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Title:
HAND-HELD MACHINE FOR REMOVING A FRICTION-WELDED ELEMENT FROM A COMPONENT ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/243389
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hand-held machine (10) for removing a friction-welded element, having a head, from a component assembly, wherein the hand-held machine (10) comprises a machine housing (12) and a drive unit (14) which is received therein, wherein, furthermore, an attachment device (20) is provided which is connected to the machine housing, wherein the attachment device comprises, furthermore, a telescopic element (22) which has a first component (24), arranged free from movement relative to the machine housing, and a second component (26), arranged movably in the axial direction relative to the first component, wherein the second component is prestressed in the axial direction in the pressing direction against the machine housing; furthermore, the attachment device has a tool drive shaft (30) which is driven via the drive unit, wherein the tool drive shaft is mounted rotationally on the second component by a bearing element (38) and is guided axially movably relative to the second component, wherein the second component has a contact element (36), by way of which the second component can be placed onto the component assembly, wherein a machining tool (32) is connected to the tool drive shaft, wherein, furthermore, a stop (50), by which the drilling depth is limited, acts between the second component and the machine housing.

Inventors:
WERKMEISTER MARCO (DE)
MUELLER TONI (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/063480
Publication Date:
November 24, 2022
Filing Date:
May 18, 2022
Export Citation:
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Assignee:
EJOT SE & CO KG (DE)
International Classes:
B23B49/00; B23B47/28; B23P6/00; F16B5/08
Domestic Patent References:
WO2013191487A12013-12-27
Foreign References:
US5277526A1994-01-11
US2296087A1942-09-15
US20040215395A12004-10-28
DE102016102753A12017-08-17
FR916987A1946-12-20
DE102020004055A12020-09-03
GB112750A1918-01-24
US20130309520A12013-11-21
AT375292B1984-07-25
DE2451292B21976-12-30
DE102017128892A12019-06-06
DE3405498A11984-10-11
DE4336730A11995-05-04
US4078869A1978-03-14
Attorney, Agent or Firm:
PUSCHMANN BORCHERT KAISER KLETTNER PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
P ate n ta n s p rü c h e

1. Handgeführte Maschine (10, 110) zum Entfernen eines einen Kopf aufweisenden Reibschweißelements aus einem Bauteilverbund, wobei die handgeführte Maschine (10, 110) ein Maschinengehäuse (12) und eine darin aufgenommene Antriebseinheit (14) umfasst, wobei ferner eine Vorsatzeinrichtung (20, 120) vorgesehen ist, die mit dem Maschinengehäuse (12, 112) verbunden ist, wobei die Vorsatzeinrichtung (20, 120) fernerein teleskopierbares Element (22, 122) umfasst, das eine erste Komponente (24, 124), die relativbewegungsfrei gegenüber dem Maschinengehäuse (12) angeordnet ist und eine, in Axialrichtung relativ beweglich zur ersten Komponente (24, 124) angeordnete zweite Komponente (26) aufweist, wobei die zweite Komponente (24, 124) in Axialrichtung gegen das Maschinengehäuse (12, 112) in Druckrichtung vorgespannt ist, ferner weist die Vorsatzeinrichtung (20, 120) eine Werkzeugantriebswelle (30, 130) auf, die über die Antriebseinheit (14) angetrieben wird, wobei die Werkzeugantriebswelle (30, 130) an der zweiten Komponente (26, 126) durch ein Lagerelement (38, 138) drehgelagert ist und axial relativbeweglich zur zweiten Komponente (26, 126) geführt ist, wobei die zweite Komponente (26, 126) ein Aufstandselement (36, 136) aufweist, mit der die zweite Komponente (26, 126) auf den Bauteilverbund aufsetzbar ist, wobei mit der Werkzeugantriebswelle (30, 130) ein Zerspanungswerkzeug (32, 132) verbunden ist, wobei fernerein Anschlag (50, 150) zwischen der zweiten Komponente (26, 126) und dem Maschinengehäuse (12, 112) wirkt, durch den die Bohrtiefe begrenzt wird.

2. Handgeführte Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (38, 138) ein Gleitlager, insbesondere in Form einer Gleitlagerbuchse, ist.

3. Handgeführte Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (24, 124) und die zweite Komponente (26, 126) in einem Führungsbereich (F) ineinandergreifen, wobei das Lagerelement (38, 138) zwischen dem vorderen Ende des Aufstandselements (36, 136) und dem Führungsbereich (F) liegt.

4. Handgeführte Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufstandselement (36, 136) hülsenförmig ausgebildet ist und seitliche Ausnehmungen (40) zum Spanabtransport aufweist.

5. Handgeführte Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (50, 150) zur Anpassung der maximalen Bohrtiefe veränderlich ist und ein Einstellelement (58, 158) umfasst.

6. Handgeführte Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (50, 150) mit einer Signaleinheit (54, 154) zusammenwirkt.

7. Handgeführte Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsatzeinrichtung (20, 120) eine Ausrichtungshilfe (60, 70) aufweist, die eine Anzeigeeinrichtung (54, 72, 74) zur Lageabweichung aufweist.

8. Handgeführte Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungshilfe (60) wenigstens einen Beschleunigungssensor aufweist, mit dem die Beschleunigung um wenigstens zwei Achsen gemessen werden kann und die Anzeige zur Lageabweichung eine elektrooptische Anzeige (54) umfasst.

9. Handgeführte Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungshilfe (70) Dioden (72, 74) aufweist, die ein Muster auf eine Bohroberfläche projizieren können.

10. Handgeführte Maschine nach Anspruch 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaleinheit eine elektrooptische Anzeige (54) ist, und dass die elektrooptische Anzeige (54) und die Ausrichthilfe (60) dieselben Anzeigemittel verwenden.

11. Handgeführte Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (24) radial innenliegend und die zweite Komponente (26) radial außenliegend ist.

12. Verfahren zur Reparatur einer Reibschweißverbindung (200), umfassend ein Reibschweißelement (210) mit einem Kopf und einem Schaft, wobei der Kopf einen Kopfdurchmesser und der Schaft einen Schaftdurchmesser aufweist, und das Reibschweißelement (210) eine Basislage (220) mit wenigstens einer Decklage (240) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer handgeführten Maschine aufweisend ein Zerspanungswerkzeug der Schaft des Reibschweißelements (210) entfernt wird, indem das Zerspanungswerkzeug drehend durch den Kopf des Reibschweißelements (210) in Schaftrichtung geführt wird, und ein Sackloch auf eine Tiefe gebohrt wird, in der sich die Schweißzone (230) des Reibschweißelements (210) mit der Basislage (240) befindet, wobei der Außendurchmesser des Zerspanungswerkzeugs wenigstens dem Außendurchmesser des Schafts des Reibschweißelements (210) entspricht, wobei nach Beendigung des Bohrvorgangs ein neues Reibschweißelement (210) eingesetzt wird, das mit dem Boden des Sacklochs eine Reibschweißverbindung (230) eingeht.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine handgeführte Maschine (10) zum Entfernen eines Reibschweißelements (210) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11 verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der Öffnung (44) des Aufstandselements (36) der Querschnittsform des Kopfes des Reibschweißelements (210) entspricht und die Ausdehnung der Öffnung (44) nur geringfügig größer als die Ausdehnung des Kopfes des Reibschweißelements (210) ist.

