DE4437411C2 - Bohrvorrichtung, insbesondere zum Bohren von Holz, Kunststoff und Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrvorrichtung, insbesondere zum Bohren von Holz, Kunststoff und Metall, mit einem Antriebsmotor zum Antrieb des Bohrfutters, einem Pneumatikzylinder, einem mit ihm in funktionalem Zusammenhang stehenden Ölbremszylinder und einer elektronischen Steuerung für den Antriebsmotor und die Umschaltung des Ölbremszylinders.

Vorrichtungen, die beispielsweise mittels eines elektronisch gesteuerten bzw. geregelten Antriebsmotors betrieben werden, sind bekannt. Dabei dient ein elektronisches Steuergerät unter anderem dazu, die Drehzahl des Antriebsmotors einzustellen und bei verschiedenen Belastungen konstantzuhalten. Dem kontinuierlichen Vortrieb des Bohrfutters dient ein Pneumatikzylinder. Hierbei ist es bei manchen Anwendungen nachteilig, daß der Vortrieb des Bohrfutters mit der selben, geringen Geschwindigkeit vonstatten geht, ganz gleich, ob der Bohrer schon das zu bearbeitende Material erreicht hat, oder nicht.

Es sind auch schon Vorrichtungen bekannt, bei denen die Geschwindigkeit des Vortriebs des Bohrfutters bis zum Werkstück hoch ist, um dann bei Beginn des Bohrvorgangs im nötigen Umfang abgesenkt zu werden. Derartige Steuerung arbeitet mit Fotozellen oder anderen Sensoren, welche die Annäherung des Bohrers an das Werkstück signalisieren.

Insbesondere beim Bohren von Profilmaterial, wie es beispielsweise im Fensterbau verwendet wird, haben die bekannten Vorrichtungen den Nachteil, daß zwar eine rasche Annäherung des Bohrers an das Werkstück möglich ist, und dann mit geringer Geschwindigkeit des Vortriebs des Bohrers gebohrt werden kann. Ein Nachteil besteht aber darin, daß nach Überwindung der ersten Wandung des Profilmaterials durch den Bohrer die geringe Geschwindigkeit des Vortriebs des Bohrfutters beibehalten wird, obwohl das Bohrfutter an sich einen viel schnelleren Vorschub vertragen könnte, bis der Bohrer auf die nächste, zu bohrende Wandung trifft. In einem Produktionsprozeß addieren sich die an sich unnötigen, geringen Geschwindigkeiten des Vortriebs des Bohrers zu beachtlichen Fehlzeiten, welche die Ursache zu einer erheblichen Kostenbelastung bilden.

Es gibt auch Vorrichtungen, die beim Bohren jeweils einen langsamen Vortrieb des Bohrfutters bzw. einer anderen Bohraufnahme und ansonsten einen Eilgang für den Vortrieb des Bohrfutters bzw. der Bohraufnahme bewerkstelligen können. Sie arbeiten aber mit Nockensteuerung, sind jeweils nur auf das zu bearbeitende Werkstück eingestellt und aufwendig auf andere Werkstücke umzustellen. NC-Steuerungen mit Schrittmotoren sind ebenfalls jeweils nur auf das zu bearbeitende Werkstück eingestellt. Sie können zwar rasch umprogrammiert werden, stellen aber wohl die teuerste Lösung dar.

Aus der DE-OS 14 77 669 ist eine pneumatische Vorschubeinrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1 bekannt geworden. Diese Vorrichtung dient zum Regeln des Vorschubes einer Bohrmaschine mit einem Antriebsmotor zum Antrieb des Bohrfutters, einem Pneumatikzylinder, einem mit ihm in Zusammenhang stehenden Ölbremszylinder sowie einer Steuerung für die Umschaltung des Ölbremszylinders.

