DE4339032C2 - Werkzeug zum Ausschneiden von Scheiben aus einem Werkstück - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Werkzeug ist aus der US-4,586,857 bekannt.

Derartige Werkzeuge werden in Verbindung mit tragbaren magnetischen Bohrmaschinen auf Baustellen zum Bohren von Löchern in metallene Bauteile verwendet. Die Dreh­ zahl solcher Bohrmaschinen läßt sich nur in eingeschränktem Maße verändern. Es hat sich gezeigt, daß bei diesen Bohrmaschinen die Umdrehungszahl pro Minute zum Antrieb von Werkzeugen des eingangs genannten Typs mit großem Durchmesser zu hoch ist, was dazu führt, daß das Werkzeug insbesondere anfänglich nur schlecht in ein Werkstück eindringt. Vielmehr beginnt das Werkzeug zu rattern und zu schwingen, so daß es sehr schwierig ist, solche auch als ringförmige Kronenbohrer bezeichneten Werkzeuge am gewünschten Punkt anzusetzen bzw. dort zu halten. Abgesehen von diesen Schwierigkeiten kann das Rattern und Vibrieren so heftig werden, daß Schäden am Werkzeug auftreten.

Aus der US 4,573,838 ist ein Kronenbohrer mit in Umfangsrichtung alternierend angeordneten Bohrzähnen bekannt, von denen jeder innere und äußere Schneidkanten aufweist.

Die US 4,408,935 offenbart einen Kronenbohrer mit äußeren und inneren Schneidzähnen, wobei die äußeren Schneidzähne je drei Schneidkanten und die inneren Schneidzähne je zwei Schneidkanten aufweisen.

Aus der US 4,322,187 ist ein Kronenbohrer mit einer Vielzahl von Schneidzähnen bekannt, die je eine in Umfangsrichtung bezüglich der Drehrichtung vorne angeordnete, innere Schneidkante sowie eine in Umfangsrichtung bezüglich der Drehrichtung dahinter angeordnete Schneidkante aufweisen. Die radiale Erstreckung der beiden Schneidkanten an jedem Schneidzahn ist unterschiedlich groß.

Die US 3,765,789 zeigt ebenfalls einen Kronenbohrer mit einer Vielzahl von Schneidzähnen, die je mehrere Schneidkanten auf­ weisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der eingangs angegebenen Art so weiterzubilden, daß es auch bei großem Schneiddurchmesser genau und sicher an der gewünschten Position in das zu bearbeitende Material geführt werden kann. Insbesondere soll also sichergestellt sein, daß ein solches Werkzeug mit großem Durchmesser selbst bei hohen Drehzahlen nicht rattert oder schwingt, damit ein präzises Anschneiden errmöglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Werkzeug gelöst, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die radialen schneidenden Innenkanten der ersten Bohrerzahnart von der Vorderseite des Bohrers in Längsrichtung nach unten um einen vorbestimmten Betrag über die radialen schneidenden Außenkanten der zweiten Bohrerzahnart hinaus, so daß bei Be­ nutzung des Bohrers die radialen schneidenden Innenkanten den radialen schneidenden Außenkanten voreilen und vor letzteren mit dem Werkstück in Berührung kommen und in es eindringen. Die versetzte Bohrerzahnanordnung des Kronenbohrers gemäß der Erfindung wirkt sich so aus, daß jede Art Bohrzähne ihren Anteil an der Schnittlast übernimmt.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die radialen schneidenden Außenkanten von der Vorderseite des Bohrers um einen vorbestimmten Betrag nach unten über die radialen schneidenden Innenkanten hinaus und eilen den schneidenden Innenkanten bei einer Bohrbearbeitung eines Werkstücks vor.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8.

