SK147394A3 - Drilling device with radially deflectable drilling spindle - Google Patents

Description

Radiálne pružný hriadel (3) vŕtacieho zariadenia umožňuje radiálne vychyľovanie vŕtacej hlavy (5). Môže byť vyvolané prostredníctvom vibračného mechanizmu (8) a môže byť tiež vyvolané kmitanim hriadeľa (3) s vlastným budením. Miestom radiálneho vychyľovania vŕtacej hlavy (5) počas vŕtania môže byť doska (10), do ktorej má byť vyvrtávaná valcová diera, rozkmitávaná do kmitov, ktoré sú radiálne vzhľadom na os vŕtania.

1Ϊ Μ.4-'V

VŔTACI E ZARIADENIE S RADIÁLNE VyCHYtÓVÁTEÉNÝÄ’^ŔTACÍl? ‘VrSÍeNOM

Ohlasč techniky zariadenia s radiálne uložením vrtáku poháňaným vystupuje vrták s čelnou

Vynález sa týka vŕtacieho vychyíovatelným vŕtacím vretenom, s vŕtacim vretenom, na ktorom axiálne trecou plochou, pričom vrták a/alebo doska, ktorá sa má opatriť: vyvŕtanou dierou, je radiálne vychyľovateľný/á vzhladom na strednú os vŕtacieho vretena.

Doterajší stav techniky

Ku zhotovovanie vyvŕtaných dier so zárezom sú známe zariadenia, majúce ako vŕtaci nástroj vrták s vŕtacou hlavou, rozširujúcou sa na voľnom konci. Zárez na dne vyvŕtanej diery sa vytvára tým, že vrtná hlava sa vychyľuje výkyvným pohybom do boku. Bočnými reznými ostriami alebo bočným trecím obložením na vŕtacej hlave sa pritom vydiera zárez v oblasti dna vyvŕtanej diery. Aby sa pomocou takejto vŕtacej hlavy mohol vytvárať nielen zárez, ale aj valcová časť vŕtania, je vyvŕtaná hlava na svojej čelne*) strane opatrená trecím obložením, napríklad z diamantových úlomkov. Pokiaľ sa má takýmto vrtákom vytvárať do fasádnej dosky aj valcová časť vyvŕtanej diery, prichádza celá čelná strana vŕtacej hlavy do záberu s tvrdým materiálom fasádnej dosky. V dôsledku malej reznej rýchlosti uprostred čelnej strany vŕtacej hlavy sa musí vŕtať s veľmi vysokým prítlačným tlakom, čo vedie k predčasnému otupeniu diamantových úlomkov. Tým je veľmi znížená životnosť vŕtacieho nástroja.

Z nemeckého patentového spisu DE-A1 41 10 350 je známe vŕtacie zariadenie na zhotovovanie vyvŕtaných dier so zárezmi vo fasádnych doskách, u ktorého sa použitý vŕtaci stroj, a tým i na ňom upevnený vrták pre zhotovovanie zárezu vychyľuje zo strednej osi a pri vydieračom procese je nútene vedený pozdĺž krivkového kijtúčd. Vykyvovanie sa deje ručne, a preto má výkyvný pohyb vrtáku pri vydieračom procese len malý počet otáčok.

Vynález si kladie za úlohu vytvoriť vŕtacie zariadenie, u ktorého sa medzi vrtákom a doskou, do ktorej má byt vytvorená vyvŕtaná diera s valcovitou častou, vykonáva radiálny relatívny pohyb počas vŕtacieho procesu, aby sa zvýšila odolnosť vrtáka.

Podstata vynálezu

Uvedený ciel je dosiahnutý vŕtacím zariadením s uložením vrtáka poháňaným vŕtacím vretenom, na ktorom axiálne vystupuje v>'ták s čelnou trecou plochou, pričom vrták a/alebo doska, ktorá sa ma opatriť vyvŕtanou dierou, je radiálne vychylovatelný/á vzhladoir. na strednú os vŕtacieho vretena, ktorého podstatou je, žc uloženie vrtáku a/alebo doska sú uložené pomocou radiálne pružných úložných prvkov. Radiálne pružným uložením uloženia vrtáka a/alebo dosky môže dôjsť vlastným budením ku kmitaniu v oblasti vŕtacej hlavy alebo dosky. Kmitanie vŕtacej hlavy môže byť podnecované tým, že na vrtáku je vytvorená malá nevyváženosť, ajeho že vrták je vytvorený predovšetkým s asymetrickou čelnou plochou.

Prednostné vyhotovenie spočíva v tom, že uloženie vrtáku je upevnené na vŕtacom vretene cez pružný hriadel. Pružný hriadel môže byt vytvorený z ocele s tak dimenzovaným priemerom a takou dĺžkou, že sa dosiahne potrebná pružnosť.

