DE202016004635U1 - Schwingungsdämpfungseinrichtung für einen Bohrer sowie Tiefbohranordnung mit einer solchen Schwingungsdämpfungseinrichtung - Google Patents

Schwingungsdämpfungseinrichtung für einen Bohrer sowie Tiefbohranordnung mit einer solchen Schwingungsdämpfungseinrichtung Download PDF

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Abstract

Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) für einen Bohrer (18), insbesondere zum Zwecke des Tiefbohrens, mit den folgenden Merkmalen: a. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) verfügt über ein Außengehäuse (30), und b. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) verfügt über eine sich in einer Bohrerrichtung (2) erstreckende Spannhülse (40), die drehbar im Außengehäuse (30) gelagert ist und zur eingespannten Aufnahme eines Bohrrohrs (19) des Bohrers (18) vorgesehen ist, und c. die Spannhülse (40) weist einen variablen Innendurchmesser auf, und d. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) verfügt über eine Stelleinrichtung, mittels derer der Innendurchmesser der Spannhülse (40) veränderbar ist, gekennzeichnet durch die Merkmale: e. die Stelleinrichtung verfügt über zwei an der Spannhülse (40) vorgesehene Spannschrägen (42, 44), die zueinander in Axialrichtung ortsfest und gegenläufig zueinander ausgerichtet sind, und f. die Stelleinrichtung verfügt über zwei Stellschrägen (52, 62), deren axiale Beabstandung einstellbar ist und die an je einer der Spannschrägen (42, 44) anliegen, so dass durch eine Veränderung der axialen Beabstandung der Stellschrägen (52, 62) der Innendurchmesser der Spannhülse (40) einstellbar ist.

Description

  • ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
  • Die Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungseinrichtung für einen Bohrer, insbesondere zum Zwecke des Tiefbohrens, nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Tiefbohranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
  • Gattungsgemäße Schwingungsdämpfungseinrichtungen finden Verwendung, um den Bohrer zwischen dem Bohrerantrieb und dem Werkstück zu stützen. Der Bedarf hierfür ist vor allem beim Tieflochbohren gegeben, bei dem die Bohrerlänge im Verhältnis zum Bohrerdurchmesser sehr groß ist und bei dem auch üblicherweise die Bohrtiefen und entsprechend die Bohrerlängen sehr groß sind und häufig einige Meter betragen. Hier kommen Schwingungsdämpfer zum Einsatz, um den Bohrer zu stützen, um die genaue Führung des Bohrrohres zu gewährleisten sowie um Schwingungen am Bohrer zu reduzieren.
  • Solche gattungsgemäßen Schwingungsdämpfer weisen eine Spannhülse variablen Innendurchmessers auf, die zwischen dem Bohrerantrieb und dem Bohrkopf das Bohrrohr stützt und die genannten Torsionsschwingungen ebenso die radiale und axiale Schwingungen verringert. Üblicherweise finden ein oder zwei solche Schwingungsdämpfer Verwendung.
  • Während des Bohrvorgangs besteht der Bedarf, die Konfiguration des oder der Schwingungsdämpfer stets anzupassen. Dies geschieht bei den meisten bekannten Systemen dadurch, dass unmittelbar am Schwingungsdämpfer ein Spannring angezogen wird, über den mittels eines Gewindes die axiale Stellung der Spannhülse einstellbar ist. Die Spanhülse verfügt über einen Außenkonus, der im Zuge der axialen Verschiebung in einen gehäuseseitigen Innenkonus eingeschoben wird, so dass der Innendurchmesser der Spanhülse sich reduziert. Zwischen Spannring und Spannhülse ist eine Feder vorgesehen. Mittels eines ebenfalls manuell verstellbaren, dem Spannring axial gegenüberliegenden Anschlagsring wird die maximale Einschubtiefe der Spannhülse und damit der minimale Innendurchmesser der Spannhülse eingestellt.
