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Die Erfindung betrifft einen Kunststoffbohrer nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung damit.
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Allgemein befasst sich die Erfindung
mit der Erstellung von Öffnungen
in Kunststoffkörpern
und insbesondere in Kunststoffhohlkörpern, wie beispielsweise Kunststofftanks
für Kraftfahrzeuge.
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Mit bisher in der Praxis verwendeten
Werkzeugen gehen einige Nachteile einher. So besteht ein hoher Verbrauch
an und bei Werkzeugen, die zudem hohe Herstellungskosten haben.
Auch kommt es zu hohen Ausfallzeiten der damit arbeitenden Produktionsanlage
auf Grund technischer Probleme. Gemäß Erfahrungswerten der Erfinder
kommt es ferner zu einer hohen Ausschussquote bei den bearbeiteten Kunststoffgegenständen, wie
etwa Kunststofftanks.
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Bei den bisher in der Praxis eingesetzten Werkzeugen
entstehen hohe Herstellungskosten und Reparaturkosten insbesondere
auf Grund der Notwendigkeit der Herstellung von Zentrierdornen und Messern,
da diese immer wieder abbrechen. Dies hat aber nicht nur die Folge
der erforderlichen Reparatur durch Austausch, sondern es kommt wegen
dem Reparaturerfordernis auch zum Produktionsstillstand, so dass
Kosten und Aufwand insgesamt recht hoch sind.
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Es ist daher das Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen Kunststoffbohrer und eine Vorrichtung damit anzugeben,
womit beim Produktionsprozess Aufwand eingespart werden und der
Produktionsprozess insgesamt rationalisiert werden kann.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch
einen Kunststoffbohrer nach dem Anspruch 1 erreicht. Weiterhin wird
dieses Ziel erreicht mit einer Bohrvorrichtung nach dem Anspruch
7.
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Durch die Erfindung wird somit geschaffen ein
Kunststoffbohrer, der so gestaltet ist, dass sich am arbeitsseitigen
freien Ende an eine teilkreisförmigen
Schneidkante eine Schälmulde
anschließt,
die in einem Abstand vom arbeitsseitigen freien Ende mit einer Späneabführbohrung
geschnitten ist, die von der Schälmulde
ausgehend schräg
vom arbeitsseitigen freien Ende weg durch den Kunststoffbohrer hindurchgeht.
Auf Grund der Bauart des Kunststoffbohrers und seiner Arbeitsweise
kann er auch als Auskreisvorrichtung bezeichnet werden.
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Beim Bohren oder Schälen wird
ein dadurch entstehender Span nach außen abgeführt und in der Späneabführbohrung
gehalten oder durch diese abgeführt,
ohne dass er in die gefertigte Öffnung
fällt. Dies
ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Bohrung in einen Hohlkörper eingebracht
wird, da das Herausnehmen des Spans oder von Teilen davon aus dem Hohlkörper entfällt.
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In vorteilhafter Weise werden hohe
Standzeiten, eine Wiederverwertbarkeit des Kunststoffbohrers durch
Nachschärfen,
ein schneller Werkzeugwechsel, Wegfall des Erfordernisses einer
Maßkorrektur
sowie Maßhaltigkeit
der Bohrung erreicht. Insgesamt ergibt sich mit dem erfindungsgemäßen Kunststoffbohrer
nicht nur eine drastische Aufwandsersparnis, sondern eine Optimierung
des Produktionsablaufes und somit eine rationellere Produktion. Vorteilhafterweise
werden auch bisher erforderliche und besonders anfällige Teile
eingespart, nämlich insbesondere
ein Zentrierdorn, ein Messer und ein Abstreifer für Reststücke, wobei
gerade diese Teile einem übermäßigen Verschleiß unterliegen
und störanfällig sind.
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Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Kunststoffbohrer
ferner vorgesehen, dass die Schälmulde
einen Durchmesser von weniger als einem Drittel des Durchmessers
des die Bohrung bestimmenden Arbeitsdurchmessers des Kunststoffbohrers
hat. Dies ist hauptsächlich
aus praktischer Sicht vorteilhaft, wobei sich durchaus auch andere Größenverhältnisse
einstellen lassen.
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Eine andere Weiterbildung des Kunststoffbohrers
nach der Erfindung besteht darin, dass die die Schälmulde am
arbeitsseitigen freien Ende umgebende Schneidkante spiralig in Längsrichtung
des Kunststoffbohrer verläuft.
Gemeint ist damit, dass sich die Schneidkante in ihrem teilkreisförmigen Verlauf
auch in Axialrichtung des Kunststoffbohrers vorschiebt.
