DE4339770A1 - Mobiles Präzisions-Bohrgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Bohrgerät zum Festlegen an einer Bohrstelle von großen Werkstücken für Präzisions-Bohrarbeiten mittels eines Werkzeu­ ges, durch das hindurch ein flüssiges Schmiermittel bis an die Werkzeugschneiden herangeführt wird, mit einer Werkzeugspindel mit einer Werkzeugaufnahme, durch die hindurch der Schmiermittelzufluß erfolgt, und mit einem Antrieb zum Drehen und axialen Vorschieben der Werk­ zeugspindel.

Ein solches Bohrgerät wird bei allen Präzisions-Bohrar­ beiten eingesetzt, bei denen die Werkstücke eine solche Größe haben, daß sie nicht auf stationären Bohrmaschi­ nen bearbeitet werden können. Ein bevorzugter Anwen­ dungsbereich dieser Bohrgeräte findet sich in der Luft­ fahrtindustrie, um beispielsweise im Flugzeugbau dieje­ nigen Bohrungen zu bearbeiten, die für die Verbindung zwischen einem Flugzeugrumpf und den Tragflächen vor zu­ sehen sind. Das jeweilige Bohrgerät wird entweder an einer Hilfsvorrichtung fest angebracht oder im variab­ len Einsatz in Verriegelungsbuchsen, in Schablonen oder in ähnliche Aufnahmevorrichtungen eingesetzt. Eine be­ sonders exakte Bearbeitungsgenauigkeit derartiger Bohr­ geräte wird beim Aufreiben voreingebrachter Bohrungen verlangt, wofür konische Reibwerkzeuge mit einem koni­ schen Ansatz verwendet werden.

Bohrgeräte der eingangs genannten Art sind durch öffentliche Vorbenutzungen in verschiedenen Ausführun­ gen bekannt. Sie haben einen einzigen Antrieb, der so­ wohl die Drehung der Werkzeugspindel als auch deren Vorschub besorgt, wozu in der Regel ein Luftmotor dient. Folglich besteht eine Abhängigkeit zwischen der Arbeitsdrehzahl der Werkzeugspindel und deren Vorschub, es wird also pro Umdrehung des Werkzeugs stets ein be­ stimmter Vorschubweg zurückgelegt. Bei zunehmender Last der Antriebsmaschine, wie sie dann auftritt, wenn das Aufreib- oder Bohrwerkzeug stärker in Eingriff kommt, fällt die Drehzahl und zugleich entsprechend der Vor­ schub ab. Da die Antriebsmaschine auf eine bestimmte Last abgestimmt werden muß, damit sie bei hoher Drehmo­ mentenbeanspruchung noch eine ausreichende Drehzahl zur Verfügung stellt, darf die Grunddrehzahl im Leerlauf nicht zu hoch gewählt werden. Damit ist der erhebliche Nachteil verbunden, die Leerwege zu Beginn des Bearbei­ tungsvorganges nur mit einer relativ geringen Geschwin­ digkeit durchfahren zu können. Insgesamt dauert bei den bekannten Bohrgeräten der gesamte Bohr- oder Reib-Vor­ gang für eine einzige Bohrung je nach Materialstärke und Bohrungsdurchmesser wenige bis mehrere Minuten.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Bohrgeräte liegt in dem hohen Verbrauch an Schmiermittel, bei dem es sich um eine hochqualitative Bohrflüssigkeit handelt, die sehr teuer ist. Die Dosiermenge des Schmiermittels wird je nach Einschätzung des Bohr- oder Reibvorganges empi­ risch eingestellt, und zwar unabhängig von der Ein­ griffslänge des Werkzeugs. Die für die Präzisionsboh­ rungen eingesetzten Bohr- oder Reibwerkzeuge haben über ihre gesamte Schnittlänge hinweg verteilt angeordnete Radialbohrungen, die von einem zentralen Zuführkanal aus versorgt werden. Da das Schneidmittel bei den be­ kannten Ausführungen kontinuierlich zugeführt wird, er­ gibt sich solange eine Überdosierung, wie nicht das Werkzeug auf gesamter Schneidlänge in Eingriff steht, auf die die Schmiermittelzufuhr abgestellt ist. Auch beim Zurückfahren des Werkzeugs ohne Bohr- bzw. Reib­ leistung wird bei den bekannten Geräten weiterhin das Schmiermittel ungenützt zugeführt. Insgesamt liegt des­ halb der Verbrauch des Schmiermittels etwa zehnmal so hoch, wie er rein theoretisch für den eigentlichen Schnittvorgang benötigt wird.

