SE533850C2 - Borrverktyg av löstoppstyp - Google Patents

Description

40 45 50 55 60 533 B50 skäreggarna god spånavskiljningsförrnåga, god bearbetningsprecision och lång livslängd. Med andra ord bildar huvudet en slitdel, som kan kasseras efter förslitning, medan grundkroppen kan återanvändas ett flertal gånger (tex. 10 à 20 byten). En numera vedertagen benämning på dylika, skäreggsbärande huvuden är ”löstoppar”, som fortsättningsvis kommer att användas i detta dokument.

På borrverktyg av löstoppstyp ställs ett flertal allmänna krav, av vilka ett är att vridmoment skall kunna överföras på ett tillförlitligt sätt från den roterbara, drivna grundkroppen till löstoppen. Vidare skall grundkroppen problemfritt kunna uppta de bakåtriktade axialkrafter, som löstoppen underkastas under borming. Ett armat krav är att löstoppen skall hållas centrerad på ett exakt och tillförlitligt sätt relativt grundkroppen.

Ytterligare ett krav är att löstoppen hålls fast vid grundkroppen icke blott under borrning av ett hål, utan även under utdragning av borrverktyget ur detta. Ett krav från användarnas sida är vidare att löstoppen skall kunna monteras och demonteras på ett snabbt och bekvämt sätt utan att grundkroppen nödvändigtvis måste avlägsnas ur den drivande maskinen. Dessutom skall verktyget, och i synnerhet den av dyrbara material förfárdigade löstoppen, kunna serietillverkas till låga kostnader.

Teknikens ståndpunkt Ett för borrning avsett löstoppsverktyg av íngressvis allmänt angivet slag är tidigare känt genom EP 1013367. I detta fall är grundkroppens båda skänklar anordnade att vridas in i bågformiga fickor, vilka är urtagria i den bakre delen av konvexa mantelytor på två av spånkanaler åtskilda bommar ingående i löstoppen, och vilka har en begränsad axiell utsträckning, som i sin tur begränsar den maximalt möjliga längden på skänklama. Såväl de invändiga stödytor på skänklama som de utvändiga sidokontaktytor på löstoppen, som pressas an mot varandra för att fjädrande nypa fast löstoppen i käften mellan skänklama, har rotationssymmetrisk grundform, varvid de utvändiga sidokontaktytoma på löstoppen generellt har ett större diametralmått än innerstödytoma på skänklama för att böja ut dessa elastiskt eller fjädrande. I sitt vridvinkelmässiga ändläge skall de rotationsmässigt frarnförgående, vridmomentöverförande tangentialstödytoma på skänklama vara dikt ansatta mot två tangentialkontaktytor, som bildar ändytor i de båda fickorna i löstoppen.

Det genom EP 1013367 kända verktyget är förtjänstfullt i ett flertal avseenden, av vilka ett är att den axialstödyta, som är belägen mellan skänklama och bildar en botten i grundkroppens käft, ej behöver genomskäras av någon slits eller holk i vilken spånor skulle 65 70 75 80 85 90 533 B50 kunna fastna. En annan förtjänst är att löstoppen kan utföras tämligen kort i förhållande till sin diameter; någon som är materialbesparande och kostnadsreducerande. Dessutom utbreder sig såväl löstoppens axialkontaktyta som grundkroppens axialstödyta mellan ändar, som är perifert belägna. På så sätt blir dessa ytor väl tilltagna och därmed lämpade att överföra stora axialkrafter.

En nackdel med det kända verktyget är emellertid att monteringen av löstoppen i grundkroppens käft riskerar att bli otillförlitlig och besvärlig att genomföra. Redan då de båda skänklama initialt börjar vridas in i tillhörande fickor i löstoppen, påförs desamma en spännkraft, som fortsättningsvis blir lika stor under hela vridrörelsen fram till det ändläge, i vilket skänklarna ansätts mot fickomas ändytor. Till följd av dels det faktum att monteringen sker på manuell väg, dels det faktum att skänk] arna hålls fjädrande anspända mot löstoppens sidokontaktytor med en kraft, som är lika stor under hela vridrörelsen, kan operatören få svårt att avgöra huruvida löstoppen nått sitt ändläge eller ej. Detta avgörande försvåras av den omständigheten att den likformiga spännkraften måste vara tämligen stor för att löstoppen skall hållas fast någorlunda säkert. Detta innebär att arbetet med invridningen blir mödosamt, varför operatören - i synnerhet om brådska råder - kan komma att oavsiktligt avsluta invridningen i förtid, dvs. innan löstoppen nått sitt ändläge i käften. Felmontering av löstoppen kan bland annat yttra sig i förlorad centrering av borrverktyget i samband med äntring av ett arbetsstycke.

Uppfinningens syfien och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda nackdelar hos det kända borrverktyget och skapa ett förbättrat borrverktyg. Ett primärt syfte med uppfinningen är sålunda att skapa ett borrverktyg, i vilket löstoppen och den samverkande käften i grundkroppen är så utformade att operatören - på taktil och/eller auditiv väg - tydligt varseblir när löstoppen når sitt ändläge under invridningen. Ett annat syfte är att skapa ett borrverktyg vars löstopp låter sig vridas in i grundkroppens käft utan att skänklarna konstant påför löstoppen en stor spännkraft och därmed ett stort, likformigt motstånd under hela invridningsoperationen. Ännu ett syfte är att skapa ett borrverktyg, vars löstopp hålls tillförlitligt fastspänd i grundkroppens käft, närmare bestämt genom att utnyttja skänklarnas inneboende elasticitet på ett sådant sätt att ett optimalt grepp om löstoppen skapas. Ytterligare ett syfte är att skapa ett borrverktyg, vars löstopp har en minimal längd - och därmed en minimal volym - i förhållande till sin diameter; allt i syfte att till ett minimum reducera 95 100 105 110 115 120 533 B50 åtgången av dyrbart material i samband med löstoppens tillverkning. Det är även ett syfte att skapa ett borrverktyg, vars grundkropp kan överföra stora vridmoment till löstoppen. Ännu ett syfte är att skapa ett borrverktyg i vilket löstoppen centreras - och bibehåller sin centricitet - på ett noggrant sätt i förhållande till grundkroppen.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet medelst de särdrag, som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del. Fördelaktiga utföranden av det uppfinningsenliga borrverktyget är vidare angivna i de osjälvständiga kraven 2-22.

