Title:
Mess- und Staubabsaugeinrichtung für eine Werkzeugmaschine
Kind Code:
A1


Abstract:

Eine Mess- und Staubabsaugeinrichtung zur Messung der Bearbeitungstiefe und zur Staubabsaugung für eine Werkzeugmaschine weist ein Trägergehäuse auf, das mit einem Gehäuse der Werkzeugmaschine zu verbinden ist. Des Weiteren ist ein Staubführungskanalsystem zur Staubführung und ein Messsystem zur Messung der Bearbeitungstiefe vorgesehen, wobei am Trägergehäuse ein Gehäuseteil verstellbar gehalten ist, dessen Verstellbewegung mit der Bearbeitungstiefe korreliert.




Inventors:
Hesse, Juergen (71144, Steinenbronn, DE)
Wuensch, Steffen (71088, Holzgerlingen, DE)
Application Number:
DE102010063480A
Publication Date:
06/21/2012
Filing Date:
12/20/2010
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE10346207A1N/A2005-04-28



Claims:
1. Mess- und Staubabsaugeinrichtung zur Messung der Bearbeitungstiefe und zur Staubabsaugung für eine Werkzeugmaschine (1), insbesondere für eine Bohrmaschine bzw. Schlagbohrmaschine, mit einem Trägergehäuse (6), das mit einem Gehäuse (2) der Werkzeugmaschine (1) zu verbinden ist, mit einem Staubführungskanalsystem zur Staubführung und mit einem Messsystem (18) zur Messung der Bearbeitungstiefe, wobei am Trägergehäuse (6) ein Gehäuseteil (7) verstellbar gehalten ist, dessen Verstellbewegung mit der Bearbeitungstiefe korreliert.

2. Mess- und Staubabsaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal des Staubführungskanalsystems durch das verstellbare Gehäuseteil (7) geführt ist.

3. Mess- und Staubabsaugeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem verstellbaren Gehäuseteil (7) ein Staubsammelbehälter (14) angeordnet ist, der über den Kanal des Staubführungskanalsystems mit dem Luftführungssystem der Werkzeugmaschine strömungsverbunden ist.

4. Mess- und Staubabsaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Gehäuseteil (7) axial verschieblich am Trägergehäuse (6) gelagert ist.

5. Mess- und Staubabsaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Gehäuseteil (7) bis zur Bearbeitungsseite des Werkzeugs der Werkzeugmaschine (1) geführt ist.

6. Mess- und Staubabsaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Gehäuseteil (7) in Richtung seiner größten Entfernung kraftbeaufschlagt ist.

7. Mess- und Staubabsaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigeeinheit (22) zur Anzeige der Verstellbewegung des verstellbaren Gehäuseteils (7) vorgesehen ist.

8. Mess- und Staubabsaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Staubführungskanalsystem einen durch das feststehende Gehäuseteil (7) führenden Kanal aufweist.

9. Mess- und Staubabsaugeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal im Trägergehäuse (6) an ein Luftführungssystem in der Werkzeugmaschine (1) anschließbar ist.

10. Mess- und Staubabsaugeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (18) einen magnetischen Messwertgeber und einen zugeordneten Sensor (20) aufweist.

11. Werkzeugmaschine, insbesondere Bohrmaschine, mit einer Mess- und Staubabsaugeinrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

Description:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mess- und Staubabsaugeinrichtung zur Messung der Bearbeitungstiefe und zur Staubabsaugung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine Bohrmaschine.

Stand der Technik

In der DE 103 46 207 A1 wird eine Bohrmaschine beschrieben, die zur Aufnahme des bei der Werkstückbearbeitung anfallenden Bohrstaubs mit einem Staubfangbehälter versehen ist, der mit dem Gehäuse der Bohrmaschine verbunden werden kann. Zu diesem Zweck ist der Staubfangbehälter mit einem Behälterstutzen versehen, der auf einen zugeordneten Ausblasstutzen am Gehäuse aufsteckbar ist. Beim Betrieb des elektrischen Antriebsmotors der Bohrmaschine wird über ein Lüfterrad ein Saugstrom erzeugt, der den entstehenden Staub über ein Staubführungssystem in den Staubfangbehälter leitet.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Mess- und Staubabsaugeinrichtung zu schaffen, mit der eine effiziente Staubabsaugung und zugleich eine Messung der Bearbeitungstiefe bei der Werkstückbearbeitung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

