DE1929527A1 - Von Hand tragbare Ultraschall-Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstueckes - Google Patents

Description

Von Hand tragbare Ultraschall-Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes

Die Erfindung betrifft eine von Hand tragbare Ultraschall-Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes durch ein Formwerkzeug, das in hochfrequente Schwingungen mit sehr kleinen Amplituden versetzt wird.

Es wurden bereits mehrere Vorrichtungen vorgeschlagen, die bei Ultraschall-Frequenzen angetriebene Formwerkzeuge zusammen mit ^ einem Schleifmittelschlamm zur Bearbeitung verschiedener Werkstücke verwenden. "Solche Vorrichtungen werden im allgemeinen als Ultraschall-Bearbeitungsvorrichtungen bezeichnet, Die bekannten Ultraschall-Bearbeitungsvorrichtungen sind gewöhnlich massive Vorrichtungen, die in einer festen Lage angeordnet sind, so daß-

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ORlGiNAL INSPECTED

das zu bearbeitende Werkstück zur Bearbeitung zu der Vorrichtung hingetragen werden muß. ^? "

In vielen Anwendungen kann das zu bearbeitende Werkstück jedoch "\ \ so beschaffen sein, daß es aus verschiedenen Gründen nicht zu ' einer feststehenden Ultraschall-Bearbeitungsvorrichtung bewegt werden kann, so daß eine Ultraschall-Bearbeitungsvorrichtung notwendig wird, die leicht tragbar und an mehreren Stellen verwendbar ist, wie beispielsweise ein Handbohrer. Wegen des verhältnismäßig komplexen Aufbaues der bekannten Ultraschall-Bearbeitungsvorrichtungen war es bisher nicht durchführbar, eine leichte, von Hand tragbare Ultraschall-Bearbeitungsvorrichtung zu schaffen, die mit einem genügenden Wirkungsgrad betrieben werden kann.

Daher ist eine von Hand tragbare Ultraschall-Vorrichtung gemäß \ \ der Erfindung gekennzeichnet durch einen in einem Gehäuse getragenen magnetostriktiven Wandler, einen an dem Wandler befestigten ^; Werkzeughalter, an dem das Formwerkzeug' befestigt ist, eine von dem Gehäuse getragene Einrichtung, die wirksam an dem Werkstück *'^: ansetzbar ist, um einen Schleifmittelschlamm dem die Bearbeitung ausführenden Ende des Formwerkzeuges während der Bearbeitung des Werkstückes zuzuführen_;und eine Fördereinrichtung, die der Vor- _;■ richtung den Schlamm zuführt und entnimmt.

Die Erfindung schafft eine von Hand tragbare Vorrichtung, die hochfrequent τ Schwingungen eines Formwerkzeuges verwendet, und bei der der Sehleifmittelschlamm umgewälzt wird, um ein zugehöri-

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gea Vfepfcst>ttek zu bearbeiign,, ßie erfinjungsge.^äß.e Vorrichtung ferner ein geringe^ Geifiejtit; und| kann a.uf einfache Weise von eineiij Bedieniing5^ann ge^aii^haljt wenden. Ferner sind ^|fc^el vorgesehen, ^! die/ einjfirkjungsvolles; E^fjj^ren dfs Formwerkzeuge!! iri das züge- j hörige yierksfeück

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ORIGINAL INSPECTED

Pig. 6 eine Darstellung_/im wesentlichen ähnlich zu der in Fig· 3 gezeigten Darstellung_; mit zwei Handgriffen, wobei die Vorrichtung von Fig. 1 nach oben bewegt ist, um das Formwerkzeug von einem dazugehörigen Werk- ' stück wegzubewegen, bevor die Handgriffe und die Vorrichtung gedreht werden, um die Vorrichtung aus der dazugehörigen, zur Positionierung dienenden Halterung zu entnehmen, die im Zusammenhang mit einem Werkstück verwendet wird;

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Schaltung für die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung;

Fig. 8 eine Darstellung einer Einrichtung,die den unteren

Endabschnitt der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung bildet, wobei die Art der Befestigung dieser Ein-

r
richtung und daher die Voplchtung in Position in einer dazugehörigen Halterung, die in gestrichelten Linien gezeigt ist, um die Bearbeitung des zugehörigen Werkstückes zu ermöglichen;

Fig. 9 eine Darstellung^ntlang der Linie 9-9 von«Fig. 8;

und -

Fig. 10 einen teilweisen Schnitt einer anderen Ausführungsform der er find ungsgemaßen Vorrichtung, der eine

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abgewandelte Einrichtung aufweist, die den unteren Endabschnitt bildet.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der 'von Hand tragbaren erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 in perspektivischer Darstellung i gezeigt. Die Vorrichtung 20 hat ein äußeres Gehäuse 21, das einenj raagnetostriktiven Wandler 22 im Inneren trägt. Ein Werkzeughalter' 23 ist mit dem unteren Endabschnitt des Wandlers 22 verbunden. j Am unteren Ende des Werkzeughalters 25 ist ein Bearbeitungswerkzeug 24 befestigt.

Der Wandler 22 ist mibeinem elektronischen Generator-25 (Pig. 7) bekannter Bauweise verbunden, der wechselstrom in einen hochfrequenten Leistungsstrom umsetzt, den der Wandler 22 in hochfrequente mechanische Schwingungen mit sehr kleiner Amplitude umsetzt* um dadurch das Bearbeitungswerkzeug 24 im wesentlichen entlang der Mittellinie 2β der Vorrichtung 20 in entsprechender Weise in Schwingungen zu versetzen.

Die Vorrichtung 20 hat eine Einrichtung (Fign* 3 und 8), die im

folgenden als Führung 30 bezeichnet wird und die an dem unteren Endäbsehhitt des Gehäuses 21 befestigt ist* In der Führung 30 ist eine öffnung 31 zur Aufnahme und Führung des unteren Indabschnittes 32 des Werkzeughalters S3 vorgesehen* durch die er axial teleskopierbar bewegbar ist* Die fü-hrung 3D hat ferner Öffnungen, in dem gegeigten AusfUhtfuagebeispie-l mehrere öffnun«

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gen 33* die sich durchgehend.annähernd parallel zu der Mittel- , · achse des Formwerkzeuges 24 erstrecken, das in dem gezeigten Äus^ führungsbeispiel mit der Mittelachse 26 der Vorrichtung 20 zusammenfällt. Die öffnungen 33 können Schleifmittelschlamm, der bei der Vorrichtung 20 verwendet wird, dem Bearbeitungsende 34 des Formwerkzeuges 24 zu-und abführen. ,Die Vorrichtung 20 wird dabei so in Stellung gehalten, daß das Formwerkzeug 24 |

an dem zu bearbeitenden Werkstück 35 angreift. Das Bearbeitungswerkzeug 24 treibt die Schleifkörner, die in dem Schlamm enthal- ! ten sind, in das Werkstück und ermöglicht so dessen Bearbeitung. _; Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Bearbeitung im Schneiden eines Loches 36 in das Werkstück 35.

Der Schleifmittelschlamm, der bei der Vorrichtung 20 verwendet wird, wird durch Suspendieren geeigneter Schleifmittelkörner in , einer Flüssigkeitslösung in bekannter Weise hergestellt. Der Schleifmittelschlamm wird der Vorrichtung 20 zugeführt und von dieser abgeführt, wobei es auf einfache und wirkungsvolle Weise I umgewälzt wird, ohne daß ein Teil davon verschüttet wird. GIeIChzeitig ist es möglich, die von Hand tragbare Vorrichtung 20 zur : Verwendung an unter Abständen angeordneten Stellen an einem verhältnismäßig großen Werkstück, beispielsweise den Flügeln und ''-dem ί Rumpf eines Flugzeuges, zu bewegen.

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Das Gehäuse 21 der Vorrichtung 20 ist im wesentlichen ein rohrförmiges Zylindergehäuse und weist einen topfförmigen unteren

4 Endabschnitt auf, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch ] einen kegeistumpfförmigen Teil 40 gebildet wird, der an dem Gehäuse 21, beispielsweise durch eine Schweißung 41, befestigt ist.

Der Teil 40 hat ein Muttergewinde 42 in seinem an den kleinen Durchmesser aufweisenden unteren Endabschnitt. Die Führung 30 ist an dem Teil 40 mit einem Gewinde 43 in der Führung 30 ver- , bunden, so daß die Führung 30 in ihrer Lage eingeschraubt werden !

kann, so daß ihr Hauptabschnitt sich nach außen unterhalb des , kegelstumpfförmigen Teiles 40 erstreckt (Fig. 3).

