DE10003647A1 - Bohreinrichtung zum Erzeugen von Bohrungen insbesondere in überlappenden Blechen und Verfahren hierzu - Google Patents
Bohreinrichtung zum Erzeugen von Bohrungen insbesondere in überlappenden Blechen und Verfahren hierzuInfo
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Abstract
Bei einer Bohreinrichtung 1 zum Anschluß an eine Bohrmaschine 3 mit einem Bohrwerkzeug 5 insbesondere für das Erzeugen von Bohrungen in überlappenden Blechen, besteht die Erfindung darin, daß die Bohreinrichtung 1 ein bohrmaschinenseitiges Element 6 und ein bauteilseitiges Element 11 aufweist, die in Wirkverbindung stehen zur Erzeugung einer Relativbewegung in Bohrvorschubrichtung und Mittel 9A und 9B zum Erzeugen einer Andrückkraft vorgesehen sind, wobei das bauteilseitige Element 11 über eine Andrückhülse 12 verfügt, die auf ein Bauteil aufsetzbar ist und das Bohrwerkzeug 5 durch die Andrückhülse 12 hindurchführbar ist zum Zerspanen des mindestens eines Bleches und weiterhin in der Bohreinrichtung 1 Mittel 8 und 8A zum Entfernen von Spänen vorgesehen sind. DOLLAR A Dabei ist von Vorteil, daß sich keine Bohrspäne in der Fügefläche zwischen den überlappenden Bauteilen ansammeln können. Damit kann das Auseinanderfahren, Entgraten, Reinigen, Zusammenfahren und Heften der Bauteile nach dem Abbohren der Heftbohrungen entfallen, was erheblich den Fertigungsaufwand senkt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bohreinrichtung zum Anschluß an eine Bohrmaschine mit
einem Bohrwerkzeug für das Erzeugen von Bohrungen insbesondere in überlappenden
Blechen sowie ein Verfahren hierzu.
Im Flugzeugbau erfolgt die Montage von Strukturbauteilen üblicherweise durch das
Einlegen der Bauteile in konturgebende Vorrichtungen. In die sich überlappenden
Fügeflächen der Bauteile, werden Bohrungen, die beispielsweise im Bauteil mit
kritischem Randabstand vorhanden sind, durch Abbohren auf das Bauteil ohne
Bohrungen übertragen. Beispielsweise erfolgt die Querstoßmontage für einen
Flugzeugrumpf in der Weise, daß zwei Großbauteile zusammengefahren werden und
dabei das erste Bauteil mit einem äußeren Umfang über die innenliegende
Querstoßlasche vom zweiten Bauteil geschoben wird. Zum Fügen des
Überlappungsbereiches müssen eine Vielzahl von Nietbohrungen hergestellt werden.
Um Versetzungen zwischen den zueinander gehörenden Bohrungen im ersten bzw. im
zweiten Bauteil zu verhindern, erfolgt ein Abbohren von sogenannten Pilotbohrungen
(Vorbohrungen), die im ersten Bauteil bereits vorhanden sind und anhand dessen die
Nietlochbohrungen im zweiten Bauteil hergestellt werden. Entsprechend dem
Arbeitsfortschritt beim Abbohren werden teilweise die fertiggestellten Bohrungen mit
Schraubheftern geheftet. Nach Fertigstellung aller Bohrungen entlang der Fügefläche
der Bauteile müssen die Bohrspäne, die während des Abbohrvorganges entstehen und
sich zu einem großen Teil zwischen den Bauteilen in den Fügeflächen ansammeln,
entfernt werden. Dieses geschieht durch Auseinanderfahren der Bauteile sowie durch
Entgraten und Reinigen der Fügebereiche. Speziell in der Flugzeugrumpfmontage ist es
notwendig, diese Bereiche auch noch mit einer Dichtmasse zu versehen. Nach diesem
Arbeitsschritt werden das erste und zweite Bauteil wieder in die Endposition
zusammengefahren. In etwa die Hälfte aller Nietbohrungen werden Heftniete gesetzt
und nunmehr können die restlichen Bohrungen auf Fertigmaß gebohrt, gesenkt, auf der
Bohreraustrittsseite entgratet und die Paßniete gesetzt werden. Die Heftniete werden
danach ausgebohrt und auch diese Bohrungen werden auf Fertigmaß gebohrt und zur
Aufnahme von Paßnieten vorbereitet. Bei der großen Anzahl von Nietbohrungen, die für
die Flugzeugrumpfmontage - speziell die Quernahtmontage - notwendig sind, ist dieser
