DE2901059A1

DE2901059A1 - Bohrschraube

Info

Publication number: DE2901059A1
Application number: DE19792901059
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Amano; Nariaki Sano
Original assignee: YAMASHINA SEIKOSHO KK
Current assignee: YAMASHINA SEIKOSHO KK
Priority date: 1978-01-18
Filing date: 1979-01-12
Publication date: 1979-07-26
Also published as: GB2016314B; AU525246B2; AU4338679A; DE2901059C2; GB2016314A; JPS54107759U; US4599024A; CA1110092A; JPS61567Y2

Description

GEORG HANSMANN - DIERK HANSMANN

PÄTfMTANWÄL'fE

JULJUS-LEBER-STRASSE 21 · 2000 HAMBURG 5O - TELEFON (0 40} 38 24 57

Aktenzeichen: P.4077

Anmelder : K. E. Tamashina Seikosho

Priorität : Japan Aktz. Sho-53-3456 vom 18. Januar 1978

Bohrschraube

Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf Bohrschrauben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Einbohrendteil oder eine Bohrspitze einer Bohrschraube. Diese Bohrschrauben haben einen länglichen Schaft mit daran angeformten Schraubengewindegängen von im Wesentlichen gleichem Außen- und gleichem Kerndurchmesser und mit ihm einstückig am einen Schaftende einen mit Mitteln zum Eingriff eines Schraubendrehers versehenen Kopf und am anderen Schaftende das Einbohrteil.

Diese Bohrschrauben haben die Funktion, in einem einzigen Arbeitsgang ein Loch in ein Werkstück zu bohren, Muttergewindegänge in der Wand des Loches einzuschneiden und das Werkstück an seinem Platz festzuschrauben» Gewöhnlich benutzt man bei dieser Befestigungsart eine große Anzahl von Bohrschrauben in einer kurzen Zeitspanne. Hierbei stößt man auf die Aufgabe, die Arbeit dadurch möglichst wirtschaftlich auszuführen,

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BANK: VEREINS- U. WESTBANK 11/14230 (BLZ 20030000) · POSTSCHECK: HAMBURG 17665-205 (BLZ 20010020)

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daß man die Bohrfähigkeit der Bohrschraube optimal gestaltet. Der für das Eindringen des Bohrendes in das Werkstück erforderliche Druck, die für das Bohren erforderliche Zeit und die Effektivität, mit der der Schraubenteil das Werkstück "befestigen kann, hängen letztlich von der Fähigkeit der Bohrschraube ab, ein loch zu bohren. Die Bohrschraube hat nur eine geringe Wirksamkeit, wenn ein höherer Druck und eine längere Zeitspanne als gewöhnlich erforderlich sind, damit die Bohrschraube in das Werkstück eindringt. Dann treten bei der Befestigung eines Werkstücks Schwierigkeiten auf und folglich ist die Wirtschaftlichkeit der Bohrschraube unbefriedigend.

Gewöhnlich umfaßt der Einbohrendteil oder die Bohrspitze einer Bohrschraube einen mit dem Schraubenschaft koaxialen Teil, zwei Spanabflußflächen, die in dem Zylinderteil so ausgebildet sind, daß sie in Bezug auf die Mittelachse dieses Teils geneigt und auf einander gegenüberliegenden Seiten dieser Achse angeordnet sind, sowie Endflächen des Zylinderteils in der Form eines Daches.

Zur Herstellung einer Bohrschraube sind zwei Verfahren üblich: Spanabhebende Formgebung oder Warmpressen und Spitzkneifen. Die durch eine Schneidbearbeitung hergestellten Bohrschrauben sind zwar in ihrer Bohrleistung gut aber teuer. Durch Warmpressen und Spitzkneifen kann man sie billiger herstellen; sie sind den ersterwähnten aber an Bohrleistung unterlegen.

Die Aufgabe der Erfindung wird daher darin gesehen, eine Bohrschraube zu schaffen, deren Einbohrendteil durch Spitzkneifen oder Warmpressen hergestellt werden kann und die gleiche Bohr-

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leistung hat, wie ein durcn spanabhebende Formung hergestellter Endteil.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bohrsehraube der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Bei einer erfindungsgemäßen Bohrschraube kann man dem Spanwinkel des Einbohrendes dadurch einen verhältnismäßig großen Wert geben, daß man eine konische oder in vorteilhaften Abwandlungen zusätzlich eine zylindrische oder ebene Spanabflußfläche einführt. Das hat den Vorteil, daß man bei hervorragenden Bohrleistungen nur einen verhältnismäßig niedrigen Bohrdruck aufwenden muß. Durch entsprechende Änderung des durch die konische Spanfläche und die Endfläche gebildeten Spanwinkels oder des Spanwinkels, der durch die zylindrische Spanfläche und die Endfläche gebildet wird, und des Krümmungsradius der Zylinderfläche kann man einen Spanwinkel mit jedem gewünschten Wert auswählen. Dadurch, daß man für den Spanwinkel jeden gewünschten Wert aussuchen kann, ist es auch möglich, erfindungsgemäße Bohrschrauben dann höchst wirksam zu verwenden, wenn Werkstücke aus sehr hartem Material, zB aus rostfreiem Stahl, zu befestigen sind .

