AT396661B - Bohrkopf - Google Patents

Description

AT396661B

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf mit einem an ein» Bohrspindel befestigbaren, stimseitig mit einer Abdeckplatte versehenen Grundkörper, in welchem ein Planschieber und ein ein Gegengewicht tragender Auswuchtschieber mittels einer axial angeordneten Stellstange gegenüber der Bohrkopfachse gegenläufig hin und her verschiebbar angeordnet sind, wobei der Planschieber mit seinem Werkzeugträger durch eine Öffnung in der Abdeckplatte hindurch stimseitig aus dem Bohrkopf axial hervorsteht.

Bei einem bekannten Bohrkopf dieser Art (DE-OS 2158717) ist zu beiden Seiten des Planschiebeis je »nein Gegengewicht tragender Auswuchtschieber vorgesehen, wobei jeweils zwischen Planschieber und Gegengewicht eine Verschiebevorrichtung angeordnet ist, die die Verschiebebewegung des Planschiebers zwangsläufig in eine gegenläufige Verschiebung des jeweiligen Gegengewichtes überträgt. Die beiden neben dem Planschieber angeordneten Gegengewichte sind quaderförmig ausgebildet, stehen durch die Abdeckplatte axial vor und fuhren zu einem sehr breiten Bohrkopf. Beim Nulldurchgang müssen die beiden Gegengewichte umgesetzt werden und der Massenschwerpunkt wechselt bezogen auf den Gesamthub seine Richtwirkung. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Massen in einer radialen Ebene wirken, weshalb sich die radialen Kräfte nicht aufheben, sondern in jeder Stellung ein anderes Kräfteverhältnis bilden, wobei zusätzlich noch Momente auftreten.

Um die Unwucht so klein als möglich zu halten ist es beispielsweise aus der CH-PS 628 550 bekannt, das Gegengewicht in einer eigenen, im Grundkörper oberhalb des Planschiebers angeordneten, radial verlaufenden Führung anzuordnen und ebenso wie den Planschieber mittels eines zwischen der verdrehbaren Stellstange und dem Planschieber bzw. dem Gegengewicht ausgebildeten Zahnradgetriebes zu verschieben.

Ein Nachteil der Übereinanderanordnung von Planschieber und Gegengewicht liegt in der dadurch bedingten hohen Bauweise des Bohrkopfes, die zu einer großen Ausladung der Werkzeugschneide gegenüber der Spindellagerung der Bohrspindel führt, was nachteilige Auswirkungen auf das Bohrergebnis, die Standzeit des Werkzeuges, die Bohrspindellagerung usw. hat

Aus der DD-PS 211 073 ist ein in einer seitlichen Ausnehmung des Arbeitsschiebers geführter Gegenschieber bekannt, der selbst das Gegengewicht bildet, wobei Arbeitsschieber und Gegenschieber nebeneinander in einem Führungsschlitz angeoidnet sind.

Die CH-PS 663 739 offenbart einen Bohrkopf, bei dem für Planschieber und Gegengewicht jeweils eine eigene nur am Bohrkopf selbst verstellbare Verstellvorrichtung vorgesehen ist. Das axial im Abstand vom Planschieber und dessen Verstellvorrichtung angeordnete Gegengewicht besteht aus zwei Halbkreisscheibensegmenten, die in Umfangsrichtung gegeneinander verschoben werden können, wobei die beiden Halbkieisscheibenteile um einen in der Bohrkopfdrehachse gelegenen Punkt gegenläufig zueinander verschwenkt werden. Eine zum Planschieber gegenläufige Verschiebung des Gegengewichtes ist nicht möglich.