Montageablauf sehr arbeitsintensiv, da nach dem Herstellen der Bohrungen die Bauteile
wieder auseinandergefahren und die zwischen den Bauteilen in den Fügeflächen
angesammelten Bohrspäne entfernt werden müssen. Dafür sind die Fügeflächen zu
entgraten und zu reinigen. Auch sind Positionierungsungenauigkeiten durch das
Auseinander- und wieder Zusammenfahren der Bauteile möglich, die nur mit
erheblichem Aufwand wieder behoben werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bohreinrichtung sowie ein
Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches den
Zeitaufwand bei der Herstellung von Bauteilen mit überlappenden Fügeflächen,
insbesondere bei einer Vielzahl von Nietlochbohrungen und herzustellenden
Nietverbindungen, erheblich senkt. Es sind für die Fertigung von überlappenden
Fügeflächen an Bauteilen, beispielsweise bei der Quernahtmontage eines
Flugzeugrumpfes die Durchlaufzeiten zu reduzieren.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. 10 angegebenen Maßnahmen
gelöst.
Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß sich keine Bohrspäne in der Fügefläche
zwischen den Bauteilen ansammeln können. Damit kann das Auseinanderfahren,
Entgraten, Reinigen, Zusammenfahren und Heften der Bauteile nach dem Abbohren der
Heftbohrungen entfallen.
Die Anzahl der Fügearbeitsgänge in der Strukturmontage, insbesondere bei der
Quernahtmontage eines Flugzeugrumpfes, kann deutlich reduziert werden. Dieses
ermöglicht kürzere Fertigungs - und Durchlaufzeiten bei der Bauteilherstellung.
In der Bohreinrichtung integriert ist eine Absaugung, die einen Spänestau in der
Bohreinrichtung verhindert.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis
10 und 12 angegeben.
Zur Erzeugung einer vorbestimmbaren Andrückkraft und einer Wirkverbindung zwischen
der äußeren und der inneren Hülse sind als einfache und billige Ausführung
federbelastete Führungsbolzen vorgesehen. Alternativ dazu ist eine in das
bohrmaschinenseitige Element integrierte Spiralfeder möglich, die raumsparend und
verschmutzungsunempfindlich zwischen dem bauteilseitigen und dem
bohrmaschinenseitigen Element eine Relativbewegung ermöglicht.
Durch die Zufuhr von Luft zur Bohrstelle und der Gestaltung der geschlitzten bzw.
gelochten Andrückhülse, deren Mantelfläche sich im Bereich des Schlitzes überlappt,
ist eine Luftzirkulation zum axialen Spänetransport vorhanden ohne das dabei die
Späne in radialer Richtung aus der Hülse austreten können.
Zur Unterstützung der Luftzirkulation befinden sich als vorteilhafte Weiterbildung
Bypaßbohrungen im konischen Teil der bauteilseitigen Hülse.
Im Bereich der Bohrstelle in Richtung Absaugrohr befindet sich ein definierter Luftkanal,
der dem Querschnitt des Absaugrohres angepaßt ist, um den sogenannten Zyklon-
Effekt zu verhindern (Senkung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft, Ausfällen der
Späne).
Zur Verwendung der Bohreinrichtung als Vorsatz zu einer üblichen Bohrmaschine sind
entweder eine Gewindeaufnahme oder ein Aufnahmeteil vorgesehen, die eine sichere
Fixierung und Verdrehsicherung realisieren.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, das nachstehend
anhand der Fig. 1 bis 7 näher beschrieben werden. In den Figuren sind gleiche
Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bohreinrichtung in zwei Ansichten als
Bestandteil einer Bohrvorrichtung,
Fig. 2 die erfindungsgemäße Bohreinrichtung in Einzelheiten,
Fig. 3 eine erste Ausgestaltung einer Andrückhülse,
Fig. 4 eine zweite Ausgestaltung einer Andrückhülse als Bestandteil
einer erfindungsgemäßen Bohreinrichtung,
Fig. 5 die erfindungsgemäße Bohreinrichtung in Arbeitsposition,
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Bohreinrichtung in Einzelheiten und
Fig. 7 die zweite Ausführungsform der Bohreinrichtung in
Arbeitsposition.
