DE102005002462B4

DE102005002462B4 - drilling

Info

Publication number: DE102005002462B4
Application number: DE102005002462A
Authority: DE
Inventors: Jürgen DEEG
Original assignee: Botek Praezisionsbohrtechnik GmbH
Current assignee: Botek Praezisionsbohrtechnik GmbH
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-01-19
Also published as: DE102005002462A1

Abstract

Bohrvorrichtung mit einem Oszillatorgehäuse (10), an dem eine erste Lagerschale (30) angeordnet ist, mit einem gegen das Oszillatorgehäuse (10) drehbaren Oszillator (11), an dem eine zweite Lagerschale (32) angeordnet ist, bei der jeweils eine Oberfläche der Lagerschalen (30, 32), die gegeneinander gedrückt sind, als Lauffläche (31, 33) ausgestaltet ist, auf der ein Wälzkörper (34) abrollt, bei der eine Lauffläche (31, 33) ein Höhenprofil aufweist, sodass der Oszillator (11) bei einer Drehung der beiden Lagerschalen (30, 32) gegeneinander eine in Bohrrichtung (53) hin- und hergehende Bewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (31, 33) einer Lagerschale (30, 32) ein stetiges wellenförmiges kontinuierlich sich änderndes Höhenprofil (65) aufweist.drilling with an oscillator housing (10), on which a first bearing shell (30) is arranged, with a against the oscillator housing (10) rotatable oscillator (11) on which a second bearing shell (32) is arranged, in each case one surface of the bearing shells (30, 32), pressed against each other are, as a tread (31, 33) is configured, on which a rolling body (34) rolls, in the a tread (31, 33) has a height profile, so that the oscillator (11) upon rotation of the two bearing shells (30, 32) against each other in the drilling direction (53) reciprocating Performing movement, characterized in that the running surface (31, 33) of a bearing shell (30, 32) a continuous wave-shaped continuously changing height profile (65).

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a drilling apparatus according to the preamble of Patent claim 1.

Die beim Bohren von Werkstücken entstehenden langen Bohrspäne können zu Verstopfungen sowohl im Bohrloch. als auch im Bohrer und letztlich zu einem Werkzeugbruch führen. Das Problem tritt insbesondere beim Tiefbohren von lang spanenden Werkstoffen mit Einlippen-, Zweilippen- und BTA-Bohrern auf.The when drilling workpieces resulting long drill chips can to blockages both in the borehole. as well as in the drill and ultimately too lead to a tool break. The problem occurs in particular when deep drilling long-chipping materials with single lip, two lip and BTA drills.

Bei einem Bohrerbruch vermindert sich nicht nur die Standzeit. Es muss damit gerechnet werden, dass die Bohrerperipherie, wie beispielsweise Bohrbuchsen und/oder Führungselemente, beschädigt werden können.at a drill break not only reduces the tool life. It must be expected that the drill peripherals, such as Drill bushes and / or guide elements, to be damaged can.

Kurze Späne und ein guter Spänetransport werden mit Sonderanschliffen der Bohrer und Spanleitstufen erzielt. Spezielle Sonderanschliffe der Bohrer mit Spanbrechern sind kostenintensiv und vermindern die Anzahl der möglichen Nachschliffe. Der Hartmetallverschleiß ist erhöht. Beim Spiralbohren muss öfters entspänt werden, wodurch sich ebenfalls die Standzeit vermindert bzw. die Taktzei verlängert.short Chips and to be a good chip transport achieved with special grinding of the drills and chip breakers. Specific Special grinding of the drills with chipbreakers are costly and reduce the number of possible Regrinds. The carbide wear is increased. When drilling a spiral, you often have to relax which also reduces the service life or the Taktzei extended.

Aus der DE 31 39 540 A1 ist eine Bohrmaschine mit intermittierender Rückholung der Bohrspindel bekannt geworden, bei welcher der Bohrer während des Bohrens zum Ausräumen der Späne aus der Bohrung und dem Bohrer intermittierend schnell ganz zurückgezogen und wieder schnell vorgebracht wird. Der Bohrer wird bei jedem Zurückziehen aus dem Schnitt genommen, wobei die Spandicke zu null wird und die Späne abbrechen. Bei der vorbekannten Vorgehensweise muss darauf geachtet werden, dass die Spitze des Bohrers nicht auf dem Boden des Bohrlochs aufschlägt. Andernfalls muss mit einer Beschädigung der Bohrerschneide oder sogar mit einem Bohrerbruch gerechnet werden. Bei jedem Zurückziehen des Bohrers entstehen in der Bohrung Stufen. Der Bohrer ist mit einer Innenspindel verbunden, die gegenüber einer Außenspindel in axialer Richtung verschiebbar ist. Sowohl die Außen- als auch die Innenspindel drehen sich mit einer vorgegebenen Drehfrequenz. Beide Spindeln führen eine Vorschubbewegung durch, der das intermittierende vollständige Zurückziehen des Bohrers aus der Bohrung überlagert ist.From the DE 31 39 540 A1 has become known a drilling machine with intermittent retrieval of the drill spindle, wherein the drill is intermittently withdrawn intermittently quickly during drilling to clear the chips from the bore and the drill and brought back quickly. The drill bit is removed from the cut each time it is retracted, causing the chip thickness to zero and breaking the chips. In the prior art approach, care must be taken that the tip of the drill does not hit the bottom of the borehole. Otherwise, damage to the drill bit or even a broken drill bit can be expected. Each time the drill is retracted, steps are created in the hole. The drill is connected to an inner spindle, which is displaceable in the axial direction relative to an outer spindle. Both the outer and inner spindles rotate at a given rotational frequency. Both spindles perform a feed motion superimposed on the intermittent complete retraction of the drill from the bore.