Auch konstruktiv weisen die bekannten Bohrgeräte Nach­ teile auf. So ist die Werkzeugspindel im rückwärtigen Teil der Geräte in einem axialen Fördergewinde gela­ gert, das für den Vorschub erforderlich ist. Trotz zusätzlicher Lagerung der Spindel im vorderen Bereich der Maschine sind radiale Auslenkbewegungen unvermeid­ lich, was die Bohrgenauigkeit beeinträchtigt. Des wei­ teren läßt sich der Bearbeitungsweg, die Bohrtiefe, bei den bekannten Geräten nicht exakt bestimmen, weil hier­ zu ein Tiefenanschlag benötigt wird, der auf die Wan­ dung des die jeweilige Bohrung umgebenden Materials aufgesetzt wird und das Erreichen der Bohrtiefe dadurch signalisiert, daß die Werkzeugspindel mit einem ent­ sprechenden Anschlag auf das Innenende des Tiefenan­ schlags auffährt, wodurch der Vorschub abgeschaltet wird.

Schließlich sind die bekannten Bohrgeräte kompliziert in der Einjustierung. Es muß der Arbeitshub für jedes Werkzeug, welches dem Verschleiß unterliegt und regel­ mäßig ausgewechselt werden muß, auf empirischem Wege in einer Versuchswerkstatt neu einjustiert werden. Dies geschieht durch Herein- oder Herausdrehen der Werkzeug­ spindel mit ihrem erwähnten Fördergewinde aus der ent­ sprechenden Gewindebuchse für den Vorschub, wozu eine Teilmontage des Gerätes zumindest im vorderen mechani­ schen Antriebsbereich erforderlich ist, um eine Stell- oder Anschlagmutter auf dem Fördergewinde der Werkzeug­ spindel, die auf das Innenende des Tiefenanschlags am Ende des Arbeitshubes auffährt, in axialer Richtung verstellen zu können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Prä­ zisions-Bohrgerät der gattungsbildenden Art zu schaf­ fen, welches mit hoher Präzision arbeitet und sparsam im Schmiermittelverbrauch ist.

Diese Aufgabe wird bei einem mobilen Bohrgerät der gat­ tungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß zusätzlich zum Drehantrieb ein separater Vorschubantrieb für die Werk­ zeugspindel sowie ein Meßsystem zur Erfassung des Vor­ schubweges vorhanden ist. Hierbei ist der Vorschuban­ trieb in Abhängigkeit von dem axialen Vorschubweg mit­ tels eines Rechners derart geregelt, daß die Werkzeug­ spindel über den Drehantrieb mit vorgegebener Lastdreh­ zahl oder vorgegebenem Lastmoment angetrieben ist. Fer­ ner ist der Schmiermittelzufluß in Abhängigkeit von der vorgegebenen Lastdrehzahl oder dem vorgegebenen Lastmo­ ment und vom Vorschub weg gesteuert.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß die Trennung von Drehantrieb und Vorschubantrieb die Möglichkeit bietet, den Motor für den Drehantrieb immer auf Vollast zu fah­ ren entweder mit größtmöglicher Drehzahl oder mit höchstmöglichem Moment. Optimal ist, diese Betriebspa­ rameter auf die Bohrleistung abzustellen, also mit der größtmöglichen Bohrleistung zu fahren. Der separate Vorschubantrieb, dessen Vorschubgeschwindigkeit von der Drehzahl des Drehantriebes unabhängig ist, kann zu Be­ ginn des Bearbeitungsspiels, wenn also das Werkzeug noch nicht oder nur geringfügig im Materialeingriff steht, mit einer hohen Vorschubgeschwindigkeit gefahren werden, wonach dann in Abhängigkeit vom Drehzahlabfall des Drehantriebsmotors die Vorschubgeschwindigkeit be­ rechnet nach einer vorgegebenen Funktion zurückgenommen wird. Diese Steuerung oder Regelung kann auch drehmo­ mentenabhängig vorgenommen werden, was von den jeweili­ gen Arbeitsbedingungen, wie zum Beispiel den Material­ verhältnissen, abhängig ist. Entsprechende Sensoren für Drehzahl und/oder Drehmoment werden in den Drehantrieb mit eingebaut, und man kann sich den passenden Soll­ wert, der jeweils nachgeregelt werden soll, in geeig­ neter Weise ableiten, um ihn in den Rechner zu geben und dort auszuwerten.