In der Fig. 1 ist in zwei Ansichten eine Bohreinrichtung 1 dargestellt, welches Teil eines
Bohrvorrichtung 2 ist. Zur Bohrvorrichtung 2 gehört neben der erfindungsgemäßen
Bohreinrichtung 1 eine üblicherweise bekannte Bohrmaschine 3, auf die die
Bohreinrichtung 1 aufgesetzt und befestigt werden kann. Die Bohreinrichtung 1 weist
eine feststehende Innenhülse 6 auf, die im Anschlußbereich an die Bohrmaschine 3
eine Gewindeaufnahme 7 umfaßt und mittels der die Bohreinrichtung 1 an das
Vorderteil der Bohrmaschine 3 angeschraubt werden kann. Im Hohlraum der Innenhülse
6 ist ausreichend Platz für die Aufnahme des Futters 4 und des Bohrers 5 der
Bohrmaschine 3. An der Innenhülse 6 ist weiterhin eine Späneabsaugung 8
angeordnet, die während des Bohrvorganges Bohrspäne von der Bohrerspitze weg in
axialer Richtung in Richtung Absaugrohr 8A transportiert. Über federbelastete
Führungsbolzen 9 und 10 ist eine bewegliche Außenhülse 11 mit der Innenhülse 6 in
Wirkverbindung, so daß eine Relativbewegung zwischen der Außenhülse 11 und der
Bohrmaschine 3 mit daran befestigter Innenhülse 6 in Bohrvorschubrichtung (siehe
Pfeil) ermöglicht ist. Die Außenhülse 11 weist ein zylindrisch geformtes hinteres
Hülsenteil 11a auf, in dem die Innenhülse 6 relativ bewegt werden kann. Das konisch
geformte vordere Hülsenteil 11b bildet im Endbereich eine Aufnahme 13 für eine
Andrückhülse 12. Die Aufnahme 13 umfaßt einen inneren Anschlag 13a und ein
Halteteil 13b, wobei die Andrückhülse 12 in die Aufnahme 13 einschiebbar ist und in
Längsrichtung durch den inneren Anschlag 13b gehalten wird. Die Andrückhülse 12 ist
somit leicht austauschbar und kann ohne aufwendige Montagearbeiten gewechselt
werden. Die Andrückhülse 12 ist vorzugsweise dünnwandig ausgebildet, da für
bestimmte Bohrungen der Außendurchmesser dieser Hülse 12 in eine Pilotbohrung
(Vorbohrung) eines ersten Bauteils passen muß und gleichzeitig der Bohrer 5 innerhalb
der Andrückhülse 12 während des Bohrvorganges in Bohrvorschubrichtung verschoben
wird. Die Andrückhülse 12 weist Luftöffnungen auf, um eine ausreichende
Luftzirkulation für die Späneabsaugung und damit einen axialen Spänetransport in
Richtung Späneabsaugrohr 8A zu erreichen. Die Luftöffnungen sind dabei so
ausgebildet, daß die Späne nicht in radialer Richtung austreten können (Einzelheiten
siehe in Fig. 3 und 4). Zur Unterstützung der Luftzirkulation können in einer
bevorzugten Ausgestaltung im konischen Hülsenteil 11b der Außenhülse 11
Bypassbohrungen 14 vorgesehen sein. Weiterhin ist es möglich, im Inneren der
Innenhülse 6 einen Luftkanal 15 anzuordnen, der dem Querschnitt des Absaugrohres 8
angepaßt ist. Mit einer solchen Weiterbildung kann der sogenannte Zyklon-Effekt
verhindert werden, d. h. es wird eine Senkung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft
und ein Ausfällen der Späne verhindert.
