DE9002974U1 - Drill rod - Google Patents
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Description
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RICHTER, WERD1ERMAN N'& GER&AULETJUDGE, WERD 1 ERMAN N'&GER&AULET
DIPU-ING. J. RICHTER DIPC-ING. H. GERBAULET DIPU-ING. F. WERDERMANN -1986DIPU-ING. J. RICHTER DIPC-ING. H. GERBAULET DIPU-ING. F. WERDERMANN -1986
NEUER WALL 10 2000 HAMBURG 3S 9(040) 34-0C<47 TELEX 2563351 INTU O TKLEFAX tO 40) 332*«NEUER WALL 10 2000 HAMBURG 3S 9(040) 34-0C<47 TELEX 2563351 INTU O TKLEFAX tO 40) 332*«
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Patentverwertungs- v\d Vertriebsges. m.b.H., 2410 MöllnPatent exploitation v\d Vertriebsges. mbH, 2410 Mölln
Die Erfindung betrifft und geht aus von einer Bohrstange mit einem vorzugsweise einstellbaren Werkzeughalter mit einem Schneidstahl, wobei die Bohrstange aus einem zylinderförmigen, ein- oder mehrstückigen Schaft aus Stahl, Hartmetall oder einem anderen Material hoher Zugfestigkeit besteht.The invention relates to and is based on a boring bar with a preferably adjustable tool holder with a cutting steel, wherein the boring bar consists of a cylindrical, single-piece or multi-piece shaft made of steel, hard metal or another material with high tensile strength.
Bei Bohrstangen besteht ein Problem darin, daß bei zunehmender Ausspann länge aus der Einspannvorrichtung der Werkzeugmaschine, insbesondere eines Bohrwerkes, nicht nur eine erhöhte Elastizität auftritt, die durch geeignet genaue Einstellungen des Werkzeuges überwunden werden kann, sondern daß auch eine erhöhte Schwindungsneigung auftritt, die bei Anregung im Bereich der Eigenfrequenz der Bohrstange und/oder der Werkzeugmaschine nicht nur zu Fehlern am Werkstück führen kenn, sondern zu derartigen Fehlbe-One problem with boring bars is that with increasing clamping length from the clamping device of the machine tool, in particular a boring mill, not only does an increased elasticity occur, which can be overcome by suitably precise adjustments of the tool, but also an increased tendency to shrinkage occurs, which, when excited in the range of the natural frequency of the boring bar and/or the machine tool, can not only lead to errors in the workpiece, but also to such incorrect machining.
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arbeitungen führen kann, daß das Werkstück nicht mehr verwendbar ist.processing can result in the workpiece no longer being usable.
Es ist daher bereits eine Bohrstange mit einem vorzugsweise «;-swechselbaren und radial einstellbaren Schneidkopf mit eine.? Schneideinsatz zürn Bohren d Ausdrehen von Werkstücken vorgeschlagen worden, bei dem die Bohrstange aus einem länglichen, mit dem Schneidkopf in Verbindung stehenden Tragglied aus Stahl oder einem anderen Material von hoher Zugfestigkeit und einem das Tragglied umgehenden, rohrförmigen Schaft, aus Hartmetall besteht, der in Achsrichtung zwischen Anlagef liehen einer Schulter der sich aus dem Schneidkopf und dem Tragglied bestehenden Baueinheit und einem Spannteil angeordnet ist und über das Tragglied auf Druck vorgespannt werden kann, wobei vorgesehen ist, daß der Hartmetallschaft aus einzelnen , gleichförmigen , ganz speziell ausgebildeten Ringen oder Hülsen besteht (DE-PS 23 58 405).A boring bar with a preferably replaceable and radially adjustable cutting head with a cutting insert for drilling and turning workpieces has therefore already been proposed, in which the boring bar consists of an elongated support member made of steel or another material of high tensile strength that is connected to the cutting head and a tubular shaft made of hard metal that surrounds the support member, is arranged in the axial direction between the contact surfaces of a shoulder of the structural unit consisting of the cutting head and the support member and a clamping part and can be pre-tensioned by the support member, whereby it is provided that the hard metal shaft consists of individual, uniform, very specially designed rings or sleeves (DE-PS 23 58 405).
