DE3814660A1 - Einrichtung zum bohren von flachem material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Bohren von Löchern in flaches Material, beispielsweise flexibles Textilmaterial oder Plastikmaterial, wie es in der Textil-oder Polsterindustrie verwendet wird. Insbeson­ dere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Bohren zur Benutzung in einer automatisch gesteuerten Maschine, wobei der Bohrer und das flache Material relativ zu­ einander bewegt werden, um das Bohren von Löchern an verschiedenen Orten des flachen Materials durchführen zu können.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Bohren ist insbe­ sondere in Verbindung mit einer automatischen Schnei­ demaschine zum Schneiden von Kleidung oder anderem flachen Material verwendbar, jedoch nicht nur auf die­ sen Anwendungsfall beschränkt. Eine solche Einrich­ tung ist beispielsweise in der US-Patent-Anmeldung 06/8 61 148 beschrieben und trägt die Bezeichnung "Schneidkopf und Messer zum Schneiden von flachem Ma­ terial". Die dort beschriebene Bohreinrichtung ist an einem Wagen befestigt, der in zwei Koordinatenrichtun­ gen über eine auf einer Auflagefläche ausgebreitete Lage aus Bahnenmaterial oder über eine Schichtlage aus Schichten von flachem Material bewegt wird, wobei der Arbeitswagen ein Schneidwerkzeug zum Schneiden von flachem Material längs Schnittlinien mitführt, um Mus­ terstücke, die später für die Herstellung von Kleidung oder anderen Artikeln dienen, zu erzeugen. Die Bohrein­ richtung wird abwechselnd mit dem Schneidwerkzeug be­ nutzt, um Löcher zur Markierung oder für andere Zwecke in das flache Material zu bohren.

Eine Einrichtung zum Bohren der genannten allgemeinen Art ist aus dem US-Patent Nr. 37 30 634 bekannt. Die dort beschriebene Einrichtung besitzt einen länglichen hohlen Bohrer mit einem geschärften freiliegenden unte­ ren Ende. Beim Bohren rotiert der Bohrer um seine Mittelachse und wird nach unten durch das flache Mate­ rial so bewegt, daß die scharfe Schneide scheiben- oder spanförmig Material abträgt, das in die Mittelbohrung des Bohrers eindringt. Hinter der Schneidkante erwei­ tert sich das Bohrloch des Bohrers, so daß, nachdem das aufgenommene Material eine kurze Strecke hinter der Schneidkante durchlaufen hat, es in einen verbreiter­ ten Abschnitt der Bohrung eintritt, wo es den engen Kontakt mit der Bohrwand verliert, wodurch es sich frei auf eine waagerechte Auslaßöffnung zu- und durch diese hindurchbewegen kann.

Diese Art von Bohrer nach der US-Patentschrift 37 30 634 hat mehrere Nachteile. Zu nennen ist insbesondere, daß die Erweiterung des Bohrlochs des Bohrers im Anschluß an die Schneidkante dazu führt, daß der Bohrer entweder eine dicke Wandung oder ein kolbenförmiges äußeres Pro­ fil besitzt, welches dem Bohrer einen beträchtlich größeren maximalen Außendurchmesser gibt als der Durch­ messer des in das Material gebohrten Loches. Dadurch ist es für den Bohrer erschwert, in das zu bohrende Material einzudringen. Solche Schwierigkeiten treten insbesondere dann auf, wenn ein dichtes Material, bei­ spielsweise eng gewebte Textilien oder Plastik, zu boh­ ren ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Bohrer rela­ tiv teuer herzustellen sind und eine eingeschränkte Lebensdauer besitzen, denn sie können zum Schärfen nur um einen kleinen Betrag gekürzt werden, bevor der er­ weiterte Abschnitt des Bohrlochs erreicht und eine vorgegebene Größentoleranz überschritten wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Bohren der beschriebenen Art anzugeben, die mit einem Bohrer ausgestattet ist, der einfach und wirtschaft­ lich herzustellen ist, und der einen maximalen Außen­ durchmesser aufweist, der nur geringfügig größer als der zu bohrende Lochdurchmesser ist, so daß der Bohrer das zu bohrende Material leicht durchdringt. Weiterhin soll nach jedem Bohrvorgang das abgetragene Material zwangsweise aus dem Bohrloch des Bohrers entfernt bzw. dieses gereinigt werden, um einen Ausfall des Bohrers infolge Verstopfens des Bohrlochs zu verhindern. Ferner soll die Bohreinrichtung relativ leicht und dennoch leistungsfähig sein, um sie am Arbeitswagen einer Hochgeschwindigkeits-Schneidemaschine des in der bereits erwähnten US-Patent-Anmeldung 06/8 61 148 beschriebenen Typs anbringen zu können. Außerdem soll zum Drehen bzw. zum Bewegen des Bohrers ein Motor bzw. ein Stellglied verwendet werden, der bzw. das über ein Druckmedium angetrieben und gleichzeitig über eine gemeinsame Versorgungsleitung versorgt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merk­ malen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Wei­ terentwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Erfindung liegt das zu bearbeitende Material auf einer Aufnahmevorrichtung, beispielsweise auf einem Tisch, der mit einem relativ zu dem Material bewegbaren Arbeitswagen so zusammenwirkt, daß das am Arbeitswagen befestigte Werkzeug oder die Werkzeuge zu verschiede­ nen Orten und längs verschiedener Bahnen auf dem Mate­ rial bewegt werden können. Am Arbeitswagen ist ein Grundrahmen befestigt, auf dem ein Unterrahmen montiert ist, um eine Auf- und Abbewegung bezüglich der freilie­ genden Fläche des flachen Materials auszuführen. Der Unterrahmen trägt einen Bohrer sowie einen Motor zum Drehen des Bohrers um seine Mittelachse, wobei die Achse der Antriebswelle des Motors vorzugsweise in einem Abstand von der Mittelachse des Bohrers und parallel zu dieser angeordnet ist. Der Bohrer hat ein freies auf die freiliegende Fläche des flachen Materi­ als gerichtetes Ende sowie ein gelagertes Ende, das vom flachen Material weiter entfernt ist als das freie Ende. Die Mittelachse des Bohrers steht dabei im allge­ meinen senkrecht zur freiliegenden Fläche. Ein Ab­ streifbolzen verläuft freibeweglich innerhalb der Boh­ rung des Bohrers und besitzt im Abstand zur freiliegen­ den Fläche des Materials ein freies Ende. Das andere Ende des Abstreifbolzens befindet sich außerhalb des gelagerten Endes des Bohrers und ist am Grundrahmen so befestigt, daß sich dieser bei Bewegungen des Unter­ rahmens relativ zum Grundrahmen innerhalb der Bohrung des Bohrers verschiebt, wobei der Bohrer um seine Mittelachse relativ zum Abstreifbolzen rotieren kann.

