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Schnellwechsel-Vorrichtung für Bohrer u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellwechsel-Vorrichtung für Bohrer, Bohrstangen, Reibahlen u. dgl., bei der der Bohrer od. dgl. in ein Futtergehäuse auswechselbar einsteckbar ist.
Es sind Schnellwechsel- Vorrichtungen für Spiralbohrer, Gewindebohrer, Senke., Bohrstangen, Reibahlen u. dgl. bekannt, die das Auswechseln der Werkzeuge bei laufender Antriebsmaschine in beliebiger Reihenfolge auf einfache Weise erlauben. Nachteilig ist bei den bekannten Vorrichtungen jedoch, dass die Drehzahlen und Vorschübe immer an der Maschine geschaltet werden müssen, was in vielen Fällen ein Stillsetzen derselben bedingt und einen hohen Zeitaufwand erfordert. Ausserdem laufen bei diesen Futtern sämtliche Teile um, was die Unfallgefahr erhöht.
Es sind weiterhin Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Gewinde zum Ändern der Drehzahl der Abtriebswelle vorgesehen ist. Hiebei kann die Abtriebswelle mittels einer im Gehäuse eingebauten Kupplung bzw. eines Schaltgetriebes mit zwei verschiedenen Umlaufzahlen angetrieben werden. Das Ganze befindet sich fest in dem Gehäuse und bildet eine untrennbare Einheit. Das eingebaute Getriebe kann ein
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eDe sem. In emem andern Fall ist zwischen den ZahnrädernKupplungsvorrichtung vorgesehen, so dass wahlweise die eine oder die andere Geschwindigkeitsstufe eingestellt werden kann.
Die Erfindung hat eine weitere Ausgestaltung einer Schnellwechsel-Vorrichtung für Bohrer u. dgl. zum Gegenstand. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung sich aus zwei selbständigen und lösbaren Teilen, nämlich dem Getriebegehäuse und mindestens einem konzentrisch mit diesem kuppelbaren Werkzeugeinsatz zusammensetzt. Das Getriebegehäuse weist ein Getriebe mit mehreren als Kuppel- glieder dienenden Zahnkränze von verschiedenen Durchmessern auf, in die die für die Abnahme nur einer Drehzahl eingerichteten Werkzeugeinsätze einsteckbar sind.
Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass bei der Schnellwechsel-Vorrichtung die Abtriebsspindel nicht fest, sondern auswechselbar eingesetzt ist, wobei seitens der Antriebsspindel zugleich mehrere verschiedene Drehzahlverhältnisse in Bereitschaft gehalten werden. Es stehen also bei der SchnellwechselVorrichtung gemäss der Erfindung bei gleicher Antriebsdrehzahl mehrere verschiedene Abtriebsdrehzahlen zur Verfügung. Hiebei ist die Änderung der Drehzahl zwangsläufig durch den Wechsel des Werkzeugträgers gegeben. Dadurch kann der Werkzeugträger leichter gestaltet werden. Die Handhabung für das Auswechseln wird bequemer. Die auswechselbaren Teile haben einen kleineren baulichen Umfang. Sie können billig auf Vorrat gehalten werden.
Die Zahnkränze weisen Kupplungsteile, vorteilhaft in Form von Mitnehmernocken auf, die mit Gegenkupplungsteilen der einsteckbaren Werkzeugeinsätze zusammengreifen. In dem Werkzeugeinsatz kann zusätzlich ein Getriebe für die weitere Unter-oder Übersetzung und auch zur Umkehrung der Drehrichtung untergebracht werden. Ferner kann die Abtriebsspindel des Werkzeugeinsatzes zur Griffhülse und dem Kupplungsglied axial verschiebbar angeordnet sein.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Fig. l zeigt die erfindungsgemässe halbautomatische Schnellwechsel-Vorrichtung zum Teil im Längsschnitt, zum Teil in Ansicht, Fig. 2 ist eine Ansicht von unten auf die Schnellwechsel-Vorrichtung der Fig. l in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1. Fig. 3 zeigt einen Werkzeugeinsatz für die SchnellwechselVorrichtung gemäss der Erfindung teils im Längsschnitt, teils in Ansicht. Fig. 4 veranschaulicht die
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Schnellwechsel-Vorrichtung der Fig. 1 mit eingesetztem Werkzeugeinsatz im Längsschnitt einer Seite.
Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen weitere Ausführungsformen der Werkzeugeinsätze teils im Längsschnitt, teils in Ansicht.
