DE4434025A1 - Verfahren zum Bohren spröder Werkstoffe, Bohrer zur Durchführung des Verfahrens und Verwendung des Bohrers - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bohren spröder Werkstoffe, wobei mittels eines Bohrers mit einer Bohrstange, an deren vorderen Ende ein Bohrkopf angeordnet ist, der eine mit Schleif- oder Schneidmitteln versehene, um die Längsachse der Bohrstange rotierende Bohrkrone aufweist, eine Endbohrung erzeugt oder eine vorhandene Bohrung zu einer Endboh­ rung erweitert wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Bohrer für spröde Werkstoffe, mit einer um ihre Längsach­ se rotierbaren Bohrstange, an deren vorderen Ende ein Bohrkopf angeordnet ist, der eine mit Schleif- oder Schneidmitteln versehene erste Bohrkrone mit Außenabmessungen, denen bei Rotation um die Längsachse ein erster Hüllkreis zuzuordnen ist, aufweist.

Derartige Verfahren und Bohrer sind aus der Produktinformationsschrift "Forets couronne, Core drills, Bohrkronen" der Firma DIAMANT BOART bekannt. Darin sind Bohrer dargestellt, die eine mit einem Außengewinde versehene Bohrstange aufweisen, mittels der der Bohrer in einer Bohrmaschine gehalten werden kann. Am vorderen Ende der Bohrstange ist ein Bohrkopf mit einer Bohrkrone vorgesehen. Die Bohrkrone ist in Form einer Scheibe ausgebildet, die teilweise in den Bohrkopf eingelassen ist. Die Zylindermantelfläche der Bohrkrone und die dem zu boh­ renden Werkstoff zugewandte Stirnseite weist einen Diamantbelag auf. Die Längsachse der Bohrstange entspricht der Rotationsachse. Beim Rotieren des Bohrkopfes mitsamt der Bohrkro­ ne wirkt der Diamtbelag als Schleif- und Schneidmittel für den zu bohrenden Werkstoff, trägt diesen ab und erzeugt so die Bohrung. Bei der Rotation um die Rotationsachse ist der Bohrkrone ein Hüllkreis zuzuordnen, mit einem Durchmesser, der demjenigen der Bohrkrone entspricht. Der Durchmesser des Hüllkreises entspricht auch dem Durchmesser der erzeugten Bohrung.

Beim Bohren von spröden Werkstoffen werden in den Randzonen der Bohrung Materialschädi­ gungen induziert. Es hat sich gezeigt, daß bei spröden Werkstoffen, wie Glas oder Keramik, in den Randzonen Risse auftreten, die von der Schädigungsstelle ausgehend eine kurze Strecke ins Innere des Glases und dann im wesentlichen parallel zur abgetragenen Oberfläche verlau­ fen. Diese ellipsenförmigen, longitudinalen Risse führen zu einer Festigkeitsreduzierung des gebohrten Werkstoffes. Dabei ist die Rissentstehung und Rissausbreitung umso ausgeprägter, je höher die beim Abtrag des Werkstoffes auftretenden mechanischen Spannungen sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bohren spröder Werkstoffe, wo­ bei mittels eines Bohrers mit einer Bohrstange, an deren vorderen Ende ein Bohrkopf angeord­ net ist, der eine mit Schleif- oder Schneidmitteln versehene, um die Längsachse der Bohrstan­ ge rotierende Bohrkrone aufweist, eine Endbohrung erzeugt oder eine vorhandene Vorbohrung zu einer Endbohrung erweitert wird, und wobei der Bohrkopf mittels eines Führungselementes, das, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, hinter der Bohr­ krone angeordnet ist, in der Endbohrung geführt wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Bohrer zum Bohren spröder Werkstoffe, mit einer um ihre Längsachse rotierbaren Bohrstange, die an ihrem vorderen Ende einen Bohrkopf aufweist, der eine mit Schleif- oder Schneidmitteln versehene Bohrkrone mit Außenabmessungen, denen bei Rotation um die Längsachse ein äußerer Hüllkreis zuzuordnen ist, und ein Führungselement umfaßt, das, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, hinter der Bohrkrone angeordnet ist.

Aus Dubbel II, 1966, Seite 649 (Bild 134) ist ein Tiefbohrer in Form eines Spindelbohrers zum Bohren tiefer Löcher bekannt. Der Spindelbohrer weist einen Schaft auf, dessen vorderes Ende einen Bohrkopf trägt, der um die Längsachse des Schaftes rotierbar ist. Der Bohrkopf trägt eine mit einer Schneide versehene, im Querschnitt kreisförmige Bohrkrone. Beim Rotieren des Bohr­ kopfes ist der Bohrkrone ein Hüllkreis zuzuordnen, der dem Durchmesser der erzeugten Boh­ rung entspricht. In einem Bereich unterhalb der Bohrkrone ist der Bohrkopf mit Nocken verse­ hen. Bei Rotation um die Längsachse des Schaftes ist den Nocken ein Hüllkreis zuzuordnen, mit einem Durchmesser, der ebenfalls demjenigen der Bohrung entspricht. Die Nocken verhin­ dern so ein "Verlaufen" des Bohrers und erhöhen dadurch die Führungsgenauigkeit.

Das daraus zu entnehmende Verfahren und der bekannte Bohrer sind geeignet zum Führen des Bohrkopfes beim Bohren tiefer Bohrungen in Metallen, jedoch nicht in spröde Werkstoffen. Durch Schläge der rotierenden Nocken an die Innenwandung der Bohrung werden zusätzliche Risse im Randzonenbereich erzeugt. Diese verringern die Festigkeit des mit der Bohrung ver­ sehenen spröden Werkstoffes zusätzlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das ein schädigungsar­ mes und führungsgenaues Bohren tiefer Bohrungen in spröden Werkstoffe erlaubt, einen Boh­ rer hierfür bereitzustellen und eine geeignete Verwendung des Bohrers anzugeben.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs genannten Ver­ fahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzeugung der Endbohrung eine Vorbohrung erweitert wird, die mittels einer Bohrkrone, die in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen vor der die Endbohrung erzeugenden Bohrkrone und koaxial zu dieser auf dem Bohrkopf angeordnet ist, erzeugt wird. Mit der vorderen, ersten Bohrkrone wird eine Vorbohrung im Werkstoff erzeugt oder, sofern bereits eine Bohrung vorhanden ist, diese gerad­ linig erweitert. Die dabei auf den Werkstoff wirkenden mechanischen Scher- und Schlagbean­ spruchungen erzeugen an der Innenwandung der Vorbohrung einen geschädigten Randzonen­ bereich mit ellipsenförmigen, longitudinalen Rissen. Durch die Erweiterung der Vorbohrung wird der geschädigte Randzonenbereich entfernt. Bei der Erweiterung der Vorbohrung werden zwar neue Schädigungen im Werkstoff induziert. Der geschädigte Randzonenbereich kann aber da­ durch schmal gehalten werden, daß die Vorbohrung nur geringfügig erweitert wird, weil dabei auch nur entsprechend geringe mechanische Kräfte auf die Innenwandung der Vorbohrung wir­ ken. Zur Erzeugung der Endbohrung kann die Vorbohrung schrittweise erweitert werden, wobei der Abtrag von der Innenwandung der jeweiligen Vorbohrung gering gehalten werden kann und von Bohrung zu Bohrung abnehmen kann. Die einzelnen Bohrkronen sind auf einer gemeinsa­ men Achse, der Rotationsachse des Bohrers, angeordnet. Dadurch, daß die Erweiterung zur Endbohrung mittels Bohrkronen erfolgt, die derart koaxial zueinander verlaufen wird gewährlei­ stet, daß der Abtrag des Werkstoffes über den Umfang der Vorbohrung bzw. jeder Vorbohrung gleichmäßig erfolgt, so daß wiederum die beim Bohren auftretenden Kräfte gleichmäßig auf die Innenwandung der Bohrungen verteilt werden.