Zum weiteren Erläuterung sind in der Fig. 2 die Einzelteile der Bohreinrichtung 1
gezeigt. Es ist ersichtlich, daß die Innenhülse 6 aus einem dünnwandigen, zylindrischen
Führungsrohr 6a besteht, welches das Bohrfutter 4 und das Bohrwerkzeug 5 der
Bohrmaschine 3 umhüllen kann. Die Späneabsaugung 8 ist durch eine Öffnung im
Führungsrohr 6a gebildet, an die das Späneabsaugrohr 8A angeschlossen ist. Im
wesentlichen in Bohrerlängsrichtung ist im Führungsrohr 6a der Luftkanal 15
eingebracht. Am Führungsrohr 6a ist ein Aufnahmeteil 6b angeordnet, welches für den
Anschluß an die Bohrmaschine 3 die bereits genannte Gewindeaufnahme 7 umfaßt. Am
Aufnahmeteil 6b sind weiterhin Bolzenaufnahmen 9B und 10B Vorgesehen, in denen die
Führungsbolzen 9 bzw. 10 eingeschraubt und gehalten werden können. Jedem
Führungsbolzen 9 bzw. 10 ist eine Spiralfeder 9A bzw. 10A zugeordnet. Die
Außenhülse 11, bestehend aus dem zylindrischen hinteren Hülsenteil 11a und dem
konisch geformten vorderen Hülsenteil 11b, weist weiterhin zur Führung und Aufnahme
der Führungsbolzen 9 bzw. 10 Bolzenführungen 9C bzw. 10C auf. Damit ist mittels der
federbelasteten Führungsbolzen 9 bzw. 10 die Außenhülse 11 in Bohrerlängsrichtung
relativbeweglich zur Innenhülse 6. Wie bereits schon zur Fig. 1 ausgeführt, ist am
vorderen Ende der Außenhülse 11 die Aufnahme 13 für die Andrückhülse 12
angeordnet. Zwei mögliche Ausgestaltungen einer Andrückhülse 12 sind nachfolgend in
den Fig. 3 und 4 gezeigt.
In Fig. 3 ist eine erste Ausgestaltung der Andrückhülse 12 in einer Draufsicht und einer
Seitenansicht in vergrößerter Darstellung ersichtlich. Es ist erkennbar, daß die bereits
genannten Luftöffnungen in der Hülse 12, die zur ausreichenden Luftzirkulation
notwendig sind, hier als Löcher 16 ausgebildet sind. Die Hülse 12 ist dünnwandig
ausgebildet, vorzugsweise mit einer Wanddicke von ca. 0,1 bis 0,15 mm. Die in der
gezeigten Ausführung regelmäßig am Umfang verteilten Bohrungen mit einem
Durchmesser von beispielhaft ca. 0,3 mm müssen eine solche Luftzirkulation
ermöglichen, daß die Absaugluft, die in Richtung Absaugrohr 8A strömt, die Späne in
axialer Richtung transportieren kann. Die Bohrungen müssen somit für eine
entsprechende Luftversorgung ausreichend groß und in ausreichender Anzahl
vorhanden sein. Die Größe der Bohrungen ist dadurch beschränkt, daß Bohrspäne, die
während des Arbeitsprozesses anfallen und abgesaugt werden, nicht in radialer
Richtung austreten können und eventuell die Löcher 16 verstopfen.
In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform der Andrückhülse 12 in einer vergrößerten
Darstellung einer Drauf- und einer Seitenansicht ersichtlich. In dieser Ausführung der
Andrückhülse 12 sind die Luftöffnungen mittels eines in Längsrichtung verlaufenden
Spaltes 17 gebildet. Der Spalt 17 ergibt sich durch eine Überlappung 18 von den
Materialenden (Flanken 19 und 20) der Mantelfläche der Andrückhülse 12. Der
Überlappungsbereich 18 wird so gewählt, daß eine Luftströmung in die Hülse 12 einen
Spänetransport in axialer Richtung unterstützt, in radialer Richtung jedoch keine Späne
austreten bzw. Öffnungen verstopfen können. Dafür verläuft das Ende der inneren
Flanke 19 in Drehrichtung des Bohrers 5, die äußere Flanke 20 endet entgegen der
Drehrichtung des Bohrers 5. Es ist damit sichergestellt, daß der Spalt 17 eine
Lufteintrittsströmung gewährleistet, die der Drehrichtung des Bohrers 5 entspricht.
Wie auch schon zur ersten Ausführungsform ausgeführt, ist die Hülse 12 der zweiten
Ausführungsform dünnwandig ausgebildet, d. h. beispielsweise mit einer Wanddicke von
ca. 0,15 mm bei einer Hülsengröße von ca. 20 mm Länge und einem Durchmesser von
ca. 4 mm.
