DE10355057B4

DE10355057B4 - Innenräummaschine

Info

Publication number: DE10355057B4
Application number: DE10355057A
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Shimasaku; Chiaki Uwai
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Subaru Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2023-11-26
Also published as: DE10355057A1; JP4119771B2; JP2004255523A; US7021874B2; US20040165962A1

Abstract

Innenräummaschine mit
einem Räumwerkzeug (8) mit einem vorderen Schaft oder Ziehende und einem hinteren Schaft oder Nachführende, wobei das Ziehende mit einer schrägen Oberfläche (81) ausgebildet ist und Eingriffsnuten (36) aufweist, die an entgegengesetzten Seiten des Ziehendes ausgebildet sind und jeweils schräge Oberflächen (36') aufweisen,
einem Ziehkopf (100) und einem Rückführkopf (101) zum jeweiligen Festhalten des Ziehendes und des Nachführendes, wobei der Ziehkopf (100) mit einer schrägen Innenfläche (44) ausgebildet ist, die zu der schrägen Oberfläche (81) des Ziehendes des Räumwerkzeugs (8) komplementär ist,
einem Mittel (7, 11'; 14, 14', 21, 36, 36') zum festen Verbinden des Räumwerkzeugs (8) zwischen dem Ziehkopf (100) und dem Rückführkopf (101), indem die schräge Oberfläche (81) des Räumwerkzeugs (8) gegen die schräge Innenfläche (44) des Ziehkopfes gedrückt wird, und
einem Ziehmechanismus (14, 21, 14'; 36, 36') zum Ziehen des Räumwerkzeugs (8) zum Ziehkopf (100), wobei...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Innenräummaschine mit einem Räumwerkzeug. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Innenräummaschine, die einen Zwischenraum zwischen einem Räumwerkzeug bzw. einer Räumnadel oder einem Räumdorn und einem Ziehkopf zum Festhalten eines vorderen Schafts oder eines Ziehendes des Räumwerkzeugs sowie einen Spalt zwischen dem Räumwerkzeug und einem Nachführkopf zum Festhalten eines hinteren Schafts oder Nachführ-Endes des Räumwerkzeugs eliminiert, wodurch die Genauigkeit der konzentrischen Ausrichtung des Räumwerkzeugs bzw. der Räumnadel und der Köpfe bei einem Räumvorgang verbessert werden.
Beim Innenflächenräumen unter Verwendung eines Räumwerkzeugs ist ein Ziehkopf, wie er in JP-A-6 126526 gezeigt ist, herkömmlicherweise zum Halten eines Ziehendes des Räumwerkzeugs verwendet worden. 13 zeigt einen solchen Ziehkopf. Dieser Ziehkopf hat einen Körper 51, der mit einem Einsetzloch 54 für ein Räumwerkzeug-Ziehende 50 und vier radial um eine Achse des Körpers 51 angeordneten Klauenelementen 52 versehen ist. Die Klauenelemente 52 können in das Einsetzloch 54 hineinbewegt werden.
Im Betrieb wird das Räumwerkzeug-Ziehende 50 in das Einsetzloch 54 des Ziehkopfes eingesetzt. Dann wird eine am Ziehkopf angebrachte Hülse 53 zum Vorderende des Körpers 51 verschoben und ein nach innen vorstehender Abschnitt 53a der Hülse 53 drückt die Klauenelemente 52 in Anlage gegen einen Abschnitt 56 reduzierten Durchmessers des Räumwerkzeug-Ziehendes 50. Infolgedessen wird das Räumwerkzeug-Ziehende 50 durch die Klauenelemente 52 im Einsetzloch 54 gegriffen und damit im Körper 51 gehalten. Die Bezugsziffer 55 bezeichnet eine Feder, welche die Hülse 53 zurückdrückt.
Wenn bei diesem herkömmlichen Ziehkopf die Klauen elemente 52 mit dem Abschnitt 56 reduzierten Durchmessers des Räumwerkzeug-Ziehendes 50 in Eingriff kommen, besteht ein axiales Spiel oder ein Zwischenraum zwischen dem Abschnitt 56 reduzierten Durchmessers und den Klauenelementen 52. Ferner besteht bei eingesetztem Räumwerkzeug ein radiales Spiel oder Zwischenraum zwischen dem Abschnitt 56 reduzierten Durchmessers, den Klauenelemente 52 und dem nach innen vorstehenden Abschnitt 53a der Hülse 53. Somit ist das Räumwerkzeug lose bewegbar, wenn der Ziehkopf das Räumwerkzeug festklemmt.
Das axiale Spiel zwischen dem Abschnitt 56 reduzierten Durchmessers und den Klauenelementen 52 verschwindet, wenn das Räumwerkzeug-Ziehende 50 vom Körper 51 nach unten gezogen wird. Bei dem obigen Vorgang oder während eines Räumvorgangs bewegt sich jedoch das Räumwerkzeug-Ziehende 50 axial oder vibriert relativ zum Körper 51, was die Bearbeitungsgenauigkeit und eine Lebensdauer des Räumwerkzeugs nachteilig beeinflusst. Bei dem herkömmlichen Ziehkopf ist es daher nicht möglich, eine korrekte Positionierung zwischen dem Räumwerkzeug und dem Ziehkopf in der Axial- und Radialrichtung herzustellen.
Ferner hält der herkömmliche Ziehkopf das Räumwerkzeug-Ziehende 50 nicht in einer Richtung seiner Drehung.