Um die Bohrspäne zu brechen, ist in der DE 24 36 340 A1 vorgeschlagen worden, der kontinuierlichen Vorschubbewegung des Werkzeugs eine in axialer Richtung hin- und hergehende Bewegung des Bohrers zu überlagern. Zwischen dem Bohrer und der Bohrspindel ist eine Kupplung vorgesehen, die zwei gegeneinander in axialer Richtung verschiebbare, mittels einer Feder gegeneinander gedrückte Kupplungsteile enthält, deren eine Oberfläche jeweils als Lauffläche ausgestaltet ist. Zwischen den Kupplungsteilen ist ein drehbar gelagerter koaxialer Zwischenring angeordnet, der sowohl gegen die Lauffläche des ersten als auch gegen die Lauffläche des zweiten Kupplungsteils mit gleichmäßig über die Lauffläche verteilten Wälzkörpern abgestützt ist. Eine Laufbahn eines Kupplungsteils enthält in der an sich planen Oberfläche Ausnehmungen, sodass eine Nockenbahn entsteht, wobei die Anzahl der Ausnehmungen der Zahl der Wälzkörper oder einem ganzzahligen Vielfachen davon entspricht. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Länge der Lauffläche im Bereich jeder Ausnehmung etwa der Länge der Lauffläche im Bereich der zwischen den Ausnehmungen vorhandenen erhabenen planen Stellen entspricht und dass der Bohrer wenigstens ein Schneidenpaar aufweist, dessen Schneiden um ein ungerades Vielfaches des diesen Laufbahnbereichen entsprechenden Drehwinkels gegeneinander versetzt sind. Dadurch wird bei einer den Ausnehmungen vorhandenen erhabenen planen Stellen erreicht, dass die eine Schneide eines Schneidenpaars stets an der Stelle im Werkstück zum Einsatz kommt, an der die jeweils andere Schneide des Paares nicht zum Einsatz kommt. Die Schneiden werden gleichzeitig gehoben und gesenkt, wobei sich kurze Späne ergeben, da die Schneiden immer wieder aus dem Schnitt genommen werden.To break the drill shavings is in the DE 24 36 340 A1 has been proposed to superimpose the continuous advancing movement of the tool in an axial direction reciprocating movement of the drill. Between the drill and the drill spindle, a coupling is provided which contains two mutually displaceable in the axial direction by means of a spring against each other depressed coupling parts, one surface of which is designed in each case as a running surface. Between the coupling parts a rotatably mounted coaxial intermediate ring is arranged, which is supported both against the running surface of the first and against the running surface of the second coupling part with evenly distributed over the running surface rolling elements. A raceway of a coupling part contains recesses in the planar surface, so that a cam track is produced, the number of recesses corresponding to the number of rolling elements or an integral multiple thereof. Furthermore, it is provided that the length of the tread in the region of each recess corresponds approximately to the length of the tread in the region of existing between the recesses raised plan positions and that the drill has at least one pair of blades whose cutting by an odd multiple of this career ranges corresponding rotation angle against each other are offset. As a result, it is achieved in the case of the recesses present in a raised plan that the one cutting edge of a pair of cutting edges is always used at the point in the workpiece to which the respective other cutting edge of the pair is not used. The cutting edges are raised and lowered at the same time, resulting in short chips, as the cutting edges are taken out of the cut again and again.

In der US 5,342,152 sind ein Bohrverfahren und eine Bohrvorrichtung beschrieben, bei denen einer Vorschubbewegung eines Bohrwerkzeugs eine kontinuierliche, in Bohrrichtung vor- und zurückgehende oszillierende Bewegung mit vorgebbarem Oszillationshub überlagert wird. Das Bohrwerkzeug wird periodisch aus dem Schnitt genommen, um die Spandicke periodisch auf null zu verringern, damit ein sicherer Spanbruch erfolgt.In the US 5,342,152 are described a drilling method and a drilling apparatus in which a feed movement of a drilling tool is superimposed on a continuous, in the drilling direction back and forth oscillating motion with a predetermined oscillation. The drilling tool is periodically removed from the cut to periodically reduce the chip thickness to zero for safe chip breaking.

Die kontinuierliche oszillierende Bewegung wird innerhalb der Bohrspindel erzeugt. Vorgesehen ist eine erste kreisförmige Lauffläche, die mit der Bohrspindel rotiert. Auf der Lauffläche rollt eine Kugel ab, die mit einer zweiten kreisförmigen Lauffläche zusammenwirkt, die in Bezug auf die Bohrrichtung geneigt werden kann.The Continuous oscillating motion is within the drill spindle generated. Provided is a first circular tread, the rotated with the drill spindle. On the tread rolls off a ball, the with a second circular tread cooperates, which are inclined with respect to the drilling direction can.

Der Neigungswinkel wird mit zwei gegeneinander verdrehbaren Scheiben eingestellt. Die Scheiben weisen jeweils eine erste Oberfläche, die senkrecht auf der Bohrrichtung steht, und eine zweite Oberfläche auf, die gegenüber der Bohrrichtung um einen Winkel β geneigt ist. Durch Verdrehen der beiden Scheiben gegeneinander kann die Neigung der zweiten Lauffläche in einem Winkelbereich zwischen null und 2 × β variiert werden.Of the Inclination angle is with two mutually rotatable discs set. The discs each have a first surface, the perpendicular to the drilling direction, and a second surface, the opposite the drilling direction inclined by an angle β is. By twisting the two discs against each other, the Tilt of the second tread be varied in an angular range between zero and 2 × β.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung anzugeben, bei der eine in Bohrrichtung oszillierende Bewegung des Bohrers mit vorgebbarem Oszillationshub mit einfachen Mitteln realisierbar ist.Of the Invention has for its object to provide a drilling device, in which a drill in the direction of drilling oscillating movement of the drill specifiable Oszillationshub can be realized with simple means.

Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.The Task is by the in the independent claim specified characteristics solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung enthält ein Oszillatorgehäuse und einen gegen das Oszillatorgehäuse drehbaren Oszillator. Am Oszillatorgehäuse ist eine erste und am Oszillator eine zweite Lagerschale angeordnet. Die Oberflächen der gegeneinander gedrückten Lagerschalen sind jeweils als Lauffläche ausgestaltet, auf der ein Wälzkörper abrollt. Die Lauffläche einer Lagerschale weist ein stetiges wellenförmiges kontinuierlich sich änderndes Höhenprofil auf, sodass der Oszillator bei einer Drehung der beiden Lagerschalen gegeneinander eine in Bohrrichtung gerichtete kontinuierliche, stetig verlaufende, oszillierende, das heißt hin- und hergehende Bewegung ausführt.The Drilling device according to the invention contains an oscillator housing and an oscillator rotatable against the oscillator housing. At the oscillator housing is a first and arranged on the oscillator, a second bearing shell. The surfaces the pressed against each other Bearing shells are each designed as a running surface on which a Rolling rolls off. The tread a bearing shell has a continuous wavy, continuously changing shape height profile on, so that the oscillator with a rotation of the two bearing shells towards each other a directed in the drilling direction continuous, steadily extending, oscillating, that is performs reciprocating motion.

Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung ermöglicht das Betreiben eines Bohrers mit einer vorgebbaren Drehfrequenz und mit einem vorgebbaren Vorschub pro Umdrehung des Bohrers, der die in Bohrrichtung gerichtete, kontinuierliche, stetig verlaufende, oszillierende Bewegung mit vorgebbarem Oszillationshub überlagert werden kann. Der Oszillationshub hängt von der Amplitude des Höhenprofils ab. Durch die Ausgestaltung des Höhenprofils als ein stetiges wellenförmiges kontinuierlich sich änderndes Höhenprofil wird ein harmonischer Verlauf der oszillierenden Bewegung erzielt. Die Spandicke steigt kontinuierlich an und nimmt kontinuierlich ab. Ruckartige Bewegungen des Bohrers und das damit einhergehende Risiko einer Beschädigung zumindest der Bohrerschneiden werden vermieden. Die Einsatzzeit des Bohrers und der weiteren Bauteile erhöht sich.The Drilling device according to the invention allows the operation of a drill with a predetermined rotational frequency and with a predefinable feed per revolution of the drill, which the boring direction, continuous, continuous, Oscillating motion superimposed with specifiable oscillation stroke can be. The oscillation stroke depends on the amplitude of the altitude profile. By the design of the height profile as a steady wavy continuously changing height profile a harmonic course of the oscillating movement is achieved. The chip thickness continuously increases and decreases continuously from. Jerky movements of the drill and the associated Risk of damage at least the drill cutting are avoided. The deployment time of the drill and the other components increases.

Mit der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung kann die Spanform derart beeinflusst werden, dass ein Spanbruch gewährleistet ist, bei dem kurze Späne entstehen, die leicht abtransportiert werden können. Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung ermöglicht die Herstellung von präzisen Bohrungen, insbesondere von präzisen Tiefenbohrungen, bei denen ein hohes Verhältnis von Bohrtiefe bezogen auf den Bohrdurchmesser vorliegt, ohne eine Gefährdung des Bohrwerkzeugs. Eingesetzt werden können das Einlippen-Bohren, das Zweilippen-Bohren, das BTA-Bohren sowie das Ejector-Bohren.With the drilling device according to the invention can the chip shape are influenced in such a way that ensures chip breaking is at the short chips arise, which can be easily removed. The drilling device according to the invention allows the production of precise Holes, in particular of precise Deep drilling, where a high ratio of drilling depth related is present on the drilling diameter, without endangering the drilling tool. used can be single lip drilling, double lip drilling, BTA drilling and the Ejector drilling.

Beim Einlippen- und Zweilippen-Bohren wird das Kühlmittel in einem innerhalb des Bohrers angeordneten Kühlmittelkanal nach vorne und über eine Sicke im Bohrer zurücktransportiert. Beim Rücktransport werden gleichzeitig die Bohrspäne abtransportiert. Beim BTA-Bohren ist der Kühlmittelfluss umgekehrt. Allein bereits durch den Strömungsdruck des Kühlmittels können die entstehenden Späne abbrechen. Gegebenenfalls brechen auch solche Späne ab, die nur eine geringe Dickenänderung aufweisen.At the Single lip and double lip drilling will use the coolant in one the drill arranged coolant channel forward and over a bead transported back in the drill. When returning become at the same time the drill chips removed. In BTA drilling, the coolant flow is reversed. Alone already by the flow pressure of the coolant can the resulting chips abort. Optionally break off such chips, which only a small thickness change exhibit.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 1 bis 15.advantageous Further developments and refinements of the drilling device according to the invention emerge from the dependent claims 1 to 15.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass mehr als eine Schwingungsperiode des wellenförmigen Höhenprofils bezogen auf eine Abwicklung des Umfangs der Lagerschale vorgesehen ist. Besonders vorteilhaft ist die Vorgabe von zwei Schwingungsperioden des wellenförmigen Höhenprofils. Mit dieser Maßnahme wird genau ein Oszillationshub, das heißt genau eine hin- und hergehende Bewegung bei jeder Umdrehung des Bohrers erhalten.A advantageous embodiment provides that more than one oscillation period of the wavy height profile provided based on a settlement of the circumference of the bearing shell is. Particularly advantageous is the specification of two oscillation periods of the wavy Height profile. With this measure is exactly one Oscillation, that is exactly a reciprocating Obtained movement with each revolution of the drill.

Die Amplitude des Höhenprofils legt den Oszillationshub fest, der dadurch gemäß einer Ausgestaltung an den vorgebbaren Vorschub pro Umdrehung des Bohrers bzw. des Oszillators angepasst werden kann.The Amplitude of the height profile determines the Oszillationshub, thereby characterized according to an embodiment of the predefinable feed per revolution of the drill or the oscillator can be adjusted.

Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung wird die Amplitude des Höhenprofils derart festgelegt, dass die Spandicke minimal gleich null wird. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass der Bohrer im Schnitt bleibt.According to one Further development of this embodiment is the amplitude of the height profile set so that the chip thickness becomes minimally zero. With this measure it is achieved that the drill remains in section.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung sieht vor, dass diejenige Lagerschale, deren Lauffläche das Höhenprofil aufweist, austauschbar ausgestaltet ist. Die Austauschbarkeit ermöglicht die Vorgabe von unterschiedlichen Oszillationshüben. Die Austauschbarkeit ermöglicht weiterhin die Festlegung der Anzahl der Hübe pro Umdrehung des Bohrers.A advantageous embodiment of the drilling device according to the invention provides that bearing shell whose tread has the height profile, interchangeable is designed. The interchangeability allows the specification of different Oszillationshüben. The interchangeability allows Continue to set the number of strokes per revolution of the drill.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Höhenprofil der Lauffläche derjenigen Lagerschale zugeordnet ist, die im Oszillatorgehäuse angeordnet ist. Insbesondere in Verbindung mit der Maßnahme, dass eine Fixiereinrichtung zum Festklemmen der Lagerschale vorgesehen ist, ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass die Fixiereinrichtung am Oszillatorgehäuse, das heißt an einem nicht drehenden Teil angeordnet werden kann.A Embodiment provides that the height profile of the tread of those Assigned bearing shell, which is arranged in the oscillator housing. Especially in conjunction with the measure that provided a fixing device for clamping the bearing shell is, the main advantage that results from the fixing on the oscillator housing, this means can be arranged on a non-rotating part.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Oszillatorgehäuse eine Drehmomentabstützung aufweist, die eine Drehbewegung des Oszillatorgehäuses verhindert. Die Drehmomentabstützung enthält vorzugsweise eine Führung zur Aufnahme eines Stifts oder Stabs, an welchem das Oszillatorgehäuse bei einer Vorschubbewegung des Bohrers entlang gleitet.A further embodiment provides that the oscillator housing has a torque support, which prevents a rotational movement of the oscillator housing. The torque support preferably includes a guide for receiving a pin or rod on which the oscillator housing slides along with a feed movement of the drill along.

Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung mit dem Oszillatorgehäuse und dem Oszillator kann als Vorsatzteil einer Bohrmaschine ausgestaltet sein. Alternativ kann die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung als Flansch-Ausführung ausgestaltet sein, die beispielsweise mit einem Spindelkasten einer Bohrmaschine verschraubt werden kann.The Drilling device according to the invention with the oscillator housing and the oscillator may be configured as an attachment of a drill be. Alternatively, the drilling device according to the invention can be designed as a flange design be, for example, with a headstock of a drill can be screwed.

Zeichnungdrawing

1 zeigt ein vereinfachtes Schnittbild durch eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung, 2 zeigt ein vereinfachtes Schnittbild durch eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung gemäß einer alternativen Ausgestaltung, 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Abwicklung einer Lagerschale und 4 zeigt ein Spandicken-Diagramm. 1 shows a simplified sectional view through a drilling device according to the invention, 2 shows a simplified sectional view through a drilling device according to the invention according to an alternative embodiment, 3 shows a cross section through a settlement of a bearing shell and 4 shows a chip thickness diagram.

1 zeigt ein Oszillatorgehäuse 10, das einen Oszillator 11 umschließt. Das Oszillatorgehäuse 10 ist mit ersten Schrauben 12a, 12b mit einem Lagerdeckel 13 eines Spindelkastens 14 verschraubt. Der Spindelkasten 14 ist mit einem Spindellager 15 gegen einen Spindelflansch 16 abgestützt, der einen Kühlmittelkanal 17 enthält. Ein Oszillatorträger 18 ist mit zweiten Schrauben 19a, 19b mit dem Spindelflansch 16 verschraubt. 1 shows an oscillator housing 10 that has an oscillator 11 encloses. The oscillator housing 10 is with first screws 12a . 12b with a bearing cap 13 a headstock 14 screwed. The headstock 14 is with a spindle bearing 15 against a spindle flange 16 supported, a coolant channel 17 contains. An oscillator carrier 18 is with second screws 19a . 19b with the spindle flange 16 screwed.

Am Oszillatorgehäuse 10 ist eine erste Lagerschale 30 angeordnet, die eine Lauffläche 31 aufweist. Am Oszillator 11 ist eine zweite Lagerschale 32 angeordnet, die ebenfalls eine Lauffläche 33 aufweist. Auf den Laufflächen 31, 33 rollt ein Wälzkörper 34 ab. Der Oszillator 11 ist gegen den Oszillatorträger 18 mit wenigstens einer Feder 40a, 40b abgestützt. Der Oszillator 11 steht weiterhin über wenigstens eine Mitnahme-Passfeder 41a, 41b, die in einer Oszillatorbuchse 42 gleitet, mit dem Oszillatorträger 18 in Wirkverbindung.At the oscillator housing 10 is a first bearing shell 30 arranged a tread 31 having. At the oscillator 11 is a second bearing shell 32 arranged, which also has a tread 33 having. On the treads 31 . 33 rolls a rolling element 34 from. The oscillator 11 is against the oscillator carrier 18 with at least one spring 40a . 40b supported. The oscillator 11 still has at least one driving key 41a . 41b in an oscillator jack 42 slides, with the oscillator carrier 18 in active connection.

Im Oszillatorgehäuse 10 ist eine Fixiereinrichtung 43 angeordnet, die eine Schraube 44 enthält. Das vordere Ende der Schraube 44 liegt am Außenumfang der ersten Lagerschale 30 an.In the oscillator housing 10 is a fixing device 43 arranged, which is a screw 44 contains. The front end of the screw 44 lies on the outer circumference of the first bearing shell 30 at.

Der Oszillator 11 ist gegen das Oszillatorgehäuse 10 im vorderen Bereich mit einem Nadellager 46 abgestützt. Der vordere Bereich des Oszillatorgehäuses 11 ist mit einem Simmerring 47 abgedichtet.The oscillator 11 is against the oscillator housing 10 in the front area with a needle bearing 46 supported. The front section of the oscillator housing 11 is with a simmerring 47 sealed.