In Fig. 5 ist die erfindungsgemäße Bohreinrichtung 1 in Arbeitsposition ersichtlich. Die
erfindungsgemäße Bohreinrichtung 1 als Aufsatz auf eine üblicherweise bekannte
Bohrmaschine (nicht gezeigt) wird mit der Andrückhülse 12 in eine vorhandene
Pilotbohrung (Vorbohrloch) 21 eines ersten Bleches 22 eingeführt, um am zweiten
Blech 23 eine Bohrung auszuführen. Der Außendurchmesser der Pilotbohrung liegt in
einem Bereich von ca. 2,8 bis 5,2 mm für die speziell in der Flugzeugrumpfmontage
herzustellenden Nietverbindungen. Es sind natürlich auch andere
Durchmesserbereiche möglich, wobei in der Auslegung der Bohreinrichtung 1 die
Belastbarkeit der Andrückhülse 12 sowie die notwendigen Kräfte (Spankräfte,
Andrückkräfte) zu beachten ist. Die Bohreinrichtung 1 ist so aufgebaut, daß die
während des Bohrvorganges entstehenden Spankräfte immer kleiner sind als die
Andrückkraft, mit der die Andrückhülse 12 an das Bauteil 23 gedrückt wird.
Die Andrückhülse 12 wird mit ihrer Stirnfläche 12a mit einer Kraft F1 gegen das
ungebohrte Bauteil 23 gedrückt, bevor der Zerspanungsprozess durchgeführt werden
kann. Dieses wird durch die in die Bohreinrichtung 1 integrierten Federn 9A, 10A
sichergestellt. Bei einer Bohrvorschubbewegung wird zunächst die Außenhülse 11 mit
der Andrückhülse 12 an das Bauteil 23 gedrückt. Nach Überwindung der Federkraft
wird die Innenhülse 6, die fest mit der Bohrmaschine verbunden ist und den Bohrer 5
umhüllt, in Richtung Bohrstelle bewegt, der Bohrer 5 setzt an der Bohrstelle an und der
Bohrvorgang wird durchgeführt. Gleichzeitig wird eine Relativbewegung zwischen
Innenhülse 6 und Außenhülse 11 bewirkt. Aufgrund dieser Relativbewegung werden die
Spiralfedern 9A und 10A so belastet, daß die während des Bohrvorganges
entstehenden Spankräfte F2 immer kleiner sind als die Andrückkraft F1.
Dadurch ist sichergestellt, daß sich keine Bohrspäne in der Fügefläche zwischen den
Bauteilen 22 und 23 ansammeln können. Damit kann das Auseinanderfahren,
Entgraten, Reinigen, Zusammenfahren und Heften der Bauteile nach dem Abbohren der
Heftbohrungen entfallen.
Um einen Spänestau in der Bohreinrichtung 1 zu verhindern, ist die Späneabsaugung 8
während des Bohrvorganges aktiv. Mittels Saugluft werden die Späne in axialer
Richtung von der Bohrstelle weg in das Späneabsaugrohr 8A befördert. Da die
Andrückhülse 12 fest um die Bohrstelle aufgesetzt ist, müssen für eine ausreichende
Luftzirkulation Luftöffnungen in der Andrückhülse 12 vorhanden sein, die in
Saugrichtung den Spänetransport unterstützen, ohne daß dabei in radialer Richtung
Späne austreten können. Mögliche Ausgestaltungen solcher Luftöffnungen in der
Andrückhülse 12 sind den Fig. 3 und 4 zu entnehmen. Zur weiteren Unterstützung der
Luftzirkulation können auch in der Außenhülse 11 Bypassbohrungen 14 vorgesehen
sein, wobei bevorzugt diese Bypassbohrungen im konischen vorderen Hülsenteil 11b
angeordnet sind.
Für eine weitere Verbesserung der Absaugung von Bohrspänen ist es möglich, im
Inneren der feststehenden Innenhülse 6 einen Luftkanal 15 vorzusehen, der dem
Querschnitt des Absaugrohres 8A angepaßt ist, um den sogenannten Zyklon-Effekt zu
verhindern (Senkung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft, Ausfällen der Späne).