Der topfförmige, kegelstumpfartig ausgebildete Teil 40 dient als j Behälter für den Schleifmittelschlamm. Daher wird in der folgen- ■ den Beschreibung der Teil 40 auch als Behälter 40 zur einfacheren Beschreibung bezeichnet. Der Schlamm wird von dem Behälter 40 | durch die öffnungen 33 der Führung 30 dem Betriebsende 34 des Formwerkzeuges 24 zugeführt. Die Art, in der der Schleifmittelschlamm in den topfförmigen Behälter 40 durch die öffnungen 33 J der Führung 30 und dem die Bearbeitung ausführenden Ende 34 des Formwerkzeuges 24 zugeführt wird und von diesem Bearbeitungsende und daher aus der Vorrichtung 20 abgeführt wird, wird unten im

"" ' f einzelnen beschrieben.

Wie insbesondere in den Fign. 6, 8 und 9 gezeigt ist, wird die Vorrichtung im wesentlichen senkrecht über dem Werkstück 35 be-

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wegt und geführt, durch das das Loch 36 ausgebildet, d«h. gebohrt werden soll. Es ist jedoch zu beachten, daß die Vorrichtung 20 auch mit ihrer Achse 26 im wesentlichen horizontal oder in einer zwischen der senkrechten und der horizontalen Stellung' liegenden Zwischenlage wirksam betrieben werden kann.

Die Führung 30 hat zwei Nuten 45, die darin im wesentlichen diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Führung 30 hat ferner zwei diametral gegenüberliegende, abgeflachte Flächen 50. Im folgenden wird beschrieben, wie die Nuten 45 und die flachen Flächen 50 zur Befestigung der Vorrichtung 20 in Position benutzt werden, um eine Bearbeitung des Werkstückes 35 zu ermöglichen.

Die Vorrichtung 20 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer dazugehörigen Halterung 5I verwendet. Die Halterung 51 hat einen plattenförmigen Abschnitt 52 mit einem im wesentlichen rohrförmigen Ansatz 53, der sich darunter erstreckt und abgedichtet an der Platte 52 befestigt ist. Der j?ohrförmige Abschnitt 53 wird in seiner Lage gegen das Werkstück 35 abgedichtend gehalten, so daß er die Stelle umgibt, an' der die öffnung 36 hergestellt werden soll, so daß der dem Behälter 40 zugeführte Schleifmittelschlamm durch die Führung 30 htidurchtreten .und den Abschnitt des Weik Stückes 35, der von dem rohrförmigen Ansatz umgeben ist, überflutet, ohne daß der Schleifmittelschlamm verlorengeht.

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.Die Halterung 51 hat ferner zwei nach oben abstehende Arme 54, ί

ι die daran befestigt sind, wobei ein Stift 55 an Jedem Arm 54 j

1 ■ ■ !

Süjabsteht, daß die Stifte 55 in der in den Fign. 8 und 9 gezeigten Weise ausden Armen 54 hervorstehen und aufeinander zu

' weisen, jede der Nuten 45, die in der Führung 30 vorgesehen sind, :

ist bogenförmig ausgebildet, wie bei 56 in Fig. 8 gezeigt ist. I Die Führung 30 und daher die Vorrichtung 20 wird in einer,Lage j zum Ausbilden des Loches 36 in dem Werkstück 35 lediglich durch j Einsetzen des unteren Endabschnittes der Vorrichtung 20 in Po- j sition zwischen den Stiften 55 getragen, wobei anfänglieh die flachen Flächen 50 im wesentlichen senkrecht zu den Stiften 55 angeordnet sind. Bei einer Drehung der Vorrichtung 20 wird das Ende jedes Stiftes 55 in der dazugehörigen Mut 45 autgenommen, so daß die Vorrichtung 20 fest in ihrer Lage gegenüber der Halterung 51 befestigt und so gehalten wird, daß eine wirksame Dichtung zwischen einer ringförmigen Schulter 60 auf der Führung 30 und der Oberfläche der Platte 52 gebildet wird, um dadurch zusätzlich sicherzustellen, daß kein Schleifmittelschlamm verlorengeht, während das Formwerkzeug 24 zum Bearbeiten oder Schneiden in Betrieb ist.

hat

Die Vorrichtung 20/eine entstehende Fördereinrichtung zum Zuführen des Schleifmittels an den topfförmigen Behälter 40, der ihr unteres Ende bildet, und zum Abführen des Schleifmittels aus diesem Behälter ohne etwas davon zu verschütten* Die Vorrichtung 20 (Fign. 1 und 3) hat eine auf einfache weise bewegbare Zufhrleitung 63, um Schleifmittel unter Druck von einer Naeh-

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schubquelle, die beispielsweise ein Nachschubtank: 64 sein kann,
zuzuführen. Eine Pumpe 65 pumpt das Schleifmittel unter einem
gesteuerten Druck aus dem Tank 64 durch die Leitung 63.

Ein Wählerventil 66 ist in die Zufuhrleitung 65 eingeschaltet
und an dem Gehäuse 21 an einer Stelle montiert, wo es für den
Bedienungsmann, der die Vorrichtung 20 verwendet, leicht erreichbar ist. Die Zufuhrleitung 63 hat einen stromabliegenden Abschnitt 70, der stromabwn dem Wählerventil 66 liegt. Der stromabliegende: Abschnitt 70 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine auf der Außenseite liegende Leitung, die einen Anschluß; 71 aufweist, der durch ein Gewinde 39 mit dem Behälter 40 verbunden ist. Der Anschluß 71 steht mit. einem inneren Durchgang 72 in
Verbindung, der ermöglicht, daß Schleifmittel in den Behälter 40 ; eingeführt wird. Es ist jedoch zu beachten, daß der stromablie- _: gende Abschnitt 70 auch als interner Durchgang von dem Wähler ventil 66 durch das 'äußere Gehäuse 21 und den Behälter 40 ausgeführt] sein kann. ί

Wie insbesondere in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Vorrichtung 20
mit einer Rückführleitung 74 versehen* die einen Einlaß 75 auf- f

weist, der mit dem Behälter 40 strömungsmäßig in Verbindung steht. und d«p*n Abgabeende mit dem Vorratstank: 64 in Verbindung steht.; Die Rückführleitung 74 führt das Schleifmittel von dem Behälter "; 40 in den Vorratstank 64 zurück, nachdem das Schleifmittel an . ,^; dem zur Bearbeitung dienenden Ende 34 des Formwerkzeuges 24 vor- 1

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beigeflossen ist. Bei solchen Anwendungen, bei denen das Werkstück 55 in Stellungen oberhalb des Vorratstankes 64 liegt, kann die

Rückführleitung 74 einen genügend großen Durchflußquerschnitt ; aufweisen, so daß das Schleifmittel unter der Wirkung der Schwerkraft in den Vorratstank 64 zurückfließen kann. Die Rückführleitung 74 kann auch mit einer Vakuumpumpe verbunden sein, die stromaufwärts von dem Vorratstank 64 angeordnet ist, um die Rückführung des Schleifmittels in den Vorratstank unabhängig j

I von den relativen Lagen der Vorrichtung 20 und des Vorratstankes 64 und der Stellung der Vorrichtung 20 gegenüber dem Werkstück

55 sicherzustellen. j

Die Vorrichtung 20 hat eine Nebenschlußleitung 76, die zwisdhen dem Wählerventil 66 und der Rückführleitung 74 eingeschaltet ist.j Die Nebenschlußleitung 76 wird dazu verwendet, das Schleifmittel 1 zu der Vorratsquelle, d.h. an den Vorratstank 64, zurückzuführen,! ohne die Pumpe 65 anhalten zu müssen. Während die Bearbeitung durch die Vorrichtung 20 unterbrochen wird, kann daher das Schleifmittel kontinuierlich mit Hilfe der Pumpe 65 durch die Leitung 6y zu dem Wählerventil 66 gepumpt und auf einfache Weise durch Betätigung eines Hebels 77 an dem Wählerventil 66 umgeleitet werden, so daß dieses Schleifmittel durch die Nebenschlußleitung 76 in die Rückführleitung 74 und zurück in den Tank 64 fließt. Aufgrund dieser Maßnahme ist Schleifmittel augenblicklich an dem Bearbeitungsende 34 des Formwerkzeuges 24 verfügbar, wobei lediglich der Hebel 77 des WählerventSLes 66 betätigt wird. Es ist

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daher nicht notwendig, daß das Formwerkzeug 24 nicht arbeitet, · bis das Schleifmittel an dem Bearbeitungsende 34 verfügbar'ist.. Dies wäre der Fall, wenn keine Umleitung in der Vorrichtung 20 vorgesehen wäre. Es ist zu beachten, daß durch dieses Merkmal, ein größerer Wirkungsgrad der Vorrichtung 20 sichergestellt wird,

Die oben beschriebene Fördereinrichtung fördert auf diese Weise Schleifmittel unter Druck von einer Vorratsquelle, d.h. von dem Vorratstank 64, in den Behälter 40, worauf das Schmiermittel durch die öffnungen 33 in der Führung 30 fließt und den Bereich des Werkstückes 35, der durch den rohrförmigen Abschnitt 53 der Halterung 5I bestimmt wird, überdeckt. Das Formwerkzeug 24 schwingt bei Ultraschallfrequenzen in der oben beschriebenen . Weise und treibt Schmirgelkörner, die dem Schleifmittel suspendiert sind, in das Werkstück 35, um die öffnung 36 zu erzeugen. Das Schleifmittel wird dann durch die öffnungen 33 und die Hückführleitung 74 in den Vorratstank 64 zurückgeführt, wobei im wesentlichen kein Schleifmittel verlorengeht, wie bereits erwähnt wurde, und die Bearbeitung in wirksamer Weise fortgesetzt wird. Offenbar geht bei solchen Anwendungen, bei denen die öffnung 36 vollständig durch das Werkstück gebohrt wird, ein kleiner Teil des Schleifmittels durch das Bohrloch verloren. Dies kann jedoch durch sofortige Betätigung des Hebels 77, auf einem Minimum gehalten werden. ' .

