Patente und Lizenzen (Bohrwerkzeuge)

T3-Bohrer ®   (Patent erteilt unter DE 10 2017 006 188 B4)

Jahrzehntelang wurde in Kauf genommen, dass der in Sachen Bohrungsqualität unübertroffene
Einlippen-Bohrkopf lediglich an einem querschnittsähnlich eingedrückten Bohrschaft angelötet werden konnte, der vor allem bei höheren Drehzahlen schwingungsbezogen äusserst instabil reagierte. Schwierige Werkzeugwechsel, oft zusammen mit mehreren zusätzlich aufgesteckten Lünettenlagern, waren dazu hinzunehmen. Das BTA-Verfahren hingegen konnte zwar mit einer grösseren Zerspanungsleistung aufwarten (auf Grund des optimal torsionssteifen Bohrschafts),
blieb aber für hochwertige Bohroperationen immer zweitrangig.

Dieser Zwiespalt führte zwangsweise zu Überlegungen, wie die positiven Seiten der Verfahren doch noch vereint werden könnten, und es entstand daraus sogar eine Art „Multifunktionswerkzeug“, weil wahlweise auch noch Typisches aus dem Bereich Ejektorbohren eingebunden werden konnte. Ausschlaggebend für die Gesamtfunktion ist jetzt ein weiters Teilstück zwischen Kopf und Rohr, dem die Aufgabe zukommt, die ursprünglich gegensätzlichen Hauptfunktionen von ELB (Kühlmittelzufuhr schaftintern / Spänerückführung aussen) und BTA (Kühlmittelzufuhr am Aussenmantel des Bohrschafts / Spänerückführung innen) neu zu koordinieren. Mit weniger Energieaufwand für den Druckaufbau fliesst Kühlmittel nun nicht mehr nur durch die Bohrungen im Kopf, sondern auch peripher zwischen den Führungsfasen zu den Schneiden, und wahlweise können auch in Verlängerung zu den Kopfbohrungen „ejektortypische“ Rückspülverstärkungen mit genutzt werden. Alles in allem also ein geringerer Energieaufwand wegen des kleineren Durchflusswiderstands, und vor allem auch weniger Schneidkantenverschleiss auf Grund besserer Kühlung. Auch die additiven Zusätze im Kühlmittel halten bei geringerem Wärmeeintrag länger, und bei Nutzung des „3D-Drucks“ fällt das neuartige Mittelstück (mit inneren Kanälen und Konturen) finanziell auch nicht besonders ins Gewicht. Auf die Möglichkeiten anderer Bauformen, z. B. Bohrkopf und Mittelstück als ein gemeinsames Bauteil, ggf. auch aus anderen Werkstoffen (Keramik o. ä.) wurde bereits in der Patentschrift hingewiesen.

(Weiteres unter DE 10 2017 006 188 B4)

tb-mini ®   (Patentschutz angemeldet)

BTA-Werkzeug

Trotz der unbestrittenen Vorteile eines runden Bohrrohres haben sich BTA-Werkzeuge (wohl vor allem aus Fertigungsgründen) im einstelligen Durchmesserbereich noch kaum etabliert. Erst der Einsatz von Kopfrohlingen aus Hartmetall, vorgeformt vor dem Fertigsintern (im sogenannten „Grünlings-Stadium“) erweiterte die Möglichkeiten. Ausgearbeitet wurde zudem eine Bearbeitungsfolge, die im wesentlichen aus Schleifoperationen besteht, und dadurch die Herstellkosten gegenüber Bohrköpfen mit gelöteten Schneiden und Führungsleisten deutlich reduziert.

(Weiteres unter DE 10 2018 007 711 A1)



Tiefbohrwerkzeug zweischneidig (Patent erteilt unter DE 10 2019 002 948 B4)

Tiefbohrwerkzeug zweischneidig

Mit sogenannten Zweischneidern erzielt man natürlich eine wesentlich höhere Zerspanungsleistung, meist jedoch zu Lasten der Bohrungsoberfläche. Fügt man jedoch in den Kopfanschliff einige Details aus der Geometrie des klassischen ELB-Bohrkopfs dazu, lässt sich die Bohrungsqualität bei den meisten Werkstoffen deutlich verbessern.

(Weiteres unter DE 10 2019 002 948 B4)



Tiefbohrwerkzeug durchflussoptimiert (Patentschutz angemeldet)

ELB-Werkzeug mit Wechseleinsätzen (bisheriger Stand der Technik)

(Weiteres unter DE10 2020 005 946 A1)



Tiefbohrwerkzeug doppelwandig (Patent erteilt unter DE 10 2020 006 093 B4)

Werkzeugwechselmagazine an Bohrwerken begrenzen durch ihre Aufnahmelänge zwingend die maximal mögliche Bohrtiefe. Daher gilt es, technologiebedingte „Verlustlängen“ am Werkzeugschaft möglichst zu vermeiden. Derartige Längen- bzw. Bohrtiefenverluste sind hinzunehmen, wenn z. B. schwingungsdämpfende Einrichtungen nur aussen am Bohrschaft vorgesehen werden können. Andere Möglichkeiten sind eigentlich nur im Bereich der Werkzeugeinspannung oder im Rohrinnern denkbar. Aus früheren Jahren sind Versuche bekannt, auf der Mantelfläche des Innenrohrs Reibelemente anzubringen, was aber offensichtlich nicht weiter verfolgt wurde, vermutlich auch wegen fertigungstechnischer Probleme oder Kosten. Eine auf jeden Fall kostengünstigere Lösung ist es, das Innenrohr in regelmässigen Abständen soweit zu verformen (oval oder 3er-Polygon), dass der Aussendurchmesser an diesen Stellen geringfügig grösser ist als der Innendurchmesser des Aussenrohrs. Eingeschoben drückt das Innenrohr dann leicht federnd gegen aussen und bewirkt damit bei Torsionsschwingungen über die Reibkräfte eine Schwingungsdämpfung.

