DE2921190C2

DE2921190C2 - Blechschälbohrer, insbesondere zum Herstellen von Öffnungen in Karosserieteilen zur Hohlraumkonservierung

Info

Publication number: DE2921190C2
Application number: DE19792921190
Authority: DE
Inventors: Günter 6380 Bad Homburg Rothenberger
Original assignee: Rothenberger & Co Werkzeuge-Maschinen Kg 6000 Frankfurt De GmbH
Current assignee: Rothenberger & Co Werkzeuge-Maschinen Kg 6000 Frankfurt De GmbH
Priority date: 1979-05-25
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1985-05-09
Also published as: GB2050214A; GB2050214B; DE2921190A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Blechschälbohrer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Blechschälbohrer sind durch die US-PS 36 278 und das DE-GM 74 13 133 bekannt. Sie werden im allgemeinen zum Bohren von Löchern unterschiedlichen Durchmessers in dünnen Blechen benutzt, da sich der Bohrdurchmesser durch die gewählte Eindringtiefe leicht bestimmen läßt. Aufgrund der Schlankheit des Bohrkörpers haben solche Blechschälbohrer die Tendenz, sich in das Blech hineinzuziehen, so daß große Sorgfalt darauf verwendet werden muß, den Bohrvorgang bei Erreichen eines bestimmten Durchmessers abzubrechen, da ansonsten die Bohrung den Maximaldurchmesser des Bohrkörpers aufweist und dieser hinter das Blech gerät.

In letzter Zeit haben sich die Forderungen von Automobükäufem und -besitzern stark vermehrt, an ihren Kraftfahrzeugen eine sogenannte Hohlraumkonservierung vorzunehmen. Zu diesem Zweck werden die in Frage kommendden Hohlräume, die naturgemäß nur von der Außenseite her zugänglich sind, durch Anbohren mit zahlreichen Öffnungen definierten Durchmessers versehen, durch die zunächst ein Schlauch für das Einsprühen eines Konservierungsmittels (Öl, Fett, Harz etc.) weit in den Hohlraum eingeschoben wird, worauf nach Entfernen des Schlauches die Öffnungen durch pilzförmige Elastomerstopfen verschlossen werden. Wegen der Forderung nach einem definierten Bohrdurchmesser fur den Elastomerstopfen wurden für den genannten Zweck bisher stets Spiralbohrer verwendet. Diese erzeugen auf der Innenseite des Blechs einen starken Grat, der nicht entfernt werden kann, auch nicht durch eine Taumelbewegung des Spiralbohrers. Die Folge ist, daß der Schlauch sich nicht nur schwer in die Öffnung einschieben läßt, sondern daß er sich nach dem Konservierungsvorgang auch nur schwer wieder aus dem Hohlraum herausziehen läßt, weil er an dem Grat

ίο der Öffnung hängen bleibt und bei kräftigem Zug sogar eingeschnitten werden kann, so daß ein Herausziehen ohne völliges Durchtrennen des Schlauches völlig unmöglich wird. Der Schlauch verläuft in dem Hohlraum nämlich über eine größere Länge und stark gebogen, wodurch das Verhaken mit dem Grat begünstigt wird. Durch den Grat wird aber auch ein dichter Verschluß der öffnungen mittels des Elastomerstopfens unmöglich gemacht, der mit einer Ringnut versehen ist, deren Breite auf die Blechstärke, nicht aber auf das Maß Biechstärke + Grat abgestimmt ist, weil die Stärke des Grates nicht genau bestimmbar ist und der Grat auch stark zerklüftet bzw. gezackt ist. Der Grat verhindert ein exaktes Aufspreizen des pilzförmigen Teils des Elastomerstopfens, so daß dieser unter Umständen nicht sicher in

der öffnung gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blechschäibohrer der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß dieser zur Erzeugung von Bohrungen definierten Durchmessers ohne eine Einspannvorrichtung

jo mit Stützhülse als Anschlag auch zum einwandfreien Entfernen des Innengrats verwendet werden kann.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Blechschäibohrer erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patent-

anspruchs I.

