DE2755279C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrstange entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige Bohrstange ist aus der US-PS 29 24 129 bekannt. Die Schneidkante des Werkzeugs steht nur geringfügig über die Bohrstange vor und dient dazu, an einem Werkstück innenliegende zylindrische Flächen zu bearbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrstange der eingangs genannten Art so auszubilden, daß in einem Werkstück auch innenliegende Nuten gefertigt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung wird ein sicherer Halt des Werkzeugs in der Aufnahmeöffnung der Bohrstange sichergestellt, da die auftretenden Schneidkräfte das Werkzeug in diese Aufnahmeöffnung drücken.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 12 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht der Bohrstange,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Bohrstange in Richtung der Pfeile 2 der Fig. 1,

Fig. 2a die in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Klemmschraube,

Fig. 3 eine Frontansicht der Bohrstange in Richtung der Pfeile 3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht nach Abnahme des Werkzeugs,

Fig. 5 eine Aufsicht der Aufnahmeöffnung der Bohrstange,

Fig. 6 vergrößert das Werkzeug der Bohrstange der Fig. 2,

Fig. 7 das Werkzeug der Fig. 6 in Richtung der Pfeile 7 in Fig. 6 gesehen,

Fig. 8 eine Teildarstellung des Werkzeugs in Richtung der Pfeile 8 in Fig. 6 gesehen,

Fig. 9 eine Darstellung des Werkzeugs in Richtung der Pfeile 9 in Fig. 6 gesehen,

Fig. 10 eine Darstellung des Werkzeugs in Richtung der Pfeile 10 in Fig. 6 gesehen,

Fig. 11 und Fig. 12 weitere Ausführungsformen der Bohrstange.

Die Bohrstange 10 hat einen Schaft 12, dessen Ende bzw. Endabschnitt 14 den Drehmeißel bzw. das Innendrehwerkzeug 16 trägt, der bzw. das dem Zweck dient, in der Bohrung 20 eines Werkstücks 22 eine Nut 18 von rechteckigem Profil herauszudrehen, vergleiche Fig. 1 und 3. Der Drehmeißel 16 sitzt fest in einer Aufnahmeöffnung bzw. Aufnahme 34 der Bohrstange und ist in dieser durch eine Klemmschraube 24 auswechselbar festgeklemmt.

Der Drehmeißel 16 hat einen Schaft 30, der ungefähr die Gestalt eines rechteckigen Quaders hat, und einen von diesem Schaft seitlich vorstehenden Schneid­ kopf 28, der aus einem Stück mit dem Schaft 30 besteht (Fig. 6 bis 10). Der Schaft 30 des Drehmeißels 16 sitzt in der Aufnahme 34 am äußeren Ende 14 der Bohr­ stange; die Aufnahme 34 weist eine ebene Bodenfläche 38 (Fig. 4 und 5) auf, die unter einem spitzen Winkel zur Längsachse 40 der Bohrstange 10 verläuft. Beim dargestellten Ausführungs­ beispiel beläuft sich dieser spitze Winkel auf 45°.

Die Bodenfläche 38 der Aufnahme 34 hat eine rechtwinklig zu ihr verlaufende Gewindebohrung 44 (Fig. 2), welche die Längsachse 40 der Bohrstange 10 schneidet. Die Aufnahme 34 besteht aus einem etwa rechtwinkligen Haupt­ teil 46 und aus einem bogenförmigen Seitenteil 48, der von einer Wand 50 umgeben ist. Die Innenfläche 51 dieser Wand steht senkrecht auf der Bodenfläche 38 der Aufnahme und dient dem Kopf 54 der Klemmschraube 24 zur Anlage. Dementsprechend ist die Fläche 51 bogenförmig gekrümmt. Sie stützt daher den Schraubenkopf 54 gegen Verbiegen ab. Zu diesem Zweck hat der Schraubenkopf 54 eine äußere zylindrische Kantenfläche 52, die denselben Krümmungsradius hat wie die Fläche 51, an die er anliegt.