Sammanfattning av uppfinningen Uppñnningen bygger på tanken att utforma löstoppens sidokontaktytor med kanter, som, i kombination med ett lämpligt valt avstånd mellan skänklarnas innerstödytor, vid invridningen ombesörjer en successivt tilltagande utböjning av skänklama fram till ett förutbestämt död- eller mellanläge, i vilket spännkraften är maximal, för att därefter avta under den fortsatta vridningen ett kort stycke fram till dess att ändläget nås. Under slutfasen av vridrörelsen mellan dödläget och ändläget, medverkar spännkraften i skänklama till att snabbt föra löstoppen till ändläget, något som kan yttra sig i antingen en taktil varseblivning i operatörens fingrar eller ett för örat uppfattbart klickljud (eller en kombination av dessa yttringar).

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningama är: Fig. 1 en skuren perspektivvy visande borrverktygets grundkropp och löstopp i sammansatt skick, Fig. 2 en sprängd perspektivvy visande löstoppen åtskild från grundkroppen, Fig. 3 en förstorad sprängbild visande löstoppen i grodperspektivvy och grundkroppens främre ände i fågelperspektivvy, F ig. 4 en sprängbild visande grundkroppen och löstoppen i sidoprojektion, Fig. 5 en ändvy V-V i Fig. 4 visande löstoppens främre ände, Fig. 6 en ändvy VI-VI i Fig. 4 visande grundkroppen framifrån, Fig. 7 en ändvy VII-VII i Fig. 4 visande löstoppen bakifrån, 125 130 135 140 145 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13-16 Fig. 17 Fig. 18 Fig. 19 Fig. 20 Fig. 21 Fig. 22 Fig. 23 Terminologi 533 B50 en förstorad sidovy av löstoppen, en tvärsektion IX-IX i Fig. 8, en partiell perspektivvy visande löstoppen införd i grundkroppens käft i ett tillstånd, då invridningen av densamma skall påbörjas, en sektion Xl-Xl i Fig. 4, en tvärsektion XII-XII i Fig. 4, en bildserie visande löstoppens olika lägen i samband med invridning av densamma i grundkroppens käft, en tvärsektion XVIl-XVII i Fig. 4, varvid löstoppen visas i ett mellanläge mellan skänklarna, en mot Fig. 17 svarande tvärsektion i vilken löstoppen visas i sitt vridändläge, en extremt förstorad, schematisk bild visande olika lägen för den kant på löstoppen, som böjer ut en samverkande skänkel, en förstorad perspektivvy av grundkroppens käft, en perspektivisk sprängvy illustrerade ett altemativt utförande av uppfinningen, en tvärsektion visande löstoppen enligt Fig. 21 i ett utgångsläge före invridning i grundkroppens käft (jfr Fig. 13), och en tvärsektion visande löstoppen i sitt invridna, operativa läge (jfr Fig. 16).

I den fortsatta beskrivningen och patentkraven kommer ett antal samverkande par av ytor på grundkroppen respektive löstoppen att beskrivas. Då dessa ytor förekommer på grundkroppen benämns desamma ”stödytor", medan motsvarande ytor på löstoppen benämns ”kontaktytor” (t.ex. ”axialstödyta” respektive ”axialkontaktyta”). Vidare skall påpekas att löstoppen inbegriper en bakre ände i form av en plan yta, vilken i exemplet tjänar såsom en axialkontaktyta för ansättning mot en axialstödyta i grundkroppen. Beroende på sammanhanget kommer denna yta att benämnas antingen ”bakre ände” eller ”axialkontaktyta”. Vidare är såväl en innerstödyta på en skänkel som en sidokontaktyta på 150 155 160 165 170 175 180 533 850 löstoppen avgränsade av ett par sidogränslinjer, av vilken den ena rör sig framför den andra under rotation. Dessa sidogränslinjer benämns ”frarnförgående” respektive ”efterföljande” för att ej förväxlas med begreppen ”främre” och ”bakre”. På ritningarna är de samverkande ytor, som har kontakt med varandra i borrverktygets operativa tillstånd, visade med likadana ytmönster.

Detalierad beskrivning av föredragna utföranden av uppfinningen Det i Fig. l och 2 visade borrverktyget, som är utfört i enlighet med uppfinningen och har formen av en s.k. spiralborr, innefattar dels en grundkropp 1, dels en löstopp 2, i vilken erforderliga skäreggar 3 ingår. I sitt sammansatta, operativa skick enligt Fig. l är borrverktyget roterbart kring en med C betecknad geometrisk centrumaxel, närmare bestämt i rotationsriktningen R.

Av Fig. 2 framgår att grundkroppen 1 inbegriper främre och bakre ändar 4, 5, mellan vilka sträcker sig en för grundkroppen specifik centrumaxel Cl. l riktning bakåt från den främre änden 4 utbreder sig en cylindrisk mantelyta 6, i vilken är försänkta två spånkanaler 7, som i detta fall är skruvformiga, men som även skulle kunna vara raka som i spikborrar. I exemplet ändar spånkanalerna 7 i närheten av en krage 8 ingående i en bakre del 9, som är avsedd att fästas in i en drivande maskin (ej visad). Även löstoppen 2 inbegriper främre och bakre ändar 10, ll och en egen centrumaxel C2, med vilken två delar 12 av en mantelyta är koncentriska. Dessa båda manteldelytor 12 åtskiljs av två skruvforrniga spånkanalsektioner 13 (se även Fig. 3), vilka bildar förlängningar av grundkroppens 1 spånkanaler 7, då löstoppen monteras på grundkroppen. Därest löstoppen 2 centreras korrekt i förhållande till grundkroppen 1, sammanfaller de individuella centrumaxlama Cl och C2 med det sammansatta borrverktygets centrumaxel C.

