DE1238310B - Vorrichtung zum Bohren von nicht kreisfoermigen Loechern mittels einer Kopiervorrichtung mit radial gesteuerter Werkzeugschneide - Google Patents

Vorrichtung zum Bohren von nicht kreisfoermigen Loechern mittels einer Kopiervorrichtung mit radial gesteuerter Werkzeugschneide

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DE1238310B
DE1238310B DE1960S0070220 DES0070220A DE1238310B DE 1238310 B DE1238310 B DE 1238310B DE 1960S0070220 DE1960S0070220 DE 1960S0070220 DE S0070220 A DES0070220 A DE S0070220A DE 1238310 B DE1238310 B DE 1238310B
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Karl Seitter
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q27/00Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass
    • B23Q27/006Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass by rolling without slippage two bodies of particular shape relative to each other
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Description

  • Vorrichtung zum Bohren von nicht kreisförmigen Löchern mittels einer Kopiervorrichtung mit radial gesteuerter Werkzeugschneide Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bohren von nicht kreisförmigen, z. B. unrunden, vielkantigen Löchern mittels einer Kopiervorrichtung mit radial gesteuerter Werkzeugschneide, bei der der Schneldstahlträger exzentrisch mit einem unter Federwirkung stehenden Schlitten verbunden ist.
  • Die bekannten Bohrgeräte für vielkantige und unrunde Löcher basieren entweder auf den geometrischen und kinematischen Funktionen des n-Ecks im (n+1)-Eck oder auf dem Kopierbohren mit radial gesteuerter Werkzeugschneide. Keine dieser beiden Arten ist jedoch imstande, höhere Ansprüche zu erfüllen. Bei der Vorrichtung der ersteren Art wird in dem Mechanismus eine Kreuzscheibenkupplung für den Antrieb des Formbohrgerätes verwendet. Dies reicht jedoch nicht aus, um eine exakte Gestaltung des herzustellenden unrunden bzw. vieleckigen Loches zu erreichen. Die n-Eck-Werkzeuge sind nur für Vielkante mit stark gerundeten Ecken, kleiner Lochtiefe und groben Toleranzen zu gebrauchen, denn aus dem Paarungsspiel der Zwanglaufführung, dem Verschleiß der scharfen Führunskanten und dem negativen Spanwinkel entstehen' Form- und Maßfehler, die mit der Lochtiefe wachsen und rasch unerträglich werden.
  • Dagegen ist bei den n-Eck-Werkzeugen vorteilhaft, daß der gleichförmige Werkzeugantrieb über eine Kreuzscheibenkupplung eine sinusartige Schnittgeschwindigkeit erzeugt, die in den Ecken der Vielkante am kleinsten und auf der Seitenmitte am größten ist. Daraus resultieren leichtere Richtungswechsel der Schneiden beim Passieren der Ecken und günstigere Winkel an der Nebenschneide. Als Vorzug ist auch das gleichzeitige Arbeiten von n Schneiden und das stirnseitige Nachschleifen der iz-Eck-Werkzeuge, ähnlich wie bei Stirnankern, zu betrachten. Diese Vorzüge wiegen jedoch die Nachteile hinsichtlich der Ungenauigkeit der Kontur der Bohrung nicht auf.
  • Das Kopierbohren mit radialer Schneidensteuerung ist aus anderen Gründen mangelhaft. Hier ändern sich die Schnittgeschwindigkeiten proportional mit den Arbeitsradien. So sind diese in den Ecken größer als auf der Seitenmitte. Dies führt bei jedem Richtungswechsel der Schneide zu einem Stoß, dessen Stärke von der ersten Potenz der bewegten Masse und von der zweiten Potenz der Geschwindigkeit abhängig ist. Gegenüber den sa-Eck-Werkzeugen ist außerdem die Spanleistung viel kleiner, weil nur eine Schneide arbeitet und diese mit ihren schlechten Winkeln besonders vorsichtig zu behandeln ist. ; Andererseits hat auch das Kopierbohren vorteilhafte Eigenschaften. Sowohl vielkantige als auch unrunde Löcher können mit einfachen Bohrstählen ausreichend genau und genügend tief gebohrt werden, die Eckradien können in weiten Grenzen durch Meisterlehren geändert werden, und die Spanwinkel der Schneiden lassen sich wie bei normalen Drehmeißeln jedem Werkstoff anpassen. Bei den bekannten Kopierbohrvorrichtungen ist zwar ein querverschiebbarer Bolzen vorhanden, der in der Funktion weder ein zusätzlicher Querschieber noch Teil einer Kreuzscheibenkupplung ist. Außerdem arbeitet die Vorrichtung bei stets gleichem Drehwinkel des Schneidstahies in gleichen Zeiten, so daß kein Langsamfahren des Schneidstahles in der Kurve eintritt. Insgesamt kann mit der Vorrichtung praktisch keine Leistung erzielt werden. Es ist weiterhin bekannt, bei Vorrichtungen zur Herstellung kantiger Werkstücke bzw. Löcher Kopierrollen zu verwenden, die mit entsprechenden Führungsschablonen od. dgl. zusammengreifen.
  • Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Bohren von nicht kreisförmigen Löchern mittels einer Kopiervorrichtung mit radial gesteuerter Werkzeugschneide zu schaffen, die eine exakte Gestaltung der gewünschten Form des unrunden Loches zuläßt und zugleich leistungsfähig ist.
  • Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei der der Schneidstahlträger exzentrisch mit einem unter Federwirkung stehenden Schlitten unter Verwendung einer Kreuzscheibenkupplung verbunden ist, zeichnet sich dadurch aus, daß in Verbindung mit einem Antrieb des radial gesteuerten Schneidstahlträgers durch ein Räder- und Kurbelgetriebe zur Erzeugung n-Eckähnlicher zyklischer Kurven eine Kopplung der Kreuzscheibenkupplung mit einem zusätzlichen Querschieber vorgesehen ist, der mit dem Schneidstahlträger verbunden ist und in kraftschlüssiger Abhängigkeit von der Kopiervorrichtung steht, die dem zusätzlichen Querschieber und damit dem Schneidstahlträger eine Zusatzbewegung erteilt. Der Querschieber besteht vorteilhaft aus einer Scheibe, die radial gegenüber dem Getriebe für die Erzeugung der zyklischen Kurve verschiebbar gelagert ist. Die Lagerung des Querschiebers kann durch Kugelführungen erfolgen, die zugleich das Drehmoment übertragen, wobei der Querschieber zwischen in Achsrichtung vorgespannten Kugelkränzen läuft.
  • Durch eine solche Ausbildung werden die Vorteile des mit einem n-Eck-Werkzeug arbeitenden Bohrgerätes einerseits und des Kopierbohrgerätes andererseits in einer Vorrichtung vereinigt, ohne daß die Nachteile in Erscheinung treten. Darüber hinaus ergeben sich noch zusätzliche Vorzüge hinsichtlich der Genauigkeit der Seitenflächen und der Ausbildung der Ecken. Ferner erhält man ein leistungsfähiges Bohrgerät, das eine wirtschaftliche Fertigung vielkantiger und unrunder Löcher ermöglicht. Die Seitenflächen, insbesondere beim Viereck, sind frei von einem schwach gewölbten Verlauf nach innen, was man bei Anwendung des Räder- und Kurbeltriebes zur Erzeugung n-Eck-ähnlicher zyklischer Kurven bisher nicht vermeiden konnte. Die Eckradien können genügend klein gehalten werden, wobei mit wesentlich günstigeren Schneidwinkeln als bei den bekannten Größen gearbeitet wird. Durch die Anordnung des Querschiebers und die Kopplung mit der Kreuzscheibenkupplung des Räder- und Kurbeltriebes erfolgt ein Korrigieren der Bewegung und Führung der Werkzeugschneide im Sinne einer genauen Maßhaltigkeit des zu erzeugenden vielkantigen oder unrunden Loches. Das Zusammenwirken des an der Kreuzscheibenkupplung sitzenden Querschiebers mit der Kopierlehre führt zu dem Ausschalten der bisherigen Mängel. Durch die Wahl der Form der Meisterlehre als Kopierlehre kann man den Eckradius wesentlich kleiner halten als bisher, wobei der Richtungswechsel der Schneiden praktisch stoßfrei vor sich geht. Die Werkzeugschneide läuft im Bereich der Ecken mit einer geringen und auf dem Weg zwischen den Ecken mit einer vielfach größeren Geschwindigkeit um, was hinsichtlich des Richtungswechsels der Schneide in dem Bereich der Ecke arbeitsgerecht ist.
