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Hohlbohrer für Metall Zur Herstellung von Bohrungen verhältnismäßig
großen Durchmessers verwendet man Hohlbohrer. Da diese im Bohrloch einen Kern stehenlassen
und den Werkstoff nur in dem auszubohrenden Ringraum zerspanen, führen sie zu einer
wesentlichen Ersparnis an Werkstoff und Zerspanungsarbeit im Vergleich zur Verwendung
von Vollbohrern.
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Indessen bietet die Beseitigung der Späne gewisse Schwierigkeiten.
Denn diese müssen durch die verhältnismäßig engen Spalten abgeführt werden, die
sich zwischen dem hohlen Bohrerschaft und den Wandungen der im Querschnitt ringförmigen
Bohrung ergeben.
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Das Ziel der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten durch wirksame
Zuführung eines Spülmittels zum Bohrkopf zu vermeiden.
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Bei bekannten Hohlbohrern hat man das Spülmittel dein inneren Hohlraum
des Bohrers zugeführt. Es muß dann durch den engen Ringspalt hindurchfließen, der
sich zwischen den Innenwandungen des Bohrerschaftes und dem stehengebliebenen Kern
bildet. In diesem. Spalt gelangt dann das Spülmittel zum Bohrkopf, um dort die Späne
nach dem Außendurchmesser hin herauszuspülen. Eine wirksame Spülung läßt sich aber
auf diesem Wege nicht erreichen, weil bei Eintritt des Kühlmittels in die hohle
Bohrstange .durch die Querschnittsvergrößerung der Druck stark sinkt und infolgedessen
auch an den Schneiden des Bohrkopfes zu gering ist.
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Dieser nachteilige Druckabfall des Spülmittels würde auch nicht vermieden,
sondenz eher noch vergrößert werden, wenn man- in der Wandung des Hohlbohrers Kanäle
ausbohren würde, die von dem mittleren . Hohlraum
abzweigen und
zu den Schneiden führen, wie dies für hohle Spitzbohrer zum Herstellen langer enger
Bohrungen bekanntgeworden ist.
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Es sind auch Hohlbohrer mit nur einer Schneide bekannt, der das Kühlwasser
durch Röhren zugeführt wird. Erfahrungsgemäß werden hierbei diese Röhren durch die
sich zwischen der Bohrung und dem Kern anhäufenden Späne verbogen und leicht zerstört.
Auch lassen sich die Kühlröhren bei Hohlbohrern mit mehreren Schneiden nicht unterbringen.
Schließlich muß die Bohrerschaftwandung stark gehalten werden, damit der Durchmesser
des Kerns nicht so groß wird, daß er die Anordnung der Kühlröhren behindert. Erfindungsgemäß
ist nun der hohle Schaft des Bohrers doppelwandig aus starr miteinander verbundenen
Wänden gebildet, und sein Zwischenraum dient der Kühlmittelzuführung zu den Bohrkopfschneiden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird
der Schaft von gleichmistig ineinanderliegenden Rohren gebildet, zwischen deren
Enden Abstandsbuchsen eingeschoben sind.
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Zweckmäßig dient die eine Abstandsbuchse zum Befestigen des Bohrkopfes.
Zu diesem Zweck ragt sie über das Ende der Rohre hinaus und ist mit Längsbohrungen
versehen, die von dem Hohlraum der Bohrerschaftwandung aus zu einem Ringraum führen.
Dieser Ringraum wird von der Buchse und dem Bohrkopf gebildet und steht in Verbindung
mit Längsbohrungen des Bohrkopfes. Das Spülmittel tritt daher von dem Innenraum
der hohlen Wandung des Bohrerschaftes durch die Längsbohrungen der Buchse hindurch
in den Ringraum und gelangt von diesem aus durch die Längsbohrungen des Bohrkopfes
zu Mündungen, die in unmittelbarer Nähe der Schneiden liegen und auf diese gerichtet
sind. Die aus diesen Mündungen mit vollem Druck austretenden Strahlen des Spülmittels
können daher die Späne in besonders wirksamer Weise fortspülen. Der mit den Spänen
untermischte Spülmittelstrom fließt dann außen an dem Bohrerschaft entlang nach
der Mündung der Bohrung ab.