Über die Auswertung im Rechner kann ferner die Zufuhr des flüssigen Schmiermittels gesteuert werden, damit hiervon möglichst wenig aufgewendet werden muß. So wird zu Beginn des Bearbeitungsvorganges, solange das Werk­ zeug nur geringfügig im Materialeingriff steht, nur we­ nig Schmiermittel zugegeben, und es wird die Schmier­ mittelzugabe mit zunehmendem Bearbeitungseingriff ge­ steigert.

Für die Bearbeitungsgüte bietet die Trennung von Dreh­ antrieb und Vorschubantrieb den weiteren Vorteil, daß gegen Ende des Bohr- oder Reibvorganges mit einem nur geringen Vorschub gefahren werden kann, was die Bear­ beitungspräzision bei vollem Eingriff des Werkzeuges stark erhöht. Dafür ist die exakte Bestimmung der au­ genblicklichen Position des Werkzeugs erforderlich, wo­ zu das Meßsystem zur Erfassung des Vorschubweges dient. In Abhängigkeit von einem Referenzpunkt wird die jewei­ lige Lage der Werkzeugspindel in axialer Richtung be­ stimmt, wofür eine sogenannte absolute Wegmessung vor­ gesehen ist. Mit diesem Wegmeßsystem kann ein Tast­ system verbunden sein, welches auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks in unmittelbarer Nähe des Werkzeugeingriffs aufgesetzt wird und einen Referenz­ punkt festlegt. Ferner kann man in den Rechner des Ge­ rätes die Daten des jeweils eingesetzten Werkzeugs ein­ geben und so den jeweils in Betracht kommenden Arbeits­ hub festlegen, damit bis zum Ende der Feinbohrung mit dem geringen Vorschub exakt gefahren werden kann.

Das Meßsystem für den Vorschubweg ermöglicht es ferner, bis zum Eingriff des Werkzeugs mit der höchstmöglichen Vorschubgeschwindigkeit des separat ausgebildeten Vor­ schubantriebs zu fahren, was die gesamte Bearbeitungs­ dauer erheblich verkürzt, so daß das Bearbeitungsspiel nur noch ein Drittel der Zeit herkömmlicher Maschinen beträgt.

Das Meßsystem zur Bestimmung des Vorschubweges erlaubt es ferner, die Verschleißgrenze des Werkzeugs festzu­ stellen, indem zum Beispiel im Rechner Vergleichswerte abgespeichert werden und die Abweichung von diesen Re­ ferenzwerten ermittelt wird. Ferner schafft die Erfas­ sung des Vorschub- bzw. Arbeitswegs des Werkzeugs die Möglichkeit, auch während des Bearbeitungsvorganges das Werkzeug vorübergehend zurückzuziehen, damit beispiels­ weise problematische Späne aus dem Bohrloch herausge­ bracht werden können.

Der Rechner des Bohrgerätes dient zur Auswertung aller Daten und zur Steuerung der Funktionen und Arbeitsab­ läufe. Ebenso ist an dem Bohrgerät ein Speicherchip vorgesehen, der die individuellen Daten der Maschine und des eingesetzten Werkzeugs trägt, die bei Überho­ lung oder bei einem Neueinsatz des Gerätes aufgeprägt werden. Jeweils zu Beginn eines Einsatzes werden diese Daten abgefragt und an den Rechner gegeben, darin aus­ gewertet, damit der Arbeitsweg und die Schmiermittel­ zufuhr bestimmt werden können. Auf diese Weise können auch die Wartungsdaten des Bohrgerätes und des Werkzeu­ ges vorgegeben werden, damit die Verschleißgrenze nicht überschritten wird. Über eine Datenschnittstelle kann das Bohrgerät mit einem weiteren Bohrgerät und/oder ei­ nem zentralen Rechner vernetzt werden, um eine zentrale Überwachung und Auswertung der Arbeitsdaten der Maschi­ nen und Werkzeuge zu ermöglichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung erge­ ben sich weiter aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert, dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines mobilen Bohrgerätes teilweise im Längsschnitt,

