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Spiralbohrer Die Erfindung bezieht sich auf einen Spiralbohrer aus
Hartmetall mit einem Stahlbohrkörper, einer Bohrerspitze, die eine bestimmte Lange
aufweist und mit dem Bohrerkörper verbunden ist, wobei die Bohrerspitze zwei in
einem Winkel von 1800 versetzte wendelförmige Nuten und zwischen diesen befindliche
hervorstehende Teile sowie hinterschnittene bzw. zurückversetzte Umrisse bzw. Schneidteile,
welche sich in Längsrichtung erstrecken, aufweist.
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insbesondere betrifft die Erfindung einen doppelgezahnten Spiralbohrer.
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Es sind eine Reihe von Hartmetallspiralbohrern bekannt, von de@en
der am meisten gebräuchliche Typ enger: Bohrerkörper und eine Bohrerspitze aufweist,
welche an ihrer, gegenüberliegenden flachen Verbindungsflächen miteinander verschweißt,
bzw hartgelötet sind. :3ei diesen bekannten Spiralbohrern besteht jedoch die Gefahr,
daß aufgrund von Spänen oder Splittern und dgl., welche beim Bohren entstehen, die
Lötschicht bzw. de SchweiMschicht, welche die beiden Verbindungsfi#-ehen des Bohrerkörpers
und der Bohrerspitze miteinander verbinden, abgeschliffen und abgerieben wird. Die
Verbindung zwischen dem ~>oh rerRorper und der Bohrerspitze, welche daher durch
derartige Löt-bzw. Schweißschichten hergeste'lt sind, haben keine ausreichend hohe
Lebensdauer.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Spiralbohrer aus Hartmetall
zu zeigen, bei dem der Bohrerkörper und die Bohrerspitze aus Hartmetall fest miteinander
verbunden sind und gegen Trennung oder Bruch gesichert sind, so daß die oben genannten
Nachteile bei den bekannten Spir#lbohrern vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem Spiralbohrer der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindungsfläche am Bohrerkörper als Kimme
mit V-förmigem Querschnitt und die Verbindungsflache an der Bohrerspitze als Rinne
mit dazu passendem V-förmigen Querschnitt ausgebiiCet sind In vorteilhafter Weise
werden die Kimme und die Rinne von zwei aufeinander zulaufenden Flächen gebildet,
die von den zwei sich gegenüberliegenden Schneidteilen am Bohrerkörper bzw. an der
Bohrerspitze ausgehen.
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Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß der Bohrerkörper und
die Bohrerspitze miteinander durch eine Hartlötschicht verbunden werden können,
welche widerstandsfähig ist gegenüber Abrieb bzw. Abschliff durch erzeugte Späne
und dgl. bzw. von den Spänen nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.
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Anh;:nd der beiliegenden Figur so1# die Erfindung näher erläutert
werden.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teiles eines herkömmlichen
Spiralbohrers mit einer Bohrerspitze aus Hartmetall; Fig. 2 eine teilweise Ansicht
in vergrößertem Maßstab einer Teilfläche A des Spiralbohrers in der Fig. 1, wobei
die Späne und ihre Bewegung entlang dem Schneidteil und der Verbindungsschicht gezeigt
sind; Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teiles einer bevorzugten Ausführungsform einer
Bohrerspitze für einen erfindungsgemäßen Spiralbohrer; Fig. 4 das eine Ende der
Bohrerspitze in der Fig. 3; Fig. 5 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform
des Spiralbohrers gemäß der Erfindung mit einer Bohrerspitze, wie sie in den Fig.
3 und 4 dargestellt ist und Fig. 6 in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht B des
in der Fig. 5 dargestellten Spiralbohrers, wobei die Späne und ihre Bewegungsrichtung
bei Bohrarbelten verdeutlicht sind.
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In den Fig. 3 und 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Bohrerspitze
1 dargestellt, welche in Verbindung mit einem Spiralbohrer gemäß der Erfindung verwendet
werden an. Die Bohrerspitze 1 aus Harmetall hat einen Querschnitt ähnlich dem Bohrerkörper
eines herkömmlichen
Spiralbohrers und ist an ihrer Umfangsfläche
mit zwei wendelförmigen Nuten G, welche unter einem Winkel von 1800 zueinander versetzt
angeordnet sind, versehen. Außerdem weist die Bolirerspitze Erhöhungen bzw. hervorstehende
Teile L und zurückversetzte bzw. hinterschnittene Umrisse bzw. Schneidteile R zwischen
den wendelförmigen Nuten auf. Bei der dargestellten Ausfülirungs form besitzt die
Spitze eine Länge 1, welche etwa das 1-5-fache des Durchmessers r beträgt. Eine
Endfläche der Bohrerspitze 1 wircl mit einem Bohrerkörper 2 des Hartmetallspiralbohrers
verbunden, der die gleiche Steigung aufweist wie die Bohrerspitze. Dieses eine Ende
ist mit einer Rinne versehen, welche einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Diese
Rinne erstreckt sich über den Querschnitt der Bohrerspitze hin,und zwar von einem
Schneidteil R bis zum diametral gegenüberliegenden Schneidteil R hin. Die beiden
Flächen, welche die Rinne mit dem V-förmigen Querschnitt bilden, laufen an der Spitze
des V zusammen und bilden hierbei einen Winkel a, der bevorzugt innerhalb des Bereiches
120 - 1500 liegt, so daß eine Gegenverbindungsfläche 5 mit V-förmigem Querschnitt
gebildet ist.