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Die Vorrichtung 20 hat eine zylindrische Buchse 80 (Fig. 3), die ■ •axial beweglich in dem äußeren Gehäuse 21 durch mehrere Kugella- ; gereinrichtungen 1 gelagert ist. Jede Kugellagereinrichtung 8l
weist mehrere Nuten 82 auf, die in einem Ansatz an der Buchse 80 ; vorgesehen sind und je ein Kugellager 83 tragen. Die Kugellager' j 85 jeder Einrichtung 8l können sich frei in ihren Nuten 82 drehen» Ihre außenliegenden Teile werden in einer geradlinigen und axial

j ausgerichteten Ausnehmung 84 in einem Abschnitt größerer Dicke

des Außengehäuses 21 aufgenommen, so daß die Buchse 80 im wesent-j liehen reibungsfrei und in axialer Richtung in dem Außengehäuse 2% aufgrund der Kugellager 83 frei beweglich ist, die sich in ihren ; zugehörigen Nuten 82 und entlang der geradlinien Ausnehmung 84
in dem Außengehäuse 21 drehen. t

Ein Träger 85 ist ebenfalls vorgesehen und axial gleitbar in
der zylindrischen Fläche 86 der Buchse So gelagert. Der Träger 851 hat eine in der Mitte angeordnete, Strömungsmitteljaufnehmenäe j Kammer 90. Der Wandler 22 ist in der Kammer 90 montiert, wobei j sich ein Teil 91 desselben nach außen erstreckt. Zwischen den
äußeren Abschnitt 91 des Wandlers 22 und der Kammer 90 des Träge'rs 85 ist eine Dichtung vorgesehen.

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Der Wandler 22, ist im wesentlichen sehnend am unteren-Ende des

Trägers 85 durch einen Ring 92 gelagert, der an dem Trager 85
durch Bolzen 93 befestigt ist. Mehrere Stellschrauben 95 durch-

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setzen den Ring 92 und greifen an im wesentlichen konischen Stützflächen 96 an, die an dem Wandler 22 vorgesehen sind, so daß der Wandler durch Bauteile getragen wird, die mit ihm im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene in Eingriff gebracht werden. Der Wandler 22 hat ferner eine Ringnut 100, in der ein 0-Dichtring 101 liegt, der mit der inneren zylindrischen Fläche des Ringes 92 zusammenwirkt und die oben erwähnte Dichtung zwischen der Kammerfoo und der Außenseite der Vorrichtung 20 schafft.

Eine flexible Schutzhülle 102 ist am unteren Endabschnitt der Vorrichtung 20 vorgesehen und an dem Außengehäuse 21 und an dem Ring 92 befestigt. Die Schutzhülle 102 ermöglicht eine Bewegung des Trägers 85 und der Buchse 80 gegenüber dem äußeren Ende des Gehäuses 21 in der in Fig. 6 gezeigten Weise.

Eine Vorschubeinrichtung ist vorgesehen, um den Träger 85 und daher den Wandler- 22, den Werkzeughalter 25 und das formwerkzeug 24 aus der Buchse 80 teleskopierend nach außen und daher aus dem Außengehäuse 21 in Richtung auf das Werkstück 35 herauszudrücken. Die Vorschubeinrichtung ist in dem gezeigten Ausfuhr ungsbeispiel ein umsteuerbarer elektrischer Motor 105* dermit dem Träger 85 verbunden ist, um das Herausdrücken des Trägers und des Formwerkzeuges aus der Vorrichtung 20 zugestatten. Die Vorschubeinrichtung kann jedoch auch durch andere geeignete Mittel verwirklicht werden, die bewirken, daß der Wandler 22 und

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, das Formwerkzeug 24 nach außen gedrückt werden. Insbesondere kann die Vorschubeinrichtung eine mechanische Druckfeder aufweisen, die zwischen der Buchse 8o und dem Träger 85 wirkt, um das„Formwerkzeug 24 nach außen gegen ein zu bearbeitendes oder aufzubohrendes Werkstückjdrückt.

Der Motor I05 kann den Träger 85 und daher das Formwerkzeug 24 nach außen gegen das Werkstück 35 bewegen. In der gezeigten Aus- ^[ führungsform der Vorrichtung 20 sind jedoch auch Mittel zur Be- I wegung des Trägers 85 und daher des Wandlers 22 und des damit verbundenen Formwerkzeuges 24 um eine mit der Achse 26 zusammenfallende Mittelachse durch den Werkzeughalter 23 vorgesehen. Diese Bewegungsmittel weisen eine pneumatische Betätigungs-

einrichtung ΙΟβ auf, die den Träger 85, den Wandler 22 und daher das Formwerkzeug 24 um einen vorbestimmten Winkel hin und h»r dreht,während der Motor 105 den Wandler herausdrückt, um das Formwerkzeug 24 gegen das Werkstück 35 zu drücken, so daß eine ; bessere Bearbeitungswirkung erreicht wird.

Der Motor I05 ist auf geeignete Weise mjt einer Stütze 110 verbunden, die ihrerseits an der Buchse öO durch mehrere Schrauben

111 befestigt ist. Der Motor hat eine hervorstehende Welle 112. Ein erster Gewindeteil in Form einer Mutter II3 ist an der Welle

112 durch einen jochförmi^en Teil 114 befestigt, dessen oberes Ende mit der Welle 112 durch einen Stift 115"und dessen unteres Ende an der Mutter II3 durch Schrauben II7 befestigt ist. Die

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Mutter 115 dreht sich daher mit der Welle 112, wenn diese durch den Motor 105 gedreht wird. An der Mutter II3 ist eine scheibenförmige Führungseinrichtung II6 befestigt. Bei einer Drehung der Welle 112 wird die Mutter II3 und die gesamte Einrichtung Ί16 ' ebenfalls in der Buchse 80 gedreht, wobei die Einrichtung 116 sicherstellt, daß die Drehung um eine feste Achse aufrechterhalten wird.

Ein zweiter Gewindeteil in Form eines Gewindebolzens 120 ist mit dem Träger 85 verbunden. Das obere Ende des Gewindebolzens 120 wird in einer damit zusammenwirkenden, mit einem Gewinde versehenen Öffnung 122 in der Mutter II3 aufgenommen, so daß bei einer Drehung der Welle 112 die Mutter 112 simultan gedreht wird und, da der Gewindebolzen 120 an dem Gewinde 122 an der Mutter 113 angreift, hat die Drehung der Welle 112 die Wirkung, daß der Träger 85 zu dem Motor I05 hin und von diesem wegbewegt wird und daß das Formwerkzeug 24 auf das Werkstück 35 zu und von diesem weg bewegt wird.

Durch einen Stift I25 wird die drehbare Betätigungseinrichtung ΙΟβ in ihrer Lage gehalten und mit ihrem unteren Ende an dem Träger 85 befestigt. Ein Anschlag 126 ist an dem Außengehäuse 21 befestigt und verhindert eine vollständige Drehung der dreh- | bar.en Betätigungseinrichtung I06. Die Betätigungseinrichtung I06 [

ist in bekannter Weise ausgeführt, beispielsweise eine druckluftbetätigte Einrichtung, wie sie unter dem Namen Rotac, Ex-Cell-0 *-| Corporation Greenville,Ohio hergestellt wird. Während der Motor^V

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erregt ist, um den Bolzen 120 vorzuschieben, dreht die Betäti- ; gungseinrichtung ΙΟβ den Träger 85 umVäie Achse 26 hin und her. i

i Der Anschlag 126 wird in bekannter Weise dazu verwendet, eine :

vollständige Drehungder Betätigungseinrichtung 1"θ6 zu verhindern,!

während der Gewindebolzen 120 und die davon getragene, drehbare >

Betätigungseinrichtung durch den Motor I05 verschoben wird. Diese

Vorschub stellt sicher, daß das Bearbeitungsende j54 des Formwerk-. zeuges 24 durch den Motor 105 fest gegen das Werkstück 35 gedrückt wird, während gleichzeitig eine Drehschwingung ausgeführt wird, um sicherzustellen,daß das Formwerkzeug 24 mit maximaler
Geschwindigkeit in das Werkstück 35 gedrückt wird, während die ] Wahrscheinlichkeit für ein Verklemmen auf ein Minimum herabgesetzt wird. I

Die zum/ Erzeugen einer Drehbewegung vorgesehene Betätigungsvorrichtung 106 wird von einer geeigneten Quelle mit Druckluft versorgt. Zwei Druckluftleitungen I30 und IJl sind dazu vorgesehen,
um die Luft der Betätigungseinrichtung 106 zuzuführen und sie
auch wieder abzuführen.