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Die vorstehende Variante des erfindungsgemäßen Kunststoffbohrers
lässt sich
ferner noch dadurch weiterbilden, dass die Schneidkante eine Ansetzspitze
enthält,
die in Drehrichtung des Kunststoffbohrers an der Schneidkante vorne
liegt. Insbesondere ergibt oder befindet sich die Ansetzspitze am
in Axialrichtung des Kunststoffbohrers vordersten Ende der spiralig
verlaufenden Schneidkante. Zu beachten dabei und bei der Frontlage
der Ansetzspitze in Drehrichtung des Kunststoffbohrers ist, dass
die Schneidkante in ihrem teilkreisförmigen Verlauf begrenzt ist durch
die Schälmulde.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn
der Kunststoffbohrer nach der Erfindung eine Ausgestaltung hat,
wie sie in den 1 und 2 gezeigt und erläutert ist,
wobei zu beachten ist, dass die Maßangaben nur vorzugsweise Maßangaben
sind und insbesondere in einem Bereich von etwa dem 0,2-fachen bis
hin zum 10-fachen der angegebenen Maße liegen können.
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Ferner ist die Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Kunststoffbohrers
alternativ so, wie in den 3 und 4 gezeigt und erläutert ist,
wobei die Maßangaben
nur vorzugsweise Maßangaben
sind und insbesondere in einem Bereich von etwa dem 0,2-fachen bis
hin zum 10-fachen der angegebenen Maße liegen.
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Das Ziel der Erfindung wird auch
erreicht durch eine Bohrvorrichtung mit einem Kunststoffbohrer,
wie er vorstehend allgemein und in weitergebildeten Varianten angegeben
ist, wobei zusätzlich
eine Absaugeinrichtung vorgesehen ist, um Späne aus der Späneabführbohrung
abzusaugen und von dem mit einer Öffnung zu versehenden Werkstück wegzuleiten.
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In vorzugsweiser Weiterbildung davon
ist bei der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung
ferner vorgesehen, dass sie eine Anordnung aufweist, wie sie in
der 5 gezeigt und erläutert ist,
wobei auch Einzelheiten insbesondere gemäß der 6 Alternativen im Rahmen der Erfindung
angeben.
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Auf Grund der überwiegenden Anforderungen
an die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung
kann sie insbesondere eine Drehmaschine sein.
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Weitere bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den gesamten vorliegenden Unterlagen
sowie insbesondere den jeweils abhängigen Ansprüchen und
deren Kombinationen.
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Die Erfindung wird anhand exemplarischer Ausführungsbeispiele
nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische teilweise geschnittene Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Kunststoffbohrers,
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2 eine
schematische Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels des Kunststoffbohrers gemäß 1 in um 90° gedrehter
Darstellung,
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3 eine
schematische teilweise geschnittene Seitenansicht eines zweiten
Ausführungsbeispiels
eines Kunststoffbohrers,
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4 eine
schematische Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels des Kunststoffbohrers gemäß 1 in um 90° gedrehter
Darstellung,
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5 eine
schematische Skizze eines Ausführungsbeispiels
einer Bohrvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Kunststoffbohrer,
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6 eine
Skizze einer vergrößerten Detaildarstellung
der Bohrvorrichtung aus der 5,
und
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7 eine
Skizze einer Übersichtsdarstellung
der Bohrvorrichtung gemäß der 5.
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Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen
Figuren und Abbildungen der Zeichnungen bezeichnen gleiche oder ähnliche
oder gleich oder ähnlich
wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung
werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen
versehen sind, unabhängig
davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht.
Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung
enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt
sind, ohne weiteres für
einen Fachmann verständlich.
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Die 1 und 2 zeigen einen Kunststoffbohrer 1,
der ein arbeitsseitiges freies Ende 2 aufweist, an dem
er mit einer teilkreisförmigen
Schneidkante 3 versehen ist. An diese Schneidkante 3 schließt sich an
oder durch die Ausbildung der Schneidkante 3 ist gebildet
eine Schälmulde 4.
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Der Kunststoffbohrer 1 besteht
im Wesentlichen aus einem zylindrischen Grundkörper 5, der sich zum
Befestigungsende 6 verbreitert. An das Befestigungsende 6 schließt sich
ein Montagedorn 7 an.
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Durch den Grundkörper 5 hindurch ist
eine Späneabführbohrung 8 gebildet,
die einerseits die Schälmulde 4 schneidet
und andererseits schräg durch
den Grundkörper 5 hindurchgeht,
und zwar vom freien Ende 2 aus nach hinten zum Befestigungsende 6,
d.h. sie führt
von der Schälmulde 4 weg
nach hinten zum Befestigungsende 6 und zwar durch den Grundkörper 5 hindurch.
