DE1127174B - Tieflochbohrer - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

C18485Ib/49a

ANMELDKTAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT:

26. FEBRUAR 1959

5. A P RIL 1962

Die Erfindung bezieht sich auf Tieflochbohrer mit Kühlölleitungen, die mit Schneidbestückungen ausgestattet sind.

Derartige Hohlbohrer sind bereits bekannt, darunter auch Ausführungen, bei welchen die Wände des Bohrerrohres mit oder ohne vorhergehende Verminderung der Wanddicke eingekerbt werden, um das Rohr mit einer oder mehreren V-förmigen Längsfalten als Spannuten zu versehen. Gegenüber einfachen Querschlitzen in einem gerundeten Rohr ergaben solche Faltnuten bei bestückten Hohlbohrern bereits gewisse bessere Abstützungen der Hartmetallschneide. Außer solchen Tieflochbohrern, wo die Schneidbestückung nur durch Schlitze abgestützt wird, in welchen die Hartmetallschneide eingebracht ist und die in der Wand des Rohres eingearbeitet sind, sind auch bereits Hohlbohrer mit einer einzigen Spannut bekannt, bei welchen der Schlitz für die Bestückung dadurch geschaffen wird, daß eine der Wände der Nut weggeschnitten oder abgenommen wird.

Bei den bekannten Ausbildungen wurden meist beträchtliche Teile der abstützenden Seiten der Spannuten der entsprechend geformten Rohre ganz weggeschnitten.

Die Erfindung behebt diese Art solcher unzulänglichen Abstützungen der Schneidbestückung dadurch, daß bei einem Tieflochbohrer mit in einem Querschlitz am Ende des Körpers, der aus einem Rohr mit V-förmigen Längsfalten als Spannuten besteht, eingesetzten Hartmetalleinsatz mit Doppelschneide dieser erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Querschlitz die Wände der Spannuten auf der den Hartmetalleinsatz abstützenden Seite nur anschneidet.

Nach der Erfindung werden zwei diametral gegenüberliegende Spannuten verwendet, die einen aufgetragenen oder doppelten Steg an der Stelle des Zusammentreffens der Nutenwände bilden, wobei die Innenwände der V-Nuten sich nicht unbedingt ganz zu berühren brauchen. Erfindungsgemäß wird aber nun die Nut nur angeschnitten, derart, daß möglichst wenig verletzte Wände für das Abstützen der Hartmetallschneide vorhanden bleiben.

Ein Bohrer dieser Bauart eignet sich insbesondere zum Bohren tiefer und genau verlaufender Löcher in Metallen, wobei besonders die Abstützung der Hartmetallschneide in bedeutend verbessertem Maße durch vier Flächen vorliegt. Die Hartmetallschneide selbst bildet den Kern oder Steg des Bohrers an dessen Spitze und umschließt mit den verbleibenden Wänden der Rohrspitze einschließlich der Spann-Tieflochbohfer

Anmelder:

The Cleveland Twist Drill Company,
Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. R. K. Löbbecke, Patentanwalt,
Berlin-Zehlendorf, Neue Str. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. August 1958 (Nr. 757 015)

William Allan Wagner, Cleveland, Ohio (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

nuten zwei ungefähr dreieckige Ölleitungen, die mit der Schneide in Verbindung stehen und diese kühlen. Außerdem können Führungen in der Form von Verschleißstreifen vorgesehen werden, die in an sich bekannter Weise die Bohrarbeit verbessern und Vorschubgeschwindigkeiten ermöglichen, wie sie bei einfachen Rohren nicht erreicht werden.

Solche erfindungsgemäßen Bohrer eignen sich insbesondere zur Herstellung sehr tiefer Lochungen, wie beispielsweise beim Geschützbohren. Durch die Verwendung zusätzlicher Verschleißstreifen ist es so ermöglicht, unmittelbar in einem Bohrgang eine politurähnliche Feinheit der Bohrlochwandung zu erreichen und die bislang notwendigen weiteren nachträglichen Bearbeitungen einzusparen. Diese Verschleißstreifen sind beispielsweise so angeordnet, daß keiner der Verschleißstreifen mehr als 90° von der Mittenebene der Schneidbestückung entfernt ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und aus den beispielsweisen Zeichnungen. Es zeigen

Fig. 1 und 2 den Querschnitt bzw. Seitenschnitt eines dünnwandigen Rohres als Ausgangsrohr zur Bildung des erfindungsgemäßen Tieflochbohrers,

Fig. 3 und 4 den Querschnitt bzw. Seitenschnitt desselben Rohres nach Einarbeitung zweier diametral gegenüberliegender Spannuten, die voneinander durch einen aufgebauten oder doppelten Steg getrennt sind,

