EP1396319B1

EP1396319B1 - Bohrer

Info

Publication number: EP1396319B1
Application number: EP03014658A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Plavac; Peter Maier
Original assignee: TTS Tooltechnic Systems AG and Co KG
Current assignee: TTS Tooltechnic Systems AG and Co KG
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: DE10240503B4; EP1396319A3; ATE477895T1; DE10240503A1; EP1396319A2; DE50312992D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrer zum Einbringen von Bohrungen in insbesondere aus Holz bestehende Werkstücke, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Bohrer dieser Art geht aus DE 88 08 954 U1 hervor.
Bohrer dieser Art werden vor allem für einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisende Bohrungen in Holz verwendet, wie sie beispielsweise im Zimmereigewerbe in Balken eingebracht werden.
Bei der Anwendung wird die normalerweise mit der Hand zu haltende Bohrmaschine, an der der Bohrer befestigt worden ist, in axialer Richtung des Bohrers und somit der herzustellenden Bohrung gegen das Werkstück gedrückt, so dass sich die um die Bohrerachse rotierenden Hauptschneiden in das Werkstückmaterial einschneiden und dieses spanförmig abtragen. Dabei weisen derartige Bohrer regelmäßig eine Zentrierspitze oder bei grösserem Durchmesser einen stirnseitig vorstehenden Zentrierbolzen auf, der in einer zuvor in das Werkstück eingebrachten Zentrierbohrung geführt wird.
Aufgrund des spanabhebenden Eingreifens der Hauptschneiden in den Bohrungsboden zieht sich der Bohrer sozusagen von selbst in das Werkstückmaterial. Dies kann, vor allem wenn die Bedienungsperson noch eine Axialkraft ausübt, zu unkontrollierten Schlägen und Stößen und einem Festfressen des Bohrers führen.
Ferner durchbricht der Bohrer, hat er im Falle einer Durchgangsbohrung die andere Seite des Werkstücks nahezu erreicht, häufig das Werkstückmaterial, so dass es zu einem unschönen Ausreißen des Materials an der Bohrungsmündung kommt.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bohrer der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein sicheres und gleichmässiges Bohren möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Bohrer gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
Auf diese Weise können sich die Hauptschneiden nicht unkontrolliert tief in das Werkstückmaterial einschneiden. Der Bohrer stützt sich vielmehr beim Erreichen einer vorbestimmten Spandicke mit der Stützfläche am Bohrungsboden ab, so dass er an einem tiefer gehenden Einschneiden gehindert wird. Diese Stützfläche lässt sich auf verschiedene Weise realisieren.
Dabei ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform vorgesehen, dass die Mittel zur Spandickenbegrenzung im Bereich jeder Hauptschneide ein mit Bezug auf die Rotationsrichtung hinter der Hauptschneide angeordnetes Spandicken-Begrenzungselement enthalten.
Die Mittel zur Spandickenbegrenzung sind verstellbar am Bohrkopf angeordnet, so dass die Spandicke veränderbar und/oder ein Einstellen der Stützfläche bei einem Nachschleifen der Hauptschneiden möglich ist.
In diesem Falle ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Spandicken-Begrenzungselemente jeweils von einem Spanbegrenzerbolzen gebildet werden, der am Bohrkopf in seiner Längsrichtung verstellbar und in der jeweiligen Längslage feststellbar angeordnet ist und mit seiner Stirnseite die Stützfläche bildet.
Die Mittel zur Spandickenbegrenzung können entfernbar am Bohrkopf angeordnet sein, so dass sie zum Nachschleifen der Hauptschneiden weggenommen werden können. Anschließend werden sie wieder angebracht und dabei auf den die gewünschte Spandicke ergebenden Abstand zu den Hauptschneiden eingestellt. Hierzu kann den Mitteln zur Spandickenbegrenzung eine Einstelllehre zu ihrem Einstellen bezüglich der Hauptschneiden zugeordnet sein. Diese Einstelllehre kann eine Einstellfläche bilden, an die der Bohrkopf mit seinen Hauptschneiden in axialer Richtung anlegbar ist und gegen die die Mittel zur Spandickenbegrenzung mit ihrer Stützfläche zur Anlage gebracht werden können, so dass die Spandickenbegrenzungsmittel relativ zu den Hauptschneiden ihre die gewünschte Spandicke ergebende Lage einnehmen.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: einen erfindungsgemäßen Bohrer in einer Seitenansicht, in der die Hauptschneiden parallel zur Zeichenebene verlaufen, gemäß Pfeil I in Fig. 3,
Fig. 2: den gleichen Bohrer in einer um 90° gedrehten Seitenansicht gemäß Pfeil II in Fig. 3,
Fig. 3: den Bohrer nach den Fig. 1 und 2 in Stirnansicht gemäß Pfeil III in Fig. 1,
Fig. 4 und 5: einen der Spanbegrenzerbolzen in gesonderter Darstellung in zwei um 90° gegeneinander verdrehten Seitenansichten und
Fig. 6: eine der Fig. 2 entsprechende Seitenansicht des Bohrers, wobei der Zentrierbolzen entfernt ist, zusammen mit einer Einstelllehre zum Einstellen der Mittel zur Spandickenbegrenzung bei nachgeschliffenen Hauptschneiden, wobei die Einstellehre mit ausgezogenen Linien in vom Bohrkopf entfernter Lage und strichpunktiert in ihrer Gebrauchslage angedeutet ist.