  • Da das Einstellen und Nachstellen bekannter Schwingungsdämpfer unmittelbar im Bereich der Schwingungsdämpfer und des Bohrrohrs erfolgt, unterbricht dies den Bearbeitungsvorgang. Eine Anpassung im laufenden Betrieb würde eine Gefahr darstellen. Zudem sind solche bekannten Schwingungsdämpfer nur unidirektional zu verwenden, da die Spannhülse nur während einer Vorschubrichtung in Richtung der Konusverjüngung ihre Aufgabe erfüllen kann. In entgegengesetzter Richtung wird die Spannhülse durch das Bohrrohr gegen die Kraft der genannten Feder axial verlagert und weitet sich dabei auf. Je nachdem, ob eine stoßende oder ziehende Bohrbearbeitung erfolgen soll, müssen die Schwingungsdämpfer daher in der Bohranordnung ausgerichtet werden. Nachteile Umrüstzeiten sind die Folge.
  • AUFGABE UND LÖSUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schwingungsdämpfungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Aktivierung/Deaktivierung und/oder die Einstellbarkeit ihrer Dämpfungscharakteristik im laufenden Betrieb gestattet und vorzugsweise bidirektional verwendbar ist.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist die Schwingungsdämpfungseinrichtung folgendermaßen ausgestaltet: Die Schwingungsdämpfungseinrichtung verfügt über ein Außengehäuse und über eine sich in einer Bohrerrichtung erstreckende Spannhülse, die drehbar im Außengehäuse gelagert ist und zur eingespannten Aufnahme eines Bohrrohrs des Bohrers vorgesehen ist. Die Spannhülse weist einen variablen Innendurchmesser auf, und die Schwingungsdämpfungseinrichtung verfügt über eine Stelleinrichtung, mittels derer der Innendurchmesser der Spannhülse veränderbar ist.
  • Die Stelleinrichtung verfügt über zwei an der Spannhülse vorgesehene Spannschrägen, die zueinander in Axialrichtung ortsfest und gegenläufig zueinander ausgerichtet sind. Die Stelleinrichtung verfügt weiterhin über zwei Stellschrägen, deren axiale Beabstandung einstellbar ist und die an je einer der Spannschrägen anliegen, so dass durch eine Veränderung der axialen Beabstandung der Stellschrägen der Innendurchmesser der Spannhülse einstellbar ist.
  • Durch die Einstellbarkeit des Innendurchmessers der Spannhülse werden die Eigenschaften der Reibverbindung zwischen der Außenseite des Bohrrohrs und der Innenseite der Spannhülse beeinflusst. Je nach Art und Stärke der auftretenden Schwingungen im Bohrrohr kann eine unterschiedliche Einstellung des Innendurchmessers der Spannhülse geboten sein.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungseinrichtung liegt die Besonderheit darin, dass die Spannhülse zwei Spannschrägen aufweist, die gegenläufig zueinander ausgerichtet sind, so dass bei sich verringernder Beabstandung der Stellschrägen zueinander eine gleichmäßige radiale Verlagerung der Innenfläche der Spannhülse erzielbar ist.
  • Im Zusammenhang mit dieser Erfindung werden die hierfür erheblichen Spannschrägen und Stellschrägen thematisiert. Wenngleich grundsätzlich diskrete Schrägen, die voneinander in Umfangsrichtung beabstandet sind, denkbar sind, werden in der Praxis Konusabschnitte genutzt, deren Außenflächen gleichsam umlaufende Schrägen bilden.
  • Die in etwa spiegelbildliche Gestaltung im Bereich der Spannhülse, die in beide Richtungen Spannschrägen aufweist, führt dazu, dass die gleiche Schwingungsdämpfungseinrichtung sowohl für die stoßende als auch für die ziehende Bohrbearbeitung verwendbar ist, ohne dass es ein Wenden der Schwingungsdämpfungseinrichtung in der Bohranordnung braucht. Weiterhin führt die symmetrische Gestaltung auch zu einer sehr gleichförmigen Innendurchmesserverringerung durch die Stelleinrichtung, da die Spannhülse beidseitig zusammengedrückt wird. Der Winkel, den die Spannschrägen mit der Bohrerrichtung einschließen, sind vorzugsweise für beide Spannschrägen identisch.