Bei einem Bohrvorgang wird zunächst der Unterrahmen von einer Einfahrstellung in eine Ausfahrstellung be­ wegt, wobei die Schneidkante des Bohrers bohrend in das flache Material eindringt und einen Teil des flachen Materials entfernt, das in die Bohrung des Bohrers eindringt. Danach wird der Unterrahmen von seiner Ausfahrstellung in seine Einfahrstellung ver­ fahren. Während dieser Bewegung wird der Bohrer vom flachen Material entfernt, wobei er das abgetragene Material mitnimmt und ein sauberes Bohrloch hinter­ läßt. Der Abstreifbolzen wirkt dabei auf das abge­ tragene Material so ein, daß es aus dem Bohrloch des Bohrers ausgestoßen wird und dieses für den nächsten Bohrvorgang reinigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer auto­ matischen Schneidemaschine zum Schneiden von Kleidung, mit der Bohreinrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Bohreinrichtung der Maschine nach Fig. 1, wobei die eingefahrene Stellung des Unterrahmens in ausgezogenen Linien dargestellt ist,

Fig. 3 eine Vorderansicht der Einrichtung zum Bohren nach der Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht der Einrichtung zum Bohren nach der Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 nach Fig. 2, und

Fig. 6 eine Seitenansicht wie in Fig. 2, jedoch mit dem Unterrahmen in seiner Ausfahrstellung.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die Bohreinrichtung 8 Teil einer Schneidemaschine 10 zum Schneiden von Kleidung ist und an einem Arbeitswagen 14 zusammen mit einem Schneid­ kopf 12 montiert ist. Als weitere Hauptkomponenten be­ sitzt die Schneidemaschine 10 zusätzlich einen Schnei­ detisch 16 sowie eine numerische Steuerung 18. Der Schneidetisch 16 ist vorzugsweise mit einem Vakuumsys­ tem verbunden, welches das zu schneidende flache Mate­ rial lagerichtig hält und zusammendrückt. Ein solches Vakuumsystem kann beispielsweise ähnlich dem in der US-Patent-Anmeldung 7 36 839 beschriebenen sein. Ein solches System ist aber für diese Erfindung nicht un­ bedingt erforderlich und aus Gründen der Übersicht in Fig 1 weggelassen worden.

Der Schneidetisch 16 besitzt eine langgestreckte, rechteckige, waagerechte und nach oben zeigende Ar­ beitsfläche 20, welche zum Aufnehmen des im ausgebrei­ teten Zustand zu schneidenden flachen Materials dient. Das in der Fig. 1 als eine niedrige Schichtlage 22 ge­ zeigte Material besteht aus einer kleinen Zahl von übereinander liegenden Lagen aus flachem Material. Die Schneidemaschine 10 ist vorzugsweise eine kostengünsti­ ge Maschine mit geringem Gewicht und hoher Geschwindig­ keit, die die besonders zum Schneiden von niedrigen Schichtlagen aus flachem Material 22 oder einer Einzel­ schicht geeignet ist bzw. zum Schneiden von einfachem Lagenmaterial, das gefaltet ist und zwei Lagen bildet. Die Schneideeinrichtung nach der Erfindung ist jedoch nicht nur auf das Schneiden von niedrigen Schichtlagen bzw. Einzellagen oder Doppellagen be-schränkt, sondern kann ebenso in Systemen zum Schneiden von Schichtlagen beliebiger Höhe oder Anzahl von Lagen einbezogen wer­ den.