Emedan större delen av grundkroppen 1 saknar intresse i samband med uppfinningen, kommer fortsättningsvis endast dess främre ändparti att illustreras tillsammans med löstoppen 2, närmare bestämt i förstorad skala.

Nu hänvisas till Fig. 3 och övriga ritningsfigurer. Av Fig. 3 framgår att grundkroppen 1 i sin främre ände inbegriper en käft 14, som är avgränsad mellan två identiska skänklar 15 och en mellanliggande botten 16, som bildar en axialstödyta för löstoppen. Varje skänkel 15 inbegriper en innerstödyta 17, som utbreder sig axiellt bakåt från en främre ändyta 185 190 195 200 205 210 533 850 18 på skänkeln. Vidare inbegriper den enskilda skänkeln 15 en tangentialstödyta 19, som är vänd framåt i rotationsriktningen, dvs. är framförgående. En motsatt, efterföljande tangentialstödyta ingår såsom en främre del 20a av den konkava yta 20, som förefinns mellan två skruvformiga gränslinjer 21, 22 och avgränsar spånkanalen 7. På känt sätt är den enskilda skänkeln 15 elastiskt böjlig för att kunna fjädrande anspännas mot löstoppen 2. Detta förverkligas genom att materialet i åtminstone det främre partiet av grundkroppen I har en viss inneboende elasticitet (lägre elasticitetsmodul än materialet i löstoppen 2), lärnpligen genom att utgöras av stål. Materialet i löstoppen kan i sin tur på traditionellt sätt utgöras av hårdmetall (hårda karbidpartiklar i bindemetall), cermet, keramik eller dylikt. Med fördel är axialstödytan 16 plan och utbreder sig i rät vinkel mot centrumaxeln Cl. Dessutom sträcker sig axialstödytan 16 diametralt mellan de båda delytor, som tillsammans bildar mantelytan 6.

Generellt har axialstödytan §-liknande konturform.

Såsom vidare framgår av Fig. 3 representeras löstoppens bakre ände av en axialkontaktyta 11, som, i likhet med axialstödytan 16, lämpligast är plan och utbreder sig i rät vinkel mot centrumaxeln C2. Axialkontaktytan 11 utbreder sig mellan diametralt motsatta manteldelytor 12 och har en §-liknande konturform. Vidare inbegriper löstoppen 2 ett par utvändiga, diametralt motsatta sidokontaktytor 23, mot vilka skänklarnas innerstödytor 17 kan fjädrande spärmas fast. Lämpligast är ytomas 11 och 16 konturform identisk, varigenom fullständig ytkontakt etableras i verktygets operativa tillstånd.

Löstoppens 2 främre ände 10, i vilken skäreggarna 3 ingår, representeras av en ändyta, som är sammansatt av ett flertal delytor (se Fig. 5 och 8), vilka i detta fall är parvis identiska och därför ej beskrivs var för sig. Bakom den enskilda skäreggen 3 (betraktat i rotationsriktningen) är utformad en primär släppningsyta 24, vilken har en måttlig släppningsvinkel och övergår i en sekundär släppningsyta 25 med större släppningsvinkel, närmare bestämt via en gränslinje 26. Via en ytterligare gränslinje 27 övergår den sekundära släppningsytan 25 i en tredje släppningsyta 28, som i sin tur övergår i en bakomvarande spånkanal 13 via en bågformig gränslinje 29. Såsom bäst framgår av Fig. 8 utbreder sig den konkava yta 30, som avgränsar spånkanalsektionen 13, delvis fram till den enskilda skäreggen 3 och bildar en spånyta för denna. I skäreggens spånyta ingår även en konvex delyta 31.

Utformningen av löstoppens främre ände kan modifieras på allehanda sätt och är därför av underordnad betydelse förutsatt att löstoppen kan utföra spånavskiljande bearbetning. 215 220 225 230 235 240 533 850 Vidare skall observeras att i anslutning till manteldelytan 12 är utformad en styrlist 32 (se Fig. 3 och 5), vars huvuduppgift är att styra borrverktyget. Det borrade hâlets diameter bestäms av det diametrala avståndet mellan de periferiska punkter 33, där skäreggama 3 möter styrlistema 32. Det skall även påpekas att de båda skäreggama 3 löper samman i en spets 34, vilken bildar löstoppens allra främsta del, och i vilken kan ingå en s.k. mej selegg och en minimal centreringsdubb (saknar beteckningar).

Så långt det visade borrverktyget hittills beskrivits är detsamma i allt väsentligt tidigare känt genom ovannämnda EP 1013367.

Nu hänvisas till Fig. 8, av vilken framgår att den enskilda sidokontaktytan 23 på löstoppen 2 är sidledes avgränsad mellan första och andra sidogränslinjer 35, 36, av vilka den första 35 är framförgående och den andra 36 är efterföljande under verktygets rotation. Bakåt (nedåt på ritningen) avgränsas sidokontaktytan 23 av en tvärställd, bakre gränslinje 37, medan dess främre begränsning utgörs av två vinkelställda gränslinjer 38, 39, av vilka den förstnämnda gränsar mot den sekundära släppningsytan 25 och den sistnämnda mot den tredje släppningsytan 28. Den andra sidogränslinjen 36 ingår i (eller bildar) en med 40 betecknad kant, som utgör en övergång mellan sidokontaktytan 23 och en rotationsmässigt efterföljande delyta 41. Ehuru det i och för sig är tänkbart att utforma kanten 40 skarp, föredras att tillverka densamma såsom en radieövergång, dvs. i form av en konvext rundad, långsmal yta i övergången mellan ytoma 23 och 41. Det må även nämnas att delytan 41 i detta fall är kilforrnig och gränsar mot den efterföljande spånkanalytan 30. Närmare bestämt är ytan 41 avgränsad mellan kanten 40 och en gränslinje 42, som bildar en spetsig vinkel med kanten 40.

Kanten 40 och gränslinjen 42 divergerar i riktning bakåt.

Vid sin första sidogränslinje 35 övergår sidokontaktytan 23 i en konkav nischyta 43, som i sin tur gränsar mot en tangentialkontaktyta 44 (se Pig. 3), mot vilken den enskilda skänkeln 15 ansätts för att överföra vridmoment till löstoppen.

