DE102011011678B4

DE102011011678B4 - Verfahren zur Herstellung eines Bohrloches

Info

Publication number: DE102011011678B4
Application number: DE102011011678.8A
Authority: DE
Inventors: Gerd Zingler; Hans-Walter Mohr
Original assignee: HANS WALTER MOHR GmbH
Current assignee: Hans Walter Mohr De GmbH; Zingler Gerd De
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2019-04-18
Anticipated expiration: 2031-02-08
Also published as: DE102011011678A1; DE102011011678B8

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Bohrloches, bei dem das Bohrloch in einem Werkstück durch mindestens eine Schneidkante (4) erzeugt wird, die im Bereich eines Endes eines Bohrers (2) mit einem zylindrischen Körper angeordnet ist, wobei das Bohrloch durch ein Herausschneiden eines kreisartigen Reststückes erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vom Bohrer (2) erzeugte Späne abgesaugt werden und dass der Bohrer (2) während der Durchführung des Bohrvorganges in einer Führungsbuchse (10) geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrloches, bei dem das Bohrloch in einem Werkstück durch mindestens eine Schneidkante erzeugt wird, die im Bereich eines Endes eines Bohrers mit einem zylindrischen Körper angeordnet ist, wobei das Bohrloch durch ein Herausschneiden eines kreisartigen Reststückes erzeugt wird.
Die Erfindung betrifft insbesondere auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrloches unter Verwendung einer Vorrichtung zum Bohren von Löchern, die im Bereich eines Bohrerendes eines zylindrischen Körpers mindestens eine Schneidkante aufweist und bei der der zylindrische Körper im Bereich des Bohrerendes mindestens bereichsweise in einer bezüglich einer Bohrerlängsachse radialen Richtung von außen nach innen eine Vertiefung aufweist sowie bei der im Bereich eines Außenumfanges des Bohrers mindestens eine Span-Nut angeordnet ist, die sich in Richtung einer Bohrerlängsachse erstreckt.
Gemäß dem Stand der Technik führt das Bohren von Löchern in Blechen bei herkömmlichen Spiralbohrern zu Verformungen und unrunden Löchern, da geometrisch hervorgerufene Prozesskräfte auftreten. Das gesamte Material des Bleches im Bereich des Bohrloches wird während des Bohrvorganges in Späne umgewandelt.
Beim Bohren von Löchern in Karosseriedächern führen die anfallenden Späne zu einer Beeinträchtigung der Produktqualität. Insbesondere ist nicht ausgeschlossen, dass die Späne in einen Innenraum des Fahrzeuges hineinfallen und hier verbleiben. Bei einer späteren Benutzung des Fahrzeuges und einwirkender Feuchtigkeit können Rostflecken im Bereich der Fahrzeuginnenverkleidung entstehen.
Gemäß dem Stand der Technik erweist sich darüber hinaus ein nachträgliches Einbringen von Formlöchern in Blechkonstruktionen als schwierig. Aufgrund zum Zeitpunkt der Erzeugung des Bohrloches bereits durchgeführter verketteter Prozessschritte wie Beschichtungen, Installieren von Bauteilen und Anbringung von Verkleidungen erweist sich das Entfernen von angefallenen Spänen als schwierig bis unmöglich. Aufgrund des in der Regel eingeschränkten Arbeitsraumes ist die Durchführung üblicher Stanzvorgänge nicht möglich.
Aus der DE 911 799 B und der US 2006/0099042 A1 sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Bohren bekannt. Die DE 27 05 410 A1 beschreibt die Verwendung einer Absaughaube im Bereich eines Bohrerendes.
In der DE 20 2004 018 213 U1 wird bereits ein Bohrer beschrieben, der in seinem Ausumfang eine sich in einer Bohrerlängsrichtung erstreckende Vertiefung aufweist. Die Vertiefung dient zur Aufnahme von Bohrmehl.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, dass die Herstellung von Bohrlöchern in Blechen erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass vom Bohrer erzeugte Späne abgesaugt werden und dass der Bohrer während der Durchführung des Bohrvorganges in einer Führungsbuchse geführt ist.
Durch die spezielle Formgebung des Bohrers werden die entstehenden Prozesskräfte verringert, die Menge der anfallenden Späne wird minimiert und es wird ein kreisrundes Bohrloch erzeugt.
Bei der Durchführung des Bohrvorganges tauchen die Schneidkanten am Umfang des Werkzeuges in das Material ein. Es entstehen hierbei lediglich geringe Prozesskräfte. Eine Verformung des Materials und ein Verhaken des Bohrers werden verhindert. Nach einem Durchtrennen des Blechmaterials verbleibt im zentralen Bereich des Bohrloches ein Blechrest, der nicht zerspant wird. Hierdurch wird die Menge der anfallenden Späne gegenüber dem Stand der Technik wesentlich reduziert.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich somit für alle Verwendungen, bei denen Verformungen des Bleches zu vermeiden sind und das anfallende Volumen an Spänen gering zu halten ist. Darüber hinaus können hohe Anforderungen an eine Rundheit der Bohrung eingehalten werden.
