DE19654191A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden eines Lochs in einem Werkstück - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Bohrwerkzeuge mit rotierendem Schneidkopf zum Ausbil­ den eines Lochs in einem Werkstück und insbesondere ein Bohrwerkzeug mit einem am Schneidkopf angebrachten, radial einwärts sich bewegenden Schneidmesser, das eine Bohrung mit nach innen konisch zulaufenden Seitenkanten bildet, indem ein komplementär geformter Abfallstopfen entfernt wird.

Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die zum Bohren und Schneiden von Löchern in Werkstücke verwendet werden. Herkömmliche Bohrvorrichtungen enthalten typi­ scherweise einen rotierenden Schneidkopf, der sich längs einer Achse bewegt und sich dabei um sie dreht, um mit einem Abschnitt eines Werkstücks in Kontakt zu gelangen. Ein Schneidmesser, das sich vom Schneidkopf parallel zu diesem und in einem Abstand von diesem nach vorn er­ streckt, führt einen Schneidvorgang aus, so daß die Drehung des Schneidkopfes das Messer längs eines kreis­ förmigen Weges in einer zur Achse senkrechten Ebene bewegt. Das Loch wird durch Vorwärtsschieben des Schneid­ kopfes längs der Achse in Richtung zum Werkstück gebil­ det, wenn sich der Schneidkopf dreht, bis das Schneidmes­ ser vollständig durch das Werkstück bewegt ist.

Ein Hauptnachteil herkömmlicher Bohrwerkzeuge besteht darin, daß sowohl das Loch, das gebildet wird, als auch der Abfallklumpen oder -stopfen, der aus dem Werkstück geschnitten wird, Seitenkanten besitzen, die zur Achse parallel sind. Im Ergebnis fällt der Abfallklumpen oder -stopfen oftmals durch das Loch in das Werkstück. Dies ist besonders unerwünscht, wenn das Werkzeug für die Bildung von Löchern in blasgeformten hohlen Werkstücken verwendet wird, da die Stopfen oftmals nur schwer zurück­ gezogen werden können und manuell entfernt werden müssen.

Um zu verhindern, daß Abfallstopfen in das Werkstück fallen, ist versucht worden, einige Bohrwerkzeuge am Schneidkopf mit einem Klumpenhalter oder Stechstift zu versehen. Der Stechstift enthält typischerweise einen vergrößerten pfeilkopfähnlichen Spitzenabschnitt und besitzt eine Länge, die so gewählt ist, daß er in die Werkstückwand sticht, bevor der Klumpen vollständig ausgeschnitten ist. Sobald der Schneidvorgang beendet ist, wird der Schneidkopf, der den ausgeschnittenen Abfallstopfen trägt, aus dem Werkstück entfernt. Bohr­ werkzeuge, die herkömmliche Stopfenhaltemechanismen enthalten, besitzen den Nachteil, daß sie eine zeitauf­ wendige Neukalibrierung für jede unterschiedliche Werk­ stücklinie erfordern, um sicherzustellen, daß der Stech­ stift die vorgelegte Strecke durch die Werkstückseiten­ wand zurücklegt.

Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Bohrwerkzeuge besteht darin, daß sie nicht für die Verwendung in Verbindung mit Werkstücken geeignet sind, die aus blasgeformtem Kunst­ stoff hergestellt sind, etwa aus hochdichtem Polyethylen oder Polypropylen, und die für die Herstellung von Kraft­ fahrzeug-Kraftstofftanks aus Kunststoff, Bremsflüssig­ keitsbehältern aus Kunststoff sowie anderen nicht für Kraftfahrzeuge bestimmten Kunststoffteilen verwendet werden. Der Blasformungsprozeß erzeugt aus inhärenten Gründen Werkstücke, deren genaue Struktur sich von einem Werkstück zum nächsten unterscheidet. Da herkömmliche Bohrvorrichtungen eine Reihe von im voraus festgelegten Bewegungen ausführen, hängt ihre Leistung von der Werk­ stückwanddicke, vom Oberflächenerscheinungsbild, von der Kunststofftemperatur und von der Anordnung des Werkstück­ wand-Abschnitts, in den gebohrt werden soll, ab. Da der Blasformungsprozeß schwankende Wanddicken, Oberflächen­ dicken und selbst Wandkonfigurationen ergibt, ist es na­ hezu unmöglich, die meisten Bohrvorrichtungen so im voraus einzustellen, daß sie den Schneidvorgang an jedem Werkstück einer gegebenen Produktlinie optimal ausführen. In Abhängigkeit von den Veränderungen der Wandkonfigura­ tion und/oder der Wanddicke besteht bei herkömmlichen Bohrwerkzeugen der Nachteil, daß bei nicht korrekt einge­ stelltem System der Schneidvorgang ohne geeignete Kopp­ lung zwischen dem Stechstift und dem Stopfen beginnt. Der Abfallstopfen kann daher in das Werkstück geschoben und/oder vom Klumpenhaltestift innerhalb des Werkstücks abgestreift werden, wenn der Schneidkopf zurückgezogen wird.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obengenannten Nachteile herkömmlicher Bohrwerkzeuge wenigstens teilweise zu beseitigen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bohrvorrichtung zu schaffen, die einen beweglichen Schneidkopf und einen Sensor für die Erfassung der Posi­ tion des Schneidkopfs relativ zum Werkstück und zum Positionieren des Schneidkopfs an einer für die Ausfüh­ rung der Schneidevorgänge optimalen Position am Werkstück enthält.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bohrvorrichtung zu schaffen, die insbesondere für die Verwendung bei der Ausbildung von Löchern durch die Wände von blasgeformten Kunststoffwerkstücken geeignet ist, die unterschiedliche Wanddicken und/oder inkonsi­ stente Wandhöhen oder Konfigurationen besitzen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bohrvorrichtung zu schaffen, die ohne weiteres an die Ausführung von Lochbildungsvorgängen in einer Anzahl unterschiedlicher Werkstück-Produktlinien angepaßt werden kann, ohne daß eine teure Neukalibrierung der Vorrichtung vor der Wiederaufnahme der Schneidevorgänge erforderlich ist.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden eines Lochs in einem Werkstück, wie sie in den unabhängigen Ansprü­ chen definiert sind. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Erfindungsgemäß wird eine Bohrvorrichtung geschaffen, die während eines Schneidvorgangs einen Abfallstopfen aus einem Werkstück aus schneidet, der zu groß ist, um durch das hierdurch gebildete Loch zu passen. Die Vorrichtung enthält einen beweglichen Schneidkopf, der um eine Achse drehbar ist und ein Schneidmesser enthält, das von der Achse radial auswärts beabstandet ist und in einem be­ stimmten Winkel nach innen und vorn geneigt ist. Das Schneidmesser ist relativ zum restlichen Schneidkopf in der Weise beweglich, daß das Messer während des Schneidvorgangs vorwärts und radial einwärts zur Achse durch das Werkstück bewegt wird. Wenn das Schneidmesser gedreht wird, schneidet seine Bewegung nach vorn und radial nach innen aus dem Werkstück einen Stopfen, der Seitenwände besitzt, die in Richtung der Vorwärtsbewegung des Schneidkopfes nach innen konisch zulaufen. Der Win­ kel, in dem sich das Schneidmesser zur Achse bewegt, ist vorzugsweise so gewählt, daß sowohl das Loch als auch der Stopfen konisch zulaufende Endabschnitte besitzen, die zueinander komplementär sind, wobei der Stopfen einen Abschnitt mit großem Durchmesser besitzt, der größer als der Abschnitt mit kleinstem Durchmesser des Lochs ist. Die komplementär konischen Kanten des Stopfens und des Lochs verhindern so, daß sich der Stopfen durch das Loch in das Werkstück bewegen kann, von wo er andernfalls manuell entfernt werden müßte.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Bohrvorrichtung einen drehbaren Schneidkopf, der zum Schneiden eines Lochs in ein Werkstück verwendet wird. Der Schneidkopf ist an einem axial beweglichen Träger angebracht. Er ist am Träger um eine Achse drehbar und längs der Achse zwischen einer vorderen Schneidposi­ tion, in der ein Schneidmesser am Schneidkopf mit dem Werkstück in Eingriff ist und dieses schneidet, und einer hinteren Position, in der das Schneidmesser vom Werkstück beabstandet ist, hin und her beweglich. Das Schneiden erfolgt durch das Schneidmesser, das von der Achse radial beabstandet ist und über den restlichen Schneidkopf hinaus in einem zur Achse geneigten Winkel nach vorn vorsteht. Das Schneidmesser ist relativ zum übrigen Schneidkopf durch einen Messervorschubmechanismus beweg­ lich. Während des Schneidvorgangs bewegt der Messervor­ schubmechanismus das Schneidmesser um eine Strecke nach vorn und radial einwärts, bis das Messer durch die Werk­ stückwand im wesentlichen in der gleichen Richtung, in der das Messer geneigt ist, bewegt ist. Das Loch wird daher durch Bewegen des Schneidkopfes an die Schneidposi­ tion und dann durch Drehen des Schneidkopfes und des Schneidmessers gebildet, wenn der Messervorschubmechanis­ mus das Messer durch das Werkstück bewegt. Auf diese Weise wird aus dem restlichen Werkstück ein Abfallklumpen oder -stopfen geschnitten und wird das Loch gebildet.