  • Wenngleich es grundsätzlich möglich ist, dass beide Stellschrägen zum Zwecke des Spannens der Spannhülse gegenüber dem Außengehäuse axial beweglich sind, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn eine der Stellschrägen axial ortsfest zum Außengehäuse angeordnet ist, während eine zweite der Stellschrägen axial beweglich gegenüber dem Außengehäuse ausgebildet ist. Die axiale Ortsfestigkeit der einen Stellschräge führt zu einer baulichen Vereinfachung. Die damit einhergehende geringfügige axiale Verlagerung der Spannhülse im Zuge des Spannens ist meist unerheblich.
  • Es ist von Vorteil, wenn dieses Bauteil, an dem die erste Stellschräge vorgesehen ist, gleichzeitig der Befestigung von Zusatzmassen dient, um hierdurch die Dämpfungseigenschaften zu beeinflussen. Zusätzlich oder alternativ kann das Bauteil auch als wechselbares Bauteil vorgesehen sein, welches in verschiedenen Ausgestaltungen mit unterschiedlichem Trägheitsmoment vorliegt, so dass fallweise verschiedene Bauteile mit erster Stellschräge Verwendung finden können. Von der Erfindung umfasst ist im Zusammenhang mit der Schwingungsdämpfungseinrichtung insbesondere auch ein Satz von solchen Bauteilen, die unterschiedliche Trägheitsmomente aufweisen und jeweils mit der genannten ersten Stellschräge ausgestattet sind.
  • Die zweite Stellschräge ist vorzugsweise an einer Kolbeneinheit vorgesehen, die gemeinsam mit dem Außengehäuse eine Pneumatik-Druckkammer begrenzt.
  • Wenngleich eine Gestaltung, bei der beide Stellschrägen jeweils an voneinander unabhängig beweglichen Kolbeneinheiten vorgesehen sind, vorteilhaft sein kann, um axiale Dämpfungseigenschaften zur Verfügung zu stellen, wird es als baulich einfacher angesehen, wenn bei axial ortsfester erster Stellschräge nur die zweite Stellschräge axial beweglich ist und hierfür an einer Kolbeneinheit vorgesehen ist, die gemeinsam mit dem Außengehäuse eine Pneumatik-Druckkammer begrenzt. Als Außengehäuse im Sinne der Erfindung werden alle Bauteile der Schwingungsdämpfungseinrichtung angesehen, die im Regelbetrieb zueinander ortsfest verbleiben. Die Pneumatik-Druckkammer gestattet es, über Pneumatik die zweite Stellschräge axial zu verlagern.
  • Es hat sich herausgestellt, dass die Verwendung von Pneumatik erhebliche Vorteile mit sich bringt. Die Kompressibilität des Übertragungsmediums Luft führt zu besonders vorteilhaften Dämpfungseigenschaften. Anders als beispielsweise bei Hydraulik ist eine sehr feine Einstellbarkeit des Verhaltens der Schwingungsdämpfungseinrichtung hierdurch möglich.
  • Die Kolbeneinheit kann als in ihrer Gänze gegenüber dem Außengehäuse rotative Teileinheit ausgebildet sein. Baulich von Vorteil ist es insbesondere in Hinblick auf die Abdichtung der Pneumatikdruckkammer, wenn die Kolbeneinheit eine rotativ gegenüber dem Gehäuse ortsfeste sowie axial bewegliche Einheit einerseits sowie eine gegenüber dem Gehäuse drehbewegliche und axial bewegliche zweite Einheit andererseits aufweist, zwischen denen ein Axiallager vorgesehen ist. Die Kolbeneinheit verfügt somit über jene erste Teileinheit, die gemeinsam mit dem Außengehäuse die Druckkammer begrenzt, wobei die Teileinheit und das Außengehäuse beide nicht rotativ vorgesehen sind. Zur Abdichtung der Pneumatikdruckkammer bedarf es somit keiner Abdichtung zwischen gegeneinander drehbaren Teilen. Der zweite Teil der Kolbeneinheit begrenzt die Druckkammer nicht und ist drehbar ausgebildet, wobei mindestens eine axial wirksame, insbesondere vorzugsweise eine axial und radial wirkende Lagervorrichtung zwischen den beiden Teileinheiten der Kolbeneinheit vorgesehen ist.