Die Klemmschraube 24 drückt den Drehmeißel 16 in die untere innere Ecke der Aufnahme 34, so daß er sich gegenüber der Bohrstange 10 nicht verschieben kann. Der Kopf 54 der Klemmschraube 24 ragt durch die offene Mündung 56 einer Aussparung 58 (Fig. 7), die auf der einen Seite des Meißelschaftes vorgesehen ist. Eine abge­ schrägte Fläche 60 verläuft in einem spitzen Winkel zur Bodenfläche 38 und zur Flanke 63 der Aufnahme 34. Dabei verlaufen die Bodenfläche 38 und die Flanke 63 rechtwinklig zueinander und bilden die innere untere Ecke der Aufnahme 34. Da die geneigte Seitenfläche 60 der Aus­ sparung 58 von dieser Ecke unmittelbar abgewandt ist, hat die auf die Schrägfläche 60 der Aussparung 58 durch den Schraubenkopf 54 ausgeübte Klemmkraft eine Komponente, die auf die Flanke 63 der Aufnahme, und eine Komponente, die auf die Bodenfläche 38 der Aufnahme 34 gerichtet ist. Diese beiden Komponenten pressen den Drehmeißel 16 fest in die Ecke der Aufnahme 34 hinein.

Eine Kegelfläche 59 des Schraubenkopfes 54 (Fig. 2A) liegt in den Zonen 66 a und 68 a an den beiden Seiten 66 und 68 der geneigten Fläche 60 an. Dabei ist der Krümmungsradius des gekrümmten Bereiches 72 der Aussparung 58 so bemessen, daß die gewölbte Fläche 64 des Schraubenkopfes (Fig. 2) nur in den beiden Zonen 66 a und 68 a auf die Fläche 60 drückt, aber in dem dazwischenliegenden Bereich 72 einen gewissen Abstand von der Fläche 60 einhält. Die Fläche 60 fällt von der ebenen Oberseite 74 des Meißelschaftes 30 aus­ gehend ab und verläuft von der abgewandten Seitenfläche 78 des Meißelschaftes fort bis zur ebenen Unterseite bzw. Fläche 76 des Schaftes (vergleiche die Fig. 2 und 6). Die Ober­ seite 74 und die Unterseite 76 des Drehmeißels sind parallel. Auch die Seitenfläche 78 des Meißelschaftes 30 ver­ läuft parallel zur anderen Seitenfläche 86 und rechtwinklig zur oberen Seite 74 und zur unteren Seite 76.

Der Meißelschaft 30 legt sich also mit seinen beiden unten und an der Seite befindlichen Flächen 76 und 78 an die Bodenfläche 38 und die Flanke 63 der Aufnahme 34 an und ist dadurch gegen Verschiebung an dem Schaft 12 gesichert. Das Anpressen des Drehmeißels 16 an die Boden­ fläche 38 und die Flanke 63 der Aufnahme wird bei der Be­ arbeitung des umlaufenden Werkstücks durch die auf den Schneidkopf 28 wirkenden Schnittkräfte unterstützt, die in der Richtung des Pfeiles 96 (Fig. 3) wirken. Die Schnitt­ kräfte wirken also in der gleichen Richtung, in welcher der Schraubenkopf 54 in den Zonen 66 a und 68 a auf den Meißelschaft wirkt, um diesen an die Fläche 38 und Flanke 63 der Aufnahme anzupressen.

Die Flanke 63 der Aufnahme und die ihr gegenüberliegende Flanke 88 (Fig. 4) verlaufen parallel zueinander und lotrecht zur Bodenfläche 38 der Aufnahme. Auch die Seitenflächen 78 und 86 des Meißelschaftes 30 erstrecken sich rechtwinklig zu dessen oberer Seite 74 und unterer Seite 76. Der Meißelschaft 30 hat ferner einander gegenüberliegende parallele Stirnflächen 100 und 102, die sich rechtwinklig zu den Seiten 74, 76 und Flächen 78, 86 erstrecken.