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

Fig. 1 eine seitliche Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs,

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

Fig. 3 eine seitliche Schrägansicht des Werkzeugs gemäß Fig. 2 mit einer Darstellung der Werkzeugvorder­ seite mit versetzter Bohrzahnanordnung,

Fig. 4 die Ansicht 4-4 in Fig. 2 mit Blick in Richtung der Pfeile,

Fig. 5 eine vergrößerte Teilseitenansicht des Werkzeugs 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 Werkzeugs 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 Werkzeugs gemäß Fig. 1 bis 8 mit einer Darstellung des allmählichen Eindringens des Werkzeugs 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 Bohrzähne 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 vorderen Endes eines abgewandelten Werkzeugs mit einer Darstellung der Zunahme der Eindringtiefe des Werkzeugs in ein Werkstück.

Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Werkzeug 10 gemäß der Erfindung ist bestimmt zur Herstellung von Löchern in Werkstücken aus Metall. Es 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 Spannflachungen 13 als Mittel zum schlupffreien Antreiben des Werkzeugs 10 aus­ gebildet.

Der Schaft 12 ist mit einer axialen Führungsbohrung 14 versehen, die an ihrem inneren Ende mit einer Hauptteil-Axialbohrung 15 von großem Durchmesser in Verbindung steht, welche vom vorderen Ende des Werkzeughauptteils 11 her in letzteren eingearbeitet ist. Es versteht sich, daß das Werkzeug 10 mit beliebigen Längen und Durchmessern herstellbar ist. Bei einer Ausführungsform hat das Werkzeug 10 einen Schaft 12 von etwa 17,40 mm (0,685 engl. Zoll) Länge und ein Werk­ zeughauptteil 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 Werkzeughauptteils 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 Hauptteils 11 betrug etwa 2,54 mm (0,100 engl. Zoll). Die Hauptteilbohrung 15 verengte sich am unteren Ende des Hauptteils 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 das Hauptteil 11 einen Außen­ durchmesser-Rücknahmekonus von etwa 0,13 mm je 25,4 mm (0,005 engl. Zoll je engl. Zoll) auf, der bei Werkzeugen dieses Typs ein üblicher Verjüngungskonus ist.

Das Werkzeughauptteil 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 vorderen oder schneidenden Ende der Seitenwand 18 um ihren Umfang eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Bohrzähne ausge­ bildet. Beim dargestellten Beispiel sind die Bohrzähne in zwei Arten unterteilt, nämlich eine erste Art mit Zähnen 20 und eine zweite mit Zähnen 22. Die Bohrzähne 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 Bohrzähne 20 und 22 in Um­ fangsrichtung durch Spiralspannuten 23 getrennt, die sich vom vorderen Ende des Hauptteils 11 nach oben um den Außen­ umfang desselben und angrenzend an je einen Zahn 20 und einen Zahn 22 erstrecken. Die aufeinanderfolgenden Spiralspannuten 23 sind am Außenumfang des Werkzeugs 10 durch einen Rücken 24 getrennt. Der voreilende Rand jedes Rückens 24 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 Werkzeugs 10 zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen 20 und 22 Stege 26 auf. Bei jedem Steg 26 bildet die radiale Außenfläche 27 die radiale Innnwand 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 Werkzeug ist an jedem Zahn 20 der ersten Bohrzahnart eine radiale schneidende 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 rückwärts zum oberen Ende des Werkzeughauptteils 11 hin, um die radiale schneidende Innenkante 32 mit einem inneren radialen Endpunkt 35 zu bilden, der sich nach vorne über einen radialen äußeren Endpunkt 36 der Innenschneidkante 32 hinaus erstreckt. Die Innenschneidkante 32 erstreckt sich radial nach außen über eine Länge, die der Dicke der Werkzeug­ hauptteil-Seitenwand 18 gleich ist und ist, ausgehend vom radialen inneren Endpunkt 35, in bezug auf das Haupt­ teil 11 in Längsrichtung schräg nach oben gerichtet. Gemäß Fig. 6 weist jeder der Bohrzähne 20 einen Flächenwinkel 37 von 11 Grad und einen Schrägungswinkel 38 der Spanablaufrille 34 von 45 Grad auf. Gemäß Fig. 5 hat jeder Bohrzahn 20 einen Spanablaufrillen-Winkel 40 von 28 Grad und einen Freiwinkel 41 von 12 Grad. Der Schrägungswinkel 38 der Spanablauf­ rille 34 beträgt 45 Grad.

