DE202008003538U1

DE202008003538U1 - Bohreinrichtung zur Herstellung einer Präzisions-Durchgangsbohrung

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Publication number: DE202008003538U1
Application number: DE200820003538
Authority: DE
Original assignee: Johannes Luebbering AG
Current assignee: INDUBRAND AG, CH
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2018-03-13

Abstract

Mobile, von Hand positionierbare Bohreinrichtung (1) zur Herstellung einer Präzisions-Durchgangs-bohrung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Bohreinrichtung (1)
• ein als Bohrer (2) bezeichnetes Bohrwerkzeug aufweist,
• sowie Antriebsmittel, welche den Bohrer (2) in Drehrichtung und axial antreiben,
• sowie wenigstens einen Sensor, welcher während des Bohrvorgangs wenigstens einen Antriebsparameter erfasst – wie das auf den Bohrer (2) übertragene Drehmoment, die Stromaufnahme der Bohreinrichtung (1), die von der Bohreinrichtung (1) aufgebrachte Vorschubkraft oder der dem Bohrer (6) vom Werkstück (6) entgegengesetzte Dreh- oder Vorschubwiderstand,
• sowie eine Auswertungsschaltung, welche anhand des erfassten Antriebsparameters den Durchtritt des Bohrers (2) durch das Werkstück (6) ermittelt,
• und eine automatische Steuerung, welche kurz nach dem Durchtritt des Bohrers (2) durch das Werkstück (6) die Antriebsmittel ansteuert, derart, dass automatisch der Bohrer (2) mit einer im Vergleich zur Vorschubgeschwindigkeit höheren, als Rückzugsgeschwindigkeit bezeichneten Geschwindigkeit zurückfährt.

Description

Als Durchgangsbohrung werden im Rahmen des vorliegenden Vorschlags Bohrungen bezeichnet, die ein zu durchbohrendes Werkstück vollständig durchsetzen, also im Gegensatz beispielsweise zu so genannten Sacklöchern, die sich nur teilweise in ein Werkstück erstrecken. Als Präzisionsbohrungen werden zudem im Rahmen des vorliegenden Vorschlages Bohrungen mit besonders geringen Toleranzen bezeichnet, wie sie beispielsweise an Sicherheitsbauteilen vorgesehen sind und beispielsweise im Bereich der Flugzeugherstellung bekannt sind.
Aus der DE 102 43 651 A1 ist die Herstellung einer Präzisions-Durchgangsbohrung bekannt. Dabei ist die Ermittlung der Eindringtiefe des Bohrers der verwendeten Bohreinrichtung wesentlich, denn die Bohrung soll in ein Werkstück eingebracht werden, das aus verschiedenen Lagen besteht, wobei aufgrund von Fertigungstoleranzen das endgültige Dickenmaß des Werkstücks Schwankungen unterliegt. Da in die hergestellte Durchgangsbohrung anschließend ein Niet eingesetzt werden soll, welcher die verschiedenen Lagen des Werkstücks zusammenhalten soll, ist es für die Auswahl eines Niets von optimaler Länge wünschenswert, die Materialstärke des Werkstückes exakt zu ermitteln, so dass ein für eine sichere Verbindung ausreichend langer, aus Gewichtsgründen jedoch auch möglichst kurzer Niet gewählt werden kann.
In der Praxis tritt bei der Herstellung von Präzisions-Durchgangsbohrungen regelmäßig das Problem auf, dass die Bohrungen hinsichtlich ihrer Durchmesser von den vorgegebenen Toleranzwerten abweichen können, so dass dann Reparaturbohrungen durchgeführt werden müssen und die Bohrung auf das nächst größere zulässige Maß erweitert werden muss, unter Verwendung eines entsprechend größeren Niets. Der auf diese Weise erzwungene Mehraufwand an Arbeit bedeutet einen erheblichen Kostenfaktor aufgrund der letztendlich für die Herstellung der gewünschten Bohrung erforderlichen Arbeitszeit. Angesichts der Gewichtsproblematik, wie sie in der erwähnten DE 102 43 651 A1 angesprochen ist, sind die Reparaturbohrungen auch wegen der Notwendigkeit nachteilig, einen größeren und somit schwereren Niet zu verwenden.