I det visade, föredragna utförandet är sidokontaktytorna 23 tillika med innerstödytorna 17 på skänklarna 15 väsentligen plana. Såsom vidare framgår av tvärsektionen i Fig. 9 divergerar löstoppens 2 båda motsatta sidokontaktytor 23 i en viss vinkel o i riktning från den bakre änden mot den främre. lreferensplanet RPl, vilket är beläget i nivå med kantens 40 främre ände 40a, har löstoppen sålunda en bredd Wl, som är något större än bredden W2 i referensplanet RP2, vilket är beläget i nivå med sidokontaktytans bakre gränslinje 37. I praktiken är skillnaden mellan breddmåtten W1 och 245 250 255 260 265 270 533 850 W2 mycket måttlig, innebärande att divergensvinkeln ot blir liten. I det visade utförandeexemplet uppgår W1 sålunda till 8,00 mm och W2 till 7,97 mm, varvid vinkeln a blir 0,86° (ot/Z = 0,43°). Ehuru denna divergensvinkel är diminutiv är densamma dock fullt tillräcklig för att böja ut skänklama 15 så mycket att dessa påför löstoppen en avsevärd spännkraft.

I detta sammanhang skall påpekas att divergensvinkeln a kan variera såväl uppåt som nedåt från 0,86°. Dock bör densamma uppgå till minst 0,20° och högst 2° och lämpligast ligga inom området 0,60-l,20°. Vinkelns ot storlek är beroende av ytomas 17, 23 axiella längd, närmare bestämt såtillvida att vinkeln bör anpassas till ytornas längd på ett sådant sätt att ytkontakt emås i löstoppens operativa tillstånd.

I och med att sidokontaktytoma 23 divergerar på ovan beskrivet sätt, lokaliseras den främre änden 40a på kanten 40 på ett större radiellt avstånd från löstoppens centrumaxel C2 än den bakre änden 40b. Med andra ord kommer den främre änden 40a att först träffa den enskilda skänkelns innerstödyta 17 i samband med löstoppens invridning i käften 14. Det förtjänar även påpekas att kanten 40 i detta fall är rak.

Nu hänvisas till Fig. 20, av vilken framgår att den enskilda skänkelns 15 innerstödyta 17 - i likhet med den samverkande sidokontaktytan 23 på löstoppen - är avgränsad mellan första och andra sidogränslinj er 51, 52, av vilka den första 51 är framförgående och den andra 52 efterföljande under rotation. Mellan innerstödytan 17 och tangentialstödytan 19 finns en konkav släppningsyta 53 med en radie, som är större än nischytans 43 radie.

I Fig. 10 visas löstoppen 2 i ett utgångsläge i vilket densamma förts in axiellt i käften mellan skänklama 15, men ej vridits in till sitt operativa ändläge. För att grovcentrera eller provisoriskt kvarhålla löstoppen i ett någorlunda (men ej exakt) centrerat läge under den efterföljande invridningen, är den bakre delen av löstoppen och de inre delarna av skänklama utformade med samverkande styrytor. Närmare bestämt övergår varje sidokontaktyta 23 (se Fig. 3 och 4) i en axiellt bakomvarande, konvex styryta 45 via en mellanyta 46. Mellan styrytan 45 och löstoppens axialkontaktyta ll förefinns en släppningsyta 47. Såsom framgår av Fig. 7 har de båda styrytor 45, som är utformade på diametralt motsatta sidor av ett centralt parti av löstoppen, en rotationssymmetrisk fonn, varvid ytorna följer en cirkel S2, vars diameter är betecknad D2. Cirkeln S2 - och därmed även ytoma 45 - är koncentrisk med 275 280 285 290 295 300 305 533 B50 10 löstoppens centmmaxel C2. I det visade, föredragna utförandet är ytorna 45 cylindriska, ehuru de även skulle kunna vara koniska.

Såsom framgår av Fig. 3 i kombination med Fig. 6 och 20, är de båda skänklama 15 vid sina bakre ändar utformade med ett par konkava, invändiga styrytor 48, vilka samverkar med de konvexa, utvändiga styrytoma 45 på löstoppen. Varje dylik styryta 48 övergår i en innerstödyta 17 via en mellanyta 49, vilken är snedställd i riktning inåt/bakåt från irmerstödytan 17. Även de båda invändi ga styrytoma 48 är cylindriska (eller altemativt koniska) och definieras av en tänkt cirkel S1 (se Fig. 6), vars diameter är betecknad Dl.

Cirkelns S1 diameter D1 är något större än cirkelns S2 diameter D2, vilket innebär att styrytorna 45, 48 ej har kontakt med varandra, då löstoppen är operativt fastspänd i grundkroppens käft. Skillnaden i diameter kan i praktiken uppgå till någon eller några tiondels millimeter. Dock säkerställs att löstoppen grovcentreras (dvs. bibehåller ett ungefärligt mittläge mellan skänklama) under den invridning, som sker från det i Fig. 10 visade utgångsläget. Det faktum att diametrarna D1 och D2 är olika stora innebär att styrytoma 45, 48 ej ställer krav på måttnoggrannhet i samband med tillverkningen.

Styrytan 45 (se Fig. 8) är partiellt förskjuten i tangentiell riktning relativt sidokontaktytan 23, närmare bestämt på så sätt att gränslinjen 45a mot spånkanalen 13 är förskjuten bakåt i rotationsriktningen R relativt sidokontaktytans begränsningskant 40, dvs. åt vänster i Fig. 8. Under invridningen av löstoppen i vridriktningen V, kommer därför gränslinjen 45 att röra sig före begränsningskanten 40. Den praktiska konsekvensen härav blir att styrytorna 45 kan börja samverka med styrytorna 48 i syfte att provisoriskt grovcentrera löstoppen redan innan begränsningskanterna 40 får kontakt med skänklamas 15 innerstödytor 17.

