Zum Herstellen von Bohrungen werden heute im metaliverarbeitenden Gewerbe überwiegend Spiralbohrer verwendet. Je nach Anwendungsfall können sich diese Spiralbohrer in Bezug auf den Schneidstoff und die Geometrie unterscheiden. Der klassische Schnellarbeitsstahl (HSS) wird zunehmend durch das wesentlich verschleißfestere Hartmetall ersetzt. Für große Bohrwerkzeuge ist jedoch ein sogenannter Vollhartmetallbohrer in der Regel zu teuer und trotzt der hohen Zerspanungsleistung nicht wirtschaftlich. Alternativen sind Spiralbohrer, bei denen eine aus Hartmetall bestehende Bohrerspitze in ein gewöhnlich aus Werkzeugstahl gefertigtes Trågerwerkzeug eingelötet wird. Der Nachteil dieser Werkzeuge liegt jedoch in der stark eingeschränkten Nachschleifbarkeit. Sobald der kurze Schneidenteil aus Hartmetall aufgebraucht ist, muss das Werkzeug als Ganzes verschrottet werden.

Aus EP 441 302 A2, DE 196 05 157 A1 und US 5,649,794 sind Spiralbohrer bekannt, bei denen die Werkzeugspitze mit kleinen Schrauben mit dem Bohrer-Grundkörper verbunden wird. Diese auch als"Spitzbohrmesser"bekannten Werkzeuge haben jedoch gegenüber den vorgenannten Spiralbohrern meist den Nachteil, dass ihre Stabilität wegen der für die Schrauben eingearbeiteten Bohrungen geschwächt ist.

Weiterhin kann durch diese Verschraubungen der Späneabfluss behindert werden.

Darüber hinaus begrenzen die Schrauben die Anwendung solcher Bohrwerkzeuge für kleine Bohrungsdurchmesser. In der Praxis sind Schrauben kleiner M2 nicht mehr werkstattgerecht zu handhaben. Auch sind Bohrwerkzeuge bekannt, bei denen der Schneidkörper nur durch eine Pressverbindung im Trägerwerkzeug gehalten wird (siehe beispielsweise DE 44 35 857 A1 oder EP 460 237 A1). Bei einer derartigen Lösung kann aber nicht ausgeschlossen werden, dass sich die Schneidkörper beim Herausziehen des Bohrers aus der Bohrung lösen. Für eine automatisierte Fertigung sind solche Werkzeuge daher sehr problematisch. Aus WO 98/10881 A1sind weiterhin

Werkzeuge bekannt, bei denen die Bohrerspitze nach Art eines Bajonettverschlusses mit dem Grundkörper verbunden sind. Bei diesen Bohrwerkzeugen löst sich zwar der Schneidkörper beim Herausziehen des Bohrers aus der Bohrung nicht vom Bohrergrundkörper. Sie sind jedoch nur unter einem relativ hohen fertigungstechnischen Aufwand herstellbar.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Bohrer vorzuschlagen, der einfach herzustellen ist und bei dem dennoch der Schneideinsatz in allen Betriebszuständen des Bohrers sicher im Bohrer-Grundkörper gehalten wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Bohrer mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass jeweils zwischen einer Anlagefläche des Schneideinsatzes und einer Seitenwandung der Aufnahme eine sich in Richtung der Bohrerlängsachse erstreckende Nut vorhanden ist, in der ein Klemmkeil form-und reibschlüssig einliegt und mit dem Grundkörper und dem Schneideinsatz nach Art einer zur Bohrerspitze hin wirksamen Selbsthemmung zusammenwirkt. Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist zunächst die leichte Montierbarkeit. Der Schneideinsatz muss zur Fixierung am Bohrergrundkörper nur von der Bohrerspitze her in die Aufnahme unter Zwischenlage der Klemmkeile eingesetzt werden. Die in einer Selbsthemmung miteinander zusammenwirkenden Flächen sind derart beschaffen, dass die für die Selbsthemmung erforderlichen Reibbeiwerte erreicht sind. Ebenso sind für das in Rede stehende Zusammenspiel verantwortlichen Keilwinkel relativ klein und liegen etwa unter 10°. Vorteilhaft ist weiterhin, dass trotz der einfachen Montage sehr hohe Haltekräfte erreicht werden. Wenn ein Bohrer aus dem Bohrloch herausgezogen wird, wirken auf den Schneideinsatz erhebliche Kräfte, die die Vorschubkräfte sogar übersteigen können. Während bei herkömmlichen Befestigungsarten, etwa einer Verschraubung des Schneideinsatzes mit dem Grundkörper, beim Herausziehen des Bohrers aus einem Bohrloch mit zunehmender Kraft die Schraubverbindung zusehends belastet und geschwächt wird, ist es bei einem erfindungsgemäßen Bohrer gerade umgekehrt. Hier nimmt die Festigkeit der Verbindung mit zunehmender Krafteinwirkung auf das Schneidteil aufgrund der zunehmenden Klemmwirkung der Klemmkeile sogar noch zu.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Klemmkeile die Schenkel einer U- förmigen Klammer. In montagetechnischer Hinsicht ist dies vorteilhaft, weil die Teileanzahl reduziert wird. Außerdem können die Schenkel der Klammer im Nicht- Montagezustand so gestaltet sein, dass der Außenabstand ihrer Außenwachen größer ist als die lichte Weite der Aufnahme, so dass die Feder mit Vorspannung in die Aufnahme eingesetzt werden kann.

