NL9301721A - Boormachine en werkwijze voor het gebruik daarvan. - Google Patents

Description

Boormachine en werkwijze voor het gebruik daarvan

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een boormachine voor het vormen van sneden in een materiaal, en een werkwijze voor het gebruik daarvan.

Voor het vormen van sneden in een materiaal wordt in het algemeen gebruik gemaakt van zaagmachines, bijvoorbeeld cirkelzaagmachines. Dergelijke zaagmachines hebben echter de beperking dat zij slechts tot een beperkte diepte bruikbaar zijn, aangezien er in de praktijk grenzen bestaan aan de maximaal hanteerbare diameter van het zaagblad. Voor het maken van sneden die de maximaal hanteerbare straal van een zaagblad te boven gaan dient dus van andere gereedschappen dan een cirkelzaagmachine gebruik gemaakt te worden. Bij werkstukken die aan meerdere zijden toegankelijk zijn wordt hiertoe vaak gebruik gemaakt van lintzaagmachines. Ook worden lintzaagmachines toegepast bij werkstukken die niet alzijdig bereikbaar zijn, waarbij dan eerst gaten geboord worden waardoor de zaag rond een deel van het werkstuk geleid kan worden. Dit is echter relatief arbeidsintensief en derhalve kostbaar, terwijl ook een lintzaagmachine zelf, met name wanneer deze toegepast dient te worden bij harde materialen zoals steen en beton, en dus gediamanteerde zaagelementen moet vertonen, relatief kostbaar is. Als goedkoper alternatief voor de beide bovengenoemde zaagmachines wordt derhalve regelmatig gebruik gemaakt van boormachines, waarmee een zeer groot aantal naast elkaar gelegen gaten geboord wordt, die uiteindelijk ook een snede vormen. Ook dit is een zeer arbeidsintensieve wijze van het vormen van een snede, daar de boormachine telkens over ongeveer 1 boordiameter verplaatst en weer op het werkstuk bevestigd dient te worden.

De onderhavige uitvinding beoogt derhalve een boormachine te verschaffen welke beter dan conventionele boormachines geschikt is voor het relatief snel, eenvoudig en tegen geringe kosten vormen van een snede in een materiaal. Dit wordt volgens de uitvinding bereikt, door een boormachine die voorzien is van een gestel, een daarmee in de boorrichting verplaatsbaar verbonden boorkop met een aantal op regelmatige onderlinge afstand roteerbaar daarin gelagerde, in hoofdzaak op één lijn geplaatste, evenwijdige boorassen, middelen voor het roterend aandrijven van de boorassen, en middelen voor het in hoofdzaak dwars op de boorrichting verplaatsen van de boorkop. Doordat de boormachine een aantal evenwijdige boorassen vertoont, waarop boren bevestigd kunnen worden, kan met een relatief gering aantal zijdelingse verplaatsingen een groot aantal evenwijdige gaten geboord worden. Bovendien worden de zijdelingse verplaatsingen vereenvoudigd doordat het gestel niet voor elke verplaatsing losgenomen behoeft te worden van het werkstuk, maar de boorkop eenvoudig met behulp van de daartoe in de boormachine aanwezige middelen zijdelings verplaatst kan worden.

Bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvormen van de boormachine volgens de uitvinding worden beschreven in de afhankelijke conclusies 2-8.

De uitvinding beoogt verder een werkwijze te verschaffen waarmee snel en eenvoudig een snede in een materiaal gemaakt kan worden. Volgens de uitvinding wordt dit bereikt door het achtereenvolgens uitvoeren van de stappen van: i) het tegen een zichtvlak van het materiaal plaatsen van de vrije uiteinden van boren van een meerassige boormachine als hiervoor beschreven, ii) het over een bepaalde afstand naar het zichtvlak van het materiaal bewegen van de boorkop onder vorming van een met het aantal boren overeenkomend aantal evenwijdige boorgaten, iii) het van het zichtvlak vandaan bewegen van de boorkop, iv) het over een in hoofdzaak met de diameter van een boorgat overeenkomende afstand langs een de boorgaten verbindende lijn verplaatsen van de boorkop, v) het een met de verhouding tussen de onderlinge afstand van de boren en hun diameter overeenkomend aantal malen herhalen van de stappen (i)-(iv), en vi) het over een met de afstand tussen de tegenover gelegen buitenste boorassen overeenkomende afstand langs een de boorgaten verbindende lijn verplaatsen van de boorkop.

Ter vorming van zeer diepe sneden kunnen aan de hierboven beschreven werkwijze nog de stappen toegevoegd worden van: vii) het van de boorkop losnemen van de boren, viii) het tussen elke boor en de boorkop aanbrengen van een verlengstuk, en ix) het met de zo verlengde boren herhalen van de stappen (i)-(vi).

