DE7324478U - Einspannvorrichtung für Blechbohrer - Google Patents

Description

HANS ZAPFE

PATENTANWALT

D - 60S OFFENBACH (MAIN) KAISERSTRASSE 9 BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

TELEFON (0611) 882721

den 6. März 1974 108/4

Ing. Edwin Bothenberger Schweißtechnik- und Industrie-Bedarf

6.000 Frankfurt am Hain - 1 Heidelberger Straße 13

" Einspannvorrichtung für Blechbohrer

Die Neuerung bezieht sich auf eine Einspannvorrichtung für Blechbohrer mit in einer Konusfläche liegenden Schneidkanten.

Blechbohrer, häufig auch als Blechschälbohrer bezeichnet, gehören zum Stande der Technik. Sie bestehen im allgemeinen aus einem schlanken Konus mit etwas stumpferer Spitze, wobei entlang zweier gegenüberliegender Mantellinien Spannuten

in den Konus eingearbeitet sind. Hierdurch entstehen in symmetrischer Anordnung zwei Schneidkanten. Ein solcher Biechbohrer besitzt den Vorteil, da» mit ium je naüh der Eindringtiefe des Bohrers Löcher beliebigen Durchmessers gebohrt werden können, wobei der Durchmesser nach oben hin lediglich durch den maximalen Durchmesser des Konus begrenzt ist. Der Konus besitzt an seinem breiteren Ende einen zylindrischen Einspannzapfen fttr die Auf* nähme in eine Antriebsvorrichtung.

Derartige Blechbohrer wurden bisher ähnlich wie die üblichen Spiralbohrer in das Bohrfutter einer normalen Bohrmaschine eingesetzt. Dabei ist jedoch der erzielte Durchmesser der Bohrung mehr oder weniger dem Zufall überlassen, da das Bedienungspersonal meist nach Augen-

iö maa arbeitet. Hinzukommt, daß solche Blechbohrvr die Tendenz haben, sich während des Bohrvorganges von selbst in das bearbeitete Blech hineinzuziehen. Durch diese Begleiterscheinung wird häufig der Versuch, Bohrungen genauen Durchmessers herzustellen, zunichte gemacht.

Darüberhinaus macht die Handhabung der bekannten Blechbohrer deshalb Schwierigkeiten, weil Blechbohrer und Bohrfutter einen relativ großen Abstand von den Halteflächen oder Haltegriffen der Bohrmaschine haben, so daß ein exaktes Ansetzen der Bohrerspitze und ein Balten in der Anfangsposition sehr ersehwert werden·

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein«» Einspannvorrichtung anzugeben, mittels welcher Bohrungen eines vorherbestimmten Durchmessers bei zielsicherer Handhabung des Bohrers erreicht werden können.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt durch eine

Einspannvorrichtung, die neueruagsgeaäS gekennzeichnet ist durch »ine Bohrwelle Bit einer Aufnahmebohrung fttr

·■"..: den Blechbohrer, eine auf air Bohrwelle drehbar gelagerte T Hülse und duroh ein auf der Hülse längenverstellb&res Gehäuse mit einer im Bereich der Schneidkanten liegenden Anschlagfläohö für das zu bearbeitende Werkstück.

öle neuerunragemäMc» ΞiüBpannvorrichtung wird in dsr Weise benutzt, daß Hülse und Gehäuse in eine solche Lage zueinander gebracht und festgestellt werden, daß die Anschlagfläche eine genau definierte, axiale Position zum Blechbohrer hat. Da die Sindringtiefe des Bohrers in Abhängigkeit vom öffnungswinkel des Konus in einem bestimmten Verhältnis zum erzielten Lochdurcbmesser steht, läßt sich leicht diejenige Einstellung von Hülse und Gehäuse finden, bei welcher der gewünschte Looh*- durohmesser erreicht wird.