Durch die CH-PS 4 97 941 ist ein Bohrer bekannt, bei dem der ursprünglich konusförmige Bohrkörper während des Herstellprozesses mit Stufen versehen wird, um Bohrungen abgestuften Durchmessers erhalten zu können. Abgesehen davon, daß die Schneidkanten im Bereich einer jeden Stufe durch ein kompliziertes Verfahren hinterschliffen werden müssen, stellt keine der Stufen einen Anschlag für die jeweils vorausgehende Stufe dar; dies würde nämlich den Einsatz der jeweils nachfolgenden Stufe ausschließen.

Sofern mit den vorstehend genannten Bohrern bzw. Blechschälbohrern beim Bohrvorgang Taumelbewegungen ausgeführt werden, würde dies allenfalls dazu führen, daß sich der Bohrer unkontrolliert noch weiter in das Blech hineinarbeitet, so daß eine Bohrung mit einem definierten Enddurchmesvr nicht entsteht. Auch ist es nicht möglich, mit derartigen Bohrern durch eine begrenzte Taumelbewegung eine rückseitige Entgratung der Bohrung auszuführen.

Durch die DE-OS 22 09 668 und den »Industrie-Anzeiger«, Nr. 50 vom 22. Juni 1977, Seite 927, ist es bekannt, Blechschälbohrern der eingangs beschriebenen Gattung Anschläge in Form von Hülsen zuzuordnen, deren vordere Stirnseite über d^;e Länge des Bohrkörpers verstellbar ist. Die Hülse ist mit Markierungen und einer Anzeigevorrichtung für den Bohrdurchmesser ausgestattet, so daß beim Bohren reproduzierbare Verhältnisse erzielt werden können. Der Blechschälbohrer selbst besitzt im Hinblick auf seinen Verwendungszweck keinen Anschlag. Die gesamte, aus Blechschäibohrer, Einspannvorrichtung und Hülse bestehende Vorrichtung ist relativ aufwendig und hat auch ein nicht unerhebliches Gewicht, zumal sämtliche Einzelteile auf

den maximalen Bohrdurchmesser ausgelegt sein müssen.

Auch bei derartigen, mit einer Anschlaghülse versehenen Blechschälbohrern ist eine rückseitige Entgratung der Bohrung durch eine Taumelbewegung beim Bohren nicht möglich. Hierbei würde nämlich der Bohrkörper um einen Auflagepunkt zwischen Hülse und Blech herumgeschwenkt und um ein entsprechendes Maß aus der „wor erzeugten Bohrung heraufgezogen, so daß sich nur noch ein kleinerer und elliptischer Querschnitt des Bohrkörpers in der Bohrung befindet. Der Neigungswinkel, mit dem die Taumelbewegung ausgeführt wird, müßte zumindest theoretisch größer sein als der halbe Öffnungswinkel des Bohrkörpers, um überhaupt die Möglichkeit einer rückseitigen Entgratung zu eröffnen. Hierbei würde jedoch der Bohrkörper soweit aus der Bohrung herausgezogen werden, daß eine Entgratung nicht mehr möglich ist; allenfalls würde der Bohrer anfangen zu rattern.

Der erfindungsgemäße Blechschälbohrer kann bei seineni Einsatz zunächst einma! bis zu dem ihm eigenen Anschlag in das Blech vorgeschoben werde i, wodurch sich auch ohne zusätzliche Hilfsmittel ein definierter Bohrdurchmesser ergibt. In dieser Lage befindet sich das Zylinderstück in der Bohrung. Wird der Bohrer nun am Ende des Bohrvorgangs zusätzlich zur Drehbewegung einer Taumelbewegung um die Bohrerachse unterworfen, so verbleibt hierbei die Ebene des Blechs im Bereich des Zylinderstücks, welches gleichfalls mindestens zwei Schneidkanten aufweist. Durch die Taumelbewegung erfolgt mittels dieser Schneidkanten ein geringfügiges weiteres Freischneiden der Bohrung, wodurch der gebildete Grat praktisch restlos entfernt wird. Ein auf den Bohrdurchmesser und die Blechdicke abgestimmter Elastomerstopfen läßt sich auf diese Weise leicht in die Bohrung eindrücken.

