Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art zu entwickeln, mit welcher auf die Vorschubgeschwindigkeit
beim Bohrschritt und beim Schneidschritt mit einfachen Mitteln Einfluss
genommen werden kann.
Diese
Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1 erfindungsgemäß durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten
Merkmale sind vorteilhafte Ausführungen
und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Herstellung eines Innengewindes mittels eines Kombibohrers umfasst
einen Drehantrieb, der auf eine Spindel wirkt, einen unsynchronisierten
Vorschubantrieb, der wenigstens in einem Bohrschritt auf die Spindel
einwirkt und einen synchronisierten Vorschubantrieb, der vom Drehantrieb
antreibbar und diesem über
eine Kupplung zuschaltbar ist, wobei der synchronisierte Vorschubantrieb
in einem Schneideschritt auf die Spindel einwirkt. Hierdurch ist
es möglich,
mit nur einem einfachen Drehantrieb eine zweistufig arbeitende Vorrichtung
zu betreiben, wobei der Drehantrieb in der ersten Stufe, dem Bohrschritt,
die Drehung des Kombibohrers bewirkt und in der zweiten Stufe, dem
Schneideschnitt, die Drehung und den Vorschub des Kombibohrers bewirkt,
wobei der unsynchronisierte Vorschubantrieb als Pneumatikzylinder
oder Hydraulikzylinder oder hydropneumatischer Zylinder ausgebildet
ist, wobei der synchronisierte Vorschubantrieb als Spindelantrieb
ausgebildet ist, der im Wesentlichen aus einer Vorschubspindel und einer
Vorschubmutter besteht, wobei der Spindelantrieb des synchronisierten
Vorschubantriebs mit einem unteren Ende der Vorschubspindel in einer
Kolbenstange eines Ölbremszylinders
befestigt ist. Weiterhin ist es möglich, beispielsweise auf eine
aufwendige Druckregelung für
einen als Vorschubantrieb eingesetzten Pneumatikzylinder zu verzichten.
Dies bedeutet, der für
den Vorschub zuständige
Pneumatikzylinder kann ohne Anpassung an die Pneumatikversorgung
einer Maschine, welcher die Vorrichtung zugeordnet ist, angeschlossen
werden. Unter einem Kombibohrer im Sinne der Erfindung ist ein Bohrer
zu verstehen, der in einem ersten, von der Bohrerspitze in Richtung
des Bohrerschafts verlaufenden Abschnitt als Bohrer ausgebildet
ist und in einem zweiten, dem Bohrabschnitt folgenden Abschnitt
als Gewindeschneider ausgebildet ist. Der Kombibohrer erlaubt die
Schritte Kernlochbohren und Gewindeschneiden ohne Werkzeugwechsel
auszuführen.
Eine
vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, den
unsynchronisierten Vorschubantrieb durch einen pneumatisch, hydraulisch oder
hydropneumatisch angetriebenen Zylinder auszuführen. Somit lässt sich
der unsynchronisierte Vorschubantrieb durch günstige Standardbauteile verwirklichen,
die an vorhandene Versorgungssysteme, wie z.B. ein Druckluftsystem
anschließbar
sind. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach
in Bearbeitungsstationen oder -straßen zu integrieren. Unter einem
unsynchronisierten Vorschubantrieb im Sinne der Erfindung ist ein
Vorschubantrieb zu verstehen, der unabhängig von der Drehzahl der Spindel,
auf die er einwirkt, arbeitet.
Gemäß einer
besonderen Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes ist es vorgesehen, den synchronisierten Vorschubantrieb
insbesondere als Spindelantrieb auszubilden, der aus einer Vorschubspindel
bzw. Leitspindel und einer Vorschubmutter bzw. Leitpatrone aufgebaut
ist. Eine derartige Ausbildung des synchronisierten Vorschubantriebs
ist kostengünstig
und erlaubt durch ein Auswechseln des Spindelantriebs die Einstellung
der Vorrichtung auf unterschiedliche Gewindeabmessungen bzw. Gewindesteigungen.