Fig. 2 eine vergrößerte Wiedergabe des vorderen Bereichs des Vorgerätes gem. Fig. 1

Fig. 3 eine vergrößerte Wiedergabe des rückwärtigen Bereichs des Bohrgerätes gem. Fig. 1 und

Fig. 4 eine prinzipielle Darstellung der Zuführung des Schmiermittels zum Werkzeug des Bohrge­ rätes bei drei verschiedenen Werkzeugposi­ tionen.

Im einzelnen erkennt man in den Fig. 1 und 2 eine in einem nicht näher bezeichneten Maschinengestell gela­ gerte Werkzeugspindel 1, die an ihrem vorderen Ende ei­ ne Werkzeugaufnahme 2 hat. Darin ist ein Bohr- oder Reibwerkzeug 3 eingesetzt, welches einen Axialkanal 4 für die Zuführung eines Schmiermittels zu den Werkzeug­ schneiden aufweist. An den Axialkanal 4 schließen des­ halb Querbohrungen 5 an, die über die gesamte Länge des Schneidbereichs des Werkzeugs 3 angeordnet sind. Die Zuleitung des Schmiermittels zu dem Werkzeug 3 hin er­ folgt durch die Werkzeugspindel 1 hindurch, die dazu einen Axialkanal 6 hat, der sich in axialer Richtung weiter bis zum hinteren Ende der Maschine erstreckt.

Um den Vorschub des Werkzeugs 3 beim Bearbeitungsvor­ gang zu besorgen, ist die Werkzeugspindel 1 in ihrer Achsrichtung verschieblich gelagert. Dazu dienen zwei im Maschinengestell drehbar gelagerte Buchsen 7, die im Innern achsparallele Längsnuten haben, in denen Kugeln 8 angeordnet sind. Diese Kugeln 8 greifen in achsparal­ lele Längsnuten 9 der Werkzeugspindel 1 ein, so daß die Werkzeugspindel 1 sich mit den drehbar gelagerten Buch­ sen 7 drehen und unabhängig davon gegenüber den Buchsen 7 in axialer Richtung verschoben werden kann. Um mög­ lichst ein radiales Spiel der Werkzeugspindel 1 zu ver­ meiden, sind die Buchsen 7 mit dem größtmöglichen Ab­ stand zueinander angeordnet. So liegt in der zurückge­ zogenen Endlage der Werkzeugspindel 1 die Werkzeugauf­ nahme 2 unmittelbar am Austrittsende der vorderen Buch­ se 7 bezogen auf die Vorschubrichtung. Gleichermaßen liegt das rückwärtige Ende der Werkzeugspindel 1 in der vorgeschobenen Endlage unmittelbar am Eintrittsende der hinteren Buchse 7.

Die Werkzeugspindel 1 wird durch einen Drehantrieb 15 in Rotation versetzt, zu dem ein Zahnkranz 10 gehört, der auf der äußeren Umfangsseite der vorderen Buchse 7 sitzt. Über ein Zahnradgetriebe 11 steht dieser Zahn­ kranz 10 auf der Buchse 7 mit einem Abtriebsrad 12 ei­ nes Motors 13 in Verbindung, der zur Werkzeugspindel 1 achsparallel angeordnet ist. Bei dem Motor 13 kann es sich um einen Druckluftmotor handeln, der bei kleiner Baugröße eine relativ hohe Leistung hat.

