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Mehrflügeliger Drehbohrer mit Schneiderträgern aus Hartmetall Mit
Hartmetall bestückte Werkzeuge; insbesondere Bohrwerkzeuge, sind für die verschiedensten
Anwendungsgebiete bekannt. Bei Werkzeugen dieser Art ist es üblich, daß die Schneiden
in einem gewissen Winkel zur Mittelachse verlaufen und sich in der Achse selbst
zur Bildung der Spitze treffen. Unabhängig von der Ausbildung der Schneiden, die
man bereits seit langem aus Hartmetall hergestellt hat, ergibt sich beim Schneidvorgang
die Eigentümlichkeit, daß "die Spitze des Werkzeugs, die sog. Seele, an dem spanabhebenden
Vorgang kaum teilnimmt, weil die Geschwindigkeit des Werkzeugs an dieser Stelle
Null oder praktisch gleich Null ist. Dies -hat zur Folge, daß die Seele den zu bearbeitenden
Werkstoff wegdrückt oder wegquetscht, so daß an dieser Stelle das Werkzeug starkem
Verschleiß unterworfen ist. Es ist :daher bereits vorgeschlagen worden, - die Plättchen
derart einzusetzen, daß sie nicht bis zur Mittelachse reichen, so daß eine axiale,
bis zu einer gewissen Tiefe reichende Bohrung entsteht. Für die Bearbeitung zäher
Werkstoffe ist diese Maßnahme naturgemäß überhaupt nicht anwendbar, und für sprödere
Werkstoffe, wie etwa Gesteine o. dgl., ist sie nicht besonders vorteilhaft. Andere
Vorschläge gehen somit dahin, die Seele aus Schnelldrehstahl oder aus dem Werkstoff
des Schaftes herzustellen. Dies hat den Nachteil, daß der Verschleiß, der, wie oben
ausgeführt, an der Seele entsteht, von einem Werkstoff aufgenommen werden muß, der
hierzu noch ungeeigneter ist als das hochschneidhaltige Hartmetall.
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Eine weitere Schwierigkeit, die bei den bekannten Werkzeugen auftritt,
ist die, daß ein Zentrieren des Werkzeugs beim Bohren schwer oder gar nicht möglicht
ist, insbesondere
dann, wenn es sich um spröde Werkstoffe, wie Gesteine,
h2eramische Stoffe u. ,dgl., handelt. InSonderheit war es bisher unmöglich, Beton
der unter Verwendung mehr öder wenig=" groben Kieses hergestellt war, in wirtschic
-licher Weise mit Bohrlöchern zu versehren Zum Bohren von Gesteinen sind andererseii
bereits sog. Diamantbohrkronen vorgeschlagen worden, so beispielsweise bei der Erdölbohrung.
Diese bestehen aus :einem Ring oder einer Halbkugel, die mit Diamanten besetzt ist,
und als Fassung für die Diamanten hat in diesen Fällen auch schon Hartmetall gedient.
Der Schneidvorgang bei Werkzeugen dieser Art beruht ausschließlich auf dem Vorhandensein
der Diamanten. Sie lassen aber nur ,außerordentlich geringe Vorschübe und Schnittgesehwindigkeiten
-zu, und außerdem besteht der Nachteil, daß die Diamanten sich infolge der starken
Beanspruchung, alsbald aus ihrer --Fassung läsen, und lediglich noch als Diam:antbort
sich an dem nunmehr zu einem Mahlvorgang gewordenen Bohren beteiligen.
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Zweck der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten-zu-beseitigen und-ein--Werkzeug
'anzugeben, mit welchem in wirtschaftlicher Weise mit großem Vorschub und vergleichsweise
hohen Schnittgeschwindigkeiten, insbesondere sprödere Werkstoffe, wie Gesteine aller
Härten, keramische Werkstoffe, Zement, Beton, wobei letzterer unter Verwendung ganz
groben Kieses hergestellt sein kann, bearbeitet werden können. Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, auf ;einen Stahlschaft geeigneten Durchmessers ein oder mehrere Hartmet;allplättchen
derart einzusetzen, daß sie auf jeder--Seite der Achse eingreifende Schneiden bilden.
'wähnend:- die Seele frei bleibt und in geeigneter Weisse hohl ausgebildet wird.
Dieser Hohlraum dient erfindungsgemäß zur Aufnahme -eines Körpers, der aus in '-
Hartmetall gefaßten Diamanten besteht. Die Wahl der Zusammensetzung des Hartmetalls
hängt von den -Eigenschaften des zu bearbeitenden Werkstoffes ab.
