| 1. | Stabförmiger Bohrer aus Hartmetall oder Keramik, welcher in Längsrichtung einen ersten und einen zweiten Endbereich aufweist, wobei der zweite Endbereich mit ei ner Schneidkante versehen ist, welcher in Längsrichtung an seinem Außenumfang mindestens eine Spankammer aufweist und welcher mindestens eine in Längsrichtung verlaufende In nenausnehmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflä che der Innenausnehmung (I) im zweiten Endbereich (E2) grö ßer ist als im ersten Endbereich (E1). |
| 2. | Stabförmiger Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Innenausnehmung (I) spiralförmig verläuft. |
| 3. | Stabförmiger Bohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei Innenausneh mungen aufweist. |
| 4. | Stabförmiger Bohrer nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflä che jeder Innenausnehmung kreisförmig ist. |
| 5. | Stabförmiger Bohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflä che jeder Innenausnehmung nicht kreisförmig ist. |
| 6. | Stabförmiger Bohrer nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mehr als eine Spankammer aufweist, zwischen den Spankammern Felder (F) vorgesehen sind und pro Feld mindestens eine Innenausneh mung vorgesehen ist. |
| 7. | Stabförmiger Bohrer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Innen ausnehmung im zweiten Endbereich (E2) des Bohrers einen ersten Abschnitt (A1), der im wesentlichen parallel zur Schneidkante (S) verläuft, und einen zweiten Abschnitt (A2), der im wesentlichen parallel zum Rand eines Feldes (F) verläuft, aufweist. |
| 8. | Verfahren zur Herstellung eines Bohrers, welcher in Längsrichtung einen ersten und einen zweiten Endbereich aufweist, wobei der zweite Endbereich mit einer Schneid kante versehen ist, welcher in Längsrichtung an seinem Au ßenumfang mindestens eine Spankammer aufweist, und welcher mindestens eine in Längsrichtung verlaufende Innenausnehmung aufweist, mit folgenden Verfah rensschritten : a) Herstellung eines aus plastischer Masse bestehenden stabförmigen Körpers mit mindestens einer geradlinig ver laufenden Innenausnehmung, b) Ablängen dieses Körpers auf eine bestimmte Länge, c) Abstützung des abgelängten Körpers über seine ganze Länge auf einer Auflage und Unterwerfen des Körpers einer Wälzbewegung unter Verwendung einer Reibflächenanordnung, wobei sich die Geschwindigkeit der Wälzbewegung über die Länge des Körpers linear und stetig ändert, um den Körper gleichmäßig zu verdrillen, d) Trocknen des verdrillten Körpers, e) Einschleifen mindestens einer Spankammer am Außenumfang des Körpers, und f) Sintern des mit mindestens einer Spankammer versehenen Körpers, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Verfahrens schritt : g) Vergrößern der Querschnittsfläche der mindestens einen Innenausnehmung im zweiten Endbereich (E2), wobei dieser weitere Verfahrensschritt zwischen dem Verdrillen und dem Sintern des Körpers vorgenommen wird. |
Ein derartiger Bohrer und ein Verfahren zu seiner Herstel- lung sind aus der WO 01/17705 A2 bekannt.
Da der wendel-bzw. spiralförmige Verlauf der am Außenum- fang des Bohrers vorgesehenen Spannuten an den wendel-bzw. spiralförmigen Verlauf der zumindest einen Innenausnehmung angepasst ist, die beim fertigen Bohrer zur Zufuhr von Kühl-oder Schmiermittel in den Schneidenbereich dient, ist sichergestellt, dass der Bohrer günstige Schnitt-und Zerspanungseigenschaften aufweist. Das bekannte Verfahren erlaubt es, Bohrer mit kleinen und kleinsten Abmessungen herzustellen.