Das durch den Festste 1 Ivor gang: mit der Hülse voreinte Gehäuse läßt sich bei der Benutzung des Bleohbohrers von Hand festhal- .< ten, wobei sich die Bohrwelle im Innern der Hülse bz^. dee Gehiy>e#a drehen kann. Die führende Hand befindet sich somit in großer Nähe des Ansatzpunktes de« Blechbohrers, so daß ein einwandfreies Ansetzen und Führen möglich sind. Nachdem der erste Durchbruch durch dan Blech erziel-*: ist, gelangt die Anschlagfläche des Gehäuses rasch zur Anlage an das Werkstück. Da sich der Bohrer hiernach noch etwas weiterdreht, wird eine saubere Entgratung des Lochrandes erzielt. Di* drehbare Hülse mit dem Gehäuse stellt somit eine vorteilhafte Kombination eines "Handgriffs" und eines Anschlags dar. Durch den Stillstand des Gehäuses wird nicht nur das Anfassen ermöglicht, sondern auch ein Verkratzen des Werkstücks vermieden.

Bine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Heuerungsgegenstandes wird dadurch erreicht, daß die Hülse auf der Bohrwelle entgegen der Kraft einer Feder teleskopartig verschiebbar gelagert ist. Die Feder stützt sich dabei einerseits an der Bohrwelle, andererseits an der Hülse ab, so daß die Anschlagfläche sich nach dem Anlegen an dae Werkstück noch um ein bestimmtes Haß in Richtung auf die Konusbasis bewegen kann. Die Hülse hat somit die zusätzliche Wirkung eines "Stoßdämpfers*, der ein unkontrollierte Eindringen in das Blech verhindert. Der Federweg der mit einer gewissen Vorspannung eingebauten Feder sollte etwa der halben Länge des Bohrers entsprechen.

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Bei Fortsetzung des Bohrvorganges wird die Feder zunehmend zusammengedrückt, wcbei wegen der Vorspannung von Anfang an eine merkliche und kontinuierlich zunehmende Abstützkraft des Gehäuses auf dem Werkstück auftritt. Hierdurch werden ein übermäßig starkes Hineinziehen des Bohrers in das Blech und da^it ein unsauberer Bohrvorgang sicher ver-ρ*öden. Nach dem Zurücklegen des maximalen Federweges kommt das Eindringen des Blechbohrers zum Stillstand, so daß unkontrcllirrbare Durchmesserschwankungen ausgeschaltet werden. Die Auslegung der Feder, d.h. Federwog und Federkonstante, lassen sich durch einfaches Ausprobieren leicht feststellen. Es versteht sich, daß der Federweg bei der Einstellung der Anschlagfläche berücksichtigt werden muß, d.h. bei maximal entspannter Feder steht das Gehäuse etwas weiter über den Bleohbohrer vor »la dies dem endgül-tigen Lochdurchmesser bei zusammengedrückter Feder entspricht.

Die Verstellbarkeit von Hülse und Gehäuse zueinander kan ι auf verschiedene Wsis« erreicht wenden. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, Hülse und Gehäuse durch ein Feingewinde mit™ einander zu verbinden und auf der Hülse zusätzlich eine Kontermutter vorzusehen, die zur Feststellung der Lage von Hülse und Cehäuse dient. Hierdurch läßt sich eine millimetergenaue Justier-»ung und zuverlässige Feststellung erreichen.

Es wurde bereits weiter obea ausgeführt, daß der Durchmesser der hergestellten Bohrung der Eindringtiefe des Blechbohrers in das Werkstück proportional ist. Eine genaue Einstellmöglichkeit der Anschlagfläche im Verhältnis zum Blechbohrer läßt sich genäß der weiteren Neuerung in besonders einfacher Weise dadurch erreichan, daß eine Seite der Hülse parallel zur Hälsenachse eine Abflachung aufweist, die mit Markierungen für die Einstellung des gewünschten Bohrdurchmessers versehen ist. Die Markierungen können beispielsweise Zahlenangaben sein, welche den bei dieser Einstellung maximal erreichbaren Lochdurchmesser direkt angeben. Als Bezugslinie für die Markierungen wird zweckmäßig die dem Werkstück abgekehrte Kante der Kontermutter verwendet. Zum Zwecke einer Einstellung wird die Kante der Kontermutter mit der gewünschten Markierung zur Deckung gebracht und das Gehäuse gegen die

festgehaltene Kontermutter verschraubt.