Das Material, aus welchem die Arbeitsfläche 20 besteht, kann in einem weiten Bereich variieren. Es ist jeden­ falls von der Art, daß ein Bohren der Bohreinrichtung 8 und ein Eindringen des Messers des Schneidkopfs 12 während eines Bohrvorgangs sowie eines Schneidevorgangs mög- lich ist. Vorzugsweise besteht die Arbeitsfläche 20 aus einer Mehrzahl von borstenförmigen Elementen oder Blöcken, die so zusammengesetzt sind, daß ein kontinu­ ierliches Borstenbett entsteht wie bei der bereits erwähnten US-Patent-Anmeldung 7 36 839, wobei die Bor­ sten senkrecht stehen. Auf die spezielle Konstruktion des Betts, welches die Arbeitsfläche 20 bildet, wird im folgenden nicht näher eingegangen.

Der Arbeitswagen 14 ist in einer festegelegten Höhe oberhalb der Arbeitsfläche 20 auf einem X-Wagen 24 mit Hilfe zweier Führungsschienen 26, 26 für eine Bewegung in der dargestellten Y-Koordinatenrichtung gelagert. Eine solche Bewegung wird über einen Antriebsriemen 28 bewirkt, der am Arbeitswagen 14 befestigt und über Rie­ menscheiben an den Enden des X-Wagens 24 geführt ist. Eine dieser Riemenscheiben wird über einen Motor ange­ trieben, der sich in einer am X-Wagen 24 befestigten Serviceeinheit 30 befindet. Der Motor wird über die numerische Steuerung 18 gesteuert.

Der X-Wagen 24 ist auf jeder Seite für Bewegungen rela­ tiv zum Schneidetisch 16 über eine kombinierte Führungs­ schiene mit Zahnstange 32 geführt, die sich längs der Seitenkante des Arbeitstisches 16 erstreckt. Der X-Wa­ gen 24 besitzt an seinen Enden Antriebsräder (nicht dar­ gestellt), die in die Zahnstangen 32 eingreifen und die über einen von der numerischen Steuerung 18 gesteuerten Motor, der sich in der Serviceeinheit 30 befindet, an­ getrieben werden. Durch die kombinierte Bewegung des X-Wagens 24 in Richtung der X-Koordinate und des Ar­ beitswagens 14 in Richtung Y-Koordinate ist der Arbeits­ wagen 14 über die freiliegende Fläche 34 der Schicht­ lage 22 in einer im wesentlichen konstanten Höhe über der freigelegten Fläche 34 bewegbar, so daß die Bohr­ einrichtung 8 zu jeder gewünschten Stelle bezüglich der freiliegenden Fläche 34 bewegt werden kann, wodurch der Schneidkopf 12 in die Lage versetzt wird, jeder ge­ wünschten Schnittlinie auf der freiliegenden Fläche 34 zu folgen. Eine solche Schnittlinie 36 und ein aus der Schichtlage 22 geschnittener Stapel von Musterstücken 38 sowie in die Schichtlage 22 von der Bohreinrichtung 8 gebohrte Bohrungen 40, 40 sind in der Fig. 1 darge­ stellt.

Die Erfindung befaßt sich vorrangig mit dem Aufbau der Bohreinrichtung 8, wobei die Einrichtung unter anderem für ein relativ geringes Gewicht ausgelegt ist, um den Arbeitswagen 14, von dem die Einrichtung einen Teil darstellt, über einen entsprechend ausgelegten Motor rasch zu beschleunigen und zu verzögern. Als weitere Eigenschaft besitzt die Bohreinrichtung 8 hohe Lei­ stungsfähigkeit, ist stabil und kann nicht verstopft werden. Sie verwendet einen Bohrer, dessen Profil ein Eindringen ohne zu großen Widerstand in das Arbeits­ material gestattet, wodurch ein schnelles Bohren von Löchern mit zufriedenstellender Qualität auch in relativ festen oder dicht gewebten Materialien mög­ lich ist.

