DE1904862A1 - Bohrer-Bohrerhalteraggregat - Google Patents

Description

Beschreibung .

zu der Patentanmeldung des Herrn Grover E₀ Hendricks, 22H1 Lake Street, Niles, Michigan, USA

betreffend

Bohrer-Bohrerhalteraggregat

Die Erfindung betrifft einen Bohrer mit einem daran angepaßten Bohrerhalter, dessen Schaft zum Einsetzen in eine Maschinenspindel ausgebildet ist' und dessen Sockel eine axiale Bohrung aufweist. Der Bohrer ist so ausgebildet, daß er wenigstens eine gerade Hut aufweist« Der Sockel nimmt wenigstens einen längsgerichteten Zapfen auf, der in die Bohrung hineinragte Der Bohrerschaft sitzt lose in der axialen Bohrung des Bohrerhalters, wobei der Ansatz komplementär in die Nut des Sockels, eingreift» Der .Bohrerhalter weist ferner eine lösbare Halteeinrichtung auf, mit der der Bohrer in dem Bohrerhalter gehalten wird» Die Antriebskupplung des Bohrers mit den Halter erfolgt durch den Eingriff des Zapfens in die Nut. .

Der Bohrerschaft ist so bemessen» daß ein geringes Spiel zwischen der Bohrung in dem Sockel des Halters besteht, um eine begrenzte Schwimmbewegung des Bohrers in Bezug auf den Halter zu ermöglichen, Dadurch wird erreicht» daß der Bohrer bei zunehmendem Eindringen in die Bohrung eines Werkstückes selbstsentrierend ist, so daß

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bei Verwendung eines Gewindebohrers ein genaues Gewinde hergestellt wird ό Bisher verwenden die üblichen Gewindebohrer ein mit Spalt versehenes Spannfutter mit einer oder mit mehreren Festspannschrauben, welche an einer Abflachung am Ende des Schaftes des Gewindebohrers angreifen, oder ähnliche Einrichtungen zum Festhalten des Bohrers in dem Halter«

Zum Kühlen des Gewindebohrers und zum Entfernen von Spänen während des Bohrens kann wenigstens ein Längskanal in dem Bohrer vorgesehen sein» Dieser Längskanal steht mit einer Ktihlmittelleitung in dem Bohrerhalter in Verbindung, deren Eingang an eine Kühlmittelquelle angeschlossen ist* Auf diese Weise läßt sich das Kühlmittel in dem Bohrer und um die Gewindegänge führen, so daß der Bohrer und das Werkstück gekühlt werden und die Schneid·= späne aus der Werkstückbohrung herausgeführt werden _a Die Längsbohrung ermöglicht ferner eine gleichmäßige Wärmebehandlung des Bohrers während dessen Herstellung«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrer mit daran angepaßtem Bohrerhalter zu schaffen, bei dem der Bohrer frei schwimmt und selbstzentrierend ist ο .

Die Erfindung ermöglicht die Verwendung von Bohrern mit zentralem Längskanal, durch den ein Kühlmittel geleitet wird, um den Bohrer zu kühlen und gleichzeitig die Schneidspäne aus einem ^v Werkstück zu entfernen«

Die Erfindung ist im folgenden an mehreren Ausführungsbeispielen anhand schematischer Zeichnungen ergänzend beschrieben« .

Figo 1 ist eine Seitenansicht eines Gewindebohrers für das Aggregat nach der Erfindung}

Figo 2 ist eine Stirnansicht des Gewindebohrers nach Fig. lauf das Schaftende gesehen;

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Figc 3 ist eine Teilschnittansicht der Schneidspitze

des Gewindebohrers nach Fig, I, wobei ein Stopfen in den Längskanal eingesetzt ist;

Fig« M ist ein Längsschnitt durch einen Bohrerhalter,

in den der Schaft des Bohrers nach Fig ₀ 1 eingesetzt ist;

Figo 5 ist eine.Stirnaneicht des Bohrers von Fig«, *♦ längs den Linien S-S gesehen,

