DE1903089A1 - Bohrmaschine zum Bohren von Loechern mit kleinstem Durchmesser - Google Patents

Description

• Bohrmaschine zum Bohren von Löckern mit kleinstem Durchmesser.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrmaschine zum Bohren von Löchern mit kleinstem Durchmesser mit einer Vorrichtung zum Korzpensieren der von dem Gewicht der Bohrspindel oder dgl. auf den Bohrer ausgeübten Last.
• Das Bohren von Löchern mit Durchmessern von weniger als 0,5 mm auf handelsüblichen Bohrmaschinen ist erfahrungsgemäß schwierig und erfordert den Einsatz von qualifizierten Personal. Es sind Maschinen zum Bohren von Löchern mit kleinem Durchmesser bekannt, bei welchen der Vorschub der Bohrspindel von Hand erfolgt. Bei derartigen Maschinen besteht indessen der Nachteil, daß die Vorschubkraft und die Vorschubgeschwindigkeit von der åe;eiligen Bedienungsperson abhängig ist. Die Standzeit des Werkzeuges sowie die Qualität der Bohrung kann somit erheblichen Schwankungen unterliegen. Fernerhin sind Bohrmaschinen zum Bohren von Löchern mit kleinem Durchmessen- bekannt, bei welchen der Vorschub der Bohrspindel maschinell erfolgt. Bei derartigen Maschinen kann es vorkommen, daß selbst hochwertige Bohrer mit scharfer Schneide während des Bohrbetriebes an Stellen im Werkstück mit einem höheren Zerspanungsuiderstand überlastet werden und sodann brechen. Ist der Bohrer nicht mehr ganz scharf, so erhöht sich bekanntlich die Bruchgefahr beträchtlich. Bei einer anderen bekannten Feinstbohrmaschine wird das Spindelgewicht durch die Kraft einer Spiralfeder mehr oder weniger kompensiert, wobei indessen hier der Nachteil in Erscheinung tritt, daß durch- fleibungskräfte in der Pinolenführung und durch die mit den Vorschubweg steigende Federkraft die Vorschubkraft weder konstant noch feinfühlig einstellbar ist. Mit derartigen Feinstbohrmaschinen T:ölìnen Löcher, z.B. mit einem Durchmesser von weniger als einem Zehntel Millimeter nur sehr schwer gebohrt werden.
• Ausgehend von einer Feinstbohrmaschine der ltztgenannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bohrmaschine zum Bohren von Löchern sit einem Durchmesser von weniger als 0,5 mm zu schaffen, bei welcher die Bruchgefahr des Bohrers durch eine genaue Bemessung der Vorschubkraft vergleichsweise gering ist.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das aus den Antriebsmechanismus und dem Bohrwerkzeug bestehende Eohraggregat mittels eines Gewichts im indifferenten Gleichgewichtszustand gehalten ist, wobei die auf das Bohrwerkzeug ausgeübte und den Vorschub bewirkende Last durch eine Jnderung des Gleichgewichtszustandes, vorzugsweise durch eine Beschwcrung des Lastarmes oder -zuges, eines das Behraggregat haltenden doppelarnigen Hebels oder eines über eine lose Rolle geführten Seilzuges erfolgt.
• Nach einen weiteren Merknale der Erfindung ist der vom Eohraggrogat abgekehrte Hebelarm des doppeLarmigen Hebels oder das andere Ende des Seilzuges mit einem Flüssigkeitsdämpfer verbunden, welcher beim Aufbringen einer Last an Lastarm oder -zug die Senkgeschwindigkeit des Bohraggregates mindert.
• Lurch diese erfinderische Ausbildung wird es ermöglicht, Löcher mit einem Durchmesser von 0,5 mm sicher und zuverlässig zu bohren. Das aus der luftgelagerten Pinole mit Bohrsplndel und Motor bestehende Bohraggregat ist derart austariert, daß es nur in einem Freiheitsgard, z.B. in einer lotrechten Führung gefesselt, d.h. im indifferenten Gleichgewicht mit dem schwebnd am anderen Arm des doppelarmigen Hebels angebrachten Gegengewicht gehalten ist. Durch Aufbringen einer definierten Last, vorzugs.ose eines Gewichts, läßt sich somit die Vorschubkraft und zwar in Abhängigkeit von der Art und Größe des Eohrers genau bemessen. Damit Lagerreibungen und Erschütterungen während des Eohrbetriebes möglichst vermieden werden, ist nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung die Pinole in einem an sich bekannten acrostatischen Lager reibungsfrei geführt.
