Automatisch arbeitende Revolverbohrmaschine Die Erfindung betrifft eine automatisch arbeitende Revolverbohrmaschine mit einem Gehäuse, einem An triebsmotor und einer Schalttrommel, in der mehrere Arbeitsspindeln untergebracht sind, und einer Schalt einrichtung, welche die Schalttrommel so dreht, dass jeweils eine Arbeitsspindel in Flucht zu einer Antriebs spindel gelangt, die bei ihrer Bewegung in Achsrichtung an die Arbeitsspindel gekuppelt wird und letztere mit nimmt.
Solche Mehrspindelmaschinen müssen sehr vielseitig einsetzbar sein; mit ihnen müssen nicht nur Arbeits gänge wie Bohren, Aufsenken, Reiben, Gewindebohren, Plansenken, Feinbohren, Einstechen getätigt werden können, sondern es müssen auch verschiedene Materia lien mit sehr unterschiedlich gestalteten Werkzeugen bearbeitet werden können. Dies bedeutet, dass die Ma schine über einen möglichst grossen Drehzahlregelbe reich verfügen soll.
Insbesondere wichtig ist auch, dass die einzelnen Spindeln schnell umgerüstet werden kön nen, wobei gleichzeitig auch Anschläge und Steuerele mente zu verstellen sind, damit die Maschine dem neuen Einsatzzweck angepasst ist und die z. B. vollautomatisch ablaufende Arbeit aufnehmen kann.
Es sind Maschinen bekannt, bei denen das Werk stück auf dem Maschinentisch jeweils unter die in Ein griff zu bringende Spindel geschoben werden muss; da bei senkt sich der ganze Spindelkopf mit allen Spindeln ab.
Bei anderen bekannten Ausführungen kann zwar das Werkstück auf dem Arbeitstisch festgespannt wer den, und die einzelnen Arbeitsspindeln werden zur Ar- beisstelle hingeschwenkt; aber da die einzelnen Spindeln mit verschiedener Drehzahl betrieben werden müssen, ergibt sich getriebetechnisch ein grosser Aufwand.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Revol verbohrmaschine, deren Bohrspindeln innerhalb eines grossen Drehzahlbereiches gefahren werden können, ohne dass komplizierte Schaltgetriebe notwendig sind. Das Werkstück soll in arbeitsgerechter Lage aufspannbar sein und in dieser Lage von sämtlichen Spindeln bear beitet werden können. Die Maschine soll nicht nur kurze Schaltzeiten, hohe Eilgangsgeschwindigkeiten und kurze Umrüstezeiten haben, sie soll insbesondere robust und wenig störanfällig in ihrem Aufbau gehalten sein, und dabei sollen die Herstellungskosten auf ein Mini mum gesenkt werden.
Diese Aufgaben können gemäss der Erfindung da durch gelöst werden, dass die Arbeitsspindeln leicht austauschbar eingesetzt und jeweils mit einem eigenen Getriebe versehen sind.
Es brauchen also nicht alle Bohrspindeln beim Ar beitseinsatz abgesenkt zu werden, sondern vielmehr nur die Bohrspindel, die gerade in Eingriff gebracht werden soll. Nur diese Spindel rotiert, alle anderen Spindeln stehen in der Ruhestellung still. Dadurch, dass die Bohrspindeln geschlossene, auswechselbare Einheiten bilden, die jweils mit einem eigenen Getriebe versehen sind und die relativ schnell austauschbar in die Ma schine eingesetzt werden können, ist eine sehr grosse Variationsbreite in. Hinsicht auf die Drehzahl und die Umrüstungsmöglichkeit gegeben. In die Bohrspindeln können z.
B. einstufige Zahnradgetriebe mit Übersetzun gen von i = 0,5 bis i = 4 eingebaut werden, so dass mit geringstem Aufwand der gesamte Drehzahlbereich vom Bohren bis zum Reiben bzw. Gewindeschneiden zur Verfügung steht.
Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Be schreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Aus- führungsbeispieles. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch den Kopf der Ma schine gemäss der Linie 1-I in Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt dazu senkrecht gemäss der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Bohrspindel, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Bohrspindel, die mit einer Leitpatrone zum Gewindeschneiden ver sehen ist,
Fig. 5 einen Detailschnitt durch die Betätigungs einrichtung des Stellgliedes, Fig. 6 eine Draufsicht von unten auf die Schalt trommel, Fig. 7 einen Detailschnitt gemäss der Linie VII bis VII in Fig. 6, Fig. 8 einen Detailschnitt gemäss der Linie VIII bis VIII in Fig. 6.