Nu hänvisas till Fig. 11, i vilken DL1 betecknar en rak, första diametrallinje, som genomskär centrumaxeln Cl och sträcker sig kortast möjliga sträcka mellan skänklarnas 15 mot varandra vända innerstödytor 17, och som därför bildar rät vinkel med dessa ytor. Ändama på denna kortast möjliga diametrallinje DL1 är betecknade Ea, Eb. Det är uppenbart att varje annan tänkt diametrallinje (saknar beteckning), som dras mellan innerstödytoma 17 och genomskär centrumaxeln Cl, blir längre än den kortaste diametrallinjen DL1. Detta gäller oavsett om den tänkta, längre diametrallinjen vrids medurs eller moturs kring Cl i förhållande till den i Fig. ll visade diametrallinjen DL1. 310 315 320 325 330 335 533 B50 11 I Fig. 12 betecknar DL2 en andra, likaledes rak diametrallinje, som sträcker sig mellan de båda motsatta sidokontaktytomas 23 kanter 40 och genomskär löstoppens centrumaxel C2. Närmare bestämt sträcker sig diametrallinjen DL2 mellan kantemas 40 främre ändpunkter 40a (se Fig. 8). Den enskilda sidokontaktytan 23 bildar en spetsig vinkel ß med diametrallinjen DL2. I exemplet uppgår vinkeln ß till ca. 85°. I praktiken bör den uppgå till minst 75° och högst 88° och lämpligast ligga inom området 80-86°. Av det förstorade detaljutsnittet i Fig. 12 framgår vidare att sidokontaktytan 23 och den anslutande delytan 41 bildar en trubbig vinkel y med varandra. I exemplet uppgår y till 152°. Genom att vinkeln y är trubbig (snarare än spetsig, vilket även vore tänkbart) kommer det parti av löstoppen, som omger kanten 40, att bli robust och hållbart mot krafter som verkar gentemot kanten.

I enlighet med uppfinningen är diametrallinjen DL2 något längre än diametrallinjen DL1. Emedan längdskillnaden är ytterst liten (några hundradels millimeter) och ej synlig för blotta ögat, hänvisas nu till dels bildserien i Fig. 13-16, dels den förstorade, schematiska bilden i Fig.19. IFig. 13 visas löstoppen 2 i ett utgångsläge P1 enligt Fig. 10. Av Fig. 13 framgår hurusom löstoppen i detta läge kan fritt införas axiellt i käften genom att dess sidokontaktytor ej har någon kontakt med skänklarna 15. Redan nu lokaliseras de konvexa styrytorna 45 på löstoppen partiellt mellan de konkava styrytoma 48 på skänklama 15. 1 ett första steg vrids löstoppen till läget P2 enligt Fig. 14, där de båda motsatta kanterna 40 får kontakt med skänklamas innerstödytor. Efter ytterligare vridning når löstoppen 2 det i Fig. 15 visade läget P3, i vilket diametrallinjema DLl och DL2 sammanfaller. I detta läge har kanterna 40 nått ett död- eller mellanläge, i vilket skänklarnas 15 spännkraft är maximal. Från detta dödläge P3 vrids löstoppen ytterligare ett kort stycke för att nå sitt ändläge P4 enligt Fig. 16. I detta läge har kantema 40 passerat dödläget P3 enligt Fig. 15, men utan att skänklamas 15 fjäderkraft eller spännförmåga uttömts. I ändläget P4 enligt Fig. 16 anligger sidokontaktytoma 23 mot innerstödytoma 17 samtidigt som de vridmomentöverförande tangentialstödytoma 19 på skänklama är dikt ansatta mot tangentialkontaktytoma 44 på löstoppen.

I Fig. 19 illustreras tydligare kantens 40 olika lägen relativt den enskilda skänkeln 15. I läget P1 enligt Fig. 13, saknar kanten 40 all kontakt med skänkelns innerstödyta 17. I läget P2 har kontakt etablerats med innerstödytan 17. Från och med detta läge börjar löstoppens kant 40 att böja ut skänkeln 15 under påförande av en successivt tilltagande spännkraft i denna. I dödläget P3 enligt Fig. 15 har spännkraften i skänkeln vuxit till ett maximum i och med att diametrallinjema DLl och DL2 här sammanfaller. För att nå 340 345 350 355 360 365 370 533 850 12 sitt ändläge P4, vrids löstoppen ytterligare ett kort stycke (medurs kring centrumaxeln Cl).

Under den jämförelsevis korta förflyttningen mellan lägena P3 och P4, då kanten 40 passerat dödläget P3, kommer den fortsatta vridningen av löstoppen att helt eller delvis övertas av skänklama 15 till följd av att spännkraften i dessa nu strävar att föra löstoppen till det ändläge, i vilket den ej längre kan vridas ytterligare till följd av det faktum att paren av ytor 23, 17 och 19, 44 hålls dikt ansatta mot varandra. Utförda praktiska test med det uppfinningsenliga verktyget har visat att den avslutande (snabba) vridningen mellan lägena P3 och P4 åtföljs av en tydlig taktil fömimmelse i operatörens fingrar, och stundom ett hörbart klickljud, som för operatören bekräftar att löstoppen nått sitt operativa ändläge.

Den exakta centreringen av löstoppen relativt grundkroppen initieras i läget P2, då kantema 40 på löstoppen först får kontakt med skänklarnas 15 innerstödytor 17. Efterhand som kanterna vrids i riktning mot sitt ändläge P4, kommer centreringen att bli mer och mer distinkt och exakt till följd av den tilltagande spännkraften i skänklama. Det skall understrykas att skänklarna 15 bibehåller en väl tilltagen spännkraft i ändläget P4, även om densamma i viss utsträckning reducerats i förhållande till den maximala spännkraften i läget P3. Genom att på lämpligt sätt avväga sådana geometriska faktorer, som vridrörelsens storlek mellan P3 och P4 i förhållande till den valda skillnaden i längd mellan DL1 och DL2, kan spännkraften i det operativa ändläget förutbestämmas. Exempelvis kan spännkraften i ändläget P4 fastställas till 50% av den maximala spännkraften i dödläget P3.

I Fig. 17 och 18 illustreras hurusom smala, ehuru uttalade spalter 50 uppstår mellan paren av samverkande styrytor 45, 48 på löstoppen 2 respektive skänklania 15, då löstoppen vrids mot sitt operativa ändläge.