Fig. 5 und 6 den Querschnitt bzw. Seitenschnitt des Rohres nach Einarbeitung von halbrunden Nuten

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zur Aufnahme von Verschleißstreifen (die Darstellung des Rohres ist gegenüber den vorhergehenden Darstellungen etwas gedreht),

Fig. 7 und 8 den Querschnitt bzw. Seitenschnitt ähnlich den vorhergehenden Fig. 5 und 6 nach der Einarbeitung des Schlitzes zur Aufnahme der Hartmetallschneide,

Fig. 9 und 10 die gleichen Schnitte des weiter zugerichteten Bohrers mit eingesetzter Hartmetallschneide,

Fig. 11 und 12 den Tieflochbohrer nach Einbau auch der Verschleißstreifen,

Fig. 13 eine perspektivische Teilansicht des Bohrerkopfes nach Fig. 11 und 12,

Diese Ausrichtung muß nicht genau sein, solange die gegenüberliegenden Nutenwände 4 und 7 sich tatsächlich einander in der Mitte nähern. Dasselbe gilt auch für die gegenüberliegenden Nutenwände 5 und 6. Die Stegdicke wird in der Praxis bekannterweise dadurch bestimmt, daß der Steg an seiner engsten Stelle quer gemessen wird. Dies geschieht im vorhegenden Falle entlang einer den Winkel α und

ger mißt als IV2 Radien. Dieser Bogen bestimmt die äußere Fläche eines längenmäßigen Rückens 8, in dem sich eine ungefähr dreieckige Öffnung 9 befindet, die als Ölleitung dient. An der gegenüberliegenden Seite des Rohres zwischen der Wand 5 der Nut 2 und der Wand 7 der Nut 3 ist ein ähnlicher längenmäßiger Rücken 10, in dem sich eine zweite, ungefähr dreieckige Ölleitung 11 befindet. Die beiden Rücken sind voneinander durch die beiden Nuten getrennt, 10 deren rückwärtige Enden jeweils in einer Spitze 12 enden, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Hinter dem Punkt 12 befindet sich der Schaft 13, der als ungenutete Fortsetzung des Körpers des Bohrers betrachtet werden kann. Dieser Schaft kann auf bekannte Weise be-

Fig. 14 die perspektivische Ansicht einer Ausfüh- 15 arbeitet werden, um ihn. dem Mechanismus eines rung, bei welcher die Nuten unmittelbar vom hinte- Bohrwerks anzupassen, beispielsweise mittels einer ren Ende der Verschleißstreifen an wendelförmig Hülse.

verlaufen, und Wie aus Fig. 3 zu ersehen, sind die Nutenwände 4

Fig. 15 die perspektivische Ansicht einer abge- und 7 ungefähr radial aufeinander ausgerichtet, d. h. änderten Ausführungsform, bei welcher die Nuten 20 sie sind diametral gegenüberliegend; dieselbe radiale bereits von der Spitze des Tieflochbohrers an wendel- Ausrichtung gilt auch für die Nutenwände 5 und 6. förmig ausgebildet sind. . - - .

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Hohlbohrers kann von einem dünnwandigen Rohr ausgegangen werden, d. h. von einem Rohr, dessen 25 Verhältnis zwischen Wanddicke und äußerem Durchmesser ungefähr dem in Fig. 1 und 2 angegebenen Verhältnis entspricht. In einem typischen Fall läßt sich ein Rohr mit einem äußeren Nenndurchmesser

von 12,7 mm und einer Wanddicke von ungefähr 30 den gleich großen, ihm gegenüberliegenden Winkel 1,59 mm verwenden, obwohl die Wanddicke auch halbierenden Linie.

größer oder kleiner und der äußere Durchmesser in In Fig. 5 und 7, die Querschnitte des Rohres nach

einer anderen Größenklasse gewählt werden kann. dessen Zuspitzung zeigen, um diesem die bei 14 in Ein dickwandiges Rohr läßt sich verwenden, wenn Fig. 6 und 8 gezeigte Kegelung zu verleihen, ist diese längenmäßige Abflachungen oder freigearbeitete 35 Linie mit b-b bezeichnet. Wenn eine der Längsachse Flächen, welche die Wanddicke herabsetzen, an des Rohres parallele Ebene durch die Linie b-b gegegenüberliegenden Seiten des Rohres in jenen dacht wird, geht diese Ebene durch die rückwärtigen Quadranten eingearbeitet sind, deren Wände zur Enden der Nuten 2 und 3, d. h. durch Punkt 12 Nutenformung eingekerbt werden sollen. In einem (Fig. 4) hindurch. Wie aus Fig. 5 und 7 ersichtlich erfindungsgemäß zu verwendendem Rohr kann 40 ist, liegen die Seitenwände der beiden Nuten in Winzweckmäßigerweise ein 0,50%-Kohlenstoffstahl zum kern von ungefähr 45° zu einer durch die Linie b-b Einsatz gelangen. gelegten Ebene.