Am Gehäuse 1 ist ein Antriebsmotor 2 über einen Bolzen 3 schwenkbar befestigt. Auf seinen Wellenstum mel 4 ist eine Keilriemenstufenscheibe 5 aufgesetzt. Zur Spannung des Keilriemens 6 ist eine von aussen über einen Hebel 7 verstellbare Exzenterscheibe 8 vorgese hen, die an einer mit dem Motor verbundenen Platte 9, die um den Bolzen 3 drehbar ist, angreift. Mit dem Gehäuse 1 ist ein Drehteil 10 verschraubt, das der Lagerung einer Hülse 11 und einer darin geführten Antriebspinole 12 dient. Dazu sind zwei Kugellager 13 vorgesehen, deren Aussenringe sich am Drehteil 10 und deren Innenringe sich an der Hülse 11 abstützen, wobei Distanzteile 14 für den richtigen Abständ sorgen. Schmiermittel wird über Bohrungen 15 zugeführt.
Mit der Hülse 11 durch Schrauben verbunden ist eine zweite Keilriemenstufenscheibe 16, die zusätzlich mit einer zu einer elektromagnetischen Kupplung 17 gehörenden Ma gnetplatte 18 fest verbunden ist. Die Antriebspinole 12 ist in ihrem oberen Teil als Vielkeilwelle ausgeführt, in deren Nuten eine mit der elektromagnetischen Kupplung 17 verbundene Federhülse 19 eingreift. Am Gehäuse 1 ist ein Ausleger 20 angeschraubt, der die Federhülse 19 in zwei Kugellagern 21 lagert.
Auf der Antriebspinole sitzen zwei Radiallager 22, die sich an einem Ausleger 23 eines Stellgliedes 24 ab stützen. In ihrer Lage fixiert werden diese Radiallager 22 nur durch eine Kupplungsglocke 25, die mit der Antriebspinole 12 verstiftet ist, und durch eine Brems scheibe 26, die über eine gesicherte Mutter 27 gegen die Radiallager 22 und die Kupplungsglocke 25 gezo gen ist. Die Bremsscheibe 26 ist durch einen Stift 28 urdrehbar mit der Antriebspinole 12 verbunden. In der Kupplungsglocke 25 sitzt ein Kupplungsteil 29 mit schrägen Auflaufflächen 30.
Parallel zur Antriebspinole 12 verlaufend ist im Gehäuse 1 ein Führungsbolzen 31 eingesetzt, auf dem das Stellglied 24 gleitet. Verschieblich auf dem Stell glied 24, aber zu diesem nicht verdrehbar, sitzt ein Spin delhalter 32, an den ein Arm 33 angeschweisst ist. Das untere Ende dieses Spindelhalters 32 stützt sich gegen eine Feder 34 ab, die an einer Scheibe 35 aufliegt, die über einen Sprengring 36 am Stellglied 24 gehalten ist. Der Arm 33 arbeitet mit einem Anschlag 37 zusammen, der im Gehäuse 1 verstellbar befestigt ist und den Aus leger 23 des Stellgliedes 24 durchdringt.
Der Aufbau einer erfindungsgemässen Bohrspindel 38 ist insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich. In einem Getriebegehäuse 39 -sitzt ein Achsstummel 40, der an seinem freien Ende ein Kupplungsteil 41 mit Klauen trägt, das in das Kupplungsteil 29 der Antriebspinole 12 passt. Der Achsstummel 40 ist im Gehäuse 39 über ein Kugellager 42 gelagert; am unteren Ende ist er mit einem Zahnkranz 43 versehen. Dieser Zahnkranz 43 greift in ein Zahnrad 44, das auf einem Zapfen 45 aufgekeilt ist.
Das einstufige Getriebe wird ergänzt durch ein Zahnrad 46, das ein weiteres, im Gehäuse 39 durch ein Kugellager 47 und im Achsstummel 40 durch ein Nadellager 48 gelagertes Zahnrad 49 antreibt. Das Zahnrad 49 schliesslich treibt eine Arbeitsspindel 50 an, die an einer Lagerhülse 51 über Nadellager 52 und Drucklager 53 geführt ist. Die Lagerhülse 51 ist unter Passsitz mit dem Gehäuse 39 verschraubt. Die Bohr spindelachse 54 ist mit der Achse der Arbeitsspindel 50 und der Achse des Achsstummels 40 identisch. Das Getriebe 55 im Getriebegehäuse 39 kann als über-,und Untersetzung ausgebildet sein, auch mehrstufige Ge triebeausbildungen sind möglich.