Zum Zwecke des Hersteilens kleiner Bohrungen mit einem relativ großen Blechbohrer ist es erforderlich, das Ge·*· häuse gegenüber dem Blechbohrer um ein erhebliches Maß vorzuziehen,⁸daß eine Sichtbehinderung der Bohrerspitze durch das Gehäuse eintritt, um das genaue Aufsetzen der Bohrerspitze zu erleichtern, wird daher weiterhin vorgeschlagen, daß das Gehäuse in der Nähe der Anschlagfläche mit durchgehenden Ausnehmungen versehen ist. Diese Ausnehmungen dienen nicht nur als Sichtlöcher für das Aufsetzen der Bohrerspitze, sondern auch zur Spanabführung von dem Augenblick an, in dem die Anschlagfläche das Werkstück praktisch erreicht hat.

Um ziyverhindern, daß das Gehäuse auf dem bearbeiteten Werkstück Spuren hinterläßt, wird es zweckmäßig an der Anschlagfläche mit einer Kappe aus flexiblem Werkstoff versehen. Ausreichend flexibel ist bereits eine Kappe aus Polyamid, die sich auch durch eine hohe Festigkeit gegenüber Schlag, Stoß und Ab-rieb auszeichnet. Diese Maßnahme hat eine besondere Bedeutung deswegen, weil Blechbohrer der beschriebenen Art häufig für das Bobren von Löchern in Karosserieteilen, beispielsweise für die Herstellung von Antennenlöchern verwendet werden.

Um den Blechbohrer zuverlässig gegen eine Verdrehung gegenüber der Bohrwelle zu eichern, empfiehlt es sieh, die Bohrwelle auf der Seite der Aufnahmebohrung mit in der Stirnfläche angeordneten Mitnehmern zu versehen, welche in die Spannuten des Blechbohrers eingreifen. Als Mitnehmer kommen bevorzugt Kerbstifte in Frage, die in achsparallele,Bohrungen der Bohrwelle eingeschlagen werden. Zur Befestigung und übertragung des erforderlichen Drehmomente genügt in diesem Fall· eine versenkt

angeordnete Innensechskantschraube, so daß eine drehsichere Einspannung des Blechbohrers auf kleinstem Raum innerhalb des Gehäuses möglich ist. Die beschriebene Einspannvorrichtung wird in üblicher Weise in Bohrfutter von Bohrmaschinen eingesetzt. Um zuvor· lässig auch große Drehmomente von der Bohrmaschine auf den Blechbohrer übertragen zu können, empfiehlt es sich, das dem Blechbohrer abgewandte Ende der Bohrwelle mit einem Äußensechskant zu versehen.

Die Lagerung der Bohrwelle innerhalb der Hülse wird zweckmäßigerweise durch Zylinderrollenlager bewirkt, die nicht nur eine gedränf ;e Bauweise erlauben, sondern gleichzeitig auch noch ohne zusätzliche Haßnahmen die. Führung bei der. teleskopartigen Verschiebung zwischen

Hülse und Bohrwelle übernehmen.

Sin weiterer Vorteil der neuerungsgemäßen. -Lösung ist noch darin zugehen, daß das bei maximal entspannter Feder mindestens teilweise über den Blechbohrer vorragende Gehäuse nicht nur zum Schutz des Blechbohrers . beim Hinlegen der Bohrmaschine, sondern vor allem auch zum Schütze der Bedienungsperson bei der Benutzung des Blechbohrers dient. Blechbohrer der beschriebenen Art können dadurch besonders gefährlich werden, daß sie lange und scharfe, relativ freiliegende Schneidkanten aufweisen, die sich auch leicht in Kleidungsstücken verfangen können. Die neuerungsgemäfle Einspannvorrichtung hat sich als ganz besonders vorteilhaft bei der Verwendung im Flugzeugbau zum Ausbobren von Blindnieten erwiesen. Hierbei muß besonders streng darauf geachtet . werden, daß sieh der Bleohbohrer nicht unbeabsichtigt zu tief in das zu bearbeitende Blech hineinzieht, da bereite eine geringfügig zu groß gewordene öffnung su kostspieligem Ausschuß führt.