  • Der zusätzliche Querschieber kann eine unter Federwirkung stehende an sich bekannte ballige Kopierrolle tragen, wobei die Kopierlehre für die Kopierrolle eine gegen die Mittelachse geneigte Kopierfläche aufweist. Dadurch wird erreicht, daß die Eckradien sich proportional mit der Größe des n-Ecks, d. h. der Schlüsselweite des Vielkantloches ändern. Die Kopierrolle liegt stets mit dem gleichen Punkt - im Querschnitt gesehen - an der kegeligen Fläche der Kopierlehre an. Weiterhin ist eine Verstellung der Kopierlehre in Achsrichtung der Vorrichtung vorgesehen, wobei die Verstellung von Hand mittels einer Handkurbel od. dgl. vorgenommen werden kann. Dadurch läßt sich die Größe der zu bohrenden vielkantigen oder unrunden Löcher einstellen.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Hub des Kurbelkreises zwischen dem Schneidstahlhalter und der Mittelachse der Antriebsspindel verstellbar angeordnet. Die Verstellung des Hubes dient zum Anpassen der Geschwindigkeit der Werkzeugschneide in Abhängigkeit von der Größe des auszubohrenden Loches. Hierbei ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß die Verstellung des Hubes des Kurbelkreises mit der Verschiebung der Kopierlehre in Höhenrichtung gekoppelt werden kann, wobei ein Schaltgetriebe benutzt wird. Auf diese Weise wird ein kegeliges Bohren an vielkantigen oder unrunden Löchern bewirkt, wobei die Querschnittsform der Löcher in allen Einzelheiten proportional kleiner oder größer werden. An einer Anzeigevorrichtung kann die Veränderung des Hubes des Kurbelkreises abgelesen werden.
  • Weiterhin ist bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Einrichtung eingebaut, bei der verschiedene n-Ecke gebohrt werden können. Hierzu dienen schaltbare Zwischenräder, die mittels Exzenterbolzen in das Räder- und Kurbelgetriebe eingeschaltet und aus diesem ausgeschaltet werden können. Durch eine Schaltsicherung wird verhindert, daß gleichzeitig zwei Einstellungen wirksam werden können.
  • Um die Schwungmasse an dem Querschieber, der den Schneidstahlhalter trägt, möglichst klein halten zu können, ist der Schneidstahlhalter zu dem Querschieber in radialer Richtung ein- und feststellbar angeordnet.
  • Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform nachstehend erläutert. In den F i g. 1 bis 3 ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht.
  • F i g. 1 zeigt einen Schnitt nach der Linie I-1 der F i g. 2, während F i g. 2 eine Draufsicht ist; F i g. 3 stellt einen Schnitt nach der Linie III-111 der F i g. 1 dar; in F i g. 4 ist die mittels der zyklische Kurven beschreibenden Getriebe- und Kurbelkinematik zu bohrende Kurve, nämlich ein Viereck im größeren Maßstab, veranschaulicht, wobei diagrammatisch die Winkelstellungen der Werkzeugschneide und die Vorschubgeschwindigkeit erkennbar sind; F i g. 5 bis l.8 veranschaulichen ein praktisches Ausführungsbeispiel der Bohrvorrichtung gemäß der Erfindung; F i g. 5 und 6 zeigen die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit dem Aufspanntisch für das Werkstück in Ansicht von vorn und von der Seite; F i g. 7 bis 18 sind Darstellungen von Schnitten durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung im größeren Maßstab, hierbei zeigt F i g. 7 einen Längsschnitt nach VII-VII der F i g. 5 und 8, F i g. 8 einen Querschnitt nach der Linie VIII-VIII der F i g. 7, F i g. 9 einen Querschnitt nach der Linie IX-IX der F i g. 7, F i g. 10 einen Längsschnitt nach der Linie X-X der F i g. 7, F i g. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI der F i g. 9, F i g. 12 einen Teilschnitt nach der Linie XII-XII der F i g. 8, F i g. 13 einen Teilschnitt nach der Linie XIII-XIII der F i g. 8, F i g. 14 einen Schnitt nach der Linie XIV-XIV der F i g. 10, F i g. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV der F i g. 10, F i g. 16 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XVI-XVI der F i g. 7, F i g. 17 einen Schnitt nach der Linie XVII-XVII der F i g. 16, F i g. 18 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles XVIII der F i g. 10, F i g. 19 und 20 zeigen im Schnitt und in Draufsicht die Entwicklung einer Vierkant-Meisterkopierlehre, wobei F i g. 19 ein Schnitt nach der Linie XIX-XIX der F i g. 20 ist; F i g. 21 und 22 veranschaulichen die Entwicklung einer Sechskant-Meisterkopierlehre im Schnitt nach der Linie XXI-XXI der Draufsicht der F i g. 22.
  • Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird ein Kurbel- und Rädertrieb benutzt, bei dem die Zwang-Laufkinematik der Bogen-n-Eck-Werkzeuge in einer (n+1)-Eck-Führung durch eine zyklische Kurven beschreibende Getriebe- und Kurbelkinematik ersetzt ist. Eine Eingangswelle 1, die zum Antrieb mit einer Kurbel 1 a in dem schematischen Beispiel versehen ist, weist ein Ritzel 2 auf, wobei die Welle 1 und das Ritzel 2 in dem Gehäuse 3 und dem Lager 4 gelagert sind. Das Ritzel 2 kämmt mit einem Gegenrad 5, das auf dem festen Zapfen 6 drehbar gelagert ist und mit einem Zahnrad 7 zusammengreift, das einen exzentrisch gelagerten Kurbelbolzen 8 trägt. Das Ritzel 2 kämmt zugleich mit einem weiteren Zahnrad 10, das um den Schaft des Zahnrades 7 drehbar gelagert ist. Um ein Viereck zu bohren, verhalten sich die Zähnezahlen der Räder 7 und 10 wie 1: 3. Wenn die Handkurbel 1 a gemäß der Darstellung in F i g. 2 nach links gedreht wird, läuft das Gegenrad 5 auf dem festen Zapfen 6 nach rechts, Rad 7 mit der Kurbel 8 auf dem Bolzen 9 nach links und Rad 10 auf Rad 7 nach rechts, entsprechend den Pfeilrichtungen der F i g. 2.
  • Es kommen also drei Linksdrehungen der Kurbel 8 auf einen Rechtslauf des Rades 10. Die Kugeln 11 in den Kugeltaschen 12, die Nadelkäfige 13, Kreuzscheibe 14 und Scheibe 15 bilden eine Kreuzscheibenkupplung, die die Bewegungen des Rades 10 und der Kurbel 8 miteinander koppelt.
  • Erfindungsgemäß wird die beschriebene Kinematik für das Kopierbohren mit einem radial gesteuerten Querschieber gekoppelt. Von der Kupplungsscheibe 15 wird hierzu die Bewegung durch die Kugeln 11a in den Kugeltaschen 16 auf einen Querschieber 18 übertragen, die als Pendelscheibe gegenüber der Scheibe 15 in Richtung der Kugeltaschen 16 beweglich ist. Der Kugelkäfig 17 reduziert die Reibung zwischen der Pendelscheibe 18 und der Deckplatte 19, die mit den Schrauben 21 auf dem Gehäuse 3 befestigt ist. Das Maß der Querbewegung des Querschiebers bzw. der Pendelscheibe 18 ist von einer Kopier- oder Meisterlehre 20 abhängig. Auf der Pendelscheibe 18 ist ein Rollenhalter 27 befestigt. Sein hohler Zapfen 22 trägt eine drehbare Kopierrolle 25, die durch die Zugfeder 28 kraftschlüssig an die Meisterlehre gedrückt wird. Mit dem Rollenhalter 27 ist ein Zeiger 24 verbunden, der an Stelle einer Werkzeugschneide dargestellt ist. Der Zeiger 24, d. h. die Schneide, beschreibt eine Kurve 29, die das zu bohrende Vieleck, bei der beschriebenen Ausführungsform das Viereck, darstellt. Die Form der Kurve 29 ist eine genaue Äquidistante der Kopierlehre 20 mit dem Abstand des Rollenhalbmessers r.. Der Querschieber 18, mit dem praktisch die Werkzeugschneide verbunden ist, macht bei dem Räder- und Kurbeltrieb eine Zusatzbewegung, die durch die kraftschlüssige Anlage des Querschiebers mittels der Kopierrolle der Kopierlehre der Schneide von der letzteren gleichsam aufgezwungen wird. Dadurch ist die Einhaltung eines Eckradius möglich, wie man diesen auf Grund der Genauigkeitsforderung wünscht; indem man die Eckrundung der Kopierlehre entsprechend ausbildet. Weiterhin gibt es auf der Verbindungslinie zwischen den Ecken, durch die zyklische Kurve bedingt, keine Wölbung nach innen, sondern die Verbindungslinie kann als Gerade gehalten werden, wenn die Kopierlehre in der Äquidistante ebenfalls eine Gerade aufweist. Bei gleichförmigem Antrieb läuft die Schneide 24 mit sinusartig veränderlicher Geschwindigkeit um. Diese ist auf der Mitte der Seiten vielmal größer als beim Passieren der Ecken. Damit werden nicht nur praktisch stoßfreie Richtungswechsel der Schneide, sondern auch bessere Schneidenwinkel bei verhältnismäßig kleinen Eckradien erreicht.
  • F i g. 4 zeigt die Kurve 29 im größeren Maßstab. Mit 30 ist der Durchmesser des von dem exzentrischen Zapfen 8 beschriebenen Kurbelkreises bezeichnet, während 31 die Schlüsselweite des Vierkantloches ist. Die Verbindungslinien von dem Kurbelkreis 30 zu der Kurve 29 entsprechen der jeweiligen Richtung der Schneide. Die Abstände zwischen den einzelnen Punkten auf der Kurve 29 sind ein Maß für die Geschwindigkeit des Vorschubes der Schneide 24. Es ist zu erkennen, daß bei konstanter Winkelverstellung an dem Kurbelkreis 30 die Schneide auf dem Weg zwischen den Ecken des Quadrates 29 eine vielfach größere Geschwindigkeit ausführt, als bei Bearbeitung der Eckradien.
