DE1402948A1 - Kraftangetriebener Werkzeugkopf mit einer umlaufenden Werkzeugspindel - Google Patents

Description

• Kraftangetriebener Werkzeugkopf mit einer umlaufenden Werkzeugspindel Die Erfindung bezieht sich auf einen kraftangetriebenen Werkzeugkopf mit einer umlaufenden Werkzeugspindel, einer kraftangetriebenen Antriebswelle für die Spindel, die quer zur Spindel liegend mit dieser über Zahnräder und eine Spindelantriebsbüchse verbunden ist, und einem Vorschubantrieb für die Spindel, wobei mit einer konzentrisch zur Spindel liegenden Vorschubbüchse ein hohles Gewindestück verbunden ist, auf dessen Gewinde ein Betätigungsglied läuft, das über Zahnräder mit dem Kraftantrieb verbunden ist. Bei einer bekannten Vorrichtung zum Bohren von löchern, die von der Innenwand von Zylindern o.dgl. ausgehen, ist der gesamte Werkzeugkopf zwischen den Innenwandungen des Zylinders o.dgl. eingespannt und der Vorschub wird durch Bewegen des gesamten Werkzeugkopfes längs der Spindel bewirkt. Nachteilig ist hierbei, dass die Abstützung des Werkzeugkopfes aufder einen Seite über das Werkzeug selbst erfolgt und dass ferner die genaue Ausrichtung des Werkzeuges, in diesem Falle eines Bohrers, in die Achse des herzustellende. Zoches schwierig ist.
• Bei Waagereeht'&Fräs- und -Bohrmaschinen ist ferner ein Vorschubantrieb bekannt, bei dem eine zur Spindel konzentrisch liegende Vorschubbüchse mit einem hohlen Gewindestück verbunden ist, auf dessen Gewinde ein Betätigungsglied läuft, das mit einem Kraftantrieb verbunden ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so weiter auszugestalten, dass ein sehr gedrängter Aufbau erreicht wird und ferner wahlweise ein automatischer oder ein willkürlicher Vorschub ermöglicht ist.
• Die Erfindung besteht darin, dass die Antriebswelle für die Spindel eine, eine Kupplung enthaltende Welle für den Spindelvorschub umschliesst, dass das hohle Gewindestück ein Aussengewinde trägt und das Betätigungsglied eine Mutter ist, die von der Spindelantriebsbüchse konzentrisch umgeben ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Welle für den Spindelvorschub mit der Mutter durch Kegelräder verbunden ist, die koaxial zu Kegelrädern liegen, welche die Antriebswelle für die Spindel mit der Spindelantriebsbüchse verbinden. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In dieser ist

  Fig. 1 ein Schnitt durch einen Bohrkopf nach der

  Erfindung,

  Fig. 2 ein vergrösserter Ausschnitt aus Fig. 1,

  Fig. 3 ein vergrösserrter Ausschnitt eines

  anderen Teils der Fig. 1 und

  Fig. ¢ eine perspektivische Darstellung von

  Einzelteilen des Bohrkopfes.