Pružný hriadel môže byt uložený v tlmiacom priestore vvplnenom Lukom alebo iným tlmiacim prostriedkom, aby sa tlmili kmity hriadela, a tým i vŕtacej hlavy.

Vŕtacie zariadenie môže byt opatrené tiež vibračným mechanizmom v oblasti pružného hriadela, ktorý vytvára definované kmitanie. Ako vibračný mechanizmus môže pritom slúžiť pulzovane ovládaný elektromagnet, ktorého magnetické pole pôsobí priamo na hriadeli alebo na na ňom upevnenom feromagnetickom telese. Tým írôže byť vykonávané radiálne vychyíovanie vŕtacej hlavy s vopred určenou radiálnou silou a s požadovaným kmitočtom. Maximálne vychylovenie vŕtacej hlavy pritom môže byť vymedzované narážkou, osadenou na pružnom hriadeli.

Podobne tiež môže byť doska, ktorá vodorovne dolieha na kmitavý stôl, uvádzaná vibračným mechanizmom do vodorovného kmitania. Aj pre tento účel môže byť použitý elektromagnet, ktorý pôsobí na feromagnetický prvok spojený s doskou alebo kmitavým stolci? a rozkmitáva ho.

Prehíad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie vysvetlený v nasledujúcom popise na príkladoch vyhotovenia s odvolaním na pripojené výkresy, v ktorých znázorňuje:

obr. 1 schému vŕtacieho zariadenia s kmitavým stolom, obr. 2 podrobnosť uloženia vrtáku, spojeného cez pružný hriadeí s vŕtacím vretenom, pre vŕtací mechanizmus z obr. 1, obr. 3 vŕtacie vreteno s pružným hriadeíom ako u obr. 2, ale s elektrickým vibračným mechanizmom, obr. 4 podrobnosť elektromagnetu pôsobiaceho na pružný hriadel, v pozdĺžnom reze, a obr. 5 pôdorys elektromagnetu podía obr. 4.

Príklady vyhotovenia vynálezu vŕtacie zariadenie znázornené na obr. 1 má pohon 1 s vŕtacím vretenom 2, ktoré cez pružný hriadeí 3 poháňa vrták 4. Vrták má kužeíovite rozšírenú vŕtaciu hlavu 5, ktorá je na jej čelnej tre-.cej strane 6 a na jej plášťovej ploche 7 opatrená trecím obložením z diamantových úlomkov.

Pružný hriadeľ 3 umožňuje radiálne pružné vychýlenie vrtnej hlavy 5 v dôsledku kmitov vytváraných vlastným budením alebo nútem.- budených kmitov pružného hriadeľa 3. Prostredníctvom vibračného mechanizmu 8. môžu byť v hriadeli 3, budené nútené kmity, takže sa tu tiež dá hovoriť o definovanom vychyľovaní hriadeľa 3.

vlastné budenie hriadeľa 3. môže byť podporované asymetrickým tvarovaním v oblasti vŕtacej hlavy. Na tento účel sú ako príklady vyhotovenia znázornené vŕtacia hlava 50 so zošikmenou čelnou plochou a vŕtacia hlava 51 s odstupňovanou čelnou plochou.

Vrták 4 sa dá v smere šipky 9 spúšťať na dosku 10 na výrobu vyvŕtanej diery. U dosky 10 sa jedná o fasádnu dosku, uloženú na km j Ľavom stole 11. Kmitavý stôl 11 sám je opretý cez radiálne pružný úložný prvok 12 a je prostredníctvom nevyváženého motora 13 akc vibračného mechanizmu uvádzaný do vodorovnej vibrácie.

lia doske 10 je čiarkované znázornený pozdĺžny rez vytváranej vyvŕtanej diery (vŕtanie) so zárezom. V priebehu vytvárania valcovej časti 14 vŕtania 15 je zaistený radiálny relatívny pohyb medzi doskou 10 a vŕtacou hlavou 5, aby sa získali v strede t.roce i plochy 6 vŕtacej hlavy 5 vyššie trecie alebo rezné rýchlosti. Pokiaľ sa na vytváranie tohto relatívneho pohybu používajú vibračné mechanizmy, sú účinné aspoň počas vytvárania valcovitej časti 14.. Pri vydieraní zárezu 16, pri ktorom vŕtacia hlava vykonáva spôsobom, ktorý je sám o sebe známy, výkyvný pohyb dochádza tak ako tak k radiálnemu pohybu medzi vŕtacou hlavou 5 a doskou 10.

cbr. 2 ukazuje vyhotovenie vŕtacieho vretena 2 s puzdrovitým predĺžením 17, ktoré obklopuje tlmiaci priestor 18, v ktorom je vložený pružný hriadeľ 3, obklopovaný tlmiacim prostriedkom 19. Ako tlmiaci prostriedok 19 môže byť použitý tuk obohatený drťou.