Für die Bewerkstelligung der vorgenannten Selbsthemmung mithilfe der Klemmkeile stehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten zur Verfügung. Bei der einen Möglichkeit sind die die Schenkel der Klammer aufnehmenden Nuten im Schneideinsatz angeordnet.

Die Außenflächen der Klemmkeile und die mit ihnen zusammenwirkenden Seitenwandbereiche der Aufnahme verlaufen parallel zur Längsachse, wobei die Innenflächen der Klemmkeile sowie die mit ihnen zusammenwirkenden Abschnitte der Nut-Grundfläche jeweils einen sich zur Bohrerspitze hin schließenden spitzen Winkel bilden. Die Oberflächengüte der miteinander zusammenwirkenden Flächen ist dabei derart gewähit, dass die Reibung zwischen den Außenflächen der Klemmkeile und der Seitenwandung der Aufnahme größer ist als die Reibung zwischen der Innenflache der Klemmkeile und der Nut-Grundfläche. Wird der Schneideinsatz mit einer zur Bohrerspitze hin gerichteten Kraft beaufschlagt, erfolgt eine automatische Verklemmung des Schneidteils in der Aufnahme. Der obengenannte Winkel liegt in einem Bereich von 1° bis 8°, vorzugsweise wird ein Winkel von 2° gewählt.

Die zweite Möglichkeit, die vorbezeichnete Selbsthemmung zu erreichen, besteht darin, dass bei in der Seitenwandung der Aufnahme eingelassener Nut die Innenflächen der Klemmkeile und die mit ihnen zusammenwirkenden Abschnitte der Anlagefläche des Schneideinsatzes parallel zur Bohrerlangsachse verlaufen, während die Außenflächen der Klemmkeile und die mit ihnen zusammenwirkenden Bereiche der Nut-Grundfiäche jeweils einen sich zur Bohrerspitze schließenden Winkel bilden, wobei die Reibung zwischen der Außenfläche der Klemmkeile und der Seitenwandung der Aufnahme kleiner ist als die Reibung zwischen der Innenfläche der Klemmkeile und der Anlagefläche des Schneideinsatzes. Auch in diesem Falle erfolgt bei einer zur Bohrerspitze hin gerichteten Kraftbeaufschlagung des Schneideinsatzes eine automatische Festklemmung des Schneideinsatzes in der Aufnahme des

Grundkörpers. Um das Herausnehmen des Schneideinsatzes zu ermöglichen, ist zwischen dem Schneideinsatz und dem Verbindungssteg der Klammer ein axialer Zwischenraum vorhanden. Mit einem in diesem Zwischenraum eingeführtem Hebelwerkzeug, etwa einem Schraubendreher oder dgl. kann der Schneideinsatz aus der Aufnahme herausgedrückt werden. Dabei wird durch das genannte Werkzeug die Klammer in ihrer Position gehalten und nur der Schneideinsatz bewegt, so dass die von der Klammer ausgehende Selbsthemmung sich nicht entfalten kann.

Der Schneideinsatz bzw. dessen Anlageflächen und die mit ihnen zusammenwirkende Seitenwandung der Aufnahme sind so geformt, dass der Schneideinsatz mit einem in Radialrichtung wirksamen Formschluss in der Aufnahme einliegt.

Die Erfindung wird anhand von in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Spitzenbereich eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bohrers, Fig. 2 einen Schneideinsatz in Seitenansicht, Fig. 3 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2, Fig. 4 einen Längsschnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Schneideinsatzes mit einer Klammer, Fig. 6 den Spitzenbereich eines Bohrergrundkörpers mit entferntem Schneideinsatz, Fig. 7 einen Längsschnitt durch den Spitzenbereich einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrers, Fig. 8 die Seitenansicht eines alternativ gestalteten Schneideinsatzes, Fig. 9 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles IX in Fig. 8 und Fig. 10 einen Längsschnitt entsprechend der Linie X-X in Fig. 9.

