DE4339032A1 - Ringförmiger Kronenbohrer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen ringförmigen Kronenbohrer zur Herstellung eines Loches in einem Werkstück, mit einem zylin­ drischen Hauptteil, der eine im wesentlichen zylindrische Seitenwand, an seinem oberen Ende einen Schaft und eine Axialbohrung aufweist, die sich in ihm von seinem unteren Ende nach oben erstreckt.

Tragbare magnetische Bohrmaschinen werden in Bauprojekten zum Bohren von Löchern in metallische Bauteile verwendet. Sie sind hinsichtlich der Veränderbarkeit ihrer Drehzahlen in größerem Maße eingeschränkt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß, wenn von den Motoren solcher magnetischer Bohrmaschinen der Antrieb oder Drehantrieb ringförmiger Kronenbohrer von großem Durchmesser gefordert wird, ihre Umdrehungen je Minute für solche großen Kronenbohrer zu hoch sind, um in sicherer und wirkungsvoller Weise in ein Werkstück einzudringen. Unter solchen Bedingungen beginnt ein ringförmiger Bohrer von großem Durchmesser bis zu einem Grad zu rattern oder zu schwingen, bei dem es sehr schwierig ist, den Anschnitt in ein Werkstück zu beginnen. Das Rattern und Vibrieren wird in einigen Fällen so heftig, daß Schäden an einem Kronenbohrer von großem Durchmesser eintreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem ringförmigen Kronenbohrer mit versetzten Zähnen gelöst, dessen Konfigu­ ration an Bohrer dieser Art von großem Durchmesser angepaßt ist, die in der Lage sind, in ein Werkstück vibrationsfrei einzudringen.

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist ein das Ratter- und Vibrationsproblem überwindender ringförmiger Kro­ nenbohrer von großem Durchmesser, der von tragbaren Bohrma­ schinen drehantreibbar ist, ein Bohrerhauptteil mit einer im wesentlichen zylindrischen Seitenwand auf, die um ihr unteres Ende mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Boh­ rerzähne versehen ist.

Die Bohrerzähne umfassen einer erste Gruppe Zähne mit alter­ nierenden radialen schneidenden Innenkanten und eine zweite Gruppe Zähne mit alternierenden radialen schneidenden Außen­ kanten. Die alternierenden radialen schneidenden Außenkanten der zweiten Zähnegruppe sind, bezogen auf die Drehrichtung des Kronenbohrers, gegenüber den alternierenden radialen schneidenden Innenkanten in Umfangsrichtung nach hinten ver­ setzt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die alternierenden radialen schneidenden Innenkanten der ersten Bohrerzähnegruppe von der Unterseite des Bohrers in Längs­ richtung nach unten um einen vorbestimmten Betrag über die alternierenden radialen schneidenden Außenkanten der zweiten Bohrerzähnegruppe hinaus, so daß bei Benutzung des Bohrers die alternierenden radialen schneidenden Innenkanten den al­ ternierenden radialen schneidenden Außenkanten voreilen und vor diesen mit dem Werkstück in Berührung kommen und in es eindringen. Die versetzte Bohrerzähneanordnung des Kronen­ bohrers gemäß der Erfindung wirkt sich so aus, daß jede Gruppe Bohrerzähne ihren Anteil an der Schnittlast übernimmt.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die alternierenden radialen schneidenden Außenkanten von der Unterseite des Bohrers um einen vorbestimmten Betrag nach unten über die alternierenden radialen schneidenden Innenkan­ ten hinaus und eilen den schneidenden Innenkanten bei einer Bohrbearbeitung an einem Werkstück vor.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine seitliche Schrägansicht eines ringförmigen Kronenbohrers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 den Längsschnitt 2-2 in Fig. 1 mit Blick in Rich­ tung der Pfeile,

Fig. 3 eine seitliche Schrägansicht des Kronenbohrers ge­ mäß Fig. 2 mit einer Darstellung der Bohrerunter­ seite mit versetzter Bohrerzähneanordnung,

Fig. 4 die Unteransicht 4-4 in Fig. 2 mit Blick in Rich­ tung der Pfeile,

Fig. 5 eine vergrößerte Teilseitenansicht des Kronenboh­ rers gemäß Fig. 4, mit Blick in Richtung des Pfeils "5" in Fig. 4,

Fig. 6 den Teilschnitt 6-6 in Fig. 5 mit Blick in Richtung der Pfeile,

Fig. 7 eine vergrößerte Teilseitenansicht des Kronenboh­ rers gemäß Fig. 4 mit Blick in Richtung des Pfeils "7" in Fig. 4,

Fig. 8 den Teilschnitt 8-8 in Fig. 7 mit Blick in Richtung der Pfeile,

Fig. 9a bis 9h seitliche Teilschrägansichten des unteren Endes des Kronenbohrers gemäß Fig. 1 bis 8 mit einer Darstellung des allmählichen Eindringens des Bohrers in ein Werkstück,

Fig. 10 bis 12 Teildraufsichten auf die Oberfläche eines Werkstücks mit einer Darstellung der Breite des Spanabnahmebereiches für jede Gruppe der versetzten Bohrerzähne nach Schnittiefen von etwa 0,51 mm, 1,01 mm und 1,52 mm (0,02, 0,04 und 0,06 engl. Zoll),

Fig. 13a bis 13h seitliche Teilschrägansichten des unteren Endes eines abgewandelten Kronenbohrers mit einer Darstellung der Zunahme der Eindringtiefe des Kro­ nenbohrers in ein Werkstück.