Gemäß Fig. 8 weist jeder Bohrzahn 22 eine radiale schneidende Außenkante 42 und eine radiale nicht schneidende Innen­ kante 43 auf. Gemäß Fig. 8 sind die schneidende Außenkante 42 und die nichtschneidende Innenkante 43 in bezug auf das Werkzeughauptteil 11 in Längsrichtung nach rückwärts und radial nach innen geneigt. Das radiale äußere Ende der schneidenden Außenkante 42 endet in einem Punkt 44, der in Längsrichtung tiefer bzw. weiter vorne liegt als der innere Endpunkt 45 der schneidenden Außenkante 42. Jeder Bohrzahn 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 Bohrzahn 22 einen radialen Spanablaufrillen- Winkel 49 von 28 Grad auf. Die schneidende Außenkante 42 eines Bohrzahnes 22 ist in der radialen Breite gleich mit der radialen Dicke der Werkzeughauptteil-Seitenwand 18 und der radialen Breite der schneidenden Innenkante 32 jedes Bohr­ 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 Bohrzahn 20 erstreckt sich in Längsrichtung nach vorne über den radialen äußeren Endpunkt 44 der schneidenden Außenkante 42 an jedem Bohrzahn 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 vorne über die äußeren Endpunkte 44 der schneidenden Außenkanten 42 der Bohrzähne 22 hinaus.

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

Dadurch, daß jeder Bohrzahn 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 Bohrzähne 20 der Endpunkt 35 in die Spanabnahme an einem Werkstück eingetreten ist, kommen die Endpunkte 44 an den schneidenden Außenkanten 42 der Bohrzähne 22 in Berührung mit der Werkstückoberfläche. Durch die Ausbildung der Bohr­ zähne 22 mit einem dem Flächenwinkel 37 von 11 Grad der Bohrzähne 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 Bohrzahn 22 ein Spanwinkel von 4 Grad erzeugt. Der Spanwinkel von 4 Grad an den Bohrzähnen 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 Werkzeugs 10 gemäß der Erfindung in ein Werkstück 50 aus Metall darge­ stellt. Der Zustellvorschub des Werkzeugs 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 Werkzeug 10 ein Loch eingearbeitet wird.

Fig. 9a zeigt, wie der Endpunkt 35 am voreilenden radialen inneren Ende der schneidenden Innenkante 32 eines Bohrzahns 20 die Oberfläche 51 des Werkstücks 50 anschneidet. Die vor­ eilenden radialen äußeren Endpunkte 44 der beiden schneidenden Außenkanten 42 von zwei Bohrzähnen 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 Werkzeugs 10 in das Werkstück 50, nachdem eine Umdrehung des Werkzeugs 10 die Bohrzähne 20 etwa 0,25 mm (0,01 engl. Zoll) in das Werkstück 50 zugestellt hat. An dieser Stelle des Eindringens würden die Bohrzähne 20 einen Span am Werkstück 50 abnehmen.