Der aus einem Stück mit dem Schaft 30 des Drehmeißels 16 bestehende Schneidkopf 28 ist im Verhältnis zu den Abmessungen des quaderförmigen Schaftes 30 verhältnis­ mäßig klein bemessen und sitzt nur mit seinem inneren Ende an dem Schaft 30, so daß er freitragend vorspringt, (Fig. 1 und 3). Dadurch ist erreicht, daß der Schneid­ kopf 28 mit seinem freien nicht abgestützten äußeren Ende innen am Werkstück 22 angreifen kann, wie es Fig. 3 zeigt.

Die ebene Spanfläche 104 des Schneidkopfes 28 liegt in einer Ebene, welche die Längsachse 40 der Bohrstange 10 aufnimmt, wenn der Drehmeißel 16 in der Aufnahme durch die Schraube 24 festgeklemmt ist. Die Spanfläche ist auf ihrer Vorder­ seite begrenzt durch eine Nebenschneide 108 und hat eine rechtwinklig dazu verlaufende Hauptschneide 110, die am äußeren Ende der Spanfläche 104 gelegen ist. Die rück­ wärtige Kante 112 der Spanfläche 104 ist von der Nebenschneide 108 abgewandt und verläuft parallel zu ihr, also lotrecht zur Hauptschneide 110. Die Spanfläche 104 ist am breitesten zwischen der Nebenschneide 108 und der Kante 112, deren Abstand kleiner bemessen ist als der Abstand der Seitenflächen 78 und 86 des Meißelschaftes 30 (Fig. 7). Die größte Länge hat die Spanfläche 104 zwischen dem Schaft 30 und der Hauptschneide 110, und diese Abmessung ist kleiner als der Abstand, den die beiden Stirnflächen 100 und 102 des Meißelschaftes 30 voneinander haben.

Die Freifläche 118 der Nebenschneide 108 bildet mit der Spanfläche 104 eine Kante 114 (Fig. 6), die auf den quader­ förmigen Meißelschaft 30 an einer Stelle trifft, die sich an der oberen Seite 74 des Meißelschaftes befindet. Die von der Spanfläche 104 und der ebenen Frei- bzw. Seitenfläche 120 des Schneidkopfes gebildete Kante 116 (Fig. 6) trifft auf den quaderförmigen Schaft 30 an einer Stelle, die zwischen dessen oberer Seite 74 und unterer Seite 76 gelegen ist. Die beiden Freiflächen 118 und 120 konvergieren etwas nach unten und schließen daher mit der Spanfläche 104 einen Winkel ein, der etwas kleiner als 90° bemessen ist.

Die äußere Kante 124 des Schneidkopfes, welche als Haupt­ schneide 110 ausgestaltet ist, wird also von der Spanfläche 104 und von der Freifläche 126 der Hauptschneide gebildet, (Fig. 6 und 10). Die Kante 124 erstreckt sich also zwischen den beiden Kanten 114 und 116, die parallel zueinander verlaufen und von der Schneide 110 zur Stirnfläche 100 des quaderförmigen Meißelschaftes 30 reichen.

Die Spanfläche 104 des Schneidkopfes 28 verläuft lotrecht zur Fläche des Werkstücks 22, das durch die Schneiden 108 und 110 bearbeitet wird. Der Spanwinkel zwischen der Normalen auf der Schnittfläche und der Spanfläche beläuft sich also auf Null. Auch liegt die Spanfläche 104 in einer Ebene, welche die Umlaufachse des Werkstücks 22 aufnimmt. Mithin bildet die Ebene der Spanfläche 104 mit der Ebene der Oberseite 74 und mit der Ebene der Unterseite 76 des Meißelschaftes 30 einen spitzen Winkel, der beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel 45° beträgt, jedoch auch anders bemessen sein kann.

Wie Fig. 8 zeigt, reicht die Spanfläche 104 bis an eine Schrägfläche 126 des Meißelschaftes 30 heran, die sich von der Stirnfläche 100 aus einwärts erstreckt. Dadurch ist Platz für die Späneabfuhr vom Werkstück geschaffen. Die Schrägfläche 126 erstreckt sich also schräg zur Achse 40 der Bohrstange 10 und lenkt die Späne zum Vorderende der Bohrstange, wo sich ausreichend Platz für die Abführung der Späne befindet (Fig. 1).

