DE2739685A1 - Bohrwerkzeug - Google Patents

Description

Firma SANDVIK AKTIEBOLAG, Fack, S-811 01 Sandviken 1, Schweden

Bohrwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zum Bohren von tiefen Löchern, das aus einem Bohrschaft und einem Bohrkopf besteht, welcher mit Führungsleisten und mit einem Schneidelement versehen ist, die vorzugsweise aus Hartmetall, aus Keramik oder einer anderen harten Legierung bestehen. Solche Bohrwerkzeuge sind mit einem oder mehreren Durchlässen versehen, die sich in Längsrichtung durch das Werkzeug erstrecken und die für die Abführung von Bohrklein oder Spänen verwendet werden. Die Bohrwerkzeuge, die normalerweise Geschützbohrer genannt werden und die insbesondere für Bohrungen von Durchmessern zwischen 3 bis 20mm verwendet werden, arbeiten in folgender Weise: Schneidmedium wird unter hohem Druck in Durchgängen, die sich durch den Bohrschaft und den Bohrkopf erstrecken, an die Schnittstelle geführt, worauf das Schneidmedium mit Spänen durch einen profilierten Durchgang aus dem Bohrloch weggeführt wird. Ein bekannter Bohrer dieser Art enthält einen profilierten, rohrförmigen Schaft mit einem kompakten Bohrkopf, der an den Schaft angeschweißt oder angelötet ist, wobei der Bohrkopf üblicherweise aus Hartmetall besteht.

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Um die bestmögliche Kühlung der Schnittstelle zu erreichen und um eine gute Wegförderung der Späne zu garantieren, ist eine große Fläche an Durchgängen, die sich durch den Bohrkopf erstrecken, erforderlich. Hierdurch besteht eine große Gsfahr, daß der Bohrkopf, wenn er vollständig aus Hartmetall besteht, nach dem Aushöhlen der Durchgänge so geschwächt wird, daß große Herstellungsschwierigkeiten auftreten, die von Ausschuß aufgrund von Rißbildung begleitet sind, wobei teilweise der Bohrkopf leicht beim Gebrauch reißen kann, da Hartmetall ein brüchiges Material ist. Ein kompakter Bohrkopf aus Hartmetall ist unnötig teuer und schwer, da dieses Material in der Bearbeitung teuer ist und eine hohe Dichte besitzt. Außerdem ist es mühsam und zeitaufwendig, in einen solchen kompakten Körper aus Hartmetall ein Loch zu bohren. Die Lötverbindung oder die Schweißverbindung zwischen dem Bohrkopf und dem Bohrschaft ist außerdem ein schwacher Punkt, und es treten hier bei der Benutzung des Bohrers oft Brüche auf.

Ein anderer Nachteil liegt in der Tatsache, daß der Schneideinsatz und die Führungsleisten aus dem gleichen Material bestehen, wenn der Bohrkopf vollständig aus Hartmetall hergestellt ist. Das bedeutet, daß ein Material, das bezüglich Schnittleistung und Abnützung optimale Eigenschaften aufweist, nicht gewählt werden kann. Grundsätzlich soll das Schneidelement so ausgewählt werden, daß es eine gute Schnittarbeit leistet, während das Material der Führungsleisten so ausgewählt werden soll, daß es die auftretenden Kräfte, die auf den Bohrkopf einwirken, aufnehmen kann und der

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Abnutzung widerstehen kann, die bei der Berührung mit dem Bohrloch auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Probleme zu beseitigen, die mit der bisher bekannten Technik auf diesem Gebiet verbunden waren.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrers mit

einem einzigen Schneidelement; Fig. 2: einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 und Fig. 3 Schnitte durch verschiedene Ausführungsbeispiele des

bis 9:

Bohrers entlang Linien, die der Linie 2-2 in Fig. 1 entsprechen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Bohrer, dessen Bohrschaft 1 aus einem profilierten Rohr besteht, der infolgedessen mit einem inneren Loch 2 versehen ist, durch das das Schneidmedium dem Bohrkopf zugeführt wird. Das Schneidelement 3 enthält einen sektorförmigen Schneideinsatz aus Hartmetall, der an dem freien Teil des Bohrschaftes befestigt ist, der den Bohrkopf bildet, wobei die Befestigung in geeigneter Weise durch Löten, Kleben oder Klemmen erfolgt. Das Schneidelement 3 und eine)f der Führungsleisten (in der Zeichnung die Führungsleiste 4) bestehen aus einem Stück, wodurch die Führungsleiste 4 die tangentialen Schnitt-