Viktiga särdrag hos det uppfinningsenliga borrverktyget är vidare att sidokontaktytoma 23 på löstoppen 2 är belägna nära den främre änden 10 av denna och att motsvarande innerstödytor 17 på skänklama 15 är belägna långt fram på dessa. Sålunda utbreder sig sidokontaktytoma 23 bakåt från de båda släppningsytor 25, 28, som ingår såsom delytor i löstoppens främre ände 10, På analogt sätt utbreder sig skänklarnas innerstödytor 17 bakåt från de kantlinjer, som bildar övergångar mot skänklarnas främre ändytor 18. Genom denna placering av sidokontaktytoma respektive innerstödytorna, skapas ett kraftfullt grepp eller nyp utmed löstoppens främre parti i anslutning till skäreggarna, i och med att skänklarna har sin största böjningsförrnåga - och därmed sin optimala greppförrnåga - i området av sina fria, främre ändar snarare än i närheten av de bakre. 375 380 385 390 395 400 533 B50 13 I Fig. 8 betecknar 44a den raka gränslinje, som bildat en övergång mellan delmantelytan 12 och löstoppens tangentialkontaktyta 44 (se även Fig. 3). Denna tangentialkontaktyta 44 är snedställd relativt löstoppens axialkontaktyta 1 1, närmare bestämt i en vinkel ö, som i exemplet uppgår till 76°. Den tangentialstödyta 19 (se Fig. 10 och 20), som samverkar med den enskilda tangentialkontaktytan 44, är snedställd på motsvarande sätt.

Genom denna snedställning av respektive ytor skapas ett låsmedel, som - i kombination med skänklarnas 15 fastnypande effekt- motverkar oavsiktlig axiell utdragning av löstoppen ur käften 14, t.ex. i samband med utdragning av borrverktyget ur ett borrat hål. Inom ramen för uppfinningen kan vinkeln ö variera såväl uppåt som nedåt. Dock bör den uppgå till minst 65° och högst 85°.

Av Fig. 4 och 5 framgår att löstoppen 2 inbegriper ett nyckelgrepp i form av ett par periferiskt belägna skåror eller säten 55.

Uppfinningens fördelar En grundläggande fördel med uppfinningen är att operatören erhåller en påtaglig bekräftelse på att löstoppen nått sitt operativa ändläge under invridningen. En annan fördel är att de böjliga skänklamas motstånd mot invridningen ej är konstant stor, utan maximalt endast under det korta ögonblick, då kantema vrids förbi dödläget. Vidare övertar den inneboende elasticiteten i skänklarna helt eller delvis den slutgiltiga invridningen från dödläget till ändläget under vridrörelsens slutfas. Med andra ord motverkas risken att operatören (tex. under brådska) oavsiktligt underlåter att slutföra den manuella vridningen ända fram till det absoluta ändläget. En ytterligare fördel är att löstoppen nyps fast mellan skänklamas främre ändar, där skänklarria är mest böjliga och ger optimal spännkraft. Vidare kan löstoppen ges en minimal volym i förhållande till sin diameter, varigenom åtgången av dyrbart material i densamma reduceras till ett minimum. En arman fördel är att grundkroppen kan överföra avsevärda vridmoment till löstoppen i och med att skänklarnas tangentialstödytor kan ges en optimerad längd inom ramen för löstoppens tillgängliga axiella längd. Vidare låter sig löstoppen monteras och demonteras på ett enkelt sätt utan andra hjälpmedel än en enkel nyckel. Dessutom är löstoppens båda sidokontaktytor väl exponerade och lättåtkomliga därest desamma skulle behöva slipas för att säkerställa god centrering.

Nu hänvisas till Fig. 21-23, som åskådliggör ett alternativt utförande, vid vilket innerstödytan 17 på varje enskild skänkel 15 är utformad med flera delytor eller ytsektioner 17a, l7b och 17c. Den första ytsektionen 17a utbreder sig mellan den rotationsmässigt 405 410 415 420 425 430 533 B50 14 efterföljande gränslinj en 52 och ytsektionen 17c, som utgörs av en konkav radieövergång mot den andra ytsektionen 17b, vilken i sin tur ansluter sig till gränslinjen 51. Via en övergångsyta 53, som inbegriper tre facettytor, övergår ytsektionen 17b i tangentialstödytan 19. Idet visade utförandet har ytsektionen 17b konkav, närmare bestämt delcylindrisk form, medan ytsektionen 17a är plan (eller eventuellt svagt bomberad).

Axiellt bakom innerstödytan 17 fmns, på samma sätt som i det tidigare utförandet, en cylindrisk eller på annat sätt rotationssymmetrisk styryta 48, som ingår i ett förtjockat, bakre parti av skänkeln 15, och åtskiljs från innerstödytan 17 via en mellanyta 49.

I analogi med innerstödytan, inbegriper den samverkande sidokontaktytan 23 på löstoppen 2 tvenne ytsektioner 23a. 23b, av vilka den förstnämnda är rotationsmässigt efterföljande i förhållande till den sistnämnda. Ytsektionen 23a utbreder sig mellan, å ena sidan, en gränslinje 23c mot ytsektionen 23b och, å andra sidan, kanten 40, som bildar en övergång mot den rotationsmässigt efterföljande delytan 41. Ytsektionen 23b är konvex och har samma rotationssymmetriska form som den konkava ytsektionen 17b på skänkeln 15, företrädesvis cylindrisk form. Via gränslinjen 35 övergår ytsektionen 23b i nischytan 43, som i sin tur övergår i tangentialkontaktytan 44. Ytsektionen 23a är plan (eller svagt bomberad) i likhet med den i innerstödytan 17 ingående ytsektionen 17a. Axiellt bakom de båda ytsektionerna 23a, 23b finns en konvex, cylindrisk eller på annat sätt rotationssymmetrisk styryta för samverkan med den konkava styrytan 48.