Eine derartige Bohrstange ist jedoch nicht nur herstellungstechnisch sehr aufwendig und damit wirtschaftlich nur schwer herstellbar, sie ist auch in der Handhabung mit verschiedensten Nachteilen verbunden und verliert bei zunehmender Benutzung auch ihre Genauigkeit , da ein Verschleiß in dei verschiedenen Verbindungsflächen (Gleitflächen/Gewindeflächen) auftreten kann und bei Verschmutzung zu zusätzlichen Elastizitäten führt.However, such a boring bar is not only very complex to manufacture and therefore difficult to produce economically, it also has various disadvantages in terms of handling and loses its accuracy with increasing use, as wear can occur in the various connecting surfaces (sliding surfaces/threaded surfaces) and, if dirty, leads to additional elasticity.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bohrstange der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das Auftreten von Schwingungen durch eine geeignete Dämpfung vermeidbar oder zumindest auf ertragbare Größenordnungen rückführbar ist, wobei die bohrstange gegenüberIt is therefore the object of the present invention to improve a drill rod of the type mentioned at the outset in such a way that the occurrence of vibrations can be avoided by suitable damping or at least reduced to tolerable levels, whereby the drill rod is
den herkömmlichen Bohrstangen einen gleichen, einfachen Grundaufbau aufweisen soll und wirtschaftlich herstrllbar sein soll, wobei gleichzeitig eine einfache und verschleißfreie Einstellbarkeit der Dämpfung gegeben sein soll.should have the same, simple basic structure as conventional drill rods and should be economically producible, while at the same time allowing for simple and wear-free adjustment of the damping.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Bohrstange der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.To solve this problem, a drill rod of the type mentioned at the outset is proposed, which according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
Mit einer derartigen Ausgestaltung einer Bohrstange ist die Möglichkeit gegeben, die Bohrstange weit auszuspannen und trotzdem Schwingungen zu vermeiden, da der mit dem Fluid oder Feststoff gefüllte Hohlraum als Feder-/oämpfersystem wirkt, so daß auftretende Schwingungsanregungen weitgehend abbaubar sind.With such a design of a drill rod, it is possible to stretch the drill rod out wide and still avoid vibrations, since the cavity filled with the fluid or solid acts as a spring/damper system, so that any vibration excitations that occur can be largely eliminated.
Als Füllung für den Hohlraum ist bevorzugterweise ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium bzw.Fluid vorgesehen, das beispielsweise aus einem öl, bevorzugterweise aus einem Silikonöl, bestehen kann, wobei zur Erhöhung der Kompressibilität ein Gasanteil an der Füllung vorgesehen sein kann, wobei durchgeführte Versuche ergeben haben, daß spezielle Silikonöle bereits eine ausreichende Kompressibilität aufgrund von Gaseinschlüssen im Mikrobereich aufweisen. A liquid and/or gaseous medium or fluid is preferably provided as the filling for the cavity, which can consist of an oil, preferably a silicone oil, for example, whereby a gas component can be provided in the filling to increase the compressibility, whereby tests carried out have shown that special silicone oils already have sufficient compressibility due to gas inclusions in the micro range.
Gemäß einer anderen, bevorzugten Ausführungsform ist vorzusehen, den Hohlraum mit einem Feststoff zu füllen, wobei hier insbesondere pastenförmige Medien oder elastische Feststoffe vorzusehen sind. Als besonders geeignet hat sich hierbei homogener, vernetzter Silikonkautschuk erwiesen, der auf seiner nahezu inkompressib len, jedochAccording to another preferred embodiment, the cavity is to be filled with a solid, whereby in particular paste-like media or elastic solids are to be provided. Homogeneous, cross-linked silicone rubber has proven to be particularly suitable, which, due to its almost incompressible, but
gleichzeitig elastischen Mater ialeigmschaften besonders geeignet ist. Auch Hydraulikfette haben sich in diesem Zusammenhang bewährt.at the same time elastic material properties. Hydraulic greases have also proven themselves in this context.