  • Ein praktisches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den F i g. 5 bis 18 veranschaulicht.
  • Das erfindungsgemäße Formbohrgerät wird zweckmäßig von einer Senkrechtbohrmaschine angetrieben, deren Pinole oder Vorschubschlitten durch das Zwischenstück 36 (F i g. 6) mit dem eigentlichen Formbohrgerät 37 starr verbunden ist.
  • Die im Gestell 38 verankerten Säulen 39 und die Büchsen 40 bilden die Senkrechtführung des Gerätes. Auf dem Gestell 38 ist vorteilhaft ein Rundtisch 41 drehbar gelagert, damit beispielsweise Acht- bzw. Zwölfecksterne durch Versetzen von zwei Vierkanten um 45° bzw. zwei Sechskanten um 30°. herzustellen sind. Zum Spannen des Werkstücks 42 dient ein Spannzeug 43, das nicht nur mit dem Rundtisch zu schwenken, sondern auch radial zu diesem für das Bohren von Rechtecklöchern zu verschieben ist. über dem Werkstück 42 sitzt das Bohrwerkzeug 44.
  • Wie F i g. 7 und 10 zeigen, ist die Spindelnase 45 der Bohrmaschine mit dem Morsekegel 46 der Antriebsspindel 47 verbunden. Diese wird von den Wälzlagern 48, 49, 50 und 51 radial und von der rollenden Kreuzscheibenkupplung 52, 53, 54 axial geführt. Der erfindungsgemäße Querschieber, der mit der Kreuzscheibenkupplung gekoppelt ist, wird von der runden Pendelscheibe 55 gebildet. Unterhalb der Scheibe 54 liegt der Nadelkäfig 56, 57, 58 mit den Kugelreihen 59, die einerseits die Umdrehungen der Kreuzscheibenkupplung auf die Pendelscheibe 55 übertragen und andererseits die Führurg für die radiale Schneidensteuerung bilden. D'--se ist mit negativem Spiel, jedoch spielend zwischen der Deckplatte 60 und den Kugelreihen bzw. Nadelkäfigen 61, 62, 56, 57, 58, 63, 64 gelagert. Auf der unteren Fläche der Pendelscheibe 55 ist der Halter 65 mit den Schrauben und Muttern 66, 67 befestigt. Sein selbsthemmender Hohlkegel 65a dient zur Aufnahme der Werkzeuge; auf seinem Außendurchmesser läuft auf einem Kugelkranz 68, 69 die ballige Kopierrolle 70. Um -die Unwucht der Pendelscheibe 55 möglichst klein machen zu können, ist der Halter 65 entlang der Nute 71 je nach dem Arbeitsdurchmesser einstellbar. Zum Einstellen und Sichern dienen die Innensechskantschrauben 72, 73 mit einem an sich bekannten Skalenschlüssel. Die Werkzeuge sind mit der Innensechskantschraube 74 zu spannen und mit einem Hebel in bekannter Weise zu lösen.
  • Das zyklische Kurven beschreibende Räder- und Kurbelgetriebe zur Erzeugung einer Kinematik eines Bogen-n-Eck-Werkzeugs in einer (n+1)-Eck-Führung mit verlangsamten Geschwindigkeiten an den Eckradien ist wie folgt aufgebaut: Mit der Antriebsspindel 47 ist das Stirnrad 75 zentrisch verbunden, das mit den Stirnrädern 76, 77 kämmt, die auf den festen Bolzen 78, 79, 80 (F i g. 10, 12 und 13) und den Nadellagern 81 laufen. Die Räder 76 und 77 geben ihre Drehmomente direkt bzw. indirekt über die Stirnräder 82, 83 und die schaltbaren Zwischenräder 84 an das Zentralrad 85 ab, das von dem Lager 86 axial gehalten wird und über Nut und Feder 87 die Hülse 88 treibt. Diese ist ihrerseits auf den Nadelkäfigen 89 und der Welle 47 gelagert. Die Übertragung ist derart, daß die Hülse 88, je nachdem ob drei-, vier- oder sechskantige Löcher zu bohren sind, gegenüber einer Rechtsdrehung der Antriebsspindel 47 zwei, drei oder fünf Linksdrehungen macht.