Zum Verständnis der Konstruktion der Bohreinrichtung 8 sind die Fig. 2, 3 und 4 heranzuziehen. In diesen ist dargestellt, daß die Einrichtung aus einem Grund­ rahmen 42 besteht, der über eine Anzahl von Schrauben 44 am Arbeitswagen 14 befestigt ist. Der Arbeitswagen 14 ist in senkrechter Richtung zur Arbeitsfläche 20 fest angeordnet, wodurch der Grundrahmen 42 eine im wesentlichen konstante Höhe über der freiliegenden Fläche 34 der Schichtlagen 22 beibehält, wenn der Ar­ beitswagen 14 und der Grundrahmen 42 zu verschiedenen Orten relativ zur freiliegenden Fläche 34 bewegt werden.

Mit dem Grundrahmen 42 ist ein Unterrahmen 46 verbun­ den, welcher in senkrechter Richtung relativ zum Grund­ rahmen 42 bzw. senkrecht zur freiliegenden Fläche 34 des auf der Arbeitsfläche 20 aufliegenden flachen Materials bewegt wird. Weiterhin sind Mittel zum Ver­ fahren des Unterrahmens 46 zwischen einer angehobenen oder einer eingefahrenen Stellung, in den Fig. 2 und 3 mit ausgezogenen Linien dargestellt, und einer unteren oder ausgefahrenen Stellung, dargestellt durch die ausgezogenen Linien der Fig. 7 sowie die unter­ brochenen Linien der Fig. 2, vorgesehen. Die Mittel zum Lagern und zum Verfahren des Unterrahmens 42 können im Rahmen der Erfindung variieren, jedoch werden die Funktionen Lagern und Verfahren vorzugsweise und ge­ mäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im wesent­ lichen durch die Anwendung eines nicht rotierenden, über ein Druckmedium angetriebenen Stellglieds 48 mit Doppelfunktion kombiniert.

Das Stellglied 48 kann entweder pneumatisch oder hydraulisch angetrieben werden, vorzugsweise kann ein pneumatisches Stellglied, beispielsweise das Modell BIMBA Flat-II vom Typ FT, verwendet werden. Das Stell­ glied 48 hat an seinen äußeren Enden einen verbreiter­ ten Sockel 50 und einen gleichartig verbreiterten Kopf 52 sowie zwischen diesen einen Zylinder 54, der einen Kolben aufnimmt. Der Kopf 52 ist über eine Anzahl von Schrauben, von denen eine Schraube 56 beispielshaft in der Fig. 2 gezeigt wird, am Grundrahmen 42 befestigt. Das Stellglied 48 hat zwei parallele, innerhalb des Zylinders 54 am Kolben (nicht dargestellt) befestigte Kolbenstangen 58, 58, die durch den Kopf 52 hindurch verschiebbar sind und die an ihren äußeren Enden mit einem Bügel 60 verbunden sind. Der Bügel 60 wiederum ist an dem Unterrahmen 46 über zwei Schrauben 62, 62 befestigt, welche durch ein dazwischenliegendes Dis­ tanzstück 64 geführt und in den Bügel 60, wie in der Fig. 5 gezeigt wird, eingeschraubt sind. Die zwei Kolbenstangen 58, 58 halten und führen den Unterrah­ men 46, ohne diesen zu verdrehen, für senkrechte, geradlinige Bewegungen relativ zum Grundrahmen 42 und verfahren ebenso den Grundrahmen 42 zwischen seinen Einfahr- und Ausfahrstellungen.

Auf dem Unterrahmen 46 ist, wie in der Fig. 2 zu sehen ist, mit Lagern 68, 70, 72 eine Spindel 66 relativ zum Unterrahmen 46 drehbar um eine senkrechte Mittelachse gelagert und wird von den Lagern so gefaßt, daß senk­ rechte Bewegungen mit dem Unterrahmen 46 ausgeführt werden können. Durch die Spindel 66 verläuft von ihrem oberen zu ihrem unteren Ende auf der gesamten Länge eine zentrale, axiale Bohrung 74. Am unteren Ende der Spindel 66 ist ein Bohrfutter 76 mit einem gezahnten Treibriemenrad 78 befestigt. Das Bohrfutter 76 nimmt den Schaft eines Bohrers 80 auf, der über eine Fest­ stellschraube 81 in das Bohrfutter 76 einspannbar ist.

Der Bohrer 80 besteht entsprechend der Fig. 2 aus einem einfachen, röhrenförmigen Teil mit einer längs der Mittelachse des Bohrers verlaufenden Bohrung 82 mit konstantem Durchmesser. Er ist an seinem unteren Ende geschärft und hat eine im allgemeinen konisch verlaufende Fläche 84, welche die Oberfläche der Boh­ rung 82 so schneidet, daß sich eine kreisförmige nach unten gerichtete Schneidkante 86 ergibt. Oberhalb der konischen Fläche 84 besitzt der Bohrer eine äußere Oberfläche 88 mit konstantem Durchmesser.