Unter der Voraussetzung der Verwendung eines Fig. 5 und 6 bzw. Fig. 7 und 8 illustrieren das Erdünnwandigen Rohres der in Fig. 1 und 2 dargestell- gebnis der Bearbeitung des Rohres zwecks der späteten Art besteht der erste Schritt darin, die Seiten- 45 ren Einführung der Schneidbestückung und der beiwände in diametral gegenüberliegenden Quadranten den Führungen in der Form von Verschleißstreifen, so einzukerben, daß hierdurch die Nuten 2 und 3 er- Die Reihenfolge, in welcher diese beiden Bearbeizeugt werden. Der Nutenwinkel, d. h. der Winkel α in tungsgänge am Rohr vorgenommen werden, ist un-Fig. 3, kann zwischen 75 und 110° betragen. Vor- wichtig, so daß der eine vor dem anderen vorgenomzugsweise ist er etwas größer als 90° zu wählen, je- 50 men werden kann, obwohl in den Zeichnungen Fig. 5 doch nicht um so viel größer, daß er nicht ungefähr und 6 das Rohr nach der Einarbeitung der halbrunals rechter Winkel bezeichnet werden könnte. Die den Einkerbungen 15 und 16 für die spätere AufEinkerbungen 2 und 3 können auf irgendeine be- nähme der Verschleißstreifen darstellen und Fig. 7 kannte Art und Weise hergestellt werden, wie durch und 8 das Rohr nach der weiteren Einarbeitung eines Sicken, Drücken, Hämmern usw. Die Einkerbung der 55 sich längenmäßig erstreckenden Schlitzes 17 für die Rohrwände wird bis zu dem Punkt fortgesetzt, bei Schneidbestückung. Wie aus dem Folgendem ersichtdem sich die Wände der Nuten nähern oder anein- lidh, ist die Lage des Schlitzes 17 einerseits und die ander anstoßen, so daß sie den in Fig. 3 gezeigten, Lage der Einkerbungen 15 und 16 andererseits wichaufgebauten oder doppelten Steg aufweisen. Wie dort tig. Wahlweise können diese letzteren Einkerbungen dargestellt, hat die Nut 2 zwei flache Seitenwände 4 60 auch mit rechteckigem Querschnitt an Stelle des halb- und 5; ähnlicherweise hat die Nut 3 zwei flache Sei- runden Querschnitts ausgearbeitet sein, tenwände 6 und 7. In dieser Fertigungsstufe hat das Im Zusammenhang mit Fig. 7 und 8 ist weiterhin

Rohr noch das links in Fig. 2 und 4 zu erkennende zu bemerken, daß sich der Schlitz 17 diametral quer kantige Ende. über das Rohr ungefähr im rechten Winkel zur Sei-

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Teil zwischen 65 tenwand 5 der Nut 2 und zur Seitenwand 6 der Nut 3 der Wand 4 von Nut 2 und der Wand 6 von Nut 3 erstreckt, so daß, wenn die Schneidbestückung im durch einen sektorförmigen Teil gekennzeichnet ist, Schlitz sitzt, die Enden der Wände 5 und 6 daran andessen gekrümmter Umfang oder Bogen etwas weni- stoßen und so die Schneidbestückung abstützen kön-

nen. Ein Vergleich der Fig. 5 und 7 zeigt, daß der Schlitz 17 die Seitenwand 4 der Nut 2 oder die Seitenwand 7 der Nut 3 nicht vollkommen abschneidet, sondern daß im Gegenteil die die Bestückung abstützenden Rippen oder rippenförmigen dreieckigen Kehlen verbleiben, nachdem Schlitz 17 eingearbeitet wurde. Kehle 18 ist der Rest der Seitenwand 4, Kehle 19 der Rest der Seitenwand 7. Die beiden rippenförmigen Kehlen, die gegebenenfalls langer oder kürzer sein können als dargestellt, sind für die Abstützung der Bestückung wichtig.