Es ist eine Einrichtung zum Kühlen des Wandlers 22 während seinem Betrieb vorgesehen, die eine flexible Strömungsmittelzufuhrleitung I33 aufweist, die strömungsmäßig mit einer Kühlmittelquelle in Verbindung steht und am oberen Abschnitt (Fig. 4) der Vorrichtung 20 eintritt. Das Kühlströmungsmittel ist in dem gezeigten

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Ausführungsbeispiel eine Kühlflüssigkeit. Die Kühlflüssigkeit wird in der Vorrichtung 20 durch den Anschluß am Ende der flexiblen Zufuhrleitung und eine Reihe Zwischenleitungen 134, 135 und 136 geführt. Der Leitungsabschnitt 135 ist flexibel und an dem Abschnitt 136 befestigt, der starr ist und sich abgedicHet durch den oberen Abschnitt des Trägers 85 in die Kammer 90 erstreckt. Der flexible Abschnitt I35 ermöglicht, daß der Träger 85 axial in der Buchse 80 bewegt wird und daß er durch die Betätigungseinrichtung 106 unbehindert hin- und. hergedreht werden kann,,

DrLe Kühlflüssigkeit wird aus der Kammer 90 und der Vorrichtung 20 durch mehrere Zwischenleitungen l40, l4l und Ll42 abgeführt, die 1 mit einer flexiblen Rückführleitung 143 verbunden sind, die die ; Kühlflüssigkeit zur Kühlmittelquelle zurückführt. Der Leitungs- ; abschnitt l40 ist starr und erstreckt sich abgedichtet durch den _; oberen Abschnitt des Trägers 85 und ist strömungsmäßig mit dem Abschnitt 141 verbunden, der flexibel ist, um eine freie Bewegung des Trägers 85 in der Buchse 80 in ähnlicher Weise wie der ', Leitungsabschnitt 135 zu gestatten.

Auf diese Weise wird die Kühlflüssigkeit der Vorrichtung 20 durch eine flexible Zufuhrleitung 133 und durch miteinander in ; Verbindung stehende, im Innern angeordnete Leitungsabschnitte der Kammer 90 zugeführt, so daß es den Wandler 20 umgibt und ihn kühlt. Die Kühlflüssigkeit wird, von der Kammer 90 durch

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miteinander in Verbindung stehende, innenseitig angeordnete Lei- ^: tungsabschnitte abgeführt, die mit der flexiblen Rückführleitung .. 143 in Verbindung stehen. ' *

Es ist zu beachten, daß die flexiblen Leitungen 133 und 134 an dem Außengehäuse 21 befestigt sind und im Innern des Gehäuses 21

' " eine

spiral- oder spulenförmige Abschnitte aufweisen, durch die/freie :

Bewegung der Buchse 80 gegenüber dem Gehäuse ermöglicht wird.

Eine Pumpe ist vorgesehen, um die Kühlflüssigkeit von der Kühlmittelquelle oder dem Tank der Zuführleitung I33 zuzuführen, sie ^! durch diese Leitung in die Vorrichtung 20 zu drücken und die ' Kühlflüssigkeit in den Tank zurückzufordern. Da der Tank und die Pumpe in bekannter Weise aufgebaut sein können, werden sie nicht im einzelnen beschrieben.

Die von Hand tragbare Vorrichtung 20 hat zwei Handgriffe 145, " _; die in ein Gewinde 136 in der Buchse 80 eingeschraubt sind. Das Außengehäuse 21 der Vorrichtung 20 hat zwei längliche Schlitze 150, durch die eine freie Teleskopbewegung der Buchse 20 und der Handgriffe 145 gegenüber dem Außen^ehäuse 120 ermöglicht wird. Zunächst wird,die Vorrichtung 20 in ihrer Lage an einer zugehörigen Halterung 5I, die zusammen mit einem zu bearbeitenden Werkstück 35 vorgesehen ist, befestigt, während dieser Befestigung sind die Handgriffe 145 angehoben und das Formwerkzeug 24 ist im Innern des Außengehauses 21 (Pig. S) zurückgezogen. Wenn

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'die Vorrichtung 20 in ihrer Lage in der Halterung 5I befestigt ist, werden die Handgriffe abgesenkt und das Betriebsende des Formwerkzeuges 24 wird in Koniakt mit dem Werkstück 35 gebracht, um mit dem Bearbeitungs- oder Schneidvorgang zu beginnen. , '

Die Vorrichtung 20 hat eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einen Trommelzeiger I52 (Pig. 4), der dazu verwendet wird, den Betrag anzuzeigen, um den das Formwerkzeug 24 in das Werkstück 35 nach dem Beginn des Bearbeitungsvorganges eingedrungen ist. Ein Arm I53 ist mit seinem inneren Ende an der drehbaren Betätigungseinrichtung 106 befestigt und erstreckt sich mit seinem äußeren Endabschnitt 154 durch zwei radial fluchtende Schlitze 155 und 156 in der Buchse 80 und dem Außengehäuse 21, so daß bei einer Bewegung des Formwerkzeuges 24 (d.h. einer Bewegung des Trägers 85 und der Betätigungseinrichtung ΙΟβ, da das Formwerkzeug 24 mit dem Träger 85 verbunden ist) der Arm 153 sich gegenüber dem Außengehäuse 21 bewegt. Die Anzeigeeinrichtung ist an dem Außengehäuse befestigt,, wie bei 160 angedeutet ist, und hat einen Stößel Ιβΐ, der normalerweise aus ihr herausgedrückt wird. Der Stößel Ιβΐ wird an seinem Ende von dem Stößel-Kontaktstück 162 beaufschlagt, das mit dem äußeren Endabschnitt 154 des Armes 153 fest verbunden ist. Während sich die Betätigungseinrichtung 106, der Träger 85 und daher das Formwerkzeug 24 nach außen in das Werkstück 35 bewegen, bewegt sich der Arm j 153 ebenfalls und verschiebt den Stößel 16I in cfer Anzeigeeinrich-j tung I52, um den Betrag der Bewegung anzuzeigen. Der Bedienungs- '-^;

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mann kann auf diese Weise leicht die ursprüngliche stellung der Anzeigeeinrichtung 152 beim Beginn des Schneidvorganges einstellen oder ablesen. Auch kann die Anzeigeeinrichtung während des Bearbeitungsvorganges beobachtet werden, so*daß die Vorrichtung 20 angehalten werden kann, wenn die gewünschte Schneidtiefe erreicht ist.

Unter Bezugnahme auf die Fign. 1, 5, 4 und 7 wird im folgenden die elektrische Steuereinrichtung beschrieben, die zum Steuern der Vorschubeinrichtung und daher des Betriebes des Formwerkzeugeφ 2h verwendet wird, während es auf das Werkstück 35 einwirkt, um j

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eine wirkungsvolle Bearbeitung sicherzustellen. Die -Vorrichtung ί 20 verwendet eine elektrische Schaltung (Fig. 7), die zwei elektrische Leitungen 165 und I66 aufweist» Der oben erwähnte Hochfrequenzgenerator 25 ist elektrisch in der Schaltung zwischen den Leitungen 165 und 166 eingeschaltet. Die Vorrichtung 20 hat eine Bedienungstafel I67, die neben den Handgriffen 145 angeord- j net ist und gut sichtbar und von dem Bedienungsmann der Vorrich- ; tung 20 gut erreichbar angeordnet ist. Ein in Form eines Steuerdruckknopfes 168 gezeigter Schalter ist auf der Tafel I67 angeordnet und dient zum Anschalten der Stromversorgung für die Vorrichtung 120. Ein anderer Schalter, der Steuerdruckknopf I60 auf der Tafel l67,wird zum Anschalten eines Motors 17Ο und zum Anschalten der Pumpe 65 betätigt, die der Vorrichtung 20 das Schleifmittel zuführt.

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Die in Pig. 7 gezeigte Schaltung zeigt den Zustand, bei dem der Wandler 22 zum Vorschub in Vorwärtsrichtung betriebsbereit ist, wobei ein Grenzschalter 171.geöffnet ist. Wenn der Vorschub beginnt, bewegt sich ein von dem Arm I53 getragenes Betätigungsglied 172 von dem Grenzschalter 171 weg (pign. 4 und 7) und schließt diesen Schalter.