Aus deaDE-OS 2 608 930 und DE-OS 3 430 313 sind längliche stabförmige Gegengewichte, die über eine Schrägverzahnung mit der Stellstange im Eingriff stehen, bekannt

Ein weiterer Nachteil der bekannten Bohrköpfe besteht darin, daß das Gegengewicht jeweils aus einem Material mit hoher Dichte, wie Densimet oder Hartmetall, bestehen muß, um annähernd die gleiche Masse wie der Planschieber samt Werkzeugträger und Werkzeug zu erreichen. Diese Materialien mit höher Dichte sind teuer und schwer zu bearbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es diese Nachteile zu beseitigen und einen Bohrkopf anzugeben, der kompakt baut und leicht auszuwuchten ist

Dies wird ausgehend von einem Bohrkopf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht daß der Auswuchtschieber mittig und dem Planschieber im wesentlichen radial gegenüberliegend angeordnet ist und daß das Gegengewicht im wesentlichen um den Planschieber herum angeordnet und mit dem Auswuchtschieber fest verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung erlaubt eine niedrige und kompakte Bauweise des Bohrkopfes, wobei man für das Gegengewicht keine Materialien mit hoher Dichte zu verwenden braucht, um eine Ausgleichsmasse zu erhalten die sogar größer ist als die Masse vom Planschieber und Werkzeugträger zusammen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist kein Umsetzen bei Null-Durchgang eiforderlich. Weiters liegt der Massenschweipunkt bezogen auf den Gesamthub immer auf einer Seite. Die Massen wirken in einander entgegengesetzten Richtungen, wobei sich die Kräfte in jeder Stellung gegenseitig aufheben und keine zusätzlichen Momente auftreten. Erfindungsgemäß wird bevorzugt, daß Planschieber, Gegengewicht und Auswuchtschieber senkrecht zur Bohrkopfdrehachse verschiebbar angeordnet sind. Planschieber, Gegengewicht und Auswuchtschieber können aber auch schräg zur Bohrkopfdrehachse aber parallel zueinander verschiebbar angeordnet sein.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung, sieht vor, daß das Gegengewicht-an der dem Planschieber gegenüberliegenden Seite mit dem Auswuchtschieber fest verbunden ist

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß im Grundkörper eine gemeinsame, vorzugsweise radiale Führung für Planschieber und Auswuchtschieber vorgesehen ist Dadurch wird die Herstellung des Grundkörpers vereinfacht und eine genaue gegenseitige Ausrichtung von Planschieber und Auswuchtschieber sichergestellt Um eine möglichst günstige Massenverteilung im Bohrkopf zu erzielen, können Planschieber und Auswuchtschieber einander erfindungsgemäß mit ihren einander zugekehrten Enden gegenseitig überlappen. -2-

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Weiters kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Planschieber einen nach außen vorstehenden Fortsatz besitzt, der in einer Ausnehmung des Gegengewichtes geführt ist. Dadurch kann die Basis des Planschiebers vergrößert werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Planschieber mit seiner vorderen 5 Führungsfläche und das Gegengewicht mit seiner Vorderseite auf Führungsflächen der Abdeckplatte anliegen, die in der gleichen Ebene liegen. Dadurch wird die Herstellung der Abdeckplatte vereinfacht

Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Planschieber mit seiner rückwärtigen Führungsfläche und der Auswuchtschieber samt Gegengewicht mit der Rückseite auf Führungsflächen des Grundköipers anliegen, die in der gleichen Ebene liegen. 10 Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß das Gegengewicht kreisringförmig ausgebildet ist Dies erlaubt ein besonders einfaches Auswuchten des Bohrkopfes durch Wegbohren der überschüssigen Masse des Gegengewichtes.

Schließlich schlägt die Erfindung vor, daß die Stellstange mit zumindest zwei, symmetrisch zur Bohrkopfachse geneigten Führungsbahnen versehen ist in die am Planschieber bzw. am Auswuchtschieber 15 angeordnete Führungselemente spielfrei eingreifen. Diese Ausbildung erlaubt ein präzises Verschieben von Planschieb» und Auswuchtschieber durch axiales Verschieben der Stellstange.