In der jüngsten Vergangenheit hat die Verwendung von so genannten Komposit-Werkstoffen stark zugenommen. Aufgrunddessen hat sich der Werkzeugverschleiß erhöht: Die Standzeiten der Bohrer beispielsweise sind deutlich kürzer geworden im Vergleich zu Zeiten, als Vollmaterial, beispielsweise Aluminium, durchbohrt wurde. Angesichts der Preise von solchen Werkzeugen, wie sie für die Erstellung von Präzisions-Durchgangsbohrungen verwendet werden, stellt diese kürzere Standzeit einen erheblichen wirtschaftlichen Nachteil dar.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohreinrichtung anzugeben, mit welcher die möglichst wirtschaftliche Herstellung möglichst präziser Durchgangsbohrungen möglich ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Bohreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten eine mobile, von Hand positionierbare, beispielsweise elektrisch oder pneumatisch angetriebene Bohreinrichtung vor. Im Gegensatz zu größeren Bearbeitungszentren, bei denen die Bohreinrichtung automatisch positioniert wird, wird die vorschlagsgemäß verwendete, kleinere, mobile Bohreinrichtung von Hand positioniert. Dies kann beispielsweise mittels so genannter Bohrschablonen erfolgen, die an ein Werkstück angesetzt werden und eine Mehrzahl von Hülsen aufweisen, die als Bohrbuchsen bezeichnet werden.
Dabei ist es bekannt, die Bohreinrichtung mit einer solchen Bohrbuchse an der Bohrschablone zu verriegeln.
Antriebsparameter für die rotatorische und/oder translatorische Bewegung des Bohrers sind daher eindeutig messbar und werden nicht dadurch beeinflusst, dass die Bohreinrichtung von Hand gehalten und geführt würde; vielmehr ist nach der Verriegelung mit der Bohrbuchse die Position der Bohreinrichtung zum Werkstück definiert und unveränderlich. So sind beispielsweise der Drehwiderstand oder der Vorschub-Widerstand, den der Bohrer beim Durchbohren des Werkstückes erfährt, relevante Antriebsparameter, die z. B. in Form des Stromaufnahme eines elektrischen Antriebs oder über einen Drucksensor erfasst werden können.
Bei der vorschlagsgemäßen Bohreinrichtung ist eine Steuerung vorgesehen, mittels welcher der erwähnte Antriebsparameter automatisch ausgewertet wird. Als Diagramm über die Zeit aufgetragen, würden sich z. B. Spitzen ergeben, wo ein besonders hoher Widerstand zu überwinden ist bzw. Kerben im Diagrammverlauf, wenn der dem Bohrer entgegengesetzte Widerstand abnimmt. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass beim Durchbohren eines bestimmten Materials eine Art Plateau in diesem Diagramm ersichtlich ist, wobei die Höhe des Plateaus das Maß des Widerstandes repräsentiert und solange auf etwa gleicher Höhe verbleibt, wie das betreffende Material durchbohrt wird.
Beim Übergang von einem ersten in einen zweiten, anderen Werkstoff wird sich dieses Plateau üblicherweise auf einem niedrigen oder auf einem höheren Niveau neu einstellen, so dass bei einem Komposit-Werkstoff eine stufenartige Ausgestaltung eines solchen Diagramms zu erwarten ist. Insbesondere wenn die einzelnen Schichten oder Lagen des Werkstücks nicht vollständig dicht aneinander anliegen, können sich zudem zwischen den Plateaus der einzelnen Lagen kleine bzw. zeitlich kurz bemessene Kerben im Diagramm ergeben.
Wenn der Bohrer jedoch endgültig durch das Werkstück hindurchgetreten ist, wird z. B. der Bohrwiderstand auf einen sehr niedrigen Wert absinken und auf diesem sehr niedrigen Niveau verbleiben, so dass sich der Wert des überwachten Antriebsparameters einerseits deutlich ändert und andererseits über eine vergleichsweise lange Zeit derart geändert verbleibt. Auf diese Weise kann mittels der Steuerung automatisch detektiert werden, dass der Bohrer durch das Werkstück hindurchgetreten ist, so dass anschließend der Bohrer automatisch zurückverfahren wird und zwar mit einer Rückzugsgeschwindigkeit, die höher ist als die beim Bohrvorschub vorgesehene Vorschubgeschwindigkeit.