Fig» 6 ist eine Stirnansicht des Bohrerhalters von Figo ^ vom Schaft her gesehen;

Fig. 7 ist ein Längsschnitt durch einen Teil des Bohrers und durch den Bohrerhalter mit einem eingebauten Kühlkanal;

Fig₀ 7a ist eine Teilschnittansicht der Stoßstelle zwischen dem Schaftende des Bohrers und dem Bohrerhalter nach Fig. 7;

Fig. 8 ist eine Schnittansicht durch einen Teil des Bohrers und einen Bohrerhalter ähnlich Figo 7, wobei jedoch ein mit Dichtungen versehener Ring auf den Schaft des Bohrerhalters aufgesetzt 1st, um das Kühlmittel einführen zu können;

Fig» 9 ist ein Längsschnitt durch einen Teil des Bohrers und durch einen Bohrerhalter ähnlich Fig. 7, wobei letzterer eine Klemmeinrichtung zum Festhalten des Bohrers in dem Bohrerhalter aufweist;

Fig. 10 ist ein Längsschnitt durch einen Teil des Bohrers und durch einen Bohrerhalter ähnlich Figo 9, jedoch mit einem um den Schaft des Bohrerhalters diehtsitzend liegenden Zuführungsring zum Zuführen dea Kühlmittelsο

Der in Figo 1 dargestellte Gewindebohrer 3Λ umfaßt einen Gewindebereich 10 in üblicher Ausbildung und einen Schaft 12„ Das vordere Ende des Gewindebereicha 10 ist verjüngt, und die Gewindegänge

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18 sind an der Stelle 32 unterschnitten, um eine Verjüngung an der Schneidspitze des Werkzeuges zu bilden» In dem Gewindebereich 10 sind Längsnuten 19 vorgesehen_s die sich über die gesamte Länge des Gewindebereiches erstrecken_e

Der Schaft 12 des Gewindebohrers IH ist zylindrisch und weist einen oder mehrere in Längsrichtung verlaufende gerade Nuten 16 auf, welche vorzugsweise in Fluchtung mit den Nuten 19 des Gewindebereiches liegen, so daß sie eine Fortsetzung derselben bilden₀ Der Gewindebohrer nach Figo 1 weist drei Nuten auf, die vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt sind« Die Anzahl und die Größe der Nuten 16 in dem Schaft 12 können je nach der Größe des Bohrers verschieden sein»

Der Gewindebohrer 14 weist vorzugsweise einen oder mehrere Längskanäle 20 auf9 die sich am besten über die gesamte Länge des Boh« rers erstrecken,, Die° Anzahl und Größe der Längekanäle kann in Abhängigkeit von der Größe des Bohrers und den gewünschten Wärmeübertragungseigenschaften variieren» Für kleinere Gewindebohrer reicht im allgemeinen ein Längskanal, welcher dann vorzugsweise gemäß den Fig» 1 bis 2 angeordnet ist.

Zusätzlich können eine Reihe radialer Bohrungen 22 vorgesehen sein, die in Verbindung mit dem Längskanal 20 stehen und in dem Gewindebereich 10 liegen und in die Nuten 16 münden₀ Die radialen Bohrungen 22 sind vorzugsweise in gleichem Winkelabstand um den Gewindebereich 10 verteilt_ö Die Anzahl, Größe und Anordnung der radialen Bohrungen 22 kann je nach der Größe und den gewünschten WärmeübertragungBeigenschaften des Gewindebohrers variieren« In den Zeichnungen münden die radialen Bohrungen 22 in den Nuten 19, um das Entfernen der SchneidspHne zu erleichtern und um den Bohrer gut kühlen zu können₀ Sie können !©doch auch an anderen Stellen liegen, etwa um die Gewindegänge 18 zu unterbrechen, falls die Nuten des Gewindebohrers sich nicht Über dessen ganze Länge