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näh» »läutert In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen, auf einer Bohrspindel angeordneten Bohikopf im Schnitt Fig. 2 einen Querschnitt durch den Bohrkopf der Fig. 1 längs der Linie (Π-ΙΙ)· und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 20 (ΠΙ-ΠΙ) in Fig. 2.

In Fig. 1 ist schematisch das Ende einer Bohrspindel (1) dargestellt die über Lager (2) in einem Spindelgehäuse (3) um eine Achse (4) drehbar gelagert ist und an ihrem stimseitigen Ende (5) einen Planbohrkopf (6) trägt Innerhalb der hohlen Bohrspindel (1) ist koaxial zur Achse (4), eine Zug-Druck-Stange (7) axial verschiebbar angeordnet, welche mit einer, koaxial zur Achse (4) angeordneten Stellstange (8) des 25 Planbohrkopfes (6) gekoppelt ist Die Stellstange (8) ist in dem, an der Bohrspindel (1) befestigten Grundkörper (9) des Planbohrkopfes (6) axial verschiebbar geführt und besitzt an ihrem, innerhalb des Planbohrkopfes (6) gelegenen Ende schräg zur Achse (4) angeordnete, aufeinanderzulaufende Führungsnuten mit symmetrisch zur Achse (4) geneigten Führungsbahnen (10), in denen im Auswuchtschieber (13) bzw. im Planschieber (14) angeordnete Führungselemente (11) bzw. (12) spielfrei eingreifen. Diese Führungselemente 30 (11, 12) können, im Auswuchtschieber (13) bzw. Planschieber (14) eingepreßte Gleitsteine oder im

Auswuchtschieber (13) bzw. Planschieber (14) gelagerte Rollen sein.

Der im wesentlichen quaderförmige Planschieber (14) ist in einer radialen Führungsnut (15) des Grundkörpers (9) senkrecht zur Achse (4) verschiebbar geführt und besitzt einen axialen Fortsatz (17) mit einem Werkzeugträger (18). In der radialen Führungsnut (15) des Grundkörpers (9) ist auch d» 35 Auswuchtschieber (13) senkrecht zur Achse (4) radial verschiebbar geführt. Planschieber (14) und Auswuchtschieber (13) sind in der Führungsnut (15) einander diametral gegenüberliegend angeordnet und überlappen einander mit ihren einander zugekehrten Endbereichen (19) bzw. (20). Im Endbereich (19) des Auswuchtschiebers (13) und im Mittelbereich (21) des Planschiebers (14) ist jeweils eine axiale Ausnehmung (22) bzw. (23) vorgesehen, in welche das, mit den zur Achse (4) symmetrisch geneigt verlaufenden 40 Führungsbahnen (10) versehene Ende der Stellstange (8) ragt, wobei jeweils das in die jeweilige Führungsbahn (10) eingreifende Führungselement (11) bzw. (12) von ein» Seitenwand der jeweiligen Ausnehmung (22) bzw. (23) nach innen vorsteht.

Die radiale Führungsnut (15) ist im Grundkörper (9) in einem zur Achse koaxialen, einen klein»en Außendurchmesser aufweisenden zylindrischen Abschnitt (24) ausgebildet, d» über einen Absatz an einen 45 zylindrischen Abschnitt (25) mit größerem Außendurchmesser anschließt. Die zum Werkzeugträger (18) weisende, kreisringförmige Stirnfläche dieses Absatzes ist als Führungsfläche (16) ausgebildet, auf deren in Verlängerung der Führungsnut (15) gelegenen Bereichen der Auswuchtschieber (13) mit der vom W»kzeugträger (18) wegweisenden Rückseite seines äußeren Endbereiches (26) und d» Planschieber (14) mit der vom Werkzeugträg» (18) wegweisenden Rückseite eines sich radial nach außen erstreckenden Fortsatzes 50 (27) anliegen. Auf d» kreisringförmigen Führungsfläche (16) liegt weiters ein ringförmiges, senkrecht zur