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn zur Erzeugung der Endbohrung mindestens zwei Vorbohrungen schrittweise erweitert werden, die mittels mindestens zweier Bohrkronen, die in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen vor der die Endboh­ rung erzeugenden Bohrkrone und koaxial zu dieser auf dem Bohrkopf angeordnet ist, erzeugt werden. Das schrittweise Aufbohren der Vorbohrungen zu der Endbohrung gewährleistet einen besonders schmalen Schädigungsbereich, wenn die Spantiefe gering gehalten wird. Die Span­ tiefe kann auch von der einen zur nächsten Bohrung jeweils verringert werden. In dieser Hin­ sicht hat es sich auch besonders bewährt, zur Erzeugung der Endbohrung den Durchmesser der vorhergehenden Bohrung nur geringfügig, vorzugsweise weniger als 0,8 mm, zu erweitern.

Besonders glatte und schädigungsarme Bohrungen werden erhalten, wenn die erste Vorboh­ rung mittels einer Bohrkrone erzeugt wird, die mit Diamantbelag einer mittleren Korngröße im Bereich von 200 µm bis 1000 µm, vorzugsweise von 570 µm bis 740 µm versehen ist, und daß jede weitere Bohrung mit einer Bohrkrone erzeugt wird, die mit Diamantbelag einer mittleren Korngröße im Bereich von 200 µm bis 300 µm versehen ist.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe weiterhin da­ durch gelöst, daß bei dem eingangs genannten, ein Bohren mit einem am Bohrkopf angeorden­ ten Führungselement betreffenden Verfahren, zwischen dem Führungselement und der Innen­ wandung der Endbohrung ein Druckpolster aufrechterhalten wird. Das Druckpolster verringert die Kontaktmöglichkeiten des Führungselementes mit der Innenwandung der Endbohrung, ins­ besondere verhindert es das Verklemmen des rotierenden Führungselementes. Weiterhin gleicht das Druckpolster gleicht auch Oberflächenrauhigkeiten der Innenwand der Endbohrung aus. Mittels des Druckpolsters wird somit ohne Berührung mit der Innenwandung der Endboh­ rung die Führung des Bohrkopfes durch das Führungselement gewährleistet.

Als besonders vorteilhaft hat sich ein Verfahren erwiesen, bei dem das Druckpolster zwischen dem Führungselement und der Innenwandung der Endbohrung in einem Sicherheitsspalt mit einer Spaltweite von weniger als 0,05 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,01 mm bis 0,03 mm, aufrechterhalten wird. Spaltweiten in diesem Bereich gewährleisten eine gute Führungsgenau­ igkeit bei gleichzeitig geringer Gefahr des Verklemmens der Führungselemente in der Endbohrung.

Besonders gute Ergebnisse werden mit einem Verfahren erzielt, bei dem daß das Druckpolster aufrechterhalten wird, indem der Endbohrung eine Flüssigkeit zugeführt wird. Flüssigkeiten sind leicht handhabbar, sie können gleichzeitig als Schmiermittel für die Bohrkrone dienen. Beson­ ders bewährt hat es sich die Flüssigkeit der Endbohrung durch im Führungselement vorgesehe­ ne Kanäle von außen zuzuführen. Bei einer derartigen Verfahrensweise sind keine zusätzlichen Zuleitungen für die Flüssigkeit erforderlich, die das Bohren möglicherweise stören oder sich in der Bohrung verklemmen könnten.

Als vorteilhaft hat sich ein Verfahren erwiesen, bei dem für die Führung des Bohrkopfes in der Endbohrung mehrere, über den Umfang des Bohrkopfes gleichmäßig verteilte Führungsele­ mente eingesetzt werden. Die gleichmäßige Verteilung verhindert Unwuchten. Gleichzeitig wird die Führungsgenauigkeit erhöht. Hierzu können die Führungselemente beispielsweise in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse des Bohrers und/oder in einer parallel zur Rotationsachse verlaufenden Ebene am Bohrkopf angeordnet sein.

Eine besonders schädigungsarmes und führungsgenaues Bohren tiefer Bohrungen erlaubt ein Verfahrens, bei dem mittels eines Bohrers mit einer Bohrstange, an deren vorderen Ende ein Bohrkopf angeordnet ist, der eine mit Schleif- oder Schneidmitteln versehene, um die Längs­ achse der Bohrstange rotierende Bohrkrone aufweist, eine Endbohrung erzeugt oder eine vor­ handene Bohrung zu einer Endbohrung erweitert wird, und bei dem der Bohrkopf mittels eines Führungselementes, das, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gese­ hen, hinter der Bohrkrone angeordnet ist, in der Endbohrung geführt wird, wobei zur Erzeugung der Endbohrung eine Vorbohrung erweitert wird, die mittels einer Bohrkrone, die in Längsach­ senrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, vor der die Endbohrung erzeugen­ den Bohrkrone und koaxial zu dieser auf dem Bohrkopf angeordnet ist, erzeugt wird, und wobei zwischen dem Führungselement und der Innenwandung der Endbohrung ein Druckpolster auf­ rechterhalten wird. Dabei erlaubt das schrittweise Aufbohren bis zur Endbohrung mittels einer stufenartig ausgebildeten Bohrkrone, bei der die einzelnen Bohrkronen auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet sind, wie oben bereits erläutert, die Erzeugung einer Endbohrung mit besonders glatter und schädigungsarmer Innenwand. Um die Qualität der so erzeugten In­ nenwand zu erhalten, ist das Druckpolster zwischen dem Führungselement und der Innenwand der Endbohrung vorgesehen, das auch bei tiefen Bohrungen eine Führung des Bohrkopfes in der Endbohrung ohne wesentliche Belastung oder Beschädigung der Innenwand ermöglicht.