Unter einem synchronisierten Vorschubantrieb im Sinne der Erfindung
ist ein Vorschubantrieb zu verstehen, bei dem der Vorschub von der Umdrehungszahl
der Vorschubspindel abhängig
ist bzw. bei dem die Umdrehungszahl der Spindel vom Vorschub bestimmt
ist. Weiterhin ist es auch vorgesehen, statt des Spindelantriebs
einen Zahnradantrieb mit Wechselrädern einzusetzen, der ebenfalls eine
Einstellung auf unterschiedliche Gewindeabmessungen erlaubt.
Eine
zweckmäßige Ausgestaltung
des Erfindungsgegenstandes sieht vor, die Kupplung, welche den synchronisierten
Vorschubantrieb mit dem Drehantrieb verbindet, als automatisch ein-
und auskuppelbare Kupplung vorzusehen. Hierdurch ist es möglich, den
Kupplungsvorgang über
die Maschinensteuerung zu regeln, wobei insbesondere der Einsatz
einer elektromagnetischen Kupplung eine einfache Anbindung an eine
elektrische bzw. elektronische Maschinensteuerung erlaubt.
Schließlich sieht
eine weitere Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung vor, den
synchronisierten Vorschubantrieb neben oder in Verlängerung der
Spindel anzuordnen. Hierdurch ist es möglich, die Vorrichtung individuell
auf die Gegebenheiten anzupassen. Eine Hintereinanderschaltung von
Spindel und synchronisiertem Vorschubantrieb erlaubt eine längliche
Bauform der Vorrichtung. Bei einer solchen Anordnung liegen die
Spindel, an der der Kombibohrer angeordnet ist, und die Vorschubspindel
auf einer gemeinsamen Achse. Durch eine parallele Anordnung der
Bauteile ist eine kurze, gedrungene Bauform realisierbar.
Eine
Modifikation des Erfindungsgegenstandes sieht vor, die Verfahrwege
der Vorschubantriebe durch mechanische Anschläge und/oder mechanische und/oder
elektrische Endschalter zu begrenzen. Hierdurch ist mit einfachen
Mitteln eine Überwachung
der einzelnen Arbeitsschritte durch eine Steuerung möglich.
Erfindungsgemäß wird weiter
vorgeschlagen, den Drehantrieb für
die Spindel als indirekten Antrieb oder als direkten Antrieb auszuführen. Hierdurch
ist es wiederum möglich,
auf die Bauform der Vorrichtung Einfluss zu nehmen.
Gemäß einer
Modifikation des Erfindungsgegenstandes ist es vorgesehen, die Kolbenstange
des für
den unsynchronisierten Vorschub eingesetzten Zylinders als hohle,
rohrförmige
Kolbenstange auszuführen,
durch welche die Spindel geführt
ist. Hierdurch wird besonders wenig Bauraum benötigt und der vom Zylinder ausgeübte Druck
kann annähernd momentfrei
auf die Spindel übertragen
werden.
Eine
weitere Modifikation des Erfindungsgegenstandes sieht vor, die Spindel über die
hohle Kolbenstange an einer feststehenden Grundplatte zu lagern.
Hierdurch ist es möglich,
die Lagerung des Zylinders doppelt zu nutzen und somit Bauraum zu
sparen.
Schließlich ist
es vorgesehen, den Drehantrieb und die Spindel mittels der Vorschubantriebe
relativ zu der feststehenden Grundplatte zu verfahren. Hierdurch
ist eine zentrale Aufhängung
der Vorrichtung an der Grundplatte möglich.
Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben.
In 1 ist
eine Seitenansicht einer Vorrichtung 1 in teilweise geschnittener
Darstellung abgebildet. Die Vorrichtung 1 besteht im Wesentlichen
aus einer ortsfest angeordneten Grundplatte 2, einem unsynchronisierten Vorschubantrieb 3,
einer Bremsvorrichtung 4, einem synchronisierten Vorschubantrieb 5,
einem Drehantrieb 6 für
eine Spindel 7, einer Kupplung 8, einer Führung 9 und
einem Antriebsgehäuse 10.