Description:
Handgeführte Maschine zum Entfernen eines Reibschweißelements aus einem Bauteilverbund

Die Erfindung betrifft eine handgeführte Maschine zum Entfernen eines Reibschweißelements aus einem Bauteilverbund gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Mischbau, wie er beispielsweise im Automobilbau eingesetzt wird, findet auch das Fügeverfahren des Reibschweißelementschweißens Anwendung. Dabei wird regelmäßig eine Decklage aus weicherem Material mit einer darunter liegenden Basislage aus einem härteren Material so verbunden, dass ein Hilfsfügepartner, nämlich das Reibschweißelement, das einen Kopf und einen Schaft aufweist, nach Durchsetzen der Decklage durch Wärmeentwicklung aufgrund der Rotation unter Anpresskraft eine Schweißverbindung mit der Basislage eingeht. Die Decklage wird regelmäßig durch den Kopf des Reibschweißelements formschlüssig gehalten. Sowohl die Basislage als auch die Reibschweißelemente bestehen regelmäßig aus Stahl, wobei die Decklage oft Aluminium oder ein Faserverbundwerkstoff ist.

Nachdem bei diesem Fügeverfahren eine stoffschlüssige Verbindung des Reibschweißelements mit der Basislage, die für gewöhnlich aus einem dünnen Blech besteht, hergestellt wird, gestaltet sich sowohl ein manuelles Lösen einer solchen Verbindung als auch das Wiederverbinden mit einem Reibschweißelement als schwierig. Dies ist auch deshalb der Fall, da die zu bearbeitenden Fügestellen einzeln und oft schlecht zugänglich sind.

Die Fügestellen sollen daher mit einer handgeführten Maschine bearbeitet werden können. Dafür ist eine möglichst geradlinige Führung der handgeführten Maschine wünschenswert.

Zur geradlinigen Führung von handgeführten Maschinen, insbesondere von handgeführten Bohrmaschinen, sind verschiedene Konzepte, die von mechanisch über optisch bis akustisch reichen, bekannt. Zum Beispiel ist aus der AT 375 292 B eine mechanische Ausrichthilfe für eine Handbohrmaschine zum Bohren von Dübellöchern bekannt. Die Vorrichtung weist dabei ein erstes feststehendes Element auf, an dem eine Außenhülse teleskopisch geführt ist. Die Außenhülse ist federbelastet gegen das Aufnahmeelement, mit dem die Vorrichtung an der Bohrmaschine befestigt ist, abgestützt. Eine ähnliche mechanische Ausricht- und Führungshilfe ist aus der DE 2451 292 B2 bekannt.

Die DE 10 2017 128 892 A1 offenbart einen Adapter, bei der eine Lagerung des Werkzeugs an einem maschinenseitigen Teil des Adapters erfolgt, wobei das Werkzeug in ein Spannfutter aufgenommen wird. Ein werkstückseitiger Teil ist federbelastet gegen den maschinenseitigen Teil abgestützt.

Zur optischen Erfassung der Ausrichtung der Bohrmaschine gegenüber einem Werkstück ist die DE 34 05 498 A1 bekannt. Hierbei wird ein Lichtlot verwendet, dessen Ausrichtung mithilfe einer Libellenblase erfolgt.

Die DE 43 36 730 A1 offenbart eine Bohrmaschine, bei der ebenfalls über Reflexionsmessung die Ausrichtung der Bohrmaschine ermittelt wird. Die Ausrichtung kann unter der Verwendung von Lichtstrahlen oder Ultraschall erfasst werden.

Die US 4078 869 A offenbart eine Laserausrichtungshilfe, bei der über die Musterveränderung auf der Oberfläche die Ausrichtung angepasst werden kann.

Diese Ausführungen sind jedoch nicht geeignet, ein Reibschweißelement aus Stahl prozesssicher aus einer Bauteilverbindung zu entfernen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine handgeführte Maschine zum prozesssicheren Entfernen eines Reibschweißelements aus Stahl aus einer solchen Bauteilverbindung anzugeben, so dass insbesondere ein Wiederverbinden mit einem Reibschweißelement möglich ist, sowie ein Verfahren dafür.

Die Aufgabe wird für die Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die formschlüssige Halterung der Decklage durch den Kopf des Reibschweißelements gelöst werden kann, wenn ein Loch mit einem Durchmesser, der etwas größer als der Schaft ist, in den Kopf eingebracht wird. Ein Wiederverbinden mit einem Reibschweißelement wird ermöglicht, wenn der Schaft bis etwa zum Ende der Wärmeeinflusszone des eingesetzten Reibschweißelements entfernt wird, ohne die Basislage zu durchdringen.

Die Erfindung betrifft eine handgeführte Maschine zum Entfernen eines Reibschweißelements aus einem Bauteilverbund, wobei der Bauteilverbund eine Decklage, eine Basislage und ein mit der Basislage stoffschlüssig verbundenes Reibschweißelement aufweist, wobei die Decklage formschlüssig durch den Kopf des Reibschweißelements gehalten ist.

Die handgeführte Maschine umfasst ein Maschinengehäuse und eine im Maschinengehäuse aufgenommene Antriebseinheit, wobei die Antriebseinheit mit einem Zerspanungswerkzeug verbunden ist und dieses in Drehung versetzt. Das Maschinengehäuse weist einen Griff auf, über den die Maschine bedient werden kann.

Die Antriebseinheit umfasst bevorzugt einen Antriebsmotor, ggfs ein Getriebe und eine durch den Antriebsmotor angetriebene Antriebswelle.

Über die Antriebswelle kann ein Zerspanungswerkzeug, das insbesondere ein Bohrer oder ein Fräser ist, mittelbar oder unmittelbar verbunden werden, wobei das Zerspanungswerkzeug durch die Antriebswelle der Antriebseinheit über eine Werkzeugsantriebswelle in Rotation versetzt wird.

Mit dem Maschinengehäuse ist eine Vorsatzeinrichtung verbunden. Die Vorsatzeinrichtung umfasst ein teleskopierbares Element, das eine erste Komponente, das relativbewegungsfrei gegenüber dem Maschinengehäuse angeordnet ist, und eine in Axialrichtung relativ beweglich zur ersten Komponente angeordnete zweite Komponente aufweist. Die zweite Komponente ist in Axialrichtung gegen das Antriebsgehäuse in Druckrichtung durch eine Federanordnung vorgespannt.

Die zweite Komponente weist einen Teleskopführungsbereich auf, mit dem die zweite Komponente mit der ersten Komponente in Eingriff steht. Der Teleskopführungsbereich ist insbesondere so ausgebildet, dass die zweite Komponente verdrehsicher gegenüber der ersten Komponente geführt ist und bevorzugt so, dass zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente eine Auszugsbegrenzung wirkt, gegen die die zweite Komponente unter der Federvorspannung der Federanordnung gedrückt wird.

