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Tieflochbohrmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Tieflochbohrmaschine,
bei der die Arbeitsspindel gegen eine axial wirkende Feder am Werkzeugschlitten
abgestützt ist und die mit Schaltmitteln zusammenwirkt zum Umschalten der Antriebseinrichtungen
und/oder Getriebeeinrichtungen von »Eilgang vorwärts« auf »Vorschub vorwärts«.
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Bei derartigen Vorrichtungen ist es wichtig, daß die Bewegung des
Werkzeugschlittens auf die langsame Bewegung »Vorschub vorwärts« umgeschaltet wird,
wenn der Werkzeugschlitten im Eilgang an das Werkstück herangefahren ist, damit
nicht das Bohrwerkzeug mit der großen Eilganggeschwindigkeit in das Werkstück hineinläuft
und zu Bruch geht. Für dieses Umschalten sind bereits verschiedenartige Steuerungen
vorgeschlagen worden, die jedoch alle recht kompliziert sind. Wenn es sich um einen
einfachen Bohrvorgang handelt, kann die Steuerung von »Eilgang vorwärts« auf »'V'orschub
vorwärts« noch mit vertrebarein Aufwand durchgeführt werden, weil die Werkstückoberfläehe,
auf die das Bohrwerkzeug auftrifft, von vornherein festliegt und die Maschine danach
eingestellt werden kann. Beim Tieflochbohren wird aber das Bohrwerkzeug mehrmals
an das Werkzeug herangeführt und muß sich jeweils wieder zurückbewegen, damit die
Späne aus dem jeweils neu gebohrten Teil des Bohrlochs entfernt werden. Beim nächstfolgenden
Vorgang ist dann der im Eilgang zurückzulegende Weg des Werkzeugschlittens größer,
d. h., der Zeitpunkt und die Stelle, an der das Umschalten von »Eilgang vorwärts«
auf »Vorschub vorwärts« vorgenommen werden rnuß, ist nicht identisch mit den Zeitpunkt
bzw. der Stelle, an der der gleiche Umschaltvorgang beim vorhergegangenen oder nachfolgenden
Arbeitsvorgang durchgeführt werden mußte.
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Es wurden z. B. Steuerungen vorgeschlagen, bei denen in der Tieflochbohrmaschine
eine Vorrichtung vorgesehen war, mittels der der im Anschluß an einen Bohrvorgang
durchfahrene Rücklaufweg des Bohrwerkzeugs gemessen wurde, so daß dieses gemessene
Maß für den darauffolgenden Vorlaufweg des Bohrwerkzeugs zugrunde gelegt werden
konnte. Auf diese Weise bestand bereits die Möglichkeit, das Umschalten immer dann
vorzunehmen, wenn das Bohrwerkzeug beim Vorlauf die Werkstückoberfläche erreicht
hatte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrmaschine zum Tieflochbohren
mit einer Steuerung zu schaffen, bei der die obengenannten und bisher unvermeidbaren
Nachteile überwunden sind.
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Gemäß der Erfindung sind als Schaltmittel an der Arbeitsspindel ein
konzentrisch zu deren Achse verlaufender Betätigungsnocken und ein mit dem Kokken
zusammenwirkender Endschalter im Werkzeugschlitten vorgesehen und zur Begrenzung
der Axialverschiebbarkeit der Arbeitsspindel im Werkzeugschlitten ein Anschlag so
angeordnet, daß die Arbeitsspindel sich nach Zusammendrücken der Feder fest gegen
den Werkzeugschlitten abstützt, nachdem sie sich so weit verschoben hat, daß der
konzentrisch zur Werkzeugspindel verlaufende Betätigungsnocken den Endschalter betätigt
hat.
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Durch die Erfindung wird es möglich, mit beliebig hohen Eilgeschwindigkeiten
mit dem Werkzeug gegen das Werkstück zu fahren. Diese hohen Eilgeschwindigkeiten
sind beim Tieflochbohren unbedingt erforderlich. Außerdem ist bei der Ausführung
gemäß der Erfindung eine für das Tieflochbohren unbedingt notwendige sehr große
Axialbewegung der Spindel vorgesehen.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Arbeitsspindel
bzw. das mit der Arbeitsspindel fest verbundene Zahnrad in bekannter Weise gegenüber
dem nächstfolgenden Getriebeglied in der zum Arbeitsspindelmotor führenden Getriebekette
verschiebbar angeordnet. Diese Verschiebung kann uni das gleiche Maß geschehen,
um das die Arbeitsspindel selbst gegenüber dem Werkzeugschlitten axial verschiebbar
ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zur Vermeidung
eines ungewollten Vorschnellens der Arbeitsspindel ein mit derselben zusammenwirkender
elektrischer Magnetbolzen im Werkzeugschlitten vorgesehen, der durch einen besonderen
Endschalter eingeschaltet wird, z. B., indem der mit dem Werkzeugschlitten verbundene
besondere Endschalter gegen einen im Maschinengestell verschiebbar angeordneten
Festanschlag fährt, wenn die
Schneide des Bohrwerkzeugs am Ende
des gesamten Bohrvorgangs aus der Rückseite des Werkstücks heraustritt.