Hinsichtlich des Bohrers wird die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe erfin­ dungsgemäß einerseits dadurch gelöst, daß, ausgehend von dem eingangs genannten Bohrer, der Bohrkopf eine zweite Bohrkrone aufweist, die, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, hinter der ersten Bohrkrone angeordnet ist, und die Außenab­ messungen aufweist, denen bei Rotation um die Längsachse ein koaxial zum ersten Hüllkreis verlaufender, zweiter Hüllkreis zuzuordnen ist, dessen Durchmesser größer ist als derjenige des ersten Hüllkreises. Die Längsachse der Bohrstange entspricht der Rotationsachse des Bohrers. Mit der vorderen, ersten Bohrkrone wird die Vorbohrung im Werkstoff erzeugt oder, sofern bereits eine Bohrung vorhanden ist, geradlinig erweitert. Der Durchmesser des der zwei­ ten Bohrkrone zuzuordnenden Hüllkreises entspricht dem Durchmesser der zunächst zu erzeu­ genden Vorbohrung. Die beim Bohren auftretenden mechanischen Scher- und Schlagbean­ spruchungen des Werkstoffes erzeugen an der Innenwandung der Bohrung einen geschädigten Randzonenbereich mit ellipsenförmigen, longitudinalen Rissen. Der hinter der ersten Bohrkrone angeordneten zweiten Bohrkrone ist ein Hüllkreis mit einem größeren Durchmesser zuzuord­ nen. Sie erweitert daher die Vorbohrung. Dabei wird der geschädigte Randzonenbereich der Vorbohrung entfernt. Bei der Erweiterung der Vorbohrung werden jedoch neue Schädigungen in der erweiteren Bohrung induziert, die jedoch eine geringere Schädigungstiefe aufweisen. Der geschädigte Randzonenbereich kann nämlich dadurch schmal gehalten werden, daß die Vor­ bohrung nur geringfügig erweitert wird, weil dabei auch nur entsprechend geringe mechanische Spannungen beim Bohren auftreten. Dadurch, daß die Hüllkreise der Bohrkronen in Bezug auf die Rotationsachse des Bohrers koaxial zueinander verlaufen wird gewährleistet, daß bei der Erweiterung der Vorbohrung die abgetragene Spantiefe, und damit die Verteilung der mechani­ schen Belastungen durch das Bohren, über den Umfang der Vorbohrung gleichmäßig ist.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform des Bohrers, bei der der Bohrkopf mindestens drei Bohr­ kronen aufweist, die, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, hintereinander angeordnet sind, und deren Außenabmessungen derart sind, daß die ihnen bei Rotation um die Längsachse der Bohrstange zuzuordnenden Hüllkreise koaxial zueinander ver­ laufen und in ihrem Durchmesser von vorne nach hinten zunehmen. Die Durchmesser der den Abmessungen der einzelnen Bohrkronen zuzuordnenden Hüllkreise können dabei so gewählt werden, daß, von dem Durchmesser der Vorbohrung ausgehend, die Erweiterung der Bohrung durch die jeweilige Bohrkrone sukzessive abnimmt. Hierdurch ist es möglich, eine besonders glatte und schädigungsarme Innenwandung der Endbohrung zu erzeugen. Eine Anzahl von vier bis sechs Bohrkronen hat sich als günstig erwiesen. Dadurch, daß die Hüllkreise der Bohrkro­ nen koaxial zueinander verlaufen wird wiederum ein gleichmäßiger Abtrag des Werkstoffes über den Umfang der jeweiligen vorhergehenden Bohrung ermöglicht.

Besonders bewährt hat es sich, den erfindungsgemäßen Bohrer so zu gestalten, daß, in Längs­ achsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, die letzte Bohrkrone Außenab­ messungen aufweist, denen bei Rotation um die Längsachse ein Hüllkreis zuzuordnen ist, mit einem Durchmesser, der nur geringfügig, vorzugsweise weniger als 0,8 mm größer ist als der entsprechende Hüllkreis der vorletzten Bohrkrone. Durch die geringfügige Erweiterung der Vor­ bohrung aufgrund der, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, letzten Bohrkrone, erfolgt nur noch ein leichter Abtrag des Werkstoffes mit geringen mechani­ schen Kräften. Dadurch sind die in der Innenwandung der endgültigen Bohrung induzierten Spannungen gering, ebenso wie die Tiefe der dabei erzeugten Schädigungszone.

Es hat sich bewährt, einen Bohrer mit Bohrkronen auszubilden, die koaxial zueinander ange­ ordnet sind. Hierdurch wird insbesondere die Schlagbeanspruchung der Bohrungs-Innenwand vermieden, die bei nicht koaxial zueinander angeordneten Bohrkronen beobachtet wird. Die Bohrkronen können beispielsweise in Form von Scheiben oder Ringen ausgebildet sein, die an ihrem Außenumfang mit zahnartigen Diamantleisten belegt sind.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Bohrkronen an ihrem Außenumfang mit Diamantbelag zu versehen. Aufgrund der großen Härte der Diamantkörnung erfolgt der Werkstoffabtrag in er­ ster Linie durch Anritzen und Ausbrechen der Glasoberfläche; bei geringen Spantiefen auch durch Abschleifen. Die Schädigungstiefe kann dadurch gering gehalten werden. Dabei hat es sich besonders bewährt, daß in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange ge­ sehen, die vorderste Bohrkrone mit Diamantkörnung einer mittleren Korngröße im Bereich von 200 µm bis 1000 µm, vorzugsweise von 570 µm bis 740 µm belegt ist, und daß weitere Bohr­ kronen mit Diamantkörnung einer mittleren Korngröße im Bereich von 200 µm bis 300 µm be­ legt sind. Mit einer Diamantkörnung, die von Bohrkrone zu Bohrkrone feiner wird, ist es mög­ lich, besonders glatte, schädigungs- und spannungsarme innere Oberflächen der Bohrung zu erhalten.

Vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform des Bohrers erwiesen, bei dem die Bohrkronen im wesentlichen in Form auswechselbarer Scheiben ausgebildet sind, deren in Richtung auf den zu bohrenden Werkstoff weisende Oberflächen segmentweise mit Diamantbelag versehen sind. Die Ausbildung in Form einer Scheibe erlaubt eine leichte Stapelbarkeit und Zentrierbarkeit der Bohrkronen auf dem Bohrkopf. Ihre Auswechselbarkeit gewährleistet, daß der Bohrer an unter­ schiedliche Ansprüche hinsichtlich Werkstoff und Bohrung leicht angepaßt werden kann. Die Abstufung der Durchmesser der Bohrkronen von der einen zu der nächsten Bohrkrone ist variabel. Der am Außenumfang angeordnete Diamantbelag kann in Form einer ebenfalls aus­ wechselbaren Diamantleiste an der Bohrkrone befestigt sein. Sofern keine Vorbohrung im Werkstoff vorhanden ist, kann es erforderlich sein, auch die dem Werkstoff zugekehrte Stirnsei­ te der ersten Bohrkrone mit Diamantbelag zu versehen. Für die erste Bohrkrone haben sich Diamantbeläge mit einer nach innen geneigten Stirnfläche bewährt. Für die auf die erste Bohr­ krone folgenden Bohrkronen sind hingegen Diamantbeläge mit senkrecht zur Rotationsachse des Bohrkopfes angeordneten Stirnflächen günstiger.

Weiterhin wird die oben angegebene Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ausge­ hend von dem eingangs beschriebenen, mit einem Führungselement versehenen Bohrer das Führungselement Außenabmessungen aufweist, denen bei Rotation um die Längsachse der Bohrstange ein koaxial zum äußeren Hüllkreis verlaufender, innerer Hüllkreis zuzuordnen ist, der um einen Sicherheitsspalt kleiner ist als derjenige des äußeren Hüllkreises. Der Sicherheits­ spalt verringert die Kontaktmöglichkeiten des Führungselementes mit der Innenwandung der Bohrung, insbesondere verhindert er das Verklemmen des rotierenden Führungselementes. Das Führungselement kann beispielsweise in Form einer am Umfang des Bohrkopfes angeord­ neten Leiste oder einer Spirale ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Sicher­ heitsspalt mit einer Spaltweite von weniger als 0,05 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,01 mm bis 0,03 mm erwiesen. Bei geringeren Spaltweiten nimmt die Gefahr des Verklemmens der Führungselemente in der endgültigen Bohrung zu, bei größeren Spaltweiten nimmt die Füh­ rungsgenauigkeit ab.

Besonders bewährt hat sich eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrers, bei dem mehrere Führungselemente vorgesehen sind, die bei Rotation um die Längsachse der Bohrstange demselben Hüllkreis zuzuordnen sind, wobei die Führungselemente über den Um­ fang dieses Hüllkreises gleichmäßig verteilt sind. Derartige Führungselemente können bei­ spielsweise in Form von am Umfang des Bohrkopfes angeordneten Leisten oder spiralförmig am Umfang des Bohrkörpers verlaufenden Erhebungen ausgebildet sein. Mehrere, gleichmäßig um den Umfang des Hüllkreises verteilte Führungselemente vermeiden Unwuchten bei der Ro­ tation um die Längsachse.

Ebenso hat es sich als günstig erwiesen, einen Bohrer so auszubilden, daß mehrere Führung­ selemente vorgesehen sind, denen bei Rotation um die Längsachse der Bohrstange gleiche, in Längsachsenrichtung der Bohrstange gesehen, hintereinander verlaufende Hüllkreise oder eine hohlzylinderförmige Hüllfläche zuzuordnen sind. Dadurch wird die Führungsgenauigkeit weiter erhöht. Mehrere hintereinander verlaufende Hüllkreise werden bei einer Ausführungsform des Bohrers erhalten, bei der mehrere Führungselemente, beispielsweise als hintereinander verlau­ fende, am Umfang des Bohrkopfes in jeweils einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse verteil­ te leistenförmige Erhebungen angeordnet sind. Eine hohlzylinderförmige Hüllfläche wird bei­ spielsweise bei Ausführungsformen erhalten, bei der die Führungselemente sich als zusam­ menhängende oder unterbrochene, langgestreckte Erhebungen am äußeren Umfang des Bohr­ kopfes spiralförmig oder parallel zur Längsachse der Bohrstange erstrecken. Wichtig ist, daß die Führungselemente so gestaltet sind, daß sie die Abfuhr des von der Bohrung abgetragenen Werkstoff noch zulassen.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, den Bohrkopf mit Halteflächen auszustatten, an denen die Führungselemente austauschbar befestigt sind. Die Halteflächen können beispiels­ weise mit Nuten oder anderen Befestigungselementen versehen sein, an denen die Führungse­ lemente verrutschsicher gehalten werden.

Als vorteilhaft hat es sich auch ein Bohrer herausgestellt, bei dem der Bohrkopf von einer In­ nenbohrung an seine Außenoberfläche reichende und im zwischen dem äußeren Hüllkreis und dem inneren Hüllkreis vorgesehenen Sicherheitsspalt mündende Zuführungskanäle für Gase und/oder für Flüssigkeiten aufweist. Diese Ausführungsform des Bohrkopfes erlaubt nicht nur die Zuführung von Spülmedium zur Bohrkrone, sie ermöglicht auch den Aufbau eines gasförmi­ gen oder flüssigen Druckpolsters zwischen der Wandung der endgültigen Bohrung und den Führungselementen. Beim Bohren werden hierdurch Kontakte der Führungselemente mit der Innenwandung der endgültigen Bohrung vermieden.

Für den Aufbau eines ausreichend hohen Druckpolsters hat es sich als günstig erwiesen, die Zuführungskanäle nach außen abzudichten, indem zwischen den Halteflächen des Bohrkopfes und den Führungselementen Dichtmittel vorgesehen sind.

Bewährt hat sich eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrers, bei dem mehrere Führungselemente in Form von Führungsleisten vorgesehen sind, die an im wesentlichen par­ allel zur Längsachse der Bohrstange verlaufenden Halteflächen des Bohrkopfes austauschbar befestigt sind. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, mindestens 4, jedoch maximal 8 Füh­ rungsleisten auf dem Umfang des Bohrkopfes zu verteilen. Vorteilhafterweise ist die Breite der Lücke zwischen den einzelnen Führungsleisten etwa gleich der Breite der Führungsleiste selbst. Eine besonders hohe Führungsgenauigkeit wird erhalten, wenn mehrere solcher Führungsleisten in einer Ebene parallel zur Längsachse der Bohrstange hintereinander ange­ ordnet sind.