In den Fig. 6 und 7 ist eine zweite Ausführungsform 30 der erfindungsgemäßen
Bohreinrichtung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist ebenfalls eine federbelastete
Relativbewegung zwischen einer Innenhülse 32 sowie einer Außenhülse 31 realisiert,
um die erforderliche Andrückkraft für die Andrückhülse 12 zu erzielen und den Bohrer 5
durch die Andrückhülse 12 hindurch zur Bohrstelle zu führen und das Bohren
auszuführen. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform 1 der Bohreinrichtung ist die
bohrmaschinenseitige Hülse jedoch als Außenhülse 31 und die die Andrückhülse 12
aufnehmende Hülse als Innenhülse 32 ausgebildet. Das bietet den Vorteil, daß statt
außerhalb der Hülsen 6 und 11 (siehe Fig. 1) angeordnete Führungsbolzen 9 und 10
eine innenliegende Führung zwischen Außenhülse 31 und Innenhülse 32 realisiert ist.
Damit ist die Anzahl der notwendigen Einzelteile reduziert, ein Platzgewinn erzielt und
die Verschmutzungsanfälligkeit reduziert.
Der genaue Aufbau und die Wirkungsweise der Bohreinrichtung 30 wird nachfolgend
beschrieben. In Fig. 6 sind die zwei wesentlichen Bestandteile: die feststehende
Außenhülse 31 sowie die bewegliche Innenhülse 32, wobei an die Innenhülse 32 die
Andrückhülse 12 angeordnet ist, jeweils als Einzelheit dargestellt. Die Außenhülse 31
weist ein Aufnahmeteil 34 auf, mittels dem eine Befestigung an der Bohrmaschine
erfolgen kann. Das Aufnahmeteil 34 ist dafür so ausgebildet, daß es auf den vorderen
Teil der Bohrmaschine aufgeschoben werden kann und im Hohlraum der Außenhülse 31
noch ausreichend Platz für das Hindurchführen des Bohrers 5 und des Bohrfutters bzw.
der Spannzange 4 vorhanden ist. Mittels einer Klemmschraube 33 kann eine Fixierung
der Außenhülse 31 an der Bohrmaschine erreicht werden. Möglich ist es auch (in einer
nicht gezeigten Ausführungsform), am Aufnahmeteil 31 oder dem Aufnahmebereich der
Bohrmaschine Sicherungselemente gegen ein Verdrehen vorzusehen. Eine dem
Innendurchmesser des Aufnahmeteils 34 angepaßte Spiralfeder 36 ist in die
Außenhülse 31 eingebracht, um eine bewegliche Innenhülse 32 federbelastet
relativbewegbar auszuführen. Eine Fixierung der Innenhülse 32 in Bohrrichtung ist
mittels eines Anschlages 37 in der Außenhülse 31 erreicht. Die Führung der Innenhülse
32 innerhalb der Außenhülse 31 ist entlang des zylinderförmigen Aufnahmeteiles 35
möglich, so daß die Bewegung der Innenhülse in Bohrvorschubrichtung einerseits durch
die Feder 36 und andererseits durch den Anschlag 37 begrenzt ist. Im Vorderteil der
Innenhülse 32 ist die Andrückhülse 12 angeordnet. Im Mantelbereich der Innenhülse 32
ist ein Absaugkanal 38 vorgesehen, der während des Bohrvorganges Bohrspäne von der
Bohrspitze weg in Richtung des in der Außenhülse 31 vorgesehenen Anschlusses 38A
für das Absaugrohr transportiert. Zur weiteren Verbesserung der Luftzufuhr während
des Absaugvorganges ist zumindest eine Bypassbohrung 39 im vorderen konischen
Bereich der Innenhülse 32 vorgesehen.
In Fig. 7 ist die Bohreinrichtung 30 in Arbeitsposition ersichtlich, wobei die
Andrückhülse 12 in das Vorbohrloch 21 eines ersten Bleches 22 eingeführt ist, um am
zweiten Blech 23 eine Bohrung ausführen zu können. Wie schon zur ersten
Ausführungsform 1 erläutert, ist die Bohreinrichtung 30 so ausgelegt, daß die während
des Bohrvorganges entstehenden Spankräfte immer kleiner sind als die Andrückkraft,
mit der die Andrückhülse 12 an das Bauteil 23 gedrückt wird. Die Andrückkraft wird mit
der Feder 36 realisiert. Bei einer Bohrvorschubbewegung wird zunächst die mit der
Innenhülse 32 verbundene Andrückhülse 12 an das Bauteil 23 gedrückt. Nach
Überwindung der Federkraft wird die Außenhülse 31, die fest mit der Bohrmaschine
verbunden ist und das Bohrfutter 4 sowie teilweise den Bohrer 5 umhüllt, in
Bohrvorschubrichtung bewegt und der Bohrer 5 verläuft durch die Andrückhülse 12
hindurch, setzt am Bauteil 23 an und der eigentliche Bohrvorgang läuft ab. Gleichzeitig
wird eine Relativbewegung zwischen Innenhülse 32 und Außenhülse 31 bewirkt.