Die Bewegung des um einen Winkel zur Achse geneigten Schneidmessers erzeugt, wenn sich das Messer durch das Werkstück bewegt, Seitenkanten sowohl am Stopfen als auch im Loch, die in Richtung der Vorwärtsbewegung des Schneidkopfs radial einwärts zur Achse konisch zulaufen.

In Abhängigkeit von der Dicke der Werkstückseitenwand und der Dicke der durch das Schneidmesser gebildeten Kerbe kann der Winkel, in dem die Seitenkanten des Stopfens und des Lochs konisch zulaufen, so gewählt werden, daß die Seitenkanten des Stopfens und des Lochs komplementäre Formen besitzen, derart, daß der Abschnitt mit großem Durchmesser des Stopfens größer als der Abschnitt mit kleinstem Durchmesser des Lochs ist, um die Bewegung des Stopfens nach vorn durch das Loch physikalisch zu verhin­ dern.

Das Schneidmesser besitzt eine Länge, die so gewählt ist, daß seine Bewegung durch das Werkstück möglich ist, um den Stopfen vollständig zu entfernen. Das Messer kann eine Anzahl möglicher Konstruktionen aufweisen, ein­ schließlich eines dünnen nadelähnlichen Messers, eines flachen, ebenen oder polygonal geformten Messers, vor­ zugsweise besitzt es jedoch eine im allgemeinen dreiec­ kige Form mit einem "Haifischzahn"-Profil, wobei das Messer in Richtung seiner Drehbewegung leicht gekrümmt ist. Das Schneidmesser steht vom restlichen Schneidkopf in einem zur Achse geneigten Winkel nach vorn vor, wobei der Winkel zwischen ungefähr 1° und 50° liegt und vor­ zugsweise zwischen ungefähr 4° und 15° liegt, je nach Wanddicke des Werkstücks und des zu schneidenden Werk­ stoffs.

Wenn das Bohrwerkzeug für die Ausbildung von Löchern durch die Seitenwand von blasgeformten Kunststoffwerk­ stücken wie etwa Kraftfahrzeug-Kraftstofftanks, Wind­ schutzscheibenwaschflüssigkeit-Behältern oder dergleichen verwendet wird, wird bevorzugt, daß das Werkzeug außerdem einen Positionierungssensor enthält, der den Abschnitt des Werkstücks, der entfernt werden soll, erfaßt und den Schneidkopf vor dem Schneiden positioniert. Durch Erfas­ sen des Abschnitts des Werkstücks, in den geschnitten werden soll, und durch Positionieren des Schneidkopfs relativ zum Werkstück kann das Schneidmesser vor Beginn des Schneidvorgangs unabhängig von Schwankungen der Wanddicken oder der Oberflächenbeschaffenheiten, die durch den Blasformungsprozeß bedingt sind, konsistent an einer optimalen Startposition angeordnet werden. Es wird darauf hingewiesen, daß als Ergebnis der sowohl axial als auch radial nach innen erfolgenden Bewegung des Schneid­ messers während des Schneidvorgangs die anfängliche Position des Schneidmessers relativ zur Oberfläche des Werkstücks bei der vorliegenden Erfindung kritischer als bei Werkzeugen ist, die Schneidmesser besitzen, die sich lediglich in axialer Richtung bewegen. Der Positionie­ rungssensor als Mechanismus, durch den der Schneidkopf positioniert wird, ermöglicht außerdem die Verwendung des Werkzeugs für eine Anzahl unterschiedlicher Werkstück- Produktlinien, ohne daß eine zeitaufwendige Neukalibrie­ rung des Werkzeugs wie bei herkömmlichen Bohrwerkzeugen erforderlich ist.

Die Bohrvorrichtung kann ebenfalls einen Stechstift enthalten, der zum lösbaren Halten und Entfernen des Stopfens, der aus dem Werkstück geschnitten worden ist, verwendet wird. Der Stechstift kann sich beispielsweise vom Schneidkopf erstrecken und in Verbindung mit dem Positionierungssensor arbeiten, um den Schneidkopf an einer Startposition zu positionieren, wobei der Stech­ stift mit dem Werkstück anfangs in Kontakt ist. Sobald der Kontakt mit dem Werkstück erfaßt wird, kann der Stechstift um eine vorgegebene Strecke durch das Werk­ stück nach vorn bewegt werden, damit der Stift in den entsprechenden Abschnitt des Werkstücks eingreift. Obwohl ein Stechstift vorteilhaft einen vereinfachten Mechanis­ mus zum Halten des Abfallklumpens oder Stopfens schafft, ist darauf hinzuweisen, daß andere Haltemechanismen wie etwa eine Saugvorrichtung oder dergleichen mit geeigneten Modifikationen ebenfalls verwendet werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Teilquerschnittsansicht von vorn einer Bohrvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung mit einer in die vollständig eingefahrene Startposition beweg­ ten Schneidkopfbaueinheit;

Fig. 2 eine Teilquerschnittsansicht der Bohrvorrichtung von Fig. 1 mit nach vorn in eine Werkstückerfas­ sungsposition bewegter Schneidkopfbaueinheit;

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Teilvorderansicht der in Fig. 2 gezeigten Schneidkopfbaueinheit mit einem in eine Stopfenhalteposition bewegten Stechstift vor dem Schneidvorgang;

Fig. 4 eine Teilquerschnittsansicht der Schneidkopfbau­ einheit von Fig. 3;

Fig. 5 eine Teilquerschnitts-Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Schneidkopfbaueinheit mit in das Werk­ stück vorgeschobenem Schneidemesser;

Fig. 6 eine Teilquerschnitts-Seitenansicht des Schneid­ kopfs von Fig. 3 mit in die Startposition einge­ fahrener Schneidkopfbaueinheit und einem mit dem Abfallstopfen in Eingriff befindlichen Abklopf­ stift;

Fig. 7 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Werkstücks, des Stechstifts und des Schneidkopfs während des Schneidvorgangs des Bohrwerkzeugs von Fig. 1; und