Puzdrovité predĺženie 17 vretena je uložené v radiálnom ložisku 20 a je čelne utesnené prostredníctvom tesnenia 21 proti hriadeľu 2* Na hriadeli 2 upevnený dorazový prvok 22 obmedzuje radiálne vychyľovanie pružného hriadeľu 2·

Na prednom konci hriadeľa 2 je osadené uloženie 23 vrtáka, na ktorom je upevnený vrták 4 (obr. 1). Pri vyhotovení podľa obr. : je pružný hriadeľ vlastným budením pri vŕtacom procese rozkmjtávaný, takže dochádza k požadovanému radiálnemu vychyľovaniu v oblasti radiálnej hlavy.

Pri vyhotovení znázornenom na obr. 3 zariadenie obsahuje elektromagnet 24 pre oscilujúce vychyľovanie uloženia 23 vrtáku. Elektromagnet 24 je ovládaný pulzovane cez oscilátor 25 a koncový stupeň 26.

Na obr. 4 je znázornené vyhotovenie elektromagnetu 24 podrobnejšie v pozdĺžnom reze. Cievka 27 obklopuje železné jadro 23, ktorého magnetické pole pôsobí na feromagnetické teleso 29, ktoré ie upevnené na hriadeli 2·

Na obr. 5 sú znázornené v pôdoryse elektromagnet 24 a teleso 22, upevnené na hriadeli 2, v reze. Železné jadro 28 pozostáva zo súboru plechov. Sila F, pôsobiaca z elektromagnetu pulzovane na telesu 29, je vyznačená šipkou orientovanou radiálne smerom od tohto telesa 29.

Claims (7)

1. Vŕtacie zariadenie s uložením vrtáku poháňaným vŕtacím vretenom, na ktorom axiálne vystupuje vrták s čelnou trecou plochou, pričom vrták a/alebo doska, ktorá sa má opatriť vyvŕtancu dierou, je radiálne vychylovatelný/á vzhľadom k strednej osi vŕtacieho vretena, vyznačujúce sa tým, že uloženie (23) vrtáku a/alebo doska (10) sú uložené pomocou radiálne pružných úložných prvkov.

2. Vŕtacie zariadenie podlá nároku 1, vyznačujúce sa tým, že uloženie (23) vrtáku je upevnené cez pružný hriadel (3) ako pružný úložný prvok na vŕtacom vretene (2).

3. Vŕtacie zariadenie podlá nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že pružný hriadel (3) leží v tlmiacom priestore (18) puzdrcvitého predĺženia (17) vretena, vyplnenom tlmiacim prostriedkom (19).

4. Vŕtacie zariadenie podlá nároku 3, vyznačujúce sa tým, že tlmiaci priestor (18) je smerom von utesnený radiálne pružným tesnením (21), obklopujúcim pružný hriadel (3).

5. Vŕtacie zariadenie podlá ktoréhokolvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že uloženie (23) vrtáku je radiálne rozkmitavané vibračným mechanizmom (8).

G. Vŕtacie zariadenie podlá nároku 5, vyznačujúce sa tým, že vibračný mechanizmus (8) je elektromagnet (24) pôsobiaci v oblasti uloženia (23) vrtáku alebo pružného hriadela (3), ktorého magnetické pole pulzuje.

7. vŕtacie zariadenie podlá ktoréhokolvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že na pružnom hriadeli (3) je osadený dorazový prvok (22), obmedzujúci radiálne vychylovanie hriadela (3).

i’. Vŕtacie zariadenie podlá ktoréhokolvek z nárokov 3 až 7, vyznačujúce sa tým, že predĺženie (17) vretena je uložené v rad i. a In o m ložisku (20).

9. Vŕtacie zariadenie podía ktoréhokolvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúce sa tým, že vrták (4) má vŕtaciu hlavu (5), rozširujúcu sa smerom k čelnej trecej ploche (6), a trecia plocha (G) je naklonená alebo asymetricky odstupňovaná voči strednej osi v r ta n j a.

]0. Vŕtacie zariadenie podlá ktoréhokolvek z nárokov 1 až 9, vyznačujúce sa tým, že doska (10) je uložená na kmitavom stole (j j.), ktorý je prostredníctvom vibračného mechanizmu (13) rozk'íi.itávaný do vodorovného kmitania.

Obr. 1

WWrfit