DE102022121237A1

DE102022121237A1 - Bohrvorrichtung mit einer Absaugeinheit

Info

Publication number: DE102022121237A1
Application number: DE102022121237.8A
Authority: DE
Inventors: Felix Rebholz; Michael Bopp; Thomas Bischoff
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Bohrvorrichtung (1) mit einer Absaugeinheit (2), welche Bohrvorrichtung (1) ein Bohrwerkzeug (3) umfasst, das in einer Buchse (21) der Absaugeinheit (2) radial und axial geführt ist, wobei die Absaugeinheit (2) einen mit einer Antriebseinheit (4) verbindbaren Adapterabschnitt (23) und einen Flanschabschnitt (22) umfasst, wobei die Buchse (21) drehbar in dem Flanschabschnitt (22) gelagert ist, wobei die Buchse (21) an einer Stirnseite zumindest eine Absaugöffnung (211) umfasst, durch die über einen Absaugkanal (212) ein Luftstrom zu einem am Adapterabschnitt (23) angeordneten Absauganschluss (231) leitbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung mit einer Absaugeinheit gemäß dem unabhängigen Anspruch.
Die Erfindung liegt im technischen Gebiet von Werkzeugen für spanende Fertigungsverfahren, insbesondere Bohrvorrichtungen zum Fertigen von Bohrungen in Kunststoff, wie kohlenfaserverstärktem Kunststoff und dem Abführen von bei der Bearbeitung entstandenen Spänen.
Das Fertigen von Bohrungen in Kunststoff, insbesondere in kohlefaserverstärktem Kunststoff, stellt eine wichtige Aufgabe bei neuen Entwicklungen dar, insbesondere im Straßen- oder Luftverkehr bzw. im Maschinen- und Anlagenbau, wo ressourcenschonende Anforderungen an Design und Konstruktion gestellt werden.
Zum Beispiel ist in der DE 10 2020 130 445 A1 ein geeignetes Zerspanungswerkzeug zum Bearbeiten von Kunststoff gezeigt, das Teil einer Bohrvorrichtung sein kann.
Dabei liegen die zu fertigenden Bohrdurchmesser häufig in einem Bereich von 10 - 60 mm. Beim Bohren von derart großen Löchern in kohlefaserverstärktem Kunststoff ergeben sich instabile Bohrbedingungen und das besondere Augenmerk liegt vor allem darauf, Delaminationen und Faserüberstände am Bohrungsaustritt zu vermeiden. Dabei ergibt sich das Problem, das abgehobenes Material in Form von Spänen oder Fasern, das bei der Herstellung des Bohrlochs entsteht, die Qualität der Bearbeitung erheblich verschlechtern kann.
Die Erfindung hat die Aufgabe eine Bohrvorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile im Stand der Technik überwindet und ein Erzeugen von größeren Bohrungen in guter Qualität unter Reduzierung des Vorhandenseins von Fasern und Spänen ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Bohrvorrichtung mit einer Absaugeinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
Die Erfindung umfasst eine Bohrvorrichtung mit einer Absaugeinheit, welche Bohrvorrichtung ein Bohrwerkzeug umfasst, das in einer Buchse der Absaugeinheit radial und axial geführt ist. Die Absaugeinheit umfasst einen mit einer Antriebseinheit verbindbaren Adapterabschnitt und einen Flanschabschnitt. Die Buchse ist drehbar in dem Flanschabschnitt gelagert. Die Buchse umfasst an einer Stirnseite zumindest eine Absaugöffnung, durch die über einen Absaugkanal ein Luftstrom zu einem am Adapterabschnitt angeordneten Absauganschluss leitbar ist. Aufgrund der Absaugeinheit mit der stirnseitig angeordneten Absaugöffnung durch die ein Luftstrom zum Adapterabschnitt geführt wird, kann das abgehobene Material bei der Herstellung von großen Bohrlöchern zuverlässig von der Bearbeitungsstelle weg geführt werden.
Gemäß einem bevorzugten technischen Aspekt umfasst die Buchse an einer Stirnseite drei Absaugöffnungen. Die Öffnungen können länglich auf dem gleichen radialen Abstand (zu einer Mittelachse) angeordnet sein.
Besonders vorteilhaft ist die Buchse doppelwandig ausgeführt und die drei Absaugöffnungen führen über einen im inneren der Wand geführten Absaugkanal einen Luftstrom zum gegenüberliegenden Endabschnitt der Buchse. Dabei kann die Wand derart ausgeführt sein, dass der Luftstrom seitlich austritt.
Vorteilhafterweise umfasst die Buchse Führungsleisten. Dafür können drei parallele und gleichmäßig entlang des Innenumfangs der Buchse verteilte Leisten angeordnet werden, die in die Seitenwand des Bohrwerkzeugs eingreifen.
Bevorzugt umfasst die Buchse stirnseitig Luftleitelemente. Die Luftleitelemente können schaufelförmig in gleichen Abständen entlang des Umfangs verteilt ausgebildet sein, um bei einer Bewegung der Buchse zusammen mit dem Bohrwerkzeug eine in axialer Richtung des Bohrwerkzeugs gerichtete Luftströmung zu erzeugen.
Besonders bevorzugt umfasst der Flanschabschnitt einen Luftzufuhranschluss.
Vorteilhafterweise ist der Luftzufuhranschluss mit einem Luftzufuhrkanal verbunden. Der Luftzufuhrkanal hat einen ersten Auslass im Bereich der Absaugöffnung an der Stirnseite der im Flanschabschnitt angeordneten Buchse.
Besonders vorteilhaft ist der Luftzufuhranschluss mit einem Luftzufuhrkanal verbunden. Der Luftzufuhrkanal umfasst einen zweiten Auslass am Endabschnitt, der der Stirnseite mit der Absaugöffnung der im Flanschabschnitt angeordneten Buchse gegenüberliegt.
Der Luftzufuhranschluss kann eine radial angeordnete Düse sein, die derart ausgebildet ist, um eine einstellbare (variable) Luftmenge zwischen den Flanschabschnitt und die Buchse zu führen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele zusätzlich erläutert.
Es zeigen:

1 eine teilweise geöffnete perspektivische Darstellung einer Bohrvorrichtung mit einer Absaugeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine seitliche Schnittansicht der Bohrvorrichtung aus 1;
3 eine Detaildarstellung einer Buchse für die Bohrvorrichtung aus 1;
4 eine seitliche Schnittansicht der Buchse aus 1;
5 eine Detaildarstellung eines Flanschabschnitts für die Bohrvorrichtung aus 1;
6 eine seitliche Schnittansicht des Flanschabschnitts aus 1; und
7 eine Detaildarstellung eines mit dem Adapterabschnitt verbundenen Flanschabschnitts für die Bohrvorrichtung aus 1.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Bohrvorrichtung 1 mit einer Absaugeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.
Die Bohrvorrichtung 1 hat ein Bohrwerkzeug 3, das in einer Buchse 21 der Absaugeinheit 2 radial und axial geführt ist. Die Buchse 21 führt das Bohrwerkzeug 3 radial sowie axial mittels Führungsleisten (siehe 4) und rotiert gemeinsam mit diesem. Dazu ist die Buchse 21 im Flanschabschnitt 22 in zwei Kugellagern gehalten, siehe 2.
Die Absaugeinheit 2 hat einen mit einer Antriebseinheit 4 verbindbaren Adapterabschnitt 23 und einen Flanschabschnitt 22. Der Adapterabschnitt 23 verfügt über einen Absauganschluss 231 und Öffnungen 232 zum Ansaugen von Umgebungsluft. Die Öffnungen 232 können bei Bedarf verschlossen, oder z.B. mit Ventilen versehen werden, um die Stärke der externen Luftzufuhr einzustellen.
Die Buchse 21 hat an der linken Stirnseite drei längliche Absaugöffnungen 211, durch die über einen Absaugkanal (2, Referenznummer 212) ein Luftstrom zu einem am Adapterabschnitt 23 angeordneten Absauganschluss 231 leitbar ist. Damit lässt sich beim Bohrvorgang abgehobenes Material zuverlässig abführen.
In 2 ist eine Schnittansicht der Bohrvorrichtung 1 aus 1 dargestellt.
Die Bohrvorrichtung 1 hat ein Bohrwerkzeug 3, das in der Buchse 21 der Absaugeinheit 2 radial und axial geführt ist. Die Buchse 21 und rotiert gemeinsam mit dem Bohrwerkzeug 3. Dazu ist die Buchse 21 im Flanschabschnitt 22 in zwei Kugellagern 5 gehalten.
Der Flanschabschnitt 22 hat an der Oberseite einen Luftzufuhranschluss 221, der noch im Zusammenhang mit 5 erklärt wird.
Wie in 3 zu sehen, ist die Buchse 21 an der einen Stirnseite mit drei Absaugöffnungen 211 ausgestattet.
Die Buchse 21 ist doppelwandig um über den Hohlraum in der Wand Fasermaterial bzw. Staub abzusaugen. Im vorderen, äußeren Bereich der Buchse 21 sind Luftleitelemente 216 angebracht, um die sich ringförmig verteilende Zuluft vom Flanschabschnitt nach vorne zu leiten. Die nach vorne geleitete Luft dient als „Luftvorhang“ oder „Sperrluft“ um die Umgebung frei von Bohrstaub zu halten und die Lager zwischen Flanschabschnitt 22 und Buchse 21 zu schützen.
Zusätzlich kann das eingesetzte Bohrwerkzeug 3 über eine Werkzeugkühlung verfügen. Das zur Kühlung genutzte Medium kann ebenfalls über die Buchse 21 abgeführt werden. Dies trägt zu einem zusätzlichen Schutz vor Bohrstaub bei.
In 4 ist die Buchse 21 doppelwandig ausgeführt im Schnitt gezeigt. Die drei Absaugöffnungen 211 sind jeweils mit einem separaten Absaugkanal 212 verbunden, die einen Luftstrom zum gegenüberliegenden Endabschnitt 214 der Buchse 21 führen.
Im inneren umfasst die Buchse 21 drei Führungsleisten 215, um das Bohrwerkzeug zu führen bzw. axial zu halten.
In 5 ist ein Flanschabschnitt 22 gezeigt, der einen Luftzufuhranschluss 221 umfasst. Luftzufuhranschluss 221 ist drosselbar ausgebildet.
In 6 ist der Flanschabschnitt 22 in einer Schnittansicht zu sehen.
Der Luftzufuhranschluss 221 ist mit einem Luftzufuhrkanal 222 verbunden. Der Flanschabschnitt 22 hat Austritte am vorderen und hinteren Ende. Zusätzlich kann die Verteilung des Luftstroms von vorne zu hinten über eine weitere Drossel gesteuert werden.
Der Luftzufuhrkanal 222 umfasst einen ersten Auslass 223 im Bereich der Absaugöffnung 211 an der Stirnseite der im Flanschabschnitt angeordneten Buchse (1, Ref. 22).
Der Luftzufuhrkanal 222 umfasst einen zweiten Auslass 224 am Endabschnitt, der der Stirnseite mit der Absaugöffnung 211 der im Flanschabschnitt angeordneten Buchse (1, Ref. 22) gegenüberliegt.
In 7 ist die Absaugeinheit im zusammengesetzten Zustand mit der Darstellung der beiden Luftströmungen dargestellt.
Der Luftzufuhranschluss 221 ist mit einem Luftzufuhrkanal 222 mit einem ersten Auslass 223. Die dort austretende Luft wird durch die Absaugöffnung 211 abgeführt.
Damit wird der abgesaugte Bohrstaub in den Adapterabschnitt 23 geleitet und über den dortigen Absauganschluss 231 abgesaugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020130445 A1 [0004]