Der Motor 13 wird im Lastfall mit einer vorgegebenen Drehzahl gefahren, damit auch die Werkzeugspindel 1 und somit das Werkzeug 3 auf einer bestimmten Drehzahl ge­ halten werden. Der Motor 13 kann somit im günstigsten Leistungsbereich betrieben werden, wobei er selbst nicht nachgesteuert oder -geregelt werden soll. Viel­ mehr wird lediglich die Drehzahl des Drehantriebs 15 erfaßt, dazu sitzt an einer geeigneten Stelle im Dreh­ antrieb 15 ein Drehzahlmesser 14. Das drehzahlabhängige Signal des Drehzahlmessers 14 wird in einen Rechner ge­ geben, der danach die Vorschubgeschwindigkeit für die Werkzeugspindel 1 bestimmt. Solange die Drehzahl des Drehantriebs 15 beispielsweise beim Beginn eines Bear­ beitungsspiels noch nicht bis auf die optimale Last­ drehzahl abgefallen ist, kann mit einem erhöhten Vor­ schub gefahren werden, der mechanisch von der Drehzahl des Drehantriebs 15 völlig entkoppelt ist. Anstelle eines Druckluftmotors kann für den Motor 13 auch ein Elektromotor eingesetzt werden, der zusätzlich die Mög­ lichkeit bietet, mit einem vorgegebenen Lastmoment be­ trieben zu werden, das über die Stromaufnahme des Elek­ tromotors ermittelt werden kann.

Der Rechner steuert einen Vorschubantrieb 25, und zwar derart, daß bei den Leerwegen, über die hinweg das Werkzeug 3 nicht im Materialeingriff steht, mit maxima­ ler Vorschubgeschwindigkeit gefahren wird, was sowohl für den Beginn eines Arbeitsspiels wie auch für den Rückzug des Werkzeugs gilt. Im übrigen wird der Vor­ schubantrieb 25 so geregelt, daß optimale Schnittbedin­ gungen unter Berücksichtigung der günstigsten Lastdreh­ zahl des Motors 13 eingehalten werden. Hierbei wird zu­ sätzlich noch zwischen einer normalen Bearbeitung und einer Feinbearbeitung unterschieden, wobei im letzteren Falle mit hoher Drehzahl und geringem Vorschub gearbei­ tet wird.

Wie die Fig. 1 und 3 veranschaulichen, gehört zu dem Vorschubantrieb 25 eine drehbar gelagerte Gewinde­ spindel 17, die in axialer Richtung nicht verschiebbar ist. Die Gewindespindel 17 greift in einen hohlen Ab­ schnitt 16 im rückwärtigen Endbereich der Werkzeugspin­ del 1 ein. Auf der Gewindespindel 17 ist eine Mutter 18 derart angeordnet, daß sie in Drehrichtung festliegt, wozu ein Schlitten 20 dient, der auf einer achsparalle­ len Führung 21 des Maschinengestells geführt ist. Diese Führung 21 erstreckt sich über einen axialen Verschie­ bebereich der Mutter 18, der sich mit dem gesamten Vor­ schubweg der Werkzeugspindel 1 deckt. Die Werkzeugspin­ del 1 ist mit ihrem rückwärtigen Ende des hohlen Ab­ schnitts 16 in der Mutter 18 drehbar gelagert, jedoch in Achsrichtung mit der verschieblichen Mutter 18 fest verbunden. Mittels Umlaufkugeln 19, die sowohl in das Gewinde der Gewindespindel 17 als auch in ein Gegenge­ winde der Mutter 18 eingreifen, wird bei Drehung der Gewindespindel 17 die axiale Verschiebung der Mutter 18 und damit der Vorschub der Werkzeugspindel 1 bewirkt. Der Rotationsantrieb der Gewindespindel 17 erfolgt über ein Riemengetriebe 22 durch einen Vorschubmotor 23, bei dem es sich um einen Schrittmotor handeln kann.

Der Riementrieb 22 treibt ferner ein Meßsystem 24 an, das vornehmlich aus einem inkrementalen Drehgeber be­ steht. Über die von dem Drehgeber gelieferten Signale kann exakt der Vorschubweg der Werkzeugspindel 1 er­ mittelt werden, womit eine absolute Wegmessung möglich ist. Das Meßsystem 24 ist entsprechend mit dem Rechner der Maschine verbunden, um für die vorausbestimmbaren Leerwege sowie die Wege der Bearbeitung und der Feinbe­ arbeitung über den Vorschubantrieb 25 den Vorschub des Werkzeugs 3 zu steuern und gegebenenfalls in Abhängig­ keit von der über den Drehzahlmesser 14 erfaßbaren Drehzahl der Werkzeugspindel 1 nachzuregeln.

