DE102005026012B4

DE102005026012B4 - Handgerät zum Herstellen von Bohrungen, Ausnehmungen oder Planflächen

Info

Publication number: DE102005026012B4
Application number: DE102005026012A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl.-Ing. Urban; Hamid Dipl.-Ing. Ebrahimi; Harald Dipl.-Ing. Schüler
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2025-06-08
Also published as: US8043034B2; DE102005026012A1; US20080219785A1; WO2006131311A1

Abstract

Handgerät zum Herstellen vonBohrungen, Ausnehmungen oder Planflächen, mit:
– zwei Saugnäpfen (2), die zum Befestigen des Handgeräts an wenigstens einem zu bearbeitenden Bauteil ausgebildet sind, und
– einer Vorschubeinrichtung, die zum Nachführen eines Bohrers einer Bohrmaschine ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufnahme (7) für eine Bohrmaschine im Wesentlichen in der Mitte einer Traverse (1) angeordnet ist und an beiden Enden der Traverse (1) jeweils ein Saugnapf (2) an einem Befestigungselement (3) angeordnet ist, wobei die Saugnäpfe (2) mit einem Vakuumanschluss (5) durch Vakuumleitungen verbunden sind, die durch die Traverse (1) verlaufend integriert sind und die Befestigungselemente (3) jeweils mittels eines Gelenks (4) verschwenkbar befestigt sind, derart, dass eine Befestigung des Handgeräts auf ebenen, konkaven oder konvexen Bauteiloberflächen möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Handgerät zum Herstellen von Bohrungen, Ausnehmungen oder Planflächen.
Die Qualität von Bohrungen hängt stark vom jeweiligen Bearbeiter ab, da zum Teil instabile Systeme verwendet werden oder die Bohrungen komplett freihändig eingebracht werden.
In einigen Anwendungen können automatisierte Bohrmaschinen verwendet werden. Aus verschiedenen Gründen, beispielsweise der Zugänglichkeit der Bohrstelle, dem Gewicht der automatisierten Bohrmaschine sowie der Arbeitssicherheit, findet diese Lösung jedoch nur sehr begrenzt Einsatz.
Aus der DE 93 18 014 U1 ist eine handbetätigbare Werkzeugmaschine zum Schrauben und/oder Bohren mit einer drehbar in einem Gehäuse gelagerten, mittels eines Motors antreibbaren, mit einem Werkzeug versehenen Antriebswelle bekannt. Zur Bearbeitung des Werkstücks wird die Werkzeugmaschine mit zwei Saugnäpfen auf diesem fixiert.
Aus der DE 22 38 838 C ist eine transportable, mit mindestens drei Standkonsolen versehene Bohr- und Fräsvorrichtung zum Herstellen von Bohrungen, Ausnehmungen, Planflächen oder dergleichen an ebenen, konvexen oder konkaven Oberflachen bekannt. Die Vorrichtung muss zur Positionierung auf einem Werkstück auf grund ihres hohen Eigengewichts mit Hilfe eines Krans angehoben werden. Zur Evakuierung der Saugnäpfe verlaufen Unterdruckleitungen auf den Auslegerarmen, an deren Enden die Saugnäpfe angeordnet sind.
Die Entgegenhaltung WO 01/68302 A1 betrifft ferner eine Vorrichtung zum Auffangen von Spänen, die beispielsweise beim Hochgeschwindigkeitsfräsen auftreten. Zu diesem Zweck ist der Fräser im Wesentlichen vollständig von einer Kammer umgeben. Die Kammer ist über eine Düse mit Unterdruck zur Absaugung bzw. zum Abtransport der Frässpäne beaufschlagbar. Die Kammer wird im Wesentlichen von einer oberen, starren Wand gebildet, die eine Ausnehmung zur Durchführung des Fräsers aufweist. Um eine ausreichende Abdichtung zwischen der Kammer und der Werkstückoberfläche bei einer Parallelbewegung der Vorrichtung über die Werkstückoberfläche hinweg zu gewährleisten, ist die in etwa kreisrund ausgebildete obere Wand von einer flexiblen (Gummi-)Schürze umgeben. Alternativ ist eine starr ausgestaltete Schürze vorgesehen, deren Kontur an das Werkstück angepasst ist.
Aus der US 6 413 022 B1 ist darüber hinaus eine Vorrichtung zum Verspannen von zwei Bauteilen mittels Unterdruck bekannt, um eine Bearbeitung mittels eines Bohrers zu ermöglichen. Die Vorrichtung umfasst unter anderem eine U-förmige Traverse, an deren Endpunkten jeweils ein Saugnapf angeordnet ist. Durch das Evakuieren der Saugnäpfe wird die Traverse mit einer daran angeordneten Bohrvorrichtung an ein erstes Bauteil, zum Beispiel in Form eines Hautfeldes einer Rumpfzelle eines Flugzeugs, angebunden. Durch das Ausfahren mehrerer Stützfüße kann ein zweites Bauteil, zum Beispiel in der Form eines Stringers oder Längsholms, mit dem ersten Bauteil bzw. der Vorrichtung verspannt und dadurch in seiner Lage fixiert werden. Auf der Traverse ist eine Bohrmaschine vertikal und horizontal verschiebbar und arretierbar auf Linearkugellagern aufgenommen. Weiterhin verfügt die Vorrichtung über eine Zielvorrichtung sowie eine Späneabsaugeinrichtung. Die Evakuierungsleitungen für die Saugnäpfe verlaufen zumindest abschnittsweise in den Stützfüßen, an deren Enden die Saugnäpfe befindlich sind.
Die vorbekannten Vorrichtungen sind entweder in ihrem konstruktiven Aufbau oder in ihrer Handhabung kompliziert, was zu einer aufwändigen Herstellung von Bohrungen bei der Einzelteilfertigung führt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von Bohrungen, Ausnehmungen, Planflächen oder dergleichen bereitzustellen, deren Handhabung vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Patentanspruch 1 geht aus von einem Handgerät zum Herstellen von Bohrungen, Ausnehmungen oder Planflächen, mit:

– zwei Saugnäpfen, die zum Befestigen der Vorrichtung an wenigstens einem zu bearbeitenden Bauteil ausgebildet sind und
– einer Vorschubeinrichtung, die zum Nachführen eines Bohrers einer Bohrmaschine ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung nach Patentanspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufnahme für eine Bohrmaschine im Wesentlichen in der Mitte einer Traverse angeordnet ist und an beiden Enden der Traverse jeweils ein Saugnapf an einem Befestigungselement angeordnet ist, wobei die Saugnäpfe mit einem Vakuumanschluss durch Vakuumleitungen verbunden sind, die durch die Traverse verlaufend integriert sind und die Befestigungselemente jeweils mittels eines Gelenks verschwenkbar befestigt sind, derart, dass eine Befestigung des Handgeräts auf ebenen, konkaven oder konvexen Bauteiloberflächen möglich ist.
Hierdurch wird auf überraschend einfache Weise die Handhabung vereinfacht, da sich das Gewicht der Vorrichtung während des Aufsetzens und dem Ausrichten auf dem wenigstens einen zu bearbeitenden Bauteil abstützt. Erst nach dem Aufsetzen und Ausrichten der Vorrichtung wird eine Bohrmaschine in die Aufnahme eingesetzt. Da lediglich zwei an der Traverse vierschwenkbare Saugnäpfe vorgesehen sind, ergibt sich eine kompakte Bauform und zugleich eine sichere Befestigung desselben sowohl auf ebenen als auch auf konvexen oder konkaven gekrümmten Oberflächen von zu bearbeitenden Bauteilen. Durch die innerhalb der Traverse verlaufenden Vakuumleitungen wird eine kompakte Bauform des Handgeräts unterstützt und die Vakuumleitungen sind vor Beschädigungen geschützt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Saugnäpfe Aufsatzflächen aufweisen. Diese Aufsatzflächen können als "hard point" ausgebildet sein und liegen auf der Oberfläche des wenigstens einen zu bearbeitenden Bauteils auf, nachdem die Saugnäpfe evakuiert wurden. So wird ein sichere und positionstreue Befestigung erreicht, die eine präzise Einbringung einer Bohrung gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Absaugeinrichtung aufweist, die zur Absaugung von Bohrspänen ausgebildet ist. Durch diese Absaugeinrichtung wird sichergestellt, dass das wenigstens eine Bauteil durch Bohrspäne nicht beschädigt oder verschmutzt wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Absaugeinrichtung in eine Druckstempelbuchse integriert ist. Diese Druckstempelbuchse ist konisch ausgebildet und liegt während des Bohrvorganges auf dem wenigstens einen zu bearbeitenden Bauteil auf, so dass die Absaugeinrichtung Bohrspäne aus dem Innenraum der Druckstempelbuchse absaugt. Ferner wird durch das Aufliegen der Druckstempelbuchse während des Bohrvorganges die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Bohrmaschine gegenüber dem wenigstens einen zu bearbeitenden Bauteil in ihrer Position stabilisiert und fixiert. Infolge der Konizität der Druckstempelbuchse wird die Strömungsgeschwindigkeit der Luft erhöht und die Absaugwirkung verbessert. Weiterhin weist die Druckstempelbuchse eine Ausnehmung auf, durch die ein definierter Luftvolumenstrom aus der Umgebung bei auf dem Bauteil aufliegender Druckstempelbuchse in diese einströmen kann und das Absaugen der Späne ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Schmiereinrichtung zur Schmierung des Bohrers aufweist, sodass eine Versorgung mit Schmiermittel in ausreichender Menge gewährleistet ist.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Schmiereinrichtung in eine Druckstempelbuchse integriert ist. Da die Druckstempelbuchse während des Bohrvorganges auf dem wenigstens einen zu bearbeitenden Bauteil aufliegt, gewährleistet der im Wesentlichen geschlossene Innenraum der Druckstempelbuchse eine ausreichende und effektive Versorgung mit Schmiermittel.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schmiereinrichtung mit der Steuerung verbunden ist, derart, dass die Schmiereinrichtung zu Beginn eines Bohrvorganges Schmiermittel abgibt. Dabei kann vorgesehen sein, dass lediglich vor Beginn des Bohrvorgangs die Schmiereinrichtung für 0,25 bis 0,5 Sekunden Schmiermittel abgibt. Durch diese kurzzeitige Abgabe von Schmiermittel wird die Verschmutzung des wenigstens einen zu bearbeitenden Bauteils reduziert und damit der Reinigungsaufwand nach dem Einbringen der Bohrungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung als Handgerät ausgebildet ist, so dass sie problemlos zum jeweiligen Einsatzort transportiert werden kann.
Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Gewicht von weniger als 1.000 g, insbesondere weniger als 750 g aufweist. Ferner ist hierzu vorzugsweise vorgesehen, dass die Vorrichtung maximal 50 cm lang ist.