Das Maschinengehäuse und die zweite Komponente können auf diese Weise nur unter Überwindung der Federkraft aufeinander zubewegt werden. Dies sorgt dafür, dass eine verbesserte Führung der handgeführten Maschine in Axialrichtung während des Betriebs möglich ist.

An ihrem vorderen Ende weist die zweite Komponente zudem ein Aufstandselement auf, mit dessen vorderem Ende die handgeführte Maschine auf einen Bauteilverbund aufgesetzt werden soll.

Zudem ist ein Anschlag vorgesehen, der zwischen der zweiten Komponente und dem Antriebsgehäuse wirkt, und durch den die Bohrtiefe begrenzt wird. Der Anschlag weist eine maschinengehäuseseitige Anschlagsfläche und eine aufstandselementseitige Anschlagsfläche auf. Der Anschlag kann so mittelbar oder unmittelbar zwischen der zweiten Komponente und dem Maschinengehäuse wirken, um die maximale Bohrtiefe einzustellen.

Das Zerspanungswerkzeug kann von seiner Ausgangslage, wenn die zweite Komponente an der Auszugsbegrenzung anliegt, über einen Verfahrweg bis zum Anschlag, bei Erreichen der maximalen Bohrtiefe, geführt werden. Dabei wird der Kopf durchdrungen und das Reibschweißelement bis zur maximalen Bohrtiefe zerspant. Der Weg von der Oberseite des Kopfes bis zur maximalen Bohrtiefe ist der Bohrweg. Die Bohrtiefe liegt bevorzugt bei etwa 0,5 mm bis 0,8 mm unterhalb der Oberfläche des untersten Bauteils, der Basislage.

Der Verfahrweg ist insbesondere so gewählt, dass dieser größer oder gleich dem Bohrweg ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass in der Ausgangslage bei aufgesetztem Aufstandselement der Abstand der Spitze zum Kopf größer als der Abstand der Kopfoberfläche des zu entfernenden Reibschweißelements zur Oberfläche des oberen Bauteils, einer Decklage, ist und so die Aufstandsfläche zuverlässig auf der oberen Bauteillage aufgesetzt werden kann.

Eine Einstellung der Position der Ausgangslage gegenüber der Aufstandsfläche kann über unterschiedlich lange Aufstandselemente oder einer positionsveränderlichen Auszugsbegrenzung erreicht werden. Dadurch wird eine Anpassung auf unterschiedliche Kopfhöhen ermöglicht. Ferner weist die Vorsatzeinrichtung eine Werkzeugantriebswelle auf, die über die Antriebseinheit angetrieben wird, wobei die Werkzeugantriebswelle gegenüber der zweiten Komponente, zu der die Werkzeugantriebswelle koaxial liegt, durch ein Lagerelement drehgelagert ist. Die Werkzeugsantriebswelle kann lösbar mit einer Antriebswelle der Antriebseinheit verbunden sein oder baueinheitlich mit dieser ausgeführt sein.

Das Lagerelement liegt erfindungsgemäß zwischen dem Teleskopführungsbereich und dem vorderen Ende des Aufstandselements. Das Lagerelement ist bevorzugt als Gleitlager ausgeführt. So kann eine Lagerung im Drehzahlbereich der Werkzeugantriebswelle von etwa 4.000 1/min auf einfache Weise realisiert werden und eine axiale Führung gewährleistet werden.

Auf diese Weise befindet sich das Lagerelement zur Lagerung der das Zerspanungswerkzeug tragenden Werkzeugantriebswelle über den gesamten Zerspan-Prozess in einem definierten Abstand zum Bauteilverbund, bevorzugt im vorderen Bereich der zweiten Komponente.

Dadurch kann eine sehr präzise Zentrierung und Führung des Zerspanungswerkzeugs beim Ansetzen erreicht werden, wodurch ein weitgehend abgleitfreies Eindringen in den Kopf des, insbesondere aus einem harten Werkstoff bestehenden, Reibschweißelements auch unter Handführung ermöglicht. Nach diesem ersten Eindringen kann dann weiter ein Axialvorschub gegen die Federvorspannung erfolgen und in zuverlässigerer Weise ein Zerspanen entlang der Reibschweißelementmittelachse ermöglichen.

Der Abstand von der Vorderseite des Aufstandselements zum Lagerelement liegt bevorzugt zwischen dem 2,5 -fachen und dem 3,5-fachen des Außendurchmessers des Zerspanungswerkzeugs. Dadurch wird eine möglichst „taumelfreie“ Führung des Zerspanungswerkzeugs über einen möglichst großen Teil der maximalen Bohrtiefe erreicht.

Das Lagerelement erstreckt sich bevorzugt über eine Länge von wenigstens dem Dreifachen des Außendurchmessers des Zerspanungswerkzeugs. Dies sorgt für gute Führungseigenschaften.

Der Außendurchmesser der Werkzeugantriebswelle ist, wenigstens im Führungsbereich, größer oder gleich, bevorzugt geringfügig größer als der Außendurchmesser des Zerspanungswerkzeugs. Dies ermöglicht, dass die Bohrtiefe größer sein kann als der Abstand zwischen der Aufstandsfläche und dem Lagerelement, wodurch eine Führung möglichst nahe an der Aufstandsfläche bzw. über der Aufstandsfläche ermöglicht wird. Das Material des Lagerelements ist bevorzugt aus einem Nichteisenmetall, beispielsweise aus Messing oder Sinterbronze, hergestellt. Es kann auch eine Graphitfeststoffschmierung vorgesehen sein.

Das Aufstandselement ist bevorzugt hülsenförmig ausgebildet und weist seitliche Ausnehmungen auf. Bevorzugt ist die Wandstärke des Aufstandselements im Bereich zwischen der Aufstandsfläche und dem Lagerelement wenigstens teilweise geringer als der Abstand zwischen Innendurchmesser der Ausnehmung und Außendurchmesser des Aufstandselements. Dadurch wird eine Vergrößerung des Raums an der Eindringstelle erreicht, wodurch die Spanabfuhr von der Eindringstelle verbessert werden kann.

Das Aufstandselement kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung von den übrigen Teilen der zweiten Komponente lösbar ausgebildet sein, so dass durch die Auswahl unterschiedlicher Aufstandselemente eine einfache Anpassung an die Kopfform und die Kopfdimension des zu entfernenden Reibschweißelements vorgenommen werden kann.

Das Material des Aufstandselements ist bevorzugt ein Nichteisenmetall oder Stahl. Dadurch kann vermieden werden, dass sich Bohrspäne in die Aufstandsfläche des Aufstandselements eindrücken. So wird ein ebenmäßiges Aufsetzen der handbetätigten Maschine zuverlässiger gewährleistet.

Es ist auch denkbar, dass das Lagerelement und das Aufstandselement eine einstückige Baugruppe der zweiten Komponente bilden.

Das Aufstandselement weist an seinem vorderen Ende eine Öffnung auf, durch die das Zerspanungswerkzeug geführt werden kann und die größer ist als der Kopf des zu bearbeitenden Reibschweißelements, so dass das Aufstandselement neben dem Kopf auf die Decklage des Bauteilverbunds aufgesetzt werden kann.

