, die Ausnehmungen (Θ. 9) durch qus"* zur Längsachse des Werkzeugs (1) liegende Flächen (23) abgedeckt sind und daß der Ringraum (15) mit dsr.Außenfläche (16) das Werkzeugs über Bohrungen (17) verbunden ist, die unterhalb der vorderen Enden (16) d@r Führungsleisten (19) münden.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch .gskennz s i c h η β. t , daß in der Außenfläche (1B) des Werkzeugs (1) im Bereich dsr vorderen Enden (18) je eine Ausnehmung (22) vorgesehen ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch g~e kennzeichnet, daß die Abdeckflächen des Kopfes (7) aus @in@r Kreisscheibe (23) gebildet sind, deren Außendurchmesser unwesentlich geringer ist als der Durchmesser der zu erweiternden Bohrung (2).

4. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß .ils Schneidmesser an

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sich bekannte.Kreisscheiben-Schneidmesser (10, 11) vorgesehen sind.

5. Werkzeug mindestens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß achsparallel zum Werkzeug (1) ein umlaufend antreibbarer Planmesserkopf

(25) mit Planmesser (26) mit mindestens sinerr Fasstahl

(26) verschiebbar; angeordnet ist.

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