• t · t ■

Ein Ausftihrungsbeispiel des Neuerungsgegenstandes- ^; und seine Wirkungsweise seien nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 näher beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Slechbohrere,« Figur 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand

gerüß Figur 1 längs der Liaie II-II,

yteilweisen Figur 3 einen'Längsschnitt durch eine neuerungs gemäße Einspannvorrichtung für den Gegen-

. stand gemäß Figur 1 in dem Augenblick, ^: in dem die Anschlagfläche das zu bear

beitende Werkstück gerade berührt hat und

.teilweisen Figur 4 einen* Längsschnitt durch den Gegenstand

gemäß Figur 3 am Ende dea Bohrvorganges·

"In Figur 1 ist mit Io ein Blechbohrer bezeichnet, der aus einem schlanken, konischen Bohrkörper 11 mit etwas stunpferem, spitzen Teil 12 besteht. Entlang zwei diametral gegenüberliegenden Mantellinien des Bohrkörpers 11 sind zwei Spannuten 13 eingearbeitet, durch welche im Bohrkörper 11 zwei Schneidkanten 14 gebildet werden. Es ist erkennbar, daß der erzielte Lochdurchmesser von der Jeweils erreichten Eindringtiefe des Bohrkörpers 11 abhängt. Zum Zwecke des Einspännet» weist der Bohrkörper 11 einen zylindrischen Ansatz 15 auf. In Figur 2 sind gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszeichen vorsehen, so daß sich einenähere· Eingehen hierauf erübrigt. Als Werkstoff wird ein Hochleistungs-Schnellstahl verwendet.

Xn Figur 3 ist «in Blechbohrer Io gemäß Figur 1 la eine So Bohrwellt 16 eingesetzt, dl· au £!·«·& Zweck «ine Auf·

nahmebohrung 17 für den Anpatz 15 des Blechbohrers besitzt. Die Bohrwelle weist im Bereich der Aufnahmebohrung 17 einen flanschförmig verstärkten Band 18 auf, in dem sich ein radiales Gewinde 19 für eine in der Figur nicht dargestellte Feststellschraube befindet. In dem Hand 19 sind ferner an. zwei diametral gegenüberliegenden Stellen der Stirnfläche Mitnehmer 2o ί Form von Kerbstiften angeordnet. An dem dem Blechbohre? abgekehrten ^nde weist die Bohrweile 16 ein Au£si>s ?ehs-. kant 21 zum Einspannen in ein Bohrfutter auf.

Auf der Bohrwelle 16 ist verdrebbar zu dieser mittels zweier Zylinderrollenlager 22 eine koaxiale Hülse 23 gelagert, die ein Außengewinde 24 aufweist. Zwischen dem Zylinderrollenlager 22 und einem in die Bohrwelle 1; eingesetzten Sicherungsring 25 befindet sich eine unter Druckvorapannung stehende Feder 26, welche die Tendeaz hat, die Hülse 23 nach unten, und die Bohrwelle 16 nach oben asu drücken, wobei der Band 18 an der Hülse 23 zur Anlage kcmmt. Die Bohrwelle 16 ist iXtier eine merkliche Jistanz gegenüber der Hülse 23 entgegen der Kraft der Feder 26 teleskopisch verschiebbar.

Mit dem Außengewinde 24 der Hülse 23 wirkt ein Gehäuse 27 zusammen, das ein entsprechendes Innengewinde aufweist. Durch Verdrehen von Gehäuse 27 und Hülse 23 gegeneinander kann das Gehäuse 27 mehr oder weniger nach unten oder oben verstellt werden. Die beizubehaltende Lage wird durch eine Kontermutter 28 erreicht, die ebenfalls mit dem Gewinde 24 zusammenwirkt. Das dem Werkstück (Blech) zugewandte Ende des Gehäuses

3c stellt seine Anschlagsfläche 3o dar. Das Gehäuse 27 ist an dieser Stelle mit einer Kappe 31 aus einem flexiblen Werkstoff (Polyamid) versehen und besitzt einen nach innen über das Gehäuse 27 überstehenden Rand Gehäuse 27 und Kapp« 31 sind in der Nähe der Anschlag-

*) unteren

fläche 3o mit durchgehenden Ausnehmungen 33 versehen, f

die sovQbi als sichilöcher ale aucit als SpasaufUarusgS"-bohrungen dienen.

Die Hülse 23 weist auf einer Seite parallel zu ihrer Achse eine Abflachung 34 auf, die mit einer Reibe von Markierungen versehen ist. Diese dienen zur Einstellung des gewünschten Bohrdurchmessers, und zwar in der Weise, daß die verjüngte, obere Kante 35 der Kontermutter als Bezugslinie für die Markierung dient. Der Zusammenhang zwischen den Markierungen auf der Abflachung 34 und dem erreichbaren Bohrungsdurchmesser läßt sich leicht aufgrund einer Rechnung oder Eichung herstellen.