  • Mindestens eine der Stellschrägen und mindestens eine der Spannschrägen sind vorzugsweise derart gegenüber der Bohrerrichtung schräggestellt, dass sich zwischen ihnen keine Selbsthemmung einstellt, so dass durch eine radiale Verlagerung der Spannschräge nach außen eine axiale Relativverlagerung der Spannschräge und der Stellschräge gegeneinander erzielbar ist.
  • Die Selbsthemmung ist bekanntermaßen von der jeweiligen Materialpaarung abhängig. Die Stellschrägen sind vorzugsweise metallische Oberflächen. Die Spannhülse ist aufgrund der erforderlichen Verformbarkeit vorzugsweise nicht-metallisch ausgebildet, sondern insbesondere vorzugsweise aus dem Werkstoff HGW gefertigt.
  • Die Schrägstellung der Wandschrägen und der Stellschrägen jenseits der Selbsthemmungsgefahr führt dazu, dass radiale Auslenkungen des Bohrrohrs je nach in der Pneumatik-Druckkammer anliegendem Druck in der Lage sind, kurzfristig die Spannhülse gegen die Federkraft in der Pneumatik-Druckkammer aufzuweiten, was zur Erzielung eines störungsfreien Prozessablaufs von Vorteil sein kann. Wird ein solches Aufweiten nicht gewünscht, so lässt sich über einen höheren Druck in der Pneumatik-Druckkammer dies auch verhindern.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist die Schwingungsdämpfungseinrichtung folgendermaßen ausgestaltet: Die Schwingungsdämpfungseinrichtung verfügt über ein Außengehäuse und über eine sich in einer Bohrerrichtung erstreckende Spannhülse, die drehbar im Außengehäuse gelagert ist und zur eingespannten Aufnahme eines Bohrrohrs des Bohrers vorgesehen ist. Die Spannhülse weist einen variablen Innendurchmesser auf, und die Schwingungsdämpfungseinrichtung verfügt über eine Stelleinrichtung, mittels derer der Innendurchmesser der Spannhülse veränderbar ist.
  • Die Stelleinrichtung verfügt über mindestens eine an der Spannhülse vorgesehene Spannschräge und über mindestens eine Stellschräge, deren axiale Position relativ zum Außengehäuse einstellbar ist und die an der mindestens einen Spannschrägen anliegt, so dass durch eine Veränderung der axialen Position der Stellschräge der Innendurchmesser der Spannhülse einstellbar ist. Die Stelleinrichtung verfügt über einen Pneumatikkolben, der durch pneumatische Druckbeaufschlagung gegenüber dem Außengehäuse verlagerbar ist und mittels dessen die mindestens eine Stellschräge axial bewegt werden kann.
  • Wenngleich die oben beschriebene Kombination aus zwei gegenläufigen Spannschrägen und einer pneumatisch betriebenen Stelleinrichtung als besonders vorteilhaft angesehen wird, ist grundsätzlich die Verwendung einer pneumatischen Ansteuerung auch bei Schwingungsdämpfungseinrichtungen mit nur einer Spannschräge und nur einer Stellschräge von Vorteil, da die über den Luftdruck einstellbare Dämpfungscharakteristik der Schwingungsdämpfungseinrichtung sowie die mit der Pneumatik verbundene Möglichkeit der Anpassung der Charakteristik der Schwingungsdämpfungseinrichtung aus der Distanz erhebliche Vorteile darstellen.
  • Hinzu kommt, dass die Gestaltung mit Pneumatik-Druckkammer eine geringe axiale Erstreckung der Schwingungsdämpfungseinrichtung mit sich bringt als die bislang meist verwendeten Spannringe, die mittels eines Gewindetriebs axial verlagerbar sind.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Tiefbohranordnung mit einem Maschinenbett sowie daran fixiert einem elektrischen Bohrerantrieb, einem Bohrer, umfassend ein Bohrrohr und einen Bohrkopf, und eine Werkstückposition zur Aufnahme eines Werkstücks.
  • Die Tiefbohranordnung umfasst eine Schwingungsdämpfungseinrichtung der beschriebenen Art zwischen dem Bohrerantrieb und dem Werkstück.