Es ist gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, die Spannuten auch durch den flanschförmigen Anschlag hindurch verlaufen zu lassen. Hierdurch werden auch in der ebenen Fläche des Anschlags Schneidkanten gebildet, welche einen etwa an der Außenseite des Blechs gebildeten Wulst entfernen, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich der Anschlag gleichfalls in das Blech hineinarbeitet.

Es ist auch gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, zwischen dem Zylinderstück und dem flanschförmigen Anschlag ein konusförmiges Übergangsstück anzuordnen, durch welches sich die Spannuten gleichfalls hindurch erstrecken und mit diesem anfasende Schneidkanten bilden. Durch dieses Merkmal erhält der Blechschälbohrer die zusätzliche Wirkung eines Senkers, d. h. die Bohrung v/ird auf mindestens einem Teil der Blechstärke konisch ausgebildet, wodurch das Eindrücken des Elastomerstopfens weiter begünstigt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und seine Wirkungsweise werden nachfolgend anhand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Blechschälbohrers mit einer dem Betrachter zugekehrten Spannut,

Fig. 2 einen Schniii durch den Gegenstand nach F i g. 1 entlang der Linie 11-11,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Hohlraum mi· zwei unterschieden hergestellten Bohrungen, wobei die linke Bohrung dur^h einen herkömmlichen Spiralbohrer und die rechte Bohrung durch den Gegenstand von F i g. J hergestellt worden ist, und

Fig.4 eine Seitenansicht eines handelsüblichen Eiastomerstopfens.

Der Blechschälbohrer nach den F i g. 1 und 2 weist einen konusförmigen Bohrkörper ί auf, der, abgesehen von einem kleineren Winkel zwischen seinen Mantellinien und der Bohrerachse, im wesentlichen dem Stande der Technik entspricht. Der Bohrkörper endet in einer stumpferen Anbohrspitze 2 und enthält entlang zweier diametral gegenüberliegender Mantellinien zwei Spannuten 3, durch die im Bohrkörper 1 zwei Schneidkanten 4 gebildet werden. Bei dem »Konus« handelt es sich nicht um eine exakte Kegelfläche in geometrischem Sinne; vielmehr tritt der Radius auf dem Umfang der Konusfläche ausgehend von der Schneidkante 4 geringfügig zurück. Der Ausdruck »Konus« bzw. »konusförmig« soll infolgedessen nur die Geometrie in groben Zügen beschreiben.

An den Bohrkörper 1 schließt sich ein Zylinderstück 5 an. wobei die in F i g. 1 obere Qwirschnittsfläche des Zylinderstücks 5 mit der unteren Quers^hnittsfläche des Bohrkörpers 1 kongruent ist. Dadurch entspricht der Durchmesser des Zylinderstücks 5 im wesentlid-en dem Maximaldurchmesser des Bohrkörpers 1. Auf der dem Bohrkörper abgekehrten Seite des Zylinderstücks 5 befindet sich ein flanschförmiger Anschlag 6, der die Eindringtiefe des Bohrers in das Blech begrenzt. Zwischen dem Zylinderstück 5 und dem Anschlag 6 befindet sich

ein konusförmiges Obergangsstück 7, dessen Mantellinien mit der Bohrerachse einen Winkel von 45 Grad einschließen.