Wenn angenommen wird, daß der durch Einsatz der Schneidbestückung 20 im Schlitz 17 und durch deren Befestigung verfertigte Hohlbohrer in der in Fig. 9 gezeigten Richtung umläuft, soll die Bestükkung 20 grundsätzlich in der in Fig. 9 bis 13 gezeigten Lage gebildet und befestigt werden. Vorzugsweise sollen ihre beiden Seitenkanten, d. h. die in Fig. 9 zur Schneidkante 21 parallelen Kanten mehr oder weniger auf die dargestellte Art vom Bohrerkörper zo nach außen abstehen. In Fig. 9 und 10 wird angenommen, daß die Bestückung 20 im Bohrerkörper vor der Befestigung der Verschleißstreifen 22 und 23 (Fig. 11 bis 13) angebracht wird, wobei es jedoch ohne weiteres möglich ist, die Verschleißstreifen zuerst anzubringen, indem diese in die Spalten 15 und 16 in von der allgemeinen Ebene der Bestückung 20 um 60 bis 90° versetzten Zonen eingeführt werden, bevor die Bestückung selbst in den Schlitz 17 eingepaßt wird.

Die Hartlötung oder andere Verbindung, mittels welcher die Bestückung und Verschleißstreifen befestigt werden, ist bei 24 in Fig. 13 angezeigt.

Nach dem Zusammenbau des Bohrers auf die in Fig. 11 und 12 dargestellte Weise werden die Schneidkanten der Bestückung 20 und die Flächen der Verschleißstreifen 22 und 23, die als Führungen dienen sollen, auf die gewünschte Form zugeschliffen, und zwar mit Einschluß des Keilwinkels und des Körpers, so daß der Bohrer die in Fig. 13 dargestellte Formung erhält. Zur praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Bohrers, ist es jedoch nicht notwendig, daß dieser ein gerader Bohrer der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform ist, sondern der Bohrer kann auch wunschgemäß über einen Großteil seiner Länge als Spiralbohrer ausgearbeitet sein.

Fig. 14 zeigt beispielsweise das Arbeitsende eines auf die oben beschriebene Art und Weise erzeugten Bohrers, wobei jedoch die Nut 31, die von den Seitenwänden 32 und 33 gebildet wird, gegen den Schaft 34 nach rückwärts wendelförmig verläuft, wobei diese Wendelform unmittelbar hinter den Hinterenden der Verschleißstreifen 22 und 23 beginnt. In diesem Falle kann die Wendelformung eingeführt werden, bevor die Bestückung 20 und die Verschleißstreifen 22 und 23 in den Bohrerkörper eingesetzt werden.

Fig. 15 stellt eine weitere Ausführungsform dar, bei welcher der Bohrerkörper eine kürzere Gesamtlänge und einen größeren Durchmesser aufweist. In diesem Falle erstreckt sich die Nut 41, die von den Seitenwänden 42 und 43 geschaffen wird, über die ganze Länge, von der Spitze des Bohrerkörper bis zum Schaft 44. Die am vorderen Ende des Bohrerkörpers in Fig. 15 befindliche Schneidbestückung und die Verschleißstreifen sind den oben beschriebenen im allgemeinen ähnlich und auch auf ähnliche Weise im Bohrerkörper angebracht.

Es ist klar, daß die eigentliche Formung des Bohrers geändert werden kann, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, der sich mehr mit der Beschaffenheit des vorderen Ende des Bohrerkörpers befaßt als mit den anderen Zügen. Von besonderer Wichtigkeit ist vor allem bei der in Fig. 1 bis 13 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführung die Tatsache, daß die Schneidbestückung sowohl durch die rückenförmigen Kehlen 18 und 19 als auch durch die abgekanteten Enden der Nutenwände 5 und 6 festgehalten wird, wobei die letzteren zur Formung des Schlitzes 17 abgeschnitten sind. Diese Konstruktion bietet eine Reihe von Vorteilen mit Hinsicht auf die bessere Befestigung und Sicherung der Schneidbestückung im Vorderende des Bohrerkörpers und den wichtigen praktischen Vorteil eines sehr hohen Starrheitsgrades. Sie ermöglicht die Durchführung einer wirksamen Kühlung durch Umspülung des Rückens der Schneidbestückung durch einen schnell strömenden Kühlmittelstrom. Das Kühlmittel fließt dann in die Nuten ab und reißt hier die Späne mit sich, die dadurch aus dem Bohrloch herausgeschwemmt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Tieflochbohrer mit in einem Querschlitz am Ende des Körpers, der aus einem Rohr mit V-förmigen Längsfalten als Spannuten besteht, eingesetztem Hartmetalleinsatz mit Doppelschneide, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschlitz (17) die Wände der Spannuten (2, 3) auf der den Hartmetalleinsatz (20) abstützenden Seite (18, 19) nur anschneidet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 1 094 261;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 405 298, 2 750 817.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 209 558/132 3.62