DE10024638C2

DE10024638C2 - Drilling head for holding at least one cutting tool for machining the inner surface of a long, cylindrical workpiece

Info

Publication number: DE10024638C2
Application number: DE2000124638
Authority: DE
Inventors: Gerhard Bockelmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Hermann Von Rautenkranz Internationale Tiefbohr G
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: AT411656B; ATA14552000A; DE10024638A1

Abstract

Bohrkopf (10) zur Halterung mindestens eines Schneidwerkzeugs (12) zur Bearbeitung der Innenoberfläche (23) eines langen, zylindrischen Werkstücks (11), der an einem in das zu bearbeitende Werkstück (11) einfahrbaren Bohrkopfträgergestänge (26) gehalten ist. Das Schneidwerkzeug (12) ist von einem Werkzeugträger (13) gehalten, und der Werkzeugträger (13) ist über ein Bohrkopfgehäuse (14) mit einem von dem Bohrkopfträgergestänge (26) gehaltenen Gehäuseträger (22) verbunden. Das Schneidwerkzeug (12) ist über eine halbkardanische Aufhängung (20) mit dem Bohrkopfträgergestänge (26) verbunden.Drill head (10) for holding at least one cutting tool (12) for machining the inner surface (23) of a long, cylindrical workpiece (11) which is held on a drill head support rod (26) which can be moved into the workpiece (11) to be machined. The cutting tool (12) is held by a tool carrier (13), and the tool carrier (13) is connected via a drill head housing (14) to a housing carrier (22) held by the drill head carrier linkage (26). The cutting tool (12) is connected to the drill head rod assembly (26) via a half-cardanic suspension (20).

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf zur Halterung mindestens eines Schneidwerkzeugs zur Bearbeitung der Innenoberfläche eines langen, zylindrischen Werkstücks, der an einem in das zu bearbeitende Werkstück einfahr baren Bohrkopfträgergestänge gehalten ist, das Schneid werkzeug von einem Werkzeugträger gehalten ist und der Werkzeugträger über ein Bohrkopfgehäuse mit einem von dem Bohrkopfträgergestänge gehaltenen Gehäuseträger verbunden ist.The invention relates to a drill head for mounting at least one cutting tool for processing the Inner surface of a long, cylindrical workpiece, who enters a workpiece to be machined baren drill rod linkage is held, the cutting tool is held by a tool holder and the Tool carrier over a drill head housing with one of the drill head carrier rod held housing carrier connected is.

Die Innenoberflächen von langen, zylindrischen Werk stücken sind produktionsbedingt oft uneben und un gleichmäßig in ihrem Innendurchmesser und weisen eine unerwünschte Rauhigkeit auf. Um dadurch bedingte Beein trächtigungen des Gebrauchs zu vermeiden, muß die In nenoberfläche solcher Werkstücke häufig glattgeräumt werden.The inner surfaces of long, cylindrical work Due to production, pieces are often uneven and uneven uniform in their inner diameter and have a unwanted roughness. About legs caused by it To avoid impairment of use, the In The surface of such workpieces is often smoothed out become.

Dazu ist es aus der DE 196 13 897 A1 bekannt, ein an einem Bohrkopf gehaltenes Räum- oder Schneidwerkzeug durch das zu bearbeitende Werkstück zu führen. Solche Werkstücke weisen jedoch eine recht lange axiale Er streckung auf, und es kann vorkommen, daß der Bohrkopf mit den Räum- oder Schneidwerkzeuge haltenden Bohrkopf trägergestänge durchhängt. Dadurch kann es zu einer ungleichmäßigen Belastung der Werkzeuge und zu einer ebenfalls ungleichmäßigen spanabhebenden Bearbeitung der Innenoberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks kommen.For this purpose, it is known from DE 196 13 897 A1 broaching or cutting tool held by a drilling head through the workpiece to be machined. Such However, workpieces have a fairly long axial length extension, and it may happen that the drill head with the drilling head holding the broaching or cutting tools carrier linkage sags. It can to an uneven Load on the tools and at a also uneven machining the inner surface of the workpiece to be machined come.