Durch diese Ausgestaltung der Bohreinrichtung werden folgende Vorteile erzielt: Eine Auswertung hinsichtlich der zurückgelegten Wegstrecke muss nicht erfolgen. Unsicherheiten einer Berechnung, ob das ermittelte Maß tatsächlich der wirklichen Materialstärke des Werkstückes entspricht, sind daher völlig unerheblich. Vielmehr wird die wesentlich einfacher zu treffende Aussage erzielt, dass das Werkstück zu irgendeinem – beliebigen – Zeitpunkt vollständig durchbohrt worden ist.
Die vorschlagsgemäß handgehaltenen bzw. von Hand positionierbaren Bohreinrichtungen können vom Anwender in beliebiger Reihenfolge zu den einzelnen vorgesehenen Bohrstellen verbracht werden. Anders als bei einer automatisierten großen Bohranlage, bei welcher die Reihenfolge der einzelnen Bearbeitungsstellen festgelegt ist und bei denen auch zugeordnete Soll-Werte für die jeweils dort vorhandenen Materialstärken des Werkstückes abgelegt sein können, ermöglicht die vorgeschlagene Bohreinrichtung ein Höchstmaß an Flexibilität, denn die Bohreinrichtung kann an beliebige Bohrstellen angesetzt werden, und zwar in einer völlig beliebigen Reihenfolge, denn ein Abgleich mit den jeweiligen Soll-Schichtstärken des Werkstückes ist nicht erforderlich. Vielmehr wird automatisch an der je weiligen Bohrstelle der Ist-Zustand des Werkstückes berücksichtigt und automatisch festgestellt, wann der Bohrer das Werkstück vollständig durchbohrt hat.
In der Praxis ist es bislang üblich, die vollständige Durchbohrung des Werkstückes dadurch sicherzustellen, dass der Bohrer stets um ein maximales Vorschubmaß vorgeschoben wird. Die Bohreinrichtungen weisen dazu eine entsprechende Steuerung auf. Bei dünneren Werkstück-Dicken bedeutet dies einen erheblichen Leerweg des Bohrers, über welchen der Bohrer vorgeschoben wird, nachdem die Spitze des Bohrers bereits das Werkstück vollständig durchbohrt hat. Dieser Leerweg erfolgt mit der vergleichsweise langsamen Vorschubgeschwindigkeit, die auch für das Durchbohren des Werkstücks vorgesehen ist. Die Zeitdauer für die Erstellung der Durchgangsbohrung ist daher unnötig groß ist und dementsprechend ist der gesamte Arbeitsfortschritt bei der Erstellung einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen vergleichsweise langsam, so dass dementsprechend vergleichsweise hohe Kosten aufgrund der benötigten Arbeitszeit verursacht werden. Demgegenüber kann mittels der vorschlagsgemäßen Bohreinrichtung die Bohrung in kürzerer Zeit erstellt werden.
Unabhängig von diesem wirtschaftlichen Vorteil der Zeiteinsparung wird als zweiter Vorteil eine erheblich verbesserte Präzision der hergestellten Durchgangsbohrungen ermöglicht:
Die in der Praxis häufig als störend empfundene Abweichung der Bohrungs-Durchmesser vom eng tolerierten Soll-Wert hat zu einer Vielzahl von Untersuchungen und Erklärungsmodellen geführt, die das Entstehen derartiger Abweichungen von den Soll-Werten erklären sollen. Bislang ist dabei unberücksichtigt geblieben, dass der Bohrer selbst nicht exakt zylindrisch ausgestaltet ist, sondern von seiner Schneidspitze über die Länge seines Schaftes leicht konisch zuläuft und mit zunehmendem Ab stand von seiner Schneidspitze einen geringeren Durchmesser aufweist.
Bei der Herstellung einer Durchgangsbohrung bedeutet dies, dass der Bohrer zunächst präzise im Werkstoff des Werkstückes geführt ist und zentriert ist. Wenn der Bohrer jedoch durch das Werkstück hindurchtritt und eine Durchgangsbohrung geschaffen hat, und wenn sich dann die Bohrspitze des Bohrers auf der Rückseite des Werkstückes im Freien befindet, und wenn dann der Bohrer noch weiter vorgeschoben wird, kommt es bei einem Kontakt des Umfangs des Bohrers mit dem Rand der Bohrung zu Reaktionskräften, die den Bohrer innerhalb des Bohrloches pendeln lassen und zu unterschiedlichen Anlagepunkten des Bohrers entlang dem Umfang der Bohrung führen. Letztlich wirkt der Bohrer auf diese Weise wie ein Fräswerkzeug, welches die Bohrung in unerwünschtem Maße aufweitet, und zwar nicht nur unerwünscht weit, sondern auch mit einer unpräzisen, von der Kreisform abweichenden Geometrie.