Der aus der Zeichnung hervorgehende Bohrer 1 ist zum Einbringen von Bohrungen in insbesondere aus Holz bestehende Werkstücke gedacht. Er weist in üblicher Weise einen Bohrerschaft 2 auf, mit dem der Bohrer 1 an einer Bohrmaschine befestigt werden kann, so dass er bei eingeschalteter Bohrmaschine um die Bohrerachse 3 rotiert. Bei der Bohrmaschine kann es sich sowohl um eine stationäre Maschine als auch um eine Handbohrmaschine handeln.
Der Bohrer 1 weist ferner einen an den Bohrerschaft 2 angesetzten Bohrkopf 4 auf. Der Bohrkopf 4 hat eine im wesentlichen zylindrische Außengestalt. An seiner beim Betrieb dem nicht dargestellten Werkstück zugewandten und somit dem Bohrerschaft 2 entgegengesetzten Stirnseite 5 sind an dem Bohrkopf 4 mehrere Schneiden angeordnet. Zwei dieser Schneiden dienen als Vorschneiden 6,7, die am Umfang des Bohrkopfes 4 an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind, so dass sie bei rotierendem Bohrer 1 eine Kreislinie in das Werkstückmaterial eingraben. Die weitere Ausgestaltung der Vorschneiden 6,7 ist in vorliegendem Zusammenhang nicht weiter von Belang.
Ferner sind an der Bohrkopf-Stirnseite 5 zwei Hauptschneiden 8,9 vorhanden, die um 180° versetzt zueinander angeordnet sind. Die beiden Vorschneiden 6,7 befinden sich um 90° verdreht zwischen den Hauptschneiden 8,9. Die Hauptschneiden 8,9 verlaufen zumindest im wesentlichen in einer quer zur axialen Richtung 3 des Bohrers 1 stehenden Querebene 10 und greifen beim Betrieb der Bohrmaschine am momentanen Boden der Werkstückbohrung spanabhebend an. Aus Fig. 3 ist ferner ersichtlich, dass die beiden Hauptschneiden 8,9 linear und dabei mit einem Versatz parallel zur radialen Richtung des Bohrers verlaufen.
Es könnte auch eine andere Anzahl als zwei Hauptschneiden vorgesehen sein.
Des weiteren ist am Bohrkopf 4 ein vor seine Stirnseite 5 vorstehender Zentrierbolzen 11 angeordnet, der in einer Zentrierbohrung 12 des Bohrkopfes 4 entfernbar gelagert ist. Die Zentrierbohrung 12 ist nur in Fig. 6, in der der Zentrierbolzen 11 entnommen ist, gestrichelt angedeutet. Bei der Montage wird der Zentrierbolzen 11 in die Zentrierbohrung 12 ein Stück weit eingesteckt und dann fixiert. Hierzu dient eine von außen her zugängliche Fixierschraube 13 am Bohrkopf 4, die in radialer Richtung in den Bohrkopfkörper eingeschraubt ist und gegen den Zentrierbolzen 11 wirkt, so dass dieser in der Zentrierbohrung 12 verspannt wird.
Die Hauptschneiden 8,9 erstrecken sich vom Umfang der Zentrierbohrung 12 weg nach außen.
Bevor der Bohrer 1 am Werkstück zur Anwendung gelangt, wird in das Werkstück eine im Durchmesser dem Zentrierbolzen 11 entsprechende Führungsbohrung gebohrt, in die anschließend der Zentrierbolzen 11 eingesetzt wird, so dass der Bohrer 1 bei seiner Anwendung im Werkstück geführt wird.
Die beiden Vorschneiden 6,7 sind in axialer Richtung mit Bezug auf die Hauptschneiden 8,9 um einen kleinen Betrag vorversetzt, so dass sie vor den Hauptschneiden am Werkstück angreifen und den Bohrungsumfang definieren.