Aus der DE 30 42 939 C2 ist ein Werkzeughalter für ein rotierendes Werkzeug bekannt, das ein ein Gehäuse bil dendes treibendes Teil aufweist. In diesem treibenden Teil ist ein getriebenes Teil mit einem kugeligen Kör per über eine Gelenkkupplung gelagert, das schwenkbar und seitlich verschiebbar ist. Ein derartiger Werkzeug halter besteht aus einer Vielzahl von Einzelteilen und stellt praktisch eine an sich bekannte Drehkupplung dar. Er ist nicht geeignet, ein Schneidwerkzeug an ei ner Bohrstange zu führen und zu justieren.DE 30 42 939 C2 describes a tool holder for a known rotating tool that bil a housing has the driving part. In this driving Part is a driven part with a spherical body mounted on an articulated coupling that swivels and is laterally displaceable. Such a tool holder consists of a large number of individual parts and is practically a known rotary coupling It is not suitable to use a cutting tool on egg to guide and adjust a boring bar.

Aus der DE 295 02 086 U1 ist eine Vorrichtung zum Hal ten von Werkstücken während mindestens zwei aufeinan derfolgenden Bearbeitungsschritten zur Bearbeitung von Bohrungen bekannt, bei der Werkstückträger mit einem Tragteil kardanisch zu einer Einheit verbunden ist; um ein zeitaufwendiges Umspannen der Bearbeitungswerkzeuge zu vermeiden, sind die benötigten Werkzeuge in einem Werkzeugträger zusammengefaßt ist. Auch hier ist eine Feinjustierung und Entkopplung der Schwingungen der An triebsspindel von dem Schneidwerkzeug nicht möglich.DE 295 02 086 U1 describes a device for Hal workpieces for at least two to one another the following processing steps for processing Known holes in the workpiece holder with a Carrier part is gimbally connected to a unit; around a time-consuming reclamping of the processing tools The tools required are to be avoided in one Tool carrier is summarized. Here is one too Fine adjustment and decoupling of the vibrations of the An drive spindle of the cutting tool not possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bohr kopf der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem eine längenbedingte radiale Abweichung eines Schneidwerkzeugs ausgeglichen werden kann und das Schneidwerkzeug gleichmäßiger belastet wird.The object of the present invention is a Bohr create head of the type described above with which a length-related radial deviation of a Cutting tool can be compensated for and that Cutting tool is loaded more evenly.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Schneidwerk zeug über eine halbkardanische Aufhängung mit dem Bohr kopfträgergestänge verbunden ist. This task is solved in that the cutting unit testifies to a semi-gimbal suspension with the drill head support linkage is connected.

Durch diese Maßnahmen wird ein Bohrkopf geschaffen, bei dem das Schneidwerkzeug bei einem Durchhängen des Schneidwerkzeughalters ausweichen kann. Durch die halb kardanische Aufhängung des Schneidwerkzeugs an einem Bohrkopf, der wiederum mit dem längsverschiebbaren Bohrkopfträgergestänge verbunden ist, können Abweichun gen ausgeglichen werden. Beim Durchhängen der Bohrstan ge kann das Schneidwerkzeug diese Maßdifferenz somit ausgleichen.These measures create a drill head at which the cutting tool when the Cutting tool holder can dodge. Through the half Cardanic suspension of the cutting tool on one Drill head, which in turn with the longitudinally displaceable Drill head carrier linkage is connected, can deviate be compensated for. When sagging the drill rig ge the cutting tool can thus measure this difference compensate.

Der Werkzeughalter ist beispielsweise auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit Schneidwerkzeugen be stückt, es können aber - je nach erforderlicher Bear beitung - auch nur ein oder auch mehrere Schneidwerk zeuge vorgesehen sein.For example, the tool holder is on two each other opposite sides with cutting tools pieces, but it can - depending on the required Bear processing - even just one or more cutting units witness be provided.