Der in Fig. 1 bis 3 dargestellte ringförmige Kronenbohrer 10 gemäß der Erfindung ist bestimmt zur Herstellung von Löchern in Werkstücken aus Metall. Der Kronenbohrer 10 umfaßt ein Hauptteil 11 und einen Dorn oder Schaft 12. Der Schaft 12 ist zwecks Austauschbarkeit in einer üblichen Antriebsvorrichtung von einem Außendurchmesser genormter Größe. Am Umfang des Schaftes 12 sind zwei zweckdienliche Spannanflachungen 13 als Mittel zum schlupffreien Antreiben des Kronenbohrers 10 aus­ gebildet.

Der Schaft 12 ist mit einer axialen Führungsbohrung 14 verse­ hen, die an ihrem inneren Ende mit einer Hauptteil-Axialboh­ rung 15 von großem Durchmesser in Verbindung steht, welche vom unteren Ende des Bohrerhauptteils 11 her in letzteren eingearbeitet ist. Es versteht sich, daß der Kronenbohrer 10 mit beliebigen Längen und Durchmessern herstellbar ist. Bei einer Ausführungsform hatte der Kronenbohrer 10 einen Schaft 12 von etwa 17,40 mm (0,685 engl. Zoll) Länge und einem Boh­ rerhauptteil 11 von etwa 63,50 mm (2,500 engl. Zoll) Länge. Der Außendurchmesser des Schaftes 12 betrug etwa 17,40 mm (0,685 engl. Zoll), der des Bohrerhauptteils 11 etwa 40,13 mm (1,580 engl. Zoll). Die axiale Führungsbohrung 14 im Schaft 12 war von einem Durchmesser von etwa 6,48 mm (0,250 engl. Zoll), die Hauptteilbohrung 15 von etwa 35,05 mm (1,380 engl. Zoll).

Die Wanddicke des Bohrerhauptteils 11 betrug etwa 2,54 mm (0,100 engl. Zoll). Die Hauptteilbohrung 15 verengte sich am unteren Ende des Bohrerhauptteils 11 auf einen Innendurch­ messer von etwa 34,29 mm (1,350 engl. Zoll), um einen Innen­ durchmesser-Rücknahmekonus zu bilden, der in herkömmlicher Weise die innere Schnittreibung so klein wie möglich hält. An seinem unteren Ende wies der Bohrerhauptteil 11 einen Außen­ durchmesser-Rücknahmekonus von etwa 0,13 mm je 25,4 mm (0,005 engl. Zoll je engl. Zoll) auf, der bei Bohrern dieses Typs ein üblicher Verjüngungskonus ist.

Der Bohrerhauptteil 11 umfaßt eine Seitenwand 18, deren Länge größer als die Dicke des Werkstücks ist, in das ein Loch ein­ gearbeitet werden soll. Gemäß Fig. 3 und 4 ist am unteren oder schneidenden Ende der Seitenwand 18 um ihren Umfang eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Bohrerzähne ausge­ bildet. Beim dargestellten Beispiel sind die Bohrerzähne in zwei Gruppen unterteilt, nämlich eine erste Gruppe mit Zähnen 20 und eine zweite Gruppe mit Zähnen 22. Die Bohrerzähne 22 sind alternierend angeordnet, so daß ein Zahn 20 in Umfangs­ richtung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen 22 ange­ ordnet ist.

Gemäß Fig. 1, 3 und 4 sind die Bohrerzähne 20 und 22 in Um­ fangsrichtung durch Spiralspannuten 23 getrennt, die sich vom unteren Ende des Bohrerhauptteils 11 nach oben um den Außen­ umfang des Bohrerhauptteils 11 und angrenzend an je einen Zahn 20 und einen Zahn 22 erstrecken. Die aufeinanderfolgen­ den Spiralspannuten 23 sind am Außenumfang des Bohrers 10 durch einen Rücken 24 getrennt. Der voreilende Rand jedes Rückens 24 ist mit einem schmalen Rand oder Freifase 25 versehen. Bei dem vorgenannten Beispiel war die Freifase 25 vom Rücken 24 etwa 0,38 mm (0,015 engl. Zoll) radial nach außen angeordnet und hatte eine Umfangslänge von etwa 1,14 mm (0,045 engl. Zoll). Wie am deutlichsten in Fig. 4 zu erkennen, weisen Abschnitte der ringförmigen Seitenwand 18 des Bohrers 10 zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen 20 und 22 Stege 26 auf. Bei jedem Steg 26 bildet die radiale Außenfläche 27 die radiale Innenwand jeder Spannut 23. Gemäß Fig. 1 umfaßt jede Spiralspannut 23 eine in Umfangsrichtung voreilende Seiten­ wand 28 und eine in Umfangsrichtung nacheilende Seitenwand 29. Bei der genannten einen Ausführungsform betrug der Spi­ ralwinkel jeder Spiralspannut 30 Grad.