• Bei der Verwendung eines doppelarmigen Hebels als Halterung iqir das Bohraggregat ist dieser in einem Gehäuse nach Art eines Waagebalkens gelagert und das Gehäuse wiederum an einer Säule verschieb-, schwenk- und einstellbar gehalten.
• Die luftgelagerte pinole trägt vorzugsweise an der vom Werkzeug abgewandten Stirnfläche eine .'.uflage, vorzugsweise einen Teller, zur Aufnahme von Gewichten. Diese aufzubringenden Gewichte entsprechen der aufzuwendenden Vorschubkraft.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in der als Beispiel eine der Erfindung entsprechend gestaltete Feinstbohrmaschine schematisch dargestel ist.
• In der Zeichnung ist die Feinstboh:maschine in einer senkrechten Schnittebene dargestellt. Sie besteht aus zwei gleichartigen Wandteilen 1 mit einer zwischen ihnen befestigten Führungsbuchse 2 und einer Klemmvorrichtung 3, r:iittels welcher die Maschine an einer Stütz säule 4 gehalten ist, Die Seitenwandteile tragen jeweils ein Lager 5, in welchen der Drehzapfen 7 für den doppelarmigen Hebel 6 gelagert ist. Der eine Hebelarm 8 des doppelarmigen Hebels trägt das Pohraggregat B, bestehend aus einer luftgelagerton Pinole 9 und einer luftgelagerten Turbine 10, welche die ebenfalls luftgelagerte Bohrspindel -11 mit dem Werkzeughalter 12 antreibt. In der Führungsbuchse 13 befinden sich Anschlüsse und zwar 14, lür die Zufuhr der Druckluft zum Luftlager der Pinole 9, und 15, für die Zufuhr der Druckluft für das Lager der Pohrspindel 11, sowie eilen weiteren Anschluß 16, für die Zufuhr der Druckluft zur Luftturbine. Die Pinole 9 trägt einen Auflagetcller 17 mit einer Klemme 18 zur Befestigung von Haltedrähten oder eines aitebandes 19, welches mit dem Arm 8 des doppelarmigen Hebels 6 verbunden ist. Der andere Arm 8 des doppclarmigen Hebels 6 steht mittels eines Bandes 19 oder dgl.
• mit einem Gegengewicht 20 in Verbindung, wobei letzteres mit einer Dämpfungsplatte bzw. -kolben 21 verbunden ist.
• Der Kolben ist in einen Zylinder 22 geführt ohne ihn zu berühren. Der Kolben besitzt Bohrungeil 23, die beim Aufwärtsgehen des Kolbens durch eine aufliegende Ventilmembrane verschlossen sind. Während des AbwSrtsgehen des Bohraggregates kann die Dämpfungsflüssigkeit auch durch den durch die Ventilschraubc 24 einzustellenden Umgehungskanal 24' in den Raum unter den Kolbenströmen. Beitl Heben des Bohraggregates ist die Flüssigkeitsdämpfung sehr klcin, da die Ventilmembran von Kolben abhebt und die Bohrungen 23 freigibt. Je nach Einstellung der Drossel wird die dämpfendc Eigenschaft und somit die Sinkgeschwindigkeit des Bohraggregates beeinflußt. Tariergewichte 33 an beiden Stirnflächen der Hebelarme 8 und 8' des doppelarmigen Hebels 6 sind derart eingestellt, daß sich der Hebel im indifferenten Gleichgewichtszustand befindet. Je nach Größe des Bohrer6nd der gewünschten Vorschubkraft wird auf dem Teller 17 ein Gewicht, wie bei 29 gestrichelt dargestellt, aufgelegt. Die Größe des Gewichtes ist ein unmittelbares Maß für die Größe der Vorschubkraft bzw. der lotrechten Belastung des Bohrers 27. Ein Bowdenzug 25 mit einem Handtaster 26 dient als handbetätigter Hubmechanismus zum Abheben des Bohrers 27 vorn Werkstück 28.