Die Nebenschneide 108 und die Hauptschneide 110 liegen also in einer Ebene, welche die Achse 40 der Bohrstange 10 aufnimmt. Zum Schärfen der Schneide 108 wird deren Freifläche 118 abgeschliffen. In entsprechender Weise wird zum Schärfen der Hauptschneide 110 deren Freifläche 126 abgeschliffen. Beim Schärfen verbleiben also die Schneiden in der die Achse 40 der Bohrstange enthaltenden Ebene.

Der vom Schaft 30 aus vorspringende Schneidkopf 28 hat auf der Unterseite zwei Schrägflächen 134 und 136 (Fig. 6), die sich rechtwinklig zueinander erstrecken und in einer Ebene mit den Flächen 76 und 78 des Schaftes liegen. Die Seitenfläche 78 des Schaftes erstreckt sich also nach außen und bildet die Fläche 136 des Schneidkopfes 28 als eine Verlängerung (Fig. 10). In entsprechender Weise stellt die Fläche 134 eine Verlängerung der Unterseite 76 des Schaftes 30 dar.

Unten hat der Schneidkopf 28 eine ebene Fläche 138 (Fig. 6 und 10), die sich über die ganze Länge des Schneid­ kopfes und des Schaftes 30 hinweg erstreckt und daher mit der unteren Fläche 76 und der Seitenfläche 78 des Schaftes 30 stumpfe Winkel bildet. Die Kante des Dreh­ meißels ist also von der Fläche 138 gebrochen, statt scharf ausge­ bildet zu sein. Infolgedessen kommt der Meißelschaft auch dann zur satten Anlage an der Bodenfläche und Flanke der Aufnahme, wenn diese Bodenfläche 38 nicht genau rechtwinklig zur Flanke 63 verlaufen sollte. Eine bloße Linienberührung zwischen dem Meißelschaft und der Aufnahme in diesem Bereich ist daher vermieden.

Der Endabschnitt 14 der Bohrstange hat ein Querschnitts­ profil, das höher als breit bemessen ist (Fig. 3). Dadurch ist erreicht, daß man mit dem Drehmeißel 16 ver­ hältnismäßig tiefe Nuten einschneiden kann und dennoch die Späne aus dem Inneren des Werkstücks von dem Bereich abgeleitet werden, in welchem die spanabhebende Bearbeitung stattfindet; denn die Bohrstange stützt den Drehmeißel verhältnismäßig stark ab, weil die Höhe seines Querschnitts­ profils dazu führt, daß sich unterhalb der Aufnahme für den Meißel 16 eine verhältnismäßig dick bemessene Wand 139 befindet (vgl. Fig. 3). Diese nimmt die abwärts ge­ richteten Schnittkräfte auf, die vom Drehmeißel auf die Bohrstange übertragen werden. Um die Späneabfuhr aus dem Bereich zu erleichtern, in welchem die Nut 18 eingestochen wird, hat das äußere Ende 14 des Schaftes 12 die in Fig. 4 gezeigte Gestalt. Ihr Profil besteht also aus zwei Kreis­ bögen 140, 141, die sich oben und unten an den Stellen 142 und 143 schneiden.

Um die Breite des Querschnittsprofils des Bohrstangenendes 14 zu verringern, liegen die Mitten der Kreisbögen 140, 141 seitlich von der Längsachse 40 der Bohrstange 10. Die Mitte des Bogens 140 liegt also rechts und die Mitte des Bogens 141 links von der Bohrstangenachse. Das bietet die Möglichkeit, den Schneidenkopf 28 nach außen weiter vor­ springen zu lassen.