Wie aus Fi g. 1 ersichtlich, erstrecken sich die Spannuten 3 über die Gesamtlänge von Anbohrspitze 2,

Bohrkörper 1. ZylinderstCtck 5, Übergangsstück 7 und Anschlag 6. Durch die unterschiedlichen Oberflächen der genannten Teile des Bohrers werderv mehrere voneinander unterscheidbare Schneidkanten gebildet, nämlich die Schneidkante 4 des Bohrkörpers 1, eine Jchneidkante 8 des Zylinderstücks 5, eine Schneidkante 9 im Übergangsstück 7 und eine Schneidkante 10 in der radialen Begrenzungsfläche des Anschlags 6. Durch den angegebenen Oberflächenverlauf des Bohrers verläuft die Schneidkante 4 (etwa) unter einem Winkel von 10 Grad, die Schneidkante 8 parallel. d^;? Schneidkante 9 unter einem Winkel von 45 Grad und die Schneidkante 10 unter einem Winkel von 90 Grad zur Längsachse des Bohrers. Die Schneidkanten beschreiben bei ihrer Bewegung um die Bohrerachse die Hüllfläche eines Körpers, der — sieht man von der möglichen Taumelbewegung des Bohren- einmal ab — das Aussehen der im Werkstück (Blech) erzeugten Bohrung beschreibt. Da sich das Blech in der Endphase der Bearbeitung im Bereich des Zylinderstücks 5 und des Übergangsstücks 7.

bei entsprechender Dimensionierung des Übergangsstücks 7 und entsprechend geringer Blech stärke sogar nur im Bereich des Übergangsstücks 7 befindet, entspricht die Bohrung im Blech im Bereich der Schneidkante 9 einem Hohlkegel, der auch als Fase bezeichnet wird. Ist die Blechstärke größer als die axiale Erstrekkung des Übergangsstücks 7. so schließt sich an den Hohlkcgel (Fase) ein entsprechend langer ^yi.ndrischer Teil der Bohrung an. Wie bereits einleitend ausgeführt wird durch eine der Drehbewegung des Bohrers überla-

b5 gerte Taumelbewegung seiner Achse ein etwa auf der Rückseite des Blechs entstehender Grat sehr weitgehend entfernt. Es ist dabei darauf zu achten, daß die axiale Erstreckung des Übergangsstückes 7 bzv/. der

Schneidkante 9 die minimale zu verarbeitende Blech stärke nicht übersteigt. Zum Zwecke des Einspannen* schließt sich an den Anschlag 6 ein Schaft 11 an.

Aus F-*ig. 2 ist noch ersichtlich, daß die Spannuten 3 im Querschnitt asymmetrisch ausgebildet und auf tier Seite ihrer Schneidkanten 4, 8, 9 und 10 in bezug auf einen durch die Schneidkanten gehenden Durchmesser »D« hinterschleifen sind. Auf die angegebene Weise wird eine besonders gute Spanabhebung erreicht, die frir ein gratfreies Bohren besonders wichtig ist. Die Drehrichtung des Bohrers ist durch einen Pfeil 12 angegeben. Es versteht sich, daß die Schneidkanten, auf tlie Drehrichtung bezogen, an der Rückseite der Spannuten bzw. an der Vorderseite des sich anschließenden vollen Materials angeordnet sind.

In F i g. 3 ist ein Hohlraum 13 einen Karosserieteils eines Kraftfahrzeuges dargestellt, der von zwei aus Blech bestehenden Wänden 14 und 15 begrenzt ist. Auf eier linken Seite des Hohlraums i3 ist zum Veij;!en.ii eine Bohrung 16 dargestellt, die mit einem handelsüblichen Spiralbohrer erzeugt wurde. Auf tier Rückseite der Wand 14 hat sich ein Grat 17 aufgebaut, dessen Tiefenerstreckung mindestens einem Teil der Blechstarke entspricht und dessen Kante stark gezackt und unregelmäßig abgebogen ist. Wird durch eine derartige Bohrung ein Schlauch 18 für die Einbringung eines Konservierungsmittels eingeschoben, so neigt der Schlauch spätestens beim Zurückziehen dazu, an einer scharfen Kante 19 des Grates 17 hängen zu bleiben und bei kräftigem Zug am Schlauch en ;'eschnitten zu werden.