Eine einfache fertigungstechnische Herstellung wird dadurch unterstützt, dass die Vertiefung mindestens abschnittsweise eine V-förmige Kontur aufweist.
Ein Ausschneiden von kreisförmigen Scheiben wird dadurch erleichtert, dass die Vertiefung derart angeordnet ist, dass sich das Bohrerende bezüglich der Bohrerlängsachse außenseitig am weitesten über die Vertiefung erhebt.
Symmetrische Krafteinleitungen in den Bohrer können dadurch erreicht werden, daß ausgehend vom Außenumfang zwei Schneidkanten angeordnet sind.
Die Handhabung von Spänen wird dadurch unterstützt, daß sich entlang des Außenumfanges mindestens eine Span-Nut erstreckt.
Eine gezielte Handhabung der Späne wird dadurch erleichtert, daß sich die Span-Nut in Richtung einer Bohrerlängsachse mit einer kurzen Ausdehnung erstreckt. Kurz bedeutet hierbei, daß sich die Span-Nut bei Verwendung einer Führungsbuchse nicht in lotrechter Richtung nach unten über die Führungsbuchse hinaus ausdehnt. Hierdurch wird verhindert, daß am Außenumfang des Bohrers entstehende Späne beim Bohren nach unten fallen können.
Gemäß einer typischen Konstruktion ist vorgesehen, daß ein von der Vertiefung aufgespannter Winkel einen Wert im Bereich von 90° bis 175° aufweist.
Eine Minimierung des Späneanfalls wird dadurch erreicht, daß das Bohrloch durch einen Bohrer erzeugt wird, der ausgehend vom Außenumfang mit mindestens einer Schneidkante versehen ist.
Ein ungewolltes Herabfallen von Spänen wird dadurch vermieden, daß der Bohrer während der Durchführung des Bohrvorganges in einer Führungsbuchse geführt ist.
Insbesondere ist daran gedacht, daß die Führungsbuchse während der Durchführung des Bohrvorganges gegen das Werkstück gedrückt ist.
Des Weiteren erweist es sich für die Handhabung der Späne als vorteilhaft, daß zu einem Beginn des Bohrvorganges eine Span-Nut des Bohrers vollständig von der Führungsbuchse umgeben wird.
Eine exakte und wenig arbeitsintensive Durchführung des Bohrvorganges wird dadurch unterstützt, daß eine den Bohrer antreibende Bohrvorrichtung von einem Rahmen positionierbar ist.
Ebenfalls trägt es zu einer erleichterten Arbeitsdurchführung bei, daß die Bohrvorrichtung von einer Ruhepositionierung in eine Arbeitspositionierung verschwenkt wird.
Eine Verschmutzung durch Bohrspäne kann dadurch vermieden werden, daß vom Bohrer erzeugte Späne abgesaugt werden.
Eine besonders zuverlässige Absaugung wird dadurch unterstützt, daß die Späne von einer Absaughaube abgesaugt werden, in die der Bohrer während der Durchführung des Bohrvorganges eintaucht.
Zur Optimierung des Bohrvorganges wird vorgeschlagen, daß zur Unterstützung des Absaugvorganges Umgebungsluft entlang mindestens einer Luft-Nut zugeführt werden, die sich entlang des Bohrers erstreckt.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

1 eine perspektivische Seitenansicht eines Bohrers,
2 der Bohrer gemäß 1 bei einer Blickrichtung II in 1,
3 der Bohrer in 1 gemäß Blickrichtung III in 1,
4 eine weitere Darstellung des Bohrers zur Veranschaulichung einer zentralen Vertiefung,
5 eine Verwendung des Bohrers für das Bohren von Löchern in Blechen von unten nach oben,
6 eine Vorrichtung zur Positionierung einer mit dem Bohrer ausgestatteten Bohrmaschine,
7 einen Vertikalschnitt durch einen Bohrer mit zugeordneter Absaughaube und Luft-Nut und
8 eine perspektivische Seitenansicht eines Bohrers mit seitlichen Luftnuten.

Gemäß der Ausführungsform in 1 sind im Bereich eines Bohrerendes (1) eines Bohrers (2) ausgehend vom Außenumfang (3) zwei Schneidkanten (4) angeordnet. Entlang der Schneidkanten (4) und ausgehend vom Außenumfang weist der Bohrer (2) in einer radialen Richtung bezüglich einer Bohrerlängsachse (5) eine Vertiefung (6) auf. Die Vertiefung (6) kann beispielsweise durch ein Anschleifen des Bohrerendes (1) hergestellt sein.