  • Um für die verschieden kantigen Löcher entsprechende Getrieberäder einschalten zu können, ist eine Umschaltvorrichtung vorgesehen. Zum Umschalten werden die Exzenterbolzen 90 gebraucht, die auf ihrem Exzenter die Kugellager 91 mit den ein- und ausschaltbaren Stirnrädern 84 tragen. Die jeweiligen Schaltstellungen werden mit den Segmenten 92 (F i g. 8), die mit Nut und Feder 93 auf den Exzenterbolzen sitzen, und den Schrauben 94 mit ihrem Eingriff in die Rastlöcher 95 und 96 gesichert. Die Schaltsicherung 97 sorgt dafür, daß kein Gang einzuschalten ist, ehe der vorhergehende auf Leerlauf steht.
  • Die Einrichtung zur Verstellung des Hubes des Kurbelkreises zwischen der Längsachse in der Eingangswelle des Teils 46 und dem querverschiebbaren Teil der Kreuzscheibenkupplung wird durch folgende Mittel erreicht: Das untere Drittel der axial verschiebbaren Hülse 88 hat am Umfang zwei parallele Flächen mit schrägen Kerbverzahnungen 98 (F i g. 9), deren Gegenstücke die Segmente 99 sind. Diese sind in der Schrägverzahnung verschiebbar geführt, jedoch mit den Teilen 100, 101, 102, 103 und 104 derart verbunden, daß bei axialen Verschiebungen der Hülse 88 nur Querbewegungen an den Segmenten mit den damit verbundenen Teilen entstehen können. Am Lagerring 104 sind vier zylindrische Ansätze 104a, die durch Bohrungen 104b gehen und mit den Senkkopfschrauben 105 an der Kupplungsscheibe 54 befestigt sind. Die Teile 88, 106, 99, 54, 1.00, 101, 102, 104, 104a und 105 bilden die verstellbar rückläufige Kurbel. Am oberen Ende der Hülse 88 sitzt das Hochschulterlager 107, das von den Seegerringen 108 gehalten wird und den axialen Bewegungsanteil der Ringschraube 109 auf die Hülse 88 überträgt. Die Schraubenmutter 110 ist über ihre Stirnverzahnung am Außendurchmesser und die Rädchen 111 (F i g. 12) und 112 (F i g. 7) von Hand oder über die Wechselräder 113, 114, 115, 116 von Hand oder mechanisch vom Schaltgetriebe (F i g. 16, 17) zu drehen.
  • Mit dem Rad 110 stehen die Stirnräder 117 und 118 im Eingriff, deren Zähnezahlen beispielsweise um einen Zahn verschieden sind. Mit dem Rad 117 ist die Markenscheibe 119 (F i g. 18) und mit dem Rad 118 die Scheibe 120 mit einer Skala zum Anzeigen des Hubes der Kurbel verbunden.
  • In der Brille 121 ist die kegelige Meisterlehre 122 mit den Schrauben 123 austauschbar befestigt. Die Brille ihrerseits wird von den Flanschbüchsen 40 gehalten, die auf den Säulen 39 axial zu verschieben sind. Auf dem Gewinde mit vorzugsweise 1 mm Steigung am oberen Ende der Büchsen 40 sitzen die als Muttern ausgebildeten Stirnräder 124, die axial zwischen den Kugelkränzen 125, 103 und den oberen Stirnflächen der Zähne geführt werden. Zur Handverstellung der Meisterlehre 122 sind die Kurbel 125, das Kegelräderpaar 126, 127 der Keilverbindung 128, die Räder 124 mit dem Zwischenradkranz 129 bestimmt.
  • Während des Bohrens kegeliger Löcher ist eine kontinuierliche Verstellung der Meisterlehre nötig, die mit dem Klinkenschaltwerk (F i g. 16, 17) zu erreichen ist. Den Antrieb liefert der Exzenter 130 (F i g. 10), der mit Nut und Feder 131 auf der Antriebsspindel 47 sitzt. Das Kugellager 132 überträgt die Hubbewegung auf die Schubstange 133 und den Winkelhebel 134, der je nach der gewünschten Bewegungsrichtung über die gefederte Klinke 135, 136, 137 die Schaltscheibe 138 (F i g. 7) treibt. Diese kann beispielsweise am Umfang mit 200 Zähnen versehen werden, so daß die Schaltung eines Zahnes den Arbeitsdurchmesser um 0,005 mm verändert. Wird die untere Seite der Schaltscheibe nach oben gedreht, dann ist sie für die umgekehrte Schaltrichtung zu gebrauchen. Für den Rückzug der Klinken sorgt eine Zugfeder 139, während der Klinkenweg mit der Schraube 140 und Stift 141 entsprechend der Kegelsteigung zu begrenzen ist. Das Verhältnis der Durchmesseränderung je Umdrehung zum Längenvorschub je Umdrehung ergibt die Steigung des Kegels. Mit den Stiften 142 sind beide Klinken auszuschalten.