Bei dem in Fig. 1 bis 6 dargestellten Bohrer ist an jedem Zahn 20 in der ersten Bohrerzähnegruppe eine radiale schnei­ dende Innenkante 32 und eine nicht schneidende Außenkante 33 ausgebildet. Gemäß Fig. 5 ist die schneidende Innenkante 32 in der Drehrichtung mit Abstand vor der nicht schneidenden Außenkante 33 angeordnet. Die schneidende Innenkante 32 ist am unteren Ende der nacheilenden Fläche einer im Steg 26 ausgebildeten inneren Spanablaufrille 34 angeordnet. Wie am deutlichsten in Fig. 6 zu erkennen, verläuft das untere Ende der nacheilenden Fläche der Spanablaufrille 34 schräg radial nach außen und nach oben zum oberen Ende des Bohrerhauptteils 11 hin, um die radiale schneidende Innenkante 32 mit einem inneren radialen Endpunkt 35 zu bilden, der sich nach unten über einen radialen äußeren Endpunkt 36 der Inennschneidkante 32 hinaus erstreckt. Die Innenschneidkante 32 erstreckt sich radial nach außen über eine Länge, die der Dicke der Bohrer­ hauptteil-Seitenwand 18 gleich ist und ist, ausgehend vom radialen inneren Endpunkt 25, in bezug auf den Bohrerhaupt­ teil 11 in Längsrichtung schräg nach oben gerichtet. Gemäß Fig. 6 weist jeder der Bohrerzähne 20 einen Flächenwinkel 37 von 11 Grad und einen Schrägungswinkel 38 der Spanablaufrille 34 von 45 Grad auf. Gemäß Fig. 5 hat jeder Bohrerzahn 20 ei­ nen Spanablaufrillen-Winkel 40 von 28 Grad und einen Freiwin­ kel 41 von 12 Grad. Der Schrägungswinkel 38 der Spanablauf­ rille 34 beträgt 45 Grad.

Gemäß Fig. 8 weist jeder Bohrerzahn 22 eine radiale schnei­ dende Außenkante 42 und eine radiale nicht schneidende Innen­ kante 43 auf. Gemäß Fig. 8 sind die schneidende Außenkante 42 und die nicht schneidende Innenkante 43 in bezug auf den Bohrerhauptteil 11 in Längsrichtung nach oben und radial nach innen geneigt. Das radiale äußere Ende der schneidenden Außenkante 42 endet in einem Punkt 44, der in Längsrichtung tiefer liegt als der innere Endpunkt 45 der schneidenden Außenkante 42. Jeder der Bohrerzähne 22 hat einen Flächen­ winkel 46 von 7 Grad und einen in Fig. 7 mit 48 bezeichneten Rücknahme- oder Freiwinkel von 12 Grad. Gemäß Fig. 7 weist jeder der Bohrerzähne 22 einen radialen Spanablaufrillen- Winkel 49 von 28 Grad auf. Die schneidende Außenkante 42 eines Bohrerzahnes 22 ist in der radialen Breite gleich mit der radialen Dicke der Bohrerhauptteil-Seitenwand 18 und der radialen Breite der schneidenden Innenkante 32 jedes Bohrer­ zahnes 20. Der Radius der Spanablaufrille 34 beträgt etwa 1,57 mm (0,062 engl. Zoll).

Der radiale innere Endpunkt 35 jeder Innenschneidkante 32 an jedem Bohrerzahn 20 erstreckt sich in Längsrichtung nach unten über den radialen äußeren Endpunkt 44 der schneidenden Außenkante 42 an jedem Bohrerzahn 22 hinaus. Die inneren Endpunkte 35 der schneidenden Innenkanten 32 erstrecken sich in Längsrichtung um einen Betrag von etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) nach unten über die äußeren Endpunkte 44 der schneidenden Außenkanten 42 der Bohrerzähne 22 hinaus.

Aus der vorstehenden Beschreibung des Aufbaus der Bohrerzähne 20 und 22 ergibt sich, daß der Bohrer 10 gemäß der Erfindung eine Vielzahl alternierender radialer schneidender Innenkan­ ten 32 an den Bohrerzähnen 20 und eine Vielzahl radialer schneidender Außenkanten 42 an den Bohrerzähnen 22 aufweist, die in bezug auf die Drehrichtung gegenüber den schneidenden Innenkanten 32 der Bohrerzähne 20 in Umfangsrichtung nach hinten versetzt sind. Im Betrieb dringen die inneren End­ punkte 35 der Bohrerzähne 20 in die Oberfläche eines Werk­ stücks ein, bevor die äußeren Endpunkte 44 der Bohrerzähne 22 die Werkstückoberfläche berühren. Die Erfahrung hat gezeigt, daß der Kronenbohrer 10 in einem Drehzahlbereich, über den der Motor einer magnetische Bohrmaschine verfügt, wirkungs­ voll arbeiten kann und daß er in die Oberfläche eines Werk­ stücks eindringt, ohne daß das Werkzeug vibriert.