Zur Erzeugung einer tiefen Bohrung in spröden Werkstoff mit hoher Führungsgenauigkeit und mit einer geringen Schädigung der Innenwandung der endgültigen Bohrung hat sich eine Aus­ führungsform des Bohrers besonders bewährt, mit einer Bohrstange, die an ihrem vorderen En­ de einen Bohrkopf aufweist, der mit einer um die Längsachse der Bohrstange rotierbaren und mit Schleif- oder Schneidmitteln versehenen ersten Bohrkrone mit Außenabmessungen, denen bei Rotation um die Längsachse ein erster Hüllkreis zuzuordnen ist, wobei der Bohrkopf minde­ stens eine weitere Bohrkrone aufweist, die, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, hinter der ersten Bohrkrone angeordnet ist, und die Außenabmessungen aufweist, denen bei Rotation um die Längsachse ein koaxial zum ersten Hüllkreis verlaufender, äußerer Hüllkreis zuzuordnen ist, und der mit einem Führungselement versehen ist, das, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, hinter der zweiten Bohr­ krone angeordnet ist, und das Außenabmessungen aufweist, denen bei Rotation um die Längs­ achse der Bohrstange ein koaxial zum äußeren Hüllkreis verlaufender, innerer Hüllkreis zuzu­ ordnen ist, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des äußeren Hüllkreises und bei der der innere Hüllkreis einen Durchmesser aufweist, der um weniger als 0,1 mm, vorzugsweise um einen Wert im Bereich von 0,02 mm bis 0,06 mm, größer ist als derjenige des äußeren Hüll­ kreises. Der Bohrer weist mindestens zwei Bohrkronen auf, die koaxial zueinander angeordnet sind und deren Durchmesser so gewählt sind, daß sich beim Aufeinanderstapeln ein stufenarti­ ger Aufbau ergibt. Unter dem Ausdruck "zweite Bohrkrone" wird dabei diejenige Bohrkrone ver­ standen, die die endgültige Bohrung erzeugt. Der stufenartige Aufbau der Bohrkronen erlaubt dabei, wie vorstehend erläutert, die Herstellung einer besonders glatten und schädigungsarmen Bohrung. Die Führungselemente gewährleisten eine exakte Führung des Bohrkopfes in der Bohrung ohne Berührung mit der Innenwandung, so daß die durch die Bohrkronen erzielte Oberflächenqualität der Bohrung auch bei tiefen Bohrungen erhalten bleibt und dies bei gleich­ zeitig hoher Führungsgenauigkeit der Bohrung.

Der erfindungsgemäße Bohrer hat sich besonders bewährt zur Erweiterung der Bohrung eines Quarzglas-Hohlzylinders. Quarzglas-Rohre werden beispielsweise als Halbfabrikat bei der Her­ stellung von Lichtwellenleitern eingesetzt. Ihre Bohrung weist fertigungsbedingt eine relativ rau­ he Oberfläche auf, die nach behandelt werden muß. Sie kann auch krumm innerhalb des Hohlzylinders verlaufen. Der erfindungsgemäße Bohrer erlaubt eine besonders effektive Nachbehandlung einer derartigen Bohrung, wobei glatte und schädigungsarme Innenwände er­ halten werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen im einzelnen in schematischer Schnittdarstellung

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Bohrer mit mehreren, stufenartig abgesetzten Bohrkronen in einer Seitenansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrers mit mehreren Führungselementen,

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Bohrer mit mehreren, stufenartig abgesetzten Bohrkronen und mit mehreren Führungselementen in einer Seitenansicht,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Führungselemente gemäß Fig. 3 in Höhe der Zuführungskanäle in einem Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Bohrkrone entlang der Linie A-A in Fig. 1.

In der Fig. 1 ist der Bohrkopf 1 an dem vorderen Ende ei­ ner Bohrstange 19 aufgenommen. An der Stirnseite des Bohrkopfes 1 sind insgesamt vier scheibenförmige, zahnradartige Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d auf einen Zapfen 4 aufgeschoben und darauf mittels einer Schraube 5, gegen Verdrehen gesichert, befestigt. Am Außenumfang der Bohrkronen 2a, 2b, 2c und 2d sind mit einem Diamantbelag versehene Diamantleisten 3 vorgesehen. Bei der vordersten Bohrkrone 2a zeigen die Diamantleisten 3 eine nach innen ge­ neigte Stirnfläche, während die Diamantleisten 3 bei den anderen Bohrkronen 2b, 2c und 2d mit einer senkrecht zur Rotationsachse 23 des Bohrkopfes 1 verlaufenden Stirnfläche ausgestattet sind.

Die zahnradartige Ausbildung der Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d ist am Beispiel der Bohrkrone 2d aus der Draufsicht gemäß der schematischen Darstellung von Fig. 5 ersichtlich. Die einzelnen Diamantleisten 3, im Fall der Bohrkrone 2d sind dies insgesamt neun, sind am Umfang eines im wesentlichen scheibenförmigen Haltekörpers 20 gleichmäßig verteilt angelötet. Der den Dia­ mantleisten 3 zuzuordnende Hüllkreis hat einen Durchmesser, der demjenigen der endgültigen Bohrung 9d entspricht. Der Durchmesser des Haltekörpers 20 ist jedoch kleiner als der Durchmesser der endgültigen Bohrung 9d, so daß das anfallende Bohrklein durch den Spalt 21 abgeführt werden kann.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Bohrkopf 1 in seinem hinteren Teil eine als Sackloch aus­ geführte, zentrale Innenbohrung 6 auf, die über Zuführungskanäle 7 für Spülflüssigkeit mit der äußeren Oberfläche des Bohrkopfes 1 in Verbindung steht. Der Bohrkopf 1 ist eingesetzt in ein Quarzglasrohr 8, wobei die Anfangsbohrung 9 des Quarzglasrohres 8 einen kleineren Durch­ messer aufweist als der Durchmesser der vordersten Bohrkrone 2a.

Nachfolgend wird anhand Fig. 1 eine Verfahrensweise zum Erzeugen tiefer Bohrungen in spröden Werkstoffen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bohrers beispielhaft erläutert. Die Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d sind so angeordnet, daß die vorderste Bohrkrone 2a zunächst die Vorbohrung 9a erzeugt, in welcher als Folge davon feine longitudinale Risse 10 entstehen. Die folgenden Bohrkronen 2b, 2c erweitern die Vorbohrung 9a zu den Bohrungen 9b und 9c. Der Durchmesser der Vorbohrung wird dabei zunächst um 1,3 mm erweitert. Anschließend wird unter einer Durchmessererweiterung von 0,8 mm die Bohrung 9c erzeugt. Unter Abtrag der je­ weiligen Glasschichten von der Innenwandung der Bohrungen entfernen die Bohrkronen 2b und 2c die zuvor entstandenen feinen longitudinalen Risse 10. Die hinterste Bohrkrone 2d er­ weitert die zuvor entstandene Bohrung 9c nur noch geringfügig um ca. 0,5 mm auf den endgül­ tigen Durchmesser der Bohrung 9d von 40 mm.