Fig. 8 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Werkstücks und des Stechstifts nach dem Schneidvorgang und vor dem Einfahren der Schneid­ kopfbaueinheit in die eingefahrene Position.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine Bohr­ vorrichtung 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die für die Ausbildung eines oder mehrerer Löcher durch die Wand eines Werk­ stücks 12 verwendet wird.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung 10, die eine Schneidkopfbau­ einheit 14, eine Spindelbaueinheit 16, einen Antriebsmo­ tor 18 und eine Gleitbaueinheit 20 umfaßt. In der in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird das Werkstück 12 im wesentlichen vertikal unterhalb der Schneidkopfbaueinheit 14 positioniert, wobei die Schneid­ kopfbaueinheit 14 längs einer vertikalen Achse A₁ in Abwärtsrichtung nach vorn bewegt wird, um mit dem Werk­ stück 12 in Eingriff zu gelangen und aus ihm einen kreis­ förmigen Abfallstopfen 22 zu schneiden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß das Werkstück 12 nicht vertikal unter der Vorrichtung 10 positioniert werden muß. In Abhängigkeit vom gewünschten Ort des Lochs 11 könnte die Schneidkopfbaueinheit 14 gleichermaßen längs einer hori­ zontalen oder einer geneigten Achse nach vorn bewegt werden, um mit dem Werkstück 12 in Eingriff zu gelangen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist die Schneidkopf­ baueinheit 14 am unteren vordersten Endabschnitt der Spindelbaueinheit 16 unterstützt, wobei die gesamte Spindelbaueinheit 16 und die Schneidkopfbaueinheit 14 längs der Gleitbaueinheit 20 in Richtung der Achse A₁ hin und her beweglich sind. Die Spindelbaueinheit 16 enthält ein äußeres Stahl- oder Aluminiumgehäuse 26 und eine langgestreckte, hohle, zylindrische Spindel 28. Die Spindel 28 ist im Gehäuse 26 mit im wesentlichen vertika­ ler Orientierung drehbar angebracht, wobei die axiale Mittellinie der Spindel 28 zur Achse A₁ im wesentlichen koaxial ist und wobei sich die Spindel 28 um diese Achse dreht.

In der Spindelbaueinheit 16 ist eine zylindrische Welle 30 angebracht, die sich in vertikaler Richtung durch die hohle Mitte der Spindel 28 erstreckt. Die Welle 30 wird um eine Strecke radial einwärts von der Spindel 28 ausge­ richtet auf die Achse A₁ durch ein Paar von Laufbuchsen 32a, 32b, die sich an den oberen und unteren Enden der Spindelbaueinheit 16 befinden, gehalten, wobei die Welle 30 axial durch die Spindel 28 bewegt werden kann und die Spindel 28 sich frei um die Welle 30 dreht. Wie später im einzelnen beschrieben wird, zeigt Fig. 1 die Welle 30, wenn sie mit ihrem obersten Ende an einer Sensorbauein­ heit 132 und einem Druckluftantriebsmechanismus 38 befe­ stigt ist. Das unterste Ende der Welle 30 ist so gebil­ det, daß es nacheinander Abschnitte mit verringertem Durchmesser 34a, 34b und 34c besitzt. Ein vorderstes Ende des Abschnitts 34a ist mit einer vergrößerten, radial vorstehenden Schulter 35a versehen, wobei das vorderste Ende des Abschnitts 34b eine vergrößerte, radial vorste­ hende Schulter 35b enthält. Die vertikale Bewegung der Welle 30 wird durch Aktivieren des Druckluftantriebsme­ chanismus 38 (Fig. 1), die mit dem oberen, hinteren Ende der Welle 30 gekoppelt ist, aktiviert, wobei der Druck­ luftantriebsmechnismus 38, wie später beschrieben wird, für die Steuerung der Vorwärts- und/oder Rückwärtsbewe­ gung des Schneidmessers während des Schneidvorgangs verwendet wird.

Der Antriebsmotor 18 ist an der Seite des Gehäuses 26 befestigt, wobei der Motor 18 so betätigt werden kann, daß er die Spindel 28 zu Drehungen um die Achse A₁ mit­ tels einer Motorverbindung 36 antreibt. Auf diese Weise ist die Spindelbaueinheit 16 mit der Gleitbaueinheit 20 gleitend verbunden, so daß die gesamte Spindelbaueinheit 16, die Schneidebaueinheit 14, der Antriebsmotor 16, die Welle 30 und der Druckluftmechanismus 38 in vertikaler Richtung als Einheit hin und her beweglich sind, entweder vorwärts nach unten in Richtung zum Werkstück oder rück­ wärts nach oben vom Werkstück weg.

Fig. 3 zeigt die Schneidkopfbaueinheit 14, die am vorder­ sten Ende der Spindel 28 angebracht ist, um sich gemein­ sam mit dieser um die Achse A₁ zu drehen. Die Schneid­ kopfbaueinheit 14 ist aus drei axial beabstandeten Ab­ schnitten gebildet: einer obersten Ankerplatte 42, die vom Werkstück 12 am weitesten entfernt ist; einer vorder­ sten Führungsplatte 44, die vom Werkstück 12 am wenigsten weit beabstandet ist; und einer Nockenplatte 46, die zwischen der Ankerplatte 42 und der Führungsplatte 44 angeordnet ist.

Zwei axial beabstandete, parallele, zylindrische Stahl­ führungswellen 48a, 48b verbinden die Führungsplatte 44 mit der Ankerplatte 42. Die Führungswellen 48a, 48b erstrecken sich durch komplementär bemessene Bohrungen 50a, 50b, die in der Nockenplatte 46 ausgebildet sind, wobei die Nockenplatte 46 längs der Wellen 48a, 48b in Richtung der Achse A₁ relativ zu jeder der Platten 42, 44 beweglich ist.

Eine Schraubenfeder 51, die um jede Führungswelle 48a, 48b zwischen der Nockenplatte 46 und der Führungsplatte 44 angeordnet ist, ist so bemessen, daß sie mit jeder Platte 46, 44 in Eingriff ist und die Nockenplatte 46 elastisch in eine Position vorbelastet, die von der Führungsplatte 44 beabstandet ist.

Sowohl die Ankerplatte 42 als auch die Nockenplatte 46 und die Führungsplatte 44 enthalten axial sich erstrec­ kende Hohlbohrungen 52, 54, 56, die jeweils durch sie hindurch führen. Die Hohlbohrungen 52, 54, 56 besitzen einen radialen Durchmesser, der geringfügig größer als entsprechende Abschnitte 34a, 34b, 34c der Welle 30 ist, so daß eine im wesentlichen freie Drehbewegung der Schneidkopfbaueinheit um die Welle 30 möglich ist. Wie am besten aus den Fig. 4 bis 6 hervorgeht, sind das vorder­ ste Ende der Bohrung 52 und das hinterste Ende der Boh­ rung 54 mit Abschnitten 60, 62 mit vergrößertem Durchmes­ ser vorgesehen, wovon jeder so bemessen ist, daß er den Schulterabschnitt 35a des Wellenabschnitts 34a aufnehmen kann. Ahnlich sind das vorderste Ende der Bohrung 54 und das hinterste Ende der Bohrung 56 mit Abschnitten 64, 66 mit vergrößertem Durchmesser versehen, die so bemessen sind, daß sie darin den Schulterabschnitt 35b des Wellen­ abschnitts 34b aufnehmen.

Die Ankerplatte 42 ist mit dem vorderen Ende der Spindel 28 mittels einer Anzahl von beabstandeten Schraubenbe­ festigungseinrichtungen 58 verbunden (Fig. 4). Bei dieser Konstruktion wird die Ankerplatte 42 in einer Ebene, die im allgemeinen zur Achse A₁ senkrecht ist, durch die Drehung der Spindel 28 durch den Antriebsmotor 18 zu Drehungen angetrieben. Die verbleibenden Abschnitte der Schneidkopfbaueinheit 14 werden ebenfalls durch die Spindel 28, durch die Verbindung der Nockenplatte 46 mit der Führungsplatte 44 und durch die Verbindung der Noc­ kenplatte 46 mit den Platten 42, 46 über die Führungswel­ len 48a, 48b zu Drehungen um die Achse A₁ angetrieben.

Das Schneiden des Werkstücks erfolgt durch ein Schneid­ messer 70, das, wie am besten in den Fig. 3 und 4 er­ sichtlich ist, ein mit einer im allgemeinen dreieckig geformten Spitze 72 gebildetes Teil aus Schnellstahl, das ein haifischzahnförmiges Profil und eine leicht konische Form besitzt, sowie einen im allgemeinen runden Messer­ schaft 74 besitzt. Die Form der in Fig. 3 gezeigten Spitze 72 ermöglicht vorteilhaft, obwohl nicht wesent­ lich, daß das Messer mit zwei in entgegengesetzte Rich­ tungen weisenden Schneidkanten 76a, 76b versehen wird, die ein Schneiden in entgegengesetzte Richtungen ermögli­ chen.