  • Eine erfindungsgemäße Tiefbohranordnung ist vorzugsweise als Horizontalanordnung vorgesehen, also mit einem sich entlang eines horizontal ausgerichteten Maschinenbetts ebenfalls horizontal erstreckenden Bohrers mit Bohrrohr und Bohrkopf. Eine erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungseinrichtung ist zwischen dem elektrischen Bohrerantrieb einerseits und dem Werkstück andererseits angeordnet.
  • Die Tiefbohranordnung verfügt über eine Steuereinrichtung mit einem Bedienpanel sowie einem Bildschirm. Die Steuereinrichtung ist zur elektrischen Ansteuerung des Bohrerantriebs und zur pneumatischen Ansteuerung der Schwingungsdämpfungseinrichtung über das Bedienpanel sowie zur Anzeige von Prozessgrößen des Bohrerantriebs und der Schwingungsdämpfungseinrichtung auf dem Bildschirm ausgebildet.
  • Gemäß dieser bevorzugten Weiterbildung ist somit vorgesehen, dass nicht nur die elektrischen Antriebe der Tiefbohranordnung, also insbesondere der Bohrerantrieb, sondern auch der pneumatische Antrieb der Schwingungsdämpfungseinrichtung über das für die Tiefbohranordnung einheitliche Bedienpaneel gesteuert wird, und dass Prozessgrößen wie insbesondere Aktivierung und Deaktivierung sowohl für elektrische Antriebe wie den Bohrerantrieb, als auch für die pneumatische Schwingungsdämpfungseinrichtung auf dem Bildschirm dargestellt werden, so dass der Maschinenführer alle für den Bearbeitungsprozess relevanten Daten auf einen Blick ersehen kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Tiefbohranordnung.
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungseinrichtung, wie sie in der Tiefbohranordnung der 1 Verwendung findet.
  • 3A und 3B zeigen die Schwingungsdämpfungseinrichtung der 2 im geöffneten und geschlossenen Zustand.
  • 4A bis 4C zeigen die Schwingungsdämpfungseinrichtung der 2 in verschiedenen Konfigurationen das Trägheitsmoment der rotierenden Teil betreffend.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Tiefbohranordnung. Diese umfasst ein Maschinenbett 12, auf dem neben anderen Komponenten ein Bohrerantrieb 14 und ein hiervon angetriebener Bohrer 18 mit Bohrrohr 19 vorgesehen ist. Der Bohrer 18 ist durch einen Bohrölzuführapparat 15 geführt und ragt mit seinem Bohrkopf in ein Werkstück 11 hinein. Über den Bohrölzuführapparat wird Bohröl außenseitig des Bohrrohrs zugeführt, welches innerhalb der Bohrung im Werkstück 11 außenseitig des Bohrrohrs 19 bis zum Bohrkopf geführt wird und dort die entstandenen Späne mitreißt, die dann innerhalb des hiervon hohl ausgestalteten Bohrrohrs 19 zurückgefördert werden.
  • Zur Steuerung der Tiefbohranordnung ist eine Steuereinrichtung 16 vorgesehen, die ein Bedienpaneel 16A sowie einen Bildschirm 16B umfasst.
  • Weiterhin umfasst die Tiefbohranordnung eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 20, die zwischen dem Bohrerantrieb 14 und dem Werkstück 11 das Bohrrohr stützt. Die Schwingungsdämpfungseinrichtung 20 agiert als Stütze für das Bohrrohr 19 und vermindert auftretende Torsionsschwingungen sowie axiale und radiale Schwingungen. In der 1 nicht ersichtlicher Weise ist die Schwingungsdämpfungseinrichtung 20 als pneumatische Schwingungsdämpfungseinrichtung ausgebildet. Die Spannkraft, mit der eine in ihr vorgesehene Spannhülse an das Bohrrohr angepresst wird, wird mittels Pneumatikdruck gesteuert.
  • Die genannte Steuereinrichtung 16 dient sowohl der Steuerung der Schwingungsdämpfungseinrichtung 20 als auch der Steuerung anderer elektrischer Komponenten der Tiefbohranordnung, wie insbesondere der Steuerung des Bohrerantriebs 14. Auf dem Bildschirm 16B werden sowohl bezüglich der elektrischen als auch der pneumatischen Komponenten der Tiefbohranordnung die jeweils gerade gewählten Einstellungen sowie gegebenenfalls weitere Prozessparameter dargestellt.