Der in Fig. 1 gezeigte Bohrer weist einen Grundkörper 1 und eine Aufnahme 4 auf, die einen Schneideinsatz 3 trägt. Die die Aufnahme 4 bildende Ausnehmung in dem spitzenseitigen Bereich des Grundkörpers 1 öffnet sich zur Stirnseite 17 des Grundkörpers 1 hin und erstreckt sich quer zur Längsachse 2 des Bohrers durch den

Grundkörper hindurch. Wie aus der Draufsicht nach Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Schneideinsatz 3 seitliche Anlageflächen 11 auf, die mit der Seitenwandung 5 der Aufnahme 2 formschlüssig zusammenwirken. Die Anlageflächen 11 setzen sich aus zwei Prismenflächen 6,7 zusammen, die einen stumpfen Winkel a einschließen.

Jeweils zwei der Prismenflächen 7-7 und 6-6 sind einander diametral gegenüber angeordnet und verlaufen parallel zueinander. Die Seitenwandung 5 der Aufnahme 4 ist komplementär gestaltet, so dass der Schneideinsatz in Radialrichtung formschlüssig im Grundkörper fixiert ist. An der Stelle, an der die beiden Prismenflächen 6,7 aneinanderstoßen ist im Schneideinsatz 3 eine sich in Richtung der Längsachse 2 erstreckende Nut 8 vorhanden. Wie dem Querschnitt nach Fig. 1 zu entnehmen ist, ist die Nut im Längsschnitt gesehen U-förmig. Sie erstreckt sich also bis zu der spitzenfernen Stirnseite 3a des Schneideinsatzes 3 und erstreckt sich auch über diese Stirnseite hinweg. In der Nut liegt eine im Wesentlichen U-förmige Klammer 9 ein, deren beide Schenkel 10 keilförmig ausgebildet sind. Die Schenkel 10 sind durch einen Verbindungssteg 12 miteinander verbunden. Die Aufnahme 4 bzw. deren Seitenwandung 5 ist derart gestaltet, dass im Bereich der Nut 8 bzw. der Klammer 9 ein Radialabstand 13 vorhanden ist. Dagegen sind die Schenkel 10 der Klammer 9 so bemessen, dass sie mit ihren Außenflächen 14 reibschlüssig an der Seitenwandung 5 anliegen.

Die Außenflächen 14 der Klemmkeile bzw. Schenkel 10 der Klammer 9 verlaufen im Längsschnitt der Fig. 1 gesehen parallel zur Längsachse 2. Gleiches gilt für die mit ihnen zusammenwirkenden Flächenbereiche der Seitenwandung 5. Die Innenflächen 15 der Schenkel 10 verlaufen schräg und bilden mit der Längsachse 2 einen sich zur Bohrerspitze 16 hin schließenden Winkel. Dementsprechend bilden die Innenflächen 15 und die Außenflächen 14 der Schenkel 10 einen sich zur Bohrerspitze 16 öffnenden Winkel ß'. Die Schenkel 10 verdicken sich also keilförmig zur Bohrerspitze hin. Die Schenkel 10 enden mit Axialabstand vor der Stirnseite 17 des Grundkörpers 1. Die miteinander zusammenwirkenden Flächen der Schenkel, des Schneideinsatzes 3 und der Aufnahme 4 sind so beschaffen, dass die Reibung zwischen den Außenflächen 14 der Schenkel 10 und der Seitenwandung 5 größer ist als die Reibung zwischen der Innenfläche 15 der Schenkel 10 und der Nut- Grundfläche 18 (Fig. 1,3). Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet, dass bei einer

Kraftbeaufschlagung des Schneideinsatzes in Richtung des Pfeiles 19 dieser in der Aufnahme 4 festgeklemmt wird.

Die Montage des Schneideinsatzes 3 ist denkbar einfach. Zunächst wird die Klammer 9 in die Nut 8 eingesetzt und dann der Schneideinsatz zusammen mit der Klammer in die Aufnahme 4 eingeschoben. Die Breite 20 (Fig. 4) der Klammer 9 ist im Nicht- Montagezustand größer als die lichte Weite 21 der Aufnahme 4, so dass im Montagezustand die Schenkel 10 mit Vorspannung an der Seitenwandung 5 anliegen.

Durch diese Ausgestaltung ist bereits zumindest eine Vorfixierung des Schneideinsatzes gewährleistet, ohne dass dieser in Pfeilrichtung 19 mit einer Kraft beaufschlagt wird.