Die Querschnittsform der Öffnung entspricht bevorzugt der Querschnittsform des Kopfes des zu entfernenden Reibschweißelements und ist in seiner Ausdehnung nur geringfügig größer.

Die Querschnittsform der Öffnung kann insbesondere ein Kreis sein, dessen Durchmesser der Innendurchmesser des Aufstandselements ist. Bevorzugt weist das Aufstandselement, ausgehend von der Öffnung in Richtung des Maschinengehäuses, einen Abstreifer auf. Der Abstreifer ist dabei derart gestaltet, dass das Zerspanungswerkzeug den Abstreifer vollständig durchdringen kann, der Kopf oder der abgebohrte Rest des Kopfes aber den Abstreifer nicht passieren kann.

Dadurch kann der Kopf des Verbindungselements, bzw. Reste des Kopfes des Verbindungselements, von dem Zerspanungswerkzeug während der Einzugsbewegung des Zerspanungswerkzeugs abgestreift werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Zerspanungswerkzeug eine Drallgeometrie aufweist.

Bevorzugt liegen die seitlichen Ausnehmungen des Aufstandselements zwischen der Öffnung und dem Abstreifer. Dadurch wird erreicht, dass der Abstreifer die Spanabfuhr von der Bohrstelle zu den seitlichen Ausnehmungen nicht behindert.

Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Abstreifer als ein Bereich mit einer Ausnehmung ausgebildet ist, dessen Durchmesser geringer ist als der Durchmesser der Öffnung im Aufstandselement.

Ferner kann ein Abstreifer auch nahe der Aufstandsfläche derart integriert sein, dass er das Gegenstück zur Kopfgeometrie bildet und bei aufgesetzter Aufstandsfläche direkt daran angrenzt. Der Innendurchmesser ist geringfügig größer als der Außendurchmesser der Werkzeugantriebswelle aber kleiner als der Durchmesser der Öffnung in der Aufstandsfläche und damit kleiner als der Außendurchmesser des Kopfes des zu entfernenden Reibschweißelements.

Der Innendurchmesser der Öffnung des Aufstandselements an seiner Aufstandsfläche entspricht bevorzugt dem Faktor x multipliziert mit dem Außendurchmesser des Zerspanungswerkzeugs, wobei 1 ,75<=x<=2,25.

Dies ist ein gängiges Verhältnis von Kopfaußendurchmesser zu Schaftdurchmesser.

Entsprechend ist der Innendurchmesser der Öffnung so gewählt, dass dieser umfänglich möglichst spielfrei am Kopf des Reibschweißelements anliegt. Dadurch wird ein Verkippen der Vorsatzeinrichtung gegenüber dem Kopf erschwert und eine koaxiale Ausrichtung der Mittelachse des Zerspanungswerkzeugs mit der Mittelachse des Verbindungselements erleichtert. Durch die passgenaue Ausrichtung des Aufstandselements gegenüber dem Kopf und aufgrund des geringen Abstands des Lagerelements zur Aufstandsfläche, kann eine präzise Führung des Zerspanungswerkzeuges am Reibschweißelement ermöglicht werden, so dass ein zentriertes, sicheres Anbohrendes Kopfes, der aus einem harten Material bestehen kann, möglich wird, so dass ein zentriertes koaxiales Ansetzen zuverlässig möglich ist, so dass der Schaft des Reibschweißelements vollständig mit einem Zerspanungswerkzeug mit einem Durchmesser, der nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Schafts, aufgebohrt werden kann. Auf diese Weise kann ein entsprechendes Element in das entstandene Sackloch eingeschweißt werden.

Der Außendurchmesser des Aufstandselements beträgt bevorzugt zwischen 3,5 - 4,5 x Außendurchmesser des Zerspanungswerkzeugs. Dadurch kann ein Aufsetzen des Aufstandselements auf ein Bauteil in einer engen Einbausituation verbessert werden.

Weiter bevorzugt kann, insbesondere bei einer kleinen Aufstandsfläche des Aufstandselements mit einem Außendurchmesser von 3,5 - 4,5 x Außendurchmesser des Zerspanungswerkzeugs, die Vorsatzeinrichtung eine Ausrichthilfe aufweisen, wobei die Ausrichthilfe derart gestaltet ist, dass wenigstens eine Abweichung aus einer Arbeitslage erkennbar ist.

Die Ausrichthilfe kann wenigstens einen Beschleunigungssensor umfassen, der eine Abweichung aus einer Arbeitslage erkennen und anzeigen kann. Insbesondere erfasst der wenigstens eine Beschleunigungssensor die Beschleunigung um wenigstens zwei Achsen.

Bevorzugt erfolgt nach Ansetzen des Aufstandselements auf das Bauteil und Einstellen der Arbeitsrichtung eine Initialisierung der aktuellen Position als Arbeitslage. Die Ausrichtung kann erfolgen, ohne dass eine Kraft in Arbeitsrichtung für die Zerspanung aufgebracht werden muss. So kann die Erstausrichtung relativ genau erfolgen. Die Abweichung aus der Arbeitsrichtung kann durch eine elektrooptische Anzeige erfolgen, beispielsweise einem LED-Ring um die Vorsatzeinrichtung herum, der an der Stelle aufleuchtet, die in der Richtung liegt, in die abgewichen wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die Ausrichthilfe eine optische Projektionseinrichtung umfassen, die ein Muster auf die Bauteilverbindung projiziert. Die Projektionsrichtung ist so gewählt, dass das Muster in eine orthogonale Lage der Arbeitsrichtung zur Oberfläche, auf die das Muster projiziert wird, erkennen lässt. Dies kann insbesondere durch ein Linienmuster mit überlagertem Punktmuster erreicht werden. Das Muster kann dann auch während des Entfernvorgangs auf seine Ausrichtung überwacht werden, so dass die Arbeitslage beibehalten werden kann.

Bevorzugt umfasst das Muster zwei Linien, die sich in ihrer Verlängerung in der Mittelachse der Antriebswelle schneiden, und zwei Punkte, die in einem Winkel von 45° gegenüber der Mittelachse erzeugt werden, so dass je einer der beiden Punkte auf je einer Linie zu liegen kommt, wenn die Welle normal zur Auflageebene liegt.

In vorteilhafter Weise ist die Ausrichthilfe umfassend eine optische Projektionseinrichtung an der zweiten Komponente angeordnet. Damit ist die Projektionseinrichtung in einem festen Abstand zur Anlageebene angebracht, so dass sich das Muster in der Anlageebene nicht abhängig von der aktuellen Bohrtiefe ändert.

Während des Zerspan-Vorgangs, bei dem je nach Härte des Verbindungselements eine erhebliche Kraft aufgebracht werden muss, zeigt dann eine Anzeigeeinrichtung ein Abweichen von der Arbeitslage, insbesondere auch die Richtungsänderung der Neigung, an, um eine Führung der handgeführten Maschine in der Arbeitslage entlang der Arbeitsrichtung zu erleichtern.

Die Vorsatzeinrichtung weist bevorzugt einen Verbindungsbereich auf, mit welchem die Vorsatzeinrichtung lösbar und verdrehsicher mit dem Maschinengehäuse verbunden werden kann.