Ein herkömmliches Verfahren zum Einschränken einer Drehbewegung eines Räumwerkzeugschafts umfasst, wie in 14 gezeigt ist, das Ausbilden einer flachen bzw. ebenen Fläche 61 an einem Räumwerkzeug-Ziehende 60 und eines Stiftschlitzes 64 in einem Körper 62. Nachdem das Räumwerkzeug-Ziehende 60 eingesetzt ist, wird in den Stiftschlitz 64 in dem Körper ein Stift 63 unter Verwendung eines geeigneten Mittels eingesetzt, um eine Drehung des Räumwerkzeug-Ziehendes 60 zu verhindern. Da jedoch eine vorbestimmte Toleranz bei der Bearbeitung erforderlich ist, ergibt sich notwendigerweise ein Spiel bzw. Zwischenraum 65 in der Drehrichtung. Wenn während eines Räumvorgangs das Räumwerkzeug-Ziehende 60 von dem Körper 62 nach unten gezogen wird, bewegt sich infolgedessen das Räumwerkzeug-Ziehende 60, oder es vibriert in der Drehrichtung relativ zum Körper 62.
Der herkömmliche Ziehkopf weist Spiele oder Zwischenräume zwischen sich und einem Räumwerkzeug in den Radial-, Axial- und Drehrichtungen auf, wie oben beschrieben wurde. Somit führt das Räumwerkzeug bei einem Bearbeitungsgang einen Schneidvorgang aus, während es der Genauigkeit des vorangehenden Bearbeitungsgangs an einem Werkstück in den Radial- und Drehrichtungen folgt. In der Axialrichtung wird infolge einer Schneidlast der Abschnitt reduzierten Durchmessers des Räumwerkzeugs in engem Kontakt mit den Klauenelementen des Ziehkopfes gehalten.
Ferner bestehen auch Spiel und Bearbeitungstoleranzen in Radial-, Axial- und Drehrichtungen zwischen dem Räumwerkzeug und dem herkömmlichen Rück- bzw. Nachführkopf zum Einspannen eines Folge- bzw. Nachführendes des Räumwerkzeugs. Daher wird bei der Bearbeitung das Räumwerkzeug in den Radial- und Drehrichtungen verkantet, wie oben beschrieben wurde, und auch in der Axial- oder Vertikalrichtung besteht ein Spiel. Vom herkömmlichen Aufbau ist also nicht zu erwarten, dass er die Räumgenauigkeit verbessert, und er hat eine nachteilige Auswirkung auf die Lebensdauer des Räumwerkzeugs.
Wie oben beschrieben wurde, bewegt sich bei der herkömmlichen Maschine das Räumwerkzeug während eines Räumvorgangs aus seiner Bahn und folgt der Genauigkeit des vorangehenden Bearbeitungsgangs, der vor dem Räumvorgang an einem Werkstück ausgeführt wurde, und es kann kein korrektes Schneiden bzw. Abspanen durch das Räumwerkzeug erwartet werden.
Aus der US 4859125 A ist eine Innenräummaschine mit einem Räumwerkzeug, einem Ziehkopf, einem Rückführkopf und einem Mittel zum festen Verbinden des Räumwerkzeugs zwischen dem Ziehkopf und dem Rückführkopf bekannt. Die feste Verbindung bzw. Klemmung des Räumwerkzeugs erfolgt über eine in einem Schaft des Räumwerkzeugs ausgebildete längliche Nut mit schrägen Oberflächen an entgegengesetzten Enden. Zur Klemmung des Räumwerkzeugs sind an einem Ziehkopf ein Paar in Axialrichtung des Räumwerkzeugschafts versetzte Klauen mit jeweiligen schrägen Oberflächen vorgesehen, die mittels einer verschiebbaren Hülse in die Nut hinein bewegt werden können und dabei im Eingriff mit den jeweiligen schrägen Oberflächen der Nut kommen, um den Schaft des Raumwerkzeugs ohne Spiel in der Axialrichtung zu fixieren.
Aus der DE 3134038 A1 ist eine Innenräummaschine mit selbsttätigem Werkzeugwechsler bekannt.
Die US 5252012 A beschreibt eine weitere Innenräummaschine, bei der die Klemmung des Schafts des Räumwerkzeugs durch zwei Sätze von radial beweglichen Klemmkörpern erfolgt, die in Axialrichtung voneinander beabstandet sind und mit jeweiligen axial beabstandeten schrägen Oberflächen eines radialen Vorsprungs am Schaft des Räumwerkzeugs in Eingriff kommen können, um das Räumwerkzeug festzuklemmen.
Die JP 2002137118 A beschreibt ein Räumwerkzeug für eine Innenräummaschine, bei dem an einem Ende des Schafts ein paar parallele ebene Flächen an entgegengesetzten Seiten ausgebildet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Innenräummaschine bereitzustellen, welche die konzentrische Ausrichtung zwischen einem Räumwerkzeug und einem Ziehkopf oder einem Rück- oder Nachführkopf durch Beseitigen eines Spiels oder Zwischenraums zwischen dem Ziehkopf zum Festhalten eines Räumwerkzeug-Ziehendes und dem Räumwerkzeug bei einem Innenräumvorgang oder durch Beseitigen eines Spiels oder Zwischenraums zwischen dem Rückführkopf zum Festhalten eines Räumwerkzeug-Nachführendes und dem Räumwerkzeug signifikant verbessern kann.
Um die Aufgabe zu erfüllen, umfasst eine Innenräummaschine gemäß der Erfindung die Merkmale des Patentanspruches 1 oder 4. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die schräge Oberfläche kann am Ziehende des Räumwerkzeugs ausgebildet sein, und die komplementäre schräge Innenfläche kann am Ziehkopf ausgebildet sein.
Der Kopf zum Festhalten des einen Endes des Räumwerkzeugs kann der Rückführkopf sein. In diesem Fall umfassen Maßnahmen zum Drücken des Räumwerkzeugs gegen den Kopf vorzugsweise eine Stoß- bzw. Drückvorrichtung, die an einem Gleittisch zum Tragen des Rückführkopfes installiert ist und über den Gleittisch den Rückführkopf gegen das Räumwerkzeug drücken kann.