Fig. 4 zeigt am besten die Anbringung des Schneidmessers 70 an der übrigen Schneidkopfbaueinheit 14. Das Schneid­ messer 70 ist austauschbar im Ende einer langgestreckten, im allgemeinen zylindrischen Messerhalterung 82 unterge­ bracht. Das Messer 70 wird durch Einschieben des Schafts 74 in eine komplementär geformte Buchse 80 gehalten, wobei die Buchse 80 im vordersten Ende der langgestreck­ ten, zylindrischen Messerhalterung 82 ausgebildet ist und wobei das Messer 70 daran mittels einer Verriegelungs­ schraube 84 (siehe Fig. 7) befestigt wird. Bei der ge­ zeigten Halterung 82 wird das Messer 70 so befestigt, daß sich die Spitze 72 in Vorwärtsrichtung im wesentlichen parallel zu den Längsseiten der Halterung 82 erstreckt. Die lösbare Halterung des Schneidmessers 70 in der Halte­ rung 82 ermöglicht vorteilhaft einen einfachen Austausch abgenutzter Schneidmesser. Wie am besten in Fig. 3 er­ sichtlich ist, erstreckt sich die Messerhalterung 82 nach oben in ein paar von beabstandeten, im allgemeinen recht­ winkligen Fingern 88, 90. Ein Nockenstift 92 erstreckt sich zwischen den Fingern 88, 90 zum obersten Ende der Halterung 82, die, wie später beschrieben wird, mit der Nockenplatte 46 so zusammenwirkt, daß sie während des Schneidvorgangs das Messer 70 durch das Werkstück 12 zwingt, wobei die Nockenplatte 46 und die Führungsplatte 44 gemeinsam so wirken, daß sie während des Schneidvor­ gangs die Bewegung des Schneidmessers 70 führen.

Fig. 4 zeigt am besten, daß die Führungsplatte 44 einen zylindrischen Führungskanal oder ein zylindrisches Loch 98 besitzt, das sich längs einer Achse A₂ erstreckt. Das Führungsloch 98 verläuft durch die Platte 44 und besitzt einen im allgemeinen runden Querschnitt, dessen Durchmes­ ser etwas größer als derjenige der Halterung 82 ist. Das Führungsloch 98 erstreckt sich von der oberen Öffnung in der hinteren Fläche 100 der Platte 44 an einem von der Achse A₁ radial beabstandeten Punkt zu einer vorderen Öffnung in der nach vorn weisenden Fläche 102 der Platte 44 radial innerhalb der oberen Öffnung. Das Loch 98 ist von der Rückseite der Platte 44 zu deren Vorderseite nach innen geneigt, wobei die Achse A₂ um einen Winkel zwi­ schen ungefähr 3° und 16° und stärker bevorzugt um unge­ fähr 7° relativ zur Achse A₁ geneigt ist. Wenn die Halte­ rung 82 in die Bohrung 98 eingeschoben wird, wird die Halterung 82 darin ausgerichtet auf die Achse A₂ und nach vorn zur Achse A₁ geneigt gleitend aufgenommen.

Die Nockenplatte 46 enthält auf einer vordersten Fläche einen ebenen Führungskern 106. Der Führungskern 106 erstreckt sich radial von der Achse A₁ und besitzt eine Dicke, die so gewählt ist, daß seine Bewegung zwischen den Fingern 88, 90 möglich ist (am besten in Fig. 3 ersichtlich) . In der vordersten Kante 110 der Fläche 106 ist ein Nockenschlitz 108 ausgebildet, der darin den Stift 92 gleitend aufnimmt. Der Schlitz 108 erstreckt sich von der Kante 110 nach hinten und ist dabei zur Achse A₁ um einen Winkel zwischen ungefähr 20° und 40°, stärker bevorzugt ungefähr 30°, geneigt. Die Fig. 4 bis 6 zeigen ferner, daß die Nockenplatte 146 einen zweiten Führungskern 109 aufweist, der diametral gegenüber dem Führungskern 106 angeordnet ist. Der Führungskern 109 stimmt mit dem Führungskern 106 im wesentlichen überein und wirkt vorteilhaft so, daß er die Nockenplatte 46 im Gleichgewicht hält, was jedoch nicht wesentlich ist. Obwohl nicht gezeigt, ist darauf hinzuweisen, daß durch den Führungskern 109 zwei Schneidmesser 70 in der Vor­ richtung 10 vorgesehen werden könnten, wobei dann die Führungsplatte 44 dahingehend abgewandelt werden müßte, daß sie zwei Führungsschlitze enthält.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Konfiguration bewirkt die Drehung der Spindel 28 die Drehung des Schneidmessers 70 längs eines gekrümmten Wegs eines Kreises, der auf die Achse A₁ zentriert und um diese symmetrisch ist.

Am vordersten Ende des Wellenabschnitts 35c ist ein Stechstift 114 vorgesehen, der auf die Achse A₁ ausge­ richtet ist. Der Stechstift 114 ist mit dem Ende des Abschnitts 35c mittels einer Schraubverbindung verbunden (in Fig. 5 bei 39 gezeigt) . Der Stift 114 enthält eine vordere, vergrößerte, pfeilkopfförmige Spitze 116, die sich nach vorn über die vordere Fläche 102 der Platte 44 und um eine Strecke über die Spitze des Schneidmessers 70 hinaus erstreckt. Bei einem nach vorn gerichteten Druck sticht die vergrößerte Spitze 116 in den auf die Achse A₁ ausgerichteten Abschnitt des Werkstücks 12, wobei nach hinten weisende Schultern 118 an der Spitze 116 den Stift 114 mit dem Abschnitt des Werkstücks 112 in Eingriff bringen. Der Stechstift 114 ist längs der Achse A₁ zusam­ men mit der Welle 30 relativ zur Schneidkopfbaueinheit 14 zwischen einer in Fig. 5 gezeigten vorderen Position, an der sich die Spitze 114 relativ zur Führungsplatte 44 nach vorn erstreckt, um die Spitze 112 in das Werkstück 12 zu treiben, und einer in Fig. 6 gezeigten hinteren Position, an der die Spitze 116 nach hinten bewegt ist, hin und her beweglich.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen am besten einen von drei Abklopf­ stiften 120, die an beabstandeten Orten um den Stift 114 vorgesehen sind und die sich von der vorderen Fläche 102 der Führungsplatte 44 erstrecken. In der gezeigten Aus­ führungsform sind die Abklopfstifte 120 axial beweglich und mittels einer Feder 123 in die ausgefahrene Position elastisch vorbelastet. Alternativ könnten die Abklopf­ stifte am vorderen Ende eines hin und her beweglichen Tauchkolbens vorgesehen sein, der nach vorn in eine Stopfeneingriffposition ausgefahren werden kann, wobei der Stift 120 hiervon nach vorn bewegt wird.

Die Fig. 1 und 2 zeigen am besten die Hin- und Herbewe­ gung der Spindelbaueinheit 16, der Schneidkopfbaueinheit 14 und des Antriebsmotors 18 in Richtung der Achse A₁ an der Gleitbaueinheit 120. Eine langgestreckte Führungs­ schiene 124, deren axiale Richtung auf die Achse A₁ ausgerichtet ist, ist am Gehäuse 26 vorgesehen. Die Führungsschiene 124 ist mit einer komplementären Füh­ rungshülse 126 versehen, die ein relatives Gleiten in Richtung der Achse A₁ bei mit der Gleitbaueinheit 16 gekoppeltem Gehäuse 26 ermöglicht.

Die Gleitbewegung der Führungsschiene 124 und der Spin­ delbaueinheit 16 relativ zur Führungslaufbuchse 126 wird durch die Aktivierung eines Druckluftverriegelungszylin­ ders 127 erzielt. Die Deaktivierung des Verriegelungszy­ linders 127 verhindert wirksam eine weitere Bewegung der Spindelbaueinheit 16 relativ zur Gleitbaueinheit 20. Obwohl die Verwendung eines Verriegelungszylinders 127 gezeigt ist, ist darauf hinzuweisen, daß andere Einrich­ tungen zum Bewegen der Spindelbaueinheit 16 einschließ­ lich Hydraulikzylinder, motorgetriebene Zahnstangenbau­ einheiten und dergleichen möglich sind.