  Der Bohrkopf hat gemäss Fig. 1 ein Gehäuse 12 mit einer längsbohrung 10, in der auf reibungsarmen lagern 16 eine Vorschubbüchse 1¢ gleitbar abgestützt ist. Ein im Gehäuse 12 sitzender Keil 20 (Fig. 3) greift in eine Keilnut 22 der Vorschubbüchse 14, um diese axial zu führen, In der Vorschubbüchse 1¢ ist in hagern 26 eine Spindel 2¢ drehbar gelagert, an deren äusserem Ende ein Futter 30 zur Aufnahme eines Werkzeuges befestigt ist.
• Der Antrieb für die Vorschubbüchse 14 und die Spindel 24 ist zentral im Gehäuse 12 gelagert. Er enthält eine Antriebswelle 32, deren eines Ende fest mit der Spindel 24 verbunden ist, während ihr anderes Ende über einen Vierkant mit einer Antriebebüehse 34 verbunden ist. dm einen Ende hat die Antriebsbüchse 34 einen Flansch 36, der mit einer Verbindungsbüchse 38 verbunden ist. Diese liegt konzentrisch mit radialem Abstand zu der Antriebsbüchse 34 und der Spindelantriebswelle 32. Die Verbindungsbüchse 38 ist mit einem hohlen Kegelrad 40 verbunden. Diese beiden Teile sind über Lager 42 und 44 im Gehäuse 12 gelagert. Die Vorschubbüchse 14 ist über eine mit einem Flansch versehene Büchse 46 mit einer hohlen Gewindespindel 48 verbunden, die konzentrisch zur Spindelantriebawelle 32 lieiend auf dieser abgestützt drehbar ist. Mit der Gewindespindel 48 kämmt eine Mutter 50, die über Lager 54 und 56 in der Bohrung 52 des Kegelrades 40 gelagert und mit einem Kegelrad 58- verbunden ist. Das gehäuse ist am einen Ende durch einen Deckel 60 verschlossen und am anderen Ende hält eine Überwurfmutter 62 die Vorsehubbüchse und die Spindel in ihrer Lage.-Eine in einer Öffnung 64 des Gehäuses 12 be--:-festigte Tragplatte 68dient der Lagerung eines hohlen Kegelrades 70, das über eine Büchse 72 mit einem Kegelrad 74 verbunden ist. Das Kegelrad 74 kämmt mit dem die Spindel 24 antreibenden Kegelrad 40. Die Zahnräder des Spindelantriebs haben vergrösserte zentrale Bohrungen, um den Antrieb für die Vorschubbüchse aufzunehmen. Dieser enthält Kegelräder 76 und 78, welch letzteres mit dem Kegelrad 58 kämmt. Die Kegelräder 76 und 78 sind über eine Kupplung 80 miteinander verbunden, die fest in einer zentralen Bohrung 82 des Kegelrades 76 sitzt. Das einwärts liegende Bade der Kupplung 80 hat ein axiales Sackloch 84, dessen oberer zum Gehäuse 12 offener Teil 86 erweitert ist. In dem Sackloch 84 sitzt eine Druckfeder 88, auf der oben eine Steuerkugel 90 für die Kupplung aufliegt, die im oberen Teil 86 geführt ist. Die Kupplung 80 hat aussen am einwärts liegenden Rede einen erweiterten Teil 92, dessen oberer Teil eine horizontale ringförmige Fläche 94 aufweist. In der darüber liegenden Wand des Teils 92, der dort kleineren Durchmesser hat, sind Querlöcher 98 zum Teil 86 der Sackbohrung vorgesehen. Mit dem Kegelrad 78 ist ein Kupplungsring 100 fest verbunden, der eine zentrale Bohrung 101 und eine grössere Bohrung 102 im Bereich eines Ringflansches 104 hat. An der Innenwand des Flansches 104 sind Taschen 106 und 108 für Rollen 110 und 112 vorgesehen, die in Reibungsschluss mit in den Querlöchern 98 sitzenden Kugeln 114 und 116 stehen. Die Rollen 110, 112 und die Kugeln 114, 116 und die Steuerkugel 90 liegen bei eingerückter Kupplung in einer Flucht und der Gesamtdurchmesser dieser Teile ist grösser als der Innendurchmesser des Ringflansches 104. In einer anderen Öffnung 66 des Gehäuses 12 Ist eine handbetätigte Steuereinrichtung für den Vorschub angeordnet. Diese besteht aus einem Handrad 118, das über eine Antriebabühhse 120 mit einem Kegelrad 122 verbunden