Ein Steuerknopf I75 auf der Bedienungstafel 167 wird betätigt, um zwei Arme I75A und 175B simultan zu bewegen und die Schaltung in den Zustand für den Vorschub Jn Vorwärtsrichtung zu versetzen, sobald der Knopf I76 für den Vorwärtsvorschub auf der Tafel I67 ; betätigt wird. ^:

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Um die Vorwärtsbewegung des Formwerkzeuges 24 einzuleiten^ wird i der Znopf 176 betätigt, der einen Schaltkreis über einen norma- ; lerweise geschlossenen Grenzschalter 177 und normalerweise ge- ■; schlossene Kontakte l84A eines Steuerrelais 174 und über die Kontakte I85A eines Schalters 185 zur Notabschaltung schließt, um ein Steuerrelais 186 zu erregen.

Die Erregung des Steuerrelais 186 bewirkt, daß seine normalerweise offene Koriakate I86A geschlossen werden und daß dadurch über eine. einstellbare elektrische Präzisionseinrichtung 190 dem Vorschub-" motor 105 Strom zugeführt wird, um diesen Motor zu erregen und seine Drehbewegung zu starten* um das Formwerkzeug 24 vorwärts zu bewegen. Der Motor 105 dreht weiterhin die welle 112 und die

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Mutter 113, so daß der Träger 85 bezüglich der Innenbuchse 80' vorgeschoben wird, wodurch das Formwerkzeug 24 in das Werkstück , 35 vorgeschoben wird. Durch die Betätigung des Steuerrelais 186 werden auch gleichzeitig seiner normalerweise offenen Kontakte 186b geschlossen, um einen Haltestromkreis für das Relais I86 zu bilden, der die Betätigung des Vorschubes aufrechterhält, bis das Formwerkzeug 24 die gewünschte Tiefe erreicht hat.

Wenn das Formwerkzeug 24 die gewünschte Tiefe in dem Werkstück erreicht, betätigt das untere Ende des Betätigungsgliedes 172 den Grenzschalter 177* wodurch das Steuerrelais 126 entregt wird, so daß seine normalerweise offenen Kontakte 186A wiederum geöffnet werden, um den Motor IO5 anzuhalten. Gleichzeitig wird eine das Ende der Vorwärtsbewegung anzeigende Leuchte 191 eingeschaltet, um anzuzeigen, daß die ordnungsgemäße Tiefe von dem Formwerkzeug \ 24 erreicht worden ist,

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die ^! Rückholbewegung aus der vollständig vorgeschobenen Stellung von Hand erreicht. Um das Formwerkzeug 24 zurückzuziehen, wird ein Druckknopf 192 betätigt, um einen Schaltkreis über die normalerweise geschlossenen Kontakte i860 des Steuerrelais I86 zu schliessen, wodurch das Steuerrelais 184 erregt wird. Dadurch werden seine normalerweise offenen Kontakte l84B durch das Relais 184

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geschlossen, so daß ein Haltestromkreis über die normalerweise geschlossenen Kontakte 202B eines Zeitgebers 202 geschlossen und das Relais 184 im erregten Zustand gehalten wird. Gleichzeitig werden die normalerweise geschlossenen Kontakte l84A des Relais , 184 geöffnet, um sicherzustellen, daß das Steuerrelais 186 im entregten Zustand gehalten wird. Ferner werden durch Erregung des Steuerrelais 184 die normalerweise offenen Kontakte l84C geschlossen und ein Schaltkreis für den Motor 105 geschlossen. In diesem Fall wirkt die Schaltung jedoch durch entsprechende Motorzuführungen so daß der Motor 105 seine brehrichtung umkehrt, so daß auch die Drehrichtung der Welle 112 umgekehrt wird. Dadurch werden der Träger 85 und das Formwerkzeug 24 zurückgezogen, d.h. von dem Werkstück 35 wegbewegt. Wenn die vollständig zurückgezogene Stellung erreicht ist, wird der Grenzschalter 171 erneut geöffnet, so daß das Steuerrelais 84 entregt wird, wodvr ch die Schaltung nunmehr in einem Zustand ist, bei der die Vorwärtsbewegung des Formwerkzeuges in der oben beschriebenen Weise beginnenj kann.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Ab- \ ziehen des Formwerkzeuges 24 aus dem Werkstück 35 durch Betätigung! des Rückholknopfes 192 von Hand erreicht. Es ist jedoch zu beach- '■ ten, daß das Abziehen auch selbsttätig durch Anbringen geeigneter ^:

i elektrischer Bauteile in der Schaltung erreicht werden kann, so ^!

daifl te_ Erreichen der gewünschten Tiefe und beim Einschalten der ;

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Vorschubgrtnzleuclite I91 die Drehrichtung des Motors IO5 selbst^

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tätig umgekehrt und das Formwerkzeug 24 zurückgezogen wird.

Die Vorrichtung 20 hat eine elektrische steuerung für den Motor und den Vorschub des Formwerkzeuges 24 in das Werkstück. Es sind ferner Mittel zum Steuern der Vorschubgeschwindigkeit des Formwerkzeuges 24 in das Werkstück 35 vorgesehen, so daß, wenn das Formwerkzeug zu schnell in das Werkstück 35 vorgeschoben wird, die Vorwärtsbewegung gestoppt und das Werkzeug um einen vorbestimmten Betrag zurückgezogen wird, worauf der Bearbeitungsvor- ;

I gang erneut in einem halbautomatischen Betrieb aufgenommen wird, ' so daß auf diese V/eise ein wirkungsvollererund glatter Betrieb ^: sichergestellt wird. Wenn bei der Bearbeitung, beispielsweise beim Bohren eines sehr harten Werkstückes, das Formwerkzeug 24 zu schnell in das Werkstück vorgeschoben wird, neigt das Werkzeug zum Verklemmen, wodurch nicht nur BetriebsVerzögerungen sondern auch eine Beschädigung der Ausrüstung verursacht wird. '■

Die oben erwähnte elektrische Einrichtung I90 tastet einen elektrischen Zustand, beispielsweise den elektrischen Stromfluß ab, der anzeigt, wenn das Formwerkzeug 24 zum Festfressen neigt. Die

Vorrichtung I90 ist über eine Leitung 195 mit einem Differenzstromrelais 200 verounden. Wenn durch Festfressen des Formwerkzeuges 24 ein -zu hoher Strom fliest, wird das Relais 200 erregt und stoppt die eine Vorwärtsbewegung verursachende Drehung des Motors 105 und kehrt seine Drehrichtung um.

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Xf,

Die Erregung des Steuerrelais 200 bewirkt, da8 gleichzeitig seine normalerweise offenen Kontakte 200A, 200B, 200C geschlossen werden. Beim Schließen der Kontakte 200A wird das Steuerrelais Ic4 erregt, so daß die Bewegungsumkehr des Motors 105 eingeleitet wird, wie oben im Zusammenhang mit der Bewegungumkehr beschrieben wurde, die durch Betätigung des Steuerknopfes 112 vrn Hand erreicht wird. Durch Schließen der Kontakte 200B des Steuerrelais 200 wird ein Schaltkreis zu dem Relais 200 über die normalerweise geschlossenen Kontakte 202A eines einstellbaren Zeitgebers 202 geschlossen. Durch Schließen der normalerweise offenen Kontakte 200C wird dem Zeitgeber 202 Strom zugeführt, wodurch die von dem Motor 105 bewirkte Rückholbewegung während einer vorbestimmten Zeitdauer erfolgt, die durch Einstellung des Zeitgebers 202 bestimmt ist.

Wenn die gewünschte Rückholbewegung des Formwerkzeuges 24 vollendet ist, läuft der Zeitgeber 202 ab und öffnet seine Kontakte 202A und 202B, so daß der Stromkreis für das Differenzrelais 2CO unterbrochen wird, wodurch die normalerweise offenen Kontakte' 200A, 200B und 200C erneut geöffnet werden. Das öffnen der Kontakte 200A und 202B bewirkt die Entregung des Steuerrelais 184, wobei die Rückwärtsbewegung des Motors 150 angehalten wird.

Der Schalter 177 ist immer noch geschlossen, nachdem das Formwerkzeug 24 um den gewünschten Betrag, der durch die in dem Zeitgeber 202 eingestellte Zeitdauer bestimmt wird, zurückgezogen ist,

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und die Vorrichtung 20 ist in einem Zustand für eine Vorwärtsbewegung. Diese Vorwärtsbewegung wird auf einfache Weise erneut durch kurzzeitiges Niederdrücken des Vorwärtsknopfes I76 eingeleitet, um die Vorwärtsbewegung in das Werkstück in der oben beschriebenen Weise zu starten. Bei diesem halbautomatischen Betrieb der Vorrichtung 20 wird die Vorwärtsbewegung, d.h. das Bohren, des Formwerkzeuges 24 in jedem Fall (auch nach einer selbsttätigen Rückholbewegung) durch den Betätigungsknopf I76 eingeleitet.