Der Anschlag zur Einstellung der Bohrtiefe kann mit einer Signaleinheit, die ein Erreichen des Anschlags signalisiert, ausgestattet sein.

Dadurch kann der Wärmeeintrag in die Bauteilverbindung reduziert werden, da der Zerspan-Vorgang unmittelbar gestoppt werden kann, wenn die voreingestellte Bohrtiefe erreicht wurde.

Die zusätzliche Signalisierung der Erreichung des Anschlags ist vorteilhaft, da die Anpresskraft, die notwendig ist, um das Verbindungselement zu entfernen, so groß ist, dass ein Benutzer ein Erreichen des Anschlags nicht zwingend spürt, wodurch sich das Zerspanungswerkzeug unnötig lange in der Bauteilverbindung dreht. Die Signaleinheit kann in Form einer elektrooptischen und/oder elektroakustischen Signaleinheit ausgestattet sein.

Die elektrooptische Signaleinheit kann in einfacher Form ein Leuchtmittel, insbesondere eine LED, umfassen.

Der Anschlag kann einen elektrischen Schalter, insbesondere einen sogenannten Taster, aufweisen, der betätigt wird, wenn die Bohrtiefe erreicht ist. Das Betätigen des Tasters kann dann ein elektronisches Anzeigesignal auslösen, so dass der Benutzer erkennen kann, dass die voreingestellte Bohrtiefe nun erreicht ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann der Anschlag einen Zeitschalter umfassen, der ein Signal verzögert nach der Erfassung des Anschlags ausgibt.

Die elektrooptische Anzeigeeinrichtung kann eine eigene Energieversorgung aufweisen oder mit der Energieversorgung der Antriebseinheit verbunden sein.

Bevorzugt ist der Anschlag in seinem Anschlagpunkt so einstellbar, dass die Bohrtiefe variiert werden kann. Die Lage der maschinengehäuseseitigen Anschlagsfläche und / oder die Lage der aufstandselementseitigen Anschlagsfläche können dazu in ihrem Abstand zueinander einstellbar ausgebildet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Anschlag wenigstens ein Einstellelement auf, das zur Lageänderung der maschinengehäuseseitigen Anschlagsfläche und / oder die Lage der aufstandselementseitigen Anschlagsfläche dient.

Das Einstellelement ist bevorzugt so gestaltet, dass es zur Einstellung der aufstandselementseitigen Anschlagsfläche geeignet ist.

Dadurch wird das Einstellelement von dem beweglichen Teil gegen die relativbewegungsfrei mit dem Maschinengehäuse verbundene erste Komponente gefahren. Dies bedeutet, dass ein Taster, der auf die Berührung oder die Annäherung des Einstellelements reagiert, relativbewegungsfrei zum Maschinengehäuse untergebracht sein kann. Dies erleichtert die Integration in den Schaltkreis zur Steuerung der elektrooptischen Anzeige. Das Einstellelement kann eine Stange umfassen, die in ihrer Positionierung verschiebbar und in einer gewählten Lage fixierbar ist.

Das Einstellelement kann eine Gewindehülse sein, die bevorzugt an der zweiten Komponente angeordnet ist, und um die Werkzeugwellendrehachse drehbar ist. Durch Drehung wird somit die axiale Lage des Einstellelements verändert.

Das Einstellelement ist weiter bevorzugt feineinstellbar. Dazu kann das Einstellelement bevorzugt ein Feingewinde aufweisen.

Das Zerspanungswerkzeug ist ein Bohrer oder Fräser. Ein Bohrer weist bevorzugt einen Spitzenwinkel von 140° +/- 5° auf.

Dieser Winkel fördert eine qualitätsgerechte Verbindung des Reibschweißelements mit der Basislage. Dadurch entsteht eine stirnseitige Anbindung über eine Fläche, die genauso groß ist, wie die der ursprünglichen Reibverbindung. Dadurch kann ein ebenso belastbarer Fügepunkt erzeugt werden. Dadurch ist es auch möglich, dass ein Reibschweißelement, das in Typ und Länge dem ursprünglich eingesetzten Reibschweißelement entspricht, wieder zur Reparaturverschweißung verwendet werden kann. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn bei einer Überprüfung von Fügepunkten während der Herstellung Fehler festgestellt werden. In dem Fall können die Fügepunkte gleich mit derselben Fügeeinrichtung erneut hergestellt werden.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die erste Komponente radial außerhalb der zweiten Komponente geführt sein. Dies hat den Vorteil, dass die zweite Komponente mit einem geringeren Durchmesser ausgeführt sein kann und eine Feder innerhalb des teleskopierbaren Elements angeordnet sein kann.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann auch die zweite Komponente radial außerhalb zu einer radial innenliegenden ersten Komponente angeordnet sein, wobei die vorspannende Federanordnung in bevorzugter Weise eine radial außerhalb der ersten Komponente liegende Druckfeder ist, die als Spiralfeder ausgebildet ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Vorsatzeinrichtung lösbar mit dem Maschinengehäuse verbunden sein. Damit kann die Vorsatzeinrichtung auch im Rahmen einer Nachrüstung eine handelsübliche Bohrmaschine oder dergleichen zu einer erfindungsgemäßen handgeführten Maschine zum Entfernen eines Reibschweißelements aus einem Bauteilverbund weiterbilden.

Im Falle einer lösbaren Anordnung stützt sich die Feder bevorzugt zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente ab, wobei durch die spätere relativbewegungsfreie Verbindung der ersten Komponente mit dem Maschinengehäuse die zweite Komponente auch gegen das Maschinengehäuse vorgespannt ist.

Insbesondere kann bei der lösbaren Vorsatzeinrichtung dann die Werkzeugwelle lösbar mit einer Abtriebswelle des Zerspanungswerkzeugs lösbar verbunden werden, beispielsweise über ein Bohrfutter. Zudem kann eine Verbindungseinrichtung vorgesehen sein, die eine relativbewegungsfreie Verbindung der ersten Komponente der Vorsatzeinrichtung mit dem Maschinengehäuse ermöglicht. Handelsübliche Bohrmaschinen weisen teilweise bereits Anschlussmöglichkeiten für unterschiedliche Vorsatzeinrichtungen auf, so dass eine handelsübliche Bohrmaschine oder Akku-Bohrmaschine die Antriebseinheit mit dem Maschinengehäuse für eine erfindungsgemäße handgeführte Maschine darstellen kann.

Die Befestigung der Vorsatzeinrichtung am Gehäuse kann auch in der Art einer Spannschelle vorgesehen sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reparatur einer Bauteilverbindung, umfassend ein Reibschweißelement mit einem Kopf und einem Schaft, wobei der Kopf einen Kopfdurchmesser und der Schaft einen Schaftdurchmesser aufweist. Das Reibschweißelement verbindet eine Decklage formschlüssig durch seinen Kopf mit einer Basislage, mit der das Reibschweißelement in einer Schweißverbindung stoffschlüssig verbunden ist.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass mit einer handgeführten Maschine, aufweisend ein Zerspanungswerkzeug, der Schaft des Reibschweißelements entfernt wird, indem das Zerspanungswerkzeug drehend durch den Kopf des Reibschweißelements in Schaftrichtung geführt wird, bis ein Sackloch auf eine Tiefe gebohrt wird, in der sich die Reibschweißzone des Reibschweißelements mit der Basislage befindet, wobei der Außendurchmesser des Zerspanungswerkzeugs wenigstens dem Außendurchmesser des Schafts des Verbindungselements entspricht, wobei nach Beendigung des Bohrvorgangs ein neues Reibschweißelement eingesetzt werden kann, das mit dem Boden des Sacklochs eine Reibschweißverbindung eingeht.