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Zur Zuführung des Spülmittels ist das innere Rohr mit Löchern versehen,
die mit Bohrungen im Einspannschaft in Verbindung stehen und das Spülmittel daher
vom Einspannschaft in die hohle Wandung des Bohrerschaftes überleiten.
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Zweckmäßig werden die Rohre und eine oder beide Abstandsbuchsen in
bekannter Weise mit Kupplungsklauen versehen, um das Drehmoment bei feststehendem
Werkzeug mit der erforderlichen Sicherheit aufnehmen bzw. bei umlaufendem Bohrwerkzeug
von der Bohrspindel über den Einspannschaft auf die hohle Wandung des Bohrerschaftes
und von dieser auf den Bohrkopf überleiten zu können. Wird der doppelwandige Bohrerschaft
sehr lang, so empfiehlt es sich, die ineinanderliegenden Rohre in bekannter Weise
durch zwischen ihnen liegende, unterbrochene oder schraubenförmige Zwischenstücke
gegeneinander abzustützen.
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Bei Hohlgesteinsbohrern ist es bekannt, den Schaft aus ineinandergesteckten
Rohren zu bilden, durch deren Zwischenräume das Spülmittel den Bohrkopfschneiden
zugeführt wird. Hierbei sind die Rohre jedoch nicht starr miteinander verbunden;
vielmehr steht das innere Rohr fest, während das äußere umläuft und die Bohrkrone
antreibt. Die besondere Flüssigkeitszuführung dient nicht dazu, die Schneiden zu
kühlen, sondern soll verhindern, daß der in das innere Rohr eintretende Gesteinskern
durch die Spülung zerstört wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in
den Zeichnungen veranschaulicht. In diesem zeigen Fig. i einen Längsschnitt durch
dein Hohlbohrer unter Fortlassung des mittleren Teiles seines Schaftes, Fig.2 die
Stirnansicht der zum Befestigen des Bohrkopfes dienenden Buchse, Fig. 3 den Längsschnitt
durch diese Buchse, Fig. 4. die Stirnansicht des Bohrkopfes, Fig. 5 den Schnitt
nach der Linie 5-6 der Fig. 4, Fig. 6 den Schnitt nach der Linie 6-6 der F- 4, Fig.
7 eine Teilansicht der Fig. i und Fig.8 eine der Fig.4 entsprechende An- j sicht
des Bohrkopfes mit eingesetzten Messern.
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Der hohle Schaft des Bohrers ist doppelwandig ausgebildet. Er besteht
aus zwei ineinanderliegenden Rohren i o, i i, zwischen denen ein Zwischenraum 12
frei bleibt, der zur Zuführung des Spülmittels zum Bohrkopf dient. Zwischen den
Enden der Rohre Io und i i sind Abstandsbuchsen eingeschoben, von denen die eine,
13, zum Befestigen des Bohrkopfes 26 und die andere, 15, zum Anschluß des Schaftes
an den Einspannschaft 16 dient.
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Die Buchse 13 ist i11 Fig. 2 und 3 für sich allein herausgezeichnet
dargestellt. Sie hat einen sich im Querschnitt verjüngenden kegülförmigen Ansatz
17, der finit äußeren und inneren schnigen Banden 18, i9 in einen z@-lindrischen
Teil 2o größerer Wandstärke übergeht. Wie Fig. i zeigt, sind die Rohre io und i
i über den Ansatz i; übergeschoben und an den Bunden 18 und io mit der Buchse
verschweißt.
Der Ansatz 17 hat vier rechteckige Ausschnitte 21, von deren Grund aus parallele
Bohrungen 22 verlaufen, die in vier Gruppen zu je drei ineinander übergehend angeordnet
sind, wie dies Fig.2 erkennen läßt. Diese Bohrungen treten an einem inneren Bund
23 des Teiles 2o nach innen aus (vgl. Fig. 3). Der Teil 2 o ist außerdem an seinem
Umfang mit vier sich in der Längsrichtung .erstreckenden Vorsprüngen 24 und mit
einem Innengewinde 25 zum Einschrauben des Bohrkopfes 26 versehen.
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Dieser ist in den zig. 4 bis 6 für sich allein leerausgezeichnet veranschaulicht
und mit 26 bezeichnet. Er besteht aus einer Buchse von gleichbleibendem Innendurchmesser
und einem sich stufenweise verjüngenden Außendurchmesser. Die mittlere Stufe 27
ist mit einem Gewinde versehen, das in das Gewinde 25 der Buchse B eingeschraubt
wird-Die letzte Stufe 28 legt sich dann an die Innenfläche 29 der. Buchse 13 und
bildet zusammen mit dem Bund 3o des Bohrkopfes deal in Fig. i bei 31 gezeigten Ringraum,
in den die Bohrungen 22 der Buchse 13 münden.
