DE10359854A1 - Cylinder head drilling tool for use during processing of e.g. wood, has tool body with head, and cutting plate connected to front face of head, where body is made of fiber-reinforced plastic e.g. carbon/glass fiber-reinforced plastic - Google Patents

Cylinder head drilling tool for use during processing of e.g. wood, has tool body with head, and cutting plate connected to front face of head, where body is made of fiber-reinforced plastic e.g. carbon/glass fiber-reinforced plastic Download PDF

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Abstract

The tool has a body (1) with a Quasi-cylindrical head (12) and a clamping shaft (11), where the body is made of a fiber-reinforced plastic e.g. carbon fiber-reinforced plastic or glass fiber-reinforced plastic. A cutting plate (2) is connected to a front face of the head and has a drill point (21) and a number of cutting edges (22). The cutting plate is manufactured using tungsten carbide.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, und zwar einen sogenannten Zylinderkopfbohrer mit Hartmetallschneiden. Damit ist ein Bohrwerkzeug gemeint, das einen scheibenförmigen bzw. zylindrischen Kopf aufweist, an dem stirnseitig und gegebenenfalls auch am Umfang eine Anzahl von Schneiden angeordnet ist.The The invention relates to a drilling tool, namely a so-called Cylinder head drill with carbide cutting edges. This is a drilling tool meant, which is a disk-shaped or cylindrical head, on the front side and optionally also at the periphery a number of cutting is arranged.

Bisher werden derartige Bohrwerkzeuge meist mit einem Werkzeugkörper aus Werkzeugstahl und in dessen Kopf eingesetzten bzw. aufgelöteten Schneiden aus Hartmetallwerkstoff ausgebildet. Das herkömmliche Herstellungsverfahren solcher Bohrwerkzeuge mit einzeln hergestellten und eingesetzten bzw. aufgelöteten Hartmetallschneiden ist aufwendig und kostenintensiv.So far Such tools are usually made with a tool body Tool steel and in the head inserted or soldered cutting made of hard metal material. The conventional manufacturing process such drilling tools with individually manufactured and used or soldered Carbide cutting is complex and expensive.

Die alternative Möglichkeit, das Werkzeug insgesamt aus Hartmetall herzustellen, ist auch nicht wünschenswert, da dies wegen des teuren Hartmetallwerkstoffs noch sehr viel teurer wäre.The alternative possibility producing the tool altogether from carbide is also not desirable because this is much more expensive because of the expensive carbide material would.

Aus der DE 100 13 738 A1 ist ein Zylinderkopfbohrer mit Hartmetallschneiden bekannt, dessen Werkzeugkörper einen zylindrischen Schaft zum Einspannen und einen quasizylindrischen Kopf aufweist, der mit Hartmetallschneiden bestückt ist, und bei dem die Hartmetallschneiden aus einer integralen, aus Hartmetall gefertigten Schneidenplatte gebildet sind, die auf die Stirnfläche eines gesondert hergestellten, aus Werkzeugstahl beste henden Werkzeugkörperkopfs mit angeformtem zylindrischem Schaft aufgesetzt ist. Dabei hat die Schneidenplatte eine Anzahl von um einen mittigen Bereich angeordneten kreissegmentartigen Plattenabschnitten mit jeweils einer Aussparung, in die ein am Werkzeugkörperkopf befestigtes Mitnehmerelement, beispielsweise ein dort eingesetzter Zapfen, eingreifen kann.From the DE 100 13 738 A1 is a cylinder head drill with carbide cutters known whose tool body has a cylindrical shank for clamping and a quasi-cylindrical head, which is equipped with carbide cutters, and in which the carbide cutting edges are formed of an integral, made of hard metal cutting plate, which on the end face of a separately manufactured, made of tool steel Best Henden tool body head is fitted with a molded cylindrical shaft. In this case, the cutting plate has a number of circular segment-like plate sections arranged around a central region, each having a recess into which a driver element fastened to the tool body head, for example a pin inserted there, can engage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem aufgezeigten Stand der Technik, eine weitere Verbesserung eines Zylinderkopfbohrers im Hinblick auf eine einfachere und kostengünstigere Fertigung bei im wesentlichen gleichbleibender Leistungsfähigkeit zu schaffen.Of the Invention is based on the object, starting from the indicated Prior art, a further improvement of a cylinder head drill in view of a simpler and more cost-effective production at substantially consistent performance to accomplish.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebene Ausbildung eines Zylinderkopfbohrers mit einem Schaft aus Kunststoff gelöst, wobei hier mit Schaft sowohl der zylindrische Einspannschaft als auch der daran angeformte, die Schneidenplatte tragende Werkzeugkörperkopf gemeint ist.These The object is achieved by the in claim 1 specified training of a cylinder head drill a shaft made of plastic, here with shank both the cylindrical clamping shaft as also the molded thereon, the cutting plate bearing tool body head is meant.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Ausbildung des Schafts, also des wesentlichen Teils des Werkzeugkörpers, aus faserverstärktem Kunststoff ergibt eine neue und wesentlich vereinfachte und kostengünstigere Fertigungsmöglichkeit einschließlich neuer und günstiger Möglichkeiten der Verbindung der Hartmetallschneidenplatte mit diesem Werkzeugkörper durch unmittelbares Anspritzen. Die Festigkeit von faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise vom mit Kohlefasern oder Glasfasern verstärktem Polyäthylen ist ausreichend hoch um die Schneidkräfte zu übertragen, und ein so hergestellter Werkzeugkörper lässt sich auch mit der hinreichenden Präzision fertigen, um den Anforderungen an einen solchen Zylinderkopfbohrer Rechnung zu tragen. Solche Zylinderkopfbohrer sind insbesondere für den Einsatz bei der Bearbeitung von Holz, Pressspanplatten und Kunststoffen vorgesehen, aber auch der Einsatz zur Bearbeitung von Leichtmetallen erscheint möglich.The Training of the shaft, so the essential part of the tool body from fiber reinforced Plastic results in a new and much simpler and cheaper production option including newer and cheaper options the connection of the carbide cutting plate with this tool body through immediate injection. The strength of fiber reinforced plastic, for example, of polyethylene reinforced with carbon fibers or glass fibers sufficiently high to transmit the cutting forces, and so produced tool body let yourself also with the sufficient precision to meet the requirements of such a cylinder head drill Take into account. Such cylinder head drills are particular for the Used in the processing of wood, chipboard and plastics but also the use for the processing of light metals appears possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den anliegenden Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:One embodiment The invention is illustrated in the accompanying drawings and will be closer in the following described. In the drawings shows:

1 ein Bohrwerkzeug nach der Erfindung in teilweise geschnittener Seitenansicht, 1 a drilling tool according to the invention in a partially sectioned side view,

2 eine Stirnansicht des Werkzeugs nach 1 von vorn (Schneidplattenseite), und 2 an end view of the tool after 1 from the front (insert side), and

3 eine Stirnansicht des Werkzeugs nach 1 von hinten (Schaftseite). 3 an end view of the tool after 1 from behind (shaft side).

Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug besteht aus einem Werkzeugkörper 1 mit einem zylindrischen Einspannschaft 11 und einem Kopf 12, sowie aus einer auf den Kopf 12 aufgesetzten Schneidenplatte 2 aus Hartmetall. Der Werkzeugkörper 1 besteht aus Kunststoff, nämlich mit Kohlefasern oder Glasfasern verstärktem Kunststoff.The drilling tool according to the invention consists of a tool body 1 with a cylindrical clamping shaft 11 and a head 12 , as well as one on the head 12 attached cutting plate 2 made of tungsten carbide. The tool body 1 is made of plastic, namely carbon fiber or glass fiber reinforced plastic.

Dem zum Einspannen des Werkzeugs dienende Schaft 11 des Werkzeugkörpers 1 ist in üblicher Weise zylindrisch ausgebildet. Der Kopf 12 des Werkzeugkörpers ist im wesentlichen als Platte ausgebildet, die allerdings zwei diametral gegenüberliegende Aussparungen hat, die als Spanräume dienen, so dass die Platte tatsächlich auf zwei diametral gegenüberliegende Segmente reduziert ist.The shaft used for clamping the tool 11 of the tool body 1 is cylindrical in the usual way. The head 12 of the tool body is formed substantially as a plate, however, has two diametrically opposed recesses, which serve as chip spaces, so that the plate is actually reduced to two diametrically opposite segments.

An seiner rückwärtigen Stirnseite weist der Kopf 12 einen Übergang in den Schaft 11 auf. Mit seiner vorderen Stirnfläche ist der Kopf 12 mit der Schneidenplatte 2 verbunden.At the rear, the head faces 12 a transition into the shaft 11 on. With its front face is the head 12 with the cutting edge 2 connected.

Die Schneidenplatte 2 hat, wie in der Stirnansicht nach 2 ersichtlich ist, eine entsprechende Gestalt mit zwei sich diametral gegenüberliegend an einen mittigen Bereich anschließenden Viertelkreissegmenten. Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, hat die Schneidenplatte beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine mittige Bohrspitze 21, zwei von dieser aus diametral gegenüberliegend angeordnete leistenförmige Schneiden 22, und zwei dazu um etwa 90 Grad versetzt ebenfalls diametral gegenüberliegend angeordnete Vorschneider 23.The cutting edge 2 has, as in the front view 2 it can be seen, a corresponding shape with two diametrically opposite to a central region adjoining quarter-circle segments. Like from the 1 and 2 shows, the cutting plate in the illustrated embodiment has a central drill bit 21 two of these diametrically opposed strip-shaped cutting edges 22 , and two offset by about 90 degrees also diametrically opposed pre-cutter 23 ,

Zur Hartmetallmaterialersparnis ist die Schneidenplatte 2 außerdem mit zwei Aussparungen 24 ausgebildet, so dass der Schneidenplattenkörper in der Draufsicht, wie aus 2 ersichtlich, insgesamt etwa die Gestalt einer Acht hat.For carbide material saving is the cutting edge 2 also with two recesses 24 formed so that the cutting plate body in the plan view, as shown 2 can be seen, in total about the figure of an eight has.

