Verfahren zur Herstellung kleiner Bohrungen mittels einer Bohrmaschine und Bohrmaschine zur Ausführung des Verfahrens
Für die verschiedensten Zwecke ergibt sich in der Praxis häufig die Notwendigkeit, in Werkstücken Bohrungen mit sehr geringem Durchmesser und mit im Verhältnis zum Durchmesser erheblicher Länge herzustellen. Derartige Bohrungen sind beispielsweise für den Einsatz von Thermoelementen, genauer zur Durchführung von Temperaturmessungen notwendig. Zwar sind bereits sogenannte Feinsthohrmaschinen im Handel, durch die es möglich ist, Bohrungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm bis zu einer Tiefe von etwa 35 mm auszuführen; diese Tiefe ist jedoch in einer Reihe von Fällen nicht ausreichend.
Ausserdem fallen nicht in allen Betrieben Bohrungen der vorgenannten Art so häufig an, dass die Aufwendungen zur Aufstellung einer Spezialbohrmaschine in Kauf genommen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Bohrmaschine mit einer Steuereinrichtung zu schaffen, um Bohrungen mit kleinem Durchmesser beispielsweise von etwa 0,5 mm - und mit der gewünschten Tiefe sicher ausführen zu können, wobei die Steuereinrichtung ohne grosse Kostenaufwendungen in Verbindung mit einer für gewöhnliche Bohrungen geeigneten Bohrmaschine verwendbar sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Bohrvorgang in vorbestimmten Zeitabständen unterbrochen wird, wobei der Bohrer während der Unterbrechungen jeweils so weit gelüftet wird, dass die Bohrkrone noch in der Bohrung geführt ist, und im Anschluss daran so zur Berührung mit dem jeweils zuvor erreichten Grund des Bohrloches gebracht wird, dass dabei von dem Bohrer praktisch kein Druck auf das Werkstück ausgeübt wird.
Die erfindungsgemässe Bohrmaschine zur Durch führung des neuen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine die Vorschubgeschwindigkeit der Bohrspindel zu Beginn des Bohrvorganges herabmindernde und den Bohrvorgang streckenweise oder zeitweise begrenzende Steuereinrichtung und durch eine auf die Bohrspindel wirkende, der Vorschubrichtung entgegengerichtete, Rückstellkraft.
Eine Ausführung einer Steuereinrichtung, die den Vorzug hat, besonders einfach zu sein, wird zur Erläuterung nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Steuereinrichtung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1 nach der Linie A-B.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, werden die Bohrspindel 1 und die Antriebswelle 2 für den Vorschub der Bohrspindel von einem in der Zeichung nicht dargestellten Hauptmotor angetrieben. Dies kann beispielsweise so erfolgen, dass die Bohrspindel 1 von einem Keilriemen und die Welle 2 über ein Zahnradgetriebe 3 angetrieben werden. Zur Verbindung der Antriebswelle 2 für den Vorschub der Bohrspindel mit der Abtriebswelle 7 des Antriebsmotors ist eine Kupplung 6 vorgesehen. Die Kupplung 6 ist zweckmässig als Magnetkupplung ausgebildet. Ferner ist in dem Gehäuse 4 ein Schaltkontakt 5 vorgesehen, der im Steuerstromkreis der Magnetkupplung liegt.
Um den Bohrer in Kontakt mit dem Werkstück zu bringen, wird die Bohrspindel 1 über die Antriebswelle 2 mittels des Zahnrades 8 im Schnellvorschub so weit nach unten bewegt, dass die Bohrkrone des in der Zeichnung nicht dargestellten Bohrers mit dem Werkstück in Berührung kommt. Zuvor wird mittels des an der parallel zur Bohrspindel 1 geführten Gewindespindel 9 angeordneten Handrades 10 eine Spindelmutter 11, die auf der Gewindespindel 9 aufgeschraubt ist und die mittels der Nase 12 an einer in der Bohrspindel 1 vorgesehenen Nut 13 unverdrehbar geführt ist, so eingestellt, dass sie in dieser Berührungslage des Bohrers auf der Anschlagfläche 15 aufliegt.