Dadurch, daß jeder Bohrerzahn 20 mit einem Flächenwinkel 37 von 11 Grad und einem Freiwinkel 41 von 12 Grad versehen ist, der einen radialen Spanablaufrillen-Winkel 40 von 28 Grad schneidet, wird ein Spanwinkel von 6 Grad geschaffen. Der Spanwinkel von 6 Grad nimmt eine sichere und wirkungsvolle Biegung der von einem Werkstück abgenommenen Späne in den 45- Grad-Schrägungswinkel 38 der Spanablaufrille 34 vor, wodurch eine wirkungsvolle Spanabnahme von einem Werkstück erzeugt wird. Nachdem an jeder der schneidenden Innenkanten 32 der Bohrerzähne 20 der Endpunkt 35 in die Spanabnahme an einem Werkstück eingetreten ist, kommen die Endpunkte 44 an den schneidenden Außenkanten 42 der Bohrerzähne 22 in Berührung mit der Werkstückoberfläche. Durch die Ausbildung der Bohrer­ zähne 22 mit einem dem Flächenwinkel 37 von 11 Grad der Boh­ rerzähne 20 gegenüberliegenden Flächenwinkel 46 von 7 Grad und einem Freiwinkel 48 von 12 Grad, der von einem radialen Spanablaufrillen-Winkel 49 von 28 Grad geschnitten wird, wird an jedem Bohrerzahn 22 ein Spanwinkel von 4 Grad erzeugt. Der Spanwinkel von 4 Grad an den Bohrerzähnen 22 zieht die an einem Werkstück abgenommenen Späne nach oben, drängt sie nach oben durch die Spiralspannuten 23 und läßt sie dem Spiral­ winkel von 30 Grad der Spiralspannuten 23 folgen.

In den Fig. 9a bis 9h ist das Eindringen eines Kronenbohrers 10 gemäß der Erfindung in ein Werkstück 50 aus Metall darge­ stellt. Der Zustellvorschub des Kronenbohrers 10 in das Werk­ stück 50 beträgt etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) je Umdrehung.

Die Fig. 9a bis 9h zeigen einen mit 50 bezeichneten Teilab­ schnitt eines Werkstücks mit einer Oberfläche 51, in die mit dem Kronenbohrer 10 ein Loch eingearbeitet wird.

Fig. 9a zeigt, wie der Endpunkt 35 am voreilenden radialen inneren Ende der schneidenden Innenkante 32 eines Bohrerzahns 20 die Oberfläche 51 des Werkstück 50 anschneidet. Die vor­ eilenden radialen äußeren Endpunkte 44 der beiden schneiden­ den Außenkanten 42 von zwei Bohrerzähnen 22 befinden sich in einem Abstand von etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) über der Oberfläche 51 des Werkstücks 50.

Fig. 9b zeigt das Eindringen des Kronenbohrers 10 in das Werkstück 50, nachdem eine Umdrehung des Bohrers 10 die Boh­ rerzähne 20 etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) in das Werkstück 50 zugestellt hat. An dieser Stelle des Eindringens würden die Bohrerzähne 20 einen Span am Werkstück 50 abnehmen.

Fig. 9c stellt die Position des Kronenbohrers 10 nach zwei Umdrehungen dar, wobei die Bohrerzähne 20 etwa 0,51 mm (0,020 engl. Zoll) in das Werkstück 50 eingedrungen sind und zu die­ sem Zeitpunkt die von den Bohrerzähnen 20 abgenommenen Späne durch die schneidende Innenkanten 32 der Bohrerzähne 20 in die Spanablaufrillen 34 hinein umgebogen werden. Zur gleichen Zeit sind die schneidenden Außenkanten 42 der Bohrerzähne 22 etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) in das Werkstück 50 einge­ drungen und nehmen von ihm einen Span ab.

Fig. 9d zeigt den Eindringungszustand des Kronenbohrers 10 nach drei Umdrehungen desselben. An dieser Stelle des Ein­ dringens in das Werkstück 50 sind die schneidenden Innenkan­ ten 32 der Bohrerzähne 20 etwa 0,76 mm (0,030 engl. Zoll) in das Werkstück 50 eingedrungen, und die von jeder schneidenden Innenkante 32 abgenommenen Späne folgen dem 45-Grad-Winkel der Spanablaufrille 34, wogegen zur gleichen Zeit die schnei­ denden Außenkanten 42 der Bohrerzähne 22 etwa 0,51 mm (0,020 engl. Zoll) tief im Werkstück 50 sind und die von den Außen­ schneidkanten 42 abgenommenen Späne durch die Spiralspannuten 23 nach oben fließen.