Ein wesentliches Kriterium für die Auswahl des Füllmaterials des Hohlraumes ist darin zu sehen, daß es sich um ein Medium handelt, das durch Aufbringung von Druck vorspannbar ist, wobei in engen Grenzen eine gewisse KompH mierbarkeit vorliegen sollte und daß das Material gleichzeitig eine hohe Warmebeständigkeit bei einem relativ geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, damit die Dämpfungseigenschaften über den im Einsatz auftretenden Temperaturbereich im wesentlichen gleich bleiben.An important criterion for the selection of the filling material of the cavity is that it is a medium that can be prestressed by applying pressure, whereby a certain degree of compressibility should be present within narrow limits and that the material simultaneously has a high heat resistance with a relatively low coefficient of thermal expansion, so that the damping properties remain essentially the same over the temperature range that occurs during use.
Nach Verfüllung des Hohlraums mit einem flüssigen oder pastenförmigen Medium wird das Medium vorgespannt. Dies kann gemäß einer gemäß Anspruch 8 gekennzeichneten Ausführungsform mit einem auf das Füllmaterial des Hohlraumes aufgesetzten Kolben geschehen, der vermittels einer in den Endbereich der Bohrung eingeschraubten Schraube vorgespannt wird. Hierbei ist baugrößenabhängig eine Vorspannung bis 3000 bar vorgesehen. Durch d2S vorgespannte Material (Fluid oder Feststoff) wird die Schwingungsneigung der Bohrstange und des gesamten Werkzeuges hervorragend gedämpft. Die Resonanzfrequenz zwischen Maschine und Werkzeug kann durch Veränderung der Vorspannung in gewissen Grenzen abgefangen werden.After filling the cavity with a liquid or pasty medium, the medium is pre-stressed. This can be done according to an embodiment characterized in claim 8 with a piston placed on the filling material of the cavity, which is pre-stressed by means of a screw screwed into the end area of the bore. Depending on the size, a pre-stress of up to 3000 bar is provided. The tendency of the drill rod and the entire tool to vibrate is excellently dampened by d2S pre-stressed material (fluid or solid). The resonance frequency between the machine and the tool can be absorbed within certain limits by changing the pre-stress.
Es kann anstelle der Vorspannung über den aufgesetzten Kolben und die Schraube auch vorgesehen werden, den Hohlraum mit einem Hydraulik- oder Pneumatik-System zu verbinden, über das der Druck auf den Hohlraum aufgebrachtInstead of preloading via the attached piston and screw, it can also be provided to connect the cavity to a hydraulic or pneumatic system, via which the pressure is applied to the cavity
wird. Hierbei kann bevorzugterweise noch erreicht werden, daß eine einfache EinsteLI barkeit der Vorspannung und sogar· eine Regelung bzw. Nachregelung im Betrieb möylich ist.In this case, it is preferable to achieve that a simple adjustment of the pre-tension and even a regulation or readjustment during operation is possible.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, auf die Bohrstange im Bereich ihres Einspannendes einen Klemmkörper aufzusetzen, der eine entweder im Klemmkörperende oder durchgehende Bohrstangendurchtrittsöffnung aufweist, in die die Bohrstange eingeschoben wird, wobei die Bohrstangendurchtrittsöffnung nicht vollständig umschlossen wird, sondern von zwei Klemmbacken umschlossen ist, die über eine Anzahl von Schraubenverbindungen aufeinander zubewegbar sind, so daß die Bohrstangendurchtrittsöffnung verkleinerbar ist, damit die Bohrstange klemmend halterbar ist. Die Außenkontur des Klemmkörpers ist quadratisch oder rechteckig und auf diese Weise wird ein Einsoannbereich für die Bohrstange ausgebildet, der eine quadratische oder recheckige Form aufweist, wodurch der Einsatz in verschiedenen Werkzeugmaschinen vereinfacht wird, wobei gleichzeitig eine bessere und schwingungsärmere Halterung der Bohrstange in der Werkzeugaufnahme gewährleistet ist.According to a further preferred embodiment, a clamping body is placed on the drill rod in the area of its clamping end, which has a drill rod passage opening either in the clamping body end or through it, into which the drill rod is inserted, whereby the drill rod passage opening is not completely enclosed, but is enclosed by two clamping jaws which can be moved towards one another via a number of screw connections so that the drill rod passage opening can be reduced in size so that the drill rod can be held in a clamping manner. The outer contour of the clamping body is square or rectangular and in this way a clamping area for the drill rod is formed which has a square or rectangular shape, which simplifies use in various machine tools, while at the same time ensuring better and less vibration-prone holding of the drill rod in the tool holder.