Der Verbindungssteg 12 weist einen mittleren, zur Bohrerspitze 16 hin vorgewölbten Abschnitt 22 auf, was die elastische Vorspannfähigkeit der Klammerschenkel 10 unterstützt. Zur Entfernung des Schneideinsatzes 3 aus der Aufnahme 4 ist ein etwa schraubendreherartiges Werkzeug 24 in eine im Boden 23 der Aufnahme vorhandene, sich radial nach außen erstreckende Abschrägung oder Ausnehmung 25 einführbar. Das Werkzeug setzt an der Klammer 9 an, so dass sich die Selbsthemmung nicht entfalten kann.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die die Klammer 9a aufnehmende Nut 8a im Grundkörper bzw. in der Seitenwandung 5 der Aufnahme 4 eingelassen. Die hnenftächen 15 der Schenkel 10 sowie die mit den Innenflächen zusammenwirkenden Bereiche der Anlageflächen 11 verlaufen parallel zur Längsachse 2. Die Außenflächen 14 der Schenkel dagegen bilden mit der Längsachse 2 einen zur Bohrerspitze 16 geschlossenen Winkel y. Die Nut- Grundfläche 18a der im Grundkörper 1 angeordneten Nut 8a weist eine entsprechende Schrägstellung auf. Die im Sinne einer Selbsthemmung zusammenwirkenden Oberflächen sind derartig beschaffen, dass die Reibung zwischen der Außenfläche 14 und der Nut-Grundfläche 18a kleiner ist als die Reibung zwischen der Innenfläche 15 der Schenkel 10 und der mit der Innenfläche zusammenwirkenden Flächenbereiche 26 des Schneideinsatzes 3. Bei einer Kraftbeaufschlagung des Schneideinsatzes 3 in

Richtung des Pfeiles 19 erfolgt somit eine automatische Festklemmung des Schneideinsatzes 3 in der Aufnahme 4.

Um ein Herausnehmen des Schneideinsatzes 3 aus der Aufnahme 4 zu ermöglichen ist zwischen dem Verbindungssteg 12 der Klammer 9 und demSchneideinsatz 3 ein Zwischenraum 28 vorhanden, in den ein etwa schraubendreherartiges Werkzeug eingeführt werden kann. Dadurch ist es möglich, den Schneideinsatz 3 in Richtung des Pfeiles 19 zu bewegen, wobei die Klammer 9 in ihrer Position verharrt, wodurch die selbsthemmende Wirkung der Klammer 9 außer Kraft gesetzt ist.

Die den abgerundeten Ecken 27 benachbarten Bereiche 29 der Aufnahme 4 sind hohikehlenartig ausgemuldet, so dass zwischen den Ecken 27 und der Aufnahmewandung ein Hohlraum 30 entsteht. Der zwischen den abgerundeten Ecken 27 angeordnete Mittelabschnitt 32 des Verbindungssteges 12 stützt sich auf einen in Richtung auf die Bohrerspitze 16 vorspringenden, zwischen den Bereichen 29 angeordneten Auflagevorsprung 33 ab.

Die Prismenflächen 6,7 können, wie in Fig. 2 dargestellt ist, einen sich etwa von ihrer Mitte aus in Richtung zur ihrer Basisfläche 34 erstreckenden gefarsten Längsabschnitt 35 aufweisen, der das Einführen des Schneideinsatzes in die Aufnahme 4 erleichtert.

Bei dem in Fig. 8 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Schneideinsatzes 3a sind entsprechend dem Beispiel nach Fig. 3 zwei diametral gegenüberliegende und parallel zueinander verlaufende Prismenflächen 6a vorhanden. Die zweite, mit der erstgenannten Prismenfläche einen stumpfen Winkel a bildende Prismenfläche 7a wird bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch nicht durch den Schneideinsatz 3 selbst sondern durch die Außenfläche 14a der Schenkel 10 gebildet. Die mit den Prismenflächen 6a und 7a zusammenwirkenden Flächenbereiche der Aufnahme 4 sind komplementär zu diesen Flächen gestaltet, so dass der Schneideinsatz 3a mit einem in Radialrichtung wirksamen Formschluss in der Aufnahme 4 einliegt.

Bezugszeichenliste<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1Grundkörper 2 Längsachse 3 Schneideinsatz 3a Stirnseite 4 Aufnahme 5 Seitenwandung 6 Prismenfläche 7 Prismenfläche 8 Nut 9 Klammer 10 Schenkel 11 Anlagefläche 12 Verbindungssteg 13 Radialabstand 14 Außenfläche 15 Innenfläche 16 Bohrerspitze 17 Stirnseite 18 Nut-Grundfläche 19 Pfeil 20 Breite 21 lichte Weite 22 Abschnitt 23 Boden 25 Ausnehmung 26 Flächenbereich 27 Ecke 28 Zwischenraum 29 Bereich 30 Hohiraum 32 Mittelabschnitt 33 Auflagevorsprung 34Basisfläche 35Längsabschnitt αWinkel ßWinkel γWinkel