Fig. 9e stellt das Eindringen eines Kronenbohrers 10 nach 4 Umdrehungen dar, in denen die Bohrerzähne 20 etwa 1,02 mm (0,040 engl. Zoll) in das Werkstück 50 eingedrungen sind. An dieser Zeitpunkt verlassen die von den Bohrerzähnen 20 abge­ nommenen Späne den Spanablaufrillen-Winkel in einer Spiral­ bewegung, wogegen die Bohrerzähne 22 etwa 0,76 mm (0,030 engl. Zoll) in das Werkstück 50 eingedrungen sind und die von ihnen abgenommenen Späne dem Spiralwinkel der Spiralspannuten 23 folgen.

In Fig. 9f ist das Eindringen des Kronenbohrers 10 nach 5 Umdrehungen desselben dargestellt. In dieser Position sind die Bohrerzähne 20 etwa 1,27 mm (0,050 engl. Zoll) tief im Werkstück 50 und haben den vollen Schnittdruck erreicht. Die von den Bohrerzähnen 20 abgenommenen Späne sind etwa 2,54 mm (0,100 engl. Zoll) dick und werden bei ihrer Abnahme am Werk­ stück 50 zu Spiralen geformt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Bohrerzähne 22 etwa 1,02 mm (0,040 engl. Zoll) tief in das Werkstück 50 eingedrungen, und die von ihnen abgenommenen Späne werden umgebogen und fließen durch den Spiralwinkel der Spiralspannuten 23 nach außen.

Fig. 9g zeigt das Eindringen des Kronenbohrers 10 nach 6 Umdrehungen desselben, wenn die Bohrerzähne 20 etwa 1,52 mm (0,060 engl. Zoll) tief im Werkstück 50 sind und die Bohrer­ zähne 22 etwa 1,27 mm (0,050 engl. Zoll) tief in das Werkstück 50 eingedrungen sind und vollen Schnittdruck erreicht haben.

Fig. 9h zeigt das Eindringen des Kronenbohrers 10 in das Werkstück 50 bei einer Eindringtiefe in das Werkstück 50 von etwa 1,78 mm (0,070 engl. Zoll) der Bohrerzähne 20 und von etwa 1,52 mm (0,060 engl. Zoll) der Bohrerzähne 22.

Die versetzte Zähneanordnung der schneidenden Innenkanten 32 der Bohrerzähne 20 und der schneidenden Außenkanten 42 der Bohrerzähne 22 verteilt den Schnittlastanteil auf beide Gruppen der Bohrerzähne 20 und 22, wodurch es möglich ist, daß der Kronenbohrer 10 vibrationsfrei und mit geringerem erforderlichen Schnittdruck arbeitet, woraus sich eine ge­ ringere Wärmeerzeugung im Kronenbohrer 10 und im Werkstück 50 und leistungsfähigere Spanabnahme und Bohrarbeit ergeben.

Fig. 10, 11 und 12 zeigen in vereinfachter Form die Breite des Spanabnahmebereichs, der von den Bohrerzähnen 20 und 22 beim Eindringen in die Oberfläche 51 eines Werkstücks 50 gemäß Fig. 9a bis 9h bearbeitet wird.

In Fig. 10 wird die Breite eines Spans verglichen, der sowohl von den schneidenden Innenkanten 32 an den Bohrerzähnen 20 als auch von den schneidenden Außenkanten 42 an den Bohrer­ zähnen 22 abgenommen wird, nachdem jede Gruppe der Schneid­ kanten 32 und 42 bis auf eine Tiefe von etwa 0,51 mm (0,020 engl. Zoll) in das Werkstück 50 eingedrungen ist.

Fig. 11 zeigt die Breite eines Spans, der sowohl von den schneidenden Innenkanten 32 an den Bohrerzähnen 20 als auch von den schneidenden Außenkanten 42 an den Bohrerzähnen 22 abgenommen wird, nachdem jede Gruppe der Schneidkanten 32 und 42 auf eine Tiefe von etwa 1,02 mm (0,040 engl. Zoll) in das Werkstück 50 eingedrungen ist.

Fig. 12 zeigt die Breite eines Spans, der sowohl von den schneidenden Innenkanten 32 an den Bohrerzähnen 20 als auch von den schneidenden Außenkanten 42 an den Bohrerzähnen 22 abgenommen wird, nachdem jede Gruppe der Schneidkanten 32 und 42 auf eine Tiefe von etwa 1,52 mm (0,060 engl. Zoll) in das Werkstück 50 eingedrungen ist.

Es ergibt sich, daß, wenn jede Gruppe Schneidkanten 32 und 42 auf eine Tiefe von etwa 1,52 mm (0,060 engl. Zoll) eingedrun­ gen ist, die schneidenden Innenkanten 32 und die schneidenden Außenkanten 42 Schnitte gleicher Breite am Werkstück 50 aus­ führen, so daß jeder der Bohrerzähne 20 und 22 Schnitte von im wesentlichen gleicher Breite erzeugt.