In Rotationsrichtung 14 vor den beiden Hauptschneiden 8,9 weist der Bohrkopf 4 jeweils eine vom Umfang bis nach innen etwa in den Bereich des Bohrerschaftes 2 reichende Ausnehmung 15 auf, durch den die vom Werkstück abgetragenen Späne nach hinten durch den bereits gebohrten Bohrungsabschnitt hindurch nach außen gefördert werden. Der Bohrkopf 4 weist einen größeren Durchmesser als der Bohrerschaft 2 auf, so dass die Ausnehmungen 5 an der der Stirnseite 5 entgegengesetzten Bohrkopf-Rückseite 16 offen sind und die Späne nach hinten hin aus dem Bohrkopf austreten können.
Die beiden Hauptschneiden 8,9 werden von zwei spitzwinkelig zueinander stehenden Freiflächen 17,18 begrenzt. Dabei erstreckt sich von jeder Hauptschneide 8,9 einerseits eine in Rotationsrichtung 14 frei liegende, in Seitenansicht des Bohrkopfes 4 unter Bildung eines spitzen Winkels mit der Querebene 10 entgegen der Rotationsrichtung 14 geneigte, erste Freifläche 17 und andererseits eine stirnseitig frei liegende, in Seitenansicht des Bohrkopfes 4 entgegen der Rotationsrichtung 14 abfallende, zweite Freifläche 18 weg. Die zweite Freifläche 18 ist ebenfalls zur Querebene 10 geneigt angeordnet, so dass die beiden Hauptschneiden 8,9, sieht man von dem Zentrierbolzen 11 und den Vorschneiden 6,7 ab, die an der Stirnseite des Bohrkopfes 4 am weitesten vorne angeordneten Bohrkopfstellen bilden. In Seitenansicht ergeben die beiden Freiflächen 17,18 eine keilartige Gestalt mit der jeweiligen Hauptschneide 8,9 an der Keilspitze.
Die erste Freifläche 17 bildet eine Wand der jeweiligen Ausnehmung 15 des Bohrkopfes 4, durch die die Späne abgeführt werden. Die am Bohrungsboden abgeschälten Werkstückspäne gleiten auf der jeweiligen ersten Freifläche 17 nach hinten.
Die Hauptschneiden 8,9 schneiden sich beim Bohren in den Bohrungsboden ein, wobei die Einschneidtiefe die Dicke der sich ergebenden Späne bestimmt. Dabei darf die Einschneidtiefe nicht zu groß sein, da sich der Bohrer sonst im Werkstückmaterial sozusagen festfressen kann.
Um ein zu tiefes Eindringen der Hauptschneiden 8,9 in den Bohrungsboden zu vermeiden, weist der Bohrkopf 4 Mittel zur Spandickenbegrenzung auf, die eine stirnseitige Stützfläche 19 zum Abstützen des Bohrers am Bohrungsboden bilden. Auf diese Weise gelangt der Bohrkopf 4 mit der Stützfläche 19 zur Anlage am momentanen Bohrungsboden, wenn die Spandicke einen bestimmten Wert erreicht hat, der durch die axiale Lage der Stützfläche 19 relativ zu den Hauptschneiden 8,9 bestimmt wird. Die Hauptschneiden 8,9 können selbst beim Ausüben einer großen Kraft der Bedienungsperson in axialer Richtung auf die Bohrmaschine nicht weiter in das Werkstückmaterial eindringen, so dass der Bohrvorgang gleichmäßig abläuft.
Die Mittel zur Spandickenbegrenzung enthalten im Bereich jeder Hauptschneide 8,9 ein mit Bezug auf die Rotationsrichtung 14 hinter der betreffenden Hauptschneide 8,9 angeordnetes Spandicken-Begrenzungselement 20, so dass im Falle von zwei Hauptschneiden zwei solche Spandicken-Begrenzungselemente 20 mit jeweils einer Stützfläche 19 vorhanden sind.
Um die Spandicke verändern oder die Stützfläche 19 im Falle eines Nachschleifens der Hauptschneiden 8,9 auf die nachgeschliffenen Hauptschneiden einstellen zu können, sind die Mittel zur Spandickenbegrenzung verstellbar am Bohrkopf 4 angeordnet. Bei dieser Verstellung verändert sich der axiale Abstand zwischen der Stützfläche 19 und der Querebene 10.