Fig. 9c stellt die Position des Werkzeugs 10 nach zwei Umdrehungen dar, wobei die Bohrzähne 20 etwa 0,051 mm (0,020 engl. Zoll) in das Werkstück 50 eingedrungen sind und zu diesem Zeitpunkt die von den Bohrzähnen 20 abgenommenen Späne durch die schneidenden Innenkanten 32 der Bohrzähne 20 in die Spanablaufrille 34 hinein umgebogen werden. Zur gleichen Zeit sind die schneidenden Außenkanten 42 der Bohrzähne 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 Werkzeugs 10 nach drei Umdrehungen desselben. An dieser Stelle des Ein­ dringens in das Werkstück 50 sind die schneidenden Innenkanten 32 der Bohrzähne 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 Bohrzähne 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 Werkzeugs 10 nach 4 Umdrehungen dar, in denen die Bohrzähne 20 etwa 1,02 mm (0,040 engl. Zoll) in das Werkstück 50 eingedrungen sind. Zu diesem Zeitpunkt verlassen die von den Bohrzähnen 20 abge­ nommenen Späne den Spanablaufrillen-Winkel in einer Spiral­ bewegung, wogegen die Bohrzähne 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 Werkzeugs 10 nach 5 Umdrehungen desselben dargestellt. In dieser Position sind die Bohrzähne 20 etwa 1,27 mm (0,050 engl. Zoll) tief im Werkstück 50 und haben den vollen Schnittdruck erreicht. Die von den Bohrzähnen 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 Bohrzähne 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 Werkzeugs 10 nach 6 Umdrehungen desselben, wenn die Bohrzähne 20 etwa 1,52 mm (0,060 engl. Zoll) tief im Werkstück 50 sind und die Bohr­ 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 Werkzeugs 10 in das Werkstück 50 bei einer Eindringtiefe in das Werkstück 50 von etwa 1,78 mm (0,070 engl. Zoll) der Bohrzähne 20 und von etwa 1,52 mm (0,060 engl. Zoll) der Bohrzähne 22.

Die versetzte Zähneanordnung der schneidenden Innenkanten 32 der Bohrzähne 20 und der schneidenden Außenkanten 42 der Bohrzähne 22 verteilt den Schnittlastanteil auf beide Arten Bohrzähne 20 und 22, wodurch es möglich ist, daß das Werkzeug 10 vibrationsfrei und mit geringerem erforderlichen Schnittdruck arbeitet, woraus sich eine ge­ ringere Wärmeerzeugung im Werkzeug 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 Bohrzähnen 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 Bohrzähnen 20 als auch von den schneidenden Außenkanten 42 an den Bohr­ 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 Bohrzähnen 20 als auch von den schneidenden Außenkanten 42 an den Bohrzähnen 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 Bohrzähnen 20 als auch von den schneidenden Außenkanten 42 an den Bohrzähnen 22 abgenommen wird, nachdem jede Grupe 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) eingedrungen ist, die schneidenden Innenkanten 32 und die schneidenden Außenkanten 42 Schnitte gleicher Breite am Werkstück 50 aus­ führen, so daß jeder der Bohrzähne 20 und 22 Schnitte von im wesentlichen gleicher Breite erzeugt.

Die weiter oben angegebenen Abmessungen für die verschiedenen Teile des Werkzeugs 10 sind für einen Durchmesser der angegebenen Größe üblich. Es versteht sich jedoch, daß die obenangegebenen Abmessungen bei anderen Werkzeuggrößen verschieden sind. Beispielsweise können die Flächen- oder Freiwinkel 41 und 48 bei jedem der Bohr­ zähne 20 und 22 in einem Bereich von 5 bis 20 Grad variieren. Der Flächenwinkel 37 für jeden Bohrzahn 20 kann in einem Bereich von 8 bis 15 Grad variieren. Der Flächenwinkel 46 für jeden Bohrzahn 22 kann in einem Bereich von 1 bis 15 Grad variieren. Der radiale Spanablaufrillen-Winkel 40 für jeden Bohrzahn 20 und der radiale Spanablaufrillen-Winkel 49 für jeden Bohrzahn 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 Werkzeughauptteils 11 kann in einem Dicken­ bereich von etwa 0,76 bis etwa 8,89 mm (0,030 bis 0,350 engl. Zoll) variieren. Das Dickenmaß zwischen der Innenbohrung 15 eines Werkzeugs 10 und der Außenfläche der Freifase 25 eines Bohrzahns 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 Freifaser 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 Bohrzähnen 20 und die schneidenden Außenkanten 42 an den Bohrzähnen 22 sind unter einem Winkel von 90 Grad zum Außenumfang des Hauptteils 11 angeordnet. Die nicht schneidende Außenkante 33 an jedem Bohrzahn 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 Bohrzahn 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 (0,300 engl. Zoll) variieren. Jede der schneidenden Innenkanten 32 der Bohr­ zähne 20 ist in einer Längsebene angeordnet, welche in bezug auf die Schneiddrehrichtung des Werkzeugs 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 der Voreilung, hier 6 Grad, kann in einem Bereich von -8 bis 18 Grad variieren.