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kräfte, die auf den Schneideinsatz einwirken, aufnimmt, die unmittelbar auf die Führungsleiste 4 übertragen werden. Aufgrund der Tatsache, daß der Schneideinsatz 3 und die Führungsleiste 4 aus einem homogenen Teil bestehen, wird ein Bohrkopf mit großer Stabilität erhalten. Diese Stabilität hängt auch davon ab, daß das Schneidelement 3 nicht so stark ausgehöhlt werden muß, um am Schneidkopf die gewünschte Loch-Fläche zu erhalten. Das Schneidelement 3 nimmt nur einen Sektor ein und ist an einem rohrförmigen Schaft befestigt, wodurch die gewünschte Lochfläche leicht erreichbar ist.

Die Hauptaufgabe der anderen Führungsleiste 5 ist es, den Bohrer richtig in dem Loch zu führen und die auf den Schneideinsatz einwirkende resultierende radiale Schnittkraft aufzunehmen. Die Führung 5 kann aus einem homogenen Stück einer verschleißfesten harten Legierung bestehen und kann an dem Bohrschaft durch Löten, Kleben oder Klemmen befestiat sein. Die Führung 5 kann auch aus einer harten Legierung bestehen, die entsprechend dem Flammenoder Plasmaverfahren oder nach einem anderen bekannten Beschichtungsverfahren aufgespritzt wird.

Die Führung 5 ist von dem Schneideinsatz 3 und der ersten Führungsleiste 4 getrennt. Aufgrund dieser Tatsache kann die Führung 5 aus einem besonderen Material hergestellt werden, das maximal verschleißfest ist.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen Ausführungsbeispiele, in denen der Schneid-

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einsatz 3 aus einer verhältnismäßig dünnen rechteckigen Platte aus Hartmetall oder einer anderen verschleißfesten harten Legierung besteht. Die Platte ist in einer Stellung aufgelegt, die in den Schaft eingepreßt oder eingeschmiedet ist, wobei die Platte durch Löten, Kleben oder Klemmen befestigt ist. Die Führungsleiste 4, die von der Schneidplatte getrennt ist und die aus einem geeigneten verschleißfesten Material besteht, beispielsweise aus Hartmetall, ist in einer Position befestigt, die in den Schaft eingepreßt oder eingeschmiedet ist. Die andere Führungsleiste, die Führung 5, ist sowohl von der Schneidplatte 3 als auch von der ersten Führungsleiste 4 getrennt und besteht aus einem geeigneten verschleißfesten Material, beispielsweise aus irgendeinem Hartmetall.

Die Schnittkräfte, die auf den Schneideinsatz einwirken, können unmittelbar durch den Bohrschaft auf die Führungsleisten übertragen werden. Dies bezieht sich insbesondere auf die größte Wirk-Schnittkraft, die tangentiale Kraft, die bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 bis 6 unmittelbar auf die Führungsleiste 4 übertragen wird, die unter der Schneidplatte 3 liegt, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Rohrwandungen 6 sich unter dem Einsatz 3 berühren. Auch der Teil der Rohrwand, die an der Führungsleiste 5 liegt, kann in Berührung mit einem Teil der Rohrwand sein, die an dem Einsatz 3 anliegt.

Die Teile 3, 4 und 5 können in geeigneter Weise aus drei verschiedenen Materialarten bestehen, so daß sie in der Lage sind,

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die verschiedenen Beanspruchungen auf-zunehmen, die aufgrund des bearbeiteten Materials und der verwendeten Schneiddaten auftreten können.