Die beiden Profilkreisbögen 140 und 141 bilden also ein Querschnittsprofil von geringer Breite. Das hat den Vorteil, daß die Späne vom Werkstück 22 durch den Zwischenraum abge­ führt werden können, der sich zwischen dem Endabschnitt 14 der Bohrstange 10 und dem Werkstück befindet, ohne daß die Gefahr besteht, daß diese Späne steckenbleiben. Wie bereits erwähnt, führt die geringe Breite des Bohrstangenendes 14 dazu, daß der Schneidkopf 28 verhältnismäßig weit vor­ springen und daher verhältnismäßig tief in das Werkstück einstechen kann. Die verhältnismäßig groß bemessene Profil­ höhe des Endabschnitts 14 der Bohrstange liefert dem Dreh­ meißel eine steife Abstützung. Denn die Dicke der Stützwand 139 kann größer bemessen werden, als es der Fall wäre, wenn der Endabschnitt 14 ein kreisförmiges Querschnittsprofil hätte, dessen Durchmesser der Profilbreite zwischen den Bögen 140 und 141 entspricht.

Der sich an den Endabschnitt 14 anschließende Abschnitt 144 der Bohrstange hat ein kreisrundes Profil, das jedoch oben abgeflacht ist. Das gilt auch für das Profil des End­ abschnitts 14; denn beide haben eine ebene Oberfläche 145 (Fig. 2, 3 und 4). An die Fläche 145 können sich Befestigungsschrauben anlegen, mit deren Hilfe die Bohr­ stange 10 am Werkzeughalter starr befestigt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 10 dient die Bohrstange 10 zum Herausdrehen einer Nut in der Bohrung 20 des Werkstücks 22. Doch kann sie sich auch dazu eignen, einen Bohrvorgang durchzuführen, bei welchem innen am Werkstück eine Zylinderfläche abgedreht wird, oder ein Innengewinde zu schneiden. Dementsprechend zeigen die in den Fig. 11 und 12 gezeigten Ausführungs­ beispiele einen Schneidkopf, der zu diesen Arbeiten herangezogen werden kann.

Der Schneidkopf 28 a der Fig. 11 hat eine Hauptschneide 108 a auf der Vorderseite der Spanfläche 104 a, deren Ebene die Achse der Bohrstange aufnimmt. Dabei kann die Spanfläche 104 a einen positiven radialen und axialen Spanwinkel haben. Da der Schneidkopf 28 a einem Bohrvorgang dient, braucht sich die Nebenschneide 110 a nicht rechtwinklig zur Hauptschneide 108 a zu erstrecken, die beiden Schneiden können vielmehr einen spitzen Winkel einschließen, der kleiner als 90° ist. Daher kann der Schneidkopf 28 a lediglich mit der Kante 146 zum Schnitt kommen, an der sich die Hauptschneide 108 a und die Neben­ schneide 110 a schneiden, wenn es sich darum handelt, die Bohrung des Werkstücks in bekannter Weise zu erweitern.

Der zum Schneiden eines Innengewindes dienende Schneid­ kopf 28 b in Fig. 12 hat zwei Schneiden 148 und 150, deren spitzer Winkel dem Gewindeflankenwinkel entspricht und die sich an den entgegengesetzten Seiten der Spanfläche 104 b befinden. Diese liegt in einer Ebene, welche die Längsachse der Bohrstange aufnimmt. Die beiden Schneiden 148 und 150 laufen an der Spitze 146 b zusammen. Beim Schneiden eines Innengewindes am Werkstück erfährt der Schneidenkopf 28 b einen Vorschub, demzufolge der Schneidkopf solange das Gewinde überfährt, bis dieses die gewünschte Tiefe erreicht hat. Beim wiederholten Überfahren des Gewindes bilden die Schneiden 148 und 150 die Flanken der Windungen des Innen­ gewindes.

Claims (1)

1. Bohrstange mit einer an deren Stirnseite schräg zur Achse der Bohrstange verlaufenden Aufnahmeöffnung für ein Innendrehwerkzeug, das durch eine Klemm­ schraube in der Aufnahmeöffnung gehalten ist und einen Schneidkopf mit Schneidkante und Spanfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (28, 28 a, 28 b) seitlich vorsteht, und daß die Spanfläche (104, 104 a, 104 b) und die Achse (40) der Bohrstange (10) in einer gemeinsamen Ebene liegen.