Die Mess- und Staubabsaugeinrichtung ist als eine separat von der Werkzeugmaschine ausgebildete Baueinheit ausgeführt, die jedoch mit der Werkzeugmaschine verbunden werden kann. Der Mess- und Staubabsaugeinrichtung kommt eine doppelte Funktion zu, nämlich zum einen die Messung der Bearbeitungstiefe bei der Werkstückbearbeitung mittels des Werkzeugs der Werkzeugmaschine und zum anderen die Staubabsaugung des bei der Werkstückbearbeitung entstehenden Staubs bzw. Abriebs. Aufgrund der Ausführung als eigenständige Baueinheit kann die Mess- und Staubabsaugeinrichtung ohne Funktionseinbuße der Werkzeugmaschine von dieser getrennt und erneut angeschlossen werden.

Die Mess- und Staubabsaugeinrichtung weist ein Trägergehäuse auf, gegenüber dem ein weiteres Gehäuseteil verstellbar gehalten ist, wobei in montierter Position das Trägergehäuse fest mit dem Gehäuse der Werkzeugmaschine verbunden ist. Im Trägergehäuse und dem verstellbaren Gehäuseteil befindet sich ein Staubführungskanalsystem zur Staubableitung. Des Weiteren ist ein Messsystem zur Messung der Bearbeitungstiefe im bzw. am Trägergehäuse und dem verstellbaren. Gehäuseteil aufgenommen, wobei mit dem Messsystem die aktuell erreichte Tiefe gemessen werden kann, mit der das Werkzeug der Werkzeugmaschine in das zu bearbeitende Werkstück eindringt.

Die Verstellbewegung des verstellbaren Gehäuseteils korreliert mit der Bearbeitungstiefe, so dass über das Messsystem der Mess- und Staubabsaugeinrichtung lediglich die Verstellbewegung des betreffenden Gehäuseteils ermittelt werden muss, um daraus auf die Bearbeitungstiefe schließen zu können. Vorteilhafterweise ist die Mess- und Staubabsaugeinrichtung so ausgeführt, dass ein linearer Zusammenhang zwischen der Verstellbewegung des verstellbaren Gehäuseteils und der Bearbeitungstiefe besteht. Grundsätzlich möglich sind aber auch nichtlineare Zusammenhänge, soweit eine eindeutige Zuordnung zwischen den verschiedenen Positionen des verstellbaren Gehäuseteils und der Bearbeitungstiefe gegeben ist.

Vorteilhafterweise ist bei der Mess- und Staubabsaugeinrichtung vorgesehen, dass ein Kanal des Staubführungskanalsystems durch das verstellbare Gehäuseteil geführt ist. Dies ermöglicht es, den Staub an seinem Entstehungsort, also an der Bearbeitungsstelle zwischen Werkzeug und Werkstück, mithilfe eines durch das verstellbare Gehäuseteil hindurchgeführten Luftstroms abzuleiten. Der Kanal im verstellbaren Gehäuseteil kommuniziert vorteilhafterweise mit einem weiteren Kanal im feststehenden Gehäuseteil, also dem Trägergehäuse, wobei dieser Kanal im Bereich seiner Mündung an ein Luftführungssystem in der Werkzeugmaschine anschließbar ist. Zu diesem Zweck erstreckt sich die Mündung des Kanals vorzugsweise bis in den Randbereich des feststehenden Gehäuseteils.

Auf diese Weise kann die Leistung des Antriebsmotors, insbesondere eines elektrischen Antriebsmotors der Werkzeugmaschine für die Erzeugung eines Luftstromes herangezogen werden, vorzugsweise durch Antreiben eines Lüfterrades in der Werkzeugmaschine, wobei der Luftstrom über den Anschluss mit dem Staubführungskanalsystem in der Mess- und Staubabsaugeinrichtung kommuniziert. Möglich ist sowohl die Erzeugung eines Saugluftstroms, mit dem ein Unterdruck im Staubführungskanalsystem erzeugt wird, als auch ein Blasluftstrom zur Erzeugung eines Überdrucks im Staubführungskanalsystem. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass ein Saugluftstrom erzeugt wird, welcher dazu geeignet ist, entstehenden Staub aus dem Bearbeitungsbereich abzusaugen. Im Falle eines Blasluftstromes mit einem Überdruck im Staubführungskanalsystem wird dagegen ein Luftstrom auf den Bearbeitungsbereich gerichtet, welcher den entstehenden Staub wegbläst.