Die nicht schneidende Innenkante 43 jedes der Bohrzähne 22 ist in einer Längsebene angeordnet, deren äußeres Ende in bezug auf die Drehrichtung des Werkzeugs 10 in Umfangs­ richtung um einen Winkelbetrag von 4 Grad gegenüber einer Radiuslinie vorgedrückt 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 Bohrzähne 22a in Längsrichtung nach vorne um etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) bis unter Bohrzähne 20 verlängert sind. Das in Fig. 13a bis 13h darge­ stellte Werkzeug 10a arbeitet beim Anschneiden einer Oberfläche 51a eines Werkstücks 50a in der gleichen Weise, wie für die Arbeitsweise des Werkzeugs 10 beim Eindringen in ein Werkstück 50 im Zusammenhang mit Fig. 9a bis 9h be­ schrieben wurde. Die Spanabnahmebreite beim Werkzeug 10a gemäß Fig. 13a bis 13h ist die gleiche, wie für das Werkzeug 10 gemäß Fig. 9a bis 9h beschrieben wurde. Der einzige Unterschied zwischen den Werkzeugen 10a und 10 besteht darin, daß die radialen schneidenden Außenkanten an den Bohrzähnen 22a um etwa 0,25 mm (0,010 engl. Zoll) früher schneiden als die radialen schneidenden Innenkanten an den Bohrzähnen 20a.

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

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

Fig. 13b zeigt die Position des Werkzeugs 10a in bezug auf das Werkstück 50a nach einer Umdrehung des Werkzeugs 10a. Fig. 13c zeigt die Position des Werkzeugs 10a in bezug auf das Werkstück 50a nach zwei Umdrehungen, und die Fig. 13d, 13e, 13f, 13g und 13h zeigen die Position des Werkzeugs 10a in bezug auf das Werkstück 50a nach 3, 4, 5, 6 und 7 Umdrehungen. Das Werkzeug 10a bietet die gleiche versetzte und alternierende Schneidwirkung, wie sie beim Werkzeug 10 vorgesehen ist, mit der Ausnahme, daß die alternierenden radialen schneidenden Außen­ kanten an den Bohrzähnen 22a gegenüber der Schneidwirkung der alternierenden radialen schneidenden Innenkanten an den Bohrzähnen 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 Abstand zwischen den voreilenden Endpunkten 35 und 44 in einem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 1,14 mm (0,002 bis 0,045 engl. Zoll) variieren.

Claims (8)

1. Werkzeug (10; 10a) zum Ausschneiden von Scheiben aus einem Werkstück (50), mit einem hohlzylindrischen Hauptteil (11), das an seinem rückwärtigen Ende einen Schaft (12) und an seinem äußeren Umfang eine Vielzahl Spiralspannuten (23) aufweist, bei dem das Hauptteil (11) an seinem vorderen Ende mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Bohrzähne (20, 22) ver­ sehen ist, die radial gerichtete, schneidende Innenkanten (32) und Außenkanten (42) aufweisen, wobei zwei Arten von Bohrzähnen vorgesehen sind, die alternierend zueinander angeordnet sind und jede Spannut (23) durch eine Spanablaufrille (34) ergänzt ist, die sich von jeder radialen schneidenden Innenkante (32) nach rückwärts erstreckt und radial nach außen in eine angrenzende Spiralspannut (23) mündet, wobei jede radiale schneidende in bezug auf die Drehrichtung des Werkzeugs (10; 10a) gegenüber den radialen schneidenden Innenkanten in Umfangsrichtung nach hinten versetzte Außenkante (42) durch ein unteres Ende einer nacheilenden Seitenwand (29) einer angrenzenden Spiralspannut (23) gebildet ist, und jeder Bohrzahn, (20, 22; 20a, 22a) eine Freifläche in Umfangsrichtung mit einem Freiwinkel (41, 48) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,

