CH462595A - Bohreinrichtung, insbesondere zum Tief- und Kernbohren - Google Patents

Description

  Bohreinrichtung, insbesondere zum Tief- und Kernbohren    Die Erfindung betrifft eine Bohreinrichtung, insbe  sondere zum Tief- und Kernbohren, mit einem Bohrer,  dem das zur     Kühlung,        Schmierung    und Spülung notwen  dige Öl unter Druck zugeführt wird,     und    mit einer  Bohrbuchse zum Führen des Bohrers, die auf das zu  bohrende Werkstück aufgepresst wird, um mit diesem  eine kraftschlüssige, den beim Anbohren und Bohren  entstehenden Radialkräften standhaltende, ein radiales  Ausweichen des Bohrers verhütende     Verbindung    zu  schaffen.  



  Die Anwendung der Hartmetall-Tiefbohrer und der  Hartmetall-Kernbohrer auf Radialbohrmaschinen, Hori  zontalbohrwerken, Fräsmaschinen, Drehbänken, usw.  war bis vor kurzem nicht     möglich,    da es nicht gelang,  Bohrbuchsenträger herzustellen, welche die beim An  bohren des Werkstückes auftretenden Radialkräfte auf  nehmen können. Die ungenügende Stabilität des Bohr  buchsenträgers hat zur Folge, dass die Hartmetallschnei  den beim Anbohren der Werkstücke zerstört werden und  dadurch den wirtschaftlichen Einsatz der     Hartmetall-          Tiefbohrer    und Kernbohrer     verunmöglichen.     



  Bekannt ist eine Bohreinrichtung zum Tiefbohren  mit einer den Bohrer eng     umschliessenden,    axial ver  schiebbaren Bohrbuchse, deren Ende eine Einprägkante  aufweist, die in das zu bohrende Werkstück unter  entsprechender Kraftwirkung     eingedrückt    wird. Dadurch  kann die Bohrbuchse die vom Tiefbohrer hervorgerufene  umlaufende Radialkraft aufnehmen und verhütet gleich  zeitig ein Ausfliessen des dem Bohrer unter     Druck     zugeführten Öls, das der Kühlung,     Schmierung    und dem  Spänetransport dient.

   Die grosse Kraft, die zum Einprä  gen der Bohrbuchsenkante in das Werkstück mit plasti  scher     Verformung    notwendig ist, begrenzt die Anwen  dung dieser Einrichtung auf Tiefbohrer mit einem  Durchmesser von 30, maximal 40 mm. Darüberhinaus    würde die notwendige Kraft in den konventionellen       Maschinen    nicht mehr aufgebracht werden können und  selbst Neukonstruktionen können aus wirtschaftlichen  Überlegungen nicht für derartige Kräfte ausgelegt wer  den.     Damit    ist aber auch die Verwendung von Kernboh  rern in der bekannten Bohreinrichtung ausgeschlossen,  da sie erst von den genannten Durchmessern an wirt  schaftlich sind.  



  Aufgabe der vorliegenden Erfindung     ist    es, die  Bohrbuchse am Werkstück derart zu     fixieren,    dass sie  die insbesondere beim Anbohren im Bohrer auftretenden  Radialkräfte aufnehmen kann. Ferner muss dafür vorge  sorgt sein, dass das unter Druck stehende Öl nicht durch  Undichtigkeiten ausfliessen kann. Erfindungsgemäss er  folgt die Lösung dieser Aufgabe durch Mittel zur       Verankerung    der Bohrbuchse auf dem Werkstück und  durch     einen    zentrisch zur Bohrbuchse angeordneten  Dichtungsring.  



  Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes  werden     anschliessend    anhand der Zeichnung erläutert:  Es zeigen:  Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Meridianschnitt  durch eine Tiefbohreinrichtung mit Teilen in Ansicht, im  Einsatz auf einer un- oder rohbearbeiteten Werkstückflä  che,  Fig. 2 einen Ausschnitt analog Fig. 1 einer weitem  Ausführungsform, im Einsatz auf einer fertig bearbeite  ten Werkstückfläche,  Fig. 3 eine Ansicht auf die Ausführung nach Fig. 2  von der Bohrschneide her gesehen.  



