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Die Erfindung betrifft ein Kopfstück für einen Anschlaghalter zum Stabilisieren einer Bohrmaschine beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, einen Anschlaghalter und ein Verfahren zum Stabilisieren einer Bohrmaschine beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung in zumindest ein Bauteil, das benachbart zu oder abschnittsweise in Überlappung mit einem anderen Bauteil angeordnet ist.
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Herkömmliche Kopfstücke von Anschlaghaltern bzw. Korbsenkern zum Stabilisieren einer Bohrmaschine beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung haben einen rohrartigen Rundkörper, der mit einem hinteren Montageabschnitt lösbar am Anschlaghalter montierbar ist, einen axialen Werkzeugraum zum Durchführen eines in dem Anschlaghalter eingespannten Werkzeugs und einen vorderen Anlageabschnitt zur Anlage an den Bauteilen. Während des Einbringens und/oder Bearbeitens der Bauteilbohrung wird die Bohrmaschine über eine Kontaktringfläche des Anlageabschnittes auf dem jeweiligen Bauteil abgestützt bzw. gegen dieses gedrückt. Das Kopfstück erfordert jedoch zum Abstützen einen minimalen Freiraum auf dem Bauteil im Bereich der zu bildenden bzw. zu bearbeiteten Bauteilbohrung. Wenn nun der vom Bauteil zur Verfügung gestellte Freiraum um die Bauteilbohrung nicht ausreicht, kann das Kopfstück nicht verwendet bzw. nicht kippsicher auf dem Bauteil aufgesetzt werden. Befinden sich beispielsweise zwei Bauteile in einem Höhenversatz zueinander und soll in eine Bohrung des unteren Bauteils eine Senkung eingebracht werden, so muss sich die Bohrung in einem Mindestabstand zur Kante des oberen Bauteils befinden, um einen kippsicheren Stand des Kopfstückes zu ermöglichen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kopfstück für einen Anschlaghalter zum Stabilisieren einer Bohrmaschine beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung zu schaffen, der einen Ausgleich eines Höhenversatzes zwischen zwei benachbarten Bauteilen ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, einen alternativen Anschlaghalter zu schaffen. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Stabilisieren einer Bohrmaschine beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung durch Ausgleichen eines Höhenversatzes zwischen zwei benachbarten Bauteilen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kopfstück mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Anschlaghalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
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Ein erfindungsgemäßes Kopfstück für einen Anschlaghalter zum Stabilisieren einer Bohrmaschine beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung in zumindest ein Bauteil, das benachbart zu oder abschnittsweise in Überlappung mit einem anderen Bauteil angeordnet ist, hat einen rohrartigen Grundkörper, der mit einem hinteren Montageabschnitt lösbar an dem Anschlaghalter montierbar ist, einen axialen Werkzeugraum zum Durchführen eines in dem Anschlaghalter eingespannten Werkzeugs und einen vorderen Anlageabschnitt zur Anlage an den Bauteilen. Erfindungsgemäß hat der Anlageabschnitt einen stirnseitigen Vorsprung, der eine zu einer ersten Kontaktfläche des Anlageabschnitts in Axialrichtung versetzte zweite Kontaktfläche bildet.
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Durch den Vorsprung wird eine ehemals einteilige Kontaktringfläche in zwei Bogenabschnitte unterteilt, die in unterschiedlichen Ebenen liegen. Das Kopfstück kann hierdurch bei einem fehlenden Mindestabstand bzw. Mindestfreiraum im Bereich der Bauteilbohrung an den beiden Bauteilen gleichzeitig angesetzt werden, so dass das Kopfstück und somit die Bohrmaschine trotz des Höhenversatzes über 360° abstützt ist. Die Bogenabschnitte sind in Summe über den Umfang des Kopfstückes geschlossen und ermöglichen so ein kippsicheres Abstützen der Bohrmaschine an Bauteilen im Bereich eines Höhenversatzes.
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Um auf unterschiedliche Höhenversätze zwischen den Bauteilen reagieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Anlageabschnitt mit einem Justierelement zusammenwirkt, das eine zur ersten Kontaktfläche in Axialrichtung zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche positionierbare dritte Kontaktfläche bildet. Durch eine Relativverstellung des Justierelements zum Kopfstück in Axialrichtung kann so der Abstand zwischen den Kontaktflächen eingestellt werden.