• a) alle Bohrzähne je nur eine einzelne radiale schneidende Außenkante (42) aufweisen,
• b) jeder Bohrzahn (20; 20a) der ersten Art eine radiale Frei­ fläche aufweist, die von der Axialbohrung (15) des zylindrischen Hauptteils (11) aus unter einem Flächenwinkel (37) nach rück­ wärts und radial nach außen geneigt ist,
• c) jeder Bohrzahn (22; 22a) der zweiten Art eine radiale Frei­ fläche aufweist, die vom äußeren Umfangsrand des Kronenbohrers (10; 10a) aus unter einem Flächenwinkel (46) nach rückwärts und radial nach innen geneigt ist,
• d) der Flächenwinkel (37) der radialen Freiflächen der Bohr­ zähne (20; 20a) der ersten Art größer ist als der Flächenwinkel (46) der radialen Freiflächen der Bohrzähne (22; 22a) der zweiten Art,
• e) jede der Schneidkanten (32, 42) an jedem Bohrzahn (20, 22; 20a, 22a) der beiden Bohrzahnarten mit einem in Drehrichtung voreilenden Ende (35, 44) ausgebildet ist, und die Enden (35 oder 44) an den Schneidkanten (32 oder 42) der Bohrzähne (20 oder 22; 20a oder 22a) einer der Bohrzahnarten sich in Axial­ richtung nach unten über die Endpunkte (44 oder 35) an den Schneidkanten (42 oder 32) der Bohrzähne (22 oder 20; 22a oder 20a) der anderen Bohrzahnart hinaus erstrecken, und
• f) die radiale Erstreckung der radialen schneidenden Innen­ kanten (32) der ersten Bohrzahnart gleich der radialen Erstreckung der radialen schneidenden Außenkanten (42) der zweiten Bohrzahnart ist.

2. Werkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die voreilenden Enden (35) an den radialen schneidenden Innenkanten (32) sich in Längsrichtung nach unten über die voreilenden Enden (44) an den 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.

3. Werkzeug (10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die voreilenden Enden (44) an den radialen schneidenden Außenkanten (42) sich in Längsrichtung nach unten über die voreilenden Endpunkte (35) an den 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.

4. Werkzeug (10; 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiwinkel (41, 48) der Frei­ fläche in Umfangsrichtung zur Hinterschneidung der Bohrzähne (20, 22; 20a, 22a) nach rückwärts in der ersten und zweiten Bohrzahnart im Bereich von 5 bis 20 Grad gewählt ist.

5. Werkzeug (10; 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenwinkel (37) der radialen Freifläche jedes Bohrzahns (20; 20a) der ersten Bohrzahnart im Bereich von 8 bis 15 Grad gewählt ist.

6. Werkzeug (10; 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenwinkel (46) der radialen Freifläche jedes Bohrzahns (22; 22a) der zweiten Bohrzahnart im Bereich von 4 bis 10 Grad gewählt ist.

7. Werkzeug (10; 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralwinkel für jede der Spi­ ralspannuten (23) im Bereich von 21 bis 40 Grad gewählt ist.

8. Werkzeug (10; 10a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanablaufrille (34) einen Nei­ gungswinkel (40, 49) aufweist, der im Bereich von 0 bis 70 Grad gewählt ist.