Die Stoß- bzw. Drückvorrichtung kann einen Antriebszylinder, der an dem Gleittisch angebracht ist, und einen beweglichen Block umfassen, der beweglich am Gleittisch angebracht ist, der antriebsmäßig mit dem Zylinder verbunden ist und den Rückführkopf haltern kann.
Das Räumwerkzeug kann an seinen beiden Enden mit schrägen Oberflächen ausgebildet sein, und beide Köpfe können Ziehköpfe sein, von denen jeder Ziehmechanismen zum Ziehen des Räumwerkzeugs aufweist und mit schrägen Innenflächen ausgebildet ist, die komplementär zu den entsprechenden Oberflächen des Räumwerkzeugs sind. In diesem Fall umfassen Maßnahmen zum Drücken des Räumwerkzeugs gegen den Kopf vorzugsweise die Ziehmechanismen der Ziehköpfe.
Der Ziehmechanismus umfasst ein Paar Eingriffsnuten bzw. -rillen, die an gegenüberliegenden Seiten eines der Enden des Räumwerkzeugs ausgebildet sind und jeweils schräge Oberflächen an einer Abschlussseite des Räumwerkzeugs aufweisen, ein Paar radial ausgerichteter Löcher, die einander entgegengesetzt in dem Ziehkopf ausgebildet sind, Klauenelemente, welche verschiebbar jeweils in den Löchern aufgenommen sind, und eine Hülse, die gleitend bzw. verschiebbar an dem Ziehkopf angebracht ist und einen nach innen vorstehenden Abschnitt zum Eingriff mit und zum Drücken der Klauenelemente aufweist, so dass, wenn die Hülse bewegt wird, der vorstehende Abschnitt der Hülse die Klauenelemente gegen die schrägen Oberflächen des Räumwerkzeugs-Eingriffsnuten drückt, um das Räumwerkzeug zum Ziehkopf hin zu ziehen.
Der Ziehkopf kann ferner einen Drehrichtungs-Positionierungsmechanismus aufweisen. Dieser Mechanismus umfasst vorzugsweise ein Paar parallele, flache bzw. ebene, an gegenüberliegenden Seiten eines der Enden des Räumwerkzeugs ausgebildete Flächen, ein Paar radial in dem Ziehkopf ausgebildete parallele Löcher, in den Löchern jeweils verschiebbar aufgenommene Stifte und eine an dem Ziehkopf verschiebbar angebrachte und einen nach innen vorstehenden Abschnitt zum Eingriff mit und zum Drücken der Stifte aufweisende Hülse, so dass, wenn die Hülse bewegt wird, der vorstehende Abschnitt der Hülse die Stifte gegen zwei Enden drückt, die symmetrisch in Bezug auf einen Punkt der parallelen flachen Flächen des Räumwerkzeugs sind, um das Räumwerkzeug von entgegengesetzten Richtungen aus zu drehen und dadurch das Räumwerkzeug am Ziehkopf festzuklemmen.
Da bei der Innenräummaschine der Erfindung nach obigem Aufbau die Köpfe und das Räumwerkzeug durch Festklemmen der schrägen Oberflächen an den schrägen Innenflächen verbunden sind, sind die Köpfe und das Räumwerkzeug fest miteinander gekoppelt. Infolgedessen werden Spiel oder Zwischenräume zwischen den Köpfen und dem Räumwerkzeug eliminiert und ein Räumvorgang kann mit einer erheblich verbesserten Konzentrizität zwischen den Köpfen und dem Räumwerkzeug durchgeführt werden, wodurch ein sehr genauer Räumvorgang ausgeführt werden kann.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Genauigkeit der Maschine auf die Kernstücke des Ziehkopfes, des Rückführkopfes und des Räumwerkzeugs zu übertragen und dadurch die Bearbeitungsgenauigkeit eines Werkstücks im Vergleich zu derjenigen des vorangehenden, vor dem Räumvorgang ausgeführten Arbeitsgangs signifikant zu verbessern.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung hervor. Es zeigen:
1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht zur Darstellung eines wesentlichen Teils der Innenräummaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die einen Ziehkopf zum Festhalten eines Ziehendes eines Räumwerkzeugs und einen Rückführkopf zum Festhalten eines Räumwerkzeug- Nachführendes aufweist,
2A eine schematische Schnittansicht zur Darstellung des Rückführkopfes von 1 in einem nicht-festgeklemmten Zustand, in dem das Räumwerkzeug herausgezogen ist, und 2B eine schematische Schnittansicht zur Darstellung des Ziehkopfes von 1 in einem nicht-festgeklemmten Zustand, in dem das Räumwerkzeug herausgezogen ist,
3A eine Vorderansicht zur Darstellung des Räumwerkzeugs zur Verwendung bei der Erfindung, und 3B eine Seitenansicht von rechts des Räumwerkzeugs, in Richtung einer Linie IIIB-IIIB in 3A betrachtet,
4 eine schematische Schnittansicht zur Darstellung der Maschine von 1 in einem Zustand, in dem das von dem Rückführkopf herabhängende Räumwerkzeug in den Ziehkopf abgesenkt und eingesetzt ist,
5 eine Schnittansicht der Maschine längs einer Linie V-V in 4,
6 eine schematische Schnittansicht zur Darstellung der Maschine von 1, wobei das Räumwerkzeug durch den Ziehkopf und den Rückführkopf festgeklemmt ist,
7 eine Schnittansicht der Maschine von 6 längs einer Linie VII-VII in 6,
8 eine schematische Schnittansicht zur Darstellung der Maschine von 1 in einem Zustand, bei dem ein Ziehkopf-Gleittisch zu einem unteren Ende seines Hubs bewegt ist und sich ein hinteres Ende des Räumwerkzeugs unterhalb eines Werkstücks befindet, wenn die Bearbeitung abgeschlossen ist,
9 eine Schnittansicht desjenigen Teils des Ziehkopfes, welcher das Räumwerkzeug führt, längs einer Linie IX-IX in 7,
10A eine Schnittansicht längs einer Linie X-X in 6 zur Darstellung des Ziehkopfes in einem das Räumwerkzeug festklemmenden Zustand, und 10B eine Schnittansicht zur Darstellung des Ziehkopfes in einem Nicht-Klemmzustand des Räumwerkzeugs,
11A eine Schnittansicht längs einer Linie XI-XI in
7 zur Darstellung eines Räumwerkzeug-Drehrichtungs-Positionierungsmechanismus des Ziehkopfes in einem das Räumwerkzeug festklemmenden Zustand, und 11B eine Schnittansicht des Mechanismus in einem Zustand, in dem der Ziehkopf das Räumwerkzeug nicht festklemmt,
12 eine Schnittansicht längs einer Linie XII-XII in 4 zur Darstellung eines Räumwerkzeug-Aufhängungsstiftabschnitts des Rückführkopfes,
13 eine schematische Schnittansicht zur Darstellung eines herkömmlichen Ziehkopfes, und
14 eine schematische Schnittansicht zur Darstellung eines Räumwerkzeugschaft-Drehrichtungs-Begrenzungsvorrichtung bei einem anderen herkömmlichen Ziehkopf.