Die beim Bohren und Gewindeschneiden entstehenden Späne können glatt entlang der Abflußflächen abgeführt werden, die, weil sie aus konischen Flächen gebildet sind, sich in dem Maße erweitern, wie sie sich von der Mittelachse des Einbohrendes entfernen. Sogar wenn ein Werkstück aus zähflüssigem Material besteht, ist keine Gefahr, daß die Spanflächen

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durch Späne verstopft werden, und die Bohrschraube dringt leicht in das Werkstück und befestigt es an seinem Ort. Eine erfindungsgemäße Bohrschraube läßt sich billig durch Spitzkneifen herstellen, so daß die Herstellungskosten viel niedriger liegen als bei denen, die durch spanabhebende Arbeitsverfahren hergestellt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungsfiguren, in denen die Erfindung an Ausführungsbeispielen ausführlich erläutert und schematisch dargestellt ist.

Es zeigen:

Pig. 1 eine Draufsicht auf den Kopf einer Bohrschraube;

Fig. 2 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Bohrschraube;

Fig. 5 eine Ansicht zur Erklärung der Spanabflußfläche;

Fig. 4 und 5 eine Vorderansicht bzw eine Draufsicht auf das Einbohrende einer erfindungsgemäßen Bohrschraube;

Pig. 6 eine Seitenansicht des Einbohrendes; Fig. 7 eine Ansicht eines eine Bohrung ausführenden Bohrendes;

Fig. 8 eine Seitenansicht ähnlich der Fig. 6 aber von einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 und 10 eine Vorderansicht bzw Seitenansicht der Ausführungsform von Fig. 8 zur Erklärung der Spanfläche;

Fig. 11 und 12 eine Vorderansicht bzw Seitenansicht ähnlich der Fig. 4 und 6 von einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

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Wie in den Pig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt die Bohrschraube einen Kopf 1, einen mit Gewinde gangen, die Muttergewindegänge in ein Werkstück einschneiden können, versehenen Schaft 2 und einen Einbohrendteil 3. Am Kopf 1 sind Mittel für den Eingriff eines Schraubendrehers vorgesehen, die bei der vorliegenden Ausführungsform als Kreuzschlitz 9 ausgebildet sind. Die Sehraubengewindegänge in dem Schaft 2 haben einen im Wesentlichen gleichmäßigen Außen- und Kerndurchmesser. Das Einbohrende 3 umfaßt einen zylindrischen Seil 4 mit einem im Bezug auf den Schaftdurehmesser vorbestimmten Wert, zwei nahe dem vorderen Ende des Zylinderteils 4 angeordnete Spanabflußflächen 5 und 5' t die hinsichtlich der Mittelachse des Einbohrendes geneigt und auf einander gegenüberliegenden Seiten dieser Achse angeordnet sind, sowie zwei Endflächen 6 und 6', die sich in der Mittelachse in Form eines Daches schneiden.

Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt die Spanfläche 5 einen zylindrischen Flächenteil 5a von federn gewünschten Zylinderdurchmesser, wobei der Flächenteil 5a in Bezug auf eine Schneidkante 7 einen Spanwinkel (rake angle) bildet, und einen konischen Fläehenteil 5b, der an den zylindrischen Flächenteil 5a angrenzt. Die Spanfläche 5 ist so geformt, daß sie in demjenigen ihrer Teile einen konstanten Krümmungsradius aufweist, in dem die Schneidkante 7 gebildet wird, und in dem konischen Plächenteil 5b der Spanfläche 5 wächst der Krümmungsradius in dem Maße, wie der Abstand von der Mittelachse des Zylinderteils wächst. Wie aus den Fig. 4t 5 und 6 erkennbar, ist die Mittelachse eines Zylinders O (siehe Fig. 3), der die zylindrische Spanfläche 5a bildet, parallel zu der Endfläche 6. Daher ist die Schneidkante 7, die einen in dem Schnitt zwischen der

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Zylinderfläche 5a und der Endfläche 6 angeordneten Grat "bildet, ebenfalls zur Mittelachse des Zylinders C parallel. Die Endfläche 6 "bildet in Bezug auf die Schneidkante 7 einen Anstellwinkel (relief angle) von angemessener Größe»

Eine Spanabflußflache 5' und eine Endfläche 6', die symmetrisch mit der Spanabflußfläche 5 "bzw Endfläche 6 in Bezug auf die Mittelachse des Einbohrendes 3 angeordnet sind, bilden zwischen sich eine Schneidkante 7' in derselben Weise, wie die Spanfläche 5 und die Endfläche 6 zwischen sich die Schneidkante 7 bilden. Die beiden Endflächen 6 und 6¹ sind im Zentrum des Bohrendes 3 einander benachbart und bilden, wie I¹Ig. 5 zeigt, einen Grat 8 von kurzer Länge, der als Meißel dient.