Wie bereits erwähnt, ist die zentrale Bohrung 82 des Bohrers 80 von ihrem unteren Ende bis zu ihrem oberen Ende vollkommen durchgehend und fluchtet mit der Boh­ rung 74 der Spindel 66, so daß vom oberen Ende der Spindel 66 bis zum unteren Ende des Bohrers 80 eine durchgehende Öffnung vorhanden ist. In dieser Öffnung ist ein Abstreifbolzen 90 verschiebbar angeordnet. Er erstreckt sich bis oberhalb des oberen Endes der Spin­ del 66, und ist am Grundrahmen 42 mithilfe einer Schrau­ be 92 befestigt, die durch den Kopf 52 des Stellgliedes 54 eingeschraubt wird. Das obere Ende des Abstreifbol­ zens 90 wird von einer Blindbohrung in der Schraube 92 aufgenommen und ist durch Schrauben oder Kleben befe­ stigt. Die Länge des Abstreifbolzens 90 ist so bemessen, daß, wenn der Unterrahmen 46 entsprechend der Fig. 2 in seiner eingefahrenen oder angehobenen Position ist, sich das nach unten zeigende Ende 94 des Abstreifbolzens 90 in etwa in der gleichen Ebene wie die kreisförmige Schneidkante 96 befindet.

Wie aus der Fig. 3 zu sehen ist, ist am Unterrahmen 46 ein Druckfuß 96 mit einer nach unten zeigenden Druckfläche 98 befestigt. Der Druckfuß 96 wird über zwei Führungsbolzen 100 senkrecht relativ zum Unter­ rahmen 46 verschiebbar gehalten, wobei die oberen Enden der Führungsbolzen 100 am Unterrahmen 46 befestigt sind und von Führungshülsen 102, 102 aufgenommen werden. Eine Abwärtsbewegung des Druckfusses 96 relativ zum Unterrahmen 46 wird durch einen Sprengring 104 begrenzt, der sich am oberen Ende eines jeden Führungsbolzens 100 befindet und der auf die Oberkante der zugehörigen Füh­ rungshülse 102 in der unteren Anschlagstellung des Druckfusses 96 einwirkt. Der Druckfuß 96 ist in diese untere Anschlagstellung mit zwei Federn 106, 106 vorge­ spannt, die jeweils an einem der Führungsbolzen 100 an­ gebracht sind und zwischen dem Druckfuß 96 und dem Un­ terrahmen 46 wirken. In seiner unteren Anschlagstellung ist der Druckfuß vorzugsweise so angeordnet, daß sich seine Druckfläche 98 unterhalb der Schneidkante 86 des Bohrers 80 befindet. Damit wirkt die Grundfläche 98 des Druckfusses 96 bei der Bewegung des Unterrahmens 46 von seiner eingezogenen Stellung in seine Ausfahrstellung zunächst auf die freiliegende Fläche 34 der Schichtla­ gen 22 ein. Erst nach Fortsetzen der Abwärtsbewegung des Unterrahmens 46 werden die Federn 100, 100 zusammen­ gedrückt, wodurch die Schneidkante 86 des Bohrers 80 abwärts durch den Druckfuß 96 hindurchbewegt wird und in das Material der Schichtlagen 22 bohrt.

Wenn der Unterrahmen 46 von seiner Ausfahrstellung in seine angehobene Stellung bewegt wird, hält der Druck­ fuß 96 das Arbeitsmaterial 22 nieder, während der Boh­ rer 80 von dem gebohrten Loch abgehoben wird. Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, verläuft ein Teil des Grundrahmens 42 waagerecht oberhalb der oberen Enden der Führungsbolzen 100. Wenn nun der Unterrahmen 46 in seiner voll angehobenen Position ist, befinden sich die oberen Enden der Führungsbolzen 100 sehr nahe an dem überstehenden Teil des Grundrahmens 42. Sollte das zu bohrende Material auf der Außenseite des Bohrers mit soviel Kraft anhaften, daß die Kraft des von den Fe­ dern 106, 106 niedergedrückten Druckfusses nicht stark genug ist, um das Arbeitsmaterial 22 in der Anfangs­ phase der Aufwärtsbewegung des Bohrers 80 von diesem zu befreien, so daß sich das Arbeitsmaterial mit dem Bohrer 80 nach oben bewegt, so werden die oberen Enden der Führungsbolzen 100, 100 bei Annäherung des Unter­ rahmens 46 an seine obere Endposition an den Grundrah­ men 42 anschlagen und ihre Aufwärtsbewegung hemmen. Bei weiterer durch die Kraft des Stellgieds 98 bewirkter Aufwärtsbewegung des Unterrahmens 46 wird der Bohrer 80 relativ zum Druckfuß 96 nach oben bewegt, und das Arbeitsmaterial 22 zwangsweise vom Bohrer 80 abge­ streift.