1 stellt einen wesentlichen Teil der Innenräummaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. Die Maschine dieses Beispiels ist eine Räummaschine mit sich bewegendem Räumwerkzeug und feststehendem Werkstück.
1 zeigt einen Ziehkopf 100 zum Festhalten bzw. Greifen eines vorderen Schafts oder eines Ziehendes des Räumwerkzeugs bzw. der Räumnadel oder des Räumdorns, und einen Rück- bzw. Nachführkopf 101 zum Festhalten bzw. Greifen eines hinteren Schafts oder Folge- bzw. Nachführendes des Räumwerkzeugs. In dieser Ausführungsform weist der Ziehkopf 100 einen Zweiklauen-Richtungsbestimmungsmechanismus auf, der Klauenelemente ähnlich denjenigen des oben beschriebenen Standes der Technik verwendet, und der Rückführkopf 101 ist von einem Stifttyp.
Die in 1 gezeigte Räummaschine befindet sich in einem Zustand, bei dem der Ziehkopf 100 nicht festklemmt, das Räumwerkzeug 8 am Rückführkopf 101 aufgehängt ist und ein Werkstück 4 an einer oberen Oberfläche einer Bezugs-Aufspannplatte 3 angeordnet ist. Die Bezugs-Aufspannplatte 3, die das Werkstück 4 aufnimmt, ist an einer Säule 1 an einer Vorderseite eines Maschinenkörpers befestigt.
Ein Gleittisch 2 für den Ziehkopf 100 ist relativ zu der Säule 1 vertikal beweglich angeordnet, und der Ziehkopf 100 ist starr am Ziehkopf-Gleittisch 2 befestigt. Das Räumwerkzeug 8 ist am Rückführkopf 101 aufgehängt. Ein Rückführkopf-Gleittisch 9 ist relativ zu der Säule 1 vertikal beweglich angeordnet, und an diesem Rückführkopf-Gleittisch 9 ist ein Zylinder 11' einer Stoß- bzw. Druckvorrichtung befestigt, der auch als Mittel zum Drücken des Rückführkopfes gegen das Räumwerkzeug dient. Eine Stange 31 des Zylinders 11' ist mit einem beweglichen Block 7 verbunden, der vertikal entlang eines Gleitabschnitts 10 des Rückführkopf-Gleittisches 9 geführt und bewegt wird. Die Bezugsziffern 31' und 7' bezeichnen Verbindungselemente. Der Rückführkopf 101 ist an einer Platte 6 befestigt, die am unteren Ende des beweglichen Blocks 7 gesichert ist.
Obwohl der Rückführkopf-Gleittisch 9 und der Ziehkopf-Gleittisch 2 während eines Räumvorgangs synchron vertikal relativ zu der Säule 1 durch einen (nicht dargestellten) Motor oder Zylinder bewegt werden, können diese beiden Gleittische auch unabhängig voneinander vertikal bewegt werden. Der Räum-Arbeitszyklus schreitet in den in 1, 4, 6 und 8 gezeigten Stadien fort.
2B zeigt den Ziehkopf 100 in einem nicht festgeklemmten Zustand, bei dem das Räumwerkzeug herausgezogen ist. Ein Körper 11 des Ziehkopfes 100 erstreckt sich durch den Ziehkopf-Gleittisch 2 und ist am Ziehkopf-Gleittisch 2 mit einer Mutter 18 befestigt. Der Ziehkopf-Gleittisch 2 ist an der Säule 1 über eine (nicht dargestellte) Vorrichtung vertikal beweglich gehaltert. Der Ziehkopf-Körper 11 weist ein Durchgangsloch 11a auf, und am Rückführkopf-Körper ist eine Hülse 14 beweglich angebracht. Die Hülse 14 ist mit einem Gleitabschnitt 32' eines Arms 32 verbunden und ist relativ zum Ziehkopf-Körper 11 durch Antrieb des Arms 32 vertikal beweglich. Die Hülse 14 wird von dem Ziehkopf-Gleittisch 2 durch eine Feder 16, die von einer Mutter 17 gehalten wird, weggedrückt.