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Die Einsatzflexibilität des Kopfstückes lässt sich erhöhen, wenn die dritte Kontaktfläche in Axialrichtung über die zweite Kontaktfläche hinaus versetzbar ist. Hierdurch ist es ebenfalls möglich, das Kopfstück auch in dem Fall zum kippsicheren Abstützen der Bohrmaschine verwenden zu können, wenn ein Mindestfreiraum im Bereich der zu bildenden bzw. zu bearbeitenden Bauteilbohrung gegeben ist und das Kopfstück somit nur an dem die Bauteilbohrung aufnehmenden Bauteile abzustützen ist. In diesem Fall wirkt die dritte Kontaktfläche als einteilige Kontaktringfläche.
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Bei einem technisch einfachen Ausführungsbeispiel ist das Justierelement ein auf dem Anlageabschnitt in Axialrichtung bewegbar geführter Justierring.
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Die Einstellung des Justierelementes lässt sich stufenlos und sensibel bzw. präzise einstellen, wenn der Anlageabschnitt ein Außengewinde und der Justierring ein mit dem Außengewinde zusammenwirkendes Innengewinde hat.
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Um eine Bewegung des Justierrings bzw. Justierelementes aus einer eingestellten Soll-Position zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn der Anlageabschnitt mit einem Sicherungselement zum lösbaren Sichern des Justierelementes in seiner Soll-Position zusammenwirkt.
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Ein technisch einfach ausgeführtes Sicherungselement ist ein auf dem Anlageabschnitt in Axialrichtung bewegbar geführter Sicherungsring, der mittelbar oder unmittelbar stirnseitig in Anlage mit dem Justierring bringbar ist.
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Die Handhabung des Sicherungsrings lässt sich weiter vereinfachen, wenn dieser ein zum Außengewinde des Anlageabschnittes korrespondierendes Innengewinde hat, sodass der Sicherungsrings mit dem gleichen Außengewinde wie der Justierring kämmt.
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Ein erfindungsgemäßer Anschlaghalter hat ein erfindungsgemäßes Kopfstück und ermöglicht hierdurch ein präzises Bohren, Senken, Entgraten, Aufbohren und dergleichen.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Stabilisieren einer Bohrmaschine beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung in zumindest ein Bauteil, das benachbart zu oder abschnittsweise in Überlappung mit einem anderen Bauteil angeordnet ist, wird zuerst ein Höhenversatz zwischen den Bauteilen gemessen. Dann wird der Höhenversatz an einem Anschlaghalter eingestellt. Anschließend wird die Bohrmaschine mit dem montierten Anschlaghalter an den Bauteilen in einer Soll-Position positioniert, wobei ein Kopfstück des Anschlaghalters mit einer Kontaktfläche gegen das untere Bauteil und mit einer weiteren Kontaktfläche gegen das obere Bauteil gedrückt wird. Abschließend wird die Bauteilbohrung in zumindest eines der Bauteile eingebracht bzw. bearbeitet.
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Durch das Einstellen des Höhenversatzes zwischen den Bauteilen im Bereich der Bauteilbohrung wird das Kopfstück an beiden Bauteilen und somit über seinen gesamten Anlageabschnitt aufgesetzt und somit eine kippsichere Stabilisierung der Bohrmaschine beim Einbringen und/oder Bearbeiten der Bauteilbohrung erzielt.
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Um eine Verstellung des Kopfstückes beim Einbringen und/oder Bearbeiten der Bauteilbohrung zu verhindern, kann der Höhenversatz bei einem Ausführungsbeispiel am Kopfstück gesichert werden.
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Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Anschlaghalters mit einem erfindungsgemäßen Kopfstück,
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2 dem Anschlaghalter im Bereich seines Kopfstückes beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung,
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3 eine perspektivische Darstellung des Kopfstückes in einer Grundposition,
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4 ein Längsschnitt durch das Kopfstück in seiner Grundposition,
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5 eine Draufsicht auf zwei benachbarte einen Höhenversatz bildende Bauteile zum Bearbeiten einer Bauteilbohrung,
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6 das Kopfstück beim Einstellen eines Höhenversatzes,
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7 das Kopfstück mit arretiertem Höhenversatz, und
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8 die Bauteile aus 5 nach dem Bearbeiten der Bauteilbohrung.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Anschlaghalters 1 bzw. Korbsenkers für eine Bohrmaschine mit einem erfindungsgemäßen Kopfstück 2 zum Stabilisieren einer Bohrmaschine beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung 4 (siehe 2), mit einem Zwischenstück 6 zur Werkzeugaufnahme und zum Einstellen einer Bearbeitungstiefe, sowie mit einer Welle 8 zum Einspannen in ein Bohrmaschinenfutter zur Herstellung einer Wirkverbindung mit einem im dem Anschlaghalter 1 eingespannten Werkzeug 10.