I Fig. 22 visas löstoppen 2 i ett utgångsläge före invridning (P1) i käften mellan skänklarna 15 (jfr Fig. 13). De båda plana ytsektioner 17a, som ingår i de båda skänklarnas innerstödytor, är inbördes parallella. En diametrallinje DLl. som genomskär centrumaxeln C och är vinkelrät mot ytsektionema 17a, representerar det kortaste avståndet mellan ytsektionema 17a. Denna diametrallinje DL1 träffar ytsektionema 17a i punkter, som är belägna mellan dessas sidobegränsningar 17c respektive 52. DL2 betecknar en andra diametrallinje, som sträcker sig mellan kantema 40 utmed de ytsektioner 23a, som ingår i löstoppens båda motsatta sidokontaktytor 23. Den andra diametrallinjen DL2 är några hundradels millimeter längre än den första diametrallinjen DLl. Däremot är det radiella avståndet mellan centrumaxeln C och den kant 40, som bildar en ände på diametrallinjen DL2, något mindre än det radiella avståndet mellan centrumaxeln C och den konkava ytsektionen 17b. Detta innebär att kantema 40 på löstoppen kommer att gå fria från de konkava ytsektionema 17b, då invridningen av löstoppen påbörjas. 435 440 445 450 455 460 465 533 B50 15 Då löstoppen 2 vrids in från sitt utgångsläge (P1) enligt Fig. 22, till det operativa ändläget (P4) enligt Fig. 23, sker följande. Inledningsvis kommer kanterna 40 att fritt passera ytsektionema 17b utan att påverka skänklarna 15. Då desamma passerat radieövergångarna l7c, kommer desamma att träffa ytsektionema 17a och successivt börja böja ut skänklarna.

Då paret av kanter 40 når det vridvinkelläge, i vilket diametrallinjema DL1 och DL2 sammanfaller med varandra (jfr läget P3 i Fig. 15), blir utböjningen och därmed fjäderkraftema maximal, dvs. ett dödläge passeras. I detta tillstånd har den konvexa ytsektionen 23b på löstoppen, börjat överlappa den konkava ytsektionen 17b på den enskilda skänkelns 15 insida. Från nämnda dödläge fortsätter invridningen av löstoppen huvudsakligen genom fjäderkraften i skänklama fram till det operativa ändläge, vilket visas i Fig. 23 och i vilket löstoppens tangentialkontaktytor 44 ansatts mot skänklamas tangentialstödytor 19. I slutskedet av invridningen, dvs. mellan dödläget och ändläget, kommer de konvexa ytsektionema 23b på löstoppen att lokaliseras mitt emot de konkava ytsektionema 17b, varvid fjäderkraften i skänklama kommer att överföras till löstoppen genom ytkontalrt mellan ytsektionema 17b och 23b. Samtidigt släpper de plana ytsektionema 17a något från de invändíga, plana ytsektionema 23a på löstoppen. Med andra ord kommer den klämkraft, som skänklarna utövar, att lokaliseras utmed ett axialplan AP, som sträcker sig diametralt mellan ytparen 17b, 23b enligt Fig. 23.

Utförandet enligt Fig. 21-23 inbegriper en' altemativ typ av medel för axiell låsning av löstoppen, nämligen dels två säten 54 utformade i skänklamas 15 bakre ändar, dels två hanorgan 55 på löstoppen. Sätet 54 utgörs i detta fall av en ränna, som är urtagen i den enskilda skänkeln 15 och belägen mellan dennas tangentialstödyta 19 och grundkroppens axialstödyta 16. Det enskilda hanorganet 55 utgörs i sin tur av en ås, som är belägen axiellt bakom löstoppens tangentialkontaktyta 44 mh ansluter sig till axialkontaktytan 11. Med andra ord skjuter åsen 55 ut i sidled relativt tangentialkontaktytan 44, varvid dess bakre del övergår i axialkontaktytan 1 1. Då löstoppen vrids in till sitt operativa läge griper åsama 55 in i rärmoma 54, dock utan att åsarna får ytkontakt med rärmoma. Åsarna 55 aktiveras därför först om de negativa axialkraftema på löstoppen övervinner fjäderkraften i skänklarna.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Inom ramen för uppfinningen, sådan denna definieras i efterföljande patentkrav, kan mångahanda modifikationer vidtas. Sålunda behöver löstoppens sidokontaktytor ej nödvändigtvis vara plana. Exempelvis kan desamma vara svagt bomberade eller uttalat 533 B50 16 konvexa och anordnade att samverka med innerstödytor, som givits mer eller mindre uttalat konkav form. Det väsentliga är att en kant på varje sidokontaktyta först böjer ut skänklama till ett dödläge, där spännkraften är maximal, för att därefter förflyttas till ett ändläge i vilket 470 spännkraften reducerats utan att ha uttömts.

Claims (22)

1. 475 480 485 490 495 500 533 850 17 PATENTKRAV l. Borrverktyg för spânavskiljande bearbetning, innefattande dels en grundkropp (1) med främre och bakre ändar (4, 5), mellan vilka sträcker sig en första geometrisk centrumaxel (Cl) kring vilken grundkroppen är roterbar i en given rotationsriktning (R), dels en löstopp (2) med främre och bakre ändar (10, 11), mellan vilka sträcker sig en andra geometrisk centrumaxel (CZ), och av vilka den främre (10) inbegriper en eller flera skäreggar (3), varvid den främre änden (4) av gmndkroppen (l) innefattar en käft (14) mellan två axiellt utstickande, periferiskt belägna skänklar (15), som är elastiskt böjliga och har till uppgift att dels fjädrande spänna fast löstoppen (2) i käften (14) genom att innerstödytor (17) på skänklarna (15) fjädrande anpressas mot utvändiga sidokontaktytor (23) på löstoppen (2), dels överföra vridmoment till denna via tangentialstödytor (19) på skänklama och samverkande tangentialkontaktytor (44) på löstoppen, och varvid innerstödytan (17) på den enskilda skänkeln ( 15) utbreder sig mellan första och andra, tangentiellt åtskilda sidogränslinjer (51, 52) av vilka den första (51) är framförgående och den andra (52) efterföljande under verktygets rotation, medan den enskilda sidokontaktytan (23) utbreder sig mellan första och andra sidogränslinjer, av vilka en rotationsmässigt efterföljande ingår i en kant mot en efterföljande delyta, varjämte löstoppen (2) är axiellt införbar i käften (14) och vridbar i och ur ett operativt ingrepp med skänklama (15), kännetecknat därav, att en imaginär diametrallinje (DL2), som sträcker sig i rät vinkel mot löstoppens (2) centrumaxel (C2) mellan de båda sidokontaktytomas (23) kanter (40), har en längd, som är större än längden av en analog diametrallinje (DLl), vilken sträcker sig kortast möjliga sträcka mellan innerstödytoma (17), då skänklarna (15) är obelastade, och har sina motsatta ändpunkter (Ea, Eb) lokaliserade på tangentiella avstånd från såväl den första sidogränslinjen (51) som den andra sidogränslinjen (52) för respektive innerstödyta (17).