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Ein Bohrer, der- gemäß der Erfindung aus Hartmetällsehneidflügeln
und einer mit Diamanten bestückten Seele besteht, bietet den Vorteil, daß auch bei
der außerordentlich geringen Schnittgeschwindigkeit, die in der nächsten Nähe der
Achse beobachtet wird, ein Angriff durch die Diamanten .erfolgt, so da ß das Werkzeug
beim Bohrvorgang stets leicht zentriert wird. Beim Bohren von Werkstoffen,- die
bezüglich Härte und Sprödigkeit inhomogen sind; wie beispielsweiseBeton mit großen:
Kieseln u. dgl., bildet die gewissermaßen vorbohrende Seele eine Führung für das-Werkzeug
und stellt ein einwandfreies Arbeiten der später-zum-Eingriff gelangenden Schneidflügel
sicher, und zwar auch dann, wenn beispielsweise im Beton .ein Kiesel nur ngeschnitten
wird.
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Y^s:a.
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a Im nachfolgenden wird der Erfindungs--,£ danke an Hand einer beispielsweisen
Austikrung näher erläutert, die in den beiliegen-@n Zeichnungen dargestellt ist
Abh. i zeigt einen Bohrer gemäß der Erfindung von oben.
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Abb: z ist eine Seitenansicht der Abb: i, teilweise im Schnitt.
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Abb.3 und 4 sind entsprechende Darstellungen einer weiteren Ausführungsform.
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Auf dem Schaft ist in an sich bekannter Weise meinem Schlitz o. dgl.
ein Hartmetallplättchen i versenkt, .das, wie aus Abb. i ersichtlich, zwei Schneidflügel
ia und ib bildet. Die Seele des Bohrers besteht aus einem Hartmetallkörper z, der
mit Diamanten bestückt ist, die mehr oder weniger regelmäßig aus der Oberfläche
dieses Körpers herausragen.
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Während in. den beiliegenden Zeichnungen ein Werkzeug dargestellt
ist, das mit zwei Hartmetallflügeln ausgerüstet ist; besteht ohne weiteres- die
Möglichkeit, das Plättchen so auszubiden; daß vier oder mehr Flügel entstehen. Es
ist ferner nicht unbedingt erforderlich, daß die Flügel alle aus einem Stückbestehen:
- Es -ist viehmehr auch eine Anordnung möglich, bei der die Flügel aus einzelnen
Plättchen bestehen. Die Verbindung der Plättchen mit dein Schaft erfolgt in an sich
bekannter Weise durch Löten.
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Das Hartmetall, das für die Flügel verwendet wird, muß, wie an sich
bekannt, bezüglich seiner Zähigkeit und Härte in Anpassung an den zu bearbeitenden
Werkstoff gewählt werden, und da die Bohrer gemäß der Erfindung vorzugsweise zum
Bohren außerordentlich spröder Werkstoffe, wie Gesteine, keramische Massen, Beton
usw. gedacht sind, wird ein Hartmetall gewählt, das einen vergleichsweise hohen
Zähriietallgehalt besitzt, während der- Rest' des Werkstoffes in bekannter Weise
aus Carbiden der Metalle Wolfram, Molybdän, Titan, Tantal, Niob besteht. Als Zähmetall
wird in ;an sich bekannter Weise Eisen, Nickel oder Kobalt gewählt. Vorzugsweise
soll dieser Zähmsetallgehalt mindestens io% der .Gesamtmenge betragen. Der Hartmetallkörper,
der zur Aufnahme der Diamanten- dient, wird zweckmäßigerweise aus dem Werkstoff
hergestellt, aus dem auch die Platt= chen mit Flügeln- bestehen. An sich besteht
die Möglichkeit, in Vereinfachung der Erzeugung die mit Diamanten bestückte Seele
zugleich mit den Plättchen herzustellen. Indessen :empfiehlt es sich, diamantbestückte
Hartmetallseele und Plättchen getrennt für sich zu. erzeugen und erst im Werkzeug
durch_ Lötung zu verbinden.
Der die Seele des Werkzeugs bildende
Hartinetallkörper ist lediglicheine Fassung für die Diamantsplitter, die so angeordnet
werden, daß sie mit einem wesentlichen Teil ihrer Oberfläche aus der Bettungsmasse
herausragen. Die Größe der Diamanten ist so zu wählen, daß sie, je für sich genommen,
ein vergleichsweise kleines Einzelschneidwerkzeug darstellen. Indessen sind solche,
an sich bekannte Körper weniger geeignet, denen der Diamant in Form von Diamartstaub
zugesetzt wird, so daß ein homogener, aus Carbiden, Hilfsmetall und Diainantpartikelchen
bestehender Körper .entsteht, weil die Diamanten als Einzelschneidwerkzeuge aus
der Hartmetallbettungsmasse herausragen müssen, um im Sinne der Erfindung den Angriff
des Werkzeugs .auch an den Stellen zu gewährleisten, an deren die Schnittgeschwindigkeit
außerordentlich geringe Größe annimmt.