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In 2 ist der Anschlaghalter 1 im Betrieb, montiert an einer Bohrmaschine gezeigt. Da die Bauteilbohrung 4 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel von dem Kopfstück 2 verdeckt ist, ist stellvertretend eine Nachbarbohrung mit dem Bezugszeichen 4 beziffert. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel soll die Bauteilbohrung 4 mit einer mündungsseitigen Senkung 12 versehen werden (siehe 8). Selbstverständlich kann der Anschlaghalter 1 auch zum Einbringen der Bauteilbohrung 4 an sich bzw. zum Einbringen der Bauteilbohrung 4 mit anschließender Senkung 12 in einem Schritt, zum Entgraten der Bauteilborhung 4 und dergleichen verwendet werden. Dies richtet sich nach einem in der Bohrmaschine eingespannten Werkzeug 10.
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Die Bauteilbohrung 4 ist in ein Bauteil 14 eingebracht, das einen Höhenversatz h zu einem benachbarten Bauteil 16 aufweist. Insbesondere befinden sich die Bauteile 14, 16 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel abschnittweise in Überlappung, wobei das Bauteil 14 das untere Bauteil und das Bauteil 16 das obere Bauteil bildet. Beispielsweise sind die Bauteile 14, 16 Hautfelder eines Flugzeugrumpfes, die mit weiteren Hautfeldern ein Rumpftonnensegment des Flugzeugrumpfes bilden. Die Bauteile 14, 16 erstrecken sich in Längsrichtung des zu bildenden Flugzeugrumpfes und werden zur Vorbereitung eines Querstoßes mit einem benachbarten Rumpftonnensegment an einer in Umfangsrichtung des zu bildenden Flugzeugrumpfes verlaufenden Primärstruktur 18 mittels nicht gezeigten Nieten befestigt.
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Das Kopfstück 2 ermöglicht einen Ausgleich des Höhenversatzes h und hat einen rohrartigen Grundkörper 20, der einen hinteren Montageabschnitt 22, einen sich in Axialrichtung erstreckenden Werkzeugraum 24 zur Aufnahme des in dem Anschlaghalter 1 eingespannten Werkzeugs 10 begrenzt, und einen vorderen Anlageabschnitt 26 zur Anlage an den Bauteilen 14, 16 hat. Bei eingespannten Werkzeug 10 und montierten Anschlaghalter 1 ist die Axialrichtung die Richtung, entlang der das Werkzeug 10 bei der Bearbeitung vor- und zurückbewegt wird, also gleich der Werkzeuglängsachse. Zur Sichtkontrolle des Bohr- bzw. Senkfortschrittes sowie zur Spanabfuhr sind in dem Grundkörper 20 zwischen dem Montageabschnitt 22 und dem Anlageabschnitt 26 zwei gegenüberliegende Seitenöffnungen 28, 30 eingebracht.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, hat der Montageabschnitt 22 einen sich in Axialrichtung nach hinten erstreckenden Zahnring 32 zur Aufnahme in eine entsprechende Aufnahme des Zwischenstücks 6. Die Ausführung des Montageabschnittes 22 mit einem Zahnring 32, dessen Montage an dem Zwischenstück 6 sowie das Zwischenstück 6 an sich und dessen Montage an der Bohrmaschine erfolgt auf herkömmliche Art und Weise, sodass eine Einzelbetrachtung des Montageabschnittes 22 und des Zwischenstücks 6 entfällt.
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Gemäß den 3 und 4 hat der Anlageabschnitt 26 eine erste Kontaktfläche 34, von der sich ein stirnseitiger Vorsprung 36 erstreckt. Der Vorsprung 36 bildet eine zur ersten Kontaktfläche 34 in Axialrichtung versetzte zweite Kontaktfläche 38. Die erste Kontaktfläche 34 und die zweite Kontaktfläche 38 sind jeweils bogenförmig ausgebildet und bilden zusammen eine um 360° geschlossene stufenartige Kontaktringfläche. Sie sind orthogonal zur Axialrichtung orientiert und liegen somit in parallel zueinander versetzten Ebenen. In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen umspannt die erste Kontaktfläche 34 einen größeren Bogenwinkel als die zweite Kontaktfläche 38. Selbstverständlich können jedoch auch beide Kontaktflächen 34, 38 den gleichen Bogenwinkel aufweisen bzw. die zweite Kontaktfläche 38 einen größeren Bogenwinkel als die erste Kontaktfläche 34 umspannen.
