Quak, Andreas (Hermann-Hesse-Strasse 20 Erkrath, 40699, DE)
Budde, Dirk (Hammerstrasse 27 Remscheid, 42857, DE)
Quak, Andreas (Hermann-Hesse-Strasse 20 Erkrath, 40699, DE)
| 1. | Vorrichtung zum Erzeugen von schrägen Tieflochbohrungen in metallischen Werkstücken mit konvexer Oberfläche, mit einem langgestreckten Bohrer (14), der einen inneren (20) und ei nen äußeren längslaufenden Kanal (21) aufweist, und einer Bohrbuchse (22), durch die der Bohrer (14) hindurchgeht und die eine verschleißfeste Büchse (25) enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bohrbuchse (22) an ihrem dem Werkstück (10) zuge wandten Ende mindestens eine geradlinige quer zur Bohrbuch senachse verlaufende Stützkante (28) aufweist. |
| 2. | Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkante (28) eine ebene Seitenfläche (27) der Bohr buchse (22) begrenzt. |
| 3. | Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Werkstück (10) zugewandte Ende der Bohrbuchse (22) teilweise als ebene Stirnfläche (29) und teilweise als zurückweichende Schrägfläche (30) ausgebildet ist, wobei die Stützkante (28) die ebene Stirnfläche (29) begrenzt. |
| 4. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekenn zeichnet, dass zwei parallele Stützkanten (28) vorgesehen sind. |
| 5. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14, dadurch gekenn zeichnet, dass die Stützkante (28) abgerundet oder abge schrägt ist. |
Als Tieflochbohrungen werden generell Bohrungen bezeichnet, de- ren Tiefe größer ist als etwa das 10-fache des Durchmessers.
Tieflochbohrungen bilden beispielsweise Ölkanäle, die in Kur- belwellen verlaufen, oder Kühlwasserkanäle in Zylinderköpfen.
Eine Werkzeugmaschine zur Herstellung von Tieflochbohrungen in Kurbelwellen ist beispielsweise in DE 299 07 963 U1 beschrie- ben. Diese Vorrichtung weist langgestreckte Bohrer auf, die je- weils durch eine Bohrbuchse hindurchgehen, wobei die Bohrbuchse selbständig geführt ist und an das Werkstück angesetzt werden kann. Die Bohrbuchse wird dabei so weit vorgefahren, dass ihre Stirnfläche gegen das Werkstück stößt. In Kurbelwellen verlau- fen die Ölkanäle jeweils schräg zur Hauptachse der Kurbelwelle von einem Hauptlager zu den benachbarten Hublagern bzw. quer durch die Hauptlager. Die Bohrungsenden befinden sich häufig nicht auf dem Scheitelpunkt der jeweiligen Lager sondern seit- lich davon. Die Bohrungen verlaufen unter komplexen Raumwinkeln zur Hauptachse des Werkstücks.
Das Tieflochbohren erfolgt unter Verwendung von Schneidflüssig- keit, die unter hohem Druck von etwa 80 bar zugeführt wird. Die Schneidflüssigkeit fließt durch einen Längskanal im Innern des Bohrers, tritt an der Bohrspitze aus und strömt dann zusammen mit den Bohrspäne in einem Außenkanal zurück. Die Bohrbuchse ist so ausgebildet, dass sie mit der Oberfläche des Werkstücks bündig und unter vollflächigem Kontakt abschließt, so dass die außen am Bohrer zurückströmende Bohrflüssigkeit durch die Bohr- buchse hindurch zurückgeleitet wird. Im Stand der Technik wird für jede Bohrung eine eigene Bohrbuchse benutzt, deren Stirn- seite räumlich so geformt ist, dass sie sich an die Oberfläche des Werkstücks anschmiegt. Da bei Kurbelwellen die Ölkanäle un- terschiedliche Winkel haben und an unterschiedlichen Stellen der Lager austreten, ist häufig für jeden Ölkanal eine andere Bohrbuchse erforderlich.. Dies stellt einen erheblichen Aufwand dar und erfordert einen häufigen Bohrbuchsenwechsel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Bohrvorrichtung mit Bohrbuchse zu schaffen, die unabhängig von der Form des Werkstücks einsetzbar ist, so dass unterschiedliche Werkstücke bzw. unterschiedliche Bohrungen unter Verwendung derselben Bohrbuchse erzeugt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach ist die. Bohrbuchse nicht an das Werkstück angepasst, sondern sie weist eine im We- sentlichen gerade