Wie Fig. 1 weiter zeigt kann das Meßsystem 24 zur Er­ fassung des Vorschubweges durch einen Tiefensensor 30 ergänzt sein, der über ein Gestänge 29 mit einem Tast­ rohr 27 verbunden ist, welches in einer das Werkzeug 3 in seiner zurückgezogenen Endlage umgebenden Hülse 26 angeordnet ist. Auch das Tastrohr 27 umgibt das Werk­ zeug 3 und hat eine Tastnase 28, die auf das Material des jeweiligen Werkstücks im Randbereich der zu bear­ beitenden Bohrung aufsetzbar ist. Da der Abstand zwi­ schen dem Werkzeug und dem Tastende der Tastnase 28 in deren voll ausgefahrener Position bekannt ist, kann über den Eindrückweg der aufsitzenden Tastnase 28 bei angesetztem Bohrgerät über den Tastsensor 30 ein Refe­ renzsignal für den Werkzeugabstand in der Ausgangslage ermittelt werden. Insbesondere ist damit die Festlegung eines Nullpunktes für die Steuerung oder Regelung des Rechners im Zusammenspiel mit dem Meßsystem 24 möglich.

Aus Fig. 1 geht ferner hervor, daß sich der Axialkanal 6 zur Zuleitung des Schmiermittels zum Werkzeug 3 hin nicht nur durch die Werkzeugspindel 1 sondern auch durch die Gewindespindel 17 hindurch bis zu einer Schmiermittel-Zuführvorrichtung 31 erstreckt, die am hinteren Ende des Bohrgerätes angesetzt ist. In dem Axialkanal 6 ist eine Lanze 32 in Gestalt eines Röhr­ chens angeordnet, wie aus Fig. 4 im einzelnen hervor­ geht. Durch diese Lanze 32 wird von der Schmiermittel- Zuführvorrichtung 31 das Schmiermittel so zu dem Werk­ zeug 3 hintransportiert, daß es dort nur dann durch die betreffenden Querbohrungen 5, die an den Schmiermittel­ kanal 4 des Werkzeugs 3 anschließen, austritt, wenn es auch tatsächlich gebraucht wird. Das ist bei Material­ eingriff des Werkzeugs 3 der Fall, nicht dagegen bei den Leerwegen, die das Werkzeug 3 zu Beginn eines Ar­ beitsspiels und beim Rückzug aus dem Bohrloch zurück zu­ legen hat. Die Lanze 32 reicht bei zurückgezogenem Werkzeug 3 soweit in dessen Schmiermittelkanal 4 hi­ nein, daß sämtliche Querbohrungen 5 verschlossen sind. Über den ersten Leerweg, den das Werkzeug 3 bis zum Bohrloch zurückzulegen hat, wandert die Lanze 32 mit, um nach wie vor sämtliche Querbohrungen 5 verschlossen zu halten. Dazu ist die Lanze 32 in der Schmiermittel- Zuführvorrichtung 31 um den Weg "X" in axialer Richtung verschieblich gehalten, wobei sie mittels einer rück­ wärtigen Feder 33 in Richtung zur Werkzeugaufnahme 2 der Werkzeugspindel 1 gedrückt wird. Hat die Lanze 32 in Vorschubrichtung das Ende des axialen Verschiebewe­ ges erreicht, findet bei weiterem Vorschub des Werk­ zeugs 3 eine Relativbewegung zwischen der Lanze 32 und dem Werkzeug 3 derart statt, daß nach und nach die Querbohrungen 5, beginnend von der vorderen Querbohrung 5, für den Schmiermittelaustritt freigegeben werden. Beim Rückzug des Werkzeugs 3 werden in umgekehrter Rei­ henfolge die Querbohrungen 5 verschlossen, und die Re­ lativbewegung zwischen dem Werkzeug 3 und der Lanze 32 endet, sobald die Lanze 3 am vorderen Stirnende des axialen Schmiermittelkanals 4 des Werkzeugs 3 aufsitzt. Statt dessen kann auch eine anderweitige Mitnahmevor­ richtung 34 vorgesehen werden, um das Rückschieben der Lanze 32 bis in die Ausgangslage zu bewirken.