Da am Markt immer härtere Materialien verfügbar sind, be- steht zunehmend ein Bedarf an Bohrern, mittels derer die genannten harten Materialien bearbeitet werden können. Je härter die Materialien sind, desto schwieriger ist es, mit- tels eines Bohrers ein Bohrloch in das jeweilige Material einzubringen. Ein spezielles Problem besteht darin, dass
bei länger dauernden Bohrvorgängen durch die Hitzeentwick- lung Schäden am Bohrer und am jeweiligen Material hervorge- rufen werden können. Bei bekannten Bohrern, die geradlinige oder spiralförmig verlaufende Kühlkanäle aufweisen, wird versucht, diese Problematik durch das Leiten von Kühlflüs- sigkeit bzw. Schmiermittel durch eine oder mehrere Innen- ausnehmungen des Bohrers in den Schneidenbereich zu verrin- gern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzu- zeigen, wie die vorstehend genannte Problematik weiter ver- ringert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Bohrer mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Anspruch 8 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines stabförmigen Bohrers.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass sich durch die Vergrößerung der Querschnittsfläche der Innenausnehmung im zweiten Endbereich des Bohrers mehr Kühlflüssigkeit im Bereich der Schneidkante des Bohrers be- findet, so dass die Kühlung verbessert ist. Insbesondere wird die aus der Innenausnehmung austretende Kühlflüssig- keit besser über den gesamten Bereich der Schneidkante ver- teilt als dies bei bekannten Bohrern der Fall ist.
Wird bei der Vergrößerung der Querschnittsfläche der Innen- ausnehmung darauf geachtet, dass der Rand der Innenausneh- mung im zweiten Endbereich einen ersten Abschnitt aufweist, der im wesentlichen parallel zur Schneidkante verläuft, und einen zweiten Abschnitt aufweist, der im wesentlichen pa- rallel zum Rand eines Feldes verläuft, dann ist auch bei einem Nachschleifen eines stumpf gewordenen Bohrers sicher- gestellt, dass man beim Nachschleifen das Feld nicht so weit abträgt, dass die Ränder der Innenausnehmung aufgebro- chen werden. Ferner ist dadurch sichergestellt, dass die
Stabilität des Bohrers auch bei nachfolgenden Bohrvorgängen erhalten bleibt.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Erläuterung anhand der Figu- ren. Es zeigt : Figur 1 eine Skizze zur Veranschaulichung eines stabförmigen Bohrers gemäß der Erfindung, Figur 2 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Ansicht eines stabförmigen Bohrers in Richtung des Pfei- les x in Figur 1 beim Vorliegen eines Bohrers mit zwei oval geformten Innenausnehmungen und Figur 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines stabförmigen Bohrers gemäß der Erfindung.
Die Figur 1 zeigt eine Skizze eines stabförmigen Bohrers gemäß der Erfindung. Dieser Bohrer besteht aus Hartmetall oder Keramik und ist deshalb dazu geeignet, auch in harte Materialien Bohrlöcher einzubringen. Er weist-in Längs- lichtung L gesehen-einen ersten Endbereich El und einen zweiten Endbereich E2 auf. Der zweite Endbereich E2 ist mit einer Schneidkante S versehen. An seinem Endbereich E1 wird der Bohrer zur Durchführung eines Bohrvorgangs in ein zuge- höriges Bohrfutter einer Bohrmaschine eingespannt.
Entlang seines Außenumfangs ist der Bohrer mit mindestens einer spiralförmig verlaufenden Spankammer SK versehen. In Längsrichtung gesehen befindet sich zwischen zwei Spankam- merabschnitten jeweils ein Abschnitt eines Feldes F, wie es aus der Figur 1 ersichtlich ist.