Dadurch, dass durch die vorschlagsgemäße Ausgestaltung der Bohreinrichtung der Bohrer nicht stets bis zu einem maximalen Vorschub weitergeführt und erst dann zurückgezogen wird, wird dieser unerwünschte Fräsvorgang deutlich reduziert. Wenn der Durchtritt des Bohrers durch das Werkstück festgestellt wird, wird der Bohrer nämlich automatisch zurückgezogen. Da dies zudem mit einer deutlich höheren Rückzugsgeschwindigkeit erfolgt als mit der bisherigen Vorschubgeschwindigkeit, wird im Vergleich zu einer herkömmlichen Bohreinrichtung der erwähnte Fräseffekt bei der Herstellung von Präzisions-Durchgangsbohrungen erheblich reduziert und auf diese Weise die Präzision der hergestellten Bohrung sowohl hinsichtlich des Durchmessers als auch hinsichtlich der Geometrie der Bohrung erheblich verbessert.
Dieser zweite, qualitative Vorteil wirkt sich nicht nur auf die Qualität des Werkstücks vorteilhaft aus, sondern erübrigt auch even tuelle Nacharbeiten oder Reparaturen, so dass auch die Wirtschaftlichkeit durch diese verbesserte Präzision der Bohrung verbessert wird.
Als dritter Vorteil kommt hinzu, dass der Werkzeugverschleiß am Bohrer deutlich reduziert wird, da der zirkumferente Angriff auf den Bohrer, der ansonsten bei dem unerwünschten Fräsvorgang stattfindet, wie beschrieben erheblich reduziert wird. Insbesondere beim Einsatz hochfester Werkstoffe für den Werkstoff führt dieser Fräsvorgang zu einem erheblichen Verschleiß am Bohrer, so dass durch die Reduzierung dieses Fräsvorganges nicht nur die Präzision der Bohrung verbessert, sondern auch die Standzeit des Bohrers erheblich verbessert, nämlich verlängert wird.
Für die Steuerung der Bohrereinrichtung kann vorteilhaft eine Auswertungschaltung vorgesehen sein, die Form einer elektronischen Schaltung ausgeführt ist, also klein und leichtgewichtig, mechanisch robust und bei entsprechend vorgesehenen Anschlussmitteln wie z. B. elektrischen Kontakten auch nachträglich von außen beeinflussbar. Die elektronische Schaltung kann z. B. in ein Form einer Software anstelle von diskreten elektronischen Bauteilen verwirklicht sein.
In dieser Steuerung kann vorgesehen sein, dass der Bohrer anschließend an den detektierten Durchtritt durch das Werkstück um eine vorbestimmte Zeitspanne – oder, alternativ: um eine bestimmte Vorschublänge – weiter vorgeschoben wird. In beiden Fällen wird jedenfalls sichergestellt, dass der Bohrer zuverlässig eine Durchgangsbohrung herstellt. Unterbrechungen im Verbund eines mehrschichtigen Werkstückes beispielsweise würden dazu führen, dass diese kurzzeitig oder über eine kurze Strecke erfolgende weitere Vorschubbewegung des Bohrers zu einem erneuten Kontakt mit dem Werkstück führen, so dass dann der Rückzug des Bohrers noch nicht eingeleitet würde, sondern vielmehr ein weiterer Vorschub erfolgt, bis der Bohrer vollständig das Werkstück durchbohrt hat.
Die Wirtschaftlichkeit der Bohreinrichtung kann dadurch weiter verbessert werden und die für die einzelne Bohrung aufzuwendende Zeitdauer verringert werden, dass der Bohrer zunächst mit einer im Vergleich zur Vorschubgeschwindigkeit höheren Anfahrgeschwindigkeit an das Werkstück heranbewegt wird. Hierzu kann in an sich bekannter Weise ein Sensor vorgesehen sein, der die Relativposition des Bohrers zum Werkstück erfasst, beispielsweise in Form eines Taststiftes, so dass der Bohrer kurz bevor er auf das Werkstück auftrifft, von der Anfahr- auf die Vorschubgeschwindigkeit abgebremst werden kann.