• Die dargestellte Bohrmaschine kann im Rahmen der erfinderischen Merkmale mannigfach weitergebildet werden, aber auch abgeändert werden. So ist es beispielsl,3ise möglich, wie aus Figur 2 hervorgeht, anstelle des in Figur 1 vorgesehenen doppelarmigen Hebels einen Seilzug 35 zu vorwenden, welcher einerseits über eine oder, wie gezeigt, über z:ei lose Rollen 36 geführt, am Teil des Seilzuges 35 b das Bohraggregat B und andererseits am anderen Ende des Seilzuges 35 a das Gegengewicht 20 mit dem hier nicht gezeigten Flüssigkeitsdämpfer hält. Erfolgt beispielsweise der Antrieb der Bohrspindel 11 durch einen Elektromotor, so besteht die Iglichkeit, den Strom über den Seilzug 35 und 35 b dem Motor zuzuführen, während das andere Ende 35 a des Seilzuges aus einen isolierenden Band bestehen kann. In diesem Falle ist der aus Leitungsdrähten bestehende Seilzug 35 b im Bereich, wie bei 37 dargestellt, abisoliert, wobei die Stromzuführung, wie anjich bekannt, über einen Schleifkontakt 38 erfolgt.
• Ein Schutzgehäuse 39 schützt vor Berührung der Leiter, In diesem Falle der Stromzuführung ist das Bohraggregat an mindestens zwei parallel nebeneinanderliögenden Leiverzügen gehalten. Vorzugsweise wird ein Kabelband benutzt, wobei ein dritter, nicht der elektrischen Leitung dienender Leiterzug als lasttragendes Element dient.
• Wie weiterhin aus Figur 3 ersichtlich, besteht auch die Möglichkeit, das Bohraggregat B bzw. dessen Pinole 9 waagerecht in einen Gehäuse 40 der Bohritaschine verdrehungssicher zu lagern. Im vorliegenden Beispiel trägt die Pinole einen Arm 41 mit Kopplungslaschen 42,43 für über eine lose Rolle 44 geführten Band- oder Seilzug 45,46.
• Bei dieser Art der Lagerung des Bohraggregates ist ein Ausgleichsgewicht nicht erforderlich. Um den Reibungswiderstand zu überwinden, genügt es,an dem den Vorschub bewirkenden Seilzug 45 einen Teller 17' zum Aufbringen der den Vorschub bewirkenden Last 29 anzubringen. Der Seilzug 46, welcher an der Kopplungslasche 42 agreift, trägt den Kolben 21 der Flüssigkeitsdämpfvorrichtung, welche, wie vorbeschrieben, dazu dient, beim Aufbringen der Last 29 ein plötzliches Vorschnellen des Bohrwerkzeuges bzw. des Bohraggregates B zu verhindern. Auch hier dient ein Bowdenzug 25 mit einem Handtaster 26 dazu, den Vor- bzw. Rücklauf des Bohrers feinfühlig zu steuern.
• Die Erfindung kann auch für andere Bearbeitungsmaschinen Anwendung finden, be: denen kleine, über einen geringen Weg konstant zu haltende Vorschubkräfte erforderlich sind, z.B. bei ultraschallbohrmaschinen.
• Ferner ist es möglich, anstelle des handbetätigten Hubmechanismus, einen pneumatisch, hydraulisch oder elektisch zu betätigenden Hubtr.echanistnus anzubringen, welcher nach jedem Bohrvorgang den Bohrer selbsttätig aus dem Bohrloch zurückzieht und/oder zur Spanentlcerung des-Bohrloches, in einer vorgegebenen Taktfolgc in das Bohrloch gesenke bzw. herausgezogen wird. Ein einstellbarer Anschlag 30 kann in an sich bekannter Weise so gebildet -sein, daß bei seiner Berührung, z.B. mit den Gegenanschlag 31, ein Schaltvorgang ausgelöst wird, durch welchen mittelbar die Rückführung des Eohrers in die obere Endlage bewerkstelligt wird. In Beispiel der Figur 1 ist der Ar.-schlag 30 als Mikrometerschraube 32 ausgebildet, gegen dessen Meßflächo der Gegenanschlag 31 anläuft.
• Die Bohrmaschine kann von der Säule abgehoben und auf drei justierbare Füße 34 gestellt werden, wenn z.B. kleine Bohrungen in großflächige Werkstücke gebohrt werden sollen.
• 13 Patentansprüche * 3 Figuren

Claims (13)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Bohrmaschine zum Bohren von Löchern mit kleinstem Durchmesser, mit einer Vorrichtung zum Kompensieren der von dem Gewicht der Bohrspindel oder dgl. auf den Bohrer ausgeüblen Last, dadurch g e tw e n n Z c i c h n e t , daß das aus den Antriebsnechani stlius und dem Bohrwerkzeug bestehende Bohraggregat (B) mittels eines Gewichts (20) im indifferenten Gleichgewichtszustand gehalten ist, wobei die auf das Bohrwerkzeug ausgeübte und den Vorschub bewirkenden Last durch eine Änderung des Gleichgewichtszustandes, vorzugsweise durch eine Beschwerung (29) des Lastarmes (8) oder -zuges (34) eines das Bohraggragat (B) haltenden doppelarnigen Hebels (6) oder eines über eine lose Rolle (35 bzw. 36) geführten Seilzuges (34) erfolgt.