Wie dargestellt, ist jede Aussparung 24 von einem bogenförmigen äußeren Steg und zwei diesen mit dem mittleren Bereich der Schneidenplatte 2 verbindenden radialen bzw. speichenartigen Stegen begrenzt. Es versteht sich, dass die Aussparung 12 gegebenenfalls auch durch einen weiteren speichenartigen Steg unterteilt sein könnte oder die Aussparung eine andere Form hat, z.B. kreisrund.As shown, each recess is 24 from an arcuate outer web and two of these with the central region of the cutting edge 2 limited connecting radial or spoke-like webs. It is understood that the recess 12 optionally also be divided by a further spoke-like web or the recess has a different shape, for example circular.

Jede leistenförmige Hauptschneide 22 ist an dem in Drehrichtung weisenden radialen Steg angeordnet, und jeder Vorschneider 23 ist an dem entgegen der Drehrichtung weisenden Radialsteg des jeweiligen Schneidenplattensegments angeordnet.Each strip-shaped main cutting edge 22 is arranged on the pointing in the direction of rotation radial web, and each precutter 23 is arranged on the opposite direction of rotation radial web of the respective edge plate segment.

Es versteht sich jedoch, dass diese auf zwei jeweils zwei Schneiden zugeschnittene Anordnung nicht zwingend ist, sondern auch eine drei- oder vierflügelige Anordnung finden kann, wobei der Kopf 12 des Werkzeugkörpers und die Schneidenplatte jeweils drei oder vier Segmente umfassen können.It is understood, however, that this is not mandatory on two each cut two cut arrangement, but can also find a three- or four-leaf arrangement, the head 12 of the tool body and the cutting plate may each comprise three or four segments.

Die Schneidenplatte 2 ist durch Verkleben oder direktes Anspritzen des Werkzeugkörpers mit dem Kopf 12 des Werkzeugkörpers 1 verbunden. Der Kopf 12 des Werkzeugkörpers hat dabei in die Aussparungen 24 der Schneidenplatte hineinragende und damit deckungsgleich geformte Vorsprünge, so dass zwischen dem Werkzeugkörperkopf 12 und der Schneidenplatte 2 eine Formschlussverbindung zur Übertragung der Drehkräfte gebildet ist.The cutting edge 2 is by gluing or direct spraying of the tool body with the head 12 of the tool body 1 connected. The head 12 of the tool body has in the recesses 24 the cutting plate protruding and thus congruent shaped projections, so that between the tool body head 12 and the cutting plate 2 a positive connection for transmitting the rotational forces is formed.

Die Verbindung der Schneidenplatte 2 mit dem Werkzeugkörper 1 durch direktes Anspritzen des Werkzeugkörpers erscheint besonders zweckmäßig, da dann keine Toleranzen hinsichtlich der Passform der Aussparungen 24 der Schneidenplatte und der entsprechenden Vorsprünge des Kopfs 12 berücksichtigt werden müssen, da beim Anspritzen diese Vorsprünge an Ort und Stelle geformt werden. Durch entsprechende Formgebung der Aussparungen 24 mit beispielsweise sich zur frontseitigen Werkzeugstirnfläche erweiternden Begrenzungswänden wird bei einem solchen Anspritzen auch eine Formschlussverbindung hergestellt, nicht nur im Hinblick auf die Übertragung von Drehkräften, sondern auch in Bezug auf die Axialrichtung. Bei gesonderter Fertigung von Schneidenplatte 2 und Werkzeugkörper 1 und Verbindung durch Verkleben kann eine solche Formschlussverbindung ebenfalls durch eingebrachten Klebstoff bewirkt werden.The connection of the cutting plate 2 with the tool body 1 by direct injection molding of the tool body appears particularly expedient, since then no tolerances with respect to the fit of the recesses 24 the cutting plate and the corresponding projections of the head 12 must be considered, since these projections are molded in place during injection molding. By appropriate shaping of the recesses 24 with, for example, to the front end of the tool end face widening boundary walls in such a molding and a positive connection is made, not only with regard to the transmission of rotational forces, but also with respect to the axial direction. For separate production of cutting edge plate 2 and tool body 1 and Bonding by bonding, such a positive connection can also be effected by incorporated adhesive.

