DE3842995C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernbohrer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung einer Leichtbauverbundplatte ist der Leichtbaukern der Platte an den Stellen durch Ausbohren zu entfernen, die Gewindeeinsätze oder andere Befestigungselemente aufnehmen sollen. Dieses Ausbohren geschieht üblicherweise an den fertigen Platten, die bekanntlich aus einer oberen und einer unteren Deckschicht aus faserverstärktem Kunststoff mit einem dazwischen angeordneten Leichtbaukern, meist einem Wabenkern, bestehen. In vielen Fällen ist es jedoch erforderlich, den Kern der Platte an bestimmten Stellen beispielsweise zum Anbringen von Durchgangsbohrungen zu entfernen und durch ein anderes Material zu ersetzen. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es zweckmäßig, dieses Material in eine Platte vor deren Fertigstellung einzubringen. Dies bedeutet aber, daß der Kern bereits auszubohren ist, wenn dieser mit den damit zu verbindenden unteren sog. Prepreglagen verpreßt, aber nicht fest verbunden ist. Mit Prepreg wird mit aushärtbarem Kunstharz vorimprägniertes Fasermaterial bezeichnet. Im Falle dieses Fertigungsablaufes ist der Kern für das Bohrwerkzeug direkt zugänglich. Es sind unterschiedliche Werkzeuge zum Entfernen des Leichtbaukernes aus einer noch nicht fertiggestellten Leichtbauverbundplatte bekannt. So geschieht das Entfernen an den betreffenden Stellen bisher entweder mittels eines Locheisens oder mittels eines Fräsers.

Mit dem Locheisen wird der Leichtbaukern im Bohrungsbereich von Hand durch Ausstanzen entfernt. Vorteilhaft ist hierbei, daß so gut wie keine Späne oder Staub entstehen. Von Nachteil ist jedoch, daß sich dieses Vorgehen nicht in eine automatische Fertigung integrieren läßt.

Das Ausfräsen wäre demgegenüber an sich ohne weiteres in einen automatisierten Fertigungsablauf integrierbar. Infolge der hierbei entstehenden Späne und der unvermeidlichen Ausfransungen der Schnittkanten ist diese Lösung nicht akzeptabel.

Es ist nun bekannt, daß man zum sauberen Ausbohren von Gegenständen aus bestimmten Materialien, beispielsweise Papier, Pappe oder Plastik, Bohrer mit einer rotierenden Ringschneide und einem axial durchbohrten Schaft verwendet. Ein entsprechender Hohlbohrer ist dem DE-GM 69 00 411 zu entnehmen. Dieser auch als Lochpfeife bezeichnete Hohlbohrer für Papierbohr- oder Stanzmaschinen ist mit einer messerartigen Ringschneide versehen, wobei der Hohlbohrer aus einer dünnwandigen und oberflächengehärteten Stahlhülse konstanter Wandstärke besteht, deren eines Ende zunächst gestaucht und anschließend mit der Ringschneide versehen ist. Dieser Hohlbohrer weist keinerlei Mittel auf, wodurch das für einen automatisierten Fertigungsablauf unerläßliche kontinuierliche Abführen von Bohrkernen zu bewerkstelligen wäre. Die DE 29 35 565 A1 zeigt eine Ventilanbohrarmatur, insbesondere für Kunststoffrohrleitungen, mit einem metallischen Hohlfräser für den Anbohrvorgang, dessen zylindrisches Fräsrohr mehrere gleichmäßig auf dem Umfang verteilte, in Drehrichtung leicht zur Fräserlängsachse geneigte Zahnleisten mit stirnseitigen Schneidkanten aufweist und der Innenraum des Fräsrohres als Aufnahmekammer für die Bohrspäne sowie für die ausgeschnittene Rohrscheibe dient, wobei die Rohrscheibe durch ein Innengewinde der Fräsrohrzahnleisten gehalten wird. Dabei bildet der Innenraum des Fräsrohres eine Sackbohrung, in der die Rohrscheibe verbleibt. Zum kontinuierlichen Abführen von Bohrkernen liefert diese Lösung keine Anregung.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kernbohrer derart auszubilden, daß dieser zum Ausbohren von Waben-Prepreg-Gelegen verwendbar ist, wobei

• - ein spanloses Entfernen des Bohrkerns ermöglicht wird,
• - die Wandungen der Wabe sauber, d. h. ohne Ausfransungen, durchtrennt werden,
• - ein ringsum ausgetrennter Kern von der unteren Deckschicht einer Leichtbauverbundplatte gelöst wird und
• - anfallende Bohrkerne aus dem Bereich der Ringschneide kontinuierlich abführbar sind.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Kernbohrer durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß die ausgebohrten Kern­ ausschnitte kontinuierlich abgeführt werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und in der Beispielbeschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Kernbohrer im Schnitt und

Fig. 2 einen Teilschnitt des Kernbohrers nach Fig. 1 mit mehreren Schneiden.