  • Die Kopierrolle 70 hat eine ballige Außenform, die beim Umlauf durch die Zugfedern 143, 144 (F i g. 14, 15) kraftschlüssig an die kegelige Innenform der Meisterlehre gedrückt wird. Der Kegel der Meisterlehre wird zweckmäßig 1 : 1 ausgeführt, damit bei einer Umdrehung der Schaltscheibe 138 der Arbeitsdurchmesser der Schneide sich um 1 mm ändert. Die Scheibe 145 schützt die Kugelführung der Pendelscheibe 55 vor Schmutz, Spänen und sonstigen Fremdkörpern.
  • Die Größe der Verstellung kann leicht durch die Meßvorrichtung über der Schaltscheibe 138 festgestellt werden. Der Ring 146 ist fest mit dem Ritzel 124 verbunden. In seiner Bohrung wird der Skalenring 147 durch den Kugelkranz 148 axial geführt und durch die Federn l.49 und die Scheibe 150 in seiner Stellung mit mäßiger Reibung gehalten, die jedoch beim Nachjustieren durch Handkraft zu überwinden ist. Ein Teilstrich seiner Umfangsteilung 147a entspricht einer Durchmesseränderung von 0,01 mm. Die vollen Millimeter sind auf der Hülse 151 abzulesen, die ebenfalls mit den Federn 149 festgehalten wird, jedoch nach Bedarf zu justieren ist. Zwischen dem Gehäuse des Gerätes und der Lehrenbrille wirken vier Tellerfedersäulen 152, die das schädliche Spiel in den Gewindepaaren 40, 124 beim Anstellen der Schneide ausschalten.
  • Zum Bohren, beispielsweise von Vierkantlöchern, sind folgende Vorarbeiten nötig: Das rückläufige Kurbelgetriebe ist auf 3: 1 umzuschalten. Weiterhin ist der günstigste Kurbelhub einzustellen. Der Rollenhalter 65 wird nach dem Maß der gewünschten Schlüsselweite verschoben und festgeschraubt. Alsdann wird das Werkzeug justiert und eingespannt und man stellt den Arbeitsdurchmesser für den ersten Span ein. Das Werkstück wird zweckmäßig mit 1 bis 3 mm Untermaß auf normaler Bohrmaschine rund vorgebohrt. Alsdann wird das Werkstück eingespannt.
  • Beim Bohren wird das Drehmoment der Bohrspindel 45 über den Morsekegel 46, die Spindel 47, die Kreuzscheibenkupplung 52, 53, 54, die Kugelreihen 59 auf die Pendelscheibe 55 übertragen. Die mit der Pendelscheibe verbundene Kopierrolle wälzt sich kraftschlüssig an der Innenform der Meisterlehre 122 ab und erteilt der Pendelscheibe die für die gewünschte Bohrung nötige Radialbewegung. Das mit der rechtsdrehenden Antriebswelle 47 verbundene Stirnrad 75 treibt das Rad 77 und das mit diesem verbundene Rad 83 nach links, das Zwischenrad 84 nach rechts und das Zentralrad 85 wieder nach links.
  • Von dem Zentralrad 85 wird die Bewegung über die Keilverbindung 87 auf die Hülse 88 und von dieser über die verstellbare Kurbel 99, 100, 101, 102, 104, 105 zur Scheibe 54 geleitet, die sich nach rechts einmal dreht, während die Kurbel drei Linksdrehungen macht. Die Scheibe 54 ist das Koppelglied zwischen den einfachen Rechtsdrehungen der Antriebsspindel 47 und den dreifachen Linksdrehungen der Kurbel. Die resultierende Bewegung ergibt die sinusartigen Geschwindigkeiten der Schneide und die verbesserten Meißelwinkel. Unterhalb der Scheibe 54 kommt die radiale Bewegung der Pendelscheibe hinzu, die sich aus dem kraftschlüssigen Abrollen der Kopierrolle 70 innerhalb der festen Kopierlehre 122 ergibt.
  • Wenn kegelige Löcher zu bohren sind, dann sind Vorschub und Klingenschaltung nach der gewünschten Kegelsteigung einzustellen und automatisch miteinander verlaufen zu lassen. Es ist dabei grundsätzlich gleich, ob die Löcher oben oder unten den größeren Durchmesser haben.