Der unsynchronisierte Vorschubantrieb 3 ist als Zylinder 11 mit
einem Zylindergehäuse 12 und einer
hohlen Kolbenstange 13 ausgebildet. Mit einem ersten Ende 14 ist
das Zylindergehäuse 12 an
der ortsfesten Grundplatte 2 angeflanscht. Die hohle Kolbenstange 13 steht
mit einem oberen Ende 15 in fester Verbindung mit dem Antriebsgehäuse 10.
An einem unteren Ende 16 der hohlen Kolbenstange 13 ist eine
Muffe 17 befestigt, in der die Spindel 7 bzw.
ein mit der Spindel 7 drehfest verbundenes Spannfutter 18 drehbar
gelagert ist. Zusammen mit der Kolbenstange 13 ist die
Spindel 7 in Richtungen x bzw. x' durch das Zylindergehäuse 12 bewegbar.
Bei einer Bewegung der Kolbenstange 13 werden somit auch das
Antriebsgehäuse 10 und
die damit in Verbindung stehenden Bauteile bewegt. An der Grundplatte 2 ist weiterhin
die Führung 9 angeordnet,
welche zur Stabilisierung der Vorrichtung dient. Die Führung 9 ist am
Antriebsgehäuse 10 fest
angeordnet und in der Grundplatte 2 in Richtung der Pfeile
x, x' verschiebbar
geführt.
Die Bremsvorrichtung 4 ist als Ölbremszylinder 19 ausgebildet
und unverschiebbar an der Grundplatte 2 gelagert. Eine
Kolbenstange 20 des Ölbremszylinders 19 ist über eine
Flanschplatte 21 an der Führung 9 abgestützt, wobei
die Abstützung über ein
auf der Führung 9 laufendes
Kugellager 22 erfolgt. Die Spindel 7 ist von dem
Drehantrieb 6 angetrieben. Der Drehantrieb 6 wird
im Wesentlichen von einem Elektromotor 23 gebildet, welcher über eine
Antriebsscheibe 24 und einen Riemen 25 eine drehfest
mit der Spindel 7 verbundene Antriebsscheibe 26 antreibt.
Die Antriebsscheiben 24, 26 und der Riemen 25 sind
im Antriebsgehäuse 10 angeordnet. Der
Elektromotor 23 ist an dieses angeflanscht. Unterhalb der
Antriebsscheibe 26 ist die Kupplung 8 angeordnet.
Die Kupplung 8 ist drehfest mit der Spindel 7 verbunden
und treibt im geschalteten Zustand eine Antriebsscheibe 27 an.
Diese treibt über
einen Riemen 28 eine weitere Antriebsscheibe 29 an.
Die Antriebsscheibe 29 steht in Verbindung mit dem synchronisierten
Vorschubantrieb 5, der als Spindelantrieb 30 ausgebildet
ist und im Wesentlichen aus einer Vorschubspindel 31, einer
Vorschubmutter 32 und einer Spindelführung 33 besteht.
Die Antriebsscheibe 29, die Spindelführung 33 und die Vorschubmutter 32 sind
drehfest miteinander verbunden und im Antriebsgehäuse 10 über Kugellager 34, 35 frei drehbar
gelagert. Die Vorschubspindel 31 und die Vorschubmutter 32 stehen über ein
Gewinde 36 miteinander in Verbindung. Mit einem unteren
Ende 37 ist die Vorschubspindel 31 in der Kolbenstange 20 des Ölbremszylinders 19 befestigt.