Fig. 1 zeigt im Schnitt einen erfindungsgemäßen Kernbohrer 1 mit einem Schaft 2, mit einer Ringschneide 3 sowie mit einer axialen Bohrung 4 vom Durchmesser d. Im Bereich der Ringschneide 3 ist ein relativ kurzes Innengewinde 5 angeordnet, dessen Länge mit k bezeichnet ist. Der Durchmesser d der Bohrung 4 ist größer als der Außendurchmesser D_G des Gewindes. Der Außendurchmesser D des Kernbohrers 1 ist im Bereich der Schneide 3 auf den Schneiden­ durchmesser D_S reduziert. Dieser Durchmesser D_S erstreckt sich in axialer Richtung von der Schneide 3 ausgehend über eine Länge l. Die Schneide 3 wird durch die Zylinderfläche vom Durchmesser D_S und einer Kegelfläche 6 gebildet, die sich von der Schneide 3 bis zum Außendurchmesser D_G des Gewindes erstreckt. Hierdurch ergibt sich die im Schnitt ersichtliche Anschärfung der Schneide mit dem Winkel w.

Soll nun der Kern einer Leichtbauverbundplatte mittels des Kernboh­ rers 1 ausgebohrt werden, so dringt die Ringschneide 3 rotierend in den Wabenkern ein. Dabei schneidet sich das Innengewinde 5 in den äußeren Randbereich des zu lösenden Kerns ein, wobei sich dieser infolge seiner zunächst noch bestehenden Bindung zu den umgebenden Waben nicht mitdreht. Der Vorschub des Bohrers 1 ist so begrenzt, daß dieser in seiner tiefsten Stellung die Prepreg­ lagen gerade berührt, ohne jedoch in diese einzuschneiden. Beim anschließenden Hochfahren der Bohrspindel mit dem Bohrer 1 wird der innerhalb des Bohrers 1 befindliche Kern nach oben gezogen und von den Prepreglagen getrennt. Bei Wiederholung des Vorganges zum Anbringen der nächsten Bohrung kommt der noch im Gewinde 5 befindliche Kern mit dem Kernmaterial der neuen Bohrung in Kontakt und wird demzufolge aus dem Gewinde 5 nach oben heraus­ gedreht und in den oberen erweiterten Bereich vom Durchmesser d transportiert.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausgestaltung der Erfindung, wobei die Ringschneide in mehrere schräg verlaufende Schneiden 7 unter­ teilt ist. Hierdurch wird der Schneidvorgang erleichtert.

Mittels des Kernbohrers 1 gemäß den vorbeschriebenen Ausgestaltun­ gen kann der Wabenkern in einem Bohrungsbereich mit einem defi­ nierten Durchmesser sauber, d. h. ohne Entwicklung von Staub oder Spänen, entfernt werden. Nacharbeiten zum Säubern der Bohrungen sind daher nicht erforderlich. Falls die Werkzeugmaschine pro­ grammsteuerbar ausgebildet ist, kann diese in einen automati­ sierten Fertigungsablauf eingeschaltet werden. Durch eine an der betreffenden Werkzeugmaschine angebrachte Absauganlage ist ein kontinuierlicher Abtransport der Wabenkerne aus dem Arbeitsbe­ reich sichergestellt.

Die je nach Anwendungsfall besten Merkmale des Bohrers 1, wie die Schneidengeometrie, die Steigung des Gewindes 5 der Werkstoff des Bohrers und dgl. können nach fertigungstechnischen Gesichtspunkten ermittelt werden. Dies gilt auch für Bearbeitungsparameter wie Drehzahl und Vorschub.

Claims (4)

1. Kernbohrer mit einer axialen Bohrung sowie mit einem als Einspannschaft ausgebildeten Betätigungsende und einem werkstückseitigen Ende mit einer Ringschneide, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ringschneide (3) zum Lösen und kontinuierlichen Abführen von Bohrkernen aus in Fertigung befindlichen Leichtbauverbundplatten ein Innengewinde (5) angeordnet ist.

2. Kernbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) der Bohrung (4) größer ist als der Außendurchmesser (D_G) des Innengewindes (5).

3. Kernbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Kernbohrers (1) im Bereich der Ringschneide (3) auf den Schneidendurchmesser (D_S) der Ringschneide (3) reduziert ist.

4. Kernbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernbohrer (1) mehrere Teilschneiden (7) aufweist.