Ein Klemmenmetall 12 ist an einem Ende des Ziehkopf-Körpers 11 zusammen mit einer Verkleidung 13 zur vertikalen Einstellung befestigt. Das Klemmenmetall 12 weist eine schräge Innenfläche 44 auf, die wie ein Kegelstumpf ausgebildet ist, der zu einer schrägen Oberfläche 81 (3) komplementär ist, die mit hoher Genauigkeit am Ziehende bzw. am Schaft des Räumwerkzeugs 8 bearbeitet ist. Der Ziehkopf 100 klemmt das Räumwerkzeug 8 durch Drücken der schrägen Oberfläche 81 des Ziehendes des Räumwerkzeugs 8 gegen die schräge Innenfläche 44 des Klemmenmetalls 12, um das Räumwerkzeug 8 und den Ziehkopf fest miteinander zu verbinden und dadurch einen Zwischenraum bzw. ein Spielzwischen ihnen zu eliminieren. Die Bezugsziffer 15 bezeichnet eine Staubabdeckung.
Der Arm 32 wird von einem Zylinder 35 über einen Drehzapfen 33 angetrieben und bewegt die Hülse 14 vertikal relativ zum Ziehkopf-Körper 11 über den Gleitabschnitt 32' des Arms 32. Der Gleitabschnitt 32' des Arms 32 steht in Gleiteingriff mit einem (nicht dargestellten) Ausnehmungsabschnitt, der an einem Außenumfang der Hülse 14 vorgesehen ist. Wenn sich der Zylinder 35 absenkt, drückt der Arm 32 die Hülse 14 nach oben, die ihrerseits über ihre ersten, nach innen vorstehenden Abschnitte 14' Klauen 21 des Ziehkopf-Körpers in ein Durchgangsloch im Ziehkopf-Körper drückt. Der Ziehkopf 100 klemmt so das Räumwerkzeug 8 fest (6).
2B stellt den Ziehkopf 100 dar, wenn er nicht festklemmt. Dabei wird die Hülse 14 von der Feder 16 zu einer Nicht-Klemmposition hochgedrückt. Ein Räumwerkzeug-Hochdrückschaft 19, der verschiebbar in das Durchgangsloch 11a des Ziehkopf-Körpers 11 eingesetzt ist, ist zu seiner Ausgangsposition zurückgeführt. Des Räumwerkzeugs-Hochdrückschaft 19 wird zum Entklemmen des Räumwerkzeugs 8 von der schrägen Innenfläche 44 des Klemmenmetalls 12 verwendet, wenn der Räumvorgang abgeschlossen ist (ein in 8 gezeigter Zustand). Das Räumwerkzeug-Hochdrückschaft 19 greift in einen Gleitabschnitt 42' eines Arm 42 ein und wird relativ zum Ziehkopf-Körper 11 durch den Gleitabschnitt 42' vertikal bewegt. Der Arm 42 wird durch einen Zylinder 45 über einen Drehzapfen 43 angetrieben.
2A stellt den Rückführkopf 101 in einem nicht- festklemmenden Zustand dar, das heißt, wenn das Räumwerkzeug herausgezogen ist. Der Rückführkopf 101 weist einen an einem Ende desselben an einem Träger 73 angebrachten Körper 71 auf. Der Träger 73 ist an dem beweglichen Block 7 des Rückführkopfes über eine Platte 6 befestigt. Der Rückführkopf-Körper 71 weist darin ein Durchgangsloch 101a auf, und ein Klemmenmetall 72 ist am anderen Ende des Rückführkopf-Körpers vorgesehen. Das Klemmenmetall 72 weist eine schräge Innenfläche 84 einer Kegelstumpfform auf, die komplementär zu einer schrägen Oberfläche 82 (3) ist, welche mit hoher Genauigkeit an dem Nachführende des Räumwerkzeugs 8 bearbeitet ist.
Der Rückführkopf-Körper 71 ist mit einem Paar Aufhängungsstiften 77 (12) versehen. Die Aufhängungsstifte 77 sind an einer Stange 78 eines Zylinders 80 angebracht und werden horizontal durch den Rückführkopf-Körper 71 hindurch mittels Antrieb des Zylinders 80 bewegt, um in ein Durchgangsloch des Körpers hinein bewegt und aus diesem zurückgezogen zu werden. Der Zylinder 80 ist an einer Stütze oder Halterung 79 angebracht, die ihrerseits an der Platte 6 befestigt ist.
Die Aufhängungsstifte 77 an der in 2A gezeigten Position befinden sich in einem Zustand, bei dem sie aus dem Durchgangsloch in den Rückführkopf-Körper durch den Zylinder 80 zurückgezogen wurden und das in den Rückführkopf-Körper eingesetzte Räumwerkzeug 8 nicht stören bzw. beeinflussen. Wenn sie das Räumwerkzeug 8 aufhängen, werden die Aufhängungsstifte 77 in den Rückführkopf-Körper hinein bewegt und halten von beiden Seiten Ausnehmungsabschnitte 34, die in dem Nachführende des Räumwerkzeugs 8 ausgebildet sind.
Wenn ein Räumvorgang erfolgt, werden die Aufhängungsstifte 77, wie 2A zeigt, in einen Zustand zurückgezogen, in dem sie das Räumwerkzeug 8 nicht stören. Dabei drückt ein in dem Träger 73 vertikal beweglich vorgesehener Räumwerkzeug-Rückhaltestift 74 das Räumwerkzeug 8 durch die Kraft einer Feder 75 nach unten.