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Der Vorsprung 36 dient zum Ausgleich des Höhenversatzes h, wobei zur individuellen Einstellung des Kopfstückes 1 ein Justierelement 40 und ein Sicherungselement 42 aufweist, die auf dem Kopfstück 2 in Axialrichtung verschiebbar bzw. versetzbar geführt sind.
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Das Justierelement 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Justierring ausgebildet, der den Anlageabschnitt 26 umgreift und auf diesen stufenlos verschiebbar ist. Zur stufenlosen Verschiebbarkeit befindet sich der Justierring 40 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel im Gewindeeingriff mit dem Anlageabschnitt 26, wobei der Anlagenabschnitt 26 mit einem Außengewinde 44 und der Justierring 40 mit einem zum Außengewinde 44 korrespondierenden Innengewinden 46 versehen ist. Insbesondere bildet das Justierelement 40 eine dritte Kontaktfläche 48, deren Axialabstand zur zweiten Kontaktfläche 38 einstellbar ist. Durch die Verstellbarkeit zur zweiten Kontaktfläche 38 bildet die dritte Kontaktfläche 48 eine alternative Kontaktfläche zur ersten Kontaktfläche 34. Die zweite Kontaktfläche 48 ist ebenfalls orthogonal zur Axialrichtung orientiert und liegt somit in einer parallelen Verschiebeebene zur zweiten Kontaktfläche 38.
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Um das Justierelement 40 auch dann sicher an dem Anlageabschnitt 26 führen zu können, wenn dieses mit seiner dritten Kontaktfläche 48 über die zweite Kontaktfläche 38 hinaus verschoben wird, hat das Justierelement 40 eine axiale Erstreckung, die größer als eine axiale Länge des Vorsprungs 36 ist. Durch das Verschieben der dritten Kontaktfläche 48 über den Vorsprung 36 hinaus ist es möglich, das Kopfstück 2 auch dann zu verwenden, wenn kein Höhenversatz h gegeben ist, da dann die dritte Kontaktfläche 48 durch das Positionieren vor dem Vorsprung 36 als eine einteilige Kontaktringfläche wirkt.
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Das Sicherungselement 42 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Sicherungsring ausgebildet, der ebenfalls auf dem Anlageabschnitt 26 in Axialrichtung stufenlos verschiebbar bzw. versetzbar geführt ist. Er dient zum Festsetzen des Justierrings 40 in einer Soll-Position und somit zum Verhindern einer versehentlichen Verstellung des am Kopfstück 2 eingestellten Höhenversatzes h. Zur axialen Verschiebbarkeit hat der Sicherungsring 42 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ein zum Außengewinde 44 korrespondierendes Innengewinde 50. Zum Festsetzen des Justierrings 40 in seiner Soll-Position wird der Sicherungsring 42 stirnseitig gegen der Justierring 40 geschraubt, bis dieser auf dem Außengewinde 44 verkantet ist. Zur sicheren Handhabung des Sicherungsrings 42 hat dieser in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel einen größeren Außendurchmesser als der Justierring 40.
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Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Stabilisieren einer Bohrmaschine und der Verwendung des Anschlaghalters 1 und insbesondere unter Verwendung des Kopfstückes 2 erläutert.
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Beispielsweise soll die in 5 gezeigte linke obere Bauteilbohrung 4 wie in 8 gezeigt mit der Senkung 12 versehen werden. Wie bereits zur 1 erläutert, ist die Bauteilbohrung 4 in einem hier unterem Bauteil 14 ausgebildet, dass sich abschnittsweise in Überlappung mit einem hier oberen Bauteil 16 befindet. Die Bauteilbohrung 4 ist derart von einer naheliegenden Kante 52 des oberen Bauteils 16 beabstandet, dass ein Abstand a zwischen der Bauteilbohrung 4 und der Kante 52 zum alleinigen Ansetzen des Kopfstückes 2 auf dem unteren Bauteil 14 nicht ausreicht. Das Kopfstück 2 ist zum Ausbilden der Senkung 12 somit abschnittsweise auf beiden Bauteilen 14, 16 abzustützen, um eine ringförmige und um 360° geschlossene Abstützung des Kopfstückes 2 zu erreichen. Selbstverständlich kann das Kopfstück 2 auch dann verwendet werden, wenn, wie in 5 angedeutet, eine Bauteilbohrung 54 im oberen Bauteil 16 ausgebildet bzw. bearbeitet werden soll und ein Abstand b zwischen der Bauteilbohrung 54 und der Kante 52 ebenfalls nicht ausreicht, um das Kopfstück 2 vollständig auf dem oberen Bauteil 16 abzustützen. Ein Mindestabstand zum alleinigen Abstützen des Kopfstückes 2 auf dem unteren Bauteil 14 oder dem oberen Bauteil 16 ist größer gleich (≥) einem Außendurchmesser des Anlageabschnitts 26 bzw. bei aufgeschraubten Justierring 40 größer gleich (≥) einem Außendurchmesser des Justierrings 40.