Die Vorrichtung 20 wird demnach halbautomatisch nach dem Auftre-

a
ten einer für das Festfressen charakteristischen Bedingung dadurch betrieben, daß der Druckknopf I92 nach einer selbsttätig vorgenommenen Rückholbewegung von Hand betätigt wird. Die Vorrichtung kann jedoch auch mit einer elektrischen Schaltung ausgerüstet werden,

en

mit der der Vorschub nach einer selbsttätig vorgenommei/Rückholbewegung des Formwerkzeuges vollautomatisch ausgeführt werden kann. Der Betrieb der Vorrichtung 20 mit vollautomatischer Rückholbewegung und Vorschubbewegung wird nun im Zusammenhang mit wahlweise vorzusehenden Bauteilen beschrieben, die in Fig. 7 in unterbrochenen Linien dargestellt sind.

j Wie oben beschrieben wurde, tastet während einem Verklemmen des Formwerkzeuges die elektrische Einrichtung I90 den erhöhten Strom

j ■

ab und erregt das Differentialrelais 200, so daß gleichzeitig die Kontakte 200A, 200B und 200C geschlossen werden. Zusätzlich zu den Kontakten 200A und 200B hat der Zeitgeber 202 jedoch norma-

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lerweise offene Kontakte 202C, die bei Erregung des Zeitgebers 202 geschlossen werden und einen Haltestromkreis für den Zeitgeber 202 über die normalerweise geschlossenen Kontakte 186d des Steuerrelais 186 bilden. Zusätzlich hat der Zeitgeber 202 Kontakte 202D/ in einem Stromkreis mit dem Steuerrelais 186, die nach Ablauf des in dem Zeitgeber 202 eingestellten Zeitzyklus schließen.

Während des Rückholzyklus läuft der Zeitgeber 202 ab, so daß sich seine Kontakte 202A und 202B öffnen, wodurch die Relais 200 bzw. 184 entregt werden. Die Enregung des Relais 184 bewirkt, daß seine normalerweise offenen Kontakte l84c erneut geöffnet werden und der Motor 105 angehalten wird, so daß die Rückwärtsbewegung des Formwerkzeuges in der oben beschriebenen Weise gestoppt wird. Wie oben' erwähnt ist, hat der Zeitgeber 202 Kontakte 202D, die sich unmittelbar nach dem öffnen der Zeitgeberkontakte 200A und 202B schliesjsen, d.h. nachdem der in seiner Zeitdauer bestimmte Rückholzyklus j beendet ist. Durch Schließender Kontakte 202D wird das Relais 186 erneut erregt, um selbsttätig den Vorschub in Vorwärtsrichtung ein zuleiten.

Erregung des Relais 186 werden seine normalerweise geschlosse-; πen Kontakte 186d sofort geöffnet, um den Zeitgeber 202 zu entregen, so daß seine normalerweise offenen Kontakte 202C und 202D erneut geöffnet werden. Auf diese Weise wird der gesamte Zeitgeber-, schaltkreis abgeschlatet, worauf sich der Zeitgeber selbsttätig zurückstellt. Der Vorschub dauert in der oben beschriebenen Weise

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an, bis die richtige Tiefe von dem Formwerkzeug erreicht ist oder bis erneut ein Zustand auftritt, der auf ein Pestfressen hinweist»

Die Vorrichtung 20 kann demnach elektrisch so ausgelegt sein, da3. eine halbautomatische oder eine vollautomatische Betriebsweise nach dem Auftreten eines auf ein Pestfressen hinweisenden Zustandes zu gestatten.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß die Betriebstafel l6j für den Bedienungsmann leicht zugänglich ist, um einen leichten und wirksamen Betrieb der Vorrichtung 20 zu ermöglichen. Ferner ist das Wählerventil 66 mit seinem Steuerhebel 77 auf der Vorrichtung 20 an einer recht zugänglichen Stelle in der Nähe der Betriebstafel I67 angeordnet, so daß es nicht notwendig ist, die Pumpe 65 anzuhalten, um den Fluß des Schleifmittels zu dem Werkstück während des Betriebes der Vorrichtung 20 anzuhalten. Um den Zufluß des Schleifmittels zu stoppen, muß nur der Hebel 77 von einer Stellung in eine andere Stellung gebracht werden, so daß die Vorrichtung 2Q schnell von einer Bearbeitungs- oder Bohrstelle zur nächsten bewegbarist, wobei jedoch das Schleifmittel jederzeit augenblicklich verfügbar ist. - . ,

Nach der ins einzelne gehenden Beschreibung, der Teile der Vorrichtung 20 folgt eine kurze allgemeine Beschreibung, um die Einfach- , heit zu verdeutlichen, mit der diese Vorrichtung zur Bearbeitung des zugehörigen Werks.tückes 35 verwendet werden kann. Die Vorrich-

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tong 20 hat ein minimales Gewicht, und die in Fig. 1 perspektivisch dargestellten Teile können so hergestellt sein, das3 sie etwa 9kg wiegen. Die Vorrichtung 20 kann daher leicht von einem Bedienungsmann in einer Weise gehandhabt werden, die bei bisher bekannten Vorrichtungen nicht möglich ist. Die Vorrichtung kann leicht in Stellung auf einer zugehörigen Haltung 51 lediglich dirch Drehen der Handgriffe 145 in der oben beschriebenen Weise angeordnet werden.

Wenn die Vorrichtung 20 auf diese Weise in ihrer Stellung auf der Halterung 51 und über dem Werkstück 35 befestigt ist, werden die Knöpfe 168 und I69 gedrückt,, am der Vorrichtung 20 Strom zuzufüh_r ren und die Schleifmittelpumpe 65 einzuschalten. Der Wählerventilhebel 77 ist in seiner Nebenschlußstellung, so daß das Schleifmittel lediglich von dem Vorratstank 64 durch das Ventil 66 und in den Vorratstank zurück umgewältzt wird.

Um mit der Bearbeitung zu beginnen, wird der Schalter 175 mit nachfolgender Betätigung des Vorwärtsknopfes 176 betätigt, wodurch das Formwerkzeug 24 mit Ultraschallfrequenz gegen das Werkstück schwingt. Unmittelbar beim Niederdrücken des Vorwärtsknopfes

176 betätigt der Bedienungmann auch den Hebel 77, um dem Bearbeitungsende 34 des Formwerkzeuges 24 Schleifmittel zuzuführen.

Der Schalter I75 hat ferner Koniakte und. elektrische Verbindungen, durch die sowohl die Kühlmittelpumpe, die dem Wandler die Kühl-

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flüssigkeit zuführt, als auch die Luftdruckpumpe einschaltet, die der Dreh-Betätigungseinrichtung 106 Druckluft zuführt. Diese, Bau-

teile und ihre Betätigungs-StrömungsmiEtel und elektrischen Schaltungen können in bekannter Weise ausgeführt und so angeschaltet sein, daß beim öffnen des Schalters 175 diese Teile ebenfalls selbsttätig ausgeschaltet werden.

Die Anzeigeeinrichtung 152 an der Vorrichtung 20 kann während der Bearbeitung dazu verwendet werden, eine genaue Ablesung für die erfolgte Schneidbearbeitung zu schaffen. Die Anzeigeeinrichtung kann mit einem Blick von dem Bedienungsmann abgelesen werden. Wenn die gewünschte Schneidtiefe erreicht ist, wird der Grenzschalter 177 betätigt, so daß der Vorschub des Motors 105 abgeschaltet und die das Ende der Bewegung anzeigende Leuchte 191 betätigt. Das Formwerkzeug wird durch Handbetätigung des Steuerknopfes 192 zurückgezogen, wobei der Betrieb des Motors 105 umgekehrt wird, so daß der Schalter I7I betätigt und dadurch die umgekehrte Drehbewegung des Motors I05 beendet wird.

Wenn das Formwerkzeug zum Festfressen während der Bearbeitung neigt, weil es zu schnell in das Werkstück 55 vorgeschoben wird, bewirkt die automatische Rückholeinrichtung in der Vorrichtung 20 das selbsttätige Abziehen des Formwerkzeuges 24 während einer be-' stimmten Zeitdauer, worauf entweder ein Halbautomatischer oder

• automatischer Vorschub je nach der verwendeten Schaltung einsetzt, j bis die Bearbeitung vollendet ist.

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■Wenn die Bearbeitung abgeschlossen ist und das Formwerkzeug 24 zurückgezogen ist, wird der Hebel 22 in seine Nebenschlußstelluni zurückgeführt und der Schalter 1β5 ausgeschaltet. Die Vorrichtung 20 kann dann zu einer anderen Bearbeitungsstelle bewegt werden, bei der der Bearbeitungsvorgang wiederholt wird.