Bei sich drehender Spindel 7 bewirkt ein Einschalten der
elektromagnetischen Kupplung 8 eine Mitnahme der Antriebsscheibe 27 und
somit über
den Riemen 28 eine Drehung der Antriebsscheibe 29,
die wiederum zu einer Drehung der Vorschubmutter 32 führt. Eine
Rotation der Vorschubmutter 32 bewirkt über das Gewinde 36 abhängig von
der Drehrichtung der Vorschubmutter 32 ein Verfahren der
sich nicht drehenden Vorschubspindel 31 in die Richtung
x bzw. in die Richtung x'. Die
Verfahrbewegung ist hierbei abhängig
von der Zahl der Umdrehungen, welche die Vorschubmutter 32 macht,
bzw. abhängig
von der Steigung des Gewindes 36 der Vorschubmutter 32 und
der Vorschubspindel 31.
In 2 ist
die Vorrichtung 1 in vereinfachter, schematischer Darstellung
in drei verschiedenen Stellungen I, II und III abgebildet. Hierbei
liegt die Grundplatte 2 in jeder der Stellungen I bis III
auf einem einheitlichen Niveau N. Die Stellung I zeigt die Vorrichtung 1 in
einer Grundstellung vor dem Beginn eines Bohrschritts. In dieser
Stellung steht ein in ein Bohrfutter bzw. eine Spannzange 38 eingespannter Kombibohrer 39 auf
einer Höhe
H1. In der Stellung II ist die Vorrichtung 1 in
einer Position zu sehen, in welcher der Bohrschritt beendet ist
und der Kombibohrer 39 auf einer Höhe H2 steht.
Aus der Differenz der Höhen
H2 und H1 ergibt
sich eine Bohrtiefe b. In der Stellung III ist die Vorrichtung 1 in
einer Position dargestellt, in welcher der Schneideschritt beendet ist
und der Kombibohrer 39 auf einer Höhe H3 steht. Aus
der Differenz der Höhen
H3 und H2 ergibt
sich eine Schneidtiefe s. Aus der Differenz der Höhen H3 und H1 ergibt sich
eine Arbeitstiefe a der Vorrichtung 1. An der Grundplatte 2 der
Vorrichtung 1 sind zwei in den Pfeilrichtungen x bzw. x' verstellbare Anschläge 40, 41 angeordnet.
Diese wirken mit dem Grundgehäuse 10 bzw.
der Flanschplatte 21 zusammen. Ein Verfahren der Vorrichtung 1 aus
der Stellung I in die Stellung II erfolgt durch eine Bewegung der
Kolbenstange 13 in Pfeilrichtung x. Mit der Kolbenstange 13 bewegt
sich die Spindel 7 und das Antriebsgehäuse 10 mit den darin
und daran angeordneten Bauteilen in die Pfeilrichtung x. Dies bewirkt
ein Verfahren des Kombibohrers 39 um die Wegstrecke b und über die Vorschubspindel 31 ein
Einschieben der Kolbenstange 20 in den Ölbremszylinder 19.
Die Verfahrbewegung aus der Stellung I in die Stellung II wird durch das
Auftreffen der Flanschplatte 21 auf den Anschlag 41 beendet.
Das Verfahren der Vorrichtung 1 aus der Stellung II in
die Stellung III wird mit Hilfe des synchronisierten Vorschubantriebs 5 realisiert.
Durch Zuschalten der Kupplung 8 erfolgt eine Übertragung der
Rotation der Spindel 7 über
die Antriebsscheiben 27, 29 auf die Vorschubmutter 32,
die eine Bewegung der Vorschubspindel 31 in die Pfeilrichtung
x' bewirkt. Durch
diese Bewegung wird das Antriebsgehäuse 10 mit den darin
und daran angeordneten Bauteilen in Pfeilrichtung x zur Grundplatte 2 hin
gezogen. Dies bewirkt eine weitere Verschiebung der Kolbenstange 13 des
Zylinders 11 in die Pfeilrichtung x, die auch durch eine
Beaufschlagung des Zylinders 11 unterstützt sein kann. Ein Herausfahren
des Kombibohrers 39 aus einem nicht dargestellten Werkstück erfolgt
in umgekehrter Reihenfolge der Schritte I, II und III. Selbstverständlich ist
es hierzu erforderlich, die Drehrichtung der Spindel 7 umzukehren.