Aus der DE 36 42 130 C2 ist es weiterhin bekannt geworden, im Antriebsstrang für das Bohrfutter einen Sensor vorzusehen, der an den Eingang einer Steuervorrichtung angeschlossen ist, deren Ausgang den Antriebsmotor steuert. Hier übernimmt eine Permeabilitätsänderung des Werkzeugschaftes bei der Rotation die Funktion eines Dauermagneten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung, insbesondere zum Bohren von Holz, Kunststoff und Metall zu schaffen, die mit relativ einfachen Mitteln dazu in der Lage ist, immer dann langsamen Vortrieb für den Bohrer zu bewerkstelligen, wenn tatsächlich gebohrt wird, den Bohrer aber immer dann im Eilgang vorwärtszubewegen, wenn der Bohrer nach einem erfolgten Bohrvorgang und vor dem nächsten Bohrvorgang kein Material zu bearbeiten hat.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß mit einfachen Mitteln beliebige Werkstücke in der Weise bearbeitbar sind, daß jeweils beim Bohren automatisch langsamer Vortrieb für den Bohrer angewendet wird, und dann, wenn nicht gebohrt wird, der Bohrer automatisch im Eilgang vorwärtsbewegt wird. Abgesehen von einer Grundeinstellung bei der ersten Inbetriebnahme der Vorrichtung ist danach keinerlei werkstückbezogene Voreinstellung der Vorrichtung mehr nötig, weil die Umstellung von hoher Vorschubgeschwindigkeit, dem so genannten Eilgang, zu langsamem Vorschub und umgekehrt werkstückunabhängig automatisch erfolgt. Dementsprechend können die Werkstücke beliebig viele, große oder kleine Hohlräume sowie verschiedene Wandstärken haben, und dennoch wird mit kleinstmöglichem Zeitaufwand gebohrt, weil der Vorschub immer dann, wenn nicht gebohrt zu werden braucht, automatisch größer, also als Eilgang, eingestellt wird, als wenn gebohrt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand einer teilweise geschnittenen und teilweise schematischen Zeichnung erläutert.

Die Vorrichtung 1 umfaßt im wesentlichen einen Antriebsmotor 10, der vorzugsweise ein aus einem elektrischen Netz 12 gespeister Elektromotor ist, eine elektronische Steuervorrichtung 5, ein Getriebe 11 und einen Pneumatikzylinder 8. Letzterer steht mit einem Ölbremszylinder 13 in funktionalem Zusammenhang. Der Ölbremszylinder 13 wird von dem Pneumatikzylinder 8 geschleppt. Je nach Vorschub bzw. Eilgang wird im Ölbremszylinder 13 für den Ölstrom eine kleine Bohrung eingesetzt oder zusätzlich eine große Bohrung in den Ölkreislauf eingeschaltet.

Ein Bohrfutter 2 bzw. eine andere, beliebige Bohraufnahme für einen Bohrer 7 wird von dem Antriebsmotor 10 über das Getriebe 11 und eine Antriebswelle 14 angetrieben. In Verbindung mit dem Ölbremszylinder 13 dient der Pneumatikzylinder 8 dem Vorschub des Bohrfutters 2 und damit des Bohrers 7 in Richtung eines Pfeils 19. Der Vorschub und der Eilgang für den Bohrer 7 werden von der Steuervorrichtung 5 über eine Leitung 17 und ein Ventil 6 ausgelöst, das dem Ölbremszylinder 13 zugeordnet ist.

Eine Drehzahlmessung der Welle 9 des Antriebsmotors 10 erfolgt durch einen auf der Welle 9 sitzenden Dauermagneten 3, dessen Drehbewegungen von einem stationär im Antriebsmotor 10 angebrachten Sensor 7 über eine Leitung 18 an die Steuervorrichtung 5 gemeldet wird.

Alternativ zur Anbringung des Dauermagneten 3 auf der Welle 9 des Antriebsmotors 10 kann der Dauermagnet 3 auch auf einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Riemenscheibe bzw. einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Getrieberad im Getriebe 11 angebracht sein. Der Sensor 4 würde sich dann an geeigneter Stelle im Gehäuse des Getriebes 11 befinden, wo er die Drehbewegungen des Dauermagneten feststellen könnte.

Allgemein kann also gesagt werden, daß im Antriebsstrang für das Bohrfutter 2 der drehzahlabhängig bewegte Dauermagnet 3 sowie ihm gegenüber stationär angeordnet der Sensor 4 vorgesehen sind, und der Sensor 4 an den Eingang der Steuervorrichtung 5 angeschlossen ist, deren Ausgang an das geschwindigkeitsbestimmende Ventil 6 für den, den Vorschub des Bohrfutters 2 bewirkenden Ölbremszylinder 13 angeschlossen ist.

Die Steuervorrichtung 5 erhält ihren Strom über Leitungen 15, 16 aus dem elektrischen Netz 12.

In der Steuervorrichtung 5 ist eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Schaltung zur Feststellung der Frequenz der elektrischen Spannung im elektrischen Netz 12 vorgesehen.