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erstrecken sollten oder falls es aus einem anderen Grunde dienlich ist. In jedem Fall ist es günstig, wenn wenigstens eine radiale Bohrung 22 in der Nähe des Schneidkopfes des Gewindebohrers liegtο

Das vordere Ende des Längskanales 20 ist mit einem Gewinde 30 versehen. In dieses kann eine Schraube 32 in den Längskanal 20 an der Stelle 30 eingeschraubt werden,, um zu gewährleisten, daß die in den Kanal 20 eintretende Kühlflüssigkeit ausschließlich durch die radialen Bohrungen 22 ausströmt. Die Verwendung der Verschlußschraube 32 xs[t dann angebracht, wenn der Gewindebohrer zum Herstellen eines Gewindes in einer durchgehenden Bohrung verwendet wird. Beim Gewindebohren eines Blindloches wird die Verschlußschraube 32 besser entfernt. Der Gewindebohrer kann für manche Anwendungsfälle mit einer vorderen Stirnwand über dem Längskanal 20 versehen sein, wobei die Stirnwand mit dem Gewindebohrer ein Teil bildet.

Der rückwärtige Stirnbereich 23 des Schaftes 12 kann eine zylindrische Form mit verringertem Durchmesser aufweisen, um eine Ringschulter 2k zu bilden, die als Auflage für eine Ringdichtung dientο Inmitten der Länge des Schaftes 12 ist eine Umfangsnut 26 angeordnet, die nach innen konvergierende Seitenwände aufweist« Vor der Urafangsnut 26 liegt eine weitere Umfangsnut 28 an einer Stelle des Schaftes 12, die vor dem Bohrerhalter hervorragt und . im Abstand von dem Gewindebereich 10 liegt. Die Tiefe, Breite und Lage dieser sogenannten Schernut ist so bemessen, daß bei einer zu hohen Belastung des Gewindebohrers ein Bruch in dieser Schernut auftritt, so daß ein Stuck des Bohrerschaftes» der noch aus dem Werkstock herausragt,- mit einem Werkzeug gefaßt und aus dem Werkstück wieder herausgedreht werden kannο

Fig. H zeigt einen Halter mit elngeseistem Gewindebohrer IH_% Der Halter umfaßt einen Schaft HO von zylindrischer oder konischer

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Gestalt, der in sine Maschinenspindel (nicht dargestellt) eingesetzt werden kann und ein Teil mit dem zylindrischen Sockel 44 bildete Am rückseitigen Ende 41 des Schaftes 40 kann ein Zapfen 42 vorgesehen sein, der in die Haschinenspindel eingreiftο

Der Sockel 44 weist eine axiale Bohrung 46 auf₉ die durch eine innere Stirnwand 48 und ein@ Zylindermantelflache 49 begrenzt ist₉ welche durch eine oder mehrere längsgerichtete, teilzylindrische Nuten SO unterbrochen isto Bei dein Ausführungsbeispiel sind drei Nuten dargestellt, die gleichmäßig über den Umfang verteilt liegen und an den Stirnwänden 52 enden* Der Radius jeder Nut 50 ist größer als die radiale Entfernung- deren Achse von der Sockel-* wand 49» so daß jede Nut 50 über ihre ganze Länge mit dem Sockel 46 in Verbindung steht_o

In jede Nut 50 paßt ein zylindrischer Zapfen 54 und ragt entlang seiner Länge in den Sockel 46 ein, wie in Figo 5 dargestellt ist=, Die Anzahl der Nuten 50 und der Zapfen 54 ist im allgemeinen gleich der Anzahl der Nuten 16 in dem Schaft des Gewindebohrers« Der Sockel 44 weist eine Gegenbohrung 56 an seinem vorderen Ende auf. Im inneren Teil der Gegenbohrung 56 ist eine Umfangsnut 58 vorgesehen, in die ein Federring 60 eingelassen ist, um die Enden der Zapfen 54 am Herausfallen zu hindern_o