Es charakterisiert zu sammen mit dem von der Arbeitsspindel übertragbaren Drehmoment die jeweilige Bohrspindel. Am Achsstum mel 40 ist noch eine Haltebuchse 56 angebracht, die mit dem Gehäuse 39 verschraubt ist und die auf einer Seite einen übergriff 57 aufweist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist in die Bohrspindel 38 eine Leitpatrone 58 eingesetzt, mit der über eine Leitschraube 59 Gewinde genau geschnitten werden können. Die Arbeitsspindel 50 greift dabei in eine in der Lagerhülse 51 gelagerte Gewindespindel 60 ein, in der unmittelbar das Werkzeug aufgenommen wird. Leitpatrone 58 und Leitschraube 59 sind leicht auswechselbar. Auf der Gewindespindel 60 ist, in axia ler Richtung festgehalten, ein Mutnehmer 61 über ein Kugellager 62 drehbar gelagert, so dass er ohne Dreh bewegung mit der Gewindespindel 60 zusammen axiale Bewegungen ausführen kann.
Der Mutnehmer 61 greift in ein Gestänge 63 ein, an dem verschiedene Schalt nocken 64 einstellbar befestigt sind. Diese Schaltnok- ken 64 arbeiten mit Endschaltern 65 bis 68 zusam men, die den Arbeitsablauf beim Gewindeschneiden steuern. Sie sind für den Eilgang, den Arbeitsgang, die Drehrichtungsumkehrung und den Eilgang zurück der Bohrspindel 38 zuständig. Am Getriebegehäuse 39 der Bohrspindel 38 sind noch Anschläge 69, 70 befestigt. Der Anschlag 70 mit einem feststellbaren Nocken 71 arbeitet zusammen mit einem Endschalter 72, der den Eilvorschub abschaltet.
Der Anschlag 69 ist in einem Ausleger 73 schraub- und festklemmbar. Er betätigt einen Endschalter 74, der über ein Zeitrelais die Bewe gung der Bohrspindel 38 nach unten beendet. Dabei gelangt die Stirnseite des Anschlages 69 auf der Stirn seite eines Festanschlages 75 zur Anlage.
Parallel zur Antriebspinole 12 und zum Führungs bolzen 31 ist im Gehäuse 1 eine Trägerwelle 76 be festigt. Auf dieser Trägerwelle 76 ist eine Führungs hülse 77 gelagert, die mit einer Schalttrommel 78 fest verstiftet und verschraubt ist.
Diese Schalttrommel 78 führt in Büchsen 79 die Bohrspindeln 38, die sich zwar axial bewegen, aber nicht in den Büchsen 79 drehen können. Auf der Innenseite sind in die Schalttrommel 78 Schlitze 80 eingefräst, in die ein Doppelhebel 81 mit Rollen 82 eines Malteserkreuzes eingreifen kann.
Der Doppelhebel 81 sitzt auf einer Spindel 83, die im Gehäuse 1 drehbar gelagert ist. über einen Keil 84 urdrehbar mit der Spindel 83 verbunden, sitzen auf dieser ein Schaltnocken 85 und ein Kettenrad 86, das über eine Kette 87 mit dem Antriebsrad 88 eines Ge triebemotors 89 verbunden ist. Dieser Getriebemotor 89 ist an das Gehäuse 1 angeflanscht. Auf einem Bol zen 90 ist ein mehrarmiger Hebel 91 gelagert, an dem eine Drehrolle 92 angebracht ist, die mit dem Schalt nocken 85 zusammenarbeitet.
Ein freies Ende des He bels 91 greift in einen Justierstift 93 ein und bewegt diesen in radialer Richtung zur Schalttrommel 78. Der Justierstift 93 greift in eine Büchse 94 ein, um die Schalttrommel 78 zu indexieren. Der Schaltnocken 85 ist so ausgebildet, dass die Indexierung freigegeben wird, wenn die Rolle 82 des Doppelhebels 81 in einen Schlitz 80 eingreift.