Die Schnellwechsel-Vorrichtung gemäss der Erfindung weist ein Gehäuse 1 auf und ist mit einem nicht rotierenden Teil der Antriebsmaschine verbunden oder wird gegen ein solches abgestützt. Die An- triebsspindel 2 ist mit einem Kegel bzw. einem zylindrischen Schaft od. dgl. zur Kupplung mit der An- triebsmaschine versehen. Diese Spindel ist in dem Gehäuse 1 gelagert und weist einen Zahnkranz 2a auf, der mit dem Zahnrad 3 in Eingriff steht, welches auf der Welle 4 mitdrehend gelagert ist. Auf derselben
Welle 4 sitzen noch weitere Zahnräder 5,6, 7. Auch die weiteren Zahnräder 5, 6, 7 kämmen jeweils mit einem Zahnkranz 8,9 und 10. Die Zahnkränze 2a, 8 9 und 10 liegen in der Achse der Antriebs- spindel 2.
Die Zähnezahlen der Antriebsspindel2, der Zahnräder 3 - 7 und der Zahnkränze 8,9, 10 sind so gewählt, dass die Zahnkränze mit verschiedenen, zur Hauptspindel über- oder untersetzten Drehzah- len rotieren. Sämtliche Zahnkränze 8,9, 10 sind mit Mitnehmernocken 11,12, 13 und 14 versehen, die mit entsprechenden Kupplungsorganen der Werkzeugeinsätze zusammengreifen. Sämtliche Zahnräder 3, 5, 6, 7 sind mit den zugehörigen Zahnkränzen 2a, 8,9, 10 ständig im Eingriff. In dem hülsenförmigen
Teil der Antriebsspindel 2 ist noch ein Axiallager 15 sowie ein Nadelkäfig 16 mit Innenring 17 unterge- bracht.
Am Boden des Gehäuses 1 ist ein Flansch 18 befestigt, dessen Bohrung in der Achse der Antriebsspin- del 2 liegt. In diesem Flansch 18 sind radial eine oder mehrere Bohrungen 19 vorgesehen, die eine oder mehrere Kugeln 20 leicht verschiebbar aufnehmen. Die Bohrungen 19 sind konisch oder nicht ganz durch- gebohrt, damit die Kugeln 20 nicht herausfallen können. Nach aussen werden die Kugeln 20 durch den
Ring 21 gehalten, der Aussparungen 22 besitzt, in die die Kugeln nach Verdrehen des Halteringes 21 gleiten können. Die Verdrehbarkeit des Ringes 21 wird durch den vorzugsweise federnd gelagerten Stift 23 begrenzt, der in entsprechende Endrasten 24 eines Schlitzes 25 eingreifen kann.
Der Werkzeugeinsatz, der im ganzen mit 26 bezeichnet ist, weist einen als Hülse ausgebildeten Griffring 27 auf, der zu dem eigentlichen Einsatzteil 28 mittels eines Kugellagers 29 gelagert ist. Die
Hülse 27 ist mit einer ringsumlaufenden Rille 30 versehen, in die die Kugeln 20 einfallen können. Das
Teil 28 dient als Abtriebsspindel, die die Werkzeuge aufnimmt. Die Abtriebsspindel 28 trägt ein Kuppelglied 31 mit einem Nocken 32, der mit einem der Gegennocken 11 - 14 an der Antriebsspindel2 bzw. den Zahnkränzen 8,9 und 10 eingreift. Durch den Bund 33 wird die Abtriebsspindel 28 bzw. der ganze Werkzeugeinsatz 26 in der Schnellwechsel-Vorrichtung l zentriert.
Das Einsetzen des Teiles 26 erfolgt in der Weise, dass zunächst der Ring 21a so verdreht wird, dass die Kugeln 20 in Offenstellung gehen, d. h. in die Ausnehmungen 22 einfallen können. Danach wird ein dem Teil 26 entsprechendes Teil 26a eingesetzt, worauf der Griffring 21a in umgekehrter Drehrichtung gedreht wird, so dass die Kugeln 20 vorspringen und in die Rille 30a der Hülse 27a eingreifen. Bei dem Beispiel des Werkzeugeinsatzes 26a kommt der Nocken 32a mit dem Nocken 12 des Zahnkranzes 9 in Eingriff. Es wird also die durch das Zahnrad 6 gegebene Geschwindigkeit wirksam. Das Auswechseln der Werkzeugeinsätze geschieht bei laufender Maschine durch Drehen des Halteringes 21a, bis die Kugeln 20 in die entsprechenden Aussparungen 22 zurückgleiten und die Hülse 27,27a freigeben.
Zum Festhalten der Hülsen kann auch irgendeine andere leicht bedienbare Befestigung gewählt werden.
Die Fig. 5 und 6 zeigen weitere Ausführungsformen von Werkzeugeinsätzen 34 und 35. Diese Werkzeugeinsätze entsprechen im wesentlichen dem Aufbau des in Fig. 3 dargestellten Werkzeugeinsatzes 26.
Sie sind lediglich länger oder gedrungener gehalten. Der Werkzeugeinsatz 34 ist so ausgebildet, dass der Kupplungsteil 36 mit dem Nocken 37 mit dem Gegennocken 11 des Zahnkranzes 8 zusammengreift. Statt einer ringsumlaufenden Rille 30 sind bei der Hülse 38 einzelne Bohrungen 39 vorgesehen, in die die Kugeln 20 einfallen können. In der Abtriebsspindel 40 ist eine weitere Spindel 41 gelagert, die zur Aufnahme eines entsprechenden Werkzeuges dient. Das untere Ende ist zugleich als Spannkopf ausgebildet.