Achse (4) verschiebbares Gegengewicht (28) mit sein» Rückseite auf. Das Gegengewicht (28) ist auf ein» Seite (29) mit dem äußeren Endbereich (26) des Auswuchtschiebers (13) fest verbunden und besitzt auf der dazu diametral gegenüberliegenden Seite (30) eine radiale Ausnehmung (31), die als Führungskanal für den sich radial nach außen erstreckenden Fortsatz (27) des Planschiebers (14) ausgebildet ist 55 Das Gegengewicht (28) kann als insich geschlossener Ringkörper ausgebildet sein, der eine radiale Ausnehmung (31) für den radialen Fortsatz (27) des Planschiebers (14) besitzt Das Gegengewicht (28) kann auch anstatt am Planschieber (14) auch am Grundkörper (9) z. B. mittels einer Paßfeder oder einer eigenen Führungsbahn geführt werden. Weiters kann das Gegengewicht aus zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzt sein, für die auch jeweils eigene Führungen vorgesehen sein können. Falls gewünscht kann das 60 Gegengewicht auch polygonförmig oder U-förmig oder als einseitig offen», ringförmig» Körper ausgebildet sein.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben d» Planschieb» (14) und das ringförmige Gegengewicht -3-

Claims (9)

1. AT396661B ¢28) im wesentlichen die gleiche axiale Bauhöhe und werden von einer Abdeckplatte (32) in der radialen Führungsnut (15) bzw. auf der kreisringförmigen Führungsflüche (16) gehalten. Selbstverständlich können die axialen Bauhöhen von Planschieber (14) und Gegengewicht (28) auch unterschiedlich groß sein. Die Abdeckplatte (32) ist auf dem, den kleineren Außendurchmesser aufweisenden zylindrischen Abschnitt (24) des Grundkörpers (9) befestigt und besitzt selbst einen Außendurchmesser, der dem des Grundkörperabschnittes (25) entspricht Der zwischen dem Grundkörperabschnitt (25) mit dem größeren Außendurchmesser und dar Abdeckplatte (32) gelegene Raum des Planbohrkopfes (6) wird von einem äußeren Abdeckring (33) radial nach außen abgeschlossen, ln der Abdeckplatte (32) ist eine axiale Durchtrittsöffnung (34) für den, den Werkzeugträger (18) tragenden axialen Fortsatz (17) des Planschiebers (14) vorgesehen. Die am Grundkörper (9) ausgebildeten Führungsflächen für die rückwärtigen, von Werkzeugträger (18) wegweisenden Stirnflächen von Auswuchtschieber (13), Planschieber (14) und Gegengewicht (28) können in zueinander parallelen, zur Achse (4) vorzugsweise senkrechten Ebenen vorgesehen sein, ebenso die auf der Rückseite der Abdeckplatte (32) ausgebildeten Führungsflächen für die vorderen, zum Werkzeugträger (18) weisenden Stirnflächen vom Planschieber (14) und vom Gegengewicht (28). Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung haben das Gegengewicht (28) samt Auswuchtschieber (13) und der zwischen Grundkörper (9) und Abdeckplatte (32) gelegene Teil des Planschiebers (14) die gleiche axiale Bauhöhe und die vorderen Führungsflächen von Planschieber (14) und Gegengewicht (28) liegen in einer gemeinsamen zur Achse (4) senkrechten Ebene, ebenso wie die hinteren Führungsflächen von Auswuchtschieber (13), Planschieber (14) und Gegengewicht (28). Der mittige, radial liegende, relativ kleine Auswuchtschieber (13) ist mit dem ringförmigen großen, am Planschieber (14) radial geführten Gegengewicht (28) fest verbunden, das die gleiche Höhe wie der Planschieber (14) besitzt Durch den relativ kleinen Auswuchtschieber (13) kann die Basis für den Planschieber (14) genügend groß gewählt werden. Durch die ringförmige Ausbildung des Gegengewichtes (28) bringt dieses, selbst wenn es nur aus Werkzeugstahl hergestellt ist, mehr Masse als Planschieber (14), Werkzeugträger (18) und Werkzeug gemeinsam. Beim Auswuchten wird die überschüssige Masse