Auf der rechten Seite des Hohlraums 13 ist eine Bohrung 20 angebracht, die kegelförmig ausgebildet ist. Dies bedeutet, daß die axiale Erstreckung des Übergangsstückes 7 (Fig. 1) genau der Blcchstärke entsprach. Auf der Kückseiie der Wand 14 hat sich cm kaum wahrnehmbarer Grat 21 gebildet, der jedoch im wesentlichen glatt ist und auf die Funktion der Bohrung 20 keinen schädlichen Einfluß hat.

In l·' i g. 4 ist ein elastomerer Verschlußstopfen 22 u.ir gestellt, der aus einem pilz- bzw. kegelförmigen Hinterteil 23. einem tellerförmigen Vorderteil 24 und einer dazwischenliegenden Ringnut 25 besteht, deren Grund durch ein zylindrisches Verbindungsstück 26 gebildet wird, dessen axiale Länge der Stärke der Wand 14 entspricht. Der Durchmesser des Verbindungsstücks 26 entspricht im wesentlichen dem kleinsten Durchmesser tier Bohrung 20. so daß der Verschlußstopfen 22 beim Eindrücken in die Bohrung 20 in Richtung des Pfeils 27 sicher und formschlüssig mit der Wand 14 verrastet wird. Durch die Kegelform der Bohrung 20 wird das Einführen des Hinterteils 23 wesentlich begünstigt

Für den Fall der Verwendung für die Konservierung

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noch möglich, die Baulänge des Bohrers zu verkürzen und diesen beispielsweise in der Ebene F-E(V i g. I) abzuschneiden. Selbstverständlich ist es in einem solchen Fall nicht möglich, mit diesem Bohrer auch die Anfangsbohrung herzustellen, weil die Anbohrspitze 2 fehlt. Daher wird die Aufgabe auf zwei Blcchschälbohrer verschiedener Größe verteilt, von denen der zuerst zum Einsatz Kommende einen Bohrkörper aufweist, der in etwa den innigen Teil entspricht, der in F i g. 1 oberhalb der Ebene f-C liegt. Mit einem solchen Blechschälbohrer wird dann die Eingangsbohrung hergestellt. Nachfolgend wird der »abgeschnittene« Bohrer zum Einsatz gebracht, der dann die Bohrung \u der weiter oben beschriebenen Weise fertigstellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Blechschäibohrer, insbesondere zum Herstellen von Öffnungen in Karosserieteilen zur Hohlraumkonservierung, mit einem konusförmigen Bohrkörper, der mindestens zwei, auf den Umfang verteilte, mit der Konusfläche Schneidkanten bildende Spannuten sowie eine stumpfere Anbohrspitze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der konusförmige Bohrkörper (1) durch ein Zylinderstück (5) nach rückwärts verlängert ist, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Maximaldurchmesser des Bohrkörpers (1) entspricht, daß sich auf der dem Bohrkörper abgekehrten Seite des Zylinderstücks (5) ein flanschförmiger Anschlag (6) befindet, und daß sich die Spannuten (3) auch über die Gesamtlänge des Zylinderstücks erstrecken.

2. Blechschälbohrer nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spannuten (3) auch durch den flanschförmigen Anschlag (6) erstrecken.

3. Blechschälbohrer nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Zylinderstück (5) und dem flanschförmigen Anschlag (6) ein konusförmiges Übergangsstück (7) befindet, durch das sich die Spannuten (3) gleichfalls hindurch erstrecken und mit diesem anfasende Schneidkanten (9) bilden.

4. Blechschälbohrer nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien des konusförmigen Übergangsstückes (7) mit der Bohrerachse einen Winkel von 30 bis 60 Grad, vorzugsweise von etwa 45 Grad, ein-jhließen.

5. Blechschälbohrer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Zylinderstücks (5) das 0,1- bis l,5fache «vines Durchmessers beträgt.