Ebenfalls in der Steuervorrichtung 5 ist eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Schaltung zur Feststellung der Drehzahl des Antriebsmotors 10 vorgesehen.

Darüberhinaus ist in der Steuervorrichtung 5 eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Schaltung vorgesehen, welche die Frequenz der elektrischen Spannung im elektrischen Netz 12 zu der Drehzahl des Antriebsmotors 10 ins Verhältnis setzt.

In der Steuervorrichtung 5 befindet sich ferner eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Schaltung, die bei einer Herabsetzung der Drehzahl des Bohrfutters 2, die durch den Bohrvorgang hervorgerufen ist, das dem Ölbremszylinder 13 zugeordnete Ventil 6 in der Weise betätigt, daß der Vortrieb des Bohrfutters 2 verlangsamt und bei Erhöhung der Drehzahl des Bohrfutters 2 der Bohrer 7 im Eilgang vorwärts bewegt wird.

Funktionsweise

Der Vorschub des Bohrfutters 2 und damit des Bohrers 7 erfolgt zunächst rasch, also im Eilgang, bis der Bohrer 7 auf das zu bohrende Material auftrifft. Durch die Reibung zwischen dem Bohrer 7 und dem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Material nimmt die Drehzahl der Welle 9 des Antriebsmotors 10 geringfügig ab. Diese an sich sehr kleine Drehzahländerung beim Antriebsmotor 10 wird vom Sensor 4 über die Leitung 18 an die Steuervorrichtung 5 gemeldet, die über die Leitung 17 und das Ventil 6, sofort den Ölbremszylinder 13 in der Weise beeinflußt, daß der Bohrer 7 nur noch mit geringem Vorschub vorwärtsbewegt wird.

In gleicher Weise wird die Vorschubgeschwindigkeit des Ölbremszylinders 13 wieder erhöht, wenn der Bohrer 7 durch das Material hindurch ist und sich die Drehzahl des Antriebsmotors 10 dementsprechend wieder erhöht.

Claims (6)

1. Bohrvorrichtung, insbesondere zum Bohren von Holz, Kunststoff, oder Metall, mit einem Antriebsmotor (10) zum Antrieb des Bohrfutters (2) und einer Bohrervorschubs-An­ triebseinrichtung (8, 13) sowie einer Drehzahlerfassung des Antriebsmotors (10), dadurch gekennzeichnet, daß eine durch den Bohrvorgang bewirkte Drehzahländerung am Antriebsmotor (10) mittels eines Sensors (4) erfaßt und dieses Signal einer Steuereinrichtung (5) zuführbar ist und daß die Steuereinrichtung (5) signalabhängig die Bohrervorschubs-An­ triebseinrichtung (8, 10) im Sinne eines Bearbeitungs-Vor­ schubs und/oder eines Eilgangs ohne Bearbeitung steuert.

2. Bohrvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dauermagnet (3) auf der Welle (9) des Antriebsmotors (10) als Signalgeber für den Sensor vorgesehen ist.

3. Bohrvorrichtung, nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (3) mit einem Getrieberad in einem Getriebe (11) drehfest verbunden ist, das zwischen dem Antriebsmotor (10) und dem Bohrfutter (2) angeordnet ist.

4. Bohrvorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung (5) eine Schaltung zur Feststellung der Frequenz der elektrischen Spannung im elektrischen Netz (12) vorgesehen ist.

5. Bohrvorrichtung, nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung (5) eine Schaltung vorgesehen ist, welche die Frequenz der elektrischen Spannung im elektrischen Netz (12) zu einer Drehzahl des Antriebsmotors (10) ins Verhältnis setzt, wobei eine Änderung der Netzfrequenz keine Vorschubs- bzw. Eilgangsänderung zur Folge hat.

6. Bohrvorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung (5) eine Schaltung vorgesehen ist, die bei einer Herabsetzung der Drehzahl des Bohrers (7), die durch den Bohrvorgang hervorgerufen ist, das dem Ölbremszylinder (13) zugeordnete Ventil (6) ansteuert und den Vorschub des Bohrers (7) einleitet und daß bei Erhöhung der Drehzahl des Bohrers (7) das Ventil (6) in der Weise betätigt wird, daß vom langsamen Vortrieb des Bohrers (7) auf Eilgang des Vortriebs umgeschaltet wird.