DE1453189C - Vorschubbegrenzungseinrichtung an Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorschubbegrenzungseinrichtung an Werkzeugmaschinen, insbesondere an Bohrmaschinen mit Druckmittel-Vorschubantrieb, für mehrere nacheinander erfolgende Vorschubbewegungen unterschiedlichen Hubes, bei der den einzelnen Vorschubbewegungen sie begrenzende Anschläge zugeordnet sind, die relativ zu ihrem bei der Vorschubbewegung mitbewegten Halter ein- und feststellbar sind, die selbsttätig nacheinander wirksam schaltbar sind und durch die jeweils am Ende des voreingestellten Vorschubweges durch Auflaufen auf ein Steuerglied die Vorschubbewegungsrichtung umschaltbar ist.

Eine derartige Vorschubbegrenzungseinrichtung ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 014 412). Bei dieser bekannten Vorrichtung sind mehrere mit. Anschlägen versehene Ringe dreh- und feststellbar auf, einer Vorschubwelle angeordnet, die in axialer Richtung fest ist. Während des Betriebes sind die Ringe auf der Vorschubwelle fixiert. Jeder Ring weist einen Anschlag auf, der mit einem in axialer Richtung verschiebbaren, die Schaltung bewirkenden Gegenanschlag zusammenarbeitet. Die Ringe sind axial hintereinander auf der Vorschubwelle angeordnet. Der Gegenanschlag wird nach jedem Um- oder Ausschalten des Vorschubes um eine Ringbreite axial verschoben, so daß er in den Bereich des Anschlages des nächsten Ringes kommt. Der Vorschub wird bei gelösten Ringen nach einer auf den Ringen aufgebrachten Skala eingestellt. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, daß die die Ringe tragende Vorschubwelle nur weniger als eine Umdrehung machen kann, da dann spätestens der Anschlag den Gegenanschlag betätigt. Dadurch ist der Konstrukteur in der Wahl der Übersetzungen zwischen Vorschubwelle und linearem Vorschub des Werkzeuges eingeschränkt. Außerdem ist bei großen Vorschüben die Einstellgenauigkeit be-

grenzt, da der Ringumfang nicht beliebig vergrößert werden kann. Nachteilig ist auch, daß die Einstellung der Skalen von einem gemeinsamen Nullpunkt aus Rechenarbeit vom Einsteller erfordert, was nicht nur die Einstellzeit, also die Stillstandszeit der Maschine, verlängert, sondern was auch leicht zu Fehleinstellungen und damit zu Ausschuß oder gar zu Werkzeugoder Maschinenschäden führen kann. Es muß bei dieser bekannten Vorrichtung die geradlinige Vorschubbewegung der Bohrspindel in eine Drehbewegung einer Welle umgewandelt werden, auf der die Ringe angebracht sind, die die den Vorschub begrenzenden Anschläge tragen. Das bedeutet bei Maschinen, an denen eine derartige Welle nicht ohnedies vorhanden ist, wie beispielsweise bei Bohrmaschinen mit Druckmittel-Vorschubantrieb, einen erheblichen zusätzlichen baulichen Aufwand, da Zahnstangen und Zahnräder zu dieser Umwandlung benötigt werden, abgesehen - von dem zusätzlichen Raumbedarf der ausladenden Vorrichtung. · ■ ■

