DE4122997A1 - Schaftanordnung fuer eine ringlochschneidevorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaftanordnung oder eine Halterung zum Haltern einer Ringlochschneidevorrichtung. Die vorliegende Anordnung ist besonders zweckmäßig bei Verwendung mit einer einfachen Bohrmaschine, wie einer Hand- Bohrmaschine, bei der die Position der Schneidevorrichtung bezüglich eines zu bearbeitenden Werkstückes nicht fixiert werden kann.

Aus der US-PS 36 09 056 ist eine Ringschneidevorrichtung bzw. ein Werkzeug mit einem zylindrischen, becherförmigen Körper bekannt, welcher an seinem offenen Ende sägezahn­ ähnliche Schneidkanten enthält und an dessen geschlossenem Ende ein koaxialer Schaft befestigt ist. Ein solches Werk­ zeug dient zum Schneiden eines ringförmigen Einschnitts und schließlich zum Ausschneiden eines großen kreisförmigen Loches durch Andrücken der Schneidkanten gegen das Werkstück und eine Drehbewegung des Schaftes. Dies ist unproblematisch, wenn die Position der Schneidevorrichtung und des Werk­ stückes relativ zueinander fest fixiert ist, wie es bei großen Ständer-Bohrmaschinen der Fall ist. Es ist jedoch sehr schwierig, den Mittelpunkt der Bohrung konstant zu halten, wenn die Position der Schneidevorrichtung und des Werkstückes relativ zueinander nicht fixiert werden kann, wie es bei Hand-Bohrmaschinen der Fall ist. In diesem Fall ist es gängige Praxis, wie in der oben angegebenen US- Patentschrift beschrieben, mit dem Schaft der Ringschneide­ vorrichtung einen Bohrer koaxial zu verbinden, dessen Spitze ein etwas über die Schneidkanten der Schneidevorrichtung hinausragt, und zuerst durch den Bohrer ein mittleres Loch herzustellen und dann mit der Schneidevorrichtung ein großes Loch zu schneiden, wobei das mittlere Loch als Führung benutzt wird.

Wenn mit einer solchen Ringlochschneidevorrichtung ein Loch ausgeschnitten wird, so bleibt natürlich eine Scheibe als Abfall innerhalb des "Bechers" der Schneidevorrichtung zurück, und es ist mühsam und zeitaufwendig, diese Scheibe zu entfernen.

Aus der US-PS 44 08 935 ist jedoch auch schon eine Ringloch­ schneidevorrichtung bekannt, bei der die Abfall-Scheibe aus­ geworfen wird. Die Schaftanordnung dieser bekannten Schneide­ vorrichtung bildet einen koaxialen zylindrischen Hohlraum, in dem eine Schraubenfeder und ein mittlerer Bolzen an­ geordnet sind. Der mittlere Bolzen wird durch die Feder konstant nach außen gedrückt und kann sich mit der Schneide­ vorrichtung drehen. Diese Anordnung ähnelt dem ersten An­ schein nach der Schneidevorrichtung gemäß der o.a. US-PS 36 09 056; wenn jedoch das Schneidwerkzeug gegen das Werk­ stück gedrückt wird, wird der mittlere Bolzen gegen die Kraft der Feder in den Hohlraum gedrückt, ohne ein Loch zu bohren und wenn der Bohrvorgang beendet ist, so wird er von der Feder in seine Anfangsposition zurückgedrückt und stößt dabei die im "Becher" zurückgebliebene Scheibe aus. Bei dieser Anordnung tritt jedoch keine "Selbstzentrierung" ein, da im Zentrum kein Führungsloch gebildet wird.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine neuartige und verbesserte Schaftanordnung für eine Ringlochschneidevorrichtung anzugeben, welche nicht nur ein Führungsloch im Zentrum zur Erzielung eines "Selbst­ zentrierungseffektes" bohren kann, sondern auch eine in der Bohrung verbleibende Scheibe nach Vollendung der Bohrung entfernt.

Das oben erwähnte Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Schaftanordnung für eine Ringlochschneidevor­ richtung erreicht, welche die folgenden Elemente enthält:

• - einen Schaftkörper mit einem koaxialen, zylinderförmigen, inneren Hohlraum;
• - ein zur Befestigung einer Ringlochschneidevorrichtung ausgebildetes Kopfende;
• - eine im Inneren des Hohlraumes angeordnete Feder;
• - einen im Inneren des Hohlraumes angeordneten zentralen Bohrer, welcher durch die Feder ständig nach außen gedrückt wird;
• - eine Überschiebmuffe, welche den zentralen Bohrer in gleitendem Kontakt umgibt;
• - eine erste Kupplungs- oder Klemmeinrichtung, welche auf eine axiale Bewegung der Überschiebmuffe reagiert und eine axiale Bewegung des mittleren Bohrers entweder zuläßt oder verhindert; und
• - eine zweite Kupplungs- oder Klemmeinrichtung, welche auf eine axiale Bewegung des mittleren Bohrers reagiert und eine Drehung des mittleren Bohrers entweder zuläßt oder verhindert.