ist die Anordnung des Werkzeuges an der Bohrstange vom Schwingungsdämpfungssys&iacgr;em völlig unabhängig. So ist es beispielsweise möglich, die Schneide an der Bohrstanye so anzuordnen, daß die Schneide das Werkstück im Bereich der Längsmittelachse der Bohrstange uerührt, so daß die Schneide sozusagen auf Mitte angeordnet wird, da eine derartige Ausbildung als stehendes Werkzeug für genormte Werkzeughalter an CNC-t) rehmas c h i nen sowie in ähnlicher Ausführung als rotierendes Werkzeug für BAZ's besonders geeignet ist.the arrangement of the tool on the boring bar is completely independent of the vibration damping system. For example, it is possible to arrange the cutting edge on the boring bar in such a way that the cutting edge touches the workpiece in the area of the longitudinal center axis of the boring bar, so that the cutting edge is arranged in the middle, so to speak, since such a design is particularly suitable as a stationary tool for standardized tool holders on CNC lathes and in a similar design as a rotating tool for machining centers.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments and further developments of the invention are characterized in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung eine Bohrstange mit zwei noch nicht eingesetzten Einzelteilen,Fig. 1 shows a partially sectioned view of a drill rod with two individual parts not yet inserted,
Fig. 2 in teilweise geschnittener Darstellung die Bohrstange gemäß Fig.1 im zusammengebauten Zustand,Fig. 2 shows a partially sectioned view of the drill rod according to Fig. 1 in the assembled state,
Fig. 3 in einer Schnittdarstellung gemäß Linie III-IJ.T in Fig.2 die Querschnitte der Bohrstange, undFig. 3 in a sectional view along line III-IJ.T in Fig.2 the cross sections of the drill rod, and
In den Fig. 1 bis 3 wird mit 10 eine Bohrstange bezeichnet, an deren Schaft 11 im Bereich des einen Endes 12 ein Werkzeughalter 13 angeordnet ist, der das Schneidwerkzeug 14 trägt.In Fig. 1 to 3, 10 designates a boring bar, on the shaft 11 of which a tool holder 13 is arranged in the region of one end 12, which carries the cutting tool 14.
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ende 15, mit dem die Bohrstange 10 in eine in der Zeichnung nicht dargestellte Werkzeugaufnahme einspannbar ist, ist parallel oder koaxial zur Längsachse A eine Sacklochbohrung 116 eingebracht, die den Hohlraum 16 der Bohrstange 10 bi Idet.At the end 15, with which the boring bar 10 can be clamped into a tool holder not shown in the drawing, a blind hole 116 is made parallel or coaxially to the longitudinal axis A, which forms the cavity 16 of the boring bar 10.
Der Hohlraum 16 weist dabei eine Länge I auf, die etwa 5/6 der Länge L der Bohrstange 10 beträgt, während der Querschnitt q des Hohlraumes 16 etwa 30% des Gesamtquei— Schnitts Q der Bohrstange 10 (Fig.3) beträgt.The cavity 16 has a length I which is approximately 5/6 of the length L of the drill rod 10, while the cross section q of the cavity 16 is approximately 30% of the total cross section Q of the drill rod 10 (Fig.3).