  • 2 zeigt eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 20 in einer schematischen, geschnittenen Darstellung. Die Schwingungsdämpfungseinrichtung verfügt über ein Außengehäuse 30, dessen zwei Hauptkomponenten die Bauteile 30A und 30B sind, die miteinander in in 2 nur angedeuteter Weise verschraubt sind, so dass sie stets ortsfest zueinander verbleiben. Ebenfalls Teil des Außengehäuses 30 ist ein endseitig aufgesetzter Deckel 30C, der ebenfalls verschraubt ist. Axial ortsfest zum Außengehäuse 30 vorgesehen ist ein Rotor 50, der zwei Bauteilen 50A, 51 umfasst, die durch eine entsprechende Lageranordnung axial unbeweglich gegenüber dem Außengehäuse 30, jedoch gegenüber diesem gemeinsam frei drehbar um die in Bohrerrichtung 2 erstreckte Achse ausgebildet sind.
  • Das eine dieser Bauteile 50A, 51, das Bauteil 50A, stellt eine von zwei Stellschrägen zur Verfügung, die bezogen auf die Figur linksseitige Stellschräge 52.
  • Die Schwingungsdämpfungseinrichtung 20 verfügt weiterhin über einen Pnematikkolben 60 umfassend ein Bauteil 70, welches nicht-drehbeweglich in das Außengehäuse 30 eingesetzt ist. Dieses Bauteil 70 begrenzt gemeinsam mit dem Außengehäuse 30 eine Pneumatik-Druckkammer 64, die durch einen Pneumatikkanal 65 mit Luft druckbeaufschlagbar ist. Alle an diese Pneumatikdruckkammer 64 angrenzenden Bauteile 30C, 30B, 70 sind durch eine O-Ring-Anordnung abgedichtet, so dass keine Luft aus der Pneumatik-Druckkammer 64 entweichen kann.
  • Zum Pnematikkolben 60 gehört neben dem bestimmungsgemäß nicht oder kaum rotierenden Bauteil 70 auch das bestimmungsgemäß mit dem Bohrrohr mitrotierende Bauteil 80. Die beiden zur Kolbeneinheit gehörenden Bauteile 70, 80 sind axial zueinander unbeweglich, jedoch mittels passender Wälzlager drehbeweglich gegeneinander. Das rotierende Bauteil 80 stellt die zweite Stellschräge 62 zur Verfügung.
  • Somit sind die beiden Stellschrägen 52, 62 durch Druckbeaufschlagung der Pneumatik-Druckkammer 64 aufeinander zu bewegbar. Gemeinsam liegen sie an Spannschrägen 42, 44 einer Spannhülse 40 an, die einen variablen Innendurchmesser aufweist und mit diesem unmittelbar an der Außenseite des Bohrrohrs 19 anliegt. Das Anpressen der Spannhülse 40 an das Bohrrohr 19 ist über eine Druckerhöhung in der Pneumatik-Druckkammer 64 realisierbar. Da die Spannschrägen 42, 44 und die Stellschrägen 52, 62 ausreichend steil sind, um keine Selbsthemmung zu verursachen, ist eine Aufweitung der Spannhülse 40 gegen die Kraft der Luft in der Pneumatik-Druckkammer 64 ebenfalls möglich.
  • Die Darstellung der 2 sowie die folgenden Darstellungen dienen der Veranschaulichung. Sie stellen jedoch vereinfachte Darstellungen dar. So können insbesondere die als einheitliche Bauteile dargestellten Bauteile 70 und 51 mehrteilig ausgebildet sein, um die Montage der Wälzkörper und/oder Wellendichtungen zu ermöglichen.