Im Betrieb gräbt sich das Einbohrende 3 sogleich in ein Werkstück 11 (Pig. 7) ein und formt ein loch, wobei wegen der erfindungsgemäß zylindrischen Spanflächen 5a und 5a¹ der Bohrdruck nur klein zu sein braucht. Mit anderen Worten: ein erfindungsgemäßes Einbohrende ist scharfkantig. Während eines Gewindeschneidvorganges an einem Werkstück gebildete Späne können in Form einer Spirale 10, wie in Pig. 7 gezeigt, oder in Stücken entlang der Spanflächen, hier auf den Plächenteilen 5b und 5b', die mit der Entfernung von der Mittelachse des Einbohrendes 3 in der Breite zunehmen, weil diese Spanflächenteile als konische Flächen ausgebildet sind, abgeführt werden.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Spanflächen 5 und 5¹ des Einbohrendes 3 jede die Form eines Konusteils haben, wobei die Mittelachse 12 eines jeden

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eine Spanfläche 5 bzw 5¹ bildenden leilkcnue, wie in Pig. 9 gezeigt, die Mittelachse 13 des Einbohrendes 3 unter einem Winkel a. schneidet, der kleiner ist als die Hälfte des die Schneidkante an der Spitze des Einbohrendes 3 bildenden Winkels. Wie aus I¹Ig. 10 ersichtlich, kommt die Mittelachse 12 des Konus nicht mit der Mittelachse 13 des Einbohrendes 3 in Berührung und liegt geringfügig außerhalb der Verlängerung dieser Achse. Außerdem liegt die Konusspitze, wie in Pig. zu sehen, vor dem &rat 8, wenn man in Eindringrichtung des Einbohrendes 3 sieht. Die Endfläche 6 bildet einen Anstellwinkel Ton passendem Wert in Bezug auf die Schneidkante 7.

Die Pig. 11 und 12 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, "bei der die Spanflächen 5 und 5¹ des Einbohrendes einen ebenen Flächenteil 5c und einen konischen Plächenteil 5b umfassen, wobei der Schnitt des ebenen Flächenteils 5c mit einer der Endflächen 6 oder 6¹ eine Schneidkante 7 oder 7' bildet. Die ebene Spanfläche 5c bildet einen Spanwinkel und die Endflächen 6, 6¹ bilden einen Anstellwinkel in Bezug auf die Schneidkante.

Die in den Pig. 8 und 11 gezeigten Ausführungsformen leisten Hervorragendes bei der Abfuhr der während des Gewindebohrvorgangs erzeugten Späne, was zu einer Erhöhung der Bohrgeschwindigkeit und infolgedessen zu einer Beschleunigung des Befestigungsvorgangs führt.

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Leerserte

Claims

Ansprüche

ΙΌ) Bohrschraube mit einem Gewindeschaft, Schraubenkopf und mit ihnen einstückig einem sich einbohrenden Endteil, wobei der Schaft mit Schraubengewindegängen von im Wesentlichen gleichem Außen- und gleichem Kerndurchmesser und der Kopf am einen Schaftende mit Mitteln zum Eingriff eines Drehwerkzeugs versehen ist, sowie der Einbohrteil am anderen Sehaftende einen mit dem Schaft koaxialen, zylindrischen Teil, zwei zur Mittelachse des zylindrischen Teils geneigte und in Bezug auf die Achse auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnete Spanabflußflächen und am Zylinder angeformte, eine Dachform miteinander bildende Endflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder der Spanabflußflächen (5» 5') ein im Wesentlichen konischer Flächenteil (5b, 5b^f) gehört, wobei der Schnitt jeder konischen Fläche mit jeder Endfläche (6, 6') eine Schneidkante (7, 7') und jede der konischen Flächen in Bezug auf eine der Schneidkanten einen Spanwinkel bildet, während jede der Endflächen in Bezug auf eine der Schneidkanten einen Anstell-winkel bildet.

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2. Bohrschraube nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder der Spanabflußflächen (5, 5¹) ein im Wesentlichen zylindrischer Flächenteil (5a, 5a¹) mit einer zu einer der Endflächen (β, β·) parallel angeordneten Achse und ein im Wesentlichen konischer, glatt in den zylindrischen Teil übergehender Flächenteil (5b, 5b¹) gehört, wobei der Schnitt jeder Zylinderfläche mit jeder Endfläche eine Schneidkante (7, 7¹) und jede der Zylinderflachen in Bezug auf eine der Schneidkanten einen Spanwinkel bildet, während jede der Endflächen in Bezug auf eine der Schneidkanten einen Anstellwinkel bildet.
3. Bohrschraube nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder der Spanabflußflächen (5, 5¹) ein ebener Flächenteil (5c) und ein im Wesentlichen konischer, in den ebenen Teil übergehender Flächenteil (5b, 5b·) gehört, wobei der Schnitt jeder ebenen Fläche mit jeder Endfläche (6, 6») eine Schneidkante (7, 7^f) und jede der ebenen Flächen in Bezug auf eine der Schneidkanten einen Spanwinkel bildet, während jede der Endflächen in Bezug auf eine der Schneidkanten einen Anstellwinkel bildet.

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