Während des Bohrens gelangt über die Innenbohrung 6 Spülflüssigkeit in Richtung der Rich­ tungspfeile 11 zu den Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d und nimmt durch deren zahnradförmige Lüc­ ken das anfallende Bohrklein mit.

Gleichen oder äquivalenten Bauteilen sind in den Figuren die gleichen Bezugsziffern zugeord­ net. In Fig. 2 ist der Bohrkopf 1 mit einer scheibenförmigen, zahnradartigen, an ihrem Außen­ umfang mit Diamantleisten 3 versehenen Bohrkrone 12 ausgestattet. Die Bohrkrone 12 ist auf dem Bohrkopf 1 mittels einer Schraube 5 verdrehsicher befestigt. Der Durchmesser der Bohr­ krone 12 entspricht dem Durchmesser der im Quarzglasrohr 8 zu erzeugenden endgültigen Bohrung 13 von 100 mm.

Der auf der Bohrstange 19 befestigte Teil des Bohrkopfes 1 ist im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und weist eine als Sackloch ausgeführte Innenbohrung 6 auf. Diese steht über Zu­ führungskanäle 7 für Spülflüssigkeit, mit der äußeren Oberfläche des Bohrkopfes 1 in Verbin­ dung. Auf die endgültige Bohrung 13 stützen sich über Druckpolster die Führungsleisten 14 ab.

Diese sind um die Längsachse der Bohrstange 19, die der Rotationsachse 23 entspricht, rotier­ bar. Die Führungsleisten 14 sind, gleichmäßig verteilt über den Umfang des Bohrkopfes 1, in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse 23 angeordnet. Der Abstand zwischen den einzel­ nen Führungsleisten 14 in einer Ebene entspricht etwa der Breite der Führungsleisten 14. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind drei dieser mit Führungsleisten 14 besetzten Ebenen vorgesehen, die in Richtung der Rotationsachse 23 gesehen, hintereinander und koaxial zuein­ ander verlaufen. Die aus Hartmetall bestehenden Führungsleisten 14 sind in Aufnahmenuten (nicht dargestellt) in vertikal orientierten Halteflächen 15 des Bohrkopfes 1 mittels Schrauben 16 befestigt. Die Zuführungskanäle 7 für die Spülflüssigkeit sind mittels elastischer Dichtungen 17, die zwischen den Führungsleisten 14 und den Halteflächen 15 angeordnet sind, nach au­ ßen abgedichtet.

Nachfolgend wird anhand Fig. 2 eine Verfahrensweise zum Bohren tiefer Bohrungen in sprö­ de Werkstoffe unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bohrers beispielhaft erläutert. Mittels der Bohrkrone 12 wird die endgültige Bohrung 13 im Quarzglasrohr 8 erzeugt. Dabei ist der Durchmesser der Bohrkrone 12 so gewählt, daß nur noch eine geringe Erweiterung der Vor­ bohrung 9 um 0,8 mm erfolgt. Dadurch werden die beim Abtrag des Quarzglases auf die Innen­ wandung der Bohrung 13 wirkenden mechanischen Kräfte gering gehalten, so daß eine relativ glatte und schädigungsarme Oberfläche erhalten wird.

Zur Verbesserung der Führungsgenauigkeit ist der Bohrkopf gemäß Fig. 2 mit Führungslei­ sten 14 versehen. Damit diese sich nicht auf die Innenwandung der vorher mittels der Bohrkro­ ne 12 erzeugten endgültigen Bohrung 13 festklemmen und dabei Risse in dem Quarzglasrohr 8 erzeugen, hat der Hüllkreis der Führungsleisten 14 einen kleineren Durchmesser als die Boh­ rung 13. Die Spaltweite des zwischen den Führungselementen 14 und der Bohrung 13 beste­ henden Sicherheitsspaltes 18 beträgt 0,01 mm. Während des Bohrens wird über die Innenboh­ rung 6 des Bohrkopfes 1 Spülflüssigkeit in Richtung der Richtungspfeile 11 zu der Bohrung 13 gepreßt. Dadurch baut sich zwischen den Führungsleisten 14 und der Innenwandung der Boh­ rung 13 ein Druckpolster auf, das die Führungsgenauigkeit des Bohrkopfes 1 gewährleistet, oh­ ne daß eine Berührung der Innenwandung der endgültigen Bohrung 13 erforderlich ist. Gleich­ zeitig dient die Spülflüssigkeit zum Kühlen der Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d und zum Herausspü­ len des anfallenden Bohrkleins.

Die schematische Darstellung in Fig. 4 verdeutlicht den Aufbau und die Wirkung der Füh­ rungsleisten 14. Im Ausführungsbeispiel sind sechs Führungsleisten 14 über den Umfang des Bohrkopfes 1 gleichmäßig verteilt. Die Führungsleisten 14 ragen über die Zylindermantelfläche 24 des Bohrkopfes 1 hinaus. Ihnen ist bei der Rotation des Bohrkopfes 1 um die Rotationsach­ se 23 ein Hüllkreis mit einem Durchmesser zuzuordnen, der um den doppelten Sicherheitsspalt 18 kleiner ist als derjenige der endgültigen Bohrung 13. Mittels der in Fig. 4 schematisch dar­ gestellten Dichtungen 17 zwischen den Führungselementen 14 und den Halteflächen 15 wer­ den die Zuführungskanäle 7 nach außen abgedichtet.

An der Stirnseite des Bohrkopfes 1 gemäß Fig. 3 sind mehrere scheibenförmige, zahnradarti­ ge, an ihrem Außenumfang und an der Stirnseite mit Diamantleisten 3 versehene Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d auf einen Zapfen 4 aufgeschoben und darauf mittels einer Schraube 5 verdrehsi­ cher befestigt. Der Bohrkopf 1 ist eingesetzt in ein Quarzglasrohr 8, das eine Anfangsbohrung 9 aufweist, die einen um ca. 5 mm kleineren Durchmesser aufweist als der Durchmesser der vor­ dersten Bohrkrone 2a.