Im Anfangs- oder Normalzustand wird der mittlere Bohrer an einer axialen Bewegung und an einer Drehbewegung bezüglich des Schaftkörpers durch die oben erwähnte Kupplungsvor­ richtung gehindert und wenn die mit einer Ringlochschneide­ vorrichtung verbundene Schaftanordnung gegen ein zu be­ arbeitendes Werkstück gedrückt wird, so beginnt der mittlere Bohrer zunächst ein Mittelloch zu bohren. Nachdem diese Bohrung eine vorgegebene Tiefe erreicht hat, schlägt die oben erwähnte Überschiebmuffe am Werkstück an und löst dabei die erste Kupplungseinrichtung. Dadurch wird der mittlere Bohrer in den Hohlraum gegen die Feder gedrückt und löst die zweite Kupplungseinrichtung. Der mittlere Bohrer hört da­ durch auf, sich zu drehen und die Ringlochschneidevor­ richtung beginnt mit dem Bohren oder Ausschneiden des Haupt­ lochs.

Bei der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein ausreichendes Führungsloch gebildet, bevor das Hauptloch ausgeschnitten wird. Es ist daher möglich, den erwünschten "Selbstzentrierungseffekt" zu erzielen und außerdem die Scheibe durch den mittleren Bohrer auszuwerfen, der in seine anfängliche Position durch die Feder zurückgedrückt wird, nachdem das Hauptloch gebohrt wurde. Die Funktion des mittleren Bohrers ist damit der des Führungsbolzens in der Schaftanordnung der oben erwähnten US-PS 44 08 935 analog.

Diese und andere Merkmale und die Arbeitsweise werden im folgenden anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detaillierter beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Schaftanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt der in Fig. 1 gezeigten Anordnung entlang einer in Fig. 1 mit II-II bezeichneten Linie;

Fig. 3 einen Axialschnitt der Anordnung gem. Fig. 1, mit einer Ringlochschneidevorrichtung in einem mittleren Stadium einer Bohrung;

Fig. 4 einen Querschnitt der in Fig. 3 gezeigten Anordnung entlang einer in Fig. 3 bezeichneten Linie IV-IV und

Fig. 5 einen Axialschnitt der in Fig. 3 gezeigten Anordnung im Zustand nach Beendigung der Bohrung.

Für gleiche Konstruktionselemente wurden in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaftanordnung enthält einen zylin­ drischen Hohlkörper 1, welcher an seinem einen Ende einen Schaft 2 zur Befestigung an einer Halterungsvorrichtung, wie einem Bohrfutter, einer Bohrmaschine (nicht gezeigt) auf­ weist, ferner eine becherförmige Halterung 3 für eine Ring­ lochschneidevorrichtung am anderen Ende, und einen mittleren Bohrer 4, welcher in den inneren Hohlraum des Körpers 1 eingesetzt ist. Der mittlere Bohrer 4 enthält an der Spitze eine Schneidekante 4a und am rückseitigen Ende befestigte Dreh- bzw. Axial-Kupplungsscheiben 5 und 6. Zwischen der Kupplungsscheibe 5 und dem Boden des Hohlraumes ist eine Schraubenfeder 7 eingesetzt, durch die der mittlere Bohrer 4 ständig nach außen gedrückt wird.

Die Kupplungsscheibe 5, welche in gleitendem Kontakt in den Hohlraum eingepaßt ist, enthält eine Vielzahl von Aus­ nehmungen 8, welche in der äußeren Wand gebildet und dabei so angeordnet sind, daß in eine der Ausnehmungen 8 ein Halte­ stift 9 eingreifen wird, der in eine Seitenwand des Körpers 1 eingeschraubt ist und den mittleren Bohrer an einer Dreh­ bewegung und einer axialen Bewegung nach außen hindert. Ein Teil 10 der Seitenwand des Körpers 1 mit zwei nach innen verlaufenden Vorsprüngen 11 und 12 ist um einen Drehzapfen 13 schwenkbar, so daß er, wie in Fig. 2 gezeigt ist, wie eine Tür geöffnet und geschlossen werden kann. Dieser Teil 10 wird durch eine C-förmige Feder 14 ständig im geschlossenen Zustand gehalten und in dem in Fig. 1 gezeigten Anfangs­ zustand wird die zweite Kupplungsscheibe 6 von dem oberen Vorsprung 11 festgehalten, um den mittleren Bohrer 4 an einer nach innen gerichteten Bewegung zu hindern. Die Grundfläche des unteren Vorsprungs 12 ist eine mit Nocken versehene Oberfläche.