Stützkante auf, mit der sie auf der konvexen Oberfläche des Werkstückes abgestützt ist. Es wird also bewusst auf eine vollflächige und abdichtende Abstützung am Bohrungs- rand verzichtet und es wird akzeptiert, dass am Übergang zwi- schen Bohrbuchse und Werkstück Bohrflüssigkeit seitlich entwei- chen kann. Durch die im Wesentlichen gerade Stützkante wird er- reicht, dass die Bohrbuchse mit der Stützkante stets am Schei- tel der Oberfläche des Werkstücks zur Anlage kommt, auch dann, wenn die Bohrung seitlich von dem Scheitel erzeugt wird. Es wird also vermieden, dass zwei Rundungen oder Schrägflächen von Werkstück und Bohrbuchse gegeneinander gedrückt werden, die aufgrund ihrer Schrägen aufeinander gleiten und abrutschen wür- den. Vorzugsweise wird die Vorrichtung zur Erzeugung von Boh- rungen in zylindrischen Oberflächen benutzt. Dann verläuft die Stützkante schräg oder rechtwinklig zur Längsachse des Werk- stücks und liegt dabei auf der Scheitellinie des Werkstücks auf. Dabei besteht nicht die Gefahr des Abgleitens. Der Schei- tel ist derjenige Punkt der Querschnittsebene des Rohres, der parallel zur Bohrbuchsenachse am weitesten zur Bohrbuchse hin vorsteht.
Bohrbuchsen enthalten normalerweise eine verschleißfeste Büchse am stirnseitigen Ende. Üblicherweise steht die Büchse geringfü- gig vor, so dass sie dasjenige Teil bildet, das der Oberfläche des Werkstücks angepasst sein muss. Die verschleißfeste Büchse besteht aus verschleißfestem Stahl oder Hartmetall. Bei der er- findungsgemäßen Vorrichtung braucht die Büchse nicht über die Bohrbuchse hinaus vorzustehen sondern sie kann vollständig in der Bohrbuchse versenkt sein. Die verschleißfeste Büchse braucht ebenfalls nicht auf das Werkstück abgestimmt zu sein.
Die Funktionalität der Büchse ist auf das Führen des Bohrers reduziert. Eine Dichtfunktion hat die Büchse nicht.
Die Erfindung ermöglicht es, eine einzige Bohrbuchse für unter- schiedliche Winkel und unterschiedliche Werkstückoberflächen zu verwenden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Stützkante durch eine ebene Seitenfläche der Bohrbuchse be- grenzt. Die ebene Seitenfläche erleichtert die Herstellung ei- ner geradlinigen Stützkante am stirnseitigen Ende.
Das dem Werkstück zugewandte Ende der Bohrbüchse kann teilweise als ebene Stirnfläche oder teilweise als zurückweichende Schrägfläche ausgebildet sein, wobei die Stützkante die ebene Stirnfläche begrenzt. Durch die zurückweichende Schrägfläche wird die Öffnung für das Austreten der zurückgespülten Bohr- flüssigkeit vergrößert. Dadurch, dass die Bohrflüssigkeit vor dem Erreichen der Bohrbuchse ins Freie austritt, wird erreicht, dass die in der Bohrflüssigkeit enthaltenen Späne nicht in die Bohrbuchse gelangen und hierin auch keinen Verschleiß verursa- chen. Dadurch wird die Lebensdauer der Bohrbuchse vergrößert.
Zweckmäßigerweise sind zwei parallele Stützkanten vorgesehen, die zu beiden Seiten der Längsbohrung der Bohrbuchse verlaufen.
Damit kann die Bohrbuchse wahlweise nach rechts oder links schräg gestellt werden und im übrigen ihre Ausrichtung beibe- halten.
Die Stützkante ist vorzugsweise abgerundet oder abgeschrägt. Es entsteht ein im Wesentlichen punktförmiger Kontakt zwischen Bohrbuchse und Werkstückoberfläche. Dieser Kontakt reicht für eine stabile Führung und Verschiebesicherheit aus, insbesondere wegen des Umstandes, dass der Berührungspunkt auf dem Scheitel des Werkstücks liegt und ein Abgleiten entlang einer Schrägflä- che nicht möglich ist.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung des Erzeugens eines Ölkanals in einer Kurbelwelle, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Schaft des Bohrers ent- lang der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Maßstab einer Ansicht von Fig. 1 in Ausrichtung des Pfeils III und Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Bohrbuchse.