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Von dem Bund 3o aus verlaufen in der Längsrichtung des Bohrkopfes
26 Bohrungen 32, und zwar in vier Gruppen zu je fünf (vgl. Fig.4).
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Zwischen diesen Bohrungen liegen am linken Ende - des Bohrkopfes 26
vier Ausschnitte 33 zur Aufnahme der Bohrmesser 34 (Fig. i und S). Entsprechend
den Leisten 24 der Buchse 13 ist auch der Bohrkopf 26 mit Vorsprüngen 35 versehen,
so. daß sich verhältnismäßig breite Paßflächen 36 zur Aufnahme der Messer 34 ergeben.
Zwischen diesen Vorsprüngen ist die Stirnfläche des Bohrkopfes 26 abgeschrägt, wie
bei 37 veranschaulicht.
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Das dem Zwischenraum 12 in der später zu erläuternden Weise zugeführte
Spülmittel, z. B. Druckwasser, fließt also- durch die Bohrungen 22 der Buchse 13
dem Ringraum 31 zu, strömt von hier aus durch die Bohrungen 32 des Bohrkopfes 26,
durch deren Mündungen es in scharfem Strahl austritt und unmittelbar auf die Stellen
trifft, .an denen die Spanbildung erfolgt. Die Späne werden daher fortgespült und
fließen mit dem Strom an der Außenfläche des Bohrers in dessen Längsrichtung der
Mündung der Bohrung zu. Die Breite der Messer 24 ist so bemessen, daß der Bohrer
sich hinreichend frei schneidet, um den für diese Strömung erfoderlichen Querschnitt
freizulegen. In Fig.4 ist der Durchmesser der Bohrung durch den Kreis
38 angedeutet. Hier sieht man, daß insbesondere zwischen den Vorsprüngen
35 und 24 ein genügender Strömungsquerschnitt für das Spülmittel und die Späne frei
bleibt. Die Buchse 15 liegt über ihre ganze Länge hin zwischen den Rohren Io und
i i und ist mit diesen durch Schrauben 39 verbunden, die durch Schraubenlöcher der
Rohre und der Buchse hindurchgehen und in Gewindebohrungen des Einspannschaftes
16 eingeschraubt sind, auf deren Ende der hohle Bohrerschaft aufgeschoben ist.
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Der Einspannschaft 16 hat eine Längsbohrung 4o, der das Spülmittel
zugeführt wird. Von dieser Bohrung zweigen Querbohrungen-41 ab, die mit Löchern
42 des Rohres 11 in Verbindung stehen. Die Löcher 42 sitzen dicht vor der Buchse
15, so daß das der Bohrung 4o zugeführte Spülmittel durch die Bohrungen 41 und die
Löcher 42 hindurch in den -Zwischenraum 12 des Bohrerschaftes eintreten kann.
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Da die Schrauben 39 zur Aufnahme des Drehmoments bei festem Bohrwerkzeug
bzw. zu dessen Übertragung. ,auf den Bohrerschaft bei umlaufendem Werkzeug nicht
ausreichen würden, sind die Rohre i o, i i und die Abstandsbuchsen 15 zur Bildung
von Kupplungsklauen mit zwei gegenüberliegenden rechteckigen Ausschnitten 43 (Fig.
7) versehen, in- die entsprechende Kupplungszähne 44 einer Buchse 45 hineinragen.
Diese Buchse ist auf dem Einspannschaft 16 durch zwei gegenüberliegende Keile 46
befestigt und überträgt daher das Drehmoment vom Einspannschaft gleichmäßig auf
die beiden Rohre Io und i i.
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Wird der Bohrer sehr lang ausgeführt, so empfiehlt es sich, die Rohre
Io und i i durch unterbrochene oder schraubenförmige Zwischenstücke gegeneinander
abzustützen,- die in dem Zwischenraum 12 angeordnet werden. Auf diese Weise wird
die Festigkeit des Böhrerschaftes gegen Biegungs- und Drehbeanspruchungen wesentlich
erhöht.