Der am Grundrahmen 42 befestigte Abstreifbolzen 90 ver­ bleibt in senkrechter Richtung in seiner Lage und wird mit dem Bohrer 80 nicht abwärts bewegt. Damit ist der untere Abschnitt der Bohrung 82 des Bohrers 80 beim Eindringen des Bohrers 80 in die Schichtlage 22 frei vom Abstreifbolzen 90, so daß das gebohrte oder abge­ tragene Material der Schichtlage 22 durch den Bohrvor­ gang in das Bohrloch 82 eindringen kann. Wegen des Rei­ bungswiderstandes zwischen dem abgetragenen Material und der Bohrwandung wird das abgetragene Material im allgemeinen mit dem Bohrer mitgenommen, wenn der Bohrer 80 nachfolgend von der Schichtlage 22 abgehoben wird. Wenn sich jedoch der Bohrer 80 seiner vollen Einzieh­ stellung nähert, wirkt das untere Ende 94 des Abstreif­ bolzens 90 auf das abgetragene Material im Bohrloch 82 ein und drückt dieses aus dem Bohrloch 82 heraus, wo­ durch dieses für den nächsten Bohrvorgang gesäubert ist.

Während des Bohrvorgangs dreht sich der Bohrer 80, zu dessen Antrieb der Unterrahmen 46 einen mit einem Druckmedium betriebenen Motor 108 mit einer senkrecht angeordneten Antriebswelle 110 aufnimmt. Der Motor 108 wird vorzugsweise pneumatisch betrieben, wie in den Figuren dargestellt ist. Am unteren Ende der Antriebs­ welle 110 befindet sich ein gezahntes Treibriemenrad 112. Diese Antriebsverbindung wird unmittelbar zwischen dem Motor 108 und dem Bohrer 80 mithilfe eines über die zwei gezahnten Riemenscheiben 78 und 112 ge­ führten Treibriemens 114 hergestellt.

Nachfolgend wird die Energiezuführung für das pneumati­ sche Stellglied 48 und den pneumatischen Motor 108 be­ handelt. Das Stellglied 48 hat an seinem Sockel 50 eine Einlaßöffnung 116, über die Druckluft zugeführt wird, um die Kolbenstangen 58, 58 für die Bewegung des Unter­ rahmens 46 aus seiner Einfahr- in seine Ausfahrstellung auszulenken. In gleicher Weise ist eine andere Einlaß­ öffnung 118 im Kopf 52 vorgesehen, über die Preßluft für das Hochziehen der Kolbenstangen 58, 58 zugeführt wird, wodurch der Unterrahmen 46 von seiner unteren Stellung in seine angehobene Stellung bewegt wird. Die Einlaßöffnung 116 ist mit einer Versorgungsleitung 120 über ein verstellbares Drosselventil 122 verbunden. Die Einlaßöffnung 118 ist mit einer weiteren Versorgungs­ leitung 124 über ein weiteres verstellbares Drosselven­ til 126 verbunden. Die Drosselventile 122 und 126 steuern die Geschwindigkeit, mit der die Kolbenstangen 58, 58 angehoben oder gesenkt werden und können auf verschiedene Geschwindigkeitswerte eingestellt werden. Die Versorgungsleitungen 120 und 124 sind an ein Steuerventil (nicht dargestellt) angeschlossen, das die eine bzw. die andere Versorgungsleitung zu den vorge­ sehenen Zeiten mit Preßluft versorgt und auch veranlaßt, daß eine der Versorgungsleitungen Preßluft führt und die andere Versorgungsleitung Luft ins Freie abläßt.

Der Motor 108 besitzt einen zur Einlaßöffnung 116 am Sockel des Stellglieds 48 parallel geschalteten Ein­ gangskanal 128, der über ein Rohr 130 an die Versor­ gungsleitung 120 angeschlossen ist. Ebenso besitzt der Motor 108 eine Auslaßöffnung (nicht dargestellt), durch den die Abluft nach außen abgegeben wird. Wenn der Ver­ sorgungsleitung 120 Preßluft zugeführt wird, so wird diese gleichzeitig an den Motor 108 zu dessen Energie­ versorgung und Drehung des Bohrers 80 und an das Stell­ glied 48 abgegeben, welches den Unterrahmen 46 von der Einfahrstellung in die Ausfahrstellung nach unten be­ wegt. Durch diese einfache Vorgehensweise wird das Dre­ hen des Bohrers 80 und die Abwärtsbewegung zum Bohren der Schichtlage 22 bewirkt.