Die Fig. 3 bis 6 unterscheiden sich voneinander dadurch, daß die Führungsleiste 4 und die Führung 5 verschiedene Formen haben. Dabei kann die Führung 5 aus einer harten Legierung bestehen, die auf die Rohrwand aufgespritzt ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, oder sie kann in einer Position befestigt sein, die in die Rohrwand eingepreßt oder eingeschmiedet ist, wie es in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen der Schneideinsatz 3 - wie in den Ausführungen gemäß den Fig. 3 bis 6 - aus einer verhältnismäßig dünnen Platte besteht, die in eine Position eingelegt ist, die in den Bohrschaft eingepreßt oder eingeschmiedet ist, wobei der Schneideinsatz durch Löten, Kleben oder

be Klemmen befestigt ist. Diese Konstruktion/wirkt eine extrem stabile Befestigung des Schneideinsatzes, weil die Gefahr, daß der Schneideinsatz sich löst, minimal ist. Die Aufgabe der letzten Ausführungsbeispiele ist es, Bohrer zu schaffen, bei denen die Forderung nach Zuführung von Schneidmedium zur Schnittstelle sehr groß ist. Deshalb sind die Rohrwandungen nicht mit Einpressungen versehen, so daß die Lochfläche nicht verringert wird. Um somit den größtmöglichen Hohlraum zu erhalten, können die Führungsleisten 4 und 5 ganz oder teilweise aus dünnen Schichten aus einer harten Legierung bestehen, die auf den Bohrschaft auf-

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gebracht sind, wobei die Legierung dem Material angepaßt ist, das bearbeitet werden soll. Diese Aufbringung kann nach bekannten Verfahren erfolgen, z.B. durch Flammenbeschichtung oder Plasmabeschichtung. Hierdurch können die Führungsleisten 4 und 5 aus kontinuierlichen Schichten zusammengesetzt werden, die sich entlang eines Teiles der Hüllfäche der Rohrwand erstrecken, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Die Führungsleisten 4 und 5 können auch aus homogenen rechteckförmigen Stäben aus einer verschleißfesten Legierung bestehen und können an ebenen Oberflächen befestigt werden, die in die Rohrwand eingefräst oder eingeschliffen sind.

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Claims (13)

DIPL...NG. KI.AUS BEHN DIPL PHYS. ROBERT MUNZHUBER Z / J " O O 0 PATENTANWÄLTE WICiENMAVrnSTrjASSE 6 f. βΟΟΟ MUtIOMFN 52 TEL (ΟΘ9) 22 25 3O 29 51 92 2;9..1977 Unser Zeichen: A 182/183 77 Be/De PATENTANSPRÜCHE

1.)Tieflochbohrer, bestehend aus einem profilierten, rohrförmigen Bohrschaft und einem Bohrkopf, der von dem freien Ende des Bohrschaftes gebildet ist und an dem Führungsleisten und wenigstens ein Schneidelement befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement (3) an einer Fläche des Schaftes (1) befestigt ist, die in Längsrichtung des Werkzeuges verläuft.

2. Tieflochbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Bohrschaftes (1), an welcher das Schneidelement (3) befestigt ist, durch Pressen oder Schmieden des Bohrschaftes geformt ist.

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3. Tieflochbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

•nkhaus Merck. Flnck Λ Co. München. (BLZ 7ΟΟ3Ο4ΟΟ) Kcnlo Nr 354649 Bankhaus H Aufhausttr München. Nr 361 3OO Postscheck München 3ΟΘΟ4 Θ0Ο

Telegrammadresse: Patentsenior

ORIGINAL INSPECTED

daß das Schneidelement (3) und die Führungsleisten (4,5) aus drei getrennten Teilen bestehen.

4. Tieflochbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement (3) aus einer verhältnismäßig dünnen Platte aus Hartstoff besteht.

5. Tieflochbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (4,5) in Stellungen befestigt sind, die in den Schaft' (1) eingepreßt oder eingeschmiedet sind.

6. Tieflochbohrer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Rohrwandung, an dem das Schneidelement (3) anliegt, den Teil der Rohrwandung berührt, an welchem die Führungsleisten (4,5) anliegen.

7. Tieflochbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (4,5) unmittelbar auf der Rohrwandung befestigt sind.

8. Tieflochbohrer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (4,5) aus einer ununterbrochenen Beschichtung bestehen.

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9. Tieflochbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche durch Entfernung eines Teiles des freien Endes des Bohrschaftes (1) gebildet ist.

10. Tieflochbohrer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche aus zwei durch einen Raum (2) getrennten Teilen besteht.

11. Tieflochbohrer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement aus einem sektorförmigen Schneideinsatz (3) besteht.

12. Tieflochbohrer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideinsatz (3) und eine der Führungsleisten (4) aus einem Stück bestehen.

13. Tieflochbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement (3) und die Führungsleisten (4,5) aus Hartmetall oder einem anderen geeigneten Material bestehen.

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