Die weiter oben angegebenen Abmessungen für die verschiedenen Teile des Kronenbohrers 10 sind für einen Kronenbohrer von einem Durchmesser der angegebenen Größe üblich. Es versteht sich jedoch, daß die obenangegebenen Abmessungen bei anderen Kronenbohrergrößen verschieden sind. Beispielsweise können die Flächen- oder Freiwinkel 41 und 48 bei jedem der Bohrer­ zähne 20 und 22 in einem Bereich von 5 bis 20 Grad variieren. Der Flächenwinkel 37 für jeden Bohrerzahn 20 kann in einem Bereich von 8 bis 15 Grad variieren. Der Flächenwinkel 46 für jeden Bohrerzahn 22 kann in einem Bereich von 1 bis 15 Grad variieren. Der radiale Spanablaufrillen-Winkel 40 für jeden Bohrerzahn 20 und der radiale Spanablaufrillen-Winkel 49 für jeden Bohrerzahn 22 können in einem Bereich von 16 bis 40 Grad variieren. Der Radius für die Spanablaufrillen 34 kann in einem Bereich von etwa 0,79 bis etwa 4,75 mm (0,031 bis 0,187 engl. Zoll) variieren. Der Schrägungswinkel 38 für die Spanablaufrillen 34 kann in einem Bereich von 0 bis 70 Grad variieren. Der Spiralwinkel für die Spannuten 23 kann in einem Bereich von 21 bis 40 Grad variieren.

Die voreilende Seitenwand 28 für die Spiralspannuten 23 kann vorzugsweise unter einem Winkel von 45 Grad ausgebildet sein. Die Seitenwand 18 des Bohrerhauptteils 11 kann in einem Dic­ kenbereich von etwa 0,76 bis etwa 8,89 mm (0,030 bis 0,350 engl. Zoll) variieren. Das Dickenmaß zwischen der Innenbohrung 15 eines Kronenbohrers 10 und der Außenfläche der Freifase 25 eines Bohrerzahns kann im Bereich von etwa 1,65 mm bis etwa 9,53 mm (0,065 bis 0,375 engl. Zoll) variieren. Die Freifase 25 kann sich von der Oberfläche des Rückens 24 radial nach außen um einen Betrag im Bereich von 0 bis etwa 6,35 mm (0,0 bis 0,250 engl. Zoll) erstrecken. Die periphere oder Umfangs­ länge jeder der Freifasen 25 kann in einem Bereich von 0 bis etwa 6,35 mm (0,0 bis 0,250 engl. Zoll) erstrecken. Die nicht schneidenden Außenkanten 33 an den Bohrerzähnen 20 und die schneidenden Außenkanten 42 an den Bohrerzähnen 22 sind unter einem Winkel von 90 Grad zum Außenumfang des Bohrerhauptteils 11 angeordnet. Die nicht schneidende Außenkante 33 an jedem Bohrerzahn 20 ist in Umfangsrichtung hinter dem radialen äußeren Endpunkt 36 der schneidenden Innenkante 32 in einem Abstand von etwa 2,54 mm (0,100 engl. Zoll) angeordnet, aber dieses Maß kann in einem Bereich von 0 bis etwa 7,62 mm (0,0 bis 0,300 engl. Zoll) variieren. Die schneidende Außenkante 42 an jedem Bohrerzahn 22 ist in Umfangsrichtung hinter dem radialen äußeren Endpunkt 45 der nicht schneidenden Innen­ kante 43 in einem Abstand von etwa 2,54 mm (0,100 engl. Zoll) angeordnet, jedoch kann diese Abmessung ebenfalls in einem Bereich von 0 bis etwa 7,62 mm (0,0 bis 0,300 engl. Zoll) variieren. Jede der schneidenden Innenkanten 32 der Bohrer­ zähne 20 ist in einer Längsebene angeordnet, welche in bezug auf die Schneiddrehrichtung des Kronenbohrers 10 in Umfangs­ richtung 6 Grad vorgerückt ist, wobei die genannten 6 Grad gemessen werden ab einer Radiuslinie, welche den inneren Endpunkt 35 jeder der schneidenden Innenkanten 32 schneidet, um zu erreichen, daß der Endpunkt 35 an den Schneidkanten 32 in bezug auf die Drehrichtung voreilt. Das Maß 6 Grad der Voreilung kann in einem Bereich von -8 bis 18 Grad variieren.

Die nicht schneidende Innenkante 43 jedes der Bohrerzähne 22 ist in einer Längsebene angeordnet, deren äußeres Ende in bezug auf die Drehrichtung des Kronenbohrers 10 in Umfangs­ richtung um einen Winkelbetrag von 4 Grad gegenüber einer Radiuslinie vorgerückt ist, welche das innere Ende der nicht schneidenden Innenkante 43 unter einem Winkel von 4 Grad schneidet. Das zuletzt genannte Winkelmaß kann in einem Be­ reich von -8 bis 12 Grad variieren.