Die Schneidwerkzeuge werden durch die erfindungsgemäß gegebene Ausweichmöglichkeit gleichmäßiger belastet. Wird beispielsweise das untere Schneidwerkzeug durch ein Durchhängen des Bohrkopfträgergestänges stärker als das obere Schneidwerkzeug belastet, so weicht der Werk zeughalter nach oben aus. Das sich oben befindliche Schneidwerkzeug ist weniger belastet und hat folglich einen geringeren Widerstand aufzunehmen. Auf diese Wei se kommt es zu einem Ausgleich der Belastung und zu ei ner gleichmäßigen spanabhebenden Bearbeitung der In nenoberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks.The cutting tools are according to the invention given evasion option more evenly charged. For example, the lower cutting tool sagging of the drill head support rod more than the upper cutting tool is loaded, so the factory gives way tool holder upwards. The one at the top Cutting tool is less stressed and consequently has to absorb less resistance. In this way This leads to an equalization of the load and to egg ner even machining of the In surface of the workpiece to be machined.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprü chen beschrieben. Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher be schrieben; es zeigt:Further advantageous measures are in the subclaims Chen described. The invention is in the accompanying Drawing shown and will be closer below wrote; it shows:

Fig. 1 den Schnitt durch einen Bohrkopf, mit einem, an einem Querbolzen halbkardanisch aufgehängten Werkzeughalter in ei nem zu bearbeitenden Werkstück; Figure 1 shows a section through a drill head, with a tool holder suspended semi-gimbally on a cross bolt in a workpiece to be machined.

Fig. 1a die schematische Darstellung der Aus lenkung des Bohrkopfes in Höhe des Quer bolzens. Fig. 1a, the schematic representation of the steering from the drill head at the level of the cross bolt.

Der in der Fig. 1 dargestellte Bohrkopf 10 wird an ei nem relativ langen Bohrkopfträgergestänge 26 durch ein an seiner Innenoberfläche 23 zu bearbeitendes Werkstück 11 gefahren. Der Bohrkopf 10 ist an seinem in Arbeits richtung 29 (Pfeil) vorderen Ende mit einem Bohrkopfge häuse 14 versehen, an dem ein Werkzeugträger 13 gehal ten ist. Der Werkzeugträger 13 dient zur Aufnahme von Schneidwerkzeugen 12, die radial außen befestigt sind. Der Werkzeugträger 13 kann mit einer Einstellschraube 19 an dem Bohrkopfgehäuse 14 festgelegt sein.The drill head 10 shown in FIG. 1 is driven on a relatively long drill head support rod 26 by a workpiece 11 to be machined on its inner surface 23 . The drill head 10 is provided at its front end in the working direction 29 (arrow) with a Bohrkopfge housing 14 on which a tool holder 13 is held. The tool carrier 13 serves to receive cutting tools 12 which are fastened radially on the outside. The tool carrier 13 can be fixed to the drill head housing 14 with an adjusting screw 19 .

Der Bohrkopfgehäuse 14 ist über einen Querbolzen 20 halbkardanisch mit einem Gehäuseträger 22 verbunden. Um ein Verdrehen des Bohrkopfgehäuses 14 relativ zu dem Querbolzen 20 zu vermeiden, sind axial außen und axial innen Axialsicherungen 15 und 21 vorgesehen. Der axiale Abstand 28 zwischen dem Werkzeughalter 13 und dem als halbkardanische Aufhängung ausgebildeten Querbolzen 20 soll dabei möglichst gering sein.The drill head housing 14 is semi-gimbally connected to a housing support 22 via a cross bolt 20 . In order to prevent twisting of the drill head housing 14 relative to the transverse bolt 20 , axial locks 15 and 21 are provided axially on the outside and axially on the inside. The axial distance 28 between the tool holder 13 and the cross pin 20 designed as a half-cardanic suspension should be as small as possible.

In dem Gehäuseträger 22 ist ein sich axial erstrecken des Führungselement 25 vorgesehen, in dem der Querbol zen 20 radial verlaufend gehalten ist. Das Führungsele ment 25 ist dazu einem schwingungsarmen Werkstoff aus geführt.In the housing support 22 is an axially extending the guide member 25 is provided, in which the Querbol zen 20 is held radially. The guide element 25 is made of a low-vibration material.