Dies hat zur Folge, dass der Bohrer, ohne dass ein Druck auf ihn ausgeübt wird, auf das Werkstück aufgesetzt wird. Dadurch, dass die Spindelmutter 11 mit der An schlagfläche 15 zum Anliegen gebracht wird, wird der an der Anschlagfläche 15 des Gehäuses 4 vorgesehene Schaltkontakt 5 mit der Wirkung betätigt, dass die Gewindespindel 9 durch den regelbaren Motor 14 angetrieben wird. Es spricht nämlich nach Schliessen des Kontaktes 5 ein im Steuerstromkreis des Motors 14 liegendes in der Zeichnung nicht dargestelltes Zeitrelais an. Dadurch wird der Motor 14 angelassen und die Gewindespindel 9 in Umdrehung versetzt. Dadurch, dass die Spindelmutter 11 zum Anliegen mit der Anschlagfläche 15 gebracht wird, wird der Schnellvorschub begrenzt, so dass die Kupplung 6 mit Schlupf arbeitet.
Dieser Schlupf ist jedoch nur so gross, dass die Spindelmutter 11 stets gegen die Anschlagfläche 15 angepresst wird, während die Gewindespindel 9 in die Spindelmutter 11 hineingeschraubt wird. Mittels dieser Einrichtung wird somit erreicht, dass die Vorschubbewegung während des jeweiligen Bohrvorganges den jeweiligen Erfordernissen entsprechend verlangsamt wird. Der durch den - in der Zeichnung nicht dargestellten Motor - in Umdrehung versetzte Bohrer dreht sich stetig und mit gleichbleibendem Bohrdruck so lange in das Werkstück ein, bis das Zeitrelais den Motor 14 ausschaltet. Je nach der Steigung des Gewindes der Gewindespindel 9 und der Drehzahl des Motors 14 ist bei der Bohrung der gewünschte Vorschub wählbar.
Das Zeitrelais ist bei der beschriebenen Einrichtung zur Steuerung einer Bohrmaschine so eingestellt, dass der Bohrer nach Ausbohren einer bestimmten Strecke jeweils rechtzeitig zum Entfernen der Bohrspäne gelüftet wird.
Nach dem Abfall des im Stromkreis des Motors 14 liegenden Zeitrelais wird der Bohrvorschub unterbrochen. Zugleich wird mittels einer an sich bekannten Schaltung die Magnetkupplung 6 ausgerückt. Dadurch, dass die Bohrspindel unter der Wirkung einer der Vorschubbewegung entgegengerichteten Federkraft 16 steht, wird die Bohrspindel 1 nach dem Ausrücken der Kupplung 6 in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt. Die Spindelmutter 11 bleibt dagegen in der während des vorhergehenden Bohrvorganges an der Gewindespindel 9 zuletzt erreichten Stellung.
Daher liegt nach dem erneuten Schnellvorschub der Bohrspindel 1 bei der Berührung des Bohrers mit dem Grund des Bohrloches die Spindelmutter 11 an der Anschlagfläche 15 an, so dass auch bei der Verwendung sehr feiner Bohrer ein Abbrechen des Bohrers selbst dann vermieden wird, wenn die Bohrung schon eine grosse Tiefe erreicht hat. Nachdem die Bohrspindel 1 durch den Schnellvorschub in die Bohrstellung gebracht worden ist, wird durch Schliessen des Kontaktes 5 erneut für die durch die Einstellung des im Steuerstromkreis des Motors 14 liegende Zeitrelais vorbestimmte Dauer der Bohrvorgänge eine Bohrung mit der dem jeweiligen Bedarfsfall angepassten Vorschubgeschwindigkeit ausgeführt.
Der vorstehend dargelegte Arbeitsablauf wird so lange wiederholt, bis die gewünschte Bohrtiefe erreicht ist.
Um das Einjustieren der Spindelmutter 11 mittels des Handrades 10 zu erleichtern, ist zweckmässig an der Abtriebswelle des Motors 14 oder an der Gewindespindel 9 eine Ratsche 17 vorgesehen.
Nach einer sehr zweckmässigen Ausgestaltung der Einrichtung ist im Stromkreis für die Magnetkupplung 6 ein weiteres Zeitrelais vorgesehen, das nach Abfall des im Steuerstromkreis des Antriebsmotors 14 liegenden Zeitrelais anspricht und das den Stromkreis für die Magnetkupplung 6 für die Zeitspanne unterbricht, die für die Lüftung des Bohrers sowie für das Entfernen der Bohrspäne erforderlich ist. Es ist selbstverständlich möglich, Leervorschub und Arbeitsvorschub auch von Hand vorzunehmen. In diesem Fall wird der Leervorschub mittels des am Ende der Welle 2 angeordneten Handhebels 18 und die Steuerung des Arbitsvorschubes mittels des Handrades 10 vorgenommen.
Der grosse Vorzug der Anwendung des beschriebenen Verfahrens unter Verwendung der neuen Einrichtung ergibt sich daraus, dass es ohne weiteres möglich war, Bohrungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm mit einer Tiefe von 100 mm herzustellen.