Es wird daher deutlich, daß das Formwerkzeug dauernd seine

I leistung erbringt, da ein Festfressen verhindert wird, der Schleitf-

mittelschlamm dem die Bearbeitung ausführenden Ende des Formwerkzeuges mit minimaler Verzögerung durch die Verwendung des Wählerventiles 66 zugeführt wird und da die Zeitdauer, die zum selbsttätigen Abziehen des Formwerkzeuges 24 verwendet wird, durch den '. in der elektrischen Schaltung vorgesehenen Zeitgeber 202 auf einefr Minimum gehalten wird.

Um einen größeren Wirkungsgrad sicherzustellen, sorgt der Zeltgeber 202 für einen minimalen Betrag der selbsttätigen Rückholbewegung des Formwerkzeuges 24, wobei die entsprechende Zeitdauer,

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durch die Einstellung des Zeitgebers bestimmt ist. Es wäre jedoch einfach, den Zeitgeber 202 zu eliminieren und eine Rückwärtsbewegung zu gestatten, bis der obere Grenzschalter 171 betätigt ist. Es ist ferner zu beachten, daß die Druckknopfschalter Ij6

und 192 so ausgeführt sind, daß sie zur Kontaktgabe in ihrer geschlossenen Stellung gehalten werden müssen und in die offene Stellung federnd vorgespannt sind.

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Die anderen in der Vorrichtung 20 vorgesehenen Schalter, ein-' schließlich des Sicherheitsschalters 185, können beliebig ausgeführt sein. Ferner ist der Sicherheitsschalter I85 nicht auf der Bedienungstafel I67 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, er kann jedoch gegebenenfalls auf der Bedienungstafel oder einem anderen leicht zugänglichen Ort auf der Vorrichtung 20 angeordnet sein. Der Schalter 1S5 dient als. von Hand betätigbarer Sicherheitsschalter gegen eine Übersteuerung, der dazu benutzt werden kann, den Motor 105 unabhängig davon, ob das Formwerkzeug sich auf das Werkstück zu oder von diesem wegbewegt, durch gleichzeitiges öffnen der Kontakte I85A anzuhalten, die in einem Schaltkreis mit dem Steuerrelais I86 angeschaltet sind, und ferner durch Öffnen eines Konfektsatzes I85B, der in einem Schaltkreis mit dem Steuerrelais 184 eingeschaltet 1st.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 10 gezeigt. Die in Fig. 10 gezeigte Vorrichtung ist ähnlich wie die Vorrichtung 20 ausgeführt und trägt daher das Bezugszeichen 2OM. Teile der Vorrichtung 2OM, die Teilen der Vorrichtung 20 entsprechen, werden mit derselben Bezugszahl wie bei der Vorrichtung 20 und zusätzlich mit einem "M" bezeichnet und nicht noch einmal· beschrieben. Die Teile, die sich von den entsprechenden Teilen in der Vorrichtung 20 unterscheiden, werden mit neuen Bezugszeichen und mit einem "M" versehen und im folgenden im einzelnen beschrieben. Die in Fig. 7 gezeigte Schaltung ist auch in

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der Vorrichtung 2OM enthalten.

Obwohl das oben beschriebene Au/führungsbeispiel zur Verwendung mit einer festen Anbringung gezeigt ist, kann die von Hand tragbare Vorrichtung ebensogut ohne eine feste Anbringung verwendet werden. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist die Führung 2GM so abgewandelt, daß sie ein Dichtelement, beispielsweise einen O-Rxng 210M, aufweist, der an dem Werkstück 35 angreift und ihir: gegenüber abdichtet. In diesem letzteren Ausführungsbeispiel fließt das Schleifmittel durch die Leitung 7CM and durch einen flexiblen Leitungsabschnitt 2Γ1Μ zu dem werkzeug 24M und wird durch einen Kanal 212M durch dieses hindurch nach unten gefördert. Der Sehleifmittelschlamm wird durch die Kanäle 33M zu der Leitung 7²I-M zurückgeführt, die mit einer Pumpe und einen. Vorratsbehälter wie oben beschrieben verbunden sein kann, um eine kontinuierliche Umwälzung des Schleifmittels zu dem Werkstück hin und von diesem weg zu gestatten. Bei diesem Ausführungsbeispiel hält der Bedienungsmann die Verrichtung 2OM dichtend an die Oberfläche des Werkstückes, wobei die Bearbeitungsfläche eingeschlossen wird, in die das Werkzeug eindringt. Die Vorrichtung 2OM wird vcn einer Stellung in eine andere Stellung bewegt, wenn die gewünschten Bohrungen ausgeführt sind.

Die von Hand tragbare erfindungsgemäße Vorrichtung hat ein minimales Gewicht, und auch die Strömungsrnittelzufuhrleitungen sind Leitungen mit geringem Gewicht, die gut flexibel sind und auf

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einfache Weise eine Bewegung der Vorrichtung von einer Bearbei tungsstelle zur nächsten gestattet. Die Vorrichtung hat einen besonders guten Wirkungsgrad bei der Bearbeitung solcher Werkstoffe, wie beispielsweise Keramik, Karbiterzeugnisse, Glas, Molybdän, Bohrverbindungen auf Wolframbasis und verschiedener anderer Materialien, die bei Verwendung konventioneller Techni ken nicht bearbeitet oder geformt werden können.

Die oberen Enden der Kanäle JJM sind bei der Vorrichtung 2OM mit

einer Ringnut oder einem Kanal verbunden, der in Strömungsmittelverbindung mit der Rückführleitung 7^-M steht. Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Vorrichtung 2OM so zu halten, da3 sie im wesentlichen eine Lage einnimmt, die der in Fig. 1 für die Vorrichtung 20 gezeigten Lage entgegengesetzt ist, wobei dennoch öffnungen in einem Werkstück chne Verlust von Schleifmittelschlamm geformt werden können.

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Claims (1)

1. Pa tentansprüche

   Ii, Von Hand tragbare Ultraschall-Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes durch ein Formwerkzeug, das in hochfrequente Schwingungen mit sehr kleinen Amplituden versetzt wir.d, gekennzeichnet durch einen in einem Gehäuse (21) getragenen magnetostriktiven Wandler (22), einen an dem Wandler (22) befestigten Werkzeughalter (23), an dem'das Formwerkzeug (24) befestigt ist, eine von dem Gehäuse (21) getragene Einrichtung (30),die wirksam an dem Werkstück (35) ansetzbar ist, um einen _: Schleifmittelschlamm dem die Bearbeitung ausführenden Ende (34), des Formwerkzeuges (24) während der Bearbeitung des Werkstückes' (35) zuzuführen^und eine Fördereinrichtung (z.B. 65, 66), die der Vorrichtung (20) den Schlamm zuführt und entnimmt.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30) mit einer dazugehörigen Halterung (51) zusam-

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   menwirkt,die sich gegen das Werkstück (35) an der Bearbeitungsstelle abstützt, um dem Ende (34) Schleifmittelschlamm zuzuführen, und daß die Einrichtung (30) an dor Halterung (51) befestigbar ist.

   3* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine an dem Gehäuse (21) befestigte Führung (30) aufweist, in der eine öffnung (31) zur Aufnahme und Führung des Werkzeughalters (23) axial gleitbar vorgesehen ist und durch die sich mehrere öffnungen (33) annähernd parallel zu der Mittelachse des Schneidwerkzeuges (24) erstrecken, die den Schlamm zu dem Ende (34) hin und von diesem weg fördern.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse (21) mit einem topfförmigen unteren Endabschnitt (4o) aufweist, der als Zwischenbehälter zur Aufnahme des Schlammes von der Fördereinrichtung dient, und daß die Einrichtung eine an dem topfförmigen unteren Endabschnitt (40) befestigte Führung (30) aufweist, die eine öffnung, in der der Werkzeughalter (23) axial gleitoar aufgenommen "und geführt ist, und öffnungen (.33) aufweist, die sich durch die Führung (30) annähernd parallel zu der Mittelachse des Bearbeitungswerkzeuges (24) erstrecken, wobei der

   i Schlamm unter der Wirkung der Schwerkraft durch diese öffnungen ^:

   a us denj Behälter ,zu. dem die Bea rbeitung ausführenden Ende _τ (34) ' gefördert und von diesem abgeführt wird. |

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   5· Vorrichtung nach Anspruch .4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine leicht bewegbare Zufuhrleitung (63) zum Zuführen des Schlammes unter Druck von einer Vorratsquelle (64) in den Behälter (40) aufweist, wobei diese Zufuhrleitung (63) mit ihrem Abgabeende an dem Behälter (4o) und in Strömungsmittelverbindung mit demselben befestigt ist, daß die Fördereinrichtung ferner ein wirksam mit der Zufuhrleitung (63) verbundenes Wählerventil {66), eine Rückführleiturig (74) zwischen dem Behälter (4o) und der Vcrratsquelle zum Zurückführen des Schlammes ih die Zufuhrquelle, nachdem der Schlamm an dem Ende (34) des Formwerkzeuges vorbei geflossen ist, und eine Nebenschlußleitung (76) aufweist*

   ü die zwischen dem Wählerventil {66) und der Rüekjhrleitung (7^) eingeschaltet ist, wobei das Wählerventil {66) leicht zugänglich an dem Gehäuse (21) angeordnet ist und das Abschalten des Flusses des SchleifmJitelsehlammes zu dem Behälter (40) und das Zurückführen in die Versorgungsquelle (64) über die Nebensehlußleitung (76) gestattet, während die Vorrichtung (£0) abgeschaltet ist, wobei der Schlamm im wesentlichen augenblicklich an dem Bearbeitungs-ende (34) beim Einschalten der Vorrichtung (20) lediglich durch Betätigen des Wählerventiles {66) verfügbar ist, so daß die Vorrichtung (20) mit größerem Wirkungsgrad arbeitet.