Als geeigneter Kunststoff kommt beispielsweise ein kommerziell verfügbarer kohlefaserverstärkter thermoplastischer Polyäthylen-Kunststoff unter der Bezeichnung 450 CA 30 in Betracht.When suitable plastic is, for example, a commercially available carbon fiber reinforced thermoplastic Polyethylene plastic under the designation 450 CA 30 into consideration.

Claims (10)

Bohrwerkzeug in Form eines sogenannten Zylinderkopfbohrers, bestehend aus einem Werkzeugkörper (1) mit einem zylindrischen Schaft (11) zum Einspannen und einem quasi-zylindrischen Kopf (12), und aus einer mit angeformten Schneiden (21, 22, 23) ausgebildeten integralen, insgesamt aus Hartmetall gefertigten Schneidenplatte (2), die mit der vorderen Stirnseite des Werkzeugkörperkopfs (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (1) aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist.Drilling tool in the form of a so-called cylinder head drill, consisting of a tool body ( 1 ) with a cylindrical shaft ( 11 ) for clamping and a quasi-cylindrical head ( 12 ), and one with molded edges ( 21 . 22 . 23 ) formed integral, made of tungsten carbide cutting plate ( 2 ) connected to the front face of the tool body head ( 12 ), characterized in that the tool body ( 1 ) is made of a fiber-reinforced plastic. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Schneidenplatte (2) eine Bohrspitze (21), mindestens zwei leistenförmige, etwa radial verlaufende Hauptschneiden (22) und mindestens zwei im radial äußeren Bereich angeordnete und axial vorstehende Vorschneider (23) aufweist.Drilling tool according to claim 1, wherein the cutting plate ( 2 ) a drill bit ( 21 ), at least two strip-shaped, approximately radially extending main cutting edges ( 22 ) and at least two in the radially outer region and axially projecting Vorschneider ( 23 ) having. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schneidenplatte (2) eine Anzahl von mit gleichen Winkelabständen um einen mittigen Bereich angeordneten kreissegmentarigen Plattenabschnitten aufweist, wobei jedes Segment eine Aussparung (24) aufweist.Drilling tool according to claim 1 or 2, wherein the cutting plate ( 2 ) has a number of circular segment plate sections arranged at equal angular intervals around a central region, each segment having a recess ( 24 ) having. Bohrwerkzeug nach Anspruch 3, wobei der Kopf (12) des Werkzeugkörpers (1) eine der Schneidenplatte (2) angepasste Form mit einer entsprechenden Anzahl von kreissegmentförmigen Plattenabschnitten aufweist.Drilling tool according to claim 3, wherein the head ( 12 ) of the tool body ( 1 ) one of the cutting plate ( 2 ) has adapted shape with a corresponding number of circular segment-shaped plate sections. Bohrwerkzeug nach Anspruch 4, wobei der Kopf (12) des Werkzeugkörpers (1) an seiner vorderen Stirnseite mit Vorsprüngen ausgebildet ist, die in die Aussparungen (24) der Schneidenplatte eingreifen.Drilling tool according to claim 4, wherein the head ( 12 ) of the tool body ( 1 ) is formed at its front end side with projections which in the recesses ( 24 ) engage the cutting plate. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 5, wobei die Schneidenplatte (2) durch Verkleben mit dem Werkzeugkörper (1) verbunden ist.Drilling tool according to one of claims 5, wherein the cutting plate ( 2 ) by gluing to the tool body ( 1 ) connected is. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schneidenplatte 2 durch unmittelbares Anspritzen oder Anformen des Werkzeugkörpers (1) mit dem Kopf (12) verbunden ist.Drilling tool according to one of claims 1 to 5, with the cutting edge plate 2 by direct injection or molding of the tool body ( 1 ) with the head ( 12 ) connected is. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei durch in Aussparungen (24) der Schneidenplatte (2) eingreifende axiale Vorsprünge des Werkzeugkörperkopfs (12) eine formschlüssige Verbindung sowohl in der Radialebene als auch eine formschlüssige Verbindung in Axialrichtung hergestellt ist.Drilling tool according to one of claims 1 to 7, wherein in through recesses ( 24 ) of the cutting plate ( 2 ) engaging axial projections of the tool body head ( 12 ) is made a positive connection both in the radial plane and a positive connection in the axial direction. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kunststoff ein kohlefaserverstärkter Kunststoff ist.Drilling tool according to one of claims 1 to 8, wherein the plastic a carbon fiber reinforced plastic is. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kunststoff ein glasfaserverstärkter Kunststoff ist.Drilling tool according to one of claims 1 to 8, wherein the plastic is a glass fiber reinforced plastic.
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