Der Gehäuseträger 22 ist radial außen mit Führungslei sten 16 gegenüber der Innenoberfläche 23 des Werkstücks 11 abgestützt. Der Gehäuseträger 22 greift über eine Bohrkopfführung 17 in eine Bohrung 18 des Bohrkopfge häuses 14 ein.The housing support 22 is supported radially on the outside with the most guide 16 against the inner surface 23 of the workpiece 11 . The housing support 22 engages via a drill head guide 17 in a bore 18 of the Bohrkopfge housing 14 .

Auf der Oberfläche des Gehäuseträgers 22 sind mehrere Führungsleisten 16 gleichmäßig verteilt vorgesehen, vorzugsweise sind zwei bis fünf Führungsleisten 16 auf dem Gehäuseträger 22 verteilt angeordnet. Die Führungs leisten 16 sind mit Klemmschrauben 24 auf dem Gehäuse träger 22 gesichert.On the surface of the housing support 22 , a plurality of guide strips 16 are provided evenly distributed, preferably two to five guide strips 16 are arranged distributed on the housing support 22 . The guide strips 16 are secured with clamping screws 24 on the housing support 22 .

Die Führungsleisten 16 halten einen radialen Abstand zwischen dem Gehäuseträger 22 und der Innenoberfläche und bilden zugleich eine Durchströmmöglichkeit für die erforderliche Bohrflüssigkeit. Mit der Bohrflüssigkeit werden die am vorderen Ende des Bohrkopfgehäuses 14 be findlichen Schneidwerkzeuge 12 gekühlt und zugleich die abgehobenen Späne in Arbeitsrichtung 29 aus dem Werk stück 11 gespült.The guide strips 16 keep a radial distance between the housing support 22 and the inner surface and at the same time form a throughflow possibility for the required drilling fluid. With the drilling fluid at the front end of the drill head housing 14 be sensitive cutting tools 12 are cooled and at the same time the chips removed in the working direction 29 from the workpiece 11 rinsed.

Der Gehäuseträger 22 ist mit einer radial verlaufenden Bohrung 31 versehen, durch die der Querbolzen 20 ge führt ist. Nach dem Einführen des Gehäuseträgers 22 in die Bohrung 18 des Bohrkopfgehäuses 14 kann der Quer bolzen 20 durch die Radialbohrung 31 gesteckt werden. Der Querbolzen 20 wird dann durch die Axialsicherung 15 und 21 gegen Verschieben gesichert.The housing support 22 is provided with a radially extending bore 31 through which the cross pin 20 leads GE. After inserting the housing support 22 into the bore 18 of the drill head housing 14 , the cross bolt 20 can be inserted through the radial bore 31 . The cross bolt 20 is then secured against displacement by the axial lock 15 and 21 .

Das Bohrkopfgehäuse 14 kann um einen vorbestimmten Aus lenkwinkel 30 um den Querbolzen 20 ausgelenkt werden, wie dies in der Fig. 2a dargestellt ist. Der Auslenk winkel 30 ist recht gering, er beträgt ca 0,05° bis 3,5° und entspricht etwa dem Durchhängen des Bohrkopf trägergestänges 26 bei maximalem Ausfahren.The drill head housing 14 can be deflected by a predetermined steering angle 30 around the cross bolt 20 , as shown in FIG. 2a. The deflection angle 30 is quite small, it is approximately 0.05 ° to 3.5 ° and corresponds approximately to the sagging of the drill head support rod 26 at maximum extension.

Das Bohrkopfträgergestänge 26 ist mit einem Anschlußge winde 27 versehen, mit dem es in das Führungselement 25 des Gehäuseträgers 22 eingeschraubt werden kann. Als Anschlußgewinde 27 ist ein branchenübliches BTA-Gewinde vorgesehen.The drill head carrier linkage 26 is provided with a connecting thread 27 with which it can be screwed into the guide element 25 of the housing carrier 22 . An industry-standard BTA thread is provided as the connecting thread 27 .