Der Schaft 12 des Gewindebohrers ist herausnehmbar in den Sockelhalter 46 bis an die Stirnwand 48 eingesetzt, wobei ein Ansatz 54 in jeder Nut 16 sitzte Der Schaft 12, der Sockel 46 und die Zapfen 54 sind so bemessen, daß der Gewindebohrer lose in Halter gehalten wird, etwa mit einem Spiel von 0_s07 bis O₈S Der Soekelbereich 44 weist ©ine Anzahl mit Gewinde versehene radialer Bohrungen 62 auf, welche mit d@m Sockelteil 48 zwisefeen den Nuten 50 in Verbindung stehen und welche mit der Nut 2S iß dem Gewindebohrer 14 fluchten, wenn letzterer In den Haltes» elngc setzt ist (Fig. 4). In jeder BoSnmng. 62 sitzt eine ICc

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64, welche so bemessen ist, daß bei der Anlage des Schraubenkopfes an der durch eine Ausnehmung gebildeten Schulter 65 in dem Sockel 44 die Sehraubenspitze 66 in der Nut 26, jedoch in Abstand von dem Grund dieser Nut liegt, so daß der Gewindebohrer 14 nicht aus dem Halter herausgezogen werden kann, jedoch eine seitliche Bewegung innerhalb der axialen Sockelbohrung 46 möglich isto .- ■ - .

Figo 7 zeigt eine gegenüber Figo 4 abgeänderte Ausführungsform, die sich insbesondere für Maschinen eignet, etwa Revolverteil·=* köpfe, in denen das Werkzeug festgehalten ist und das Werkstück rotierte In dem Sockel 44 befindet sich ein Kühlmittelkanal 66, der in der Stirnwand 48 des Gehäuses des Sockels 46 mündet und in Fluehtung mit der Bohrung 20 in dem Gewindebohrer 14 liegt, der in den Sockel 44 eingesteckt ist* Der Stirnbereich 23 des Gewindebohrers trägt einen Dichtungsring 68, der an der Schulter 24 am Schaftende des Gewindebohrers 14 anliegt„ Die Stirnwand 48 der Aufnahmebohrung 46 ist mit einer ringförmigen Ausnehmung versehen, um den einen geringere Durchmesser aufweisenden Endbereich 23 des Schaftes 12 aufzunehmen_e Der Dichtungsring weist einen solchen Querschnitt auf, daß er zusammengedrückt werden kann und an den Wänden 49 und 51 der Ausnehmung, dem Endbereich 23 und der Schulter 24 anliegt, welche den die Ringdichtung aufnehmenden Raum begrenzen, wenn der Gewindebohrer in Längsrichtung weiter in die Bohrung 46 des Sockels gedrückt,wird, und zwar durch die Keilwirkung der Schrauben 64 an der sqhrägen Wand 27 der Nut 26 ₀ Der.. Durchtritt 66 für das Kühlmittel verläuft an der Stelle 7.2 in radialer Richtung und weist einen mit Gewinde versehenen Eingang 74 auf, an den ein Fitting und eine Kühlmittelleitung (nicht dargestellt) angeschlossen werden kann«

Bei Gewindebohrarbeiten, bei denen der Gewindebohrer sieh drehend in das Werkstück eindringt, kann der Halter gemäß Fig. 8 abgeändert sein» Er umfaßt einen Sockel 44 mit zwei konzentrischen Be reichen 75 und 76 mit geringerem Durchmesser, die an den Schaft