Der Oszillator 11 nimmt den Bohrer 50 auf, der mit einer Bohrer-Arretierung 51 arretiert wird. Der Oszillator 11 kann zusammen mit dem Bohrer 50 eine in Bohrrichtung 53 oszillierende, das heißt in Bohrrichtung 53 hin- und hergehende Bewegung 54 ausführen.The oscillator 11 take the drill 50 on top of that with a drill lock 51 is locked. The oscillator 11 can work together with the drill 50 one in the drilling direction 53 oscillating, that is in the drilling direction 53 reciprocating motion 54 To run.

2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung. Diejenigen in 2 gezeigten Teile, die mit den in 1 gezeigten Teilen übereinstimmen, tragen dieselben Bezugszeichen. 2 shows an alternative embodiment of a drilling device according to the invention. Those in 2 parts shown with the in 1 match shown parts, bear the same reference numerals.

Anstelle des in 1 gezeigten Oszillatorträgers 18 ist eine Oszillatorwelle 60 vorgesehen, auf der das Oszillatorgehäuse 10 mit dem Spindellager 15 sowie mit einem zweiten Spindellager 61 abgestützt ist. Die Position des Spindellagers 15 ist mit einem Seegerring 62 fixiert. Die wenigstens eine Tellerfeder 40a, 40b ist gegen eine Druckscheibe 63 abgestützt.Instead of in 1 shown oscillator carrier 18 is an oscillator wave 60 provided on the the oscillator housing 10 with the spindle bearing 15 as well as with a second spindle bearing 61 is supported. The position of the spindle bearing 15 is with a Seeger ring 62 fixed. The at least one plate spring 40a . 40b is against a pressure disc 63 supported.

Das Oszillatorgehäuse 10 weist eine Drehmomentabstützung 70 auf, die eine Durchführung 71 aufweist.The oscillator housing 10 has a torque support 70 on, which is an implementation 71 having.

3 zeigt einen Querschnitt durch eine Abwicklung der ersten Lagerschale 30 mit der Laufbahn 31. Die Laufbahn 31 weist ein stetiges wellenförmiges kontinuierlich sich änderndes Höhenprofil 65 auf. Die maximale Differenz zwischen Wellentälern und Wellenbergen des Höhenprofils 65 in Bohrrichtung 53 entspricht einer vorgegebenen Amplitude 66. Der Abwicklung ist ein Drehwinkel w des Bohrers 50 zugeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen einem vollständigen Durchlaufen des Höhenprofils 65 zwei Umdrehungen des Bohrers 50, entsprechend einem Drehwinkel w von 720 Grad. Das Ende des einen Zyklus bei 720 Grad ist identisch mit dem Beginn eines neuen Zyklus bei 0 Grad. 3 shows a cross section through a development of the first bearing shell 30 with the career 31 , The career 31 has a steady, undulating, continuously changing elevation profile 65 on. The maximum difference between troughs and wave crests of the height profile 65 in the drilling direction 53 corresponds to a predetermined amplitude 66 , The settlement is a rotation angle w of the drill 50 assigned. In the embodiment shown correspond to a complete passage of the height profile 65 two turns of the drill 50 , corresponding to a rotation angle w of 720 degrees. The end of the one cycle at 720 degrees is identical to the beginning of a new cycle at 0 degrees.

4 zeigt ein Spandicken-Diagramm, bei welchem die Spandicke D in Abhängigkeit vom Drehwinkel w des Bohrers 50 dargestellt ist. Eingetragen ist der Vorschub S des Bohrers 50 sowie ein Oszillationshub H. Die Spanform 80 weist eine minimale Spandicke Dmin sowie eine maximale Spandicke Dmax auf. 4 shows a chip thickness diagram in which the chip thickness D as a function of the rotation angle w of the drill 50 is shown. Entered is the feed S of the drill 50 and an oscillation stroke H. The chip shape 80 has a minimum chip thickness Dmin and a maximum chip thickness Dmax.

Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung arbeitet folgendermaßen:The Drilling device according to the invention works as follows:

1 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung in einer Flansch-Ausführung, bei welcher das Oszillatorgehäuse 10 mit den ersten Schrauben 12a, 12b, beispielsweise M6 × 60, mit dem Lagerdeckel 13, beispielsweise T30, des Spindelkastens 14, beispielsweise T30-1000, verschraubt ist. Weiterhin ist der Oszillatorträger 18 mit den zweiten Schrauben 19a, 19b, beispielsweise M8 × 25, mit dem Spindelflansch 16, beispielsweise T30, verschraubt, der gegen den Spindelkasten 14 mit dem Spindellager 15, beispielsweise B7205C.TPA.P4.UL, abgestützt ist. 1 shows an embodiment of the drilling device according to the invention in a flange design in which the oscillator housing 10 with the first screws 12a . 12b , for example, M6 × 60, with the bearing cap 13 , For example, T30, the headstock 14 , For example T30-1000, is bolted. Furthermore, the oscillator carrier 18 with the second screws 19a . 19b , For example, M8 × 25, with the spindle flange 16 , for example T30, bolted against the headstock 14 with the spindle bearing 15 , B7205C.TPA.P4.UL, for example.

Die Drehbewegung eines nicht näher gezeigten Antriebs wird vom Spindelflansch 16 mittels der zweiten Schrauben 19a, 19b auf den Oszillatorträger 18 übertragen. Die Drehbewegung wird weiterhin mittels der wenigstens einen Mitnahme-Passfeder 41a, 41b, vom Oszillatorträger 18 auf den Oszillator 11 übertragen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Mitnahme-Passfedern 41a, 41b vorgesehen. Anstelle der Passfeder kann am Oszillator 11 eine Innenverzahnung und auf dem Oszillatorträger 18 eine Außenverzahnung aufgebracht werden, welche die Drehbewegung übertragen.The rotational movement of a drive not shown in detail is from the spindle flange 16 by means of the second screws 19a . 19b on the oscillator carrier 18 transfer. The rotational movement is further by means of at least one driving key 41a . 41b , from the oscillator carrier 18 on the oscillator 11 transfer. In the illustrated embodiment, two driving feather keys 41a . 41b intended. Instead of the feather key can be on the oscillator 11 an internal toothing and on the oscillator carrier 18 an external toothing are applied, which transmit the rotational movement.