Die Erfassung des Antriebsparameters wird ggf. kurze Änderungen dieses Parameters ergeben, beispielsweise beim Übergang zweier unterschiedlicher Werkstofflagen des Werkstückes, oder eben auch ein starkes Absinken dieses Parameters, wenn zwei benachbarte Lagen des Werkstückes nicht unmittelbar aneinander anliegen, sondern einen kleinen Spalt zwischen sich aufweisen, so dass die im Widerstands-Zeit-Diagramm bereits erwähnte Kerbe auftritt. Da kurz darauf der Bohrer in die nächste Werkstücklage eindringt, steigt der Wert des überwachten Antriebsparameters nach kurzer Zeit wieder an.
In der Maschinensteuerung der Bohreinrichtung kann vorgesehen sein, dass derartige kurzfristige oder kurzzeitige Änderungen für den Rückzug des Bohrers nicht relevant sind, sondern vielmehr unberücksichtigt bleiben. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass, wie vorbeschrieben, der Bohrer über ein gewisses Zeitmaß oder Längenmaß weiter vorgeschoben wird, nachdem der überwachte Antriebsparameter einen geringeren auf den Bohrer einwirkenden Widerstand erkennen lässt. Wenn beispielsweise der Bohrer nach Durchtritt durch das Werkstück noch etwa 2 mm weiter vorgeschoben wird, so stellt dies in der Praxis zuverlässig sicher, dass kleinere Lücken innerhalb des Werkstückes zuverlässig überbrückt werden und nicht zu einem vorzeitigen Rückzug des Bohrers führen.
Die erwähnten „kurzen Änderungen" können entweder über eine gewisse Zeitdauer definiert sein, so dass sie eine entsprechend zeitlich kurze Änderung darstellen oder sie können über die Vorschublänge definiert werden, so dass sie einen entsprechend kurzen Vorschubweg definieren, über welchen der Bohrer vorgeschoben wird, bis er auf den nächsten Widerstand, nämlich auf die nächste Lage des Werkstückes trifft.
Anhand eines praktischen Anwendungsbeispiels wird der Vorteil einer vorschlagsgemäß ausgestalteten Bohreinrichtung erläutert: Geht man davon aus, dass ein Werkstück eine Materialstärke von maximal 60 mm aufweist und dafür mit der üblichen Vorschubgeschwindigkeit eine Durchbohrungszeit von etwa 34 Sek erforderlich ist, so ist vor Beginn des Rohrens zunächst der Bohrer an die Werkstückoberfläche heranzufahren. Wird dazu, wie vorbeschrieben, mittels beispielsweise eines Taststiftes ein Abstand von 20 mm ermittelt, den der Bohrers vom Werkstück aufweist, so kann in einer schnellen Anfahrgeschwindigkeit ein schneller Vorschub erfolgen und die Überbrückung dieser 20 mm innerhalb einer kurzen Zeitspanne von etwa 0,5 Sek erfolgen, während mit normaler Vorschubgeschwindigkeit hierfür etwa 11,5 Sek erforderlich wären.
Bei einer konventionellen Bohreinrichtung wird zur Erzielung von Durchgangsbohrungen die Bohreinrichtung so programmiert, dass diese stets den vollen Vorschub, also die erwähnten 60 mm, ausführt. Wenn beispielsweise an den Tragflächen eines Flugzeugs gearbeitet wird, ist die Materialstärke des Werkstoffs dort, wo die Tragfläche an den Flugzeugrumpf anschließt, erheblich größer als näher zur Tragflächenspitze hin, wo beispielsweise eine Materialstärke von lediglich 25 mm zu durchbohren sein kann.
Bei der vorschlagsgemäßen Bohreinrichtung erfolgt zunächst über die erwähnten 20 mm Abstand zwischen Bohrer und Werk stück ein schneller Vorschub in Anfahrgeschwindigkeit. Anschließend beträgt die eigentliche Vorschubdauer mit der Vorschubgeschwindigkeit lediglich 14,2 Sek. Schließlich wird der Bohrer in einer gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit höheren Geschwindigkeit zurückgezogen, so dass der gesamte Bohrvorgang innerhalb einer Zeit von 16 Sek durchgeführt wird.