Zur Erfindung gehört ferner eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer in der Aufnahme aufgenommenen Bohrmaschine. Dabei kann es sich um eine Druckluftbohrmaschine oder eine Bohrmaschine mit einem anderen Antrieb handeln.
Es wird nun die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1,
3 eine Unteransicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1, und
4 eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1.
Im weiteren soll die Erfindung anhand der 1 bis 4 näher erläutert werden.
Die Vorrichtung umfasst eine Traverse 1 unter anderem mit ca. 50 cm Länge, die aus Metall, beispielsweise einer geeigneten Aluminium- oder Stahllegierung gefertigt ist, wobei die gesamte Vorrichtung ein Gewicht von ca. 700 g aufweist.
An den beiden Enden der Traverse 1 sind zwei Saugnäpfe 2 an Befestigungselementen 3 angeordnet, die mittels zweier Gelenke 4 derart verschwenkt werden können, dass die Traverse 1 neben einer ebenen Bauteiloberfläche auch auf einer konvex oder konkav gekrümmten Bauteiloberfläche aufgesetzt werden kann.
Von den Saugnäpfen 2 verlaufen durch die Befestigungselemente 3 und die Traverse 1 Vakuumleitungen, die an Vakuumanschlüssen 5 münden und es erlauben, durch Evakuieren der Saugnäpfe 2 die Traverse 1 an wenigstens einem zu bearbeitenden Bauteil zu befestigen.
Im Inneren der Saugnäpfe 2 sind als "hard points" ausgebildete, kreisringförmige Aufsatzflächen 6 angeordnet, die nach Aufsetzen und Evakuieren der auf der Oberfläche des wenigstens einen zu bearbeitenden Bauteils aufliegen und so während des folgenden Bohrvorganges stabilisieren. Die kreisringförmigen Aufsatzflächen 6 verhindern ein Verkippen der Traverse um ihre Längsachse herum, so dass zwei Saugnäpfe zur Anbindung an ein zu bearbeitendes Bauteil ausreichend sind.
In der Mitte der Traverse 1 ist eine Aufnahme 7 angeordnet, die zur Aufnahme einer Bohrmaschine, insbesondere einer Druckluftbohrmaschine ausgebildet ist. Die Aufnahme 7 gehört zu einer Vorschubeinrichtung, die zum Nachführen eines Bohrers einer Bohrmaschine entsprechend dem Bohrfortschritt während des Bohrvorganges ausgebildet ist und hierzu mit einer nicht näher dargestellten Steuereinrichtung verbunden ist.
Unterhalb der Aufnahme 7 ist eine Druckstempelbuchse 8 angeordnet, die konisch ausgebildet ist. Die Druckstempelbuchse 8 ist herabsenkbar ausgebildet, derart, dass sie vor Beginn eines Bohrvorgangs, das heißt vor dem Aufsetzen einer Bohrerspitze, auf die Oberfläche des wenigstens einen zu bearbeitenden Bauteils aufsetzt und mit ihrem zylinderförmigen Innenraum einen Bohrer umschließt. Aufgrund der Konizität der Druckstempelbuchse 8 wird die Strömungsgeschwindigkeit der Absaugluft erhöht. Um eine Absaugung von Bohrspänen bei auf dem zu bearbeitenden Bauteil aufliegender Druckstempelbuchse 8 zu ermöglichen, weist diese einseitig eine rechteckförmige Ausnehmung mit geringer Querschnittsfläche auf, durch die Umgebungsluft einströmen kann.
Die Druckstempelbuchse 8 weist einen Anschluss 9 für eine Absaugeinrichtung auf, mit der Bohrspäne abgesaugt werden können. Ferner weist ist die Druckstempelbuchse 8 mit einer Schmiereinrichtung verbunden, die nach Aufsetzen der Druckstempelbuchse 8, aber vor dem Aufsetzen einer Bohrerspitze Schmiermittel in den Innenraum der Druckstempelbuchse 8 fördert. Dabei ist Schmiereinrichtung mit einer nicht näher dargestellten Steuereinrichtung verbunden, die beispielsweise mittels eines Zeitgliedes sicherstellt, dass nur für eine Zeitdauer von 0,25 bis 0,5 Sekunden Schmiermittel zur Bohrstelle gefördert wird.
Im Folgenden wird die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.
Zuerst wird die Traverse 1 mit den beiden Saugnäpfen 2 auf das wenigstens eine zu bearbeitende Bauteil aufgesetzt und auf die gewünschte Bohrstelle ausgerichtet.
Dann werden die beiden Saugnäpfe 2 evakuiert, um die Traverse 1 zu fixieren und ihre Position nochmals kontrolliert. Anschließend wird eine Bohrmaschine in die Aufnahme 7 eingesetzt. Die Bohrmaschine kann auch ständig in der Aufnahme 7 verbleiben, um die Handhabung zu vereinfachen und zu beschleunigen, was insbesondere bei einen großen Anzahl von einzubringenden Bohrungen der Fall ist.
Durch die Steuereinrichtung wird die Schmiereinrichtung aktiviert, die für eine Zeitdauer von 0,25 bis 0,5 Sekunden Schmiermittel in den Innenraum der herabgesenkten Druckstempelbuchse 8 fördert.
Anschließend wird von der Steuereinrichtung die Vorschubeinrichtung aktiviert, so dass sich der Bohrer absenkt und die gewünschte Bohrung einbringt.
Abschließend kann die Bohrmaschine wieder aus der Aufnahme 7 entfernt und die Traverse 1 nach dem Belüften der Saugnäpfe 2 von dem wenigstens einen zu bearbeitenden Bauteil gelöst werden.