  • Die F i g. 19 bis 22 zeigen beispielsweise die Form einer Meisterlehre für Vierkante mit 41 bis 55 mm Schlüsselweite, Eckradien von 1/1., a und einem Kopierrollenradius von r. = 50 mm. Die beiden Vierecke in der Mitte der F i g. 20 bilden die Bahn der Werkzeugschneide, wenn der Rollkreis R der Kopierrolle in der unteren bzw. oberen Stirnfläche der Lehre läuft und die Schneide in bekannter Art auf der verlängerten Achse der Kopierrolle sitzt. Der Kegelwinkel entspricht zweckmäßig der Kegelsteigung 1:1.
  • Wenn konkruente Lochformen mit der gleichen Meisterlehre erzeugt werden sollen, beispielsweise Vierecke, deren Eckradien in einem gleichbleibenden Verhältnis zur Schlüsselweite stehen, dann muß die obere Form der Lehre kontinuierlich in die untere übergeben, wie dies bei den F i g. 19 bis 22 geschieht.
  • Für das Beispiel der Sechskant-Meisterlehre (F i g. 21 und 22) gilt grundsätzlich das gleiche, wie für die Vierkantlehre. Verschieden sind nur die scharfkantigen Ecken und der oben und unten gleichbleibende Radius r..

Claims (10)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Bohren von nicht kreisförmigen, z. B. unrunden, vielkantigen Löchern mittels einer Kopiervorrichtung mit radial gesteuerter Werkzeugschneide, bei der der Schneidstahlträger exzentrisch mit einem unter Federwirkung stehenden Schlitten unter Verwendung einer Kreuzscheibenkupplung verbunden ist, da -durch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit einem Antrieb des radial gesteuerten Schneidstahlträgers (44) durch ein Räder- und Kurbelgetriebe zur Erzeugung n-Eck-ähnlicher zyklischer Kurven eine Kopplung der Kreuzscheibenkupplung (11, 14, 15; 52, 53, 54) mit einem zusätzlichen Querschieber (18; 55) vorgesehen ist, der mit dem Schneidstahlträger (65) verbunden ist und in kraftschlüssiger Abhängigkeit von der Kopiervorrichtung (20, 70, 122) steht, die dem zusätzlichen Querschieber (55) und damit dem Schneidstahlträger (65) eine Zusatzbewegung erteilt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschieber (55) aus einer Scheibe besteht, die radial gegenüber dem Getriebe für die Erzeugung der zyklischen Kurve verschiebbar gelagert ist, und daß die Lagerung des Querschiebers (55) durch Kugelführungen (59) erfolgt, die zugleich das Drehmoment übertragen, wobei der Querschieber (55) zwischen in Achsrichtung vorgespannten Kugelkränzen (61, 64) läuft.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Querschieber (55) eine unter Federwirkung (143, 144) stehende, an sich bekannte Kopierrolle (70) trägt, die ballig ausgebildet ist, wobei die Kopierlehre für die Kopierrolle eine gegen die Mittelachse geneigte Kopierfläche aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidstahlhalter (65) zu dem Querschieber (55) radial ein- und feststellbar (72, 73) angeordnet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopierlehre (122) in Achsrichtung verstellbar ist und daß die Verstellung mittels einer Kurbel (125) durchführbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kurbelkreises zu der Mittelachse der Antriebsspindel (47) verstellbar angeordnet ist und daß zur Verstellung eine axial verschiebbare Hülse (88) mit Schrägverzahnung (98) vorgesehen ist, die mit einer Gegenschrägverzahnung eines mit der Kreuzscheibenkupplung verbundenen Teils (99; F i g. 9) in Verbindung steht.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Hülse (88) von Hand, vorzugsweise über Wechselräder (113, 114, 115, 116) durchführbar ist. B.
  8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Hülse (88), d. h. die Verstellung des Hubes des Kurbelkreises selbsttätig mittels eines Schaltgetriebes (133 bis 137; F i g. 16, 17) erfolgt und daß das Schaltgetriebe mit der Höhenverstellvorrichtung (138) für die Kopierlehre (122) gekoppelt ist.
  9. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Verstellvorrichtung des Hubes des Kurbelkreises eine Anzeigevorrichtung (119, 120; F i g. 18) gekoppelt ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wechsel des Bohrens anderskantiger Löcher in dem Getriebe von der Antriebsspindel zur verschiebbaren Hülse (88) schaltbare Zwischenräder (84), die mit dem Zentralrad (85) kämmen, angeordnet sind und daß zum Umschalten verstellbare Exzenterbolzen (90) dienen, die die ein- und ausschaltbaren Zwischenräder (84) tragen, wobei eine Schaltsicherung vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 929 457, 882 346, 337 970, 57111; schweizerische Patentschrift Nr. 320 842-USA.-Patentschrift Nr. 1980178.
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Citations (6)

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