Der Drehbewegung wird die kontinuierliche oszillierende Bewegung 54 überlagert. Die Mitnahme-Passfedern 41a, 41b können in der Oszillatorbuchse 42 in Bohrrichtung 53 gleiten. Sofern die Innenverzahnung und Außenverzahnung vorgesehen sind, gleitet die Innenverzahnung gegenüber der Außenverzahnung in Bohrrichtung 53.The rotational movement becomes the continuous oscillating motion 54 superimposed. The driving feather keys 41a . 41b can in the oscillator jack 42 in the drilling direction 53 slide. If the inner toothing and outer toothing are provided, the inner toothing slides in relation to the outer toothing in the drilling direction 53 ,

Der Bohrer 50 ist im Oszillator 11 mit der Bohrer-Arretierung 51, beispielsweise einem Gewindestift M8 × 8, festgeklemmt. Der Oszillator 11 ist gegen das Oszillatorgehäuse 10 mit dem wenigstens einen Nadellager 46 am vorderen Ende abgestützt. Eine Abdichtung wird mit dem Simmerring 47 erreicht.The drill 50 is in the oscillator 11 with the drill lock 51 , For example, a threaded pin M8 × 8, clamped. The oscillator 11 is against the oscillator housing 10 with the at least one needle bearing 46 supported at the front end. A seal is made with the Simmerring 47 reached.

Die oszillierende Bewegung 54 wird mit der dem Oszillatorgehäuse 10 zugeordneten ersten Lagerschale 30, dem Wälzkörper 34, der dem Oszillator 11 zugeordneten zweiten Lagerschale 33 und durch eine spezielle Ausgestaltung der Laufbahn 31 der ersten Lagerschale 30 oder der Laufbahn 33 der zweiten Lagerschale 32 erreicht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die spezielle Ausgestaltung der Laufbahn 31 der ersten Lagerschale 30 zugrunde gelegt. Der Wälzkörper 34 ist vorzugsweise eine Kugel. Die erste und zweite Lagerschale 30, 32 und die Kugel 34 können aus einem Axialkugellager, beispielsweise FAG 51205, hergestellt werden.The oscillating movement 54 comes with the the oscillator housing 10 associated first bearing shell 30 , the rolling element 34 , the oscillator 11 associated second bearing shell 33 and by a special embodiment of the track 31 the first bearing shell 30 or the career path 33 the second bearing shell 32 reached. In the embodiment shown, the special design of the track 31 the first bearing shell 30 based on. The rolling element 34 is preferably a sphere. The first and second bearing shell 30 . 32 and the ball 34 can be made from an axial ball bearing, for example FAG 51205.

Die Laufbahn 31 der ersten Lagerschale 30 weist das in 3 näher gezeigte stetige wellenförmige kontinuierlich sich ändernde Höhenprofil 65 auf. Durch das Abrollen des Wälzkörpers 34 auf dem Höhenprofil 65 der Lauffläche 31 der ersten Lagerschale 30 führt der Wälzkörper 34 gleichzeitig eine in Bohrrichtung 53 hin- und hergehende Bewegung mit einem Oszillationshub H durch, welcher der vorgegebenen Amplitude 66 entspricht. Die oszillierende Bewegung des Wälzkörpers 34 beim Abrollen auf der Lauffläche 31 der ersten Lagerschale 30 wird auf die Lauffläche 33 der zweiten Lagerschale 32 überfragen, die mit der wenigstens einen Feder 40a, 40b gegen den Wälzkörper 34 gedrückt wird. Der mit der zweiten Lagerschale 32 verbundene Oszillator 11 führt demnach die oszillierende Bewegung 54 mit dem der Amplitude 66 entsprechenden Oszillationshub H durch.The career 31 the first bearing shell 30 has the in 3 shown in detail continuous wave-shaped continuously changing altitude profile 65 on. By rolling the rolling element 34 on the height profile 65 the tread 31 the first bearing shell 30 leads the rolling element 34 at the same time one in drilling direction 53 reciprocating motion with an oscillation H through which of the predetermined amplitude 66 equivalent. The oscillating movement of the rolling element 34 when rolling on the tread 31 the first bearing shell 30 gets on the tread 33 the second bearing shell 32 Survey that with the at least one spring 40a . 40b against the rolling element 34 is pressed. The one with the second bearing shell 32 connected oscillator 11 leads therefore the oscillating movement 54 with the amplitude 66 corresponding oscillation H through.

Ein Oszillationshub H ist abgeschlossen, wenn der Wälzkörper 34 eine vollständige Schwingung des Höhenprofils 65 abgerollt ist. Der Bohrer 50 ist jeweils am weitesten in ein nicht näher gezeigtes Werkstück eingedrungen, wenn der Wälzkörper 34 die Wellentäler erreicht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Cosinusähnliches wellenförmiges Höhenprofil 65 gezeigt, bei dem bei einem Drehwinkel w von null und 360 Grad ein Wellenberg auftritt. Der im Drehwinkelbereich um 720 Grad auftretende Wellenberg ist identisch mit dem im Drehwinkelbereich von 0 Grad auftretenden Wellenberg.An oscillation stroke H is completed when the rolling element 34 a complete oscillation of the height profile 65 is unrolled. The drill 50 is in each case furthest penetrated into a workpiece not shown in detail, when the rolling elements 34 reached the troughs. In the illustrated embodiment, a cosine-like wave-shaped height profile 65 in which a wave crest occurs at a rotation angle w of zero and 360 degrees. The wave peak occurring in the rotation angle range of 720 degrees is identical to the wave peak occurring in the rotation angle range of 0 degrees.