Auf der Trägerwelle 76 sitzt noch ein Ring 95, der die Aufgabe hat, die Bohrspindeln 38 in ihrer axia len Lage zu halten, sobald sich diese nicht in der Ar beitsstellung befinden. Arbeitsstellung ist die Stellung, bei der die Bohrspindelachse 54 unter der Achse 96 der Antriebsphiole 12 liegt. Die der Arbeitsstelle zu geordnete Stelle des Ringes 95 ist mit einem Ausschnitt 97 versehen, so dass in dieser Stellung die Bohrspindel eine axiale Bewegung durchführen kann. In diesem Fall wird sie gehalten vom Arm 33 des Spindelhalters 32, der den Übergriff 57 unterhakt (Fig. 1). Die Schalttrommel 78 ist mit ihrem äusseren Umfang über ein Nadellager 98 am Gehäuse 1 gelagert.
Auf die Schalttrommel 78 ist auf der Unterseite eine Platte 99 aufgeschraubt, in die den Bohrspindeln zugeordnete Taststifte 100 ein geschraubt sind. Die Trägerwelle 76 durchdringt die Schalttrommel 78; an ihrem stirnseitigen Ende sind End- schalter 101, 102 angebracht, die mit den Taststiften 100 zusammenwirken.
Zur Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit ist jeder Bohrspindel 38 ein Verschiebegleiter 103 zugeord net, der auf der Unterseite der Schalttrommel 78 an geschraubt ist. Der Verschiebegleiter<B>103</B> weist einen hammerförmigen Einsatz 104 auf, der durch eine Feder 105 nach aussen gedrückt wird und durch ein Klemm stück 106 über eine Schraube 107 feststellbar ist. Eine Drehbewegung des Einsatzes 104 wird durch eine Schraube 108 unterbunden. Die Stirnseite des Einsatzes 104 kommt an einem mit einer Rolle 109 ausgestatteten Hebel 110 zur Anlage, der mit einer Achse 111 ver- stiftet ist.
Die Achse 111 ist im Gehäuse 1 über Ku gellager 112 gelagert. Am freien Ende der Achse 111 sitzt ein Hebel 113, der so lang ist, dass er aus dem Gehäuse 1 ragt. Dieser Hebel 113 beeinflusst das Ge stänge 114 eines Mengenreglers 115. Am Hebel<B>113</B> ist ein Zeiger 116 befestigt, der über eine Skala 117 am Gehäuse 1 gleitet. Ist die Schraube 107 los und wird der Hebel<B>113</B> bewegt, so folgt der Einsatz 104 unter Wirkung der Feder 105 dem Hebel 110. An gewünsch ter Stelle, d. h., wenn also die Vorschubgeschwindigkeit das entsprechende Mass erreicht hat, wird die Schraube 107 angezogen und der Einsatz 104 festgestellt.
Das Stellglied 24 wird bewegt durch einen Arbeits kolben 118, der in einen Zylinder 119, der mit dem Gehäuse 1 verschraubt ist, geführt ist. Die Verbindung zwischen dem Arbeitskolben 118 und dem Stellglied 24 wird durch einen Stift 120 hergestellt. Am Stellglied 24 ist ein Fortsatz 121 angeordnet, an dem Anschläge 122 angebracht sind. Diese Anschläge arbeiten zusammen mit Endschaltern 123, die am Gehäuse 1 befestigt sind. Die Maschine arbeitet wie folgt: Beim Einschalten der Maschine läuft der Antriebs motor 2, die Pumpe für das Hydraulikmittel, und die Stromwege für die Steuerung liegen unter Spannung.
Eine der Spindeln 38 befindet sich in Arbeitsstellung, d. h. in der Stellung, in der die Antriebspinole 12 in Achsrichtung der Arbeitspindel 50 liegt und in der der Ring 95 seinen Ausschnitt 97 trägt (Spindel 38' - in Fig. 2). Bei der Betätigung eines Schalters wird von einem Ventil das Drucköl freigegeben, das über den Arbeitskolben 118 strömt. Dadurch bewegt sich dieser nach unten, und über den Stift 120 wird das Stellglied 24 mitgenommen. Der Ausleger 23 des Stellgliedes 24 nimmt auch die Antriebspinole 12 mit, die schliesslich mit ihrem Kupplungsteil 29 in den Kupplungsteil 41 der Bohrspindel 38' einfährt.