Der Sensor 132 ist am hinteren Ende der Welle 30 vorgese­ hen. Der Sensor 132 ist mit der Aktivierung und/oder Deaktivierung des Verriegelungszylinders 127 elektronisch gekoppelt. Der Sensor 132 wird durch die Rückwärtsbewe­ gung der Welle relativ zur Baueinheit 16 entgegen der elastischen Vorbelastung einer Schraubenfeder 134 optisch aktiviert, was beispielsweise eintritt, wenn das vordere Ende des Stifts 114 zunächst mit der Oberfläche des Werkstücks 12 in Eingriff gelangt, wenn die Spindelbau­ einheit 16 durch den Zylinder 127 abgesenkt wird.

Im Gebrauch der Vorrichtung 10 wird zunächst der Verrie­ gelungszylinder 127 aktiviert, um die Spindelbaueinheit 16 zusammen mit der Schneidkopfbaueinheit 14 und dem Antriebsmotor 18 nach oben in die anfängliche Startposi­ tion zu bewegen, die in Fig. 1 gezeigt ist. Der Druck­ luftantriebszylinder 38 wird ferner aktiviert, um die Welle 30 vollständig zurückzuziehen, wobei sich die Schulter 35a in die Aussparung 60 bewegt und die Schulter 35b in die Aussparung 64 bewegt. Wenn die Welle 30 zu­ rückgezogen wird, bewegt der Eingriff der Schulter 35b in der Platte 46 in Verbindung mit der elastischen Vorbela­ stung der Federn 51 die Platte 46 relativ zu den Platten 42, 44 längs der Achse A₁, so daß der Abstand zwischen der Platte 42 und der Platte 46 minimal gemacht wird, während der Abstand zwischen der Platte 46 und der Platte 44 maximal gemacht wird. Die Bewegung der Nockenplatte 46 nach oben relativ zur Führungsplatte 44 zieht das Schneidmesser 70 durch den Eingriff der Fläche 106 mit dem Stift 92 zurück.

Dann wird das Werkstück 12 unter der Schneidkopfbauein­ heit 14 angeordnet, wobei der Abschnitt des Werkstücks 12, der als Abfallstopfen 22 entfernt werden soll, auf die Achse A₁ ausgerichtet und zentriert ist.

Dann wird der Schneidvorgang begonnen, indem die Spindel­ baueinheit 16, die Schneidkopfbaueinheit 14 und die Motorbaueinheit 18 auf der Gleitbaueinheit 20 zum Werk­ stück 12 vorgeschoben werden. Wenn das Werkstück 12 angeordnet ist, wird der Druckluftzylinder 127 aktiviert, um die Spindelbaueinheit 16 abzusenken, um die Welle 30 längs der Achse A₁ nach vorn zu bewegen. Sobald der Klumpenhaltestift 114 mit dem Werkstück 12 in Kontakt gelangt, wird die Welle 30 entgegen der Feder 134 zurück­ geschoben, wodurch der Sensor 132 aktiviert wird, was die Deaktivierung des Zylinders 127 zur Folge hat.

Dadurch verriegelt der Zylinder 127 die Spindelbaueinheit 16 in der in Fig. 2 gezeigten Position, wobei der einge­ fahrene Stechstift 114 mit der oberen Fläche des Werk­ stücks 12 in Eingriff ist und das Schneidmesser 70 um eine geringe Strecke hiervon beabstandet ist.

Dann wird der Antriebsmotor 18 gestartet, um die Spindel 28 mittels der Motorverbindung 36 zu drehen, wodurch der Schneidkopf 14 und das Schneidmesser 70 zu einer Drehbe­ wegung um die Achse A₁ angetrieben werden. Der Druck­ luftantriebsmechanismus 38 wird anschließend aktiviert, um die Welle 30 nach vorn um ungefähr 30 mm zu bewegen. Wenn sich die Welle zunächst um ungefähr 15 mm nach vorn bewegt hat, wird der Stift 114 vorgeschoben, wodurch die vergrößerte Spitze 116 nach unten bewegt wird, um in die Oberfläche des Werkstücks 12 zu stechen und dieses mit der Vorrichtung 10 wie in Fig. 3 gezeigt zu verbinden.

Wenn die Welle 30 um die letzten 15 mm vorgeschoben wird, wird die Schulter 35a der Welle 30 in Eingriff mit dem Abschnitt 62 bewegt, um die Nockenplatte 46 längs der Achse A₁ entgegen den Federn 51 und in Richtung zur Führungsplatte 44 vorzuschieben. Wenn sich die Nocken­ platte 46 zur Führungsplatte 44 bewegt, bewegt sich der Nockenstift 92 der Messerhalterung 82 nach oben in den Nockenschlitz 108. Die relative Vorwärtsbewegung der Nockenplatte 46 bewirkt, daß sich sowohl die Messerhalte­ rung 82 als auch das Schneidmesser 70 längs der Achse A₂ nach vorn und radial einwärts zur Achse A₁ vorschieben, wenn die Halterung 82 längs des Führungslochs 98 gleitet. Die schräge Orientierung des Führungslochs 98 und des Nockenschlitzes 108 schiebt das rotierende Schneidmesser 70 durch das Werkstück 12 längs der Achse A₂ im wesentli­ chen im gleichen Winkel, um den das Schneidmesser 70 relativ zum Werkstück 12 geneigt ist. Der Vorschub des rotierenden Schneidmessers 70 durch das Werkstück 12 schneidet den Abfallstopfen 22 aus dem übrigen Werkstück 12, um das gewünschte Loch 11 zu bilden.

Wenn am Ende des Schneidvorgangs der Stopfen 22 vollstän­ dig gebildet ist, wird der Druckluftverriegelungszylinder 127 erneut aktiviert, so daß die Spindelbaueinheit 16, der Schneidkopf 14 und die Motorbaueinheit 18 nach oben und rückwärts weg vom Werkstück 12 auf der Gleitbauein­ heit 20 bewegt werden und so in ihre anfängliche Startpo­ sition zurückkehren. Wenn die Spindelbaueinheit 16 nach oben bewegt wird, greifen die Schultern 118 der vergrö­ ßerten Spitze 116 am Stechstift 114 in die Unterseite des ausgeschnittenen Stopfens 22 ein, um ihn aus dem Loch zu entfernen.

Wenn die Spindelbaueinheit 16 in die Startposition zu­ rückgekehrt ist und das endbearbeitete Werkstück 12 von dem Ort unterhalb der Bohrvorrichtung 10 entnommen wird, wird der Druckluftzylinder 38 eingefahren, um die Schul­ ter 35b in die Aussparung 64 zurückzubringen und die Schulter 35a in die Aussparung 60 zurückzubringen. Durch das Einfahren der Schulter 30 spannen die Federn 51 die Nockenplatte 46 so vor, daß sie bestrebt ist, sich von der Führungsplatte 44 wegzubewegen, so daß der in den Fig. 3 und 4 gezeigte relative Zwischenraum entsteht.

Wenn sich die Nockenplatte 46 und die Führungsplatte 44 voneinander entfernen, gleitet die Messerhalterung 82 längs des Führungslochs 98 in Richtung der geneigten Achse A₂ durch den Eingriff des Nockenstifts 92 im Noc­ kenschlitz 108 nach hinten. Die Rückwärtsbewegung der Messerhalterung 82 zieht das Schneidmesser 70 zurück und entfernt es von der oberen Fläche des Werkstücks 12 in die in den Fig. 3 und 4 gezeigte vollständig zurückgezo­ gene Position. In dieser Konfiguration wird die Schneid­ messerspitze 72 nach oben und radial auswärts von der Achse A₁ bewegt, so daß die Messerspitze 72 von der vergrößerten Spitze 116 des Stechstifts 114 längs der Achse nach hinten entfernt wird.