In den Hohlraum 16 wird vom Einspannende 15 her ein Kolben 17 eingeschoben, der auf seiner Außenoberfläche 18 eine umlaufende Nut 19 aufweist, in die eine Dichtung 20,wie ein 0-Ring od.dgl., eingelegt ist. Hierzu ist der Hohlraum 16 in einem zum Einspannende 15 benachbart angeordneten und zu diesem einen kleinen Abstand aufweisenden Abschnitt 21 zur Erzielung einer hohen Dichtigkeit zwischen Kolbendichtung und Bohrungsoberfläche mit einer besonders glatten Oberfläche versehen, wobei hier ein gegenüber der restlichen Bohrung etwas vergrößerter Querschnitt 91 vorgesehen sein kann. Im Eintrittsbereich des Hohlraums 16 ist ein den Abstand des Abschnitts 21 zum Einspannende 15 bildender Abschnitt 22 vorgesehen, in dem ein Innengewinde 23 ausgebildet ist, in das eine Schraube 24 einschraubbar ist. Die Schraube 24 ist bevorzugterweise als Zylinderschraube mit Außengewinde 24a und einem Innensechskant 25 an ihrem einen Ende 26 versehen, während das andere Ende 27 zur Beaufschlagung des Kolbens 17 vorgesehen ist, wie dies in Fig.2 dargestellt ist. Durch das Einschrauben der Schraube 24 und der damit verbundenen Eindrückung des Kolbens 17 in den Hohlraum 16 wird das Fluid F zusammengedrückt und vorgespannt.A piston 17 is inserted into the cavity 16 from the clamping end 15, which has a circumferential groove 19 on its outer surface 18, into which a seal 20, such as an O-ring or the like, is inserted. For this purpose, the cavity 16 is provided with a particularly smooth surface in a section 21 arranged adjacent to the clamping end 15 and at a small distance from it in order to achieve a high level of tightness between the piston seal and the bore surface, whereby a cross-section 91 that is slightly larger than the rest of the bore can be provided here. In the inlet area of the cavity 16, a section 22 is provided that forms the distance between section 21 and the clamping end 15, in which an internal thread 23 is formed, into which a screw 24 can be screwed. The screw 24 is preferably provided as a cylinder head screw with an external thread 24a and a hexagon socket 25 at one end 26, while the other end 27 is provided for acting on the piston 17, as shown in Fig. 2. By screwing in the screw 24 and the associated pressing of the piston 17 into the cavity 16, the fluid F is compressed and prestressed.
fe1 f 1
In Fig.4 ist ein Klemmkörper 30 dargestellt, der eine Bohrstangendurchtrittsöffnung 31 aufweist, in die die bohrstange 10 einschiebbar ist. Die Bohrstangendurchtrittsöffnung 31 wird von zwei Klemmbacken 32,33 umschlossen, die durch Schraubenverbindungen , wie durch die Pfeile in Fig. 4 angedeutet, aufeinander zubewegt werden :;-.örtnen,, so daß die in Fig. 4 nicht dargestellte Bohrstange eingeklemmt wird, so daß der Klemmkörper 30 fest auf de." Bohrstange 10 sitzt. Der Klemmkörper 30 weist dabei eine etwa (ladrati sehe Außenkontur auf und ist somit Ii. &tgr; oh t in eine in der Zeichnung nicht dargestellte quadratische Aufnahme einer Werkzeug!?,*' :hine einschiebbar.In Fig. 4, a clamping body 30 is shown which has a drill rod passage opening 31 into which the drill rod 10 can be inserted. The drill rod passage opening 31 is enclosed by two clamping jaws 32, 33 which are moved towards one another by screw connections, as indicated by the arrows in Fig. 4, so that the drill rod (not shown in Fig. 4) is clamped in, so that the clamping body 30 sits firmly on the drill rod 10. The clamping body 30 has an approximately rectangular outer contour and can thus be inserted into a square tool holder (not shown in the drawing).
Claims (1)
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|---|---|---|---|
| DE9002974U DE9002974U1 (en) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Drill rod |
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| DE9002974U DE9002974U1 (en) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Drill rod |
Publications (1)
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| DE9002974U1 true DE9002974U1 (en) | 1990-05-17 |
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Family Applications (1)
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| DE9002974U Expired - Lifetime DE9002974U1 (en) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Drill rod |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9002974U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0565907A1 (en) * | 1992-04-16 | 1993-10-20 | Hans Esslinger | Tool with exchangeable cutting tip for shaping by chipforming essentially in metal working |
Citations (3)
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1990
- 1990-03-12 DE DE9002974U patent/DE9002974U1/en not_active Expired - Lifetime
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