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Am arbeitsseitigen freien Ende 2 ist
der Kunststoffbohrer 1 mit einer Freifläche 9 versehen, die
beim gezeigten Ausführungsbeispiel
eine Steigung von 2 mm/360° freigeschliffen
hat.
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Wie sich insbesondere aus der Betrachtung der 1, aber auch durch die gestrichelt
eingezeichneten und in der eigentlichen Ansicht unsichtbaren Linien
in der 2 ergibt, hat
die Schneidkante 3 einen spiraligen Verlauf vom arbeitsseitigen
freien Ende 2 zum Befestigungsende 6 hin. Der
Radius der Schneidkante 3 ist dabei zumindest im wesentlichen konstant.
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Durch die spiralige Ausgestaltung
der Schneidkante 3 wird eine Ansetzspitze 10 gebildet. Die
Lage der Ansetzspitze 10 bezüglich der Schneidkante 3 ist
so, dass die Ansetzspitze 10 bei Drehung des Kunststoffbohrers 1 in
Drehrichtung an der Schneidkante 3 vorne liegt.
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Die 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel
eines Kunststoffbohrers 1. Die grundsätzliche Gestaltung ist gleich
der des ersten Ausführungsbeispiels
gemäß den 1 und 2, so dass übereinstimmende Merkmale zur
Vermeidung von Wiederholungen hier nicht nochmals beschrieben und
erläutert
werden.
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Die jeweiligen Ausgestaltungen sind
nach der Art und der Form sowie dem Material des Werkstückes zu
wählen,
das mit dem Kunststoffbohrer 1 mit einer Öffnung versehen
werden soll. Gerade die Dicke des zu durchbohrenden Werkstückes ist
neben den Materialeigenschaften für geeignete Gestaltungen an
dem Kunststoffbohrer 1 allgemein wesentlich.
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Ein wesentlicher Unterschied zwischen
dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
des Kunststoffbohrers 1 besteht darin, dass die Späneabführbohrung 8 beim
zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß den 2 und 3 wesentlich steiler durch den Kunststoffbohrer 1 hindurchgeht
und fast bis zum Befestigungsende 6 reicht, was beim ersten
Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 und 2 anders ist, indem die Späneabführbohrung 8 deutlich
vor dem Befestigungsende 6 aus dem Grundköper auf
der der Schälmulde 4 gegenüberliegenden
Seite austritt.
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Die Größe ist auch hinsichtlich des
Durchmessers der Späneabführbohrung 8 beim
zweiten Ausführungsbeispiel
größer als
beim ersten Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 und 2.
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Weiterhin ist die Schälmulde 4 beim
zweiten Ausführungsbeispiel
gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel
in Längsrichtung
des Kunststoffbohrers 1 länger ausgeführt. Mit dieser Ausgestaltung
kann in vorteilhafter Weise dickeres Material mit der gewünschten Öffnung versehen
werden.
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Hinsichtlich sämtlicher Maßangaben, die in den 1 bis 4 enthalten sind, handelt es sich lediglich
um vorzugsweise und/oder exemplarische Angaben. Insbesondere können die
Maßangaben
in einem Bereich von etwa dem 0,2-fachen bis hin zum 10-fachen der
angegebenen Maße
liegen, was in erster Linie davon abhängt, wie groß eine mit
dem Kunststoffbohrer 1 herzustellende Öffnung sein soll und welche
weiteren Größen zu berücksichtigen sind.
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Wie die Abbildungen der 1 bis 4 zeigen, hat der Kunststoffbohrer 1 etwa
eine Glockenform. Dabei ist am arbeitsseitigen freien Ende 2 sozusagen die
aktive Schneide zum Bearbeiten des Materials in Form der Schneidkante 3 angeordnet.
Die Größe der zu
erstellenden Öffnung
hängt jedoch
nicht nur von der Schneidkante 3 selbst ab, sondern ist
durch entsprechende Ausgestaltungen beispielsweise auch der Ränder der
Späneabführbohrung 8 insbesondere auf
der Seite der Schälmulde 4 bis
maximal zur Dickenabmessung des Grundkörpers 5 des Kunststoffbohrers 1 machbar.
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Weiterhin können entsprechende Ausgestaltungen
von Schneidkante 3, Schälmulde 4,
Späneabführbohrung 8 und
Freifläche 9 für weitere
Bearbeitungen geeignet gewählt
werden. Dadurch können Entgratungen
oder auch andere Bearbeitungsschritte mit integriert werden. Ausser
Schneidkante 3, Schälmulde 4,
Späneabführbohrung 8 und
Freifläche 9 entsprechend
zu gestalten, könne
aber auch völlig gesonderte
Ausgestaltungen für
solche weiteren Bearbeitungen vorgesehen sein.