  - In     Fig.    1 ist ein Ausschnitt aus einer     Tiefbohrein-          richtung    mit einem     Hartmetalltiefbohrer    9 zum Bohren  eines Werkstückes 8 ersichtlich. Dieser Bohrer 9 ist an  einem Bohrrohr 19 fixiert, welches     in    bekannter Weise  mit einem Antrieb verbunden ist. Zur     Halterung    des      Hartmetalltiefbohrers 9 ist eine Führungs- oder Bohr  buchse 14 angeordnet, welche den Bohrer 9 derart eng  führt, dass die beim Bohren auftretenden Rädialkräfe  auf die Buchse 14 abgestützt werden. Die     Stirnseite    1  der Bohrbuchse 14 ist als Fräser ausgebildet. In. Fig. 1  ist eine Fräserschneide 12 ersichtlich.

   Diese Stirnseite 1  mit ihren Fräserschneiden 12 dient dem Ausfräsen einer  Nute 13 im Werkstück B. Der achsennähere Teil der  Bohrbuchsenstirnseite 1 ist als Dichtungsring 10 ausge  bildet. Die Bohrbuchse 14 ist mittels nicht dargestellter  Schrauben     mit    einem     Druckkolben    15 verbunden, wobei  die Drehmomentübertragung zwischen dem Druckkol  ben 15 und der Bohrbuchse 14 beim Fräsen über  Mitnehmerbolzen 2 sichergestellt wird. Die Drehbewe  gung des Druckkolbens 15 und der Bohrbuchse 14  erfolgt von einem nicht dargestellten Antrieb über  Zahnräder 7. Der Druckkolben 15 ist mit einer mittigen  Zentrierbohrung 16 zum Zentrieren der Bohrbuchse 14  versehen. Der Druckkolben 15,     mit    einer Dichtung 28  ausgerüstet, ist in Lagern 3 und 5 im Gehäuse 6 geführt.

    Das Gehäuse 6 weist ferner zwei Druckölbohrungen 26  und 27, welche auf den beiden Seiten des Druckkolbens  15     in    den Zylinderraum     einmünden,    auf.  



  Während des Bohrens fliesst in Pfeilrichtung 20  durch das Bohrrohr 19 Kühl- und     Transportöl    zum  Hartmetalltiefbohrer 9 und von dort durch die Spannu  ten des Bohrers 9     und    den Ringraum 22     zwischen    dem  Bohrrohr 19 und der Zentrierinnenwand des Druckkol  bens 15 in     Pfeilrichtung    24 nach oben, wobei die  Bohrspäne mitgeschwemmt werden. Bei tieferem Ein  dringen des Bohrers 9     in    das Werkstück 8 wird sich     ein     entsprechender Ringkanal zwischen der Werkstückwan  dung und dem Bohrrohr ergeben.  



  Der Bohrvorgang wird folgendermassen     durchge-          führt:     Nach dem Einfahren der Bohreinrichtung     in    die  entsprechende Position, beispielsweise numerisch gesteu  ert, wird der Druckkolben 15 hydraulisch durch Beauf  schlagung der Druckölbohrung 26 abgesenkt, bis die  Bohrbuchsenstirnseite 1 die Werkstückoberfläche er  reicht. Hierauf wird, unter Belassung des Drucköls auf  dem Druckkolben 15, die Bohrbuchse 14 über die  Zahnräder 7 in Drehung versetzt, so dass die Fräser  schneiden 12 eine Nute 13 aus dem Werkstück 8  ausfräsen. Sobald der     Dichtungsring    10 auf der Werk  stückoberfläche zum     Aufliegen    kommt, erhöht sich der  Reibungswiderstand der Bohrbuchse 14.