Insbesondere in einer Kombination mit einem von der Werkzeugmaschine erzeugbaren Saugluftstrom wird in der Mess- und Staubabsaugeinrichtung ein Staubsammelbehälter angeordnet, der im Staubführungskanalsystem liegt und in dem abgesaugte Staubpartikel aufgefangen und gelagert werden. Der Staubsammelbehälter kann sich sowohl im verstellbaren Gehäuseteil als auch im feststehenden Gehäuseteil befinden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass der Staubsammelbehälter benachbart zu dem freien, dem feststehenden Trägergehäuse abgewandten Ende des verstellbaren Gehäuseteils angeordnet ist und sich somit in unmittelbarer Nähe des Werkzeugs und der Werkstückbearbeitungsposition befindet, was den Vorteil hat, dass der Schleifstaub beim Absaugen bis zum Erreichen des Staubsammelbehälters nur über eine kurze Distanz transportiert werden muss.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist das verstellbare Gehäuseteil axial verschieblich an dem feststehenden Gehäuseteil gelagert. Die Verstellbewegung ist somit eine axiale, translatorische Bewegung, auf der auf die Bearbeitungstiefe rückgeschlossen werden kann. Grundsätzlich möglich sind aber auch Dreh- oder Schwenkbewegungen des verstellbaren Gehäuseteils gegenüber dem feststehenden Gehäuseteil.

Das verstellbare Gehäuseteil ist vorteilhafterweise in seine elongierte Position kraftbeaufschlagt. Hierfür ist in der Mess- und Staubabsaugeinrichtung ein Federelement angeordnet, das das verstellbare Gehäuseteil in die ausgelenkte Position beaufschlagt. Bei der Werkstückbearbeitung wird mit zunehmender Bearbeitungstiefe das verstellbare Gehäuseteil gegen die Kraft des Federelementes in Richtung des feststehenden Gehäuseteils verstellt, was über das Messsystem registriert werden kann. Vorteilhafterweise ist eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der Verstellbewegung des verstellbaren Gehäuseteiles vorgesehen, wobei in der Anzeigeeinheit bevorzugt die Bearbeitungstiefe angezeigt wird. Die Anzeigeeinheit befindet sich zweckmäßigerweise am feststehenden Gehäuseteil.

Grundsätzlich kommen verschiedenartige Typen von Messsystemen zur Messung der Relativbewegung zwischen feststehendem und verstellbarem Gehäuseteil in Betracht. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist das Messsystem magnetisch ausgeführt und weist einen magnetischen Messwertgeber sowie einen zugeordneten Sensor auf. Der Messwertgeber befindet sich vorteilhafterweise am verstellbaren Gehäuseteil, der Sensor am feststehenden Gehäuseteil. Beispielsweise wird ein magnetoresistives Messverfahren eingesetzt, dessen magnetische Längenmessung sich aufgrund der Robustheit, Genauigkeit, der Platz sparenden Bauweise und des geringen Energiebedarfs sowie aufgrund günstiger Herstellungskosten besonders gut für den Einsatz an transportablen Mess- und Staubabsaugeinrichtungen eignet. Das magnetoresistive Messsystem umfasst einen magnetischen Sensor und ein Magnetband, wobei der magnetische Sensor, der vorzugsweise am feststehenden Gehäuseteil angeordnet ist, im Wesentlichen aus einer Widerstandsmessbrücke besteht, aus der die wegabhängigen Zählimpulse für eine Signalaufbereitungselektronik gebildet werden. Das Magnetband ist in Verstellrichtung am verstellbaren Gehäuseteil angeordnet, so dass während der Verstellbewegung Magnetimpulse erzeugt werden, die im Sensor registriert werden.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Mess- und Staubabsaugeinrichtung, die an das Gehäuse einer Handbohrmaschine angeschlossen ist,

2 die Mess- und Staubabsaugeinrichtung in Seitenansicht,

3 die Mess- und Staubabsaugeinrichtung in perspektivischer Einzeldarstellung.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei der Werkzeugmaschine, an die die Mess- und Staubabsaugeinrichtung angeschlossen werden kann, handelt es sich insbesondere um eine handgeführte Werkzeugmaschine, vorzugsweise mit elektromotorischem Antrieb. In besonders vorteilhafter Weise kann die Mess- und Staubabsaugeinrichtung für eine handgeführte Bohrmaschine eingesetzt werden.

Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, eine Kalibriereinrichtung zum Einstellen der Null-Position des verstellbaren Gehäuseteils der Mess- und Staubabsaugeinrichtung vorzusehen. Die Kalibriereinrichtung kann Teil des Messsystems sein, beispielsweise dergestalt, dass über das Messsystem eine gewünschte Null-Position des verstellbaren Gehäuseteils einstellbar ist. Beispielsweise wird das verstellbare Gehäuseteil so verstellt bzw. die Nulllage elektronisch eingestellt, dass die freie Stirnseite des verstellbaren Gehäuseteils mit der Spitze des Werkzeugs in der Ausgangsposition, also vor dem Beginn der Werkstückbearbeitung zusammenfällt.

In 1 ist als handgeführte Werkzeugmaschine eine Bohrmaschine 1 dargestellt, die ein Gehäuse 2 mit darin aufgenommenem elektronischen Antriebsmotor und Getriebeeinrichtung aufweist. Die Antriebsbewegung wird über ein Bohrfutter 3 auf einen im Bohrfutter aufgenommenen Bohrer 4 übertragen, der das Werkzeug der Werkzeugmaschine bildet.

Des Weiteren ist eine Mess- und Staubabsaugeinrichtung 5 vorgesehen, die als von der Bohrmaschine 1 separat ausgebildete Baueinheit ausgeführt ist, welche jedoch an das Gehäuse 2 der Werkzeugmaschine 1 angeschlossen werden kann. Die Mess- und Staubabsaugeinrichtung 5 umfasst als feststehendes Gehäuseteil ein Trägergehäuse 6, das mit dem Gehäuse 2 der Werkzeugmaschine zu verbinden ist, und ein verstellbares Gehäuseteil 7, das gegenüber dem Trägergehäuse 6 translatorisch verschiebbar gelagert ist. Die Verschiebebewegung des verstellbaren Gehäuseteils 7 verläuft in der montierten Position der Mess- und Staubabsaugeinrichtung 5 parallel zur Bearbeitungsrichtung der Werkzeugmaschine, im vorliegenden Fall parallel zur Längsachse des Bohrers 4.

Wie 1 in Verbindung mit den 2 und 3 zu entnehmen, weist das Trägergehäuse 6 zwei rohrförmige Gehäuseabschnitte 8 und 9 auf, welche sich in Achslängsrichtung erstrecken. Die beiden rohrförmigen Gehäuseabschnitte 8 und 9 verlaufen parallel zueinander und bilden jeweils die Außenseite des Trägergehäuses. Der erste rohrförmige Gehäuseabschnitt 8 ist als Kanal ausgeführt, durch den Saugluft geleitet wird. Der zweite rohrförmige Gehäuseabschnitt 9 am Trägergehäuse 6 nimmt eine Druckfeder auf, welche das verstellbare Gehäuseteil 7 in die elongierte Position kraftbeaufschlagt.

Das verstellbare Gehäuseteil 7 ist analog zum Trägergehäuse 6 mit zwei rohrförmigen Gehäuseabschnitten 10 und 11 versehen, die koaxial zu den am Trägergehäuse 6 angeordneten Gehäuseabschnitten 8 bzw. 9 verlaufen. An ihrer dem Trägergehäuse 6 abgewandten Stirnseite tragen die beiden Gehäuseabschnitte 10 und 11 des verstellbaren Gehäuseteils 7 ein Sauggehäuse 12, an dem zum einen ein Gehäusefortsatz 13 mit einer in Achsrichtung verlaufenden Ausnehmung angeformt ist und zum andern ein Staubsammelbehälter 14 lösbar befestigt ist. Die Ausnehmung 15 im Gehäusefortsatz 13 ist koaxial zu dem Bohrer 4 ausgerichtet, der bei der Werkstückbearbeitung durch die Ausnehmung 15 hindurchgeführt ist.