Bei dem Räumvorgang wird der Rückführkopf-Gleittisch 9 zu einer Position abgesenkt, an der der Rückführkopf 101 an dem Räumwerkzeug 8 anliegt. Bei der in 6 gezeigten Position liegt der an dem unteren Ende des beweglichen Rückführkopfblocks 7 befestigte Rückführkopf 101 auf dem Räumwerkzeug 8 durch die Kraft des an dem Rückführkopf-Gleittisch 9 vorgesehenen Zylinders 11' auf. Durch Herunterdrücken des Rückführkopfes 101 mittels des Zylinders 11' klemmt das Klemmenmetall 72 des Rückführkopfes das Räumwerkzeug 8 fest (6). Die Feder 75 ist an einer Platte 76 gesichert. Wie oben beschrieben wurde, drückt der Zylinder 11' bei gegen die schräge Innenfläche 84 des Rückführkopf-Körpers 71 gedrückter schräger Oberfläche 82 des Räumwerkzeugs 8 den Rückführkopf 101 zum Festklemmen nach unten (6). Dies verhindert, dass das Räumwerkzeug 8 ausgelenkt wird oder sich neigt oder verkantet, und stellt die Innenräummaschine bereit, die einen Räumvorgang mit der stark verbesserten Konzentrizität zwischen dem Räumwerkzeug und dem Rückführkopf durchführen kann.
3 zeigt das Räumwerkzeug, das zum Einsatz bei der Maschine von 1 dient. Das Räumwerkzeug 8 weist an seinem vorderen Schaft oder Ziehende eine kegelstumpfförmig abgeschrägte, mit hoher Präzision bearbeitete Oberfläche 81 auf, die komplementär zu der abgeschrägten Innenfläche 44 des Klemmenmetalls 12 des Ziehkopfes 100 ist, und an ihrem hinteren Schaft oder Nachführende eine kegelstumpfförmig abgeschrägte, mit hoher Präzision bearbeitete Oberfläche 82 auf, die komplementär zu der schrägen Oberfläche 84 des Klemmenmetalls 72 des Rückführkopfes 101 ist. Das Räumwerkzeug 8 ist ferner mit Parallelflächenabschnitten 46 am Ziehende zum Positionieren in einer Drehrichtung ausgebildet (11).
Das Räumwerkzeug 8 wird mit der gegen die schräge Innenfläche 44 des Klemmenmetalls 12 des Ziehkopfes 100 gedrückten schrägen Oberfläche 81 des Ziehendes festgeklemmt. Somit ist das Räumwerkzeug 8 fest mit dem Ziehkopf 100 verbunden, und ein Spalt oder Zwischenraum bzw. Spiel zwischen ihnen ist eliminiert. Ferner wird das Räumwerkzeug 8 bei gegen die schräge Innenfläche 84 des Klemmenmetalls 72 des Rückführkopfes 101 gedrückter schräger Oberfläche 82 des Nachführendes des Räumwerkzeugs 8 nach unten gedrückt und durch die Kraft des Zylinders 11' des Rückführkopf-Gleittisches 9 festgeklemmt. Dies stellt das Innenräumwerkzeug 8 bereit, bei dem ein Auslenken oder Verkanten oder Kippen verhindert werden kann und das einen Räumvorgang mit der signifikant verbesserten Konzentrizität zwischen dem Räumwerkzeug und dem Rückführkopf ausführen kann.
In 4 befindet sich das Räumwerkzeug 8 in einem Zustand nach dem Einsetzen in den Ziehkopf 100 im Stadium der 2B durch Absenken des Rückführkopfes 101, nachdem es aufgehängt wurde, wobei die Ausschnittabschnitte 34 des Nachführendes von gegenüberliegenden Seiten aus von den Aufhängungsstiften 77 festgehalten sind. 5 ist eine Ansicht von rechts, in einem Querschnitt V-V in 4 betrachtet. 12 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Räumwerkzeugs-Aufhängungsstifte 77 des Rückführkopfes 101, in einem Querschnitt XII-XII in 4 betrachtet (wenn das Räumwerkzeug aufgehängt ist). Die Aufhängungsstifte 77 sind in dem Rückführkopf-Körper 71 horizontal beweglich vorgesehen.
6 zeigt einen Zustand, in dem das Räumwerkzeug 8 durch den Rückführkopf 101 und den Ziehkopf 100 festgeklemmt ist, wobei dessen obere und untere schrägen Oberflächen 82, 81 in engem Kontakt mit den schrägen Innenflächen 84, 44 des Rückführkopf-Klemmenmetalls 72 und der Ziehkopfklemme 12 gehalten sind. An der am Vorderteil des Maschinenkörpers befestigten Säule 1 ist die Bezugs-Aufspannplatte 3, auf der das Werkstück 4 platziert ist, angebracht. In dieser Ausführungsform ist die Räummaschine von einem Typ mit sich bewegendem Räumwerkzeug, und der Ziehkopf-Gleittisch 2, auf dem der Ziehkopf 100 installiert ist, ist in Bezug auf die Säule 1 vertikal beweglich angeordnet. Der Rückführkopf-Gleittisch 9 ist ebenfalls in Bezug auf die Säule 1 vertikal beweglich angeordnet, und der Rückführkopf 101 ist an der an dem beweglichen Rückführkopfblock 7 befestigten Platte 6 angebracht. 7 ist eine Seitenansicht von rechts, in einem Querschnitt VII-VII in 6 betrachtet.
Die 10A und 10B zeigen einen Ziehmechanismus (der als Mittel zum Drücken des Räumwerkzeugs an den Ziehkopf dient) des Ziehkopfes in Klemm- und Nicht-Klemmzuständen, in einem Schnitt X-X in 6 betrachtet. Wie aus den 4 bis 7 und der 10 ersichtlich ist, umfasst der Ziehmechanismus des Ziehkopfes 100 zwei gegenüberliegende Radiallöcher 21' (6), die im Ziehkopf-Körper 11 ausgebildet sind, und zwei Klauen 21, die jeweils in den entsprechenden Radiallöchern beweglich aufgenommen sind. Das Räumwerkzeug 8 ist mit zwei Eingriffsnuten bzw. -rillen 36 an entsprechenden Positionen am Ziehende ausgebildet, wobei jede Eingriffsnut eine vordere schräge Oberfläche 36' aufweist (3A, 3B).