   Bei Erreichung  eines vorbestimmten Drehmomentes wird der Antriebs  motor, beispielsweise durch einen     thermischen    Schalter,  ausgeschaltet und hierauf der Anpressdruck der Bohr  buchse 14 auf das Werkstück 8 erhöht. Sobald dieser  Druck den vorbestimmten Wert erreicht hat, setzt sich  der Antriebsmotor für den Bohrer 9 in Bewegung und  der Bohrvorgang     beginnt.     



  Dadurch, dass die Bohrbuchse 14     in    der Nute 13  festgehalten wird, ist     ein        seitliches    Ausweichen des  Bohrers 9, das gegebenenfalls zu Schwingungen des  Bohrers     führen    kann,     verunmöglicht.    Durch diese Einla  gerung der Bohrbuchse 14     in    der Nute 13 werden die,  insbesondere beim Anbohren auftretenden Radialkräfte,  welche bei grossen Bohrdurchmessern ausserordentliche  Höhen erreichen können, aufgenommen und der Bohrer  9 sicher     geführt.    Es wird damit zwischen der Bohrbuchse  14 und dem Werkstück 18 sowohl eine kraftschlüssige  als auch     eine    formschlüssige Verbindung erreicht.

   Die  formschlüssige     Verbindung    wird durch .entsprechende    Bemessung der Druckölkräfte im elastischen Deforma  tionsbereich gehalten.  



  Anstelle des Vollbohrers 9 kann grundsätzlich ein  Kernbohrer verwendet werden.  



  Die in den Fig. 2 und 3 ersichtliche, im Ausschnitt  dargestellte     Ausführung    einer Bohreinrichtung     umfasst     einen Hohkolben 30 mit einer Zentrierbohrung 31 zum  Zentrieren einer Führungs- oder Bohrbuchse 33. Deren  Stirnseite 11 ist mit Stützringsegmenten 35 versehen,  sowie     mit    einem Dichtungsring 34, welcher, wie bei der  Ausführung gemäss Fig. 1, dazu dient, ein Ausströmen  von Kühl- und Transportöl zwischen der Bohrbuchse 33  und der Oberfläche des Werkstückes 42 zu verhüten.  über einen Flanschring 37 ist die Bohrbuchse 33 mittels  Schrauben 38 am Hohlkolben 30 befestigt. Der Bohrer  41 ist mit dem Bohrrohr 39 verbunden.

   Zum Zwecke  der Späneabfuhr ist das Rohr 39 profilgezogen, so dass  das im     Innern    des Bohrrohres 39     in    Pfeilrichtung 40  zum Boher 41 strömende Kühlöl auf seiner Rückkehr  durch die V-förmigen Spannuten des Bohrers 41 aussen  am Bohrrohr 39 vorbei nach oben strömen kann.  



  Im Gegensatz zu der Ausführung gemäss der Fig. 1  sind hier Stützringsegmente 35 vorgesehen, welche auf  die Oberfläche des Werkstückes 42 zum Aufliegen  kommen und, ohne diese Oberfläche zu beschädigen, im  rein elastischen Bereich kraftschlüssig mit dieser verbun  den werden. Dabei kann die Oberfläche des Werkstückes  42 nicht nur eben     sondern    gekrümmt sein, wobei, je  nach der Krümmung, die Stützringsegmente 35 eine  entsprechende Form aufweisen, um eine     möglichst    voll  ständiges Aufliegen auf dem Werkstück sicherzustel  len.  



  Auch hier erfolgt der Bohrvorgang in dem     Sinne,     dass man zuerst in die     Position        fährt,        anschliessend    die  Bohrbüchse     hydraulisch    oder mechanisch absenkt und  mit einer     vorbestimmten    Kraft auf das Werkstück 42  presst, derart, dass eine kraftschlüssige     Verbindung    im  elastischen Bereich entsteht, welche genügt, um die beim  anschliessenden Bohren auftretenden Radialkräfte des  Bohrers 41 aufzunehmen und ein Ausweichen des  Bohrers zu verhüten.  