Wenn sich der Stift 114 nach oben bewegt, wird der Stop­ fen 22 gegen die Abklopfstifte 120 bewegt, so daß er vom Stift 114 abgestreift wird, indem er nach unten über die Spitze 116 in der in Fig. 6 gezeigten Weise gezwungen wird.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Verwendung des Schneidmessers 70, das um einen Winkel relativ zur Achse A₁ geneigt ist, und einer Messerhalterung 82, die im geneigten Führungsloch 98 gleitet, um das Messer 70 in der Neigungsrichtung vorzuschieben, vorteilhaft einen Abfallstopfen 22 erzeugt, bei dem die Wahrscheinlichkeit abgesenkt ist, daß er sich durch das gebildete Loch 11 in den Innenraum des Werkstücks 12 bewegt.

Die Fig. 7 und 8 zeigen im einzelnen den Vorschubweg des Schneidmessers 70 durch die Wand eines Werkstücks 12 sowie den dadurch gebildeten resultierenden Stopfen 22. Wie am besten in den Fig. 5 und 7 ersichtlich ist, bewegt die Gleitbewegung der Messerhalterung 82 im Führungsloch 98 die Messerspitze 72 im wesentlichen längs der Achse A₂ in einer um ungefähr 7° zur Achse A₁ nach vorn geneigten Richtung, wenn die Nockenplatte 46 längs der Achse A₁ relativ zur Führungsplatte 44 vorgeschoben wird. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Achse A₂ in Abhängig­ keit von der Dicke der Seitenwand des Werkstücks 12 zur Achse A₁ auch um einen Winkel zwischen ungefähr 1° und ungefähr 45° geneigt sein kann, wobei im Fall von blasge­ formten Werkstücken, die in der Kraftfahrzeugindustrie verwendet werden, der Neigungswinkel vorzugsweise im Bereich von 4° bis 15° liegt.

Die Vorschubrichtung der Messerspitze 72 in Kombination mit dem Haifischzahn-Profil des Schneidmessers 70 erzeugt einen Stopfen 22 und ein Loch 11 mit konisch zulaufenden Kanten (wie am besten in Fig. 8 ersichtlich ist), die längs der Bahn der Bewegung des Schneidmessers 70 nach vorn und nach innen konisch zulaufen. Es ist darauf hinzuweisen, daß das bevorzugte Haifischzahn-Profil des Schneidmessers so gewählt ist, daß das Messer eine leichte Krümmung aufweist, die im wesentlichen gleich der Krümmung des gekrümmten Weges ist, längs dessen sich das Messer 70 dreht.

Ferner werden als Ergebnis der angewinkelten Bewegung des Schneidmessers 70 durch das Werkstück 12 die konisch zulaufenden Kantenabschnitte des Stopfens 22 und des Lochs 11 mit komplementärer Form gebildet. Hierbei wird der Winkel der Einwärtsbewegung des Schneidmessers 70 so gewählt, daß ein oberer Abschnitt mit größerem Durchmes­ ser des erzeugten Stopfens 22 einen Radius R besitzt, der größer als der Radius r des unteren Abschnitts mit klein­ stem Durchmesser des Lochs 11 ist. Bei dieser Konstruk­ tion ist der erzeugte Stopfen 22 zu groß, um durch das Loch 11 zu passen, so daß die Möglichkeit, daß Ab­ fallstopfen unbeabsichtigt in den Innenraum des Werk­ stücks fallen, im wesentlichen beseitigt wird.

Die Verwendung eines Sensors 132 für die Verriegelung der gesamten Spindelbaueinheit an der optimalen Position vor dem Bewegen des Stechstifts 114 durch das Werkstück 12 und vor der Ausführung des Schneidvorgangs stellt vor­ teilhaft sicher, daß die Schneidkopfbaueinheit 14 und der Stechstift 114 sich unabhängig von Oberflächenveränderun­ gen zwischen aufeinander folgenden Werkstücken an der optimalen Betriebsposition befinden. Obwohl die Verwen­ dung eines Sensors 132 und eines Verriegelungszylinders 127 als bevorzugte Positionserfassungs- und Verriege­ lungsmechanismen offenbart werden, sind auch andere Erfassungs- und/oder Verriegelungsmechanismen möglich, wie nun deutlich wird.

Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verwendung des Antriebsmotors 18, der das Schneidmesser 70 kontinuierlich dreht, wenn es mit dem Werkstück 12 in Eingriff gebracht wird, offenbart, ist darauf hinzuweisen, daß das Schneidmesser 70 gleicher­ maßen zu einer Drehbewegung aktiviert werden könnte, nachdem es mit dem Werkstück 12 in Kontakt gebracht wird, oder in einer oder in zwei Richtungen der Drehbewegungen gedreht wird, je nach den Werkstoffeigenschaften und der Temperatur der Werkstückoberfläche und der spezifischen Messerkonstruktion.

Obwohl die Figuren die Erfindung bei Verwendung eines einzigen haifischzahnförmigen Schneidmessers veranschau­ lichen, ist darauf hinzuweisen, daß mehrere und andersar­ tig geformte Schneidmesser ebenfalls verwendet werden können, wie nun deutlich wird.

Obwohl die Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausfüh­ rungsformen beschrieben worden ist, ist sie nicht darauf eingeschränkt. Dem Fachmann werden nun viele Verände­ rungs- und Modifikationsmöglichkeiten deutlich. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist ausschießlich durch die beigefügten Ansprüche definiert.

Claims (20)

1. Verfahren zum Verwenden einer Bohrvorrichtung für die Ausbildung eines Lochs in einem Werkstück (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung enthält:

• - eine drehbare Schneideinrichtung (14) zum Ausschneiden eines Abschnitts eines Werkstücks (12) in Form eines im allgemeinen kreisförmigen Stopfens (22),
• - eine Unterstützungseinrichtung (16) zum Unterstützen der Schneideinrichtung (14), die einen vorderen Abschnitt besitzt und längs einer Achse (A₁) zwischen einer ersten Position, in der sich der vordere Abschnitt in der Nähe des Werkstücks (12) befindet, und einer zweiten Position, in der der vordere Abschnitt vom Werkstück (12) entfernt ist, hin und her beweglich ist,
• - eine Antriebseinrichtung (18) zum Antreiben der Schneideinrichtung (14) zu einer Drehbewegung, und
• - eine Halteeinrichtung (114) zum lösbaren Halten des Stopfens (22), die zwischen einer anfänglichen freien Position, in der der Abschnitt des Werkstücks (12) von der Vorrichtung freigegeben ist, und einer Halteposi­ tion, in der der Abschnitt des Werkstücks (12) von ihr gehalten wird, aktiviert werden kann;

die Schneideinrichtung (14) am vorderen Abschnitt angeordnet ist und um die Achse (A₁) drehbar ist, wobei die Schneideinrichtung (14) ein Schneidmesser (70) ent­ hält, das von der Achse (A₁) radial beabstandet ist, wobei die Drehung der Schneideinrichtung (14) das Schneidmesser (70) längs eines gekrümmten Weges dreht;
das Schneidmesser (70) sich nach vorn weg von der Unterstützungseinrichtung (16) in einer Richtung er­ streckt, die zur Achse (A₁) geneigt ist, und zwischen einer eingefahrenen Messerposition und einer ausgefahre­ nen Messerposition, die relativ zur eingefahrenen Messer­ position nach vorn und radial nach innen bewegt ist, hin und her beweglich ist;
eine Messervorschubeinrichtung (51, 82, 98) zum Hin- und Herbewegen des Schneidmessers (70) zwischen der eingefahrenen Messerposition und der ausgefahrenen Mes­ serposition vorgesehen ist, die beim Bewegen des Schneid­ messers (70) aus der eingefahrenen Messerposition in die ausgefahrene Messerposition das Schneidmesser (70) nach vorn und radial einwärts zur Achse (A₁) im wesentlichen im gleichen Winkel, um den das Schneidmesser (70) geneigt ist, bewegt; und
das Loch durch die folgenden Schritte erzeugt wird:

• - Positionieren der Unterstützungseinrichtung (16) an der zweiten Position und des Schneidmessers (70) in der eingefahrenen Messerposition,
• - Bewegen des betreffenden Abschnitts des Werkstücks (12) an eine Position, in der er im wesentli­ chen auf die Achse (A₁) ausgerichtet ist,
• - Bewegen der Unterstützungseinrichtung (16) in die erste Position,
• - Bewegen der Halteeinrichtung (114) in die Halteposition, um den Abschnitt des Werkstücks (12) zu halten, und
• - Aktivieren der Messervorschubeinrichtung, um das Schneidmesser (70) in die ausgefahrene Messerposition radial einwärts durch das Werkstück (12) zu bewegen, wobei die Schneideinrichtung (14) durch die Antriebsein­ richtung (18) gedreht wird und wobei der Vorschub des Schneidmessers (70) durch das Werkstück (12) den Stopfen (22) vom restlichen Werkstück (12) ausschneidet und das Loch bildet, wobei sowohl der Stopfen (22) als auch das Loch im allgemeinen komplementäre konisch zulaufend Kantenabschnitte besitzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß
die Halteeinrichtung einen hin und her bewegli­ chen Stechstift (114) enthält, der sich vom vorderen Abschnitt an einer Position, die vom gekrümmten Weg in Richtung zur Achse (A₁) radial einwärts beabstandet ist, nach vorn erstreckt, wobei der Stift (114) zwischen einer vordersten ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position beweglich ist und aus der ausgefahrenen Position rückwärts bewegt wird,
der Stift (114) einen vergrößerten Spitzenab­ schnitt (116) besitzt und seine Länge so gewählt ist, daß bei in die erste Position bewegter Unterstützungseinrich­ tung (16) und bei in die ausgefahrene Position vorbela­ stetem Stift (114) der Spitzenabschnitt (116) in den Abschnitt des Werkstücks (12) sticht und sich in diesen erstreckt, um diesen Abschnitt mit der Halteeinrichtung zu verbinden, und
der Schritt des Aktivierens der Halteeinrichtung (114) das Bewegen des Stifts aus der eingefahrenen Posi­ tion in die ausgefahrene Position umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß
die Vorrichtung ferner eine Sensoreinrichtung (132) für die Erfassung des Eingriffs des Stifts (114) im Abschnitt des Werkstücks (12) sowie eine Verriegelungs­ einrichtung (127) für die Verriegelung der Unterstüt­ zungseinrichtung (16) in einer Position längs der Achse (A₁) enthält, und
der Schritt des Bewegens der Unterstützungsein­ richtung (16) in die erste Position umfaßt

• - Bewegen der Unterstützungseinrichtung (16) aus der hinteren Position längs der Achse (A₁) nach vorn in die vordere Position, wobei die Erfassungseinrichtung (132) zunächst den Eingriff des Stifts (114) im Abschnitt des Werkstücks (12) erfaßt, und
• - Verriegeln der Unterstützungseinrichtung (16) in der vorderen Position, um deren axiale Bewegung im wesentlichen zu verhindern.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Messervorschubeinrichtung (51, 82, 98) das Schneidmesser (70) in einer Richtung hin und her bewegt, die relativ zur Achse (A₁) um einen Winkel im Bereich von ungefähr 4° bis ungefähr 15° geneigt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß
die Messervorschubeinrichtung enthält:
eine Messerhalteeinrichtung (82) zum lösbaren Halten des Schneidmessers (70),
eine Führungseinrichtung (98) zum Führen der Messerhalteeinrichtung (82) bei einer Hin- und Herbewe­ gung radial einwärts bzw. radial auswärts, wobei die beiden Bewegungsrichtungen im wesentlichen zueinander entgegengesetzt sind,
eine Vorbelastungseinrichtung (51), die so akti­ viert werden kann, daß sie die Messerhalteeinrichtung (82) zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position vorbelastet, und
der Schritt des Aktivierens der Messervorschub­ einrichtung (51, 82, 98) enthält:

• - Aktivieren der Vorbelastungseinrichtung (51), um die Messerhalteeinrichtung (82) in die ausgefahrene Messerposition vorzubelasten.

6. Vorrichtung zum Ausbilden eines Lochs in einem Werkstück (12), gekennzeichnet durch eine drehbare Schneideinrichtung (14) zum Schnei­ den des Werkstücks (12), um einen Abschnitt hiervon in Form eines im allgemeinen kreisförmigen Stopfens (22) zu entfernen,
eine Unterstützungseinrichtung (16) zum Unter­ stützen der Schneideinrichtung (14), die einen vorderen Abschnitt besitzt und längs einer Achse (A₁) zwischen einer ersten Position, in der sich der vordere Abschnitt nahe beim Werkstück (12) befindet, und einer zweiten Position, in der der vordere Abschnitt vom Werkstück (12) entfernt ist, hin und her beweglich ist,
eine Antriebseinrichtung (18) zum Antreiben der Schneideinrichtung (14) zu einer Drehbewegung,
wobei die Schneideinrichtung (14) am vorderen Abschnitt angeordnet ist und um die Achse (A₁) drehbar ist und eine Schneidmessereinrichtung (70) und eine Messervorschubeinrichtung (51, 82, 98) enthält, wobei die Schneidmessereinrichtung (70) von der Achse (A₁) radial beabstandet ist und sich nach vorn weg von der Unterstützungseinrichtung (16) in einer Richtung er­ streckt, die zur Achse (A₁) geneigt ist, wobei die Dre­ hung der Schneideinrichtung (14) die Schneidmesserein­ richtung (70) längs eines auf die Achse (A₁) zentrierten gekrümmten Weges dreht,
wobei die Messervorschubeinrichtung (51, 82, 98) die Schneidmessereinrichtung (70) gleichzeitig vorwärts und radial einwärts zur Achse (A₁) im wesentlichen in der gleichen Richtung bewegt, in der die Schneidmesserein­ richtung (70) geneigt ist,
einen hin und her beweglichen Stechstift (114), der zwischen einer vorderen Position und einer eingefah­ renen Position hinter der vordersten Position beweglich ist und vom vorderen Abschnitt der Unterstützungseinrich­ tung (16) an einer Position, die vom gekrümmten Weg radial einwärts zur Achse (A₁) beabstandet ist, nach vorn vorsteht,
eine Positionierungseinrichtung (132), die akti­ vierbar ist, um den Stift (114) zwischen der vorderen und der eingefahrenen Position zu bewegen,
wobei der Stift (114) einen vergrößerten Spitzen­ abschnitt (116) besitzt und seine Länge so gewählt ist, daß bei in die erste Position bewegter Unterstützungsein­ richtung (16) und bei in die vordere Position bewegtem Stift (114) der Spitzenabschnitt (116) in den Abschnitt des Werkstücks (12) sticht und sich durch diesen er­ streckt, um diesen Abschnitt mit dem Stift (114) zu verbinden, und
die Messervorschubeinrichtung (51, 82, 98) dann, wenn sich die Unterstützungseinrichtung (16) in der ersten Position befindet, aktiviert werden kann, um die Schneidmessereinrichtung (70) durch das Werkstück (12) zu bewegen, wenn die Schneideinrichtung (14) gedreht wird, um den Stopfen (22) aus dem verbleibenden Werkstück (12) auszuschneiden und um das Loch zu bilden, wobei sowohl der Stopfen (22) als auch das Loch im allgemeinen komple­ mentäre konisch zulaufende Kantenabschnitte besitzen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Messervorschubeinrichtung enthält:
eine Messerhalteeinrichtung (82), die die Schneidmessereinrichtung (70) hält und zwischen einer eingefahrenen Messerposition, in der die Schneidmes­ sereinrichtung (70) vom Werkstück (12) beabstandet ist, und einer ausgefahrenen Messerposition, in der bei in der ersten Position befindlicher Unterstützungseinrichtung (16) die Schneidmessereinrichtung (70) durch das Werk­ stück (12) bewegt wird, hin und her beweglich ist,
eine Führungseinrichtung (98) zum Führen der Messerhalteeinrichtung (82) bei ihrer Hin- und Herbewe­ gung radial einwärts bzw. radial auswärts, wobei die bei­ den Richtungen im wesentlichen einander entgegengesetzt sind, und
eine Vorbelastungseinrichtung (51), die aktiviert werden kann, um die Messerhalteeinrichtung (82) zwischen der eingefahrenen Messerposition und der ausgefahrenen Messerposition vorzubelasten.