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een voorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening, waarin: fig. 1 een gedeeltelijk doorgesneden perspekti-visch aanzicht is van een boormachine volgens de uitvinding, fig. 2 een perspektivisch aanzicht met uiteengenomen delen is van de bij deze boormachine toegepaste boorkop, en fig. 3 een perspectivisch aanzicht met uiteengenomen delen is van de boren van de boormachine en de daarmee samenwerkende centreermiddelen.

Een boormachine 1 (fig. 1) is voorzien van een gestel 2, en een daarmee in de boorrichting verplaatsbaar verbonden boorkop 3. In de boorkop is een aantal evenwijdige i boorassen 4 (niet getoond) roteerbaar gelagerd, welke boorassen 4 op regelmatige onderlinge afstand geplaatst zijn, en op één lijn liggen. Op elk van de boorassen 4 is een boor 5, in het getoonde voorbeeld een gediamanteerde kernboor bevestigd. De boormachine vertoont verder middelen 6 voor het > roterend aandrijven van de boorassen 4, bijvoorbeeld in de vorm van een hydraulische motor, een elektromotor of een verbrandingsmotor. Tenslotte vertoont de boormachine nog middelen 7 voor het in hoofdzaak dwars op de boorrichting verplaatsen van de boorkop 3.

Het gestel 2 omvat een staander 9, die voorzien is van een tandstang 10. De staander 9 is aan zijn onderzijde verbonden met een voet 11, welke op zijn beurt bevestigd is op een voertuig 12 dat onderdeel vormt van de verplaatsings-middelen 7. Een loopwagen 13 is door middel van een (niet getoond) tandwiel, dat bedienbaar verbonden is met een handwiel 14, evenwijdig aan de boorrichting volgens de pijl A verplaatsbaar langs de staander 9 van het gestel 2. Aan de loopwagen 13 is door middel van een viertal bouten 15 en een spieverbinding 16 de boorkop 3 bevestigd (fig. 2). De onderlinge afstand van de bouten 15 en de plaats van de spie 16 zijn aan geldende standaards aangepast waardoor de boorkop 3 op elk willekeurig gestel bevestigd kan worden. In plaats van door het handwiel 14, zou de loopwagen 13 ook bijvoorbeeld electrisch of hydraulisch verplaatsbaar kunnen zijn.

De eerste middelen 7 voor het dwars op de boorrichting verplaatsen van de boorkop 3 omvatten zoals gezegd een voertuig 12, dat samenwerkt met geleidingsmiddelen 17.

De geleidingsmiddelen 17 omvatten een rail 18, die evenwijdig verloopt met een de boorassen 4 en de boren 5 verbindende lijn, en die door bevestigingsmiddelen 19, hier in de vorm van door sleuven 20 van de rail 18 stekende bouten 21 bevestigd kan worden tegen de zichtzijde 22 van een te bewerken materiaal. Het voertuig 12 omvat een viertal verti-kale wielassen 23, waaromheen telkens een horizontaal gelegen wiel 24 roteerbaar gelagerd is. De wielen 24 zijn verplaatsbaar in groeven 25 van de rail 18. Teneinde het voertuig 12 op de rail 18 te kunnen plaatsen zijn twee van de wielassen 23 aangebracht op een excenter, en kunnen zo de daarop gelagerde wielen 24 door middel van een hefboom 46 in en uit de groef 25 gezwenkt worden. Ter fixatie van deze assen 23 in de naar binnen gezwenkte stand zijn zij elk voorzien van een klemschroef 26.

In de bovenzijde van de rail 18 is een tandstang 8 aangebracht, en het voertuig 12 is voorzien van een aandrijving 44, welke een met de tandstang 8 samenwerkend tandwiel 45 omvat. Met behulp van de aandrijving 44, die handmatig, electrisch of hydraulisch bediend kan zijn, kan het gestel 2 met de boorkop 3 zijdelings verplaatst worden. Ter fixatie van de boorkop 3 in een bepaalde positie kan de aandrijving 44 zelfremmend zijn, waardoor het voertuig 12 op elke gewenste positie langs de tandstang 8 vastgezet kan worden. In plaats van het getoonde railvoertuig 12 is het natuurlijk ook denkbaar dat het gestel 2 is aangebracht op een vrij verplaatsbaar voertuig, met horizontale wielassen en staande wielen.

In plaats van het getoonde voorbeeld, waarbij de boorkop 3 en het gestel 2 als één geheel verplaatst worden, is het natuurlijk ook denkbaar dat het gestel 2 aan het werkstuk 22 bevestigd wordt, en de boorkop 3 dwars op de boorrichting verplaatst wordt ten opzichte van het gestel 2.