2. 2. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der vom Bohraggregat (B) abgekehrte Hebelarm (8') des doppelarmigen Hebels (6) oder das andere Ende des Seilzuges (34b) mit einem Flüssigkweitsdämpfer (21-24) verbunden ist, welcher beim Aufbringen einer Last (29) an Lastarm oder -Zug die Senkgeschaxindigkeit des Bohraggragt (B) mindert.
3. 3. Bohrmaschine nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das an einem Hebelende (8) des doppelarmigen Hebels (6) hängend gehalten Bohraggregat (24) durch am doppelarmigen Hebel angebrachte Tariergellichte (33) austariert ist, wobei die Größe der ge.Unschten Vorschubkraft des Bohraggregates (24) durch Aufbringen von Zusatzgewichten (29) erfolgt.
4. 4. Bohrmaschine nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Pinole (9) in einen an sich bekannten aerostatischen Lager reibungsfrei geführt ist und die Bohrspindel (11) sowohl aerostatisch luftgelagert als auch luftgetrieben ist, wobei die Druckluft für die Bohrspindel und die Luftturbine schlauchlos von den Anschlüssen an der Pinolcnhülse (13) zur Pinole (9) über einen engen Luftspalt zugeführt wird.
5. 5. Bohrmaschine nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der doppelarmige Hebel (6) in einem Gehäuse (1) nach Art eines Waagebalkens gelagert und das Gehäuse an einer Säule (4) verschieb-> schwenk-und einstellbar gehalten ist.
6. 6. Bohrmaschine nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n c t , daß die luftgelagerte Pinole (9) an der vom Werkzeug (27) abgewandten Stirnfläche eine Auflage (17), vorzugsweise einen Teller, zur Aufnahme von Gewichten (29> trägt.
7. 7. Bohrmaschine nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch g e k e n fl z e i c h n e t , daß an Gehäuse (1) ein Bowdenzug (25) mit einen Handtaster (26) befestigt ist, wobei das dem Handtaster abgekehrte Ende (26') des Bowdenzuges bei seiner Betätigung der Handtaste gegen die Unterfläche der Auflage (17) bzw. des Tellers lastet.
8. 8. Bohrmaschine nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß am Gehäuse und unter der Auflage (17) bzw. des Tellers ein vorzugsweise als Mikrometerschraube (32) ausgebildeter TiSenanschlag (30,31) angebracht ist, -wobei das Widerlager des Tiefenanschlages entt.egder die Unterseite der Auflage (17) bzw. des Tellers oder ein daran befestigtes Gegenstück ist.
9. 9. Pohrmaschinc nach Ansprtichen 1 bis 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse von der Säule (4) abhebbar und auf austierbare Füßen stellbar ist.
10. 10. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n c t , daß bei Verwendung eines elektrischen Antriebsrotors zum Antrieb der Bohrspindel (11) des Bohraggregates (B) die Stromzufdhrung über den das Bohraggregat haltenden Seilzug (35 b) erfolgt.
11. 11. Bohrmaschine nach Anspruche 1 und 10, dadurch g e -k c n n z e i c h n c t , daß die Stromzuführung zu den Leitern im Seilzug (35b) über Schleifkontakte (38) erfolgt.
12. 12. Bohrmachine nach Anspruch 1, dadurch g c k e n n -z C i c h n e t , daß bei waagerecht gelagertem Bohraggregat (B) oder der Pinole (9) letztere einen Arm (41) trägt, an welche: über mindestens eine lose Rolle (44) geführte Seilzüge angreifen, wobei an einem Seilzug (45) die den Vorschub der Pinole bewirkende Last (z9) angreift und der andere Seilzug (46) mit der Flüssigkeitsdämpfvorrichtung (21-24) verbunden ist.
13. 13. Bohrmaschine nach Ansprüchen 1 und 12, dadurch g e -k c n n z e i c h n c t, daß bei waagerecht gelagertem Bohraggregat (B) das den Vorschub bewirkende Gewicht (29) auf ejncn it einem Seilzug (45) in Verbindung stehenden Teller (17') aufgebracht ist, wobei der Seilzug (45) über eine lose Rolle (44) mit den Vorschubmechanismus (41,42) der Pinole in Verbindung steht.