Der Rechner des Bohrgerätes steuert auch die Schmier­ mittel-Zuführvorrichtung 31. Denn der Schmiermittel­ bedarf ist nicht nur wegabhängig, sondern muß auch an die jeweiligen Arbeitsbedingungen, wie den Hauptbear­ beitungsvorgang oder die Feinbearbeitung, angepaßt wer­ den. Die Schmiermittel-Zuführvorrichtung fördert das Schmiermittel portionsweise in die Lanze 32, wobei zwi­ schen den einzelnen Schmiermittelportionen Luftblasen in die Lanze 32 eingedrückt werden. Hierdurch kommt es zu einer Vernebelung des Schmiermittels beim Austritt aus den Querbohrungen 5 des Werkzeugs 3, wodurch eine gleichmäßige Benetzung der Schneidstellen sicherge­ stellt ist. Außerdem kann die Schmiermittel-Zuführvor­ richtung 31 in einem variablen Puls-Pause-Verhältnis betrieben werden, wobei während der Pulsdauer entweder nur Schmiermittel oder Schmiermittelportionen mit Luft­ blasen in die Lanze 32 eingegeben werden, während wäh­ rend der Pausendauer nur Luft in die Lanze 32 einge­ führt wird. Insbesondere kann man dadurch vermeiden, daß ein in der gesamten Schmiermittel-Zuleitung noch vorhandenes Restvolumen des Schmiermittels beim Rückzug des Werkzeugs 3 aus den Querbohrungen 5 aus gebracht wird, weil sich hierbei nämlich der Gesamtraum zur Auf­ nahme des Schmiermittels in der Schmiermittelzuleitung verringert.

Claims (15)

1. Mobiles Bohrgerät zum Festlegen an einer Bohrstelle von großen Werkstücken für Präzisions-Bohrarbeiten mittels eines Werkzeugs, durch das hindurch ein flüssiges Schmiermittel bis an die Werkzeugschneiden herangeführt wird, mit einer Werkzeugspindel mit ei­ ner Werkzeugaufnahme, durch die hindurch der Schmiermittelzufluß erfolgt, und mit einem Antrieb zum Drehen und axialen Vorschieben der Werkzeugspin­ del, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Drehantrieb (15) ein separater Vorschubantrieb (25) für die Werkzeugspindel (1) so­ wie ein Meßsystem (24) zur Erfassung des Vorschubwe­ ges vorhanden ist, wobei der Vorschubantrieb (25) in Abhängigkeit von dem axialen Vorschubweg mittels ei­ nes Rechners derart geregelt ist, daß die Werkzeug­ spindel (1) über den Drehantrieb (15) mit vorgege­ bener Lastdrehzahl oder vorgegebenem Lastmoment an­ getrieben ist, und wobei ferner der Schmiermittelzu­ fluß in Abhängigkeit von der vorgegebenen Lastdreh­ zahl oder dem vorgegebenen Lastmoment und vom Vor­ schubweg gesteuert ist.

2. Bohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindel (1) eine Kugelrollagerung aufweist, die aus zumindest einer drehbaren, mit dem Drehantrieb (15) verbundenen Buchse (7) und darin achsparallel eingenuteten Kugeln (8) besteht, die in achsparallele Längsnuten (9) der Werkzeugspindel (1) eingreifen.

3. Bohrgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrollagerung der Werkzeugspindel (1) zwei Buchsen (7) hat, von denen eine mit dem Drehan­ trieb (15) verbunden ist und die in einem solchen axialen Abstand zueinander angeordnet sind, daß in zurückgeschobener Endlage das eine Ende der Werk­ zeugspindel (1) mit der Werkzeugaufnahme (2) unmit­ telbar an der Austrittsseite der vorderen Buchse (7) und in vorgeschobener Endlage das andere Ende der Werkzeugspindel (1) unmittelbar an der Eintrittssei­ te der hinteren Buchse (7) jeweils auf die Vorschub­ richtung bezogen liegt.

4. Bohrgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (15) einen achsparallel neben der Werkzeugspindel (1) im Bereich der Kugelrollage­ rung angeordneten Motor (13) hat.

5. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß am Drehantrieb (15) oder an dessen Motor (13) ein Drehzahlgeber (14) angeordnet ist.

6. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubantrieb (25) eine drehbar gelagerte Gewindespindel (17) und eine in Drehrichtung feste, in Axialrichtung verschiebliche Mutter (18) auf der Gewindespindel (17) aufweist, wobei diese Mutter (18) mit dem von der Werkzeugaufnahme (2) abliegen­ den, hinteren Ende der Werkzeugspindel (1) verbunden ist.

7. Bohrgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindel (1) im hinteren Endbereich einen hohlen Abschnitt (16) hat, in den die Gewin­ despindel (17) eintaucht, und die Mutter (18) ko­ axial am Ende der Werkzeugspindel (1) angeordnet ist.

8. Bohrgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (17) mit einem Vorschubmotor (23) sowie einem inkrementalen Drehgeber (24) als Meßsystem zur Erfassung des Vorschubweges verbunden ist.

9. Bohrgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubmotor (23) und der Drehgeber (24) auf der dem Motor (13) des Drehantriebs (15) diame­ tral gegenüberliegenden Seite der Werkzeugspindel (1) angeordnet sind.

10. Bohrgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem (24) zur Erfassung des Vorschub­ weges durch einen Tiefensensor (30) ergänzt ist, der mit einer axial verschieblichen Tastnase (28) verbunden ist, die achsparallel zum Werkzeug (3) angeordnet und auf das Werkstück zur Ermittlung ei­ nes Referenzsignals für den Werkzeugabstand in der Ausgangslage aufsetzbar ist.

11. Bohrgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahme (2), die Werkzeugspindel (1) und gegebenenfalls die im hohlen Abschnitt (16) der Werkzeugspindel (1) angeordnete Gewindespindel (17) einen durchgehenden Axialkanal (6) für den Schmiermittelzufluß haben, an dessen von der Werk­ zeugaufnahme (2) abliegenden Ende eine Schmiermit­ tel-Zuführvorrichtung (31) angeordnet ist.

12. Bohrgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Axialkanal (6) eine bis in das Werkzeug (3) hineinreichende, hohle Lanze (32) angeordnet ist, die eine solche Länge hat, daß bei in seiner rück­ gezogenen Endlage befindlichem Werkzeug (3) dessen für den Schmiermittelaustritt vorgesehenen Querboh­ rungen (5) sämtlich verschlossen sind und sich mit dem Vorschub des Werkzeugs (3) nach und nach öff­ nen.

13. Bohrgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (32) in der Schmiermittel-Zuführvorrichtung (31) um einen begrenzten Weg axial verschieblich gehalten und von einer Feder (33) in Vorschubrichtung beaufschlagt ist, wobei zwischen der Lanze (32) und der Werk­ zeugspindel (1) eine Mitnahmevorrichtung (34) oder ein Anschlag angeordnet ist, welche beim Rückzug der Werkzeugspindel (1) über den begrenzten Weg bis zur rückgezogenen Endlage hin die Lanze (32) entgegen der Kraft der Feder (33) mitnimmt.

14. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß von der Schmiermittel-Zuführvorrichtung (31) das Schmiermittel in den Axialkanal (6) bzw. in die Lanze (32) im Axialkanal (6) intermittierend mit zwischen einzelnen Schmiermittelportionen angeord­ neten Luftblasen eingeführt wird.

15. Bohrgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner die Schmiermittel-Zuführvorrichtung (31) derart steuert, daß die Anpassung an den Schmiermittelbedarf durch ein variables Puls-Pause- Verhältnis erfolgt, wobei während der Pulsdauer entweder nur Schmiermittel oder Schmiermittelporti­ onen mit Luftblasen und während der Pausendauer nur Luft in die Lanze (32) eingeführt wird.