1: Traverse
2: Saugnapf
3: Befestigungselement
4: Gelenk
5: Vakuumanschluss
6: Aufsatzfläche
7: Aufnahme
8: Druckstempelbuchse
9: Anschluss

Claims

Handgerät zum Herstellen vonBohrungen, Ausnehmungen oder Planflächen, mit: – zwei Saugnäpfen (2), die zum Befestigen des Handgeräts an wenigstens einem zu bearbeitenden Bauteil ausgebildet sind, und – einer Vorschubeinrichtung, die zum Nachführen eines Bohrers einer Bohrmaschine ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufnahme (7) für eine Bohrmaschine im Wesentlichen in der Mitte einer Traverse (1) angeordnet ist und an beiden Enden der Traverse (1) jeweils ein Saugnapf (2) an einem Befestigungselement (3) angeordnet ist, wobei die Saugnäpfe (2) mit einem Vakuumanschluss (5) durch Vakuumleitungen verbunden sind, die durch die Traverse (1) verlaufend integriert sind und die Befestigungselemente (3) jeweils mittels eines Gelenks (4) verschwenkbar befestigt sind, derart, dass eine Befestigung des Handgeräts auf ebenen, konkaven oder konvexen Bauteiloberflächen möglich ist.
Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugnäpfe (2) Aufsatzflächen (6) aufweisen.
Handgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Absaugeinrichtung, die zur Absaugung von Bohrspänen ausgebildet ist.
Handgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinrichtung in eine Druckstempelbuchse (8) integriert ist.
Handgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schmiereinrichtung zur Schmierung des Bohrers.
Handgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiereinrichtung in die Druckstempelbuchse (8) integriert ist.
Handgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiereinrichtung mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, derart, dass die Schmiereinrichtung zu Beginn eines Bohrvorganges Schmiermittel abgibt.
Handgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Handgerät ein Gewicht von weniger als 1.000 g, insbesondere weniger als 750 g, aufweist.
Handgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Handgerät maximal 50 cm lang ist.
Handgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer in der Aufnahme aufgenommenen Bohrmaschine.