Bei einem Durchhängen des Bohrkopfes 10 kann der Bohr kopfgehäuse 14 mit dem Werkzeugträger 13 um den als ei ne halbkardanische Aufhängung ausgebildeten Querbolzen 20 geringfügig ausweichen und den dabei entstehenden Auslenkwinkel 30 ausgleichen. Auf diese Weise kommt es zu einer stets gleichmäßigen Belastung der Schneidwerk zeuge 12. Eine gleichmäßige Bearbeitung der Innenober fläche 23 eines relativ langen zylindrischen Werkstücks 11 wird dadurch gewährleistet. If the drilling head 10 sags, the drilling head housing 14 with the tool carrier 13 can slightly deviate around the transverse bolt 20 designed as a semi-cardanic suspension and compensate for the deflection angle 30 that arises. In this way, there is a constant load on the cutting tool 12 . A uniform processing of the inner surface 23 of a relatively long cylindrical workpiece 11 is ensured.

reference numeral

1010

Bohrkopf
wellhead

1111

Werkstück
workpiece

1212

Schneidwerkzeug
cutting tool

1313

Werkzeugträger
tool carrier

1414

Bohrkopfgehäuse
wellhead housing

1515

Axialsicherung
axial safety

1616

Führungsleiste
guide rail

1717

Bohrkopfführung
drill guide

1818

Bohrung
drilling

1919

Einstellschraube
adjustment

2020

Aufhängung/Querbolzen
Suspension / transverse bolt

2121

Axialsicherung
axial safety

2222

Gehäuseträger
housing support

2323

Innenoberfläche
inner surface

2424

Klemmschraube
clamping screw

2525

Führungselement
guide element

2626

Bohrkopfträgergestänge
Wellhead supporting elements

2727

Anschlußgewinde
connecting thread

2828

Abstand
distance

2929

Arbeitsrichtung
working direction

3030

Auslenkwinkel
angle of deflection

3131

Radialbohrung
radial bore

Claims

1. drilling head for holding at least one cutting tool for processing the inner surface of a long, cylindrical workpiece, which is held on a drill head carrier rod ( 26 ) which can be moved into the workpiece ( 11 ) to be machined, the cutting tool ( 12 ) from a tool carrier ( 13 ) is held and the tool holder ( 13 ) is connected via a drill head housing ( 14 ) to a housing holder ( 22 ) held by the drill head linkage ( 26 ), characterized in that the cutting tool ( 12 ) has a semi-cardanic suspension ( 20 ) the Bohrkopfträgerge rod ( 26 ) is connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that the drill head housing ( 14 ) via a ra dial arranged transverse bolt ( 20 ) is semi-danically connected to the housing support ( 22 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the axial distance ( 28 ) of the tool carrier ( 13 ) to the trained as a semi-gimbal th cross bolt ( 20 ) is minimized.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the drill head housing ( 14 ) over the trained as a semi-gimbal Querbol zen ( 20 ) by a deflection angle ( 30 ) of 0.05 ° to 3.5 ° is axially deflectable.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drill head housing ( 14 ) via axial locks ( 15 , 21 ) secured to the housing carrier ( 22 ) is connected.

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the cross bolt ( 20 ) with Si securing means ( 15 , 21 ) in the housing carrier ( 22 ) is held in the installed position.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that the drill head housing ( 14 ) via egg NEN housing support ( 22 ) and a low-vibration guide element ( 25 ) with a piece in the workpiece ( 11 ) retractable drill head linkage ( 26 ) connected is.

8. Device according to claims 1 to 7, characterized in that the housing support ( 22 ) is supported radially outside with guide strips ( 16 ) against the inner upper surface ( 23 ) of the workpiece ( 11 ).

9. The device according to claim 8, characterized in that the guide strips ( 16 ) with locking means ( 24 ) on the housing support ( 22 ) are fixed.

10. Device according to claims 1 to 9, characterized in that the cutting tool ( 12 ) on the radially outer surface of the tool carrier ( 13 ) is arranged.