Weiterhin ist der gezeigte Bohrer mit einer Innenausnehmung I versehen, die sich über die gesamte Länge des Bohrers er- streckt und in seinem Inneren spiralförmig verläuft. Diese
Innenausnehmung I ist in der Figur 1 gestrichelt angedeu- tet. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Innenaus- nehmung I eine kreisförmige Querschnittsfläche. Diese Quer- schnittsfläche der Innenausnehmung I ist vom Endabschnitt E1 beginnend über einen Großteil der Länge des Bohrers kon- stant und hat folgenden Wert : Ql = (dl/2) 2. 7r, wobei dl dem Durchmesser der kreisförmigen Querschnittsflä- che im ersten Endbereich E1 des Bohrers entspricht.
Im zweiten Endbereich E2 des Bohrers, also im Bereich der Schneidkante S, ist die kreisförmige Innenausnehmung hinge- gen aufgeweitet. Sie hat dort einen Durchmesser d2, welcher größer ist als der Durchmesser dl im ersten Endbereich E1 des Bohrers. Die Querschnittsfläche der Innenausnehmung I ist vom Endabschnitt E2 beginnend über einen kleinen Teil der Länge des Bohrers ebenfalls konstant und hat folgenden Wert : Q2 = (d2/2) 2 wobei d2 dem Durchmesser der kreisförmigen Querschnittsflä- che im zweiten Endbereich E2 des Bohrers entspricht.
Aufgrund dieser Aufweitung der Innenausnehmung I im Bereich der Schneidkante S befindet sich. während des Bohrvorganges eine größere Menge Kühlflüssigkeit im Bereich der Schneid- kante, so dass die während des Bohrens erfolgende Kühlung verbessert ist. Weiterhin ist auch die Verteilung der durch die Innenausnehmung I in den Bereich der Schneidkante S be- förderten Kühlflüssigkeit verbessert, da die Kühlflüssig- keit über eine größere Fläche der Bohrervorderseite ver- teilt wird.
Der Kühlvorgang kann weiter verbessert werden, wenn im Boh- rer zwei oder mehr Innenausnehmungen vorgesehen sind, die jeweils im zweiten Endbereich des Bohrers aufgeweitet sind.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die Querschnitte der Innenausnehmung (en) kreisförmig, wie es vorstehend anhand der Figur l erläutert wurde. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Quer- schnitte der Innenausnehmung (en) nicht kreisförmig ausge- bildet, sondern beispielsweise oval oder dreieckig, wobei die Seiten des Dreiecks leicht nach außen abgerundet ausge- führt sein können. Diese alternative Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Form der Innenausnehmung (en) an den Verlauf der Schneidkante und den Verlauf des jeweiligen Feldes derart angepasst werden kann, dass auch bei einem Nachschleifen eines stumpf gewordenen Bohrers weitgehend ausgeschlossen ist, dass durch das Nachschleifen die die Innenausnehmung umgebenden Wände so dünn werden, dass der Bohrer bei einem nachfolgenden Bohrvorgang der auftretenden Belastung nicht mehr Stand hält und zerstört wird.
Dies wird nachfolgend anhand der Figur 2 näher erläutert, welche eine Skizze zur Veranschaulichung einer Ansicht ei- nes stabförmigen Bohrers in Richtung des Pfeiles x in Figur 1 zeigt, wobei angenommen wird, dass ein Bohrer mit zwei oval geformten Innenausnehmungen vorliegt.
Der in der Figur 2 dargestellte Bohrer weist Schneidkanten S auf, die in der Figur gebogen verlaufen. Die im Bereich der Schneidkanten befindlichen Innenausnehmungen I sind aufgeweitet und haben deshalb eine große Querschnittsflä- che. Zur Veranschaulichung sind in Figur 2 mit gestrichel- ten Linien auch die Innenausnehmungen mit kleiner Quer- schnittsfläche gezeigt, wie sie im ersten Endbereich El des Bohrers vorliegen und sich von dort ausgehend über einen Großteil der Bohrerlänge erstrecken.
Wie aus der Figur 2 weiterhin hervorgeht, sind die Innen- ausnehmungen I jeweils innerhalb eines Feldes F positio- niert. Mit SK sind die zwischen den Feldern F vorgesehenen Spankammern bezeichnet.