  • Anhand der 3A und 3B ist ersichtlich, wie die Verlagerung des Pnematikkolbens 60 wirkt. Ausgehend vom Zustand der 3A wird die Pneumatik-Druckkammer 64 mit Druck beaufschlagt, beispielsweise zwischen 4 und 6 bar. Der gesamte Pnematikkolben 60 mit seinen Bauteilen 70, 80 wird nach links verlagert, so dass die Stellschrägen 52, 62 sich einander annähern. Die Spannhülse 40 wird hierdurch bezogen auf ihren Durchmesser zusammengedrückt. Damit dies möglich ist, verfügt sie über den in 3A und 3B dargestellten Aufbau mit alternierend von beiden Seiten eingebrachten Einschnitten 46.
  • Die 4A bis 4C zeigen, wie eine erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungseinrichtung mit einem variablen Trägheitsmoment versehen werden kann. Die Anbringung zusätzlicher Massen zur Erzeugung eines zusätzlichen Trägheitsmomentes kann geeignet sein, die Schwingungen bei einer Bohrbearbeitung zu reduzieren. Die dargestellte Schwingungsdämpfungseinrichtung gestattet dies dadurch, dass das Bauteil 50A, welches schon in vorangegangenen Figuren dargestellt worden ist, nicht nur die Stellschräge 52 zur Verfügung stellt, sondern darüber hinaus auch als austauschbares Bauteil vorgesehen ist, so dass stattdessen entsprechend der 4B auch ein mit höherem Trägheitsmoment versehenes Bauteil 50B verwendet werden kann, welches ebenfalls eine Stellschräge 52 zur Verfügung stellt. Damit der Austausch der Bauteile 50A, 50B gegeneinander mit geringem Aufwand einhergeht, ist das Außengehäuse 30 derart ausgebildet, dass es nicht zerlegt werden muss, um die Bauteile 50A, 50B entnehmen oder montieren zu können. Die Verwendung ein und desselben Bauteils zur Zurverfügungstellung des gewünschten Trägheitsmomentes sowie zur Zurverfügungstellung der Stellschräge 52 führt zu einem axial geringen Bauraumbedarf.
  • Die 4C zeigt, dass ein besonderer Vorteil darin gegeben ist, wenn jenes die Stellschräge 52 zur Verfügung stellende Bauteil 50B gleichzeitig noch Anbringungsmöglichkeiten für zusätzliche Bauteile 54 zur Verfügung stellt, die das Trägheitsmoment nochmals erhöhen.

Claims (9)

  1. Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) für einen Bohrer (18), insbesondere zum Zwecke des Tiefbohrens, mit den folgenden Merkmalen: a. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) verfügt über ein Außengehäuse (30), und b. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) verfügt über eine sich in einer Bohrerrichtung (2) erstreckende Spannhülse (40), die drehbar im Außengehäuse (30) gelagert ist und zur eingespannten Aufnahme eines Bohrrohrs (19) des Bohrers (18) vorgesehen ist, und c. die Spannhülse (40) weist einen variablen Innendurchmesser auf, und d. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) verfügt über eine Stelleinrichtung, mittels derer der Innendurchmesser der Spannhülse (40) veränderbar ist, gekennzeichnet durch die Merkmale: e. die Stelleinrichtung verfügt über zwei an der Spannhülse (40) vorgesehene Spannschrägen (42, 44), die zueinander in Axialrichtung ortsfest und gegenläufig zueinander ausgerichtet sind, und f. die Stelleinrichtung verfügt über zwei Stellschrägen (52, 62), deren axiale Beabstandung einstellbar ist und die an je einer der Spannschrägen (42, 44) anliegen, so dass durch eine Veränderung der axialen Beabstandung der Stellschrägen (52, 62) der Innendurchmesser der Spannhülse (40) einstellbar ist.
  2. Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 1 mit dem folgenden Merkmale: a. eine erste der Stellschrägen (52) ist axial ortsfest zum Außengehäuse (30) angeordnet, und b. eine zweite der Stellschrägen (62) ist axial beweglich gegenüber dem Außengehäuse (30) ausgebildet.
  3. Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2 mit den folgenden Merkmalen: a. die erste Stellschräge (52) ist an einem Bauteil (50B) der Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) vorgesehen, welches Befestigungsmittel zur Anbringung einer Zusatzmasse (54) gestattet, und/oder b. die erste Stellschräge (52) ist an einem wechselbaren Bauteil (50A, 50B) vorgesehen, so dass verschiedene Ausgestaltungen dieses Bauteils (50A, 50B) mit unterschiedlichen Trägheitsmomenten verwendbar sind.