Aufgrund dieser Relativbewegung wird die Spiralfeder 36 so belastet, daß die während
des Bohrvorganges entstehenden Spankräfte immer kleiner sind als die Andrückkraft.
Dadurch ist sichergestellt, daß sich keine Bohrspäne in der Fügefläche zwischen den
Bauteilen 22 und 23 ansammeln können.
Um einen Spänestau in der Bohreinrichtung 30 zu verhindern, werden mittels Saugluft
die Späne in axialer Richtung von der Bohrstelle weg in das Späneabsaugrohr 38A
befördert. Vorzugsweise ist dafür ein Absaugkanal 38 in der Innenhülse 32 vorgesehen.
Da die Andrückhülse 12 fest um die Bohrstelle aufgesetzt ist, müssen für eine
ausreichende Luftzirkulation Luftöffnungen in der Andrückhülse 12 vorhanden sein, die
in Saugrichtung den Spänetransport unterstützen, ohne daß dabei in radialer Richtung
Späne austreten können. Mögliche Ausgestaltungen solcher Luftöffnungen in der
Andrückhülse 12 sind bereits in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Zur weiteren Unterstützung
der Luftzirkulation ist bzw. sind die in der Innenhülse 32 vorgesehene(n)
Bypassbohrung(en) 39 vorteilhaft.
1
Bohreinrichtung
2
Bohrvorrichtung
3
Bohrmaschine
4
Bohrfutter
5
Bohrer
6
feststehende Innenhülse
6
a Führungsrohr
6
b Aufnahmeteil
7
Gewindeaufnahme
8
Späneabsaugung
8
A Absaugrohr
9
,
10
Führungsbolzen
9
A,
10
A Spiralfedern
9
B,
10
B Bolzenaufnahme
9
C,
10
C Bolzenführungen
11
bewegliche Außenhülse
11
a hinteres Hülsenteil (zylindrisch)
11
b vorderes Hülsenteil (konisch)
12
Andrückhülse
12
a Stirnfläche der Andrückhülse
12
13
Aufnahme für Andrückhülse
13
a innerer Anschlag
13
b Halteteil
14
Bypassbohrungen
15
Luftkanal
16
Löcher in Andrückhülse
12
17
Schlitz (Spalt) in Andrückhülse
12
18
Überlappungsbereich
19
,
20
Flanken
21
Pilotbohrung (Vorbohrung)
22
erstes Bauteil
23
zweites Bauteil
30
zweite Ausführungsform der Bohreinrichtung
31
feststehende Außenhülse
32
bewegliche Innenhülse
33
Klemmschraube
34
Aufnahmeteil für Bohrmaschine (in
31
)
35
Aufnahmeteil für Innenhülse (in
31
)
36
Feder
37
Anschlag in der Außenhülse
38
Absaugkanal
38
A Absaugrohr
39
Bypassbohrung
Claims (12)
1. Bohreinrichtung (1; 30) zum Anschluß an eine Bohrmaschine (3) mit einem
Bohrwerkzeug (5) insbesondere für das Erzeugen von Bohrungen in
überlappenden Blechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohreinrichtung (1)
ein bohrmaschinenseitiges Element (6; 31) und ein bauteilseitiges Element (11;
32) aufweist, die in Wirkverbindung stehen zur Erzeugung einer Relativbewegung
in Bohrvorschubrichtung und Mittel zum Erzeugen einer Andrückkraft (9A, 9B;
36) vorgesehen sind, wobei das bauteilseitige Element (11; 32) über eine
Andrückhülse (12) verfügt, die auf ein Bauteil (23) aufsetzbar ist und das
Bohrwerkzeug (5) durch die Andrückhülse (12) hindurchführbar ist zum
Zerspanen des mindestens eines Bleches (23) und weiterhin in der
Bohreinrichtung (1) Mittel zum Entfernen von Spänen (8, 8A; 38, 38A; 16; 17)
vorgesehen sind.
2. Bohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
bohrmaschinenseitige Element (6) als feststehende Innenhülse (6) ausgebildet
ist und über Führungsbolzen (9, 10) mit dem bauteilseitigen, als Außenhülse (11)
ausgebildeten beweglichen Element in Wirkverbindung steht, um eine
Relativbewegung in Bohrvorschubrichtung zu erzeugen.
3. Bohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
bohrmaschinenseitige Element als feststehende Außenhülse (31) ausgebildet ist,
die ein Aufnahmeteil (35) zur Aufnahme des bauteilseitigen, als Innenhülse (32)
ausgebildeten beweglichen Elements aufweist, um eine Relativbewegung in
Bohrvorschubrichtung zu erzeugen.
4. Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß als Mittel zum Entfernen von Spänen eine Öffnung (8; 38A) in dem
bohrmaschinenseitigen Element (6; 31) sowie ein daran angeschlossenes
Absaugrohr (8A; 38A) vorgesehen ist, wobei zum Erhalt der Luftzirkulation
Luftöffnungen (16, 17) in die Andrückhülse (12) eingebracht sind.
5. Bohreinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Luftöffnungen
in der Andrückhülse (12) mittels am Umfang verteilter Löcher (16) realisiert
sind, wobei die Löcher (16) nur eine solche Größe aufweisen, das keine
Bohrspäne in radialer Richtung aus der Andrückhülse (12) austreten können.
6. Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß Luftöffnungen in der Andrückhülse (12) mittels einen durch überlappende
Flanken (19, 20) der Mantelfläche der Andrückhülse (12) gebildeten Spalt (17)
realisiert ist, wobei die Luftströmung durch den Spalt (17) in das Innere der
Andrückhülse (12) in Drehrichtung des Bohrwerkzeuges (5) erfolgt.
7. Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Unterstützung der Luftzirkulation Bypassbohrungen (14; 39) in dem
bauteilseitigen Element (11; 32) vorgesehen sind.
8. Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Element (6; 32) ein Luftkanal (15; 38) vorgesehen ist, der dem
Querschnitt der Öffnung (8; 38A) zum Absaugrohr (8A; 38A) angepaßt ist.
9. Bohreinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur Verwendung in
einer Bohrvorrichtung (2) als Vorsatz vor einer Bohrmaschine (3), wobei über
eine Gewindeaufnahme (7) das bohrmaschinenseitige Element (6) an der
Bohrmaschine (3) befestigbar ist und das bohrmaschinenseitige Element (6)
zumindest teilweise das Bohrwerkzeug (5) umhüllt.
10. Bohreinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur Verwendung
in einer Bohrvorrichtung (2) als Vorsatz vor einer Bohrmaschine (3), wobei über
eine Aufnahme (34) die bohrmaschinenseitige Hülse (31) an der Bohrmaschine
(3) befestigbar ist, vorzugsweise fixierbar mittels einer Verdrehsicherung (33).
11. Verfahren zum Erzeugen von Bohrungen in überlappenden Blechen (22, 23) mit
einem Fügebereich, wobei eine Vorbohrung (21) im ersten Bauteil (22)
vorhanden ist und eine in eine Bohreinrichtung gemäß der vorangegangenen
Ansprüche integrierte Andrückhülse (12) in das Vorbohrloch (21) eingeführt
wird, die Andrückhülse (12) mit einer Andrückkraft an das zweite Bauteil (23)
gehalten wird, das Bohrwerkzeug (5) durch die in die Bohreinrichtung (1)
integrierte Andrückhülse (12) durchgeführt wird, mit einer Bohrvorschubkraft
das Bohrloch gebohrt wird, wobei die während des Bohrvorganges entstehenden
Spankräfte immer kleiner als die Andrückkraft sind und gleichzeitig während des
Bohrvorganges die entstehenden Späne entfernt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß während der
Späneabsaugung mittels Luftöffnungen (14, 16, 17; 39) in der Andrückhülse
(12) und/oder in dem bauteilseitigen Element (11; 32) eine Luftströmung zur
Bohrstelle hin realisiert wird.
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