Die Form der Innenausnehmungen I und deren Verlauf inner- halb der Felder F ist in vorteilhafter Weise so gewählt, dass die Innenausnehmungen jeweils einen ersten Abschnitt Al, der im wesentlichen parallel zur Schneidkante S ver- läuft, und einen zweiten Abschnitt A2, der im wesentlichen parallel zum Rand eines Feldes F verläuft, aufweisen. Da- durch ist gewährleistet, dass auch bei einem Nachschleifen eines stumpf gewordenen Bohrers die Wanddicke der die In- nenausnehmung umgebenden Wand konstant bleibt.
Folglich ist weitgehend sichergestellt, dass auch bei einem Nachschleifen des Bohrers nicht versehentlich die Innenaus- nehmungen aufgebrochen und dadurch der Bohrer zerstört wird. Ferner ist dadurch sichergestellt, dass auch bei ei- nem nachfolgenden Bohrvorgang die Stabilität des Bohrers erhalten bleibt, so dass die Wahrscheinlichkeit eines Aus- brechens von Teilen des Bohrers aus dem vorderen Endbereich E2 gering bleibt.
Nachfolgend wird anhand des in der Figur 3 gezeigten Fluss- diagramms ein Verfahren zur Herstellung eines stabförmigen Bohrers gemäß der Erfindung näher erläutert.
In einem ersten Verfahrensschritt a wird ein aus plasti- scher Masse bestehender stabförmiger Körper mit mindestens einer geradlinig verlaufenden Innenausnehmung hergestellt.
Dies kann dadurch erfolgen, dass pastöses Sintermaterial, welches aus mit einem Bindemittel versetzten Hartmetall- oder Keramikpulver besteht, durch einen Extruderkopf extru- diert wird. Diese Extrusion erfolgt rein linear in einer Extrusionsrichtung mit einer konstanten Extrusionsgeschwin- digkeit.
Hat der extrudierte Strang eine vorgegebene Länge erreicht, dann wird er in einem zweiten Verfahrensschritt b mittels einer Schneide abgelängt. Dieses Ablängen kann manuell oder automatisch erfolgen.
Der abgelängte Körper wird in einem dritten Verfahrens- schritt c über seine ganze Länge auf eine Auflage gelegt und einer Wälzbewegung unterworfen, bei welcher eine Reib- flächenanordnung verwendet wird. Dabei verändert sich die Geschwindigkeit der Wälzbewegung über die Länge des Körpers linear und stetig, so dass der Körper gleichmäßig verdrillt wird. Nach diesem Verdrillen liegt eine innerhalb des Kör- pers wendel-bzw. spiralförmig verlaufende Innenausnehmung vor.
Im nächsten Verfahrensschritt d wird der verdrillte Körper in einen Trockenofen eingeführt und dort getrocknet.
Anschließend wird in einem Verfahrensschritt e in das ge- trocknete Sintermaterial mittels einer Schleifscheibe die Spankammer SK eingebracht, die am Außenumfang des Körpers wendel-bzw. spiralförmig verläuft.
Im nächsten Verfahrensschritt g wird die Querschnittsfläche der Innenausnehmung im zweiten Endbereich E2 des Bohrers ebenfalls durch einen Schleifvorgang vergrößert.
Schließlich wird im Verfahrensschritt f der der vorstehend beschriebenen Vorverarbeitung unterworfene Körper einem Sinterofen zugeführt, in welchem er zu einem Sinterstab ge- sintert wird.
Hinter dem Sinterofen kann bei Bedarf noch eine weitere Schleifscheibe zur Nachbearbeitung der Spankammern vorgese- hen sein.
Alternativ zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist es auch möglich, die Vergrößerung der Innenausnehmung im zwei-
ten Endbereich E2 des Bohrers bereits unmittelbar nach dem Verdrillen des Körpers oder nach dem Trocknen des Körpers durchzuführen.