Auf einem Zapfen 42 ist ein Ritzel 43 gelagert, das mit einer Aussenverzahnung 44 der Abtriebsspindel 41 und einer Innenverzahnung an dem Teil 38 kämmt. Dadurch ergibt sich ein Planetenumlauf mit einer Beschleunigung der Drehzahl der Abtriebsspindel 41 bei gleichem Drehsinn der Spindeln 40 und 41.
Bei dem Werkzeugeinsatz 35 befindet sich das Kupplungsglied 45 mit dem Nocken 46 dicht an der Hülse 38 bzw. 39, so dass bei Einsetzen dieses Werkzeugeinsatzes 35 in die Schnellwechsel-Vorrichtung gemäss der Erfindung eine Kupplung mit dem Gegennocken 14 des Zahnkranzes 10 stattfindet. Der Werkzeugeinsatz 35 weist ein weiteres Einsatzstück 47 auf, das in besonderer Weise ausgebildet ist. Zunächst ist die Spindel 40 in gleicher Weise wie bei dem Einsatz 34 mit einem oder mehreren Ritzeln 43 versehen, die mit einem Zahnkranz 44 und auch mit einer Innenverzahnung an dem Teil 40 zusammengrei-
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fen. Dieser Zahnkranz 44 ist mit Kupplungszähnen 48 versehen. Ferner weist die Spindelhals 44 Kupp- lungszähne 50 auf. Die Abtriebsspindel 47 ist durch den Mitnehmerbolzen 51 mit zwei Kupplungszahnkränzen 52 und 53 versehen.
Je nachdem, ob der Zahnkranz 52 mit den Kupplungszähnen 50 oder der
Zahnkranz mit den Kupplungszähnen 48 zusammengreift, erhält man über das Planetengetriebe 43,44 ein Umlaufen der Spindel 47 in demselben oder entgegengesetztem Drehsinn zu der Spindel 40 bei erhöhter Umlaufzahl. Die Werkzeugaufnahmen können mit einem Umkehrgetriebe für das Gewindeschnei- den ausgerüstet sein, bei dem die Umschaltung durch axiales Verschieben der Werkzeugspindel erfolgt.
Ebenso können die Werkzeugaufnahmen zusätzlich ein Getriebe erhalten, wodurch besonders grosse Über- und Untersetzungen sowie Linkslauf erreicht werden, womit der Drehzahlbereich vergrössert wird.
Bei Verwendung von Werkzeugen, die sehr bruchempfindlich sind, z. B. Gewindebohrern. kann es zweckmässig sein, Werkzeugeinsätze mit einer nachstellbaren Kupplung od. dgl. als Schutz vor Überlastungen auszurüsten.
Beim Arbeiten mit Tiefenanschlägen an der Maschine sowie beim Einsatz von Werkzeugen mit unterschiedlicher Länge ist es zweckmässig, Werkzeugeinsätze zu benutzen, deren Werkzeugaufnahme 45 axial verstellbar ist, so dass Längenunterschiede und die Werkzeugabnutzung ausgeglichen werden können. Beim Reiben ist es oft von Vorteil, die Reibahle pendelnd aufzunehmen. Für solche Fälle kann die Abtriebsspindel des Werkzeugeinsatzes eine zweite Spindel, die das Werkzeug aufnimmt, beispielsweise mittels eines oder zweier Kreuzgelenke, aufgehängt sein. Ferner kann der Werkzeugeinsatz mit einem Planetengetriebe zur automatischen Umkehrung der Drehrichtung beim Gewindeschneiden versehen werden. Schliesslich kann in dem Werkzeugeinsatz eine Überlastungssicherung eingebaut sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schnellwechsel-Vorrichtung für Bohrer, Bohrstangen, Reibahlen u. dgl., bei der der Bohrer u. dgl. in ein Futtergehäuse auswechselbar einsteckbar ist, wobei das mit der Antriebsmaschine zu verbindende Gehäuse stillsteht und in dem Gehäuse ein von der Antriebsmaschine angetriebenes Getriebe untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung sich aus zwei selbständigen und lösbaren Teilen, nämlich dem Getriebegehäuse (1) und mindestens einem konzentrisch mit diesem kuppelbaren Werkzeugeinsatz (26,34, 35) zusammensetzt, und das Getriebegehäuse (1) ein Getriebe mit mehreren als Kuppelglieder dienenden Zahnkränzen (8 - 10) von verschiedenen Durchmessern aufweist, in die die für die Abnahme nur einer Drehzahl eingerichteten Werkzeugeinsätze (26,34, 35) einsteckbar sind.