ist, das mit dem Kegelrad 58 kämmt. Der Antrieb ist über Zager 124, 126 drehbar in einer lagerbächse 128 abgestützt. Die Steuereinrichtung besteht aus einem einen Steuerknopf 130 tragenden Kolben 132, der in einer Bohrung 134 der Antriebsbüchse 120 gleitet. Die Spindelantriebawelle 32 und der Vorschubantrieb werden von einem Ring 136 umgangen, der die Gewindespindel 48 mit Spiel umgibt. Der Ring 136 hat einander gegenüberliegende Zapfen 138 und 140 (Fig. 2 und 4), die in eine Bohrung 142 der Antriebsbüchse 120 bzw. in eine Bohrung 143 des Kegelrades 78 ragen. In der Bohrung 143 und der axial ausgerichteten Bohrung 101 des Kupplungsringes 100 gleitet ein Kupplungsbetätigungsbolzen 144, der so lang ist, dass er mit dem Zapfen 140 und der Steuerkugel 90 in Anlage ist. Senkrecht zur Achse der Zapfen 138 und 140 hat der Ring 136 radial nach aussen gerichtete Zapfen 146 und 148, die in Schlitze 154 bzw. 155 eines Bügels 150 eingreifen, der mittels Zapfen 152, 153 schwenkbar im Gehäuse 12 gelagert ist.
• In der Öffnung 66 sind konzentrisch um den Handantrieb des Vorschubs auch Steuereinrichtungen für den Vorschub angeordnet. In einer in der Öffnung 66 sitzenden Abstandsplatte 164 ist ein Untersetzungszahnrad 162 gelagert, das mit einem Stirnrad 122a an der Antriebsbüchse 120 kämmt Das Untersetzungszahnrad 162 ist über ein Ringrad 168 mit einem Nockenring 166 verbunden, der an der Bodenfläche eine Nockennut 172 zur Aufnahme eines Auslösestiftes 174 hat, der durch ein Loch im Gehäuse 12 ragt. Ein Teil 178 der Nockennut 172 kann den Auslösestift 174 nach innen in das Gehäuse bewegen, so dass das andere Ende des Auslösestiftes 174, das im Bereich eines querliegenden Flansches 158 des Bügels 150 liegt, diesen um seine Zapfen 152, 153 dreht. Der Nockenring 166 ist auf der Lagerbüchse 128 drehbar abgestützt und die Lage des Nookenteils 178 in Bezug zum Auslösestift 174 kann durch Lösen einer Spannmutter 17o und Verdrehen des Nockenringes zum Ringrad 168 vermindert werden, wodurch die Spannmuter 170 wieder angezogen wird. Im Betrieb wird die Spindel 24 vom Eingangskegelrad 70 über die Büchse 72, die Kegelräder 74 und 40, die Verbindungsbüchse 38, die Antriebsbüchse 34 und die Spindelantriebswelle 32 angetrieben. Der Vorschub erfolgt vom Kegelrad 76 aus über die Kupplung 80, den Kupplungsring 100, das Kegelrad 78 und das Kegelrad 58, das die Mutter 50 dreht, wodurch die Gewindespindel 48 axial verstellt wird und die Yorschubbüchse 14 vorgeschoben wird. Nicht dargestellte Steuereinrichtungen des Antriebs gestatten die Umkehr der Drehrichtung der Gewindespindel 14, um die Vorschubbüchse in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen. Der Vorschub wird von Hand durch den Steuerknopf 130 abgeschaltet, der über den Kolben 132, den Ring 136 und die Zapfen 138, 140 die Kupplung auslöst. Eine selbsttätige Abschaltung des Vorschubes erfolgt, wenn der Nockenring 166 durch das Untersetzungszahnrad 162 genügend weit gedreht ist, dass der Nockenteil 178 den Auslösestift 174 betätigt, also nach einem vorher gewählten Vorschubweg. Der maximale Vorschub wird durch das üntersetzungszahnrad bestimmt und ist auf die Drehung des Nockenteils 178 um 3600 begrenzt. Durch die erwähnte Einstellung mittels der Spannnatter 170 kann jeder beliebig kleinere Vorschubweg gewählt werden, indem die Betätigung des Auslösestiftes 174 bereits bei einer geringe- ren Winkeldrehung des Nockenringes 166 eintritt.