8. Bohrvorrichtung zum Ausbilden eines Lochs in einem Werkstück (12), gekennzeichnet durch
eine drehbare Schneideinrichtung (14) zum Schnei­ den eines im allgemeinen kreisförmigen Stopfens (22) aus dem restlichen Werkstück (12),
eine Unterstützungseinrichtung (16) zum Unter­ stützen der Schneideinrichtung (14), die einen vorderen Abschnitt besitzt und längs einer Achse (A₁) zwischen einer ersten Position, in der sich der vordere Abschnitt in der Nähe des Werkstücks (12) befindet, und einer zweiten Position, in der der vordere Abschnitt vom Werk­ stück (12) wegbewegt ist, hin und her beweglich ist,
eine Antriebseinrichtung (18) zum Antreiben der Schneideinrichtung (14) zu einer Drehbewegung, und
eine Halteeinrichtung (114) zum lösbaren Halten des Stopfens (22), die zwischen einer Halteposition, in der der aus dem restlichen Werkstück (12) geschnittene Stopfen (12) durch die Halteeinrichtung (114) gehalten wird, um dessen Bewegung durch das Loch im wesentlichen zu verhindern, und einer Freigabeposition, die vom Loch entfernt ist und in der der Stopfen (22) von der Vorrich­ tung freigegeben wird, beweglich ist,
wobei die Schneideinrichtung (14) am vorderen Abschnitt angeordnet und um die Achse (A₁) drehbar ist und ein Schneidmesser (70) und eine Messervorschubein­ richtung (51, 82, 98) enthält, wobei das Schneidmesser (70) von der Achse (A₁) radial beabstandet ist und sich nach vorn weg von der Unterstützungseinrichtung (16) in einer Richtung erstreckt, die zur Achse (A₁) geneigt ist, wobei die Drehung der Schneideinrichtung (14) das Schneidmesser (70) längs eines im wesentlichen gekrümmten Weges dreht,
wobei die Messervorschubeinrichtung (51, 82, 98) das Schneidmesser (70) nach vorn und radial einwärts zur Achse (A₁) im wesentlichen in der gleichen Richtung bewegt, in der das Schneidmesser (70) geneigt ist,
wobei die Messervorschubeinrichtung (51, 82, 98) bei in der ersten Position befindlicher Unterstützungs­ einrichtung (16) aktiviert werden kann, um das Schneid­ messer (70) durch das Werkstück (12) zu bewegen, während die Schneideinrichtung (14) gedreht wird, um den Stopfen (22) aus dem restlichen Werkstück (12) auszuschneiden und das Loch zu bilden, wobei sowohl der Stopfen (22) als auch das Loch im allgemeinen komplementäre, konisch zulaufende Kantenabschnitte besitzen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß
die Halteeinrichtung einen Stechstift (114) enthält, der längs der Achse (A₁) hin und her beweglich ist, wobei die Vorrichtung eine Positionierungseinrich­ tung zum Hin- und Herbewegen des Stifts (114) enthält,
der Stift (114) einen vergrößerten Spitzenab­ schnitt (116) enthält und sich vom vorderen Abschnitt an einer Position, die vom gekrümmten Weg des Messers (70) zur Achse (A₁) radial einwärts beabstandet ist, nach vorn erstreckt,
die Positionierungseinrichtung aktiviert werden kann, um den Stift (114) zwischen einer vorderen ausge­ fahrenen Position und einer hinteren eingefahrenen Posi­ tion zu bewegen, wobei der Stift (114) aus der vorderen Position nach hinten bewegt wird, und
der Stift (114) eine Länge besitzt, die so ge­ wählt ist, daß bei in die erste Position bewegter Unter­ stützungseinrichtung (16) und bei in die vordere Position bewegtem Stift (114) der Spitzenabschnitt (116) in das Werkstück (12) sticht und sich durch dieses erstreckt, um es mit dem Stift (114) zu verbinden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß
die Halteeinrichtung einen langgestreckten Stech­ stift (114) enthält, der einen vergrößerten Spitzenab­ schnitt (116) aufweist,
der Stift (114) sich vom vorderen Abschnitt an einer Position, die vom gekrümmten Weg zur Achse (A₁) radial einwärts beabstandet ist, nach vorn erstreckt, und
der Stift eine Länge besitzt, die so gewählt ist, daß bei in der ersten Position befindlicher Unterstüt­ zungseinrichtung (16) der Spitzenabschnitt (116) in das Werkstück (12) sticht und sich durch dieses erstreckt, um das Werkstück (12) mit dem Stift (114) zu verbinden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß
die Unterstützungseinrichtung (16) eine Spindel (30) enthält, die um die Achse(A₁) drehbar ist,
die Antriebseinrichtung (18) mit der Spindel (30) in einem drehfesten Eingriff ist und die Schneideinrich­ tung (14) mit der Spindel (30) drehfest verbunden ist, und
der Stechstift (114) sich über den vorderen Abschnitt der Spindel (30) und ausgerichtet auf die Achse (A₁) erstreckt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
eine Erfassungseinrichtung (132) zum Erfassen des Eingriffs des Stechstifts (114) und des Werkstücks (12), und
eine Verriegelungseinrichtung (127) zum Verrie­ geln der Unterstützungseinrichtung (16) in der ersten Position, wenn die Erfassungseinrichtung (132) einen Kontakt des Stifts (114) mit dem Werkstück (12) erfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der gekrümmte Weg des Schneidmessers (70) um die Achse (A₁) im wesentlichen symmetrisch ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Messervorschubeinrichtung enthält:
eine Messerhalteeinrichtung (82) zum lösbaren Halten des Schneidmessers (70), die zwischen einer nicht vorbelasteten eingefahrenen Position, in der sich die Unterstützungseinrichtung (16) in der ersten Position befindet und das Schneidmesser (70) vom Werkstück (12) beabstandet ist und einer vorbelasteten, vollständig ausgefahrenen Position, in der sich die Unterstützungs­ einrichtung (16) in der ersten Position befindet und das Schneidmesser (70) durch das Werkstück (12) bewegt ist, hin und her beweglich ist,
eine Führungseinrichtung (98) zum Führen der Messerhalteeinrichtung (82) bei einer Hin- und Herbewe­ gung radial einwärts und radial auswärts, wobei die beiden Richtungen im wesentlichen einander entgegenge­ setzt sind, und
eine Vorbelastungseinrichtung (51), die so betä­ tigt werden kann, daß sie die Messerhalteeinrichtung (82) zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position vorbelastet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Messervorschubeinrichtung das Schneidmesser (70) in einer Richtung vorwärts bewegt, die relativ zur Achse (A₁) um einen Winkel im Bereich von ungefähr 4° bis ungefähr 15° geneigt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Messervorschubeinrichtung eine hin und her beweg­ liche Messerhalteeinrichtung (82), die das Schneidmesser (70) hält, eine Führungseinrichtung (98) zum Führen der Messerhalteeinrichtung (82) bei einer Hin- und Herbewe­ gung radial einwärts nach vorn und radial auswärts nach hinten, wobei die beiden Richtungen im wesentlichen einander entgegengesetzt sind, sowie eine Vorbelastungs­ einrichtung (51) enthält, die die Messerhalteeinrichtung (82) längs der Führungseinrichtung (98) bei der Hin- und Herbewegung vorbelastet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
die Unterstützungseinrichtung (16) eine hohlzy­ lindrische Spindel (30) enthält, die um die Achse (A₁) drehbar ist, wobei die Schneideinrichtung (14) mit der Spindel (30) drehfest verbunden ist, und
die Antriebseinrichtung (18) mit der Spindel (30) drehfest verbunden ist, um die Schneideinrichtung (14) zu drehen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schneidmesser (70) ein Haifischzahn-Profil enthält.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei in der ersten Position verriegelter Unter­ stützungseinrichtung (16) und bei in der eingefahrenen Position befindlicher Messerhalteeinrichtung (82) das Schneidmesser (70) vom Werkstück (12) beabstandet ist.