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Eine Bohrvorrichtung 11 zur
Verwendung eines Kunststoffbohrers 1 ist schematisch in
der 5 skizziert.
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Die Bohrvorrichtung 11 enthält eine
Bohreinheit 12, die über
einen Hydraulikzylinder 13 zu einem Werkstück 14,
für das
hier exemplarisch ein Kraftfahrzeugtank angegeben ist, hin und wieder
wegbewegbar ist. Grundsätzlich
kann jedoch die Axiale Bewegung des Kunststoffbohrers auch mittels
mechanischer oder elektrischer Antriebe erfolgen.
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An einer Welle 15 der Bohreinheit 12 ist
der Kunststoffbohrer 1 montiert, von dem die Späneabführbohrung 8 zu
erkennen ist.
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Weiterhin ist die Bohrvorrichtung 11 mit
einer Absaugvorrichtung 16 versehen, die einen flexiblen Schlauch 17 enthält, in den
die Welle 15 der Bohreinheit 12 über ein
Kugellager 18 eingeführt
ist, das als Führung
und zur Abdichtung dient. Zum arbeitsseitigen Ende 2 des
Kunststoffbohrers 1 hin ist eine Achskopfmanschette 19 angebracht,
die sich abdichtend über
eine Arbeitsstelle 20 am Werkstück 14 setzt, wenn
die Bohreinheit 12 zum Werkstück 14 hin bewegt wird
oder ist.
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In der 6 ist
eine vergrößerte Detaildarstellung
aus der 5 skizzenhaft
gezeigt.
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In Abwandlung zu der Variante, die
in der 5 dargestellt
ist, ist hier kein Kugellager 18 als Führung und zur Abdichtung vorgesehen,
sondern der flexible Schlauch 17 ist direkt an ein Gehäuseteil 21 seitlich
angeschlossen, an das sich nach vorne oder unten die Achskopfmanschette 19 zur
Arbeitsstelle 20 hin anschließt.
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Die 7 ist
skizzenhaft eine Übersichtsdarstellung
der gesamten Bohrvorrichtung 11 und veranschaulicht einen
exemplarischen Aufbau. Lediglich exemplarisch und der Übersicht
halber sind die Komponenten Bohreinheit 12, wovon zwei
Stück vorhanden
sind, um bei einer Werkzeugplatzierung gleichzeitig zwei Öffnungen
erstellen zu können,
Absaugvorrichtung 16 und zwischen dieser und den Bohreinheiten 12 verlaufende
flexible Schläuche 17 dargestellt.
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Zusammenfassend werden mit der vorliegenden
Erfindung ein Kunststoffbohrer und eine Bohrvorrichtung damit geschaffen,
womit Produktionsprozesse optimiert und rationalisiert werden können.
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Die vorstehenden und in den Zeichnungen wiedergegebenen
Merkmale und Merkmalskombinationen der Ausführungsbeispiele dienen lediglich
der exemplarischen Verdeutlichung der Erfindung und nicht deren
Beschränkung.
Der Offenbarungsumfang der vorliegenden gesamten Unterlagen ist
durch das bestimmt, was für
den Fachmann ohne weiteres in den Ansprüchen, aber auch aus der Beschreibung und
der Zeichnung unter Einbeziehung seines Fachwissens entnehmbar ist
und/oder verstanden wird. Insbesondere umfasst die Erfindung ferner
alle Variationen, Modifikationen, Kombinationen und Substitutionen,
die der Fachmann dem gesamten Offenbarungsumfang der vorliegenden
Unterlagen entnehmen kann. Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale
und Ausgestaltungsmöglichkeiten
der Erfindung und ihrer Ausführungsbeispiele
kombinierbar.
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- 1
- Kunststoffbohrer
- 2
- freies
Ende
- 3
- Schneidkante
- 4
- Schälmulde
- 5
- Grundkörper
- 6
- Befestigungsende
- 7
- Montagedorn
- 8
- Späneabführbohrung
- 9
- Freifläche
- 10
- Ansetzspitze
- 11
- Bohrvorrichtung
- 12
- Bohreinheit
- 13
- Hydraulikzylinder
- 14
- Werkstück
- 15
- Welle
- 16
- Absaugvorrichtung
- 17
- Schlauch
- 18
- Kugellager
- 19
- Achskopfmanschette
- 20
- Arbeitsstelle
- 21
- Gehäuseteil