In Fig. 13a bis 13h ist eine zweite Ausführungsform der Er­ findung dargestellt, bei der Bohrerzähne 22a in Längsrichtung nach unten um etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) bis unter Boh­ rerzähne 20a verlängert sind. Der in Fig. 13a bis 13h darge­ stellte Kronenbohrer 10a arbeitet beim Anschneiden einer Oberfläche 51a eines Werkstücks 50a in der gleichen Weise, wie für die Arbeitsweise des Kronenbohrers 10 beim Eindringen in ein Werkstück 50 im Zusammenhang mit Fig. 9a bis 9h be­ schrieben wurde. Die Spanabnahmebreite beim Kronenbohrer 10a gemäß Fig. 13a bis 13h ist die gleiche, wie für den Kronen­ bohrer 10 gemäß Fig. 9a bis 9h beschrieben wurde. Der einzige Unterschied zwischen den Kronenbohrern 10a und 10 besteht darin, daß die radialen schneidenden Außenkanten an den Boh­ rerzähnen 22a um etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) früher schneiden als die radialen schneidenden Innenkanten an den Bohrerzähnen 20a.

Fig. 13a zeigt den Kronenbohrer 10a bei Anlage der radialen schneidenden Außenkanten der Bohrerzähne 22a an einer Ober­ fläche 51a eines Werkstücks 50a. Die voreilenden radialen schneidenden Innenkanten an den Bohrerzähnen 20a haben von der Oberfläche 51a des Werkstücks 50a in Längsrichtung nach oben einen Abstand von etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll).

In den Fig. 13b bis 13h ist das allmähliche Eindringen des Kronenbohrers 10a in das Werkstück 50a bei den aufeinander­ folgenden Umdrehungen des Bohrers 10a in derselben Weise dargestellt, wie für den Kronenbohrer 10 für die Fig. 9b bis 9h beschrieben wurde.

Fig. 13b zeigt die Position des Kronenbohrers 10a in bezug auf das Werkstück 50a nach einer Umdrehung des Kronenbohrers 10a. Fig. 13c zeigt die Position des Kronenbohrers 10a in bezug auf das Werkstück 50a nach zwei Umdrehungen, und die Fig. 13d, 13e, 13f, 13g und 13h zeigen die Position des Kro­ nenbohrers 10a in bezug auf das Werkstück 50a nach 3, 4, 5, 6 und 7 Umdrehungen des Kronenbohrers 10a. Der Kronenbohrer 10a bietet die gleiche versetzte und alternierende Schneidwir­ kung, wie sie beim Kronenbohrer 10 vorgesehen ist, mit der Ausnahme, daß die alternierenden radialen schneidenden Außen­ kanten an den Bohrerzähnen 22a gegenüber der Schneidwirkung der alternierenden radialen schneidenden Innenkanten an den Bohrerzähnen 20a vorausgehen.

Bei den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die voreilenden Endpunkte 35 und 44 der schneidenden Innen- und Außenkanten 32 und 42 in Längsrichtung nach unten in einem optimalen Zwischenabstand von etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) angeordnet. Jedoch kann der Erstreckungsabstand zwischen den voreilenden Endpunkten 35 und 44 relativ zuein­ ander in einem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1,14 mm (0,002 bis 0,045 engl. Zoll) variieren.

Claims (9)