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Es liegt ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
darin, daß nicht direkt mit der Axialbewegung auf den Schalter gefahren wird. Der
Schalter ist vielmehr so angeordnet, daß er durch einen Nocken ohne Beschädigung
überfahren werden kann. Wenn der Nocken den Schalter betätigt hat, kann dieser noch
eine der Auslaufstrecke entsprechende Bewegung ausführen, bevor die Spindel auf
einen Anschlag auftrifft. Diese Bewegung kann sehr groß sein. Deshalb ist die Anordnung
des Magnetbolzens besonders vorteilhaft, weil sie ein Vorschnellen der Spindel beim
Durchbohren verhütet.
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Eine beispielsweise Ausführungsform gemäß dei Erfindung ist in den
F i g. 1 und 2 dargestellt.
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F i g. 1 zeigt eine waagerecht wirkende Tieflochbohrmaschine in der
Ansicht; F i g. 2 zeigt die Tieflochbohrmaschine gemäß F i g. 1 in schematischer
Schnittdarstellung.
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Mit 1 ist das Maschinengestell bezeichnet, in dem die in der Zeichnung
nicht dargestellte Vorschubspindel waagerecht angeordnet ist, die z. B. vom Vorschubmotor
2 und vom Eilgangmotor 3 über das Getriebe 4 angetrieben wird. Die Vorschubspindel
greift in bekannter Weise in eine gleichfalls nicht zeichnerisch dargestellte Mutter
des Werkzeugschlittens 5 ein, der auf dem Maschinengestell 1 längsverschiebbar geführt
ist. Im Werkzeugschlitten 5 ist die Arbeitsspindel 6 drehbar und axial verschiebbar
gelagert. In der Arbeitsspindel 6 ist das Bohrwerkzeug 6a eingespannt. Die Arbeitsspindel
6 ist über eine Feder 7, im Werkzeugschlitten 5 abgestützt, und zwar an einem Begrenzungsanschlag
8, durch den die Axialverschiebbarkeit-der Arbeitsspindel 6 in der der Vorschubrichtung
entgegengesetzten Richtung begrenzt ist. Die Arbeitsspindel 6 wird über Zahnräder
9, 10, 11 und 12 vom Arbeitsspindehnotor 13 angetrieben, der an den Werkzeugschlitten
5 angeflanscht ist. Auf der Arbeitsspindel 6 ist ein konzentrisch zu deren Achse
angeordneter Betätigungsnocken 14 vorgesehen, der den Endschalter 15 betätigt. Der
Endschalter 15 schließt in Ruhestelung die Kontakte 16/17 der Leitung 18, die über
den Hauptschalter 19 mit den Stromzuführungsleitungen 20 und 21 verbunden ist. In
der Leitung 18: liegt das Schaltschütz I, durch das der Eilgangmotor 3 geschaltet
wird. In Schaltstellung schließt der Endschalter 15 die Kontakte 22/23, die in der
zur Leitung 18 parallelliegenden Leitung 24 vorgesehen sind. In der Leitung 24 liegt
das Schaltschütz II, durch das der Vorschubmotor 2 geschaltet wird.