• Soll der Vorschob von Hand erfolgen, so wird durch Niederdrücken des Stenerknopfe® 130 die Kupplung 80, 100 gelöst. Die Mutter 50 wird dann vom Handrad 118 über die Antriebsbüchse 120 und das Kegelrad 122 gedreht.
• Der Spindelkopf ist um die Dreäaohne der Antriebs- kegelräder 70, 76 innerhalb einer ringförmigen Sperrplatte 180 durch ein von der Tragplatte 68 befestigtes Schnecken- rad 182 unbegrenzt drehbar, ohne den Zahneingriff der Kegel- räder 70, 76 zu stören.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e t - - - - - - - - - - - - - - - - - 1. Kraftangetriebener Werkzeugkopf mit einer umlaufenden Werkzeugspindel, einer kraftangetrieb®nen Antriebswelle für die Spindel, die quer zur Spindel liegend mit dieser über Zahnräder und eine Spindelantriebsbüchse verbunden ist, und einem Vorschubantrieb für die Spindel, wobei mit einer konzentrisch zur Spindel liegenden Vorsehubbüchse ein hohles Gewindestück verbunden ist, auf dessen Gewinde ein Betätigungsglied läuft, das über Zahnräder mit dem Kraftantrieb verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (72 - Fig. 1) für die Spindel eine, eine Kupplung (80, 100) enthaltende Welle (76, 78) für den Spindelvorachub umschliesst, dass das hohle Gewindestück (48) ein Aussengewinde trägt und das Betätigungsglied eine Mutter (50) ist, die von der Spindelantriebsbüchse (38) konzentrisch umgeben ist.
2. 2. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (76, 78) für den Spindelvorschub mit der Mutter (50) durch Kegelräder (55, 78) verbunden ist, die koaxial zu Kegelrädern (40, 74) liegen, welche die An- triebswelle (72) für die Spindel mit der Spindelantriebsbüchse (38) verbinden. 3. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch Bekenn- zeichnet, dass in einer zentralen Bohrung (143) der Antriebs- welle (76,78) für den Vorschub axial bewegliche Steuerglieder (140, 144) für die Kupplung angeordnet sind. 4. Werkzeugkopf nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Steuerglieder (140, 144) für die Kupplung die Spindel (24) und die Gewindespindel (48) diese umgehend kreuzen und dort eine Verlängerung (138) haben, die axial von Hand beweglich ist, um die Kupplung (80,100) zu lösen. 5. Werkzeugkopf nach Anspruch 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Umgehung der Spindel (24) und der Gewinde- spindel (48) durch die Steuerglieder (140, 144) mittels eines Ringes (136) bewirkt wird, durch den die Spindel und die Gewindespindel mit Spiel hindurchtreten und der die zwei Teile (140, 144) der Steuerglieder aufnimmt. 6. Werkzeugkopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (138) der Steuerglieder der Kupplung von einer drehbaren Büchse (120) umschlossen ist, die von der Antriebswelle für den Vorschub angetrieben wird und einen Nocken (178) dreht, der ein Steuerglied (174) zum Auslösen der Kupplung (80, 100) betätigt. 7. Werkzeugkopf nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Büchse (120) von Hand (118) drehbar ist, um bei gelöster Kupplung (80, 100) den Vorschub von Hand zu bewirken. B. Werkzeugkopf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (178)-über ein Untersetzungszahnrad (162) und ein Ringrad (168) angetrieben wird. 9. Werkzeugkopf nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (178) in einer Nockennut (172) liegt und das Steuerglied ein Auslösestift (174) ist, dessen eines Ende in die Nockennut eingreift; 10. Werkzeugkopf mach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er um eine Achse drehbar irt, die mit der gemeinsamen Achse der Spindelantriebswelle (72) und der Spindelvorschubwelle (76, 78) übereinstimmt.