(Weiteres unter DE 10 2020 006 093 B4)

Patente und Lizenzen (Bohrmaschinen)

Tiefbohrspindel (Patent erteilt unter DE10 2017 012 074 B4)     

Neben Bohrtiefen-Feineinstellung und Vorschubkraftüberwachung ist besonders die Möglichkeit hervorzuheben, nach störungsbedingtem Ablauf-Abbruch das Bohrwerkzeug ohne jegliche Bewegung des Bohrschlittens zu wechseln. Man löst die Schaftklemmung am Spindelkopf und öffnet das hintere Spindelende wie gezeigt. Dann kann das Bohrwerkzeug gegen die Bohrrichtung herausgezogen werden. Bei mehrspindligen Bohreinheiten verbleiben alle anderen Bohrwerkzeuge geschützt in ihrer Position, aus welcher nach dem Werkzeugwechsel direkt weitergebohrt werden kann.

Ein weiterer Vorteil ist, dass von hinten viel längere Bohrwerkzeuge eingeschoben werden können, und damit wesentlich grössere Bohrtiefen möglich sind, als an Maschinen, bei welchen nach der Störung zuerst in eine Werkzeugwechselposition gefahren werden muss.

Wenn auch am Anbohrgehäuse der Maschine eine Kühlschmierstoff-Versorgung und nach dem Spindelende eine weitere Spänerückführung vorgesehen ist, kann wahlweise mit beiden Bohrver-fahren (ELB und BTA) gearbeitet werden.

(Weiteres unter DE10 2017 012 074 B4)



Tiefbohrlünette (Patent erteilt unter DE 10 2018 002 639 B3)

Der Grundgedanke zu dieser Ausarbeitung war, dass ELB-Tiefbohrwerkzeuge gewechselt werden können, ohne die Stützlünettenbuchsen einschliesslich Lagerung mit ausbauen zu müssen. Dies konnte erreicht werden mittels einer Lünettengrundbuchse mit spezieller Innenkontur. Da der ELB-Bohrkopf immer etwas grösser als der Bohrschaft ist, erhält die Grundbuchse zwei Aussparungen, durch welche ein um 180° gedrehter Bohrkopf doch herausgezogen werden kann. Ein Füllstück in einer dritten Aussparung sorgt dafür, das der Bohrschaft während der Bohroperation trotzdem sicher am Schaft geführt wird.

Dieses Füllstück kann eine Druckfeder sein, die auch nach dem Einspannen noch kleinere radiale Verschwenkungen erlaubt, und damit schwingungsdämpfende Reibkräfte zwischen Bohrschaft und Grundbuchse bewirkt. Setzt man jedoch ein formschlüssiges Füllstück ein, muss ein dämpfendes Element direkt im Lagerbereich vorgesehen werden. Ausarbeitungen dazu sind vorhanden. Die Füllstücke werden jeweils mit einer verdrehbaren Scheibe gesichert, die zum Ausbau jeweils um 180° gedreht wird.

Beim BTA-Bohren ist die Differenz zwischen Bohrkopf und Bohrrohr noch grösser. Hier verwendet man herausnehmbare Halbschalen, die wahlweise während des Bohrvorgangs durch besondere Vorkehrungen ebenfalls Reibarbeit am Bohrschaft leisten. Auch hierzu gibt es Vorschläge.

(Weiteres unter DE10 2018 002 639 B3)



Pulsierendes Festlager (Patentschutz angemeldet)

Aufgabe der Einrichtung ist es, sogenannte Fliessspäne zu verhindern, indem die normalerweise
kontinuierliche Vorschubbewegung durch Überlagerung von zusätzlichen Bewegungen temporär soweit verändert wird, dass der Fliessspan abreisst. Ein modular einbaubarer Zusatzantrieb bewirkt über eine Exzenterrolle am spielfrei vorgespannten Festlager der Vorschubeinheit die notwendige oszillierende Bewegung.

In der Praxis wird man versuchen, dass partiell der Wert 0 nicht ganz erreicht wird, und der dann bereits dünne Span schon vom Kühlmittelstrom mitgerissen wird. So kommt der Bohrer nicht ganz „aus dem Schnitt“, was sich für die Standzeit positiv auswirkt. Auch die Bohrungsflucht würde leiden, dies haben weitere Untersuchungen, z. B. mit pulsierenden Bohrspindelköpfen, ergeben. Immer, wenn mit totalen Abbrüchen gearbeitet wird (bohrhammerähnlich), leidet die Fluchtgenauigkeit deutlich.

(Weiteres unter DE10 2017 009 160 A1)