Als Werkstück 10 ist im vorliegenden Fall eine Kurbelwelle vor- gesehen, die Hauptlager 11 und davon abgesetzte Hublager 12 aufweist. Zwischen einem Hublager 12 und einem Hauptlager 11 soll ein Ölkanal 13 gebohrt werden. Dieser verläuft in der Kur- belwelle unter einem Raumwinkel, d. h. er hat eine Komponente in axialer Richtung und er verläuft seitlich neben den Achsen von Hublager 12 und Hauptlager 11 (s. Fig. 3).
Der Bohrer 14 weist einen langgestreckten Bohrschaft 15 auf, dessen rückwärtiges Ende in einem Werkzeughalter 16 befestigt ist, welcher in ein Spannfutter 17 der Werkzeugmaschine einge- setzt ist. Der Werkstückhalter 16 weist eine Greifrille 18 zum Angreifen eines automatischen Werkzeugwechslers auf. Am vorde- ren Ende des Schafts 15 befindet sich ein Bohreinsatz 19 aus Hartmetall. Der Querschnitt des Schafts 15 ist in Fig. 2 darge- stellt. Der Schaft weist einen inneren längslaufenden Kanal 20 auf, durch den Bohrflüssigkeit, die der Werkzeugmaschine 17 zu- geführt wird, zum vorderen Ende des Schafts 15 strömt und dort die Bohrspäne mitnimmt und dann in einem seitlich offenen äuße- ren Kanal 21, welcher sich ebenfalls in Längsrichtung des Schafts 15 erstreckt, zurückströmt.
Zum Führen des Bohrers 14 dient die Bohrbuchse 22. Die Bohr- buchse 22 ist mit einem Greifring 23 mit Greifrille versehen und sie kann von einer Bewegungsvorrichtung 24 unabhängig vom Bohrer 14 bewegt werden. Die Bohrbuchse 22 weist einen längs- laufenden Kanal 14a auf, durch den der Schaft 15 hindurchführt.
Am vorderen Ende des Kanals 14a befindet sich eine verschleiß- feste Büchse 25 aus hochfestem Stahl oder Hartmetall. Die Büch- se 25 ist in der Bohrbuchse 22 vollständig versenkt und sie schließt mit ihrem vorderen Ende bündig mit der Bohrbuchse ab, wie insbesondere aus Fig. 4 zu ersehen ist.
Die Bohrbuchse 22 weist einen generell zylindrischen Schaft 26 auf, der an entgegengesetzten Seiten zwei ebene Seitenflächen 27 als Abflachungen aufweist. Die vorderen Enden der ebenen Seitenflächen 27 bilden geradlinige Stützkanten 28, die paral- lel zueinander verlaufen. Die Stützkanten 28 begrenzen eine ebene Stirnfläche 29, die senkrecht zur Achsrichtung des Schafts 26 verläuft und die in eine Schrägfläche 30 übergeht, welche von der Stirnfläche 29 aus kontinuierlich zurückweicht.
Die Schrägfläche 30 erstreckt sich über die Mittelachse der Büchse 25 hinaus. Sie dient dazu, rückgespülte Bohrflüssigkeit seitlich austreten zu lassen.
Die Stützkanten 28 sind im vorliegenden Fall abgerundet, d. h. sie sind als Zylinderflächen ausgebildet. Im Einsatz liegen die Stützkanten 28 gemäß Fig. 3 quer zu der Längsachse des Hubla- gers 12, dessen Oberfläche die konvexe Oberfläche 32 des zu be- arbeitenden Werkstücks bildet. Der Scheitel 31 des Werkstücks ist der Punkt, der, bezogen auf die Längsachse der Bohrbuchse 22, der Bohrbuchse am nächsten liegt. Man erkennt, dass die Stützkante 28 den Scheitel 31 kreuzt und dort punktförmig zur Anlage kommt. Daher kann die Bohrbuchse nicht rechts oder links vom Scheitel 31 abgleiten. Die Bohrung 13 verläuft dagegen seitlich neben dem Scheitel 31. Während des Betriebes wird die Bohrbuchse 22 mit einer Anpresskraft axial nach vorne gedrückt, wobei die Stützkante 28 gegen den Scheitel 31 drückt.
Man erkennt, dass dieselbe Bohrbuchse 22 unverändert für unter- schiedliche Schrägbohrungen und unterschiedliche Werkstücke be- nutzt werden kann. Sie bildet somit eine Universalbohrbuchse.
Next Patent: ELECTRIC DISCHARGE MACHINING WIRE WITH OPTIMISED SURFACE COATING