Um das Räumwerkzeug 8 mit dem Ziehkopf 100 festzuklemmen, wird das Ziehende des Räumwerkzeugs in den Ziehkopf-Körper 11 eingesetzt und dann die Hülse 14 am Ziehkopf-Körper nach oben bewegt. Wenn sich die Hülse 14 nach oben bewegt, drücken die beiden ersten Vorsprungsabschnitte 14' an der Innenfläche der Hülse 14 (6) die zugeordneten Klauen 21 und bewirken, dass diese radial nach innen vorstehen. Die beiden Klauen 21 werden gegen die vorderen schrägen Oberflächen 36' der Eingriffsnuten 36 des Räumwerkzeugs gedrückt, wobei sie das Räumwerkzeug 8 stark nach unten ziehen (mit einer größeren Kraft als beim Herabziehen des Räumwerkzeugs in einem Räumvorgang). Damit wird die schräge Oberfläche 81 des Räumwerkzeugs 8 gegen die schräge Innenfläche 44 des Ziehkopfes 100 gedrückt und festgeklemmt.
Die 11A und 11B zeigen einen Drehrichtungs-Positionierungsmechanismus in Klemm- und Nicht-Klemmzuständen, in einem Schnitt XI-XI in 7 betrachtet. Wie aus 7 und den 11A und 11B zu ersehen ist, umfasst der Drehrichtungs-Positionierungsmechanismus zwei parallele Löcher 95, 96, die radial im Ziehkopf-Körper 11 ausgebildet sind, und zwei Stifte 90, die in den jeweiligen Löchern beweglich aufgenommen sind.
Wenn das Räumwerkzeug 8 in den Ziehkopf 100 eingesetzt wird, drücken bei Aufwärtsbewegung der Hülse 14 zwei zweite Vorsprungsabschnitte 97 an der Innenfläche der Hülse 14 die Stifte 90 und bewirken, dass diese radial nach innen vorstehen. Die beiden Stifte 90 werden aus entgegengesetzten Richtungen gegen zwei in Bezug auf einen Punkt symmetrische Enden 93, 94 an unteren Teilen der Parallelflächenabschnitte 46 des Räumwerkzeugs 8 gedrückt, um das Räumwerkzeug 8 zu drehen. Dies bewirkt, dass das Räumwerkzeug 8 am Ziehkopf 100 in der Drehrichtung festgeklemmt wird. Die Bezugsziffer 91 bezeichnet eine Rückholfeder für jeden Stift, und die Bezugsziffer 92 bezeichnet einen Rückholfeder-Halter.
9 zeigt einen Teil des Ziehkopf-Körpers 11, in einem Schnitt IX-IX in 7 betrachtet. In diesem Abschnitt des Ziehkopf-Körpers 11 sind zwei Führungsstifte 23 parallel zueinander vorgesehen, wobei ein Loch 98 zum Einsetzen des Räumwerkzeugs dazwischen festgelegt ist. Das Loch 98 ist so bemessen, dass es einen Zwischenraum zwischen sich und dem Räumwerkzeug lässt. Wenn das Räumwerkzeug 8 in den Ziehkopf 100 eingesetzt wird, führen die Stifte 23 das Räumwerkzeug.
8 zeigt einen Zustand, bei dem der Innenräumvorgang abgeschlossen ist, wobei der Ziehkopf-Gleittisch 2 zur untersten Position bewegt ist und ein hinteres Ende 85 des Räumwerkzeugs sich unter dem Werkstück 4 befindet. In diesem Stadium wird das Werkstück 4 entnommen. Dann wird, wenn das Werkstück 4 entfernt ist und der Ziehkopf 100 das Ziehende des Räumwerkzeugs festklemmt, wie in 8 gezeigt ist, der Rückführkopf 101 abgesenkt, die Aufhängungsstifte 77 greifen in die Eingriffsnuten 34 des Räumwerkzeugs ein und das Räumwerkzeug 8 wird zu der in 1 gezeigten Ausgangsposition zurückgeführt. Dieser Rückführzyklus schreitet von dem in 8 gezeigten Zustand, bei dem das Werkstück 4 entfernt worden ist, zu den Zuständen der 5 bis 1 fort. Der Innenräumvorgang des Werkstücks 4 wird von dem Zustand der 6 aus ausgeführt, wobei das Räumwerkzeug 8 das Werkstück 4 durch Antrieb des Ziehkopf-Gleittisches 2 und des Rückführkopf-Gleittisches 9 in Synchronisation miteinander abspant, während die schrägen Oberflächen des Räumwerkzeugs festgehalten werden.
Die Erfindung ist auf eine Innenräummaschine anwendbar, die eine Bearbeitung durch Ziehen eines Räumwerkzeugs von beiden Enden aus, um dem Räumwerkzeug Spannung zu verleihen, ausführt. In diesem Fall ist das Räumwerkzeug an seinem Nachführende mit einer schrägen Oberfläche ausgebildet, die mit hoher Genauigkeit ähnlich der oben beschriebenen Ausführungsform bearbeitet ist. Der Kopf zum Greifen bzw. Festhalten des Nachführendes des Räumwerkzeugs ist so aufgebaut, dass er das Räumwerkzeug wie bei dem Ziehkopf der obigen Ausführungsform ziehen kann. Der Kopf ist ebenfalls mit einer schrägen Innenfläche versehen, die komplementär zu der schrägen Oberfläche am Nachführende des Räumwerkzeugs ist. Dieser Kopf lässt seine schräge Innenfläche gegen die schräge Oberfläche des Nachführendes des Räumwerkzeugs anliegen und zieht das Nachführende zum Festklemmen. Auf diese Weise kann das Räumwerkzeug an seinen beiden Enden mit den Köpfen fest verbunden und durch diese gezogen werden, um den Räumvorgang auszuführen.