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Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein mit der Arbeitsspindel 6 zusammenwirkender
Magnetbolzen 25 vorgesehen, dessen Magnetspule durch das Schaltschütz III geschaltet
wird. Das Schaltschütz III liegt in der Leitung 26, die zu den Leitungen 18 und
24 parallel gelegt ist. In der Leitung 26 liegen die Kontakte 27/28, die durch den
Endschalter 29 geschlossen werden, wenn der Endschalter 29 betätigt wird. Der Endschalter
29 ist am Werkzeugschlitten 5 angebracht und wird betätigt, wenn er an den Festanschlag
30 anläuft, der am Maschinengestell 1 angeordnet ist. Der Festanschlag 30 ist einstellbar
vorgesehen und soll so gesetzt werden, daß der Endschalter 29 dann gegen ihn anläuft,
wenn der gesamte Bohrvorgang beendet ist und das Bohrwerkzeug 6a auf der Rück-Seite
des Werkstücks, das mit 31 bezeichnet ist, heraustritt. Der Arbeitsspindelmotor
13 wird durch das Schaltschütz IV geschaltet, das parallel zu den Leitungen 18,
14 und 26 in der Leitung 32 liegt. Nach Einschalten des Hauptschalters 19 wird-
über Schaltschütz IV der Arbeitsspindelmotor 13 eingeschaltet, der über die Zahnräder
9, 10, 11, 12 die Arbeitsspindel 6 treibt. Gleichzeitig wird über die Kontakte 16/
17 und Schaltschütz I der Eilgangmotor 3 eingeschaltet. Der Werkzeugschlitten 5
läuft im Eilgang auf das Werkstück 31 zu, bis die Spitze des Bohrwerkzeugs 6a auf
die Oberfläche des Werkstücks 31 auftrifft. Durch das Weiterlaufen des Bohrwerkzeugs
6a an der Oberfläche des Werkstücks 31 verschiebt sich die Arbeitsspindel 6 gegen
die Wirkung der Feder 7 nach hinten, wobei der Betätigungsnocken 14 den Endschalter
15 auslöst. Dadurch werden die Kontakte 16/17 unterbrochen, so daß über Schaltschütz
I der Eilgangmotor 3 abgeschaltet wird. Gleichzeitig werden die Kontakte 22/23 des
Endschalters 15 geschlossen, so daß über Schaltschütz II der Vorschubmotor 2 eingeschaltet
wird. Danach schiebt sich der Werkzeugschlitten 5 mit dem Bohrwerkzeug 6a mit der
kleineren Vorschubgeschwindigkeit in das Werkstück 31 hinein, wobei der spanabhebende
Bohrvorgang stattfindet. Dabei schiebt sich die Arbeitsspindel 6 gegen die Wirkung
der Feder 7 so weit zurück, bis sie sich gegen den Begrenzungsanschlag 8 des Werkzeugschlittens
5 anlegt. Die Arbeitsspindel 6 und der im Werkzeugschlitten 5 sitzende Begrenzungsanschlag
8 sind so dimensioniert, daß die vom Werkzeugschlitten 5 auf das Bohrwerkzeug 7
wirkende Vorschubkraft sicher aufgenommen werden kann. Weiterhin sind axial wirkende
Gleit- oder Wälzlager zwischen dem Werkzeugschlitten 5 und dem Bohrwerkzeug 6a vorgesehen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 wirken die sich aufeinander abstützenden
Stirnflächen am rechten Ende der Arbeitsspindel 6 und an der linken Seite des Begrenzungsanschlags
8 als Gleitlager. Es kann jedoch, was in manchen Fällen vorteilhafter sein mag,
auch ein Wälzlager vorgesehen sein. Das Gleit- oder Wälzlager kann auch an anderer
Stelle vorgesehen sein. Es kommt darauf an, daß keine zu große Reibungskraft entsteht,
wenn sich die Arbeitsspindel 6 unter der Wirkung des Vorschubdruckes gegen den Werkzeugschlitten
5 abstützt. Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die verhältnismäßig komplizierte Steuerung für eine Tieflochbohrmaschine im einzelnen
nicht dargestellt, da Steuerungen für das Tieflochbohren, d. h. für den mehrmaligen
Vorlauf und Rücklauf des Werkzeugschlittens, dem Durchschnittsfachmann allgemein
bekannt ist und als solche nicht Gegenstand der Erfindung sind.
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Um den Arbeitsantrieb auch während des axialen Ausweichens der Arbeitsspindel
6 mit Sicherheit auf diese übertragen zu können, ist gemäß F i g. 2 das Zahnrad
10 so breit vorgesehen, daß das damit kämmende Zahnrad 9 beim Ausweichen der Arbeitsspindel
6 auf den Zahnflanken des Zahnrades 10 gleitet und dadurch bei jeder Stellung der
Arbeitsspindel 6 mit dem Zahnrad 10 im Eingriff steht.
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Nach Beendigung des Bohrhubes, d. h. beim Heraustreten der Spitze
des Bohrwerkzeugs 7 aus der Rückseite des Werkstücks 31 wirkt der Arbeitsspindel
6 eine Schnittkraft nicht mehr entgegen, so daß die Feder 7 bestrebt ist, sich zu
entspannen und die Arbeitsspindel 6 nach vorn vorzuschnellen. Gemäß
der
Erfindung wird dies dadurch verhindert. daß der Endschalter 29 an den entsprechend
eingestellten Festanschlag 30 anläuft, worauf die Kontakte 27, 28 in der Leitung
26 geschlossen, das Schaltschütz III geschaltet und dadurch der Magnetbolzen 25
eingeschaltet wird. Der Magnetbolzen 25 greift in eine Ringnut der Arbeitsspindel
6 ein und verhindert das plötzliche Vorschnellen der Arbeitsspindel 6. Die Rückführung
der Arbeitsspindel 6 in ihre vordere Lage kann dann während des Rücklaufs des Werkzeugschlittens
5 erfolgen.