Claims (12)

1. Einrichtung zum Bohren von flachem Material, mit einem Grundrahmen, mit einer Aufnahmevorrichtung zum Aufnehmen des flachen Materials, so daß eine Seite des flachen Materials freiliegt, mit Vor­ richtungen zum Verfahren des Grundrahmens und des flachen Materials relativ zueinander, wobei der Grundrahmen einen im wesentlichen konstanten Ab­ stand von der freiliegenden Fläche des flachen Materials beibehält, mit einem auf dem Grundrahmen ruhenden Unterrahmen, der relativ zum Grundrahmen in einer im allgemeinen senkrechten Richtung zur freiliegenden Fläche des flachen Materials bewegbar ist, mit einem länglichen Bohrer mit einem freien Ende nahe dem flachen Material und einem vom flachen Material weiter als das freie Ende entfernten Schaft, wobei der Bohrer eine Mittelachse hat, mit Mitteln zum Aufnehmen des Schafts des Bohrers, wobei der Bohrer so gelagert ist, daß er am Unterrahmen mit diesem relativ zum Grundrahmen bewegbar ist und daß er um seine im allgemeinen senkrecht zur freiliegenden Fläche des flachen Materials stehende Mittelachse drehbar ist, und wobei der Bohrer an seinem freien Ende geschärft ist, wodurch er eine im allgemeinen kreisförmige und hin zur freiliegenden Fläche des flachen Materials gerichtete Schneidkante hat, mit einer Antriebsvorrichtung zum Drehen des Bohrers um seine Mittelachse sowie mit einer Vorrichtung zum Bewegen des Unterrahmens relativ zum Grundrahmen zwischen einer Einfahrstellung und einer Ausfahrstellung, wobei sich das freie Ende des Bohrers in der Einfahrstellung des Unterrahmens in einem Abstand von der freiliegenden Fläche des flachen Materials und in der Ausfahrstellung des Unterrahmens unterhalb der freiliegenden Fläche des flachen Materials befindet, so daß die Schneidkante des Bohrers bei der Bewegung des Unterrahmens aus seiner Einfahrstellung hin zur Ausfahrstellung ein Loch in das flache Material schneidet und das abgetragene Teil des flachen Materials in eine Boh­ rung des Bohrers eintritt, gekennzeichnet durch einen in der Bohrung (82) des Bohrers (80) ange­ ordneten Abstreifbolzen (90), dessen freies Ende (94) auf die freiliegende Fläche (34) des von der Aufnahmevorrichtung (16) aufgenommenen flachen Materials (22) gerichtet ist und an seinem aus dem Schaft des Bohrers (80) herausragenden anderen Ende am Grundrahmen (42) befestigt ist, wobei sich das freie Ende (94) des Abstreifbolzens (90) in einem Abstand von der freiliegenden Fläche (34) des fla­ chen Materials (22) befindet, so daß es bei der Be­ wegung des Unterrahmens (46) aus seiner Ausfahr­ stellung in seine Einfahrstellung das abgetragene Material aus der Bohrung (82) ausstößt, und durch eine an dem Unterrahmen (46) montierte Vorrichtung (96) zum Erzeugen eines Druckes auf die freiliegen­ de Fläche (34) des flachen Materials (22), wobei die Vorrichtung (96) weiterhin Mittel (100) hat, die an den Grundrahmen (42) zum zwangsweisen Abstreifen des flachen Materials (22) vom Bohrer (80) anschlagen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Abstreifbolzens (90) mit seiner Vorderkante zumindest annähernd in der Ebe­ ne der Schneidkante (86) des Bohrers (80) angeord­ net ist, wenn sich der Unterrahmen (46) in seiner Einfahrstellung befindet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (82) einen im wesentlichen konstan­ ten Durchmesser über die Länge des Bohrers (80) be­ sitzt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer (80) rohrförmig ist und nahe der Schneidkante (86) einen konischen Abschnitt hat und daß der verbleibende Teil des Bohrers (80) einen im wesentlichen konstanten Außendurchmesser besitzt, wobei die Bohrung (82) einen im wesent­ lichen konstanten Durchmesser über die Länge des Bohrers (80) hat.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsvorrichtung zum Drehen des Bohrers (80) ein Motor (108) mit einer mit dem Bohrer (80) verbundenen Antriebswelle (110) vorgesehen ist, wobei der Motor (108) an den Unterrahmen (46) mon­ tiert ist und sich mit diesem relativ zum Grundrah­ men (42) bewegt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (110) des Motors (108) um eine zweite Achse drehbar ist, wobei der Motor (108) so an den Unterrahmen (46) montiert ist, daß die zweite Achse parallel und in einem Abstand zur Mittelachse des Bohrers (80) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung zum Drehen des Bohrers (80) aus einer ersten, mit der Antriebswelle (110) verbundenen gezahnten Treibriemenscheibe (112), einer zweiten, mit dem Bohrer (80) verbundenen ge­ zahnten Treibriemenscheibe (78) und einem die erste und zweite Treibriemenscheibe (112, 78) verbinden­ den Zahnriemen (114) besteht.