Ein Zyklus ist abgeschlossen, wenn der Wälzkörper 34 vollständig auf der Laufbahn 31 abgerollt ist. Ein derartiger Zyklus ist stets abgeschlossen, wenn die zweite Lagerschale 32 gegenüber der ersten Lagerschale 31 zwei Umdrehungen weiter gedreht hat. Wenn demnach, wie in 3 beispielhaft dargestellt, die Laufbahn 31 der ersten Lagerschale 30 ein Höhenprofil 65 mit zwei Schwingungen aufweist, tritt pro Umdrehung des Oszillators 11 bzw. des im Oszillator 11 arretierten Bohrers 50 genau ein Oszillationshub H auf.A cycle is completed when the rolling element 34 completely on the track 31 is unrolled. Such a cycle is always completed when the second bearing shell 32 opposite the first bearing shell 31 has turned two more turns. If so, as in 3 exemplified, the career 31 the first bearing shell 30 a height profile 65 with two oscillations occurs per revolution of the oscillator 11 or in the oscillator 11 locked drill 50 exactly one oscillation stroke H.

Dieser spezielle Fall ist dem in 4 gezeigten Spandicken-Diagramm zugrunde gelegt. Ein Oszillationshub H ist demnach nach einem Drehwinkel w von 360 Grad abgeschlossen.This special case is the one in 4 underlying chip thickness diagram. An oscillation stroke H is therefore completed after a rotation angle w of 360 degrees.

Die Anzahl der Hübe pro Umdrehung des Bohrers 50 kann durch die Anzahl der Schwingungen des Höhenprofils 65 und der Oszillationshub H mit der Amplitude 66 des Höhenprofils 65 festgelegt werden. Vorzugsweise ist daher die das Höhenprofil 65 aufweisende Lagerschale 30, 32 austauschbar ausgestaltet, um eine Anpassung sowohl der Anzahl der Hübe pro Umdrehung als auch eine Anpassung des Oszillationshubs H an das zu bearbeitende Werkstück vornehmen zu können. Bei einem Vorschub eines beispielsweise zweischneidigen Bohrers 50 von beispielsweise 0,3 mm pro Umdrehung wird ein Oszillationshub H, welcher der Amplitude 66 entspricht, von 0,15 mm benötigt, um auf eine Spandicke D von wenigstens näherungsweise null zu kommen.The number of strokes per revolution of the drill 50 can be determined by the number of oscillations of the height profile 65 and the oscillation stroke H with the amplitude 66 of the height profile 65 be determined. Preferably, therefore, is the height profile 65 having bearing shell 30 . 32 designed to be able to adapt both the number of strokes per revolution and an adjustment of the Oszillationshubs H to the workpiece to be machined. At a feed of a double-edged drill, for example 50 For example, 0.3 mm per revolution becomes an oscillation stroke H, which is the amplitude 66 0.15 mm is required to reach a chip thickness D of at least approximately zero.

Zur Fixierung der Lagerschale 30, 32 ist vorzugsweise die Fixiereinrichtung 43 vorgesehen, die beispielsweise als Schraube 44, vorzugsweise als Rändelschraube, realisiert ist. Die Schraube 44 greift vorteilhafterweise am Außenumfang der Lagerschale 30, 32 an und verklemmt die Lagerschale 30, 32 mit dem Oszillatorgehäuse 10. Die wenigstens eine Tellerfeder 40a, 40b, beispielsweise Durchmesser 32/Durchmesser 16/0,8 br., sorgt dafür, dass die zweite Lagerschale 32 stets gegen den Wälzkörper 34 und damit gegen die erste Lagerschale 30 gedrückt wird.For fixing the bearing shell 30 . 32 is preferably the fixing device 43 provided, for example, as a screw 44 , preferably as a thumbscrew, is realized. The screw 44 accesses advantageously on the outer circumference of the bearing shell 30 . 32 on and jammed the bearing shell 30 . 32 with the oscillator housing 10 , The at least one plate spring 40a . 40b For example, diameter 32 / diameter 16 / 0.8 br., ensures that the second bearing shell 32 always against the rolling element 34 and thus against the first bearing shell 30 is pressed.

Bevorzugt wird die erste Lagerschale 30 austauschbar ausgestaltet, die dem Oszillatorgehäuse 10 zugeordnet ist. Die Anordnung der Fixiereinrichtung 43 im Oszillatorgehäuse 10 weist den Vorteil auf, dass der Oszillator 11, dem die zweite Lagerschale 32 zugeordnet ist, weitgehend rotationssymmetrisch realisiert werden kann, sodass der Oszillator 11 hinsichtlich Unwucht leicht optimiert werden kann.The first bearing shell is preferred 30 out designed exchangeable, which the oscillator housing 10 assigned. The arrangement of the fixing 43 in the oscillator housing 10 has the advantage that the oscillator 11 to which the second bearing shell 32 is assigned, largely rotationally symmetric can be realized, so that the oscillator 11 in terms of imbalance can be easily optimized.

2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung als Vorsatz-Ausführung. Bei diesem Ausführungsbeispiel übernehmen das bereits in 1 gezeigte Spindellager 15 sowie das zweite Spindellager 61 die radiale Führung der Oszillatorwelle 60. Die Fixierung der Position der Spindellager 15, 61 übernimmt der Seegerring 62, beispielsweise Durchmesser 23,5 × 1,2A, wobei der eine gezeigte Seegerring 62 durch einen weiteren, nicht gezeigten Seegerring am anderen Ende der Spindellager 15, 61 angeordnet werden kann. 2 shows an alternative embodiment of the drilling device according to the invention as a front attachment. In this embodiment, this is already done in 1 shown spindle bearings 15 as well as the second spindle bearing 61 the radial guidance of the oscillator shaft 60 , Fixing the position of the spindle bearings 15 . 61 takes over the Seeger ring 62 For example, diameter 23.5 × 1.2A, with the one shown Seeger ring 62 by another, not shown Seeger ring at the other end of the spindle bearings 15 . 61 can be arranged.

Anstelle des einen gezeigten Nadellagers 46 zu Abstützung des Oszillators 11 können weitere, nicht näher gezeigte Nadellager zu Abstützung des Oszillators 11 vorgesehen sein.Instead of the one shown needle bearing 46 to support the oscillator 11 can further, not shown in detail needle bearing to support the oscillator 11 be provided.