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In der Fig. 5 ist die eine Endo'achse des 3ohrerkörpers 2, der aus
Stahl besteht und an welchem die als Spinne ausgebildete Gegenverbindungsfläche
5 der HartmetaUbohrerspftze 1 anliegt, mit einer Kimme versehen, welche einen V-förmigen
Querschnitt aufweist. Die Bohrerspitze und der Bohrerkörper sind miteinander an
diesen Flächen verbunden.
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Der V-förmige Querschnitt der Kimme entspricht dem V-förmigen Querschnitt
der Gegenverbindungsfläche 5 am benachbarten Ende der Bohrerspitze L Die Kimme mit
dem V-förmigen Querschnitt wird von zwei gegenüberliegenden Flächen gebildet, welche
zur Spitze des V zusammenlaufen und den gleichen Winkel a bilden, den die beiden
Fiä.-chen, welche die V-förmige Rinne einschließen. Es entsteht somit am
Bohrerkörper
eine andere Gegenverbindungsfläche 51, welche beim Verbinden von der Gegenverbindungsfläche
5 aufgenommen wird. Die I3ohrerspwtze 1 und der Bohrerkörpep 2 werden an den Verbindungsflächen
5 und 5' mitein? zder verlüFet bzw. miteinander verschweißt, wobei die Nuten G,
die hervorstehenden Teile L und die Schneidteilte bzw. die hlnterschnittenen Umrisse
R der Bohrerspitze mit den eiltsprechenden Teilen #es Bohrerkörpers ausgerichtet
sind. Die Hartlötschicht zwischen den Verbindungsflächen 5 und 5' liegt bevorzugt
im Bereich von 0, 01 - 0, 2 mm. Wenn die Bohrerspitze und der Bohrerkörper 1 und
2 in der soeben beschriebenen Weise miteinander verbunden sind, bilden die Nuten
G und die hervorstehenden Teile L der Bohrerspitze die Verlungerungen der entsprechenden
Teile des Bohrerkörpers.
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Wenn der Spiralbohrer, welcher den Bohrerkörper 2#mit der Hartmetallbohrerspitze
1, welche am Boi#rerkörper befestigt ist, in Richtung des Pfeiles D in der Fig.
5 gedreht wird, um eine bestimmte Bohrarbeit durchzuführen, werden Späne 4 erzeugt,
die vom Werkstück abfallen und zwischen dem nicht dargestellten Werkstück und dem
Schneidteil bzw. dem hinterschnittenen Umriß R des Spiralbohrers entlang dieser
Schneidteile R in Richtung des Pfeiles E in der Fig. 6 bewegt werden. Da jedoch
die Verbindung zwischen der Bohrerspitze und dem Bohrerkörper 1 und 2 eine V-förmige
Ausbildung aufweist, was auch an den Seitenflächen der Schneidteile bzw. der hinterschnittenen
Umrisse zu sehen ist, bewegen sich die Späne 4 entlang der Schneidteile R bzw.
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der hinterschnittenen Umrisse ohne daß sie auf die Lötschicht bzw.
die Verbindungsstelle die Möglichkeit haben, eine reibende bzw. abschleifende Wirkung
auszuüben. Es wird die Möglichkeit verringert, daß die Späne 4 bei ihrer Bewegung
eine abreibende bzw. abschleifende Wirkung auf die Verbindungsschicht bzw. Lötschicht
ausüben. Da außerdem
die Verbindungsflächen an der Bohrerspitze
und am Bohrerkörper als Rinne bzw. dazu passende Kimme ausgebildet sind, wird außerdem
auf mechanische Weise vermieden, daß eine relative Verdrehung der Bohrerspitze gegenüber
dem Bohrerkörper erfolgt. Die Verbindung zwischen der Bohrerspitze und dem Bohrerkörper
ist daher äußerst stark, so daß ein Abdrehen der Bohrerspitze vom Bohrerkörper vermieden
wird.