In vorteilhafter Weise wird für die Entfernung des Reibschweißelements aus dem Bauteilverbund eine vorbeschriebene handgeführte Maschine verwendet.

Die verwendete handgeführte Maschine weist bevorzugt ein Aufstandselement auf, bei dem die Querschnittsform der Ausnehmung des Aufstandselements der Querschnittsform des Kopfes entspricht und die Ausdehnung der Ausnehmung nur geringfügig größer als die Ausdehnung des Kopfes des Reibschweißelements ist.

Dadurch kann das Zerspanungswerkzeug ideal zentriert am Reibschweißelementkopf positioniert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die handgeführte Maschine ein Zerspanungswerkzeug auf, das als Bohrer ausgebildet ist und der einen Spitzenwinkel besitzt, der dem Spitzenwinkel des nachfolgend einzusetzenden Reibschweißelements entspricht.

Das nachfolgend zum Entfernungsprozess eingesetzte Reibschweißelement kann entweder mit einer handgeführten Setzeinrichtung oder einem Setzautomaten hergestellt werden.

Insoweit kann durch die manuelle Entfernung eines Reibschweißelements aus einem Fügepunkt, beispielswiese eines im Rahmen der Herstellung bereits als fehlerhaft ermittelten Fügepunkts, dieser Fügepunkt erneut von einer automatischen Reibschweißmaschine hergestellt werden.

Das Zerspanungswerkzeug wird zum Entfernen eines Reibschweißelements von seiner Ausgangslage, wenn die zweite Komponente an der Auszugsbegrenzung anliegt, über einen Verfahrweg bis zum Anschlag, bei Erreichen der maximale Bohrtiefe, handgeführt.

Dabei wird der Kopf durchdrungen und das Reibschweißelement bis zur maximalen Bohrtiefe ausgebohrt. Die maximale Bohrtiefe liegt im Bereich der Schweißzone des Reibschweißelements. Diese liegt regelmäßig bei etwa 0,5 mm bis 0,8 mm unterhalb der der Decklage zugewandten Oberfläche der Basislage. Dadurch ist es auch möglich, dass ein Reibschweißelement, das in Typ und Länge dem im Rahmen der Herstellung des Fügepunkts ursprünglich eingesetzten Reibschweißelements entspricht, wieder zur Reparaturverschweißung verwendet wird.

Der Verfahrweg ist insbesondere so gewählt, dass in der Ausgangslage bei aufgesetztem Aufstandselement der Abstand der Spitze zum Kopf größer als der Abstand der Kopfoberfläche des zu entfernenden Reibschweißelements zur Oberfläche des oberen Bauteils ist. So kann die Aufstandsfläche zuverlässig auf das obere Bauteil aufgesetzt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen handgeführten Maschine, vor Aufsetzen;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen handgeführten Maschine, bei Aufsetzen;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen handgeführten Maschine, bei Erreichen der eingestellten Bohrtiefe;

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen handgeführten Maschine, bei Abweichung aus der Arbeitsausrichtung;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen handgeführten Maschine bei Aufsetzen;

Fig. 6a ein erzeugtes Muster der Ausrichthilfe der Ausführung gemäß Fig. 5 bei Orthogonalität;

Fig. 6b ein erzeugtes Muster der Ausrichthilfe der Ausführung gemäß Fig. 5 bei Neigung; und Fig. 7 eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen handbetätigten Maschine.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen handgeführten Maschine 10 zum Entfernen eines Reibschweißelements 210 aus einem Bauteilverbund 200. Der Bauteilverbund 200 umfasst eine Decklage 220 und eine Basislage 240, die über das Reibschweißelement 210 verbunden sind. Das Reibschweißelement 210 ist über eine Schweißzone 230 stoffschlüssig mit der Basislage 240 verbunden und hält die Decklage 220 formschlüssig an der Basislage 240.

Die handgeführte Maschine 10 umfasst dazu ein Maschinengehäuse 12 und eine darin aufgenommene Antriebseinheit 14, die wiederum einen Antriebsmotor 16 und eine Antriebswelle 18 aufweist.

Die handgeführte Maschine 10 weist ferner eine mit dem Maschinengehäuse 12 verbundene Vorsatzeinrichtung 20 auf, die ein teleskopierbares Element 22 umfasst, das wiederum eine erste Komponente 24 aufweist, die relativbewegungsfrei zum Maschinengehäuse 12 angeordnet ist und eine zweite Komponente 26, die axial relativ beweglich zur ersten Komponente 24 angeordnet ist.

Zwischen der ersten Komponente 24 und der zweiten Komponente 26 ist eine Spiralfeder 28 angeordnet, welche die zweite Komponente 26 gegenüber dem Maschinengehäuse 12 vorspannt. Die zweite Komponente 26 ist von einer Werkzeugantriebswelle 30 durchsetzt, die an ihrem vorderen Ende ein Zerspanungswerkzeug 32, das hier als Bohrer ausgebildet ist, trägt.

Die Werkzeugantriebswelle 30 liegt koaxial zum teleskopierbaren Element 22.

Die zweite Komponente 26 umfasst eine Führungshülse 35, die über einen Führungsbereich F mit der ersten Komponente 24 in einem verdrehgesicherten Eingriff steht, ein Druckstück 37, das mit der Führungshülse 35 verbunden ist und in der ein Lagerelement 38 aufgenommen ist, in dem die Werkzeugantriebswelle 30 gleitgelagert ist. Das Druckstück 37 kann aus Stahl und das eingesetzte Lagerelement 38 aus Messing ausgebildet sein. Alternativ kann das gesamte Druckstück 37 das Gleitlager bilden und entsprechend vollständig aus einem Material, beispielsweise Messing, ausgebildet sein. Die zweite Komponente 26 endet schließlich in einem Aufstandselement 36, das mit seinem vorderen Ende auf die Decklage 220 der Bauteilverbindung 200 aufgesetzt wird. Das Aufstandselement 36 ist bevorzugt auf das Druckstück 37 aufgesetzt.

Das Lagerelement 38 beginnt ausgehend vom vorderen Ende, nahe dem vorderen Ende des Aufstandselements 36. Der Abstand des Lagerelements 38 vom vorderen Ende des Aufstandselements ist hier bevorzugt kleiner als der dreifache Außendurchmesser A des Zerspanungswerkzeugs 32.

Das Aufstandselement 36 weist einen Abstreifer 33 auf. Der Abstreifer 33 ist einstückig mit dem übrigen Aufstandselement 36 gebildet. So wird zwischen dem Bereich des Aufstandselements 36, das die Ausnehmungen 40 aufweist, und dem Lagerelement 38 eine Grenzfläche gebildet, in der eine Öffnung eingebracht ist, die geringfügig größer als der Außendurchmesser B der Werkzeugantriebswelle 30 ist.