Bei der Abwärtsbewegung des Stellgliedes 24 wird über einen der Anschläge 122 ein Schaltteil des Endschalters 123 gedrückt; damit wird der Eilvorlauf der Bohrspindel zum Werkstück hin be wirkt. Gleichzeitig wird über einen der Anschläge 122 an einem anderen Schaltteil des Endschalters 123 der Stromkreis für die Elektromagnetkupplung 17 geschlos sen, so dass von der Keilriemenstufenscheibe 16 über die Elektromagnetkupplung 17 ein Drehmoment an die Antriebspinole 12 und damit an die Arbeitsspindel 50 der Bohrspindel 38' abgegeben wird. Sobald der An schlagnocken 71 des Anschlages 70 den Endschalter 72 erreicht, wird der Eilvorlauf abgeschaltet, und die Bohr spindel bewegt sich weiter mit dem Arbeitsvorlauf ent sprechender Geschwindigkeit.
Abgeschaltet wird die Ab wärtsbewegung durch den Arbeitsanschlag 69, der zu nächst den Endschalter 74 betätigt. Dieser wirkt über ein Zeitrelais, so dass die Stirnseite des Anschlages 69 auf den Festanschlag 75, der kurz unterhalb des End- schalters 74 angeordnet ist, aufläuft. Dann beginnt der Eilrücklauf. Das Stellglied 24 mit dem Spindelhalter 32 geht nach oben. Dabei schlägt der Arm 33 des Spindel halters 32 am Anschlag 37 an und wird in dieser Stel lung festgehalten, während das Stellglied 24 und damit die Antriebspinole 12 weiter nach oben laufen. Auf diese Weise entkuppeln sich die Kupplungsteile 29 und 41.
Beim Erreichen des Endschalters 123 wird die elektromagnetische Kupplung abgeschaltet, und die an einem Bolzen 124 zur Anlage kommende Bremsscheibe 26 wird zusammen mit der Antriebspinole 12 abgebremst. Der Bolzen 124 wird durch eine Feder 125 nach unten gedrückt.
Der Endschalter 123 bewirkt auch noch, dass un mittelbar im Anschluss an die Aufwärtsbewegung des Stellgliedes 24 und damit der Bohrspindel 38' der Ge triebemotor 89 eingeschaltet wird, der über die Kette 87 den Doppelhebel 81 dreht. Kurz bevor die Rolle 82 des Hebels 81 in den Schlitz 80 der Schalttrommel 78 einläuft, wird die Rolle 92 des Hebels 91 durch den Schaltnocken 85 abgedrückt, so dass über das freie Ende des Hebels 91 der Justierstift 93 zurückgezogen wird. Beim Eingriff des Doppelhebels 81 wird dann die Schalttrommel 78 z. B. im Uhrzeigersinn um einen Schritt, z. B. um 60 , gedreht.
Die Bohrspindel 38' läuft dabei mit ihrem Getriebegehäuse 39 auf den Ring 95 auf und wird dadurch gehalten, während die nächste Bohrspindel 38" mit dem Übergriff 57 der Haltebuchse 56 über den Arm 33 des Spindelhalters 32 gelangt und dadurch in axialer Richtung festgehalten wird. Die Be wegung des Doppelhebels 81 wird beendet, indem der nicht in Eingriff stehende Hebelarm an einem Endschal- ter zur Anlage kommt, der den Getriebemotor 89 ab schaltet. Nunmehr beginnt der geschilderte Vorgang für die neue Spindel 38" in der gleichen Weise wie es bei der Spindel 38' der Fall war.
Dabei ist zu beachten, dass das Ende des Eilvorlaufes und die Grösse des Ar beitshubes an dieser neuen Spindel 38" von vorneherein durch die Anschläge 69, 70 festgelegt sind. Darüber hinaus ist auch die Geschwindigkeit der Vorläufe fest gelegt durch den der Spindel 38" entsprechenden Ver schiebegleiter 103, der auf den Mengenregler<B>115</B> ein wirkt. Wenn eine Aufnahme in der Schalttrommel 78 nicht von einer Bohrspindel besetzt ist, so ist auch der dieser Aufnahme entsprechende Taststift 100 weggelas sen.
Der Endschalter<B>1.01</B> wird daher nicht gedrückt, und der Endschalter 126 unterbricht in diesem Falle den Lauf des Getriebemotors 89 nicht, so dass die Schalttrommel 78 automatisch weitergeschaltet wird, bis schliesslich wieder eine Bohrspindel in die Arbeitsstel lung einläuft.