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Zu Beginn des Verfahrens wird der Höhenversatz h der Bauteile 14, 16 zueinander ermittelt.
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Dann wird der Höhenversatz h auf das Kopfstück 2 übertragen. Der Anschlaghalter 1 kann hierbei noch getrennt von der Bohrmaschine sein oder an dieser schon montiert sein. Wenn der Axialabstand zwischen der ersten bzw. hinteren Kontaktfläche 34 und der zweiten bzw. vorderen Kontaktfläche 38 größer ist als der ermittelte Höhenversatz h, wird, wie in 6 gezeigt, der Höhenversatz h durch eine Relativverdrehung des Justierrings 40 zur vorderen Kontaktfläche 38 zwischen der dritten bzw. verschiebbaren Kontaktfläche 48 und der vorderen Kontaktfläche 38 eingestellt. Nach dem Einstellen des Höhenversatzes h wird, wie in 7 angedeutet, der Justierring 40 mittels einer Relativverdrehung des Sicherungsrings 42 zum Justierring 40 an dem Anlageabschnitt 26 in seiner Soll-Position gesichert. Hierbei wird das Sicherungselement 42 mit seiner Stirnfläche 56 unmittelbar gegen den Justierring 40 geschraubt, so dass der Justierring 40 verkantet wird.
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Nach dem Übertragen und Sichern des Höhenversatzes h auf das Kopfstück 2 wird, wie in 2 angedeutet, die Bohrmaschine mit dem montierten Anschlaghalter 1 an den Bauteilen 14, 16 positioniert. Die Bohrmaschine wird mit dem Werkzeug 10 fluchtend zur Bauteilbohrung 4 ausgerichtet und das Kopfstück 2 mit der zweiten Kontaktfläche 38 (der Kontaktfläche des Vorsprungs 36) gegen das untere Bauteil 14 und mit der dritten Kontaktfläche 48 (der Kontaktfläche des Justierrings 40) gegen das obere Bauteil 16 gedrückt. Die Bohrmaschine befindet sich nun in Ihrer Soll-Ausrichtung und ist kippsicher an den Bauteilen 14, 16 abgestützt. Das Kopfstück 2 liegt stirnseitig plan auf den Bauteilen 14, 16 auf und das Werkzeug 10 ist orthogonal zu den Bauteilen 14, 16 orientiert.
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Abschließend wird die in 8 skizzierte Senkung 12 durch eine Vorschubbewegung des Werkzeugs 10 in Axialrichtung in die Bauteilbohrung 4 eingebracht.
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Offenbart ist ein Kopfstück für einen Anschlaghalter für eine Bohrmaschine zum Ausgleich eines Höhenversatzes zwischen zwei benachbarten Bauteilen beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung, der einen vorderen Anlagenabschnitt zur Anlage an den Bauteilen aufweist, wobei der Anlageabschnitt einen Axialvorsprung hat, der eine zu einer ersten Kontaktfläche in Axialrichtung bzw. Werkzeuglängsrichtung versetzte zweite Kontaktfläche bildet, ein Anschlaghalter, sowie ein Verfahren zum Ausgleichen eines Höhenversatzes zwischen zwei benachbarten Bauteilen beim Einbringen und/oder Bearbeiten einer Bauteilbohrung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anschlaghalter
- 2
- Kopfstück
- 4
- Bauteilbohrung
- 6
- Zwischenstück
- 8
- Welle
- 10
- Werkzeug
- 12
- Senkung
- 14
- Bauteil
- 16
- Bauteil
- 18
- Primärstruktur
- 20
- Grundkörper
- 22
- Montageabschnitt
- 24
- Werkzeugraum
- 26
- Anlageabschnitt
- 28
- Seitenöffnung
- 30
- Seitenöffnung
- 32
- Zahnring
- 34
- erste Kontaktfläche
- 36
- Vorsprung
- 38
- zweite Kontaktfläche
- 40
- Justierelement
- 42
- Sicherungselement
- 44
- Außengewinde
- 46
- Innengewinde
- 48
- dritte Kontaktfläche
- 50
- Innengewinde
- 52
- Kante
- 54
- Bauteilbohrung
- 56
- Stirnfläche
- h
- Höhenversatz
- a
- Abstand
- b
- Abstand