1. Ringförmigen Kronenbohrer (10; 10a) zur Herstellung eines Loches in einem Werkstück (50), mit einem zylindrischen Hauptteil (11), der eine im wesentlichen zylindrische Seiten­ wand (18), an seinem oberen Ende einen Schaft (12) und eine Axialbohrung (15) aufweist, die sich in ihm von seinem unte­ ren Ende nach oben erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Hauptteil (11) um sein unteres Ende mit einer Viel­ zahl in Umfangsrichtung beabstandeter Bohrerzähne (20, 22) versehen ist,
• b) die Bohrerzähne eine erste Gruppe Bohrerzähne (20; 20a) umfassen, die alternierende radiale schneidende Innenkanten (32) aufweisen, und eine zweite Gruppe Bohrerzähne (22; 22a), die alternierende radiale schneidende Außenkanten (42) auf­ weisen,
• c) eine Vielzahl Spiralspannuten (23) sich vom unteren Ende des Hauptteils (11) um die zylindrische Seitenwand (18) nach oben erstreckt,
• d) jeder der Bohrerzähne (20, 22) mit einem benachbarten Bohrerzahn (20, 22) durch einen in Umfangsrichtung sich er­ streckenden, an den innengelegenen Umfang der Seitenwand (18) angrenzenden Steg (26) verbunden sind, und die Stege (26) radial Seite an Seite mit den Spiralspannuten (23) angeordnet sind,
• e) jede der Spiralspannuten (23) in Umfangsrichtung beab­ standete voreilende und nacheilende Seitenwände (28 bzw. 29) und eine sich in Umfangsrichtung erstreckende radiale Innen­ wand aufweist, die eine radiale Außenfläche eines Stegs (26) bildet,
• f) an jedem Steg (26) eine Spanablaufrille (34) sich von jeder radialen schneidenden Innenkante (32) nach oben er­ streckt und radial nach außen in eine angrenzende Spiral­ spannut (23) mündet,
• g) jede der alternierenden radialen schneidenden Außen­ kanten (42) durch ein unteres Ende einer nacheilenden Seiten­ wand (29) einer angrenzenden Spiralspannut (23) gebildet ist,
• h) die radialen schneidenden Außenkanten (42) der zweiten Gruppe Bohrerzähne (22; 22a) in bezug auf die Drehrichtung des Kronenbohrers (10) gegenüber den alternierenden radialen schneidenden Innenkanten (32) der ersten Gruppe Bohrerzähne (20; 20a) in Umfangsrichtung nach hinten versetzt sind,
• i) jeder der Bohrerzähne (20, 22; 20a, 22a) in der ersten und der zweiten Gruppe Bohrerzähne eine Freifläche in Um­ fangsrichtung mit einem Freiwinkel (41, 48) aufweist, unter dem die Bohrerzähne (20, 22; 20a, 22a) nach oben hinter­ arbeitet sind,
• j) jeder der Bohrerzähne (20; 20a) in der ersten Gruppe Bohrerzähne eine radiale Freifläche aufweist, die unter einem Flächenwinkel (37) angeordnet ist, der nach oben und radial nach außen geneigt ist,
• k) die Bohrerzähne (22; 22a) in der zweiten Gruppe Bohrer­ zähne eine radiale Freifläche aufweisen, die unter einem Flächenwinkel (46) angeordnet ist, der nach oben und radial nach innen geneigt ist,
• l) der Flächenwinkel (37) der radialen Freifläche der Boh­ rerzähne (20; 20a) der ersten Gruppe einen größeren Gradwert hat als der Flächenwinkel (46) der radialen Freifläche der Bohrerzähne (22; 22a) der zweiten Gruppe, und
• m) jede der Schneidkanten (32, 42) an jedem Bohrerzahn (20, 22; 20a, 22a) der beiden Gruppen mit einem voreilenden End­ punkt (35, 44) ausgebildet ist, und die Endpunkte (35 oder 44) an den Schneidkanten (32 oder 42) der Bohrerzähne (20 oder 22; 20a oder 22a) in einer der Bohrerzähnegruppen sich in Längsrichtung nach unten über die Endpunkte (44 oder 35) an den Schneidkanten (42 oder 32) der Bohrerzähne (22 oder 20; 22a oder 20a) der anderen Bohrerzähnegruppe erstrecken, damit sie bei einer Bohrbearbeitung mit einem Werkstück (50) in Berührung kommen, bevor die Endpunkte (35, 44) der anderen Bohrerzähnegruppe das Werkstück (50) berühren.

2. Kronenbohrer (10; 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die alternierenden radialen schneidenden Innenkanten (32) der ersten Gruppe Bohrerzähne (20; 20a) und die alternierenden radialen schneidenden Außenkanten (42) der zweiten Gruppe Bohrerzähne (22; 22a) die Spanabnahmebreite eines Schnitts in ein Werkstück (50) gemeinsam erzeugen.

3. Kronenbohrer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die voreilenden Endpunkte (35) an den alternierenden radialen schneidenden Innenkanten (32) der ersten Gruppe Bohrerzähne (20) sich in Längsrichtung nach unten über die voreilenden Endpunkte (44) an den alternierenden radialen schneidenden Außenkanten (42) hinaus um einen Betrag erstrecken, der im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1,14 mm (0,002 bis 0,045 engl. Zoll) gewählt ist.

4. Kronenbohrer (10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die voreilenden Endpunkte (44) an den alternierenden radialen schneidenden Außenkanten (42) der zweiten Gruppe Bohrerzähne (22a) sich in Längsrichtung nach unten über die voreilenden Endpunkte (35) an den alternierenden radialen schneidenden Innenkanten (32) hinaus um einen Betrag erstrecken, der im Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1,14 mm (0,002 bis 0,045 engl. Zoll) gewählt ist.

5. Kronenbohrer (10; 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenfreiwinkel (41, 48) der Freifläche in Umfangs­ richtung zur Hinterarbeitung nach oben der Bohrerzähne (20, 22; 20a, 22a) in der ersten und zweiten Bohrerzähnegruppe im Bereich von 5 bis 20 Grad gewählt ist.

6. Kronenbohrer (10; 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenwinkel (37) der radialen Freifläche des Bohrer­ zahns (20; 20a) in der ersten Bohrerzähnegruppe im Bereich von 8 bis 15 Grad gewählt ist.

7. Kronenbohrer (10; 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenwinkel (46) der radialen Freifläche des Bohrer­ zahns (22; 22a) in der zweiten Bohrerzähnegruppe im Bereich von 4 bis 10 Grad gewählt ist.

8. Kronenbohrer (10: 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralwinkel für jede der Spiralspannuten (23) im Bereich von 21 bis 40 Grad gewählt ist.

9. Kronenbohrer (10: 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanablaufrille (34) einen Neigungswinkel (40, 49) auf­ weist, der im Bereich von 0 bis 70 Grad gewählt ist.