Ausgehend von der Vertiefung (6) erstrecken sich über einen Teilbereich der Länge des Bohrers (2) zwei Span-Nuten (7), vorzugsweise als Teilbereiche einer Wendel am Außenumfang (3). Freiflächen (19) sind durch einen bereichsweisen außenseitigen Anschliff des Bohrers (2) hergestellt.
2 zeigt den Bohrer (2) gemäß 1 gemäß einer anderen Blickrichtung und 3 zeigt eine Draufsicht auf den Bohrer gemäß 1 und 2. Es ist zu erkennen, daß die Schneidkanten (4) relativ zur Bohrerlängsachse (5) vorzugsweise symmetrisch angeordnet sind. Dies unterstützt eine gleichmäßige Kraftentfaltung beim Bohren.
4 veranschaulicht den von der Vertiefung (6) aufgespannten Winkel (8). Bei einem konventionellen Bohrer beschreibt der Winkel (8) eine nach außen weisende kegelförmige Gestaltung des Bohrers (2), beim Bohrer (2) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hingegen die ausgehend vom Außenumfang ausgebildete Vertiefung (6). Beim dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel (8) etwa 135°.
5 veranschaulicht die Verwendung des Bohrers (2) bei einem Bohren von unten nach oben, beispielsweise an einem Blech (9). Das Blech (9) kann das Karosseriedach eines Fahrzeuges sein. Zu erkennen ist insbesondere die in Richtung der Bohrerlängsachse (5) nur kurze Ausbildung der Span-Nut (7). Der Bohrer (2) wird während der Durchführung des Bohrvorganges von einer Führungsbuchse (10) positioniert. Zu einem Beginn des Bohrvorganges ist die Span-Nut (7) vollständig von der Führungsbuchse (10) umschlossen. Die Führungsbuchse (10) wird während der Durchführung des Bohrvorganges gegen das Blech (9) gedrückt, so daß sowohl die Führung des Bohrers (2) gewährleistet ist als auch ein Herunterfallen von Spänen vermieden ist. Bei einer Durchführung des Bohrvorganges und einer Vorschubbewegung des Bohrers (2) in Richtung der Bohrerlängsachse (5) werden anfallende Späne in den Bereich oberhalb des Bleches (9) gefördert. Nach einer Beendigung des Bohrvorganges ragt der Bohrer (2) mit der Span-Nut (7) vollständig aus dem Blech (9) heraus und ggfs. anhaftende Späne werden abgeschleudert. Dies resultiert aus den Fliehkräften aufgrund der Rotation des Bohrers (2).
6 zeigt eine Vorrichtung zur Positionierung einer Bohrvorrichtung (11), die mit dem Bohrer (2) ausgestattet werden kann. Die Bohrvorrichtung (32) ist von einem Rahmen (12) gehaltert, der vorzugsweise als ein Einhängerahmen ausgebildet ist. Bei einer Verwendung kann der Rahmen (12) beispielsweise im Innenraum eines Fahrzeuges eingehängt und fixiert werden. Danach wird die Bohrvorrichtung (11) in eine Arbeitspositionierung geschwenkt. Unter Verwendung des Bohrers (2) wird dann ein gewünschtes Loch gebohrt. Danach wird die Bohrvorrichtung (11) wieder weggeschwenkt und eine Stanzvorrichtung (13) benachbart zum zuvor erzeugten Bohrloch positioniert. Ein Durchzugsdorn (14) der Stanzvorrichtung (13) wird durch das Bohrloch gesteckt und unter Verwendung eines Formstempels (15) wird eine Wendelmutter (16) auf dem Durchzugsdorn (14) fixiert. Nach einem Zurückziehen des Durchzugsdorns (14) kann der Rahmen (12) wieder entfernt werden.
Gemäß der Ausführungsform in 7 ist bei der Durchführung des Bohrvorganges auf einer dem Bohrer (2) abgewandten Seite des Bleches (9) eine Absaughaube (17) angeordnet. Die Absaughaube (17) steht mit einer nicht dargestellten Unterdruckquelle in Verbindung und saugt sowohl ggfs. entstehende Späne als auch das aus dem Blech (9) herausgesägte Kreisstück weg. Eine Verschmutzung einer Umgebung des Arbeitsbereiches kann hierdurch vermieden werden.
7 zeigt ebenfalls die Verwendung mindestens einer Luft-Nut (18) im Bereich des Bohrers (2). Die Luft-Nut (18) erstreckt sich in Richtung der Bohrerlängsachse (5).