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HO und die beiden ümfangsschultern 77 und 78 angrenzen _o Um den zylindrischen Teil 76 und an der» angrenzenden Schulter 78 ist ein Ringteil 80 drehbar gelagert» Die Stirnflächen 82 des Ringteiles 80 weisen jeweils eine konzentrische Ausnehmung 84 auf₉ in der eine Ringdichtung sitzt₉ etwa eine labyrinthartige innere Dichtung 86 mit einer äußeren Halteplatte 88. Das Ringteil 80 ist um den zylindrischen Bereich 76 des Sockels 44 mittels eines, Federringes 92 gehalten, der in einer Umfangsnut 90 des Schaftes sitzt und an der Haltescheibe 88 anliegt_o Die innere, als Lager» flache dienende Bohrung des Ringteiles 80 weist eine Umfangsnut 9** auf. Das Ringteil 80 enthält ferner eine radiale Bohrung 96, die mit der Umfangsnut 94 in Verbindung steht= Die Bohrung 96 ist mit Gewinde versehen₉ in das ein Fitting zum Anschluß einer Kühlmittelleitung (nicht dargestellt) eingeschraubt werden kann» In dem Halter ist eine Kühlmittelleitung 98 vorgesehen, welche mit ihrem einen Ende mit dem zentralen Kanal 20 des Gewindebohrers in Verbindung steht und mit dem anderen Ende in die Umfangenut 94 des Ringteiles 80 mündet=

Fig. 9 zeigt eine weitere Einrichtung zum Verhindern der Längsbewegung des Gewindebohrers 14 innerhalb des Haltersο Um das vordere Ende des Sockels 44 ist ein ringförmiger Außenflansch 102 gebildete Der Sockel 44 weist ferner eine Anzahl im wesentlichen in gleichen Abständen angeordneter radialer Bohrungen 103 auf,welche mit der Nut 26 in dem Gewindebohrer 14 fluchten und in Verbindung stehen, wenn der Gewindebohrer in den Halter eingesetzt ist». Um den Sockel 44 ist ein Kragenteil 104 gleitbeweglich angeordnet, liegt über einer Bohrung 103 und weist vorne eine Ringschulter 106 auf, die an den Ringflansch 102 anliegt» Der rückwärtige Bereich 108 des Kragenteiles 104 weist eine geringere Dicke auf und bildet einen ringförmigen Hohlraum zur Aufnahme einer Schrauben*·= feder 112, die um den Sockel 44 liegt* Das eine Ende der Feder 112 liegt an der Innenschulter 114 des Kragenteiles 104 an, während das andere Ende der Feder an dem Haltering 116 anliegt, der

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in der Umfangsnut 118 des Sockels 44 liegt» In jeder Bohrung 103 sind eine Anzahl Kugeln 120 gleitbeweglich angeordnet. Der innere Stirnbereich jeder Bohrung 103 ist geringfügig verjüngt bis auf einen kleineren Durchmesser als dem Durchmesser der Kugeln entspricht» so daß diese nicht in die Sockelbohrung 46 austreten können, wenn der Gewindebohrer aus dem Halter herausgenommen wird. Die Größe und die innere Weite jeder Bohrung 103 sind so gewählt, daß bei aufgesetztem Kragenteil 104, wenn also die außenliegende Kugel an diesem Kragenteil anliegt, die innenliegende Kugel zum Teil in die Hut 26 des Gewindebohrers, jedoch von der Basis der Nut entfernt, liegt und möglichst an der schragen Seitenwand 27 der Nut angreift»

Fig» 10 zeigt eine gegenüber Fig. 9 abgeänderte Ausführungsforra, bei der das Hingteil 80 mit den Dichtungsringen 86 und 88 wie bei Fig. 8 auf dem Schaft des Halters angeordnet istο

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Bahrer-Bohrerhalteraggregat, mit einem Bohrerhalter und in eine, Aufiiahiaedffnung desselben einsteckbaren Bohrern, insbesondere Gewindebohrern, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (12) des Bohrers (14) mindestens eine in Längsrichtung verlaufende gerade Nut Ciß) aufweist, und daß der Bohrerhalter einen Sockel (44) aufweist, in dessen als axiale Bohrung ausgebildete Aufnahmeöffnung (47) ein in Längsrichtung verlaufender Zapfen C54) hineinragt, der von des» Nut ClS) des Bohrers aufgenommen werden kann, und daß eine Halteeinrichtung zum Sichern des Bohrers gegen eine Längsbewegung vorgesehen Ist«