Die Erfindung ist auch auf eine Räummaschine mit sich bewegendem Werkstück und feststehendem Räumwerkzeug anwendbar, wobei der Aufbau eines Räumwerkzeugs, eines Ziehkopfes und eines Rückführkopfes ähnlich demjenigen der oben beschriebenen Räummaschine mit sich bewegendem Räumwerkzeug und feststehendem Werkstück ist.

Claims

Innenräummaschine mit einem Räumwerkzeug (8) mit einem vorderen Schaft oder Ziehende und einem hinteren Schaft oder Nachführende, wobei das Ziehende mit einer schrägen Oberfläche (81) ausgebildet ist und Eingriffsnuten (36) aufweist, die an entgegengesetzten Seiten des Ziehendes ausgebildet sind und jeweils schräge Oberflächen (36') aufweisen, einem Ziehkopf (100) und einem Rückführkopf (101) zum jeweiligen Festhalten des Ziehendes und des Nachführendes, wobei der Ziehkopf (100) mit einer schrägen Innenfläche (44) ausgebildet ist, die zu der schrägen Oberfläche (81) des Ziehendes des Räumwerkzeugs (8) komplementär ist, einem Mittel (7, 11'; 14, 14', 21, 36, 36') zum festen Verbinden des Räumwerkzeugs (8) zwischen dem Ziehkopf (100) und dem Rückführkopf (101), indem die schräge Oberfläche (81) des Räumwerkzeugs (8) gegen die schräge Innenfläche (44) des Ziehkopfes gedrückt wird, und einem Ziehmechanismus (14, 21, 14'; 36, 36') zum Ziehen des Räumwerkzeugs (8) zum Ziehkopf (100), wobei der Ziehmechanismus umfasst: ein Paar radial ausgerichteter Löcher (21'), die einander gegenüberliegend in dem Ziehkopf (100) ausgebildet sind, Klauenelemente (21), die jeweils verschiebbar in den Löchern (21') aufgenommen sind, und eine Hülse (14), die verschiebbar am Ziehkopf (100) angebracht ist und nach innen vorstehende Abschnitte (14') zum Eingreifen mit und Drücken der Klauenelemente (21) aufweist, so dass, wenn die Hülse (14) bewegt wird, der Vorsprungsabschnitt (14') der Hülse (14) die Klauenelemente (21) gegen die schrägen Oberflächen (36') der Eingriffsnuten (36) am Ziehende des Räumwerkzeugs (8) drückt, um das Räumwerkzeug (8) zum Ziehkopf (100) hin zu ziehen.
Innenräummaschine gemäß Anspruch 1, ferner mit einem Gleittisch (9) zum Tragen des Rückführkopfes (101), wobei das Nachführende mit einer schrägen Oberfläche (82) ausgebildet ist, der Rückführkopf (101) mit einer schrägen Innenfläche (84) ausgebildet ist, die zu der schrägen Oberfläche (82) des Nachführendes des Räumwerkzeugs (8) komplementär ist, und das Mittel (7, 11') zum festen Verbinden des Räumwerkzeugs (8) zwischen dem Ziehkopf (100) und dem Rückführkopf (101) eine Drückvorrichtung (7, 11') umfasst, die an dem Gleittisch (9) vorgesehen ist und den Rückführkopf (101) gegen das Räumwerkzeug (8) drücken kann.
Innenräummaschine gemäß Anspruch 2, wobei die Drückvorrichtung einen Antriebszylinder (11'), der an dem Gleittisch (9) angebracht ist, sowie einen beweglichen Block (7) umfasst, der an dem Gleittisch (9) beweglich angebracht ist, antriebsmäßig mit dem Zylinder (11') verbunden ist und den Rückführkopf (101) haltern kann.
Innenräummaschine mit einem Räumwerkzeug (8) mit einem vorderen Schaft oder Ziehende und einem hinteren Schaft oder Nachführende, wobei das Ziehende und/oder das Nachführende mit einer schrägen Oberfläche (81, 82) ausgebildet ist und an entgegengesetzten Seiten des Ziehendes ein Paar parallele ebene Flächen (46) ausgebildet sind, einem Ziehkopf (100) und einem Rückführkopf (101) zum jeweiligen Festhalten des Ziehendes und des Nachführendes, wobei der Ziehkopf (100) und/oder der Rückführkopf (101) mit einer schrägen Innenfläche (44, 84), die zu der jeweiligen schrägen Oberfläche (81, 82) des Räumwerkzeugs (8) komplementär ist, ausgebildet ist, und einem Mittel (7, 11'; 14, 14', 21, 36, 36') zum festen Verbinden des Räumwerkzeugs (8) zwischen dem Ziehkopf (100) und dem Rückführkopf (101), indem die schräge Oberfläche (81, 82) des Räumwerkzeugs (8) gegen die schräge Innenfläche (44, 84) zumindest eines der Köpfe gedrückt wird, wobei der Ziehkopf (100) ferner einen Drehrichtungs-Positionierungsmechanismus aufweist, der umfasst: ein Paar paralleler Löcher (95, 96), die radial im Ziehkopf (100) ausgebildet sind, Stifte (90), die verschiebbar jeweils in den Löchern (95, 96) aufgenommen sind, sowie eine Hülse (14), die verschiebbar am Ziehkopf (100) angebracht ist und einen nach innen vorstehenden Abschnitt (97) zum Eingriff mit und zum Drücken der Stifte (90) aufweist, so dass, wenn die Hülse (14) bewegt wird, der Vorsprungsabschnitt (97) der Hülse (14) die Stifte (90) gegen zwei in Bezug auf einen Punkt der parallelen ebenen Flächen (46) des Räumwerkzeugs (8) symmetrische Enden drückt, um das Räumwerkzeug (8) von entgegengesetzten Richtungen aus zu drehen und dadurch das Räumwerkzeug (8) mit dem Ziehkopf (100) festzuklemmen.