Die genannten Spandicken-Begrenzungselemente 20 werden beim Ausführungsbeispiel jeweils von einem Spanbegrenzerbolzen 21 gebildet, der am Bohrkopf 4 in seiner Längsrichtung,verstellbar und in der jeweiligen Längslage feststellbar angeordnet ist und mit seiner Stirnseite die Stützfläche 19 darstellt. Dabei ist der jeweilige Spanbegrenzerbolzen 21 in einer Lagerbohrung 22 des Bohrkopfes 4 gelagert und mittels einer von außen her zugänglichen Klemmschraube 23 in der Lagerbohrung festklemmbar. Die Klemmschraube 23 ist bis zu dem jeweiligen Spannbegrenzerbolzen 21 in den Bohrkopfkörper eingeschraubt und greift am Spanbegrenzerbolzen 21 an. Die Lagerbohrung 22 mündet am zylindrischen Umfang des Bohrkopfes 4 nach außen. Die Klemmschraube 23 ist in der Lagerbohrung 22 vertieft angeordnet.
Beim zweckmäßigen Ausführungsbeispiel erstrecken sich die jeweilige Lagerbohrung 22 und der zugehörige Spanbegrenzerbolzen 21 in Seitenansicht des Bohrkopfes 4 im wesentlichen parallel zur betreffenden ersten Freifläche 17 (siehe insbesondere Fig. 2). Dies könnte prinzipiell jedoch auch anders sein.
Die Lagerbohrungen 22 durchziehen den Bohrkopf 4 von der Stirnseite 5 bis zur Rückseite 16, so dass die Spanbegrenzerbolzen 21 von hinten her eingesetzt werden können.
Die Mittel zur Spandickenbegrenzung, d.h. beim Ausführungsbeispiel die Spanbegrenzerbolzen 21, sind entfernbar am Bohrkopf 4 angeordnet. Auf diese Weise können die Hauptschneiden 8,9 bei entfernten Spanbegrenzerbolzen 21 nachgeschliffen werden.
Um das Einstellen der Spanbegrenzerbolzen 21 und damit der Stützflächen 19 bezüglich der Hauptschneiden 8,9 zu erleichtern, ist den Spanbegrenzerbolzen 21 eine Einstelllehre 24 zugeordnet. Diese Einstelllehre 24 bildet eine Einstellfläche 25, an die der Bohrkopf 4 mit seinen Hauptschneiden 8,9 in axialer Richtung anlegbar ist. Ferner können die Spannbegrenzerbolzen 21 mit ihrer Stützfläche 19 zur Anlage gegen die Einstellfläche 25 gebracht werden, so dass die Spanbegrenzerbolzen 21 eine durch die Einstellfläche 25 vorgegebene Relativlage zu den Hauptschneiden 8,9 einnehmen.
Je nach der Gestalt und Orientierung der Stützfläche 19 der Spanbegrenzerbolzen 21 kann die Einstellfläche 25 über die Hauptschneiden 8,9 und die Stützflächen 19 hinweg plan oder gestuft sein.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Einstellfläche 25 durchgehend plan. Dies bedeutet, dass die Spanbegrenzerbolzen 21 auf die die Hauptschneiden 8,9 enthaltende Querebene 10 eingestellt werden. In diesem Falle darf die die Stützfläche 19 bildende Stirnseite des Spanbegrenzerbolzens 21 jedoch nicht insgesamt in der Querebene 10 liegen, da sich die betreffende Hauptschneide, die der zugewandten Stützfläche 19 unmittelbar benachbart ist, sonst nicht in das Werkstückmaterial einschheiden könnte. Daher ist die die Stützfläche 19 bildende Stirnseite des jeweiligen Spanbegrenzerbolzens 21 mit Bezug auf die die Hauptschneiden 8,9 enthaltende Querebene 10 in Seitenansicht des Bohrkopfes 4 schräg und dabei zur jeweiligen Hauptschneide 8,9 hin abfallend ausgebildet (siehe Fig. 2). Auf diese Weise liegt nur die der jeweiligen Hauptschneide entgegengesetzte Umfangspartie der Stirnseite des Spanbegrenzerbolzens in der Querebene 10, während der restliche Bereich der jeweiligen Stützfläche 19 mit axialem Abstand zur Hauptschneide 8,9 angeordnet ist. Beim Betrieb, wenn die Bedienungsperson die Bohrmaschine gegen das Werkstück drückt, können sich die Spanbegrenzerbolzen 21 mit ihrer Stützfläche 19, ausgehend von der der jeweiligen Hauptschneide entgegengesetzten Randpartie,etwas in das Werkstückmaterial eindrücken, bis man eine flächige Abstützung erhält.
Wäre die Stirnseite der Spanbegrenzerbolzen dagegen beispielsweise parallel zur Querebene 10, müsste die Einstellfläche 25 in den Hauptschneiden und den Stützflächen zugeordnete Teilflächen unterteilt sein, die in axialer Richtung versetzt zueinander sind.