2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daS der Sockel (44) des Halters wenigstens eine in Längsrichtung sich erstreckende, mit ä&v Aufnahmaöffnung (46) in Verbindung stehende Nut (50) aufweist, und daß in jeder Nut CSO) ein Zapfen (54) angeordnet ist«

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge k e η η -zeichnet, daß der Schaft (12) des Bohrers (14) eine Uafangsnut aufweist, und daß der Sockel (44) eine in radialer Richtung angreifende Spanneinrichtung aufweist, die mit der Umfangsnut C26) zusammenwirkt.

4_O Vorrichtung nuäh Anspruch 3, dadurch ge k e η η'ζ, ei oh« net , daB dia Spanneinrichtung eine Schraube (64) bildet ₉ die > in ®1?ι·3™ GswindebohruBg (62) sitzt ο

Se Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch geke-nn-s e-.iohset , ds3 die Schraube (SU) @in@ Zylinderkopf schraub® bildet, 'deren I*änge so bemessen ist, daß äi-s Spitz« (6S) d@z> Schraub® in fest eingesehraubten ■-Zustand derselben im Abstand von a®m ©rtmd der Nut C2S3 liegt. .

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6o Vorrichtung nach Anspruch H, dadurch gekenn ze ich*» net, daß die Spanneinrichtung mindestens eine radiale Bohrung (103) in dem Sockel (¹MO aufweist, welche mit der Nut (26) des Bohrers ClU) fluchten und in Verbindung stehen, wenn der Bohrer in den Halter eingesetzt ist, und daß mindestens ein Gleitteil (120) in jede radiale Bohrung (103) eingesetzt ist, und daß eine lösbare Einrichtung (10Ό über einen die Bohrungen (103) aufweisenden Bereich des Sockels (»MO- angeordnet ist, wobei die Gleitteile in der Haltestellung des Teiles (10·*") über die Oberfläche der Aufnahmeöffnung (·*6) hervorragen,

7₀ Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch g e k e η η ζ e ichnet , daß der Bohrer einen Längskanal (20) aufweist und daß der H&lter einen Durchtritt (98) umfaßt, der mit der Aufnahmeöffnung (H6) in Verbindung steht zum Zuleiten eines Kühlmittels.

8 ο Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (68) am hinteren Stirnbereich (23) des Bohrers vorgesehen ist«

9 β Vorrichtung nach Anspruch 7 otter 8, dadurch ge k e η η zeichnet, daß die Kühlmittelleitung (98) an einer Stelle des Schaftes (UO) des Halters mündet, und daß ein Ringteil (80) um die Austrittsstelle der Kühlmittelleitung gelegt ist, der eine mit der Austrittsstelle in Verbindung stehende innenliegende Nut sowie an den Seiten liegende,Dichtungsringe (86) aufweist₉ und daß das Ringteil (80) einen Kuhlmittelanschluß aufweist, der mit der Innennut in Verbindung steht«

1Oo Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Bohrer (1«O radiale Bohrungen aufweist, die mit dem Kanal (20) in Verbindung stehenc

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11 _β Vorrichtung nach Anspruch 7 bis UO₉ dadurch g. e k e η η -"■ zeichnet ₉ daß der Kanal (20) an der Spitze des Bohrers verschließbar ist»

12 ο Vorrichttang nach Anspruch 1 bis Ii, wobei der Bohrer als
Gewindebohrer ausgebildet ist, dadurch geke.nnzei.cn** n e t , da& derselbe wenigstens eine sich über den Schaft und
den Gewindebereich erstreckende Längsnut aufweist„

13 o- Vorrichtung nach Anspruch 1 bis H₉ dadurch g e k e η η — ζ e i ch η et » daß der Bohrer eine zweite Umfangsnut (Schernut 28) aufweist, die in größerer Entfernung von dem Schaftende (23) angeordnet ist als der Tiefe der Aufnahmeöffnung (t6) entspricht e-

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