Entsprechend kann das Zerspanungswerkzeug 32 den Abstreifer 33 passieren. Der Kopf oder Teile des Kopfes werden nach dem Bohrvorgang oder auch schon während des Bohrvorgangs an dem Abstreifer 33 vom Zerspanungswerkzeug 32, insbesondere von der Drallgeometrie des Zerspanungswerkzeugs 32, abgestreift.

Das Lagerelement 38 lagert die Werkzeugantriebswelle 30 über eine Lagerlänge L. Diese Lagerlänge L ist größer als das Dreifache des Außendurchmessers A des Zerspanungswerkzeugs, wodurch eine stabile Führung über einen großen, insbesondere den gesamten, Bereich der Bohrtiefe hergestellt werden kann. Das Aufstandselement 36 weist seitlich bzw. umfänglich Ausnehmungen 40 auf, durch die die Späne, die bei dem Bohrvorgang entstehen, abgeführt werden können.

Der Außendurchmesser A des Zerspanungswerkzeugs 32 ist dabei geringer als der Außendurchmesser B der Werkzeugantriebswelle 30. Dadurch kann die Werkzeugantriebswelle 30 in der Gleitlagerhülse drehgelagert sein und dennoch das Zerspanungswerkzeug 32 in das Lageelement hineingezogen werden, ohne dass das Lagerelement 38 beschädigt wird.

Das vordere Ende des Aufstandselements 36 weist eine Öffnung 44 auf, die in ihrer Querschnittsform an die Querschnittsform des Kopfes des Reibschweißelements 210 angepasst ist. Zudem ist die Ausdehnung der Öffnung 44 auf die Ausdehnung des Kopfes des Reibschweißelements 210 so abgestimmt, dass die Ausdehnung der Öffnung 44 nur geringfügig größer ist als die Ausdehnung des Kopfes des Reibschweißelements 210. Dadurch wird ein Verkippen der handbetätigten Maschine 10 gegenüber dem Kopf des Reibschweißelements 210 erschwert, wodurch das Einstellen einer Ausrichtung orthogonal zur Oberfläche des Bauteilverbundes 200, insbesondere der Decklage 220, erleichtert wird. Die Öffnung 44 kann auch entlang ihrer axialen Ausdehnung an die Kontur des Kopfes des Reibschweißelements 210 angepasst sein.

Dies hat zur Folge, dass der Abstand des Lagerelements 38 und zum vorderen Ende des Aufstandselements 36 gering sein kann und dennoch eine ausreichende Bohrtiefe gewährleistet ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen handgeführten Maschine 10 ist ein Anschlag 50 vorgesehen, der die mögliche Bohrtiefe begrenzt. Der Anschlag 50 umfasst eine aufstandselementseitige Anschlagsfläche 52a und eine maschinengehäuseseitige Anschlagsfläche 52b, die bei Erreichen der maximalen Bohrtiefe aneinander liegen. Der Anschlag 50 weist zudem ein Einstellelement 54 auf, über welches die Position der aufstandselementseitigen Anschlagsfläche 52a variabel eingestellt werden kann. Dadurch kann unterschiedlichen Bauteilstärken Rechnung getragen werden.

Der Anschlag 50 weist zudem eine optische Signaleinheit 55 auf, die an der Vorsatzeinrichtung umfänglich umlaufend angeordnete LEDs 54 umfasst. Zudem ist ein Anschlag-Taster 56 vorgesehen, sodass bei Erreichen des Anschlags ein entsprechendes Signal über die LEDs 54 ausgegeben werden kann. Dies kann beispielsweise durch ein Blinken der LEDs angezeigt werden. Neben dem mechanischen Anschlag erhält der Benutzer hierbei noch ein optisches Signal, das das Erreichen der maximalen Bohrtiefe signalisiert. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, da für einen Benutzer die Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeit bei Erreichen des Anschlags nicht gut spürbar ist. Dies ist der Fall, weil aufgrund der Härte des Reibschweißelements die notwendige Vorschubkraft relativ groß ist und die Vorschubgeschwindigkeit beim Bearbeiten des Reibschweißelements relativ gering ist.

Zudem kann beispielsweise nach einer bestimmten Anschlagsdauer die Farbe geändert werden. Dadurch kann die Zeitspanne, über die sich das Zerspanungswerkzeug 32 auf der maximalen Bohrtiefe befindet, reduziert werden. Eine Arbeitsstellung, bei erreichter maximaler Bohrtiefe, ist in Fig. 3 dargestellt. Darüber hinaus umfasst die Vorsatzeinrichtung 20 eine Ausrichthilfe 60, die eine Lageänderung der handgeführten Maschine aus der Arbeitslage anzeigt. Die Funktion der Ausrichthilfe ist insbesondere in Zusammenhang mit der Fig. 4 näher beschrieben.

Fig. 2 zeigt einen Zustand, bei dem die handgeführte Maschine 10 mit dem Aufstandselement 36 auf die Decklage 220 des Bauteilverbunds 100 aufgesetzt ist. Das Aufstandselement 36 ist dabei nahe am Kopf geführt. In der Ausgangslage befindet sich das vordere Ende des Zerspanungswerkzeugs 32 kurz über dem Kopf, wobei die Werkzeugantriebswelle 30 im Lagerelement 38 geführt ist.

Durch die nahe Führung des Aufstandselements 36 am Kopf des Reibschweißelements 210 wird eine initiale Ausrichtung der handgeführten Maschine 10 unterstützt, die normal zur Oberfläche der Decklage 220 liegt. In dieser Position kann bevorzugt auch eine Initialisierung der Ausrichthilfe 60 vorgenommen werden.

Das Einstellelement 58 des Anschlags 50 ist auf etwa die Distanz von Kopfhöhe und Dicke der Decklage eingestellt. Dies sorgt dafür, dass die Basislage 240 beim Bohrvorgang nicht vollständig durchbohrt werden kann. So kann im Nachgang wieder ein weiteres Reibschweißelement an die bearbeitete Stelle gesetzt werden.

Fig. 3 zeigt eine Bearbeitungsposition, bei der die endgültige Bohrtiefe erreicht ist. In dieser Position liegen die Anschlagsflächen 52a, 52b aneinander. Der Taster 56 ist dabei gedrückt und schaltet damit die LEDs 54 bevorzugt in einen Blinkbetrieb. Die Feder 28 ist in dieser Position überdrückt.

Der Schaft des Reibschweißelements210 ist in dieser Position aus der Bauteilverbindung entfernt und auch der Kopf des Reibschweißelements 210 ist nicht mehr mit der Decklage 220 oder Basislage 240 verbunden. Die Bearbeitung zur Entfernung des Reibschweißelements 210 ist an dieser Stelle abgeschlossen und die Drehbewegung kann eingestellt werden. Auf diese Weise wurde ein Sackloch im Bauteilverbund 200 hergestellt, wobei der Boden des Sacklochs durch die Basislage 240 gebildet ist. Mit der Basislage 240 kann dann erneut ein Reibschweißelement 210 stoffschlüssig verbunden werden, das dann mit seinem Kopf die Decklage 220 wieder formschlüssig hält.