   6i Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die

   Rückführleitung (74) mit ihrem Einlaß an dem oberen Ende des Behälters (4o) an einer Stelle befestigt ist, die von dem

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   Abgabeende der Zufuhrleitung (63) einen Abstand hat, so daß. j sich eine glatte Strömung des Schlammes in den Behälter (40),

   um das Bearbltungsende (34) und zurück in die Versorgungsquelle (64) ergibt.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (22) und der Werkzeughalter (23) axial verschiebbar gegenüber dem Gehäuse (21) angeordnet sind, und daß eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Wandlers (22) und des Werkzeughalters (23) nach außen aus dem Gehäuse (21) heraus und auf das Werkstück (35) zu vorgesehen ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung den Wandler (22) und den Werkzeughalter (23) um eine Mittelachse durch den Werkzeughalter (23) während' der Vorwärtsbewegung des Wandlers (22) und des Werkzeughalters (23) bewegt, um ein pestfressen des Formwerkzeuges (24) in dem Werkstück (35) zu verhindern und dadurch den Wirkungsgrad des Formwerkzeuges (24) zu verbessern.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung eine Dreh-Betätigungseinrichtung (106) aufweist, die den Wandler (22) und den Werkzeughalter (23) um einen vorbestimmten Winkel hin und her dreht.

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   10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine

   Kühlung für den Wandler (22) während seines Betriebes vorge- j sehen ist.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein zylindrisches Außengehäuse (21) aufweist, und daß eine zylindrische Buchse (80) axial beweglich in dem Gehäuse (21) angeordnet ist, daß ein Träger (85) axial gleitbar in der Buchse (80) angeordnet ist und eine mittige Kammer (90) zur Aufnahme von Strömungsmittel aufweist, daß der Wandler (22) in der Kammer (90) montiert ist, wobei ein Abschnitt des Wandlers (22) sich aus der Kammer heraus nach außen erstreckt, wobei eine strömungsmitteldichte Dichtung zwischen dem Abschnitt und dem Träger (85) geschaffen wird,

   daß eine Vorschubeinrichtung (I05) zum Bewegen des Trägers (85) und daher des Wandlers (22) und des Werkzeughalters (25) nach außen aus der Buchse (80) und dem Gehäuse (21) heraus und auf das Werkstück (55) zu und eine Kühlung für den Wandler (22) während dessen Betrieb vorgesehen ist, die einen Kühlmittelfluß in die Kammer (90) und um den Wandler (22) j

   aufweist. !

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß •die Kühlung eine flexible Strömungsmittelzufuhrleitung (135) ί aufweist, die in Strömungsverbindung mit der Kammer (90) i steht und Kühlmittel der Kammer (90) zum Umgeben des Wandlers (22) zuführt, eine flexible Rückführleitung (l4j), die . j

   - 5 - j

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   in Strömungsverbindung mit der Kammer (90) steht und das Kühlmittel aus dieser Kammer (90) abführt, und eine Pumpe (65) aufweist, die das Kühlmittel durch die Zufuhrleitung (135) in die Kammer (90) und aus der Kammer (90) abführt, nachdem es zur Kühlung um den Wandler (22) geströmt ist.

   Ij5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorschubeinrichtung, die den Wandler (22) und das Formwerkzeug (24) in Richtung von dem Gehäuse (21) weg vorschiebt und das Formwerkzeug (24) gegen das Werkstück mit einer gesteuerten Kraft andrückt.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sichtanzeige vorgesehen ist, die den Betrag anzeigt, um den das Formwerkzeug (24) in das Werkstück (35) nach dem

   r
   Beginn des BearDeltungsvoganges eingedrungen ist.

   15. Vorrichtung nach Anspruch IJ, gekennzeichnet durch eine elektrische Steuerung zum Steuern der Vorschubeinrichtung und daher' des Vorschubes des Formwerkzeuges (24) in das Werkstück (35), wodurch eine wirksame Bearbeitung sichergestellt ist.

   16. .Vorrichtung nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß das- Gehäuse ,einzylindrisches Außengehäuse (21) aufweist, und daß eine zylindrische· Buchse.(So) axial' beweglich In

   ,dem Gehäuse (21).'gelagert ist^- -¹Oa-B ein Träger (85) gleitbar

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   ist, daß ein Träger (85) gleitbar in der Buchse (80) gelagert, ist und eine im Innern angeordnete Kühlmittelkammer (90) auf-; weist, daß der Wandler (22) in der Kammer (90) angeordnet ist, wobei sich ein Teil desselben aus der Kammer heraus nach außen erstreckt und eine Dichtung zwischen dem Abschnitt und dem Träger vorgesehen ist, und daß die Vorschubeinrichtung einen an der Buchse (80) befestigten elektrischen Motor (105) aufweist, dessen drehbare Welle (112) daraus hervorsteht, daß ein erstes mit einem Gewinde versehenes Glied (113) mit der Welle (112) drehsteif verbunden ist, daß ein zweites mit einem Gewinde versehenes Glied (120) mit dem Träger (85) verbunden und gegenüber einer vollständigen Drehung relativ zu der Buchse (80) gehaltert ist, so daß bei Erregungjäes Motors (105) das erste Gewindeglied (II3) auf das zweite Gewindeglied Cl20) aufgeschraubt wird, wodurch der Träger (85) und das Formwerkzeug (24) relativ zu dem Gehäuse (21) und der Buchse (So) in Richtung auf das Werkstück (35) axial bewegt wird.

   17. Vonichtung nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Steuerung zum S.euern des Vorschubes des Form-Werkzeuges (24) in das Werkstück (35) vorgesehen ist, die eine Abtasteinrichtung zum Erfassen eines elektrischen Zustandes aufweist, der anzeigt, daß das Formwerkzeug (24) zum Festfressen neigt, und daß der Elektromotor (105) und daher die drehbare Welle (112) selbsttätig umkehrbar sind,

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   um das Formwerkzeug (24) automatisch zurückzuziehen und _{; ;}

   einen erneuten Arbeitsbeginn des Formwerkzeuges (24) zu f ermöglichen. . ι

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß '■ die Vorschubeinrichtung Mittel (1O6) aufweist, die den Wandler (22) und den Werkzeughalter (23) um eine Mittelachse ; darch den Werkzeughalter (2^) während dessen Vorwärtsbewe-

   gung bewegt, um den Wirkungsgrad des Formwerkzeuges (24) ,

   j zu erhöhen.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, da3 die Steuereinrichtung ferner einen einstellbaren Zeitgeber (202) zum Steuern der Zeitdauer aufweist, während der der Elektromotor (105) in der umgekehrten Drehrichtung läuft, ' ' um sicherzustellen, daß die Bearbeitung unter Verwendungjdes Formwerkzeuges (24) mit einem minimalen Zeitverzögerung erreicht wird.

   20. Vorrichtung nach Anspruch 17> gekennzeichnet durch eine vollautomatisch arbeitende Einrichtung, die nach einem automatischen Zurückziehen des Formwerkzeuges (24) die Bearbeitung erneut startet.

   21. Von Hand tragbare Ultraschall-Verrichtung zur Bearbeitung eines Werkstück es durch ein Formwerkzeug, das in hochfre-

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   quente Schwingungen mit sehr kleinen Amplituden versetzt wird, gekennzeichnet durch eine an einem Ende eines Gehäuses angeordnete Einrichtung (50M, 210M), die dichtend an der Werkstückoberfläche um den zu bearbeitenden Bereich*ansetzbar ist, einen hochfrequenten Wandler, einen an dem Wandler befestigten Werkzeughalter, an dem das Formwerkzeug befestigt ist, eine Halterung, die den Wandler relativ zu dem Gehäuse undfdem Fördervorsprung des Gehäuses zu der Bearbeitungsfläche trägt, Mittel, die zwischen dem Gehäuse und dem Wandler mit diesem zum Erzeugen einer Förderbewegung des Werkzeuges unabhängig von der Orientierung.des Gehäuses zusammenwirkt, und~eine Einrichtung in dem Ende des Gehäuses, die einen Schleifmittelschlamm dem die Bearbeitung ausführenden Ende des Formwerkzeuges während der Bearbeitung des Werkstückes zuführt und von diesem wieder abführt. · .

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