In seinem hinteren Teil weist der Bohrkopf 1 eine als Sackloch ausgeführte, zentrale Innenboh­ rung 6 auf, die über Zuführungskanäle 7 für Spülflüssigkeit, mit der äußeren Oberfläche der Führungsleisten 14 in Verbindung steht. Zur Verbesserung der Führungsgenauigkeit ist der Bohrkopf 1 mit Führungsleisten 14 versehen, die sich auf die endgültige Bohrung 9d über Druckpolster abstützen. Die Führungsleisten 14 sind, gleichmäßig verteilt über den Umfang des Bohrkopfes 1, in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse 23 angeordnet. Der Abstand zwi­ schen den einzelnen Führungsleisten 14 in einer Ebene entspricht etwa der Breite der Füh­ rungsleisten 14. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind drei dieser mit Führungsleisten 14 besetzten Ebenen vorgesehen, die in Richtung der Rotationsachse 23 von vorne gesehen, hin­ tereinander und koaxial zueinander angeordnet sind. Dabei sind in jeder Ebene jeweils sechs Führungsleisten 14 gleichmäßig über den Umfang des Bohrkopfes 1 verteilt. Die aus Hartmetall bestehenden Führungsleisten 14 sind in Aufnahmenuten (nicht dargestellt) in vertikal orientier­ ten Halteflächen 15 des Bohrkopfes 1 mittels Schrauben 16 befestigt. Die Zuführungskanäle 7 für die Spülflüssigkeit sind mittels elastischer Dichtungen 17, die zwischen den Führungsleisten 14 und den Halteflächen 15 angeordnet sind, nach außen abgedichtet. Damit die Führungslei­ sten sich nicht auf die Innenwandung der vorher mittels der Bohrkrone 2d erzeugten endgülti­ gen Bohrung 9d festklemmen und dabei Risse in dem Quarzglasrohr 8 erzeugen, hat der Hüll­ kreis der Führungsleisten 14 einen kleineren Durchmesser als die endgültige Bohrung 9d. Die Spaltweite des Sicherheitsspaltes 18 beträgt 0,01 mm.

Nachfolgend wird anhand Fig. 3 eine Verfahrensweise zum Herstellen tiefer Bohrungen in spröde Werkstoffe unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bohrers beispielhaft erläutert. Die Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d sind so angeordnet, daß die vorderste Bohrkrone 2a zunächst die Vorbohrung 9a erzeugt, in welcher als Folge der dabei auf die Wandung wirkenden Kräfte feine longitudinale Risse 10 entstehen. Die folgenden Bohrkronen 2b, 2c erweitern die Vorboh­ rung 9a zu den Bohrungen 9b und 9c. Der Durchmesser der Vorbohrung wird dabei zunächst um 1,3 mm erweitert. Anschließend wird unter einer Durchmessererweiterung von 0,8 mm die Bohrung 9c erzeugt. Unter Abtrag der jeweiligen Glasschichten von der Innenwandung der Bohrungen entfernen die Bohrkronen 2b und 2c die zuvor entstandenen feinen longitudinalen Risse 10. Die hinterste Bohrkrone 2d erweitert die zuvor entstandene Bohrung 9c nur noch ge­ ringfügig um ca. 0,5 mm auf den endgültigen Durchmesser der Bohrung 9d von 60 mm. Durch diese Abstufung der jeweiligen Bohrungserweiterungen werden die beim Abtrag des Quarzgla­ ses auf die Innenwandung der Bohrungen 9a, 9b, 9c und insbesondere 9d wirkenden mechani­ schen Kräfte gering gehalten, so daß eine glatte und schädigungsarme Oberfläche erhalten wird.

Während des Bohrens wird über die Innenbohrung 6 Spülflüssigkeit in Richtung der Richtungs­ pfeile 11 durch die Zuführungskanäle 7 zu der Bohrung 9d gepreßt. Dadurch baut sich zwi­ schen den Führungsleisten 14 und der Innenwandung der endgültigen Bohrung 9d ein Druck­ polster auf, das die Führungsgenauigkeit des Bohrkopfes 1 gewährleistet, ohne daß eine Be­ rührung der Innenwandung der endgültigen Bohrung 9d erfolgt. Gleichzeitig dient die Spülflüs­ sigkeit zum Kühlen der Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d und zum Herausspülen des anfallenden Bohrkleins.

Da bei dem erfindungsgemäßen Bohrer die Zentrierung des Bohrkopfes 1 nicht von außen, sondern durch die von den Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d geschaffene Bohrung 9d selbst erfolgt, wird auch das Ausbohren von krumm verlaufenden ursprünglichen Bohrungen unter gleichmä­ ßigem Abtrag ermöglicht. Dies wird durch die der endgültigen Bohrung 9d stets folgenden Füh­ rungsleisten 14 erreicht. Gleichzeitig wird eine schädigungsarme Innenwandung der endgülti­ gen Bohrung erzielt, und zwar ebenfalls durch die stufenartig abgesetzten Bohrkronen 2a, 2b, 2c, 2d, einerseits und durch sich auf Druckpolstern abstützenden Führungsleisten 14 andererseits.

Claims (27)

1. Verfahren zum Bohren spröder Werkstoffe, wobei mittels eines Bohrers mit einer Bohrstange, an deren vorderen Ende ein Bohrkopf angeordnet ist, der eine mit Schleif- oder Schneidmitteln versehene, um die Längsachse der Bohrstange rotierende Bohrkrone aufweist, eine Endbohrung erzeugt oder eine vorhandene Bohrung zu einer Endbohrung erweitert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Endbohrung (9d) eine Vorbohrung (9a, 9b, 9c) erweitert wird, die mittels einer Bohrkrone (2a, 2b, 2c), die in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange (19) gesehen vor der die Endbohrung (9d) erzeugenden Bohrkrone (2d) und koaxial zu dieser auf dem Bohrkopf (1) angeordnet ist, erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß zur Erzeugung der End­ bohrung (9d) mindestens zwei Vorbohrungen (9a, 9b, 9c) schrittweise erweitert werden, die mittels mindestens zweier Bohrkronen (2a, 2b, 2c), die in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange (19) gesehen vor der die Endbohrung (9d) erzeugen­ den Bohrkrone (2d) und koaxial zu dieser auf dem Bohrkopf (1) angeordnet ist, erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Endbohrung (9d) der Durchmesser der vorhergehenden Vorbohrung (9c) nur geringfügig, vorzugsweise um weniger als 0,8 mm, erweitert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorbohrung (9a) mittels einer Bohrkrone (2a) erzeugt wird, die mit Diamantbelag (3) einer mittleren Korngröße im Bereich von 200 µm bis 1000 µm, vorzugsweise von 570 µm bis 740 µm versehen ist, und daß jede weitere Bohrung (9b, 9c, 9d) mit einer Bohrkrone (2b, 2d, 2c) erzeugt wird, die mit Diamantbelag (3) einer mittleren Korngröße im Bereich von 200 µm bis 300 µm versehen ist.