Teneinde te voorkomen dat het gestel 2 als gevolg van de daarop door de boorkop 3 en de loopwagen 13 tijdens het boren uitgeoefende reactiekrachten (in de richting van de pijl C) beweegt, waardoor de boren 5 op buiging belast zouden worden, is het gestel 2 voorzien van een voet 48, die voor het boren, wanneer het voertuig 12 de gewenste positie bereikt heeft, uitgestoken wordt en zo het gestel 2 afsteunt tegen het werkstuk 22. De voet 48 is door middel van een bolscharnier 47 verbonden met een glijstang 28, die bediend wordt door een aan de bovenzijde daarvan zwenkbaar aangebrachte, een uitstekende nok 49 vertonende spanklem 27. Om de voet 48 ook bij werkstukken 22 met een ongelijkmatig zichtvlak te kunnen toepassen, is de glijstang 28 gedeeld uitgevoerd, en verlengbaar door middel van een schroefverbinding 29.

De boren 5 worden elk in dezelfde richting (volgens de pijl R) roterend aangedreven door de aandrijfmidde-len 6. Hiertoe is de booras 4 van de middelste boor 5 rechtstreeks aangesloten op de aandrijfmiddelen (fig. 2), en wordt de rotatie van deze centrale as 4 via een daarop door middel van een spie 30 bevestigd tandwiel 31 doorgegeven aan aan weerszijden van de centrale booras 4 aangebrachte tus-sentandwielen 32. Deze tussentandwielen 32 verkeren op hun beurt elk in aangrijping met een tandwiel 33, dat door middel van een spie 34 vast verbonden is met een booras 4. Via een tweede set tussentandwielen 32 worden zo ook de tandwielen 33 van de buitenste boorassen 4 aangedreven. De tandwielen 31, 32, 33 en de boorassen 4 zijn elk door middel van kogellagers 35 roteerbaar gelagerd in de uit een bovenkast 36 en een onderkast 37 bestaande boorkop 3.

Elke booras 4 is aan zijn onderzijde voorzien van schroefdraad 38, waarop een boor 5 geschroefd kan worden. Tussen de boor 5 en de booras 4 kan telkens nog een (niet getoonde) slipkoppeling aangebracht worden, welke beschadiging van de tandwielset 31, 32, 33 voorkomt in het geval dat één van de boren 5 vastloopt. Ook kan tussen elke boor 5 en zijn booras 4 nog een (hier evenmin getoonde) waterkop aangebracht zijn, die verbonden kan worden met een bron van koelmiddel ter koeling van de boor 5. De waterkop en de slipkoppeling kunnen eventueel geïntegreerd uitgevoerd zijn.

Bij gebruik van de boormachine 1 voor het vormen van een snede 39 in het materiaal 22 wordt op een bepaalde gewenste positie de rail 18 aan het materiaal 22 bevestigd, en worden de verplaatsingsmiddelen 7 bediend tot de boorkop 3 een gewenste positie en stand heeft ingenomen. Vervolgens wordt de boorkop 3 langs de staander 9 omlaag bewogen door het roteren van het handwiel 14, tot de vrije uiteinden 40 van de boren 5, die elk voorzien zijn van een aantal daarop gesoldeerde, gediamanteerde tanden 41, tegen het materiaal 22 rusten. Daarna wordt een uit twee symmetrische delen 52 met halfcirkelvormige uitsparingen 53 bestaand centreerblok 50 nabij de vrije uiteinden 40 om de boren 5 geplaatst, en worden de helften 52 door middel van bouten 51 met elkaar verbonden (fig. 3). De straal van de uitsparingen 53 komt daarbij overeen met de straal van de boren 5. Het centreerblok 50, dat vervaardigd is van een materiaal met een geringe wrijvingscoëfficiënt, zoals bijvoorbeeld PTFE (Teflon™), voorkomt dat de boren 5 aan het begin van de boorbewerking gaan slingeren.