  Anstelle der segmentartigen Aufteilung ist es natür  lich auch     möglich,    entweder ringförmige Auflageflächen  vorzusehen, oder     einzelne,    radial verlaufende Flächen,  welche zudem kamm- oder schneidenartig ausgebildet  sein können. Wesentlich ist aber, dass durch achsialen  Druck immer nur eine kraftschlüssige Verbindung im  elastischen Bereich     stattfindet,    was einerseits nur bei  genau bearbeiteten Oberflächen     zur        Erreichung    der       nötigen    Haftkräfte möglich ist, und andererseits verhü  tet, dass derartige Oberflächen durch plastisches Verfor  men beschädigt werden. Es handelt sich hier insbesonde  re um feinst-bearbeitete Flächen, wie diese z.

   B. durch  Schleifen, Feindrehen oder Schaben zu erreichen sind.  



  Die auf dem Werkstück     aufliegende        Stirnseite    der  Bohrbuchse ist     im        Sinne    der Neuerung so zu gestalten,  dass diese     Stirnseite:     - bei     geschruppten    oder rohen     Werkstückoberflä-          chen        (Fig.    1) und bei grossen     Radialkräften,    z.

   B. bei       Kernbohrer    mit     einem    0 von 30 mm und mehr       (praktisch        unbegrenzt)    zum Fräsen einer Nute in die  Oberfläche des Werkstückes verwendet werden kann  und nach beendigter     Fräsoperation        durch    eine     axialwir-          kende    Druckkraft in der gefrästen Nute fixiert werden       kann.     



  - auf genau geschliffenen, gedrehten oder auf ande  re Weise mit hoher Genauigkeit bearbeiteten, ebenen      oder gebogenen Flächen angepresst werden kann, derart,  dass die Stirnseite der Bohrbuchse die Werkstückoberflä  che nicht oder höchstens im elastischen Bereich ver  formt, ohne aber auf dem Werkstück Beschädigung, tun  lichst auch keine Kerben oder Rillen zu     hinterlassen,    und  trotzdem die Bohrbuchse in Folge der Haftreibung auf  der Werkstückoberfläche derart fixiert, dass die durch  die Bearbeitung des Werkstückes erzeugte Radialkraft  die Bohrbuchse nicht aus     ihrer    Lage und insbesondere  nicht     in    Schwingung versetzen kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Bohreinrichtung, insbesondere zum Tief- und Kern bohren mit einem Bohrer, dem das zur Kühlung, Schmierung und Spülung notwendige <B>öl</B> unter Druck zugeführt wird, und mit einer Bohrbuchse zum Führen des Bohrers, die auf das zu bohrende Werkstück aufgepresst wird, um mit diesem eine kraftschlüssige, den beim Anbohren und Bohren entstehenden Radial- kräften standhaltende, ein radiales Ausweichen des Bohrers verhütende Verbindung zu schaffen, gekenn zeichnet durch Mittel zur Verankerung der Bohrbuchse (14, 33) auf dem Werkstück (8, 42)

   und durch einen zentrisch zur Bohrbuchse angeordneten Dichtungsring (10, 34). UNTERANSPRÜCHE 1. Bohreinrichtung nach Patentanspruch, für ein Werkstück mit roher oder grob bearbeiteter Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (12) der Bohrbuchse (14) als Fräser ausgebildet ist. z. Bohreinrichtung nach Patentanspruch, für ein Werkstück mit fein bearbeiteter Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (11) der Bohrbuchse (33) als ringförmige Auflagefläche ausgebildet ist. 3.

   Bohreinrichtung nach Patentanspruch, für ein Werkstück mit fein bearbeiteter Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (11) der Bohrbuchse (33) als ringsegmentförmige Auflagefläche (35) ausgebil det ist. 4. Bohreinrichtung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (10, 34) mit der Bohrbuchse (14, 33) eine Einheit bildet.