2. Borrverktyg enligt krav 1, kännetecknat därav, att den första, kortaste diametrallinjen (DLl) mellan skänklarnas (15) innerstödytor (17) har sina ändpunkter (Ea, Eb) lokaliserade närmare innerstödytomas (17) andra, rotationsmässigt efterföljande sidogränslinjer (52) än de första, framförgående (51).

3. Borrverktyg enligt krav l eller 2, kännetecknat därav, att löstoppens (2) båda sidokontaktytor (23) via mellanytor (46) övergår i ett par axiellt bakomvarande, utvändiga styrytor (45), vilka har en rotationssymmetrisk form, som definieras av en tänkt cirkel (S2), vars diameter är mindre än den andra diametrallinjens (DL2) längd, och att skänklama (15) 505 510 515 520 525 530 533 B50 18 inbegriper ett par samverkande invändiga styrytor (48), vilka är belägna axiellt bakom innerstödytoma (17), och har en rotationssymmetrisk form, som definieras av en första, tänkt cirkel (S1), vars diameter (Dl) är större än den förstnärrmda cirkelns (S2) diameter, och mindre än den första diametrallinjens (DL1) längd.

4. Borrverktyg enligt krav 3, kännetecknat därav, att styrytoma (45, 48) är cylindriska och koncentriska med löstoppens respektive grundkroppens centrumaxlar (C2, C 1 ).

5. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att den enskilda sidokontaktytan (23) på löstoppen (2) 'ar åtminstone partiellt plan och bildar en spetsig vinkel (ß) med sagda diametrallinje (DL2) genom löstoppen, varjämte den samverkande innerstödytan (17) på respektive skänkel (15) är plan i syfte att skapa ytkontakt mellan paren av plana ytor (23, 17).

6. Borrverktyg enligt något av kraven 1-4, kännetecknat därav, att den enskilda sidokontaktytan (23) inbegriper två ytsektioner, av vilka en första (23a) är rotationsmässigt efterföljande den andra (23b) och inbegriper sagda kant (40), varvid den andra ytsektionen (23b) är tvärsnittsvis konvext välvd för att samverka med en konkavt välvd, andra ytsektion (17b), vilken ingår i den enskilda skänkelns innerstödyta (17) tillsammans med en rotationsmässigt efterföljande, första ytsektion (17a).

7. Borrverktyg enligt krav 6, kännetecknat därav, att såväl den konvexa ytsektionen (23b) i löstoppens sidokontaktyta (23), som den konkava ytsektionen (17b) i skänkelns innerstödyta (17) har delcylindrisk form.

8. Borrverktyg enligt något av kraven 5-7, kännetecknat därav, att vinkeln (ß) mellan den andra diametrallinjen (DL2) och den enskilda sidokontaktytan (23) uppgår till högst 88°.

9. ßorrverktyg enligt något av kraven 5-8, kännetecknat därav, att vinkeln (ß) uppgår till minst 75°.

10. Borrverktyg enligt något av kraven 5-9, kännetecknat därav, att vinkeln (ß) ligger inom området 80-86°. 535 540 545 550 555 533 B50 19

11. Borrverktyg enligt något av kraven 5-10, kännetecknat därav, att löstoppens (2) båda sidokontaktytor (23) divergerar i en viss divergensvinkel (u) i riktning från den bakre änden (11) mot den främre (10).

12. Borrverktyg enligt krav 11, kännetecknat därav, att divergensvinkeln (ß) uppgår till minst O,20°.

13. Borrverktyg enligt krav 11 eller 12, kännetecknat därav, att divergensvinkeln (ß) uppgår till högst 3”.

14. Borrverktyg enligt något av kraven ll- 13, kännetecknat därav, att divergensvinkeln (ß) ligger inom området 0,60-l,20°.

15. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att skänklamas (15) innerstödytor (17) löper parallellt med varandra och med grundkroppens centrumaxel (Cl), då skänklama är obelastade.

16. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att den enskilda kanten (40) utmed varje sidokontaktyta (23) på löstoppen (2) är rak.

17. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att den enskilda kanten (40) utmed varje sidokontaktyta (23) har formen av en radieövergång mellan sidokontaktytan (23) och en anslutande delyta (41).

18. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att den enskilda sidokontaktytan (23) på löstoppen och den anslutande delytan (41), som möter sidokontaktytan utmed kanten (40), bildar en trubbig vinkel (y) med varandra.

19. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att sidokontaktytoma (23) utbreder sig bakåt från åtminstone en i löstoppens (2) främre ände (10) ingående släppningsyta (25, 28), som är rotationsmässigt efterföljande en spånavskiljande skäregg (3).

20. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att grundkroppen (1) och löstoppen (2) innefattar samverkande låsmedel för att motverka oavsiktlig axiell utdragning av löstoppen ur käften. 560 533 B50 20

21. Borrverktyg enligt krav 20, kännetecknat därav, att låsmedlet inbegriper ett i den enskilda skänkelns (15) bakre ände urtaget säte (54), i vilket ett i anslutning till löstoppens (2) axialkontaktyta (11) beläget hanorgan (55) är införbart.

22. Bomferktyg enligt krav 21, kännetecknat därav, att sätet utgörs av en ränna (S4) belägen bakom skänkelns (15) tangentialstödyta (19), och hanorganet av en ås (55) belägen bakom en tangentialkontaktyta (44) på löstoppen.