Tenslotte worden de aandrijfmiddelen 6 gestart, waardoor de boren 5 volgens de pijlen R in rotatie gebracht worden. Door nu de loopwagen 13 langs de tandstang 10 van de staander 9 naar beneden te bewegen door het roteren van het handwiel 14, wordt de boorkop 3 naar beneden verplaatst volgens de pijl A, onder vorming van een aantal evenwijdige boorgaten 42. Zodra de boren 5 enkele centimeters in het materiaal verdwenen zijn, en dus door het materiaal gesteund worden, kan het centreerblok 50 losgenomen en verwijderd worden. Wanneer tenslotte een gewenste diepte bereikt is wordt de boorkop 3 weer omhoog bewogen, en wordt vervolgens de boorkop evenwijdig aan een de gaten 42 verbindende lijn (volgens de pijl B) verplaatst over een afstand die ongeveer overeenkomt met de diameter van de boren 5. Vervolgens wordt het centreerblok 50 weer aangebracht, en daarna de boorkop 3 weer omlaag bewogen, waardoor een volgend stel evenwijdige gaten (gestippeld aangegeven bij 43) gevormd wordt. Dit wordt herhaald tot de onderlinge afstand tussen twee bij de eerste boorbewerking gevormde gaten 42 geheel overbrugd is. In het getoonde voorbeeld, waarbij de afstand tussen de hartlijnen van twee naast gelegen boorassen 4 ongeveer het dubbele bedraagt van de diameter van de boren 5 en de onderlinge afstand tussen twee naast gelegen boren 5 dus ongeveer overeenkomt met hun diameter, behoeft telkens slechts twee maal geboord te worden om een sleuf 39 te vormen waarvan de lengte één boordiameter groter is dan de afstand tussen de buitenste boorassen 4. Wanneer de snede 39 zeer diep dient te worden, is het ook mogelijk eerst op de hiervoor aangegeven wijze een snede te vormen, en vervolgens tussen elk van de boren 5 en zijn bijbehorende booras 4 een verlengstuk aan te brengen, waarna de boorcyclus herhaald wordt.

Met de boormachine volgens de onderhavige uitvinding en de werkwijze voor het gebruik daarvan kan zo dus op eenvoudige, snelle en doelmatige wijze tegen geringe kosten een relatief diepe snede in een materiaal gemaakt worden.

Claims (11)

1. Boormachine, voorzien van een gestel, een daarmee in de boorrichting verplaatsbaar verbonden boorkop met een aantal op regelmatige onderlinge afstand roteerbaar daarin gelagerde, in hoofdzaak op één lijn geplaatste, evenwijdige boorassen, middelen voor het roterend aandrijven van de boorassen, en middelen voor het in hoofdzaak dwars op de boorrichting verplaatsen van de boorkop.

2. Meerassige boormachine volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verplaatsingsmiddelen gevormd worden door een het gestel dragend voertuig.

3. Meerassige boormachine volgens conclusie 2, gekenmerkt door met het voertuig samenwerkende geleidings-middelen.

4. Meerassige boormachine volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de geleidingsmiddelen een in hoofdzaak evenwijdig aan een de boorassen verbindende lijn verlopende, losneembaar aan een werkstuk te bevestigen rail omvatten.

5. Meerassige boormachine volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verplaatsingsmiddelen tussen de boorkop en het gestel zijn aangebracht.

6. Meerassige boormachine volgens één of meer der voorgaande conclusies, gekenmerkt door op de boorassen aangebrachte kernboren.

7. Meerassige boormachine volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de diameter van elk van de boren in hoofdzaak overeenkomt met de helft van de onderlinge afstand van twee naast gelegen boorassen.

8. Meerassige boormachine volgens conclusie 7, gekenmerkt door met de boren samenwerkende, losneembare i centreermiddelen.

9. Werkwijze voor het vormen van een snede in een materiaal, door het achtereenvolgens uitvoeren van de stappen van: i) het tegen een zichtvlak van het materiaal plaatsen van de vrije uiteinden van boren van een meerassige boormachine volgens één der conclusies 6-8, ii) het over een bepaalde afstand naar het zichtvlak van het materiaal bewegen van de boorkop onder vorming van een met het aantal boren overeenkomend aantal evenwijdige boorgaten, iii) het van het zichtvlak vandaan bewegen van de boorkop, iv) het over een in hoofdzaak met de diameter van een boorgat overeenkomende afstand langs een de boorgaten verbindende lijn verplaatsen van de boorkop, v) het een met de verhouding tussen de onderlinge afstand van de boren en hun diameter overeenkomend aantal malen herhalen van de stappen (i)-(iv), en vi) het over een met de afstand tussen de tegenover gelegen buitenste boorassen overeenkomende afstand langs een de boorgaten verbindende lijn verplaatsen van de boorkop.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, gekenmerkt door de stappen van: vii) het van de boorkop losnemen van de boren, viii) het tussen elke boor en de boorkop aanbrengen van een verlengstuk, en ix) het met de zo verlengde boren herhalen van de stappen (i)-(vi).

11. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat voordat de boren tegen het materiaal geplaatst worden daarmee samenwerkende, de onderlinge afstand van de boren waarborgende centreermiddelen aangebracht worden, en de centreermiddelen weggenomen worden wanneer de boren tot in het materiaal bewogen zijn.