Die Einstellehre 24 weist einen in die Zentrierbohrung 12 des Bohrkopfes 4 passenden und in die Zentrierbohrung steckbaren Lagerbolzen 26 auf. Dabei kann die Einstelllehre 24 insgesamt von einem die Einstellfläche 25 bildenden Plattenkörper 27 und dem von diesem hochstehenden Lagerbolzen 26 gebildet werden. Bei der Anwendung der Einstelllehre 24 wird sie mit ihrem Lagerbolzen 26 in die Zentrierbohrung 12 eingesteckt, bis ihr Plattenkörper mit seiner Einstellfläche 25 an den Hauptschneiden 8,9 anliegt. Sodann werden die Spanbegrenzerbolzen 21 gegen die Einstellfläche 25 bewegt und dann fixiert.

Claims

Bohrer zum Einbringen von Bohrungen in insbesondere aus Holz bestehende Werkstücke, mit einem Bohrkopf, an dessen beim Betrieb dem Werkstück zugewandter Stirnseite Hauptschneiden angeordnet sind, die im Wesentlichen in einer quer zur axialen Richtung des Bohrers stehenden Querebene verlaufen und beim Betrieb am momentanen Bohrungsboden spanabhebend angreifen, wobei der Bohrkopf (4) Mittel (20) zur Spandickenbegrenzung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (20) zur Spandickenbegrenzung eine stirnseitige Stützfläche (19) zum Abstützen des Bohrers (1) am Bohrungsboden bilden und verstellbar am Bohrkopf (4) angeordnet sind, so dass die Spandicke veränderbar und/oder ein Einstellen der Stützfläche (19) bei einem Nachschleifen der Hauptschneiden (8, 9) möglich ist.
Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Spandickenbegrenzung im Bereich jeder Hauptschneide (8, 9) ein mit Bezug auf die Rotationsrichtung (14) hinter der Hauptschneide (8, 9) angeordnetes Spandicken-Begrenzungselement (20) enthalten.
Bohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spandicken-Begrenzungselemente (20) jeweils von einem Spanbegrenzerbolzen (21) gebildet werden, der am Bohrkopf (4) in seiner Längsrichtung verstellbar und in der jeweiligen Längslage feststellbar angeordnet ist und mit seiner Stirnseite die Stützfläche (19) bildet.
Bohrer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Spanbegrenzerbolzen (21) in einer Lagerbohrung (22) des Bohrkopfes (4) gelagert und mittels einer von außen her zugänglichen Klemmschraube (23) in der Lagerbohrung (22) festklemmbar ist.
Bohrer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Lagerbohrung (22) und der zugehörige Spanbegrenzerbolzen (21) in Seitenansicht des Bohrkopfes (4) im Wesentlichen parallel zur betreffenden ersten Freifläche (17) erstrecken.
Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (20) zur Spandickenbegrenzung entfernbar am Bohrkopf (4) angeordnet sind.
Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass den Mitteln (20) zur Spandickenbegrenzung eine Einstelllehre (24) zu ihrem Einstellen bezüglich der Hauptschneiden (8, 9) zugeordnet ist.
Bohrer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelllehre (24) eine Einstellfläche (25) bildet, an die der Bohrkopf (4) mit seinen Hauptschneiden (8, 9) in axialer Richtung anlegbar ist und gegen die die Mittel (20) zur Spandickenbegrenzung mit ihrer Stützfläche (19) zur Anlage gebracht werden können, so dass die Spandickenbegrenzungsmittel (20) relativ zu den Hauptschneiden (8, 9) ihre die gewünschte Spandicke ergebende Lage einnehmen.
Bohrer nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Stützfläche (19) bildende Stirnseite des Spanbegrenzerbolzens (21) mit Bezug auf die die Hauptschneiden (8, 9) enthaltende Querebene (10) in Seitenansicht des Bohrkopfes (4) schräg und dabei zur jeweiligen Hauptschneide hin abfallend ist.
Bohrer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Bohrkopf (4) ein vor dessen Stirnseite (5) vorstehender Zentrierbolzen (11) angeordnet ist, der in einer Zentrierbohrung (12) des Bohrkopfes (4) entfernbar gelagert ist, und dass die Einstelllehre (24) einen in die Zentrierbohrung (12) passenden und in diese steckbaren Lagerbolzen (26) aufweist.
Bohrer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelllehre (24) einen die Einstellfläche (25) bildenden Plattenkörper (27) aufweist, von dem der Lagerbolzen (26) hochsteht.