Vorzugsweise endet die Luft-Nut (18) in Richtung der Bohrlängsachse (5) vor der Span-Nut (7) bzw. einer Freifläche (19). Hierdurch wird verhindert, daß bei der Durchführung des Bohrvorganges Späne in den Bereich der Luft-Nut (18) gelangen können.
Die Luft-Nut (18) ist in Richtung der Bohrerlängsachse (5) derart lang ausgebildet, daß nach einem Durchtrennen des Bleches (9) und einem Hineinragen des Bohrers (2) in die Absaughaube (17) die Luft-Nut (18) ausreichend weit nach unten aus der Führungsbuchse (10) heraussteht. Hierdurch kann die Luft-Nut (18) von Luft durchströmt werden und der Absaugvorgang wird unterstützt.
Die Anzahl der Luft-Nuten (18) sowie die Dimensionierung der Luft-Nuten (18) hängt von der Dimensionierung des Bohrers (2) ab. Vorteilhafterweise werden mehr als eine Luft-Nut (18) verwendet.
8 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Bohrers (2) mit Luft-Nuten (18).
Bei der Durchführung eines Bohrvorganges erfolgt ein erster Kontakt zwischen dem Bohrer (2) und den zu bohrenden Blechen (9) im Bereich des Außenumfanges (3) des Bohrers (2). Die vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in einer radialen Richtung des Bohrers (2) orientierten Schneidkanten (4) beginnen dann den Bohrvorgang. In Abhängigkeit von der Dicke des Bleches (2) und der Neigung des Winkels (8) erzeugen die Schneidkanten (4) einen ringförmigen Bohrbereich, der nach einem Durchtrennen des Bleches (9) das kreisförmige Zentralstück des Bohrloches übrig läßt. Eine Zerspanung des Bleches (9) erfolgt somit nur in demjenigen Bereich, in dem ein Kontakt mit der Schneidkante (4) resultiert.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Bohrloches, bei dem das Bohrloch in einem Werkstück durch mindestens eine Schneidkante (4) erzeugt wird, die im Bereich eines Endes eines Bohrers (2) mit einem zylindrischen Körper angeordnet ist, wobei das Bohrloch durch ein Herausschneiden eines kreisartigen Reststückes erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vom Bohrer (2) erzeugte Späne abgesaugt werden und dass der Bohrer (2) während der Durchführung des Bohrvorganges in einer Führungsbuchse (10) geführt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrloch durch einen Bohrer (2) erzeugt wird, der entlang eines Außenumfanges (3) mit mindestens einer Schneidkante (4) versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (10) während der Durchführung des Bohrvorganges gegen das Werkstück gedrückt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu einem Beginn des Bohrvorganges eine Span-Nut (7) des Bohrers (2) vollständig von der Führungsbuchse (10) umgeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Bohrer (2) antreibende Bohrvorrichtung (11) von einem Rahmen (12) positionierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrvorrichtung (11) von einer Ruhepositionierung in eine Arbeitspositionierung verschwenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne von einer Absaughaube (17) abgesaugt werden, in die der Bohrer während der Durchführung des Bohrvorganges eintaucht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterstützung des Absaugvorganges Umgebungsluft entlang mindestens einer Luft-Nut (18) zugeführt werden, die sich entlang des Bohrers (2) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zum Bohren von Löchern verwendet wird, die im Bereich eines Bohrerendes (1) eines zylindrischen Körpers mindestens eine Schneidkante (4) aufweist und bei der der zylindrische Körper im Bereich des Bohrerendes (1) mindestens bereichsweise in einer bezüglich einer Bohrerlängsachse (5) radialen Richtung von außen nach innen eine Vertiefung aufweist sowie bei der im Bereich eines Außenumfanges (3) des Bohrers (2) mindestens eine Span-Nut (7) angeordnet ist, die sich in Richtung einer Bohrerlängsachse (5) erstreckt sowie bei der der Bohrer (2) im Bereich einer Bohrvorrichtung (11) angeordnet ist, die eine den Bohrer (2) im Bereich eines Bohrerendes (1) umschließende Absaughaube (17) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (6) mindestens abschnittsweise eine V-förmige Kontur aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (6) derart angeordnet ist, dass sich das Bohrerende (1) bezüglich der Bohrerlängsachse (5) außenseitig am weitesten über die Vertiefung (6) erhebt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Außenumfanges (3) zwei Schneidkanten (4) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich entlang des Außenumfanges (3) mindestens eine Span-Nut (7) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Span-Nut (7) in Richtung einer Bohrerlängsachse (5) mit einer kurzen Ausdehnung erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Vertiefung (6) aufgespannter Winkel (8) einen Wert im Bereich von 90° bis 175° aufweist.