Demgegenüber wird bei der konventionellen Bohreinrichtung die vergleichsweise langsame Vorschubgeschwindigkeit über das einprogrammierte Höchstmaß, nämlich über 60 mm, beibehalten, so dass in diesem Fall für dieselbe Bohrung ein Zeitaufwand von 50 Sek erforderlich wird. Selbst wenn bei einer konventionellen Bohreinrichtung das Heranfahren des Bohrers an die Werkstückoberfläche im schnellen Vorlauf erfolgen würde, wären etwa 10 Sek einzusparen, so dass die Bohrzeit mit einer konventionellen Bohreinrichtung auf 40 Sek abgesenkt werden könnte, aber verglichen mit den vorschlagsgemäß erforderlichen 16 Sek immer noch mehr als doppelt so lang wäre.
Geht man umgekehrt davon aus, dass weder bei der vorschlagsgemäßen noch bei der bekannten Bohreinrichtung das schnelle Anfahren des Bohrers an die Werkstoffoberfläche ermöglicht wird, so wären für die vorschlagsgemäße Bohreinrichtung 10 Sek zur tatsächlich benötigten Bohrzeit hinzuzurechnen, so dass für die Durchführung der gesamten Bohrung etwa 26 Sek erforderlich wären, während bei der herkömmlichen Bohreinrichtung 50 Sek erforderlich sind, so dass auch in diesem Fall bei Verwendung der vorschlagsgemäßen Bohreinrichtung die für die Bohrung erforderliche Arbeitszeit lediglich etwa die Hälfte von der eines konventionellen Systems beträgt.
Vorteilhaft kann die Bohreinrichtung einen elektrischen Antrieb aufweisen. Dieser ermöglicht auf einfache Weise die Erfassung von einem oder mehreren Antriebsparametern, die für die vorschlagsgemäße Steuerung nach dem „break through detection" System relevant sind.
Alternativ kann die Bohreinrichtung vorteilhaft einen pneumatischen Antrieb aufweisen. Dieser ermöglicht eine besonders geringes Gewicht der Bohreinrichtung, und gewisse Antriebsparameter lassen sich auch bei einem pneumatischen Antrieb erfassen, um die vorschlagsgemäße Steuerung zu ermöglichen.
Der vorliegende Vorschlag wird anhand der rein schematischen und lediglich ausschnittsweisen Darstellung nachfolgend näher erläutert:
In der Zeichnung ist mit 1 insgesamt eine Bohreinrichtung bezeichnet, die einen Bohrer 2 aufweist. Die Bohreinrichtung 1 ist an einer Bohrbuchse 3 einer so genannten Bohrschablone 4 befestigt und mit dieser Bohrbuchse 3 verriegelt. Die Bohreinrichtung 1 weist einen Taststift 5 auf, welcher den Bohrer 2 umgibt. Mittels dieses Taststiftes 5 ist ein Abstand a zwischen dem Ende der Bohrbuchse 3 und der Oberfläche eines Werkstücks 6 messbar, wobei dieser Abstand a rein beispielhaft 20 mm beträgt. Das Werkstück 6 selbst besteht aus drei Lagen, wobei zwei äußere Lagen 7 aus Aluminium und eine mittlere Lage 8 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, CFK, vorgesehen sind.
Der Bohrer 2 befindet sich zunächst in einer zurückgezogenen, aus der Darstellung nicht ersichtlichen Stellung, so dass sich die Spitze des Bohrers 2 beispielsweise innerhalb der Bohrbuchse 3 befindet. Der Taststift 5 hingegen ragt weiter vor und gerät gegen die Oberfläche des Werkstücks 6. Aufgrund der nun bekannten Position des Taststiftes 5 kann der Bohrer 2 in einer Anfahrgeschwindigkeit mit schnellem Vorlauf bis zur Werkstückoberflache vorgefahren werden.
Anschließend erfolgt die Einbringung der Bohrung in das Werkstück 6 mit der normalen, vergleichsweise langsameren Vorschubgeschwindigkeit der Bohreinrichtung 1. Dabei werden Antriebsparameter erfasst, die aufgrund des Widerstandes, wel chen das Werkstück 6 dem Bohrer 2 entgegensetzt, erkennen lassen, dass sich der Bohrer 2 innerhalb des Werkstücks 6 befindet.