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum drehbaren Lagern des Bohrers (80) mit einer Spindel (66) mit einer Mittelachse, mit Aufnahmemitteln zum Drehen der Spindel (66) um ihre Mittelachse relativ zum Unterrahmen (46) und zum Halten zwecks Bewegung mit dem Unterrahmen (46) relativ zum Grundrahmen (42), wobei die Spindel (66) ein erstes und ein zweites Ende hat, zwischen denen eine Bohrung (74) längs der Mittelachse ver­ läuft, mit einem an einem Ende der Spindel (66) be­ festigten Bohrfutter (76) zum Einspannen des Boh­ rers (80), wobei beim Aufnehmen des Bohrers (80) in das Bohrfutter (76) seine Bohrung (82) mit der Bohrung (74) der Spindel (66) fluchtet, so daß die beiden Bohrungen (74, 82) vom zweiten Ende der Spindel (66) zum freien Ende des Bohrers (80) eine kontinuierliche Öffnung bilden, und durch eine Länge des Abstreifbolzens (90) bis außerhalb des zweiten Endes der Spindel (66), wo er in unmittel­ barer Nähe des zweiten Endes der Spindel (66) am Grundrahmen (42) befestigt ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (108) über ein Druckmedium betätigt wird und einen Eingangskanal (128) hat, durch den das Druckmedium zum Antreiben des Motors (108) zu­ geführt wird, und daß die Vorrichtung zum Bewegen des Unterrahmens (46) relativ zum Grundrahmen (42) ein über ein Druckmedium angetriebenes Stellglied (48) ist und einen Einlaß (116) hat, durch den das Druckmedium zum Bewegen des Unterrahmens (46) zuge­ führt wird, und daß Mittel zum Parallelschalten des Einganskanals (116) des Stellgliedes (48) zu einer Versorgungsleitung (120) vorgesehen sind, so daß bei Versorgung der Versorgungsleitung (120) mit Druckmedium gleichzeitig der Motor (108) und das Stellglied (48) angetrieben werden, um den Unter­ rahmen aus seiner Einfahrstellung in seine Aus­ fahrstellung zu bewegen.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Unterrahmen (46) montierte Vorrich­ tung eine mit dem Unterrahmen (46) verbundene Druckfußeinheit enthält, welche einen Druckfuß (96) mit einer der freiliegenden Fläche (34) des flachen Materials (22) zugewendeten Druckfläche (98) hat, wobei der Druckfuß (96) über eine Gleitverbindung (100, 102) senkrecht zur freiliegenden Fläche (34) des flachen Materials bewegbar mit dem Unterrahmen (46) verbunden ist, daß Mittel (104) zum Begrenzen der Bewegung des Druckfußes (96) relativ zum Unterrahmen (46) in Richtung zum flachen Material (22) auf eine gegebene Endposition vorgesehen sind, wobei der Druckfuß (96) in der Endposition bezüg­ lich des Bohrers (80) so angeordnet ist, daß sich die Druckfläche (98) zwischen der freiliegenden Fläche (34) des flachen Materials (22) und dem freien Ende des Bohrers (80) befindet, und daß der Druckfuß (96) über Federn (106) in Richtung zur Endposition vorgespannt und in seiner Bewegung von der Endposition in Richtung zum Schaftende (80) elastisch gehemmt wird, so daß bei der Bewegung des Unterrahmens (46) aus der Einfahrposition in die Ausfahrposition die Druckfläche (98) zunächst auf die freiliegende Fläche (34) des flachen Materials (22) einwirkt und sich der Druckfuß (96) dann rela­ tiv zum Unterrahmen (46) gegen die Vorspannkraft der Federn (106) bewegt und sich das freie Ende des Bohrers (80) über die Druckfläche (96) hinaus in das flache Material (22) hineinbewegt.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Begrenzen der Bewegung des Druckfußes (96) aus zusammenwirkenden Anschlag­ mitteln (104, 42) bestehen, die am Druckfuß (96) bzw. am Grundrahmen (42) befestigt sind und die die Bewegung des Druckfußes (96) in die vom flachen Material (22) weggerichtete Richtung relativ zum Grundrahmen (42) so hemmen, daß der Druckfuß (96) im wesentlichen die Position einnimmt, die er in der vorgegebenen Endposition bezüglich des Unter­ rahmens (46) in dessen Einfahrstellung relativ zum Grundrahmen (42) innehat, so daß bei Anhaften des zu bohrenden flachen Materials (22) auf der Außen­ seite des Bohrers (80) und bei Anheben des Unter­ rahmens (46) aus seiner Ausfahrstellung in seine Einfahrstellung beim Annähern des Unterrahmens (46) an seine Einfahrstellung die Anschlagmittel (104, 42) zusammenwirken und die Bewegung des Druckfußes (96) so hemmen, daß bei nachfolgender weiterer Auf­ wärtsbewegung des Unterrahmens (46) in seine Ein­ fahrstellung das flache Material (22) vom Bohrer (80) durch den Druckfuß (96) abgestreift wird.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (48) mindestens eine nicht verdrehbare Kolbenstange (58) hat, welche allein den Unterrahmen (46) senkrecht zur freiliegenden Fläche (34) des flachen Materials (22) bewegbar mit dem Grundrahmen (42) verbindet.