Eine dickwandige Überschiebmuffe 15 umgibt den mittleren Bohrer 4 in gleitendem Kontakt und wird durch eine zweite Schraubenfeder, welche zwischen dem rückseitigen Ende der Überschiebmuffe 15 und der Kupplungsscheibe 6 angeordnet ist, ständig in axialer Richtung nach außen gedrückt. In einem Teil des mittleren Bohrers 4 ist eine Ausnehmung 17 gebildet, in die ein in die Muffenwand geschraubter Halte­ stift 18 greift, um den mittleren Bohrer 4 an der Bewegung nach außen zu hindern. Im Anfangszustand, wie in Fig. 1 gezeigt, ragt der mittlere Bohrer 4 um eine vorgegebene Länge D über das vordere Ende der Überschiebmuffe 15 hinaus und ist von der mit Nocken versehenen Oberfläche des Vor­ sprungs 12 gerade eben etwas gelöst.

Die Überschiebmuffe 15 wird durch eine an den Körper 1 befestigte Trageplatte 19 geführt, so daß sie in axialer Richtung innerhalb der Länge der Ausnehmung 17 gleiten und mit dem mittleren Bohrer 4 rotieren kann.

Das becherförmige Halteteil 3 für das Schneidwerkzeug am vorderen Ende des Körpers 1 ist zur festen Halterung einer Ringlochschneidevorrichtung 20 ausgebildet, welche durch eine Feststellschraube 21 fixiert wird, wie in Fig. 1 strichpunktiert gezeigt ist.

Die oben beschriebene Schaftanordnung arbeitet folgender­ maßen:
Wenn die vorliegende Schaftanordnung mit einer in Fig. 1 strichpunktiert gezeigten, angefügten Ringlochschneide­ vorrichtung 20 an einer gewöhnlichen Bohrmaschine (nicht gezeigt) befestigt wird und in eine Drehbewegung versetzt wird, so rotiert der mittlere Bohrer 4 mit dem Körper 1, da er in Drehrichtung und in axialer Richtung durch die Kupplungsscheiben 5 und 6, den Haltestift 9 und den Vor­ sprung 11 im Anfangszustand, wie gezeigt, mit dem Körper 1 verbunden ist. Wenn die Anordnung gegen eine zu bohrende Metallplatte 22 gedrückt wird (Fig. 3), wird zuerst mit der Bohrung eines mittleren Loches 23 (Fig. 3) durch den mitt­ leren Bohrer 4 begonnen. Wenn das mittlere Loch eine Tiefe D erreicht hat, wird die Überschiebmuffe 15 durch die Ober­ fläche der Metallplatte 22 nach oben gegen die Feder 16 gedrückt und der mit Nocken versehene Vorsprung 12 wird durch das obere Ende der Überschiebmuffe 15 radial nach außen gedrückt. Dadurch wird, wie in Fig. 4 gezeigt, das türartige Teil 10 gegen den Widerstand der Feder 14 geöffnet und löst den Haltevorsprung 11 von der Kupplungsscheibe 6. Der mittlere Bohrer 4 kann sich dann in axialer Richtung bewegen und wird während der Drehbewegung mit der Überschieb­ muffe 15 nach oben gegen die Feder 7 gedrückt. Dies hat zur Folge, daß die Kupplungsscheibe 5 von dem Haltestift 9 gelöst wird, so daß der mittlere Bohrer 4 relativ zum Körper 1 nunmehr frei drehbar ist. Der mittlere Bohrer 4 beendet dementsprechend seine Drehbewegung und damit das Bohren des mittleren Loches 23 und wird weiter angehoben. Dann greift die Ringschneidevorrichtung 20 an der Metallplatte 22 an und beginnt das Hauptloch 24 auszuschneiden (Fig. 3). Während der mittlere Bohrer 4 weiter gegen die die Wirkung der Feder 7 angehoben wird, wird das Hauptloch 24 kontinuierlich gebohrt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn die Ringschneide­ vorrichtung 20 schließlich die Metallplatte 22 zur Voll­ endung des Hauptloches 24 durchdrungen hat, wie in Fig. 5 dargestellt ist, werden der mittlere Bohrer 4 und die Über­ schiebmuffe 15 durch die Federn 7 und 16 nach unten in die in Fig. 1 dargestellte Position zurückgedrückt, wobei die Kupplungsscheibe 5 durch den Haltestift 9 festgehalten und das türartige Teil 10 geschlossen wird, so daß die Kupplungsscheibe 6 durch den Vorsprung 11 festgehalten wird. Zur selben Zeit stoßen der mittlere Bohrer 4 und die Über­ schiebmuffe 15 eine durch die Ringschneidevorrichtung 20 ausgeschnittene, Scheibe 25 aus und lösen sie damit von der Ringschneidevorrichtung 20. Die Scheibe 25 fällt automatisch heraus oder kann einfach entfernt werden.

