-
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..