Fig. 4 beschreibt die Funktion der Ausrichthilfe 60. Die Ausrichthilfe 60 weist in dieser Ausführung Lagesensoren bzw. Lageänderungssensoren, beispielsweise Beschleunigungssensoren, auf, um feststellen zu können, ob von der initialisierten Arbeitsausrichtung abgewichen wird. Ferner weist die Ausrichthilfe 60 umfänglich um die Vorsatzeinrichtung angeordnete LEDs 54 auf. Darüber hinaus weist die Ausrichthilfe eine Steuereinheit auf, die abhängig von der zu der initialen Arbeitsausrichtung festgestellten Abweichung eine entsprechende LED 54 aktiviert. Auf diese Weise kann der Benutzer erkennen, in welche Richtung die Ausgleichsbewegung/Neigung vorgenommen werden muss, damit die Lage der Arbeitsmaschine 10 wieder der initialisierten Arbeitsausrichtung entspricht.

Auf diese Weise kann trotz der geringen Aufstandsfläche des Aufstandselements 36 die Beibehaltung der Arbeitsrichtung normal zum Bauteilverbund 100 verbessert werden. Die LEDs 54 können in dieser Ausführung somit gleichzeitig Teil der Signaleinheit des Anschlags als auch Anzeigemittel der Ausrichthilfe 60 sein.

Eine Unterscheidung, ob die LEDs 54 als Anschlagsanzeige oder als Ausrichthilfe agieren, kann beispielsweise über die Art der Anzeige getroffen werden. So kann das Erreichen der eingestellten Bohrtiefe durch Blinken aller LEDs 54 angezeigt werden, wohingegen eine Abweichung von der Arbeitsausrichtung durch ein Dauerleuchten einzelner LEDs 54 angezeigt werden kann.

Es ist für den Fachmann erkennbar, dass es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, um die beiden Zustände elektrooptisch unterscheidbar anzuzeigen.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen handgeführten Maschine 10, die im Wesentlichen der Ausführung gemäß Fig. 1 entspricht, sich aber in der Ausgestaltung der Ausrichthilfe 70, die in Form einer Laserausrichthilfe ausgebildet ist, von der Ausführung gemäß Fig. 1 unterscheidet. Die Ausrichthilfe 70 umfasst dazu Lichtquellen, die ein Muster auf die Oberfläche projizieren, anhand dessen die Ausrichtung der handgeführten Maschine im Hinblick auf die Neigung relativ zur Oberfläche erkennbar ist. Das Muster umfasst bevorzugt zwei sich wenigstens in ihrer Verlängerung kreuzende Linien und zwei Punkte, die bei einer Ausrichtung der Werkzeugantriebswellen-Achse orthogonal zur Oberfläche aufeinander liegen. In der in Fig. 5 gezeigten Ausführung werden die beiden Linien durch einen Kreuzlaser erzeugt und die beiden Punkte durch zwei Punktlaser 72, 74.

Auf diese Weise kann der Benutzer anhand des projizierten Musters sowohl feststellen, ob die Arbeitsausrichtung normal zur Oberfläche ist als auch die Beibehaltung der Arbeitsausrichtung während des Bohrvorgangs überprüfen. Alternativ können die gekreuzten Linien auch mit zwei entsprechend angeordneten Linienlasern erzeugt werden.

Die Anordnung an der zweiten Komponente hat den Vorteil, dass sich der Abstand zu der Oberfläche während des Bohrens nicht verändert und daher die Projektion des Musters nicht beeinträchtigt wird.

Fig. 6a zeigt ein entsprechendes Muster bei Orthogonalität der Werkzeugwellendrehachse zur Decklage. Fig. 6b zeigt ein Muster im Falle einer Neigung der Werkzeugwellendrehachse abweichend von der Orthogonalen zur Decklage.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen handbetätigten Maschine 110 in einer schematischen Schnittansicht. Die Vorsatzeinrichtung 120 umfasst ein teleskopierbares Element 122 mit einer ersten Komponente 124 und einer zweiten Komponente 126, die gegen die Vorspannung einer Feder 128 axial zueinander relativ beweglich sind.

Gemäß dieser Ausführung liegt die erste Komponente 124 radial außerhalb der zweiten Komponente 126. Das teleskopierbare Element 122 weist einen Führungsbereich F auf, entlang dessen die zweite Komponente 126 verdrehsicher, in Axialrichtung beweglich, an der ersten Komponente 124 geführt ist. Beispielsweise kann in diesem Bereich die erste Komponente 124 an ihrer Innenseite wenigstens im Führungsbereich F eine Abflachung aufweisen, wobei die zweite Komponente 126 ein Druckstück 137 mit einem daran angeformten Flansch 127 umfassen kann. Der Flansch 127 kann dann eine zur Abflachung an der ersten Komponente 124 korrespondierende Abflachung aufweisen, um eine Verdrehsicherung der zweiten Komponente 126 gegenüber der ersten Komponente 124 zu erreichen. Der Flansch 127 der zweiten Komponente 126 dient zudem als Auszugsbegrenzung und gleichzeitig als Auflager für die Feder 128.

An der ersten Komponente 124 ist eine Signaleinheit befestigt, die eine Vielzahl von LEDs 154 und einen mit den LEDs 154 verbundenen Anschlagtaster 156 aufweist.

Die erste Komponente 124 weist einen Anschlussbereich auf, mit dem die Vorsatzeinrichtung 120 lösbar mit dem Maschinengehäuse 112 verbindbar ist. So liegt die Feder 128 zwar unmittelbar an der ersten Komponente 124 an, und spannt somit nach der Befestigung die zweite Komponente 126 gegenüber dem Maschinengehäuse 112 vor, so dass der Benutzer bei Aufsetzen für den Vortrieb unmittelbar gegen die Federkraft drückt.

Entsprechend sind die Ausziehbegrenzung und die Länge der Werkezugantriebswelle 130 und des Zerspanungswerkzeugs so aufeinander abgestimmt, dass in der Begrenzungsposition der Bohrer die Aufstandsfläche nicht überragt, bevorzugt sogar noch mehr als die Kopfhöhe von der Aufstandsfläche beabstandet ist.

Die zweite Komponente 126 weist eine Gleitlagerhülse 136 auf, die im vorderen Ende des Druckstücks 137 nahe dem Aufstandselement 136 an dem Druckstück 127 festgelegt ist und dort die

Werkzeugantriebswelle 130 lagert.

Das Druckstück weist an seiner Außenseite ein Gewinde, insbesondere ein Feingewinde, und ein als Einstellring ausgebildetes Einstellelement 158 auf, über das die maximale Bohrtiefe einstellbar ist. Bei Erreichen der maximalen Bohrtiefe fahren die Anschlagsflächen 152a, 152b aufeinander. In dieser

Anschlagsposition wird der Taster 156 gedrückt und das Erreichen der Anschlagsposition wird durch die LEDs 154 signalisiert.

Das Aufstandselement ist bevorzugt analog, wie bei der Fig. 1 beschrieben, ausgeführt.