Auch der rohrförmige Gehäuseabschnitt 10 am verstellbaren Gehäuseteil 7 ist als Kanal ausgebildet, der mit dem Kanal im rohrförmigen Gehäuseabschnitt 8 im Trägergehäuse 6 strömungsverbunden ist. Auf der dem Trägergehäuse 6 axial gegenüberliegenden Seite ist der Kanal im Gehäuseabschnitt 10 mit dem Staubsammelbehälter 14 verbunden. Der Kanal im Gehäuseabschnitt 8 weist einen Mündungsbereich 16 auf, der sich auf der dem Sauggehäuse 12 axial gegenüberliegenden Seite am Trägergehäuse 6 befindet. Der Mündungsbereich 16 ist nach oben gerichtet und befindet sich in montierter Position der Mess- und Staubabsaugeinrichtung, welche an die Unterseite des Gehäuses 2 der Werkzeugmaschine 1 anschließbar ist, in Kontakt mit einem Luftführungssystem in der Werkzeugmaschine. Dadurch ist es möglich, einen in der Werkzeugmaschine erzeugten Luftstrom in das Luftführungssystem der Mess- und Staubabsaugeinrichtung zu leiten bzw. das Luftführungssystem mit einem Unterdruck zu beaufschlagen. Für einen strömungsdichten Anschluss an das Gehäuse der Werkzeugmaschine weist das Trägergehäuse 6 eine den Mündungsbereich 16 umgebende Gehäusekontur 24 auf, die in montierter Position unmittelbar am Gehäuse der Werkzeugmaschine anliegt. Im Ausführungsbeispiel wird das Luft- bzw. Staubführungssystem in der Mess- und Staubabsaugeinrichtung mit einem Unterdruck beaufschlagt, der in der Werkzeugmaschine erzeugt wird. Dieser Unterdruck pflanzt sich über die Kanäle in den rohrförmigen Gehäuseabschnitten 8 und 10 bis zu dem Staubsammelbehälter 14 fort, so dass über die Rohluftseite des Staubsammelbehälters Luft mit Staubpartikeln, welche bei der Werkstückbearbeitung anfallen, eingesaugt wird. Die Rohluftseite des Staubsammelbehälters 14 ist die den rohrförmigen Gehäuseabschnitten 10 und 11 abgewandte Stirnseite des Staubsammelbehälters.

Zur Verbindung des Trägergehäuses 6 mit dem Gehäuse der Werkzeugmaschine ist am Trägergehäuse ein Hebelmechanismus 17 unmittelbar benachbart zum Mündungsbereich 16 angeordnet. Der Hebelmechanismus 17 rastet an einer zugeordneten Geometrie am Gehäuse der Werkzeugmaschine ein und erlaubt außerdem ein Lösen des Trägergehäuses vom Gehäuse der Werkzeugmaschine.

Die Mess- und Staubabsaugeinrichtung 5 ist mit einem Messsystem 18 versehen, welches die Verschiebung des verstellbaren Gehäuseteils 7 gegenüber dem feststehenden Trägergehäuse 6 misst. Diese Verschiebebewegung korrespondiert mit der Bohrtiefe des Bohrers 4. Mit dem Messsystem 18 kann ein magnetoresistives Messverfahren mit einem magnetischen Sensor 20 in einem Messgehäuse 19 und einem Magnetband 21 am rohrförmigen Gehäuseabschnitt 11 des verstellbaren Gehäuseteils 7 realisiert werden. Das quaderförmige Messgehäuse 19 ist Teil des Trägergehäuses 6 und befindet sich auf der dem verstellbaren Gehäuseteil 7 zugewandten Seite des Trägergehäuses. Das Messgehäuse 19 nimmt eine Signalaufbereitungselektronik sowie die Stromversorgungseinrichtung in Form von Batterien bzw. Akkus auf. Außerdem ist am Messgehäuse 19 eine Anzeigeeinheit 22 zum Ablesen der aktuellen Bohrtiefe angeordnet. Des Weiteren sind Bedientasten 23 am Messgehäuse 19 vorgesehen, über die verschiedene Kenngrößen einstellbar sind, beispielsweise die Vorgabe eines Referenzwertes für die Bohrtiefe, eine Reset-Taste zum Einstellen eines Null-Wertes sowie zur Vorgabe eines Sollwertes.

Der magnetische Sensor 20 besteht im Wesentlichen aus einer Widerstandsmessbrücke, aus der die wegabhängigen Zählimpulse für die Signalaufbereitungselektronik gebildet werden. Das Magnetband 21 erstreckt sich in Längsrichtung des rohrförmigen Gehäuseabschnittes 11 am verstellbaren Gehäuseteil 7, so dass bei einer Stellbewegung des Gehäuseteils 7 die relative Lage des Magnetbandes 21 gegenüber dem Magnetsensors 20 geändert wird, woraus ein Zählimpuls generiert wird.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 10346207 A1 [0002]