Mit der vorliegenden Schaftanordnung wird also ein mittleres Loch 23 etwas tiefer als mit D in Fig. 1 bezeichnet, gebildet, bevor das Hauptloch 24 gebohrt wird. Beim Ausschneiden des Hauptloches 24 dient das mittlere Loch 23 als Führung. Dementsprechend wird der Selbstzentrierungseffekt automatisch und sicher erzielt und die Entfernung der ausgeschnittenen Scheibe 25 geschieht ebenso automatisch und einfach.

Claims (4)

1. Schaftanordnung für eine Ringlochscheidevorrichtung mit
einem zylindrischen Hohlkörper (1), welcher an seinem einen Ende ein Halteteil (3) zur Halterung einer Ringlochschneidevorrichtung (20) aufweist, und
einem mittleren Bohrer (4), welcher in einem inneren Hohlraum des Körpers (1) angeordnet ist,
gekennzeichnet durch
eine Feder (16), welche im Hohlraum angeordnet ist, um den mittleren Bohrer (4), der axial verschiebbar im Hohlraum des Körpers gelagert ist, in axialer Richtung nach außen zu drücken,
eine Überschiebmuffe (15), die den mittleren Bohrer (4) umgibt und einer gleitenden Bewegung in axialer Richtung fähig ist;
eine erste Kupplungseinrichtung (6), welche durch eine axiale Bewegung der Überschiebmuffe (15) betätigbar ist und eine axiale Bewegung des mittleren Bohrers (4) entweder zuläßt oder verhindert; und
eine zweite Kupplungseinrichtung (5), welche durch eine axiale Bewegung des mittleren Bohrers (4) betätigbar ist und eine Drehung des mittleren Bohrers (4) entweder zuläßt oder verhindert;
wobei anfangs sowohl eine axiale Bewegung als auch eine Drehung des mittleren Bohrers (4) bezüglich des Hohlkörpers durch die erste (6) und die zweite Kupplungseinrichtung (5) verhindert wird, so daß beim Drehen des Hohlkörpers (1) der mittlere Bohrer (4) zuerst ein mittleres Loch (23) bohrt und nachdem bei der Bohrung eine vorgegebene Tiefe erreicht wurde, sich die Überschiebmuffe (15) in axialer Richtung bewegt und die erste Kupplungseinrichtung (6) löst, so daß sich der mittlere Bohrer (4) in axialer Richtung bewegen kann und die zweite Kupplungseinrichtung (5) löst, um die Drehbewegung des mittleren Bohrers (4) zu beenden.

2. Schaftanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Kupplungseinrichtung eine am mittleren Bohrer (4) koaxial befestigte erste Scheibe (6) und ein erstes Halteglied (11) enthält, welches durch eine axiale Bewegung der Überschiebmuffe (15) betätigbar ist und in den Hohlraum hineinragt, um an der ersten Scheibe anzugreifen; und
die zweite Kupplungseinrichtung eine am mittleren Bohrer (4) koaxial befestigte zweite Scheibe (5), welche eine Vielzahl von Ausnehmungen (8) in der Umfangswand aufweist, und ein zweites Halteglied (9) enthält, welches am Körper (1) befestigt ist und in den Hohlraum hineinragt, um an den Ausnehmungen (8) anzugreifen.

3. Schaftanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Halteglied (11) an einer mit Nocken versehenen Einrichtung (12) befestigt ist, welche durch eine axiale Bewegung der Überschiebmuffe (15) betätigbar ist, indem sie sich in radialer Richtung bewegt und damit ihre Arretierung der ersten Scheibe löst.

4. Schaftanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Nocken versehene Einrichtung (12) ein türförmiges Teil (10) enthält, welches einen Teil der Seitenwand des Körpers (1) bildet und um eine parallel zum mittleren Bohrer (4) verlaufende Achse geöffnet und geschlossen werden kann.