  4. Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit den folgenden Merkmalen: a. Die zweite Stellschräge (62) ist an einem Pnematikkolben (60) vorgesehen, der gemeinsam mit dem Außengehäuse (30) eine Pneumatik-Druckkammer (64) begrenzt.
  5. Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2 mit den folgenden Merkmalen: a. der Pnematikkolben (60) weist ein rotativ gegenüber dem Gehäuse ortsfestes sowie axial bewegliches Bauteil (70) sowie ein gegenüber dem Gehäuse drehbewegliche und axial bewegliches Bauteil (80) auf, zwischen denen ein Axiallager (66) vorgesehen ist.
  6. Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit den folgenden Merkmalen: a. mindestens eine der Stellschrägen (52, 62) und mindestens eine der Spannschrägen (42, 44) sind derart gegenüber der Bohrerrichtung (2) schräggestellt, dass sich zwischen ihnen keine Selbsthemmung einstellt, so dass durch eine radiale Verlagerung der Spannschräge (42, 44) nach außen eine axiale Relativverlagerung der Spannschräge (42, 44) und der Stellschräge (52, 62) gegeneinander erzielbar ist.
  7. Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) für einen Bohrer, insbesondere zum Zwecke des Tiefbohrens, mit den folgenden Merkmalen: a. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) verfügt über ein Außengehäuse (30), und b. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) verfügt über eine Spannhülse (40), die drehbar im Außengehäuse (30) gelagert ist und zur eingespannten Aufnahme eines Bohrrohrs des Bohrers vorgesehen ist, und c. die Spannhülse (40) weist einen variablen Innendurchmesser auf, und d. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) verfügt über eine Stelleinrichtung, mittels derer der Innendurchmesser der Spannhülse (40) veränderbar ist, gekennzeichnet durch die Merkmale: e. die Stelleinrichtung verfügt über mindestens eine an der Spannhülse (40) vorgesehene Spannschräge (44), und f. die Stelleinrichtung verfügt über mindestens eine Stellschräge (62), deren axiale Position relativ zum Außengehäuse (30) einstellbar ist und die an der mindestens einen Spannschrägen (44) anliegt, so dass durch eine Veränderung der axialen Position der Stellschräge (62) der Innendurchmesser der Spannhülse (40) einstellbar ist, und g. die Stelleinrichtung verfügt über einen Pneumatikkolben (60), der durch pneumatische Druckbeaufschlagung gegenüber dem Außengehäuse (30) verlagerbar ist und mittels dessen die mindestens eine Stellschräge (62) axial bewegt werden kann.
  8. Tiefbohranordnung (10) mit den folgenden Merkmalen: a. Die Tiefbohranordnung (10) umfasst ein Maschinenbett (12), b. Die Tiefbohranordnung (10) umfasst einen elektrischen Bohrerantrieb (14), c. Die Tiefbohranordnung (10) umfasst einen Bohrer (18), umfassend ein Bohrrohr (19) und einen Bohrkopf, d. Die Tiefbohranordnung (10) weist eine Werkstückposition zur Aufnahme eines Werkstücks auf, e. Die Tiefbohranordnung (10) umfasst eine Schwingungsdämpfungseinrichtung (20), zwischen dem Bohrerantrieb (14) und dem Werkstück, gekennzeichnet durch das Merkmal: f. die Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) ist nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet.
  9. Tiefbohranordnung (10) nach Anspruch 6 mit den folgenden Merkmalen: g. Die Tiefbohranordnung (10) verfügt über eine Steuereinrichtung (16) mit einem Bedienpanel (16A) sowie einem Bildschirm (16B) und h. Die Steuereinrichtung (16) ist zur elektrischen Ansteuerung des Bohrerantriebs (14) und zur pneumatischen Ansteuerung der Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) über das Bedienpanel (16A) ausgebildet sowie zur Anzeige von Prozessgrößen des Bohrerantriebs (14) und der Schwingungsdämpfungseinrichtung (20) auf dem Bildschirm (16B) ausgebildet.
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