Durch die Ausgestaltung als Vorsatz-Ausführung ist die Anordnung der Drehmomentabstützung 70 zweckmäßig, damit das Oszillatorgehäuse 10 hinsichtlich einer Drehbewegung fixiert werden kann. Da das Oszillatorgehäuse 10 in Bohrrichtung 53 entsprechend dem Vorschub S bewegt wird, ist vorzugsweise die Durchführung 71 vorgesehen, in der ein Stab oder Stift geführt werden kann, an welchem das Oszillatorgehäuse 10 bei der Vorschubbewegung entlang gleitet.Due to the design as a front attachment, the arrangement of the torque support 70 appropriate, so that the oscillator housing 10 can be fixed in terms of a rotational movement. Because the oscillator housing 10 in the drilling direction 53 is moved in accordance with the feed S, is preferably the implementation 71 provided in which a rod or pin can be performed, on which the oscillator housing 10 slides along during the feed movement.

Das in 4 gezeigte Spandicken-Diagramm zeigt den Zusammenhang zwischen der Spandicke D und dem Drehwinkel w des Bohrers 50. Eingetragen ist der Vorschub S, dem der Oszillationshub H überlagert wird. Durch eine geeignete Abstimmung des Vorschubs S und des Oszillationshubs H können die maximale Spandicke Dmax und die minimale Spandicke Dmin vorgegeben werden.This in 4 shown spangle diagram shows the relationship between the chip thickness D and the rotation angle w of the drill 50 , Registered is the feed S, the oscillation stroke H is superimposed. By a suitable tuning of the feed S and the oscillation H, the maximum chip thickness Dmax and the minimum chip thickness Dmin can be specified.

Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung ermöglicht die Vorgabe der minimalen Spandicke Dmin von null bis zum maximalen Wert Dmax, der einem Oszillationshub H von null entspricht. Ab einer minimalen Spandicke Dmin von null geht der Bohrer 50 aus dem Schnitt. Sofern dies im Hinblick auf eine gleichmäßige Belastung des Bohrers 50 nicht erwünscht ist, kann eine minimale Spandicke Dmin größer null vorgegeben werden. Auch in diesem Fall kann ein Abbrechen der Späne nach jedem Oszillationshub H in Abhängigkeit vom Material des Werkstücks aufgrund des Drucks eines im Kühlmittelkanal 17 fließenden Kühlmittels erreicht werden.The drilling device according to the invention allows the specification of the minimum chip thickness Dmin from zero to the maximum value Dmax, which corresponds to an oscillation stroke H of zero. From a minimum chip thickness Dmin of zero, the drill goes 50 from the cut. If this is in view of a uniform load of the drill 50 is not desired, a minimum chip thickness Dmin greater than zero can be specified. Also in this case, the chips can be broken off after each oscillation stroke H depending on the material of the workpiece due to the pressure of one in the coolant channel 17 flowing coolant can be achieved.

Claims

Drilling device with an oscillator housing ( 10 ), on which a first bearing shell ( 30 ) is arranged, with a against the oscillator housing ( 10 ) rotatable oscillator ( 11 ), to which a second bearing shell ( 32 ) is arranged, in each case a surface of the bearing shells ( 30 . 32 ), which are pressed against each other, as a tread ( 31 . 33 ) is configured, on which a rolling element ( 34 ), in which a tread ( 31 . 33 ) has a height profile, so that the oscillator ( 11 ) upon rotation of the two bearing shells ( 30 . 32 ) against each other in a drilling direction ( 53 ) performs reciprocating motion, characterized in that the tread ( 31 . 33 ) of a bearing shell ( 30 . 32 ) a continuous wave-shaped continuously changing height profile ( 65 ) having.

Drilling device according to claim 1, characterized in that more than one oscillation period of the height profile ( 65 ) related to a development of the tread ( 31 . 33 ) of the bearing shell ( 30 . 32 ) is provided.

Drilling device according to claim 2, characterized in that two oscillation periods of the height profile ( 65 ) are provided.

Drilling device according to claim 1, characterized in that the amplitude ( 66 ) of the height profile ( 65 ) in dependence on the intended feed (S) of the oscillator housing ( 10 ) per revolution of the oscillator ( 11 ) is given.

Drilling device according to claim 4, characterized in that the amplitude ( 66 ) of the height profile ( 65 ) in dependence on the intended feed (S) of the oscillator housing ( 10 ) per revolution of the oscillator ( 11 ) is predetermined such that the chip thickness (D) is minimally equal to zero.

Drilling device according to claim 1, characterized in that the bearing shell ( 30 . 32 ), whose tread ( 31 . 33 ) the height profile ( 65 ) is interchangeable.

Drilling device according to claim 1, characterized in that the height profile ( 65 ) of the tread ( 31 ) of the first bearing shell ( 30 ) assigned.

Drilling device according to claim 1, characterized in that a fixing device ( 43 ) for clamping the bearing shell ( 30 . 32 ) is provided whose tread ( 31 . 33 ) the height profile ( 65 ) having.

Drilling device according to claim 8, characterized in that the fixing device ( 43 ) as a screw ( 44 ), preferably as a thumbscrew is designed.

Drilling device according to claim 1, characterized in that the rolling element ( 34 ) is a ball.

Drilling device according to claim 1, characterized in that the two bearing shells ( 30 . 32 ) with at least one spring ( 40a . 40b ) are pressed against each other.

Drilling device according to claim 1, characterized in that the oscillator housing ( 10 ) a torque support ( 70 ) having.

Drilling device according to claim 12, characterized in that the torque support ( 70 ) an implementation ( 71 ) contains.

Drilling device according to claim 1, characterized in that the oscillator housing ( 10 ) and the oscillator ( 11 ) are realized as a flange design.

Drilling device according to claim 1, characterized in that the oscillator housing ( 10 ) and the oscillator ( 11 ) are realized as intent execution.