des Gegengewichtes (28) so weggebohrt, daß in beiden Endstellungen des Planschiebers jeweils der Abstand des gemeinsamen Massenschwerpunktes der beiden Massen Planschieber (14) und Werkzeugträger (18) von der Drehmitte gleich dem Abstand des gemeinsamen Massenschwerpunktes der beiden Massen Auswuchtschieber (13) und Gegengewicht (28) von der Drehmitte ist Durch die axiale Verschiebung der Stellstange (8) mit Hilfe der Zug-Druck-Stange (7) werden Planschieber (14) und Auswuchtschieber (13) durch die in den aufeinanderzulaufenden schrägen Führungsbahnen (10) der Stellstange (8) eingreifenden Führungselemente (11) und (12) von Auswuchtschieber (13) und Planschieber (14) radial zueinander oder auseinander geschoben, sodaß Auswuchtschieber (13) samt Gegengewicht (28) gegenläufig zu Planschieber (14) samt Werkzeugträger (18) bewegt werden, wobei sich die Fliehkräfte in jeder Stellung des Planschiebers gegenseitig aufheben. Die Erfindung ergibt einen Bohrkopf, der bei geringerer Ausladung, niedrigerer Bauhöhe und größerer Basis des Planschiebers kostengünstiger hergestellt und wesentlich besser ausgewuchtet werden kann. PATENTANSPRÜCHE 1. Bohrkopf mit einem an einer Bohrspindel befestigbaren, stimseitig mit einer Abdeckplatte versehenen Grundkörper, in welchem ein Planschieber und ein ein Gegengewicht tragender Auswuchtschieber mittels einer axial angeordneten Stellstange gegenüber der Bohrkopfachse gegenläufig hin und ha verschiebbar angeordnet sind, wobei der Planschieber mit seinem Werkzeugträger durch eine Öffnung in der Abdeckplatte hindurch stimseitig aus dem Bohrkopf axial hervorsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswuchtschieber (13) mittig und dem Planschieber (14) im wesentlichen radial gegenüberliegend angeordnet ist und daß das Gegengewicht (28) im wesentlichen um den Planschieber (14) herum angeordnet und mit dem Auswuchtschieber (13) fest verbunden ist
2. 2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (28) an der dem Planschieber (14) gegenüberliegenden Seite mit dem Aus Wuchtschieber (13) fest verbunden ist *
3. 3. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Grundkörper (2) eine gemeinsame, vorzugsweise radiale, Führung (15) für Planschieber (14) und Auswuchtschieber (13) vorgesehen ist
4. 4. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Planschieber (14) und Auswuchtschieber (13) mit ihren einander zugekehrten Enden (19,20) einander gegenseitig überlappen. -4- AT396661B
5. 5. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Planschieber (14) einen nach außen vorstehenden Fortsatz (27) besitzt, der in einer Ausnehmung (31) des Gegengewichtes (28) gefühlt ist.
6. 6. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß da Planschieber (14) mit seiner vorderen Führungsfläche und das Gegengewicht (28) mit seiner Vorderseite auf Führungsflächen der Abdeckplatte (32) anliegen, die in der gleichen Ebene liegen.
7. 7. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Planschieber (14) mit seiner rückwärtigen Führungsfläche und der Auswuchtschieber (13) samt Gegengewicht (28) mit der Rückseite auf Führungsflächen des Grundkörpers (9) anliegen, die in der gleichen Ebene liegen.
8. 8. Bohrkopf nach einem der Anbrüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (28) kreisringförmig ausgebildet ist.
9. 9. Bohrkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellstange (8) mit zumindest zwei, symmetrisch zur Bohrkopfachse (4) geneigten Führungsbahnen (10) versehen ist, in die am Planschieber (14) bzw. am Auswuchtschieber (13) angeordnete Führungselemente (11,12) spielfrei eingreifen. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-