5. Verfahren zum Bohren spröder Werkstoffe, wobei mittels eines Bohrers mit einer Bohrstange, an deren vorderen Ende ein Bohrkopf angeordnet ist, der eine mit Schleif- oder Schneidmitteln versehene, um die Längsachse der Bohrstange rotierende Bohrkrone aufweist, eine Endbohrung erzeugt oder eine vorhandene Vorbohrung zu einer Endboh­ rung erweitert wird, und wobei der Bohrkopf mittels eines Führungselementes, das, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, hinter der Bohrkro­ ne angeordnet ist, in der Endbohrung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen dem Führungselement (14) und der Innenwandung der Endbohrung (9d, 13) ein Druckpolster aufrechterhalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckpolster zwischen dem Führungselement (14) und der Innenwandung der Endbohrung (9d, 13) in einem Si­ cherheitsspalt (18) mit einer Spaltweite von weniger als 0,05 mm, vorzugsweise im Be­ reich von 0,01 mm bis 0,03 mm, aufrechterhalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckpolster auf­ rechterhalten wird, indem der Endbohrung (9d, 13) eine Flüssigkeit zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit der Endboh­ rung (9d, 13) durch im Führungselement vorgesehene Kanäle von außen zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Füh­ rung des Bohrkopfes in der Endbohrung (9d, 13) mehrere, über den Umfang des Bohr­ kopfes (1) gleichmäßig verteilte Führungselemente (14) eingesetzt werden.

10. Verfahren nach nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 und nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9.

11. Bohrer für spröde Werkstoffe, mit einer um ihre Längsachse rotierbaren Bohrstange, an deren vorderen Ende ein Bohrkopf angeordnet ist, der eine mit Schleif- oder Schneidmit­ teln versehene, erste Bohrkrone mit Außenabmessungen, denen bei Rotation um die Ro­ tationsachse ein erster Hüllkreis zuzuordnen ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (1) eine zweite Bohrkrone (2b) aufweist, die, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange (19) gesehen, hinter der ersten Bohrkrone (2a) ange­ ordnet ist, und die Außenabmessungen aufweist, denen bei Rotation um die Längsachse (23) ein koaxial zum ersten Hüllkreis verlaufender, zweiter Hüllkreis zuzuordnen ist, des­ sen Durchmesser größer ist als derjenige des ersten Hüllkreises.

12. Bohrer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (1) mindestens drei Bohrkronen (2a, 2b, 2c, 2d) aufweist, die, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange (19) gesehen, hintereinander angeordnet sind, und deren Außenab­ messungen derart sind, daß die ihnen bei Rotation um die Längsachse (23) zuzuordnen­ den Hüllkreise koaxial zueinander verlaufen und in ihrem Durchmesser von vorne nach hinten zunehmen.

13. Bohrer nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Bohrkrone (2d) Außenabmessungen aufweist, denen bei Rotation um die Längsachse (23) ein Hüll­ kreis zuzuordnen ist, mit einem Durchmesser, der nur geringfügig, vorzugsweise weniger als 0,8 mm größer ist als der entsprechende Hüllkreis der unmittelbar davor angeordne­ ten Bohrkrone (2c).

14. Bohrer nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkro­ nen (2a, 2b, 2d, 2c) koaxial zueinander angeordnet sind.

15. Bohrer nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkro­ nen (2a, 2b, 2d, 2c) an ihrem Außenumfang mit Diamantbelag (3) versehen sind.

16. Bohrer nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange (19) gesehen, die vor­ derste Bohrkrone (2a) mit Diamantbelag (3) einer mittleren Korngröße im Bereich von 200 µm bis 1000 µm, vorzugsweise von 570 µm bis 740 µm belegt ist, und daß jede weitere Bohrkrone (2b, 2d, 2c) mit Diamantbelag (3) einer mittleren Korngröße im Bereich von 200 µm bis 300 µm versehen ist.

17. Bohrer nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkro­ nen (2a, 2b, 2d, 2c) im wesentlichen in Form auswechselbarer Scheiben (20) ausgebildet sind, deren in Richtung auf den zu bohrenden Werkstoff weisende Oberflächen segment­ weise mit Diamantbelag (3) versehen sind.

18. Bohrer für spröde Werkstoffe, mit einer um ihre Längsachse rotierbaren Bohrstange, die an ihrem vorderen Ende einen Bohrkopf aufweist, der eine mit Schleif- oder Schneidmit­ teln versehene Bohrkrone mit Außenabmessungen, denen bei Rotation um die Längsach­ se ein äußerer Hüllkreis zuzuordnen ist, und der ein Führungselement umfaßt, das, in Längsachsenrichtung auf das vordere Ende der Bohrstange gesehen, hinter der Bohrkro­ ne angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (14) Außenab­ messungen aufweist, denen bei Rotation um die Längsachse (23) der Bohrstange (19) ein koaxial zum äußeren Hüllkreis verlaufender, innerer Hüllkreis zuzuordnen ist, der um einen Sicherheitsspalt (18) kleiner ist als derjenige des äußeren Hüllkreises.

19. Bohrer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsspalt (18) eine Spaltweite von weniger als 0,05 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,01 mm bis 0,03 mm aufweist.

20. Bohrer nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Führungsele­ mente (14) vorgesehen sind, die bei Rotation um die Längsachse (23) der Bohrstange (19) demselben Hüllkreis zuzuordnen sind, wobei die Führungselemente (14) über den Umfang dieses Hüllkreises gleichmäßig verteilt sind.

21. Bohrer nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Füh­ rungselemente (14) vorgesehen sind, denen bei Rotation um die Längsachse (23) der Bohrstange (19) gleiche, in Längsachsenrichtung der Bohrstange (19) gesehen, hinterein­ ander verlaufende Hüllkreise oder eine hohlzylinderförmige Hüllfläche zuzuordnen sind.

22. Bohrer nach einem der Ansprüche 18 bis 21 dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (1) Halteflächen (15) aufweist, an denen die Führungselemente (14) lösbar befestigt sind.

23. Bohrer nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Bohrkopf (1) von einer Innenbohrung (6) des Bohrkopfes (1) an seine Außenoberfläche reichende, und im zwischen dem äußeren Hüllkreis und dem inneren Hüllkreis vorgesehenen Sicher­ heitsspalt (18) mündende Zuführungskanäle (7) für Gase oder für Flüssigkeiten aufweist.

24. Bohrer nach den Ansprüchen 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Abdich­ tung der Zuführungskanäle (7) nach außen, zwischen den Halteflächen (15) und den Füh­ rungselementen (14) Dichtmittel (17) vorgesehen sind.

25. Bohrer nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Führungselemente (14), die an im wesentlichen parallel zur Längsachse (23) der Bohrstange verlaufenden Halteflächen (15) des Bohrkopfes (1) austauschbar be­ festigt sind, zu einer Führungsleiste zusammengefaßt sind.

26. Bohrer nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 17 und nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 18 bis 25.

27. Verwendung eines Bohrers nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 17 und nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 25 zur Erweiterung der Bohrung (9) ei­ nes Quarzglas-Hohlzylinders (8).