Sobald die Spitze des Bohrers 2 durch das Werkstück 6 hindurchgetreten ist und somit eine Durchgangsbohrung durch das Werkstück 6 hergestellt worden ist, erfolgt noch, wie aus der Darstellung ersichtlich, ein geringfügiger weiterer Vorschub des Bohrers 2.
Während in blasserer Darstellung der Bohrer 2 bis zu einer maximalen Vorschublänge dargestellt ist, die einem zusätzlichen Vorschub z entspricht, der über die Rückseite des Werkstücks 6 hinausgeht, wird vorschlagsgemäß der Bohrer 2 erheblich früher zurückgezogen, wobei dieser Rückzug wiederum mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit höherer Geschwindigkeit erfolgt.
Dadurch, dass der Kontakt zwischen Bohrer 2 und Werkstück 6 auf ein Minimum begrenzt wird, wird einerseits wirtschaftlich vorteilhaft die besonders schnelle Erstellung der Durchgangsbohrung ermöglicht, zweitens wirtschaftlich vorteilhaft der Verschleiß am Bohrer 2 möglichst gering gehalten und drittens die Präzision der hergestellten Bohrung optimiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10243651 A1 [0002, 0003]

Claims

Mobile, von Hand positionierbare Bohreinrichtung (1) zur Herstellung einer Präzisions-Durchgangs-bohrung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bohreinrichtung (1) • ein als Bohrer (2) bezeichnetes Bohrwerkzeug aufweist, • sowie Antriebsmittel, welche den Bohrer (2) in Drehrichtung und axial antreiben, • sowie wenigstens einen Sensor, welcher während des Bohrvorgangs wenigstens einen Antriebsparameter erfasst – wie das auf den Bohrer (2) übertragene Drehmoment, die Stromaufnahme der Bohreinrichtung (1), die von der Bohreinrichtung (1) aufgebrachte Vorschubkraft oder der dem Bohrer (6) vom Werkstück (6) entgegengesetzte Dreh- oder Vorschubwiderstand, • sowie eine Auswertungsschaltung, welche anhand des erfassten Antriebsparameters den Durchtritt des Bohrers (2) durch das Werkstück (6) ermittelt, • und eine automatische Steuerung, welche kurz nach dem Durchtritt des Bohrers (2) durch das Werkstück (6) die Antriebsmittel ansteuert, derart, dass automatisch der Bohrer (2) mit einer im Vergleich zur Vorschubgeschwindigkeit höheren, als Rückzugsgeschwindigkeit bezeichneten Geschwindigkeit zurückfährt.
Bohreinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen elektrischen Antrieb des Bohrers (2).
Bohreinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen pneumatischen Antrieb des Bohrers (2).
Bohreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Steuerung derart ausgestaltet ist, dass der Bohrer (2) anschließend an den Durchtritt durch das Werkstück (6) um eine vorbestimmte, geringe Zeitspanne weiter vorgeschoben wird.
Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Steuerung derart ausgestaltet ist, dass der Bohrer (2) anschließend an den Durchtritt durch das Werkstück (6) um eine vorbestimmte, geringe Vorschublänge weiter vorgeschoben wird.
Bohreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Steuerung derart ausgestaltet ist, • dass der Bohrer (2) zunächst, bevor er in Kontakt mit dem Werkstück (6) kommt, mit einer im Vergleich zur Vorschub geschwindigkeit höheren, als Anfahrgeschwindigkeit bezeichneten Geschwindigkeit an das Werkstück (6) heranbewegt wird.
Bohreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Steuerung derart ausgestaltet ist, dass bei der Ermittlung der starken Änderung des erfassten Antriebsparameters sogenannte kurze Änderungen für den Rückzug des Bohrers (2) unberücksichtigt bleiben, derart, dass nach solchen kurzen Änderungen der Bohrer (2) weiterhin vorgeschoben wird.
Bohreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Steuerung derart ausgestaltet ist, dass sie als kurze Änderung eine Änderung auswertet, welche sich innerhalb der vorbestimmten, geringen Zeitspanne nach Anspruch 4 ändert.
Bohreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Steuerung derart ausgestaltet ist, dass sie als kurze Änderung eine Änderung auswertet, welche sich innerhalb der vorbestimmten, geringen Vorschublänge nach Anspruch 5 ändert.