Claims

Bohrvorrichtung (1) mit einer Absaugeinheit (2), welche Bohrvorrichtung (1) ein Bohrwerkzeug (3) umfasst, das in einer Buchse (21) der Absaugeinheit (2) radial und axial geführt ist, wobei die Absaugeinheit (2) einen mit einer Antriebseinheit (4) verbindbaren Adapterabschnitt (23) und einen Flanschabschnitt (22) umfasst, wobei die Buchse (21) drehbar in dem Flanschabschnitt (22) gelagert ist, wobei die Buchse (21) an einer Stirnseite zumindest eine Absaugöffnung (211) umfasst, durch die über einen Absaugkanal (212) ein Luftstrom zu einem am Adapterabschnitt (23) angeordneten Absauganschluss (231) leitbar ist.
Bohrvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Buchse (21) an einer Stirnseite drei Absaugöffnungen (211) umfasst.
Bohrvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Buchse (21) doppelwandig ausgeführt ist und die drei Absaugöffnungen (211) über einen im inneren der Wand geführten Absaugkanal (212) einen Luftstrom zum gegenüberliegenden Endabschnitt (214) der Buchse (21) führen.
Bohrvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Buchse (21) Führungsleisten (215) umfasst.
Bohrvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Buchse (21) stirnseitig Luftleitelemente (216) umfasst.
Bohrvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Flanschabschnitt (22) eine Luftzufuhranschluss (221) umfasst.
Bohrvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei der Luftzufuhranschluss (221) mit einem Luftzufuhrkanal (222) verbunden ist, und wobei der Luftzufuhrkanal (222) einen ersten Auslass (223) im Bereich der Absaugöffnung (211) an der Stirnseite der im Flanschabschnitt angeordneten Buchse (22) umfasst.
Bohrvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei der Luftzufuhranschluss (221) mit einem Luftzufuhrkanal (222) verbunden ist, und wobei der Luftzufuhrkanal (222) einen zweiten Auslass (224) am Endabschnitt umfasst, der der Stirnseite mit der Absaugöffnung (211) der im Flanschabschnitt angeordneten Buchse (22) gegenüberliegt.
Bohrvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Luftzufuhranschluss (221) derart ausgebildet ist, um eine variable Luftmenge zur Verfügung zu stellen.