Die Einspannvorrichtung vird is der Weise benutzt, daß der Blechbohrer Io zunächst an einer markierten Stelle angesetzt wird. Diese relative Lage ist durch die gestrichelt dargestellte Position des Werkstücks 29* wiedergegeben. Die in eine Bohrmaschine eingespannte Vorrichtung wird nunmehr unter leichtem Druck gegen das Werkstück gepreßt, wobei sich der Bleckbohrer Io in das Blech hineinarbeitet, bis die in Figur 3 ausgezogen dargestellte Position des Werkstückes 29 erreicht ist, bei der die Anschlagfläche 3o gerade eben zur Auflage gekommen ist. Bei weiterer Betätigung der Vorrichtung dringt der Blechbohrer Io zunehmend weiter in das Werkstück 29 ein, wobei die Feder 26 in gleichem Maße zusammengepreßt wird« Die maximal mögliche Zusammenpressung wird entweder durch Anlegen der Federwindungen selbst oder durch besondere Anschläge zwischen Hülse 23 und Bohrwelle 16 erreicht.

3© Die nach Zurücklegen des maximalen Federwegs erreichte Position ist in Figur 4 dargestellt. Es istverkennbar, daß die Feder 26 praktisch vollständig zusammengepreßt ist, und daß sich der Band 18 um das Maß "H" von der

- Io -

Unterkante der Hülse 23 entfernt hat. Um ein entsprechendes Maß ist der Blechbohrer io weiter in ua» Werkstück 29 eingedrungen und hat hierbei den endgültigen, gewünschten Bohrungsdurchmesser erzeugt. Nach dem Abheben von Einspannvorrichtung und Blechbohrer wird die Hülse 23 unter der Wirkung der Feder 26 im Verhältnis zur Bohrwelle 16 wieder in diejenige Lage zurückgeführt, die in Figur 3 dargestellt ist. Bei dieser Stellung bildet die Hülse 23 einen wirksamen Schutz \or Verletzungen des Bedienungspersonale und' vor einer Beschädigung des Blechbohrere Io beim Ab legen der Bohrrasohiae.

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Claims (9)

ANSPRÜCHE ;

1. Einspannvorrichtung für Blechbohrer mit in einer Konusfläche liegenden Schneidkanten, gekennzeichaet durch eine Bohrwelle (16) mit einer Aufnahmebohrung (17) für den Blechbohrer (10), eine auf der Bohrwelle drehbar gelagerte Hülse (23) und durch ein auf der Hülse längenverstellbares Gehäuse (27) mit einer im Bereich der Schneidkanten (14) liegenden Anschlagfläche (30) für das zu bearbeitende Werkstück (29).

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Hülse (23) auf der Bohrwelle (16) entgegen der Kraft ei^.er Feder (26) teleskopartig verschiebbar gelagert ist,

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , 4aß Hülse (23) und Gehäuse (27) durch ein Feingewinde (24) miteinander verbunden sind, und daß eine Kontermutter (28) zur Feststellung der Lage von Hülse und Gehäuse zusätzlich auf der Hülse angeordnet ist,

4. Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß eine Seite der Hülse (23) parallel zur Hülsenachse eine Abflachung (34) aufweist, die mit Markierungen für die Einstellung des gewünschten Bohrdurchmessers verAen ist.

5. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet . daß das Gehäuse (27) in der Nähe der Anschlag- fläche (30) mit durchgehenden Äusnehnungen (33) versehen ist.

6. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet . daß das Gehäuse (27) an der Anschlagfläche (30) mit einer Kappe (31) aus flexiblem Werkstoff

30 überzogen ist.

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7. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrwelle (16) auf der Seite der Aufnahmebohrung (17) mit in der Stirnfläche angeordneten Mitnehmern (2o) versehen ist, welche in die Spannuten (13) des Blechbohrers (lo) eingreifen·

S. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrvelle (16) an dem dem Blechbohrer (lo) abgewandten Ende mit einem AuP^nsechskant (21) versahen ist.

9. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (23) auf der Bohrwelle (16) Kittels Zylinderrollenlagern (22) gelagert ist.