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Da der Winkel p in der Fig. 6, welcher von einer der Flächen, die
die Verbindungsfläche 5' bilden, und der Frontseite der wendelförmigen Nuten des
Bohrerkörpers 2 gebildet wird, einen großen Wert, beispielsweise 900 oder mehr,
aufweist, besitzt der Eckenteil des Stahlkörpers eine große Wärmekapazität, wobei
eine lokale Oxydation des Stahlkörpers beim Löten bzw. beim Schweißen wesentlich
verringert werden kann. Auch hierdurch wird gewährleistet, daß die Lötung bzw.
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Schweißung eine genügend hohe Stärke aufweist. Wenn andererseits die
Verbindungsfläche an der Hartmetallbohrerspitze mit einer Kimme mit V-förmigem Querschnitt
versehen ist, und die Verbindungsfläche am Bohrerkörper mit einer V-förmigen Rinne
versehen ist, wobei die Kimme und die Rinne etwa die gleiche Ausbildung besitzen,
wie in der Fig. 5 dargestellt, ergibt sich ebenfalls eine Anordnung ähnlich der
in der Fig. 5, wobei jedoch beim Zusammenfügen der Bohrerspitze und des Bohrerkörpers
an ihren Verbindungsflächen der Winkel g , wie er im vorstehenden definiert worden
ist, einen wesentlich geringeren Wert aufweist. Es bildet sich dann nämlich ein
spitzer Winkel, weshalb dann die Gefahr der Oxydation des Stahlkörpers in der spitzen
Ecke aufgrund der lokalen tfl>erhitzung wächst und die Verbindungsstärke an der
Schweiß bzw. Lötstelle des Bohrers demzufolge wesentlich reduziert ist.
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In den Fig. 1 und 2 ist ein herkömmlicher Spiralbohrer dargestellt,
der
ebenfalls einen Bohrerkörper 2 und eine Hartmetallbohrerspltze 1 aufweist. Diese
beiden Teile sind an gegenüberliegenden Verbindungsflächen 3' und 3 zusammengeschweißt
bzw. zusammengelötet. Wenn mit diesem herkömmlichen Hartmetallspiralbohrer eine
Bohrarbeit durchgeführt wird, bewegt sich zumindest ein Teil der entstehenden feinen
Späne 4 zwischen dem Bohrer und der Wand des Bohrloches, das in ein nicht dargestelltes
Werkstück eingebohrt wird, entlang der Verbindung zwischen der Bohrerspitze und
dem Bohrerkörper auf dem hinterschnittenen Umriß R bzw. dem Schneidteil in Richtung
des Pfeiles C, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Aufgrund der Drehung des Bohrers
wird die Verbindungsschicht zwischen den Verbindungsflächen im Bereich der Schneidteile
R bzw. der hinterschnittenen Umrisse durch die Späne abgeschliffen bzw. abgerieben.
Da die Verbindungsflächen 3 und 3' der Bohrerspitze 1 und des Bohrerkörpers 2 flach
ausgebildet sind, greifen an der Verbindungsstelle die Bohrerspitze und der B#ohrerkörper
nicht ineinander ein, so daß eine relative Verdrehung der beiden gegeneinander nicht
ausgeschlossen ist. Die Verbindungsstärke beim bekannten Bohrer ist daher bedeutend
geringer als die beim erfindungsgemäßen Bohrer.
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Die in den Fig. 1 und 5 dargestellten Hartmetall-Spiralbohrer wurden
zum Bohren von Bohrungen in graues Gußeisen verwendet. Bei jeder Bohrarbeit wurden
in das Probewerkstück 400 Bohrungen eingebracht, welche eine Tiefe von 50 mm aufwiesen.
Die Gesamtbohrlänge betrug demnach 20 m. Nach jeder Bohrarbeit wurden die Lötschichten
bzw.
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Verbindungsschichten zwischen den Bohrerspitzen und Bclhrerkörpern
untersucht. Beim herkömmlichen Spiralbohrer war die Hartlötschicht im wesentlichen
durch die Späne abgerieben und es zeigten sich Risse von 0, 2 mm - 0, 3 mm Tiefe.
Diese Risse waren in die äußere Oberfläche an den Stellen der hervorstehenden Teile
und in deren Nachbarschaft an der Verbindungslinie zwischen der Bohrerspitze und
dem
Bohrerkörper vorhanden. Andererseits war die Hartlötschicht
beim Spiralbohrer gemäß der Erfindung durch die Späne kaum abgeschliffen.
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In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt,
wobei jedoch darauf hinzuweisen ist, daß noch andere Ausführungsformen in den Bereich
der Erfindung fallen.