Es ist auch ein Mehrspindelbohrkopf mit Spannzangen und Trommel-Tiefenanschlag bekannt. Bei dem Trommel-Tiefenanschlag handelt es sich um einen drehbaren Ring, der im gleichen Rhythmus wie die Arbeitsspindel automatisch umgeschaltet wird, as Die Bohrtiefe ist für jede Spindel dadurch einzeln einstellbar, daß auf dem drehbaren Ring einstellbare Anschläge vorgesehen sind, die als mechanische Hemmung den von Hand vorgenommenen Vorschub begrenzen. Für jede Spindel ist ein Anschlag vorgesehen; beim Spindelwechsel werden auch die Anschläge umgewechselt. Eine selbsttätig schaltende Vorschubvorrichtung ist nicht vorgesehen. Der Trommel-Tiefenanschlag ist seitlich von dem Mehrspindelbohrkopf vorgesehen, erfordert also einen zusätzlichen freien Raum.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeiden der genannten Nachteile eine wenig aus dem Umriß der Maschine heraustretende Vorschubbegrenzungseinrichtung zu schaffen, die sich auch für Druckmittel-Vorschubantriebe eignet und einen halbautomatischen Maschinenbetrieb ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Anschläge in an sich bekannter Weise gleichmäßig über den Umfang eines Ringes verteilt sind, der koaxial zu der die Vorschubbewegung ausführenden Arbeitsspindel angeordnet, um seine Achse drehbar und in Vorschubrichtung der Arbeitsspindel mit dieser fest verbunden ist, und daß zum Weiterschalten des die Anschläge tragenden Ringes um eine Teilung mechanische Schaltglieder vörgese^ hen sind, die aus Anschlägen und mit diesen zusammenarbeitenden, zur Vorschubrichtung geneigten Steuerflächen bestehen, wobei jeweils das eine der Schaltglieder am Ring und das andere am dreh- und verschiebefesten Maschinenteil, z. B. am Zylinder des als Vorschubantrieb vorgesehenen Schubkolbentriebes, befestigt ist.

Von Vorteil ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß sie wenig zusätzlichen Raum beanspracht, da sie aus dem Maschinenumriß nicht herausragt wegen der koaxialen Anordnung zu der die Vorschubbewegung ausführenden Arbeitsspindel. Von Vorteil ist weiter, daß die Anschläge die Vorschubbewegung des Werkzeuges mitmachen, wo- 5 = durch nicht nur die Lage der Anschläge ein anschauliches Bild der nacheinander zurückzulegenden Vorschubstrecken ergibt, sondern wodurch auch die Anschläge stets eine Bewegung im Maßstab 1:1, bezogen auf die Bewegung des Werkzeuges, ausführen. Es ist kein Umsetzen einer Linear- in eine Drehbewegung erforderlich, was den nötigen baulichen Aufwand vermindert und wodurch eine spielfreie und damit genaue Zuordnung der Anschläge zum.Werkzeug möglich ist. Eine von stets dem gleichen Bezugspunkt ausgehende Einstellung aller Anschläge ist ebenfalls ohne Schwierigkeiten möglich, so daß Ausschußfertigung und Schäden auf Grund von beim Einstellen vorkommender Rechenfehler weitgehend ausgeschlossen sind. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beim Bohren tiefer Löcher in Werkstoffen, die eine hohe Schnittgeschwindigkeit erfordern, jedoch keinen gleichmäßigen Spanabfluß ergeben. In diesen Fällen wird jeweils nach einer bestimmten Bohrstrecke der Bohrer aus der Bohrung zurückgezogen, so daß dadurch die Späne entfernt und das Werkzeug etwas gekühlt wird, wodurch die Standzeit des Werkzeuges erhöht wird. Anschließend wird das Loch weitergebohrt. Diese geschilderten Verhältnisse treten insbesondere bei der Holzverarbeitung auf. Im Gegensatz zur Metallbearbeitung kann bei der Holzbearbeitung keine Kühlflüssigkeit verwendet werden, da Holz die Flüssigkeit aufsaugen und quellen würde. Aus diesen Gründen eignet sich, die erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung besonders gut für Holzbearbeitungsmaschinen, ist jedoch bei Maschinen zur Kunststoff- oder Metallbearbeitung ebenfalls vorteilhaft verwendbar.

Die von der Vorschubbewegung durch Zusammenarbeiten zwischen Anschlägen und geneigten Steuerflächen abgeleitete schrittweise Drehbewegung des Ringes kann auf verschiedene Art durchgeführt werden. Bei einer Ausführungsform in Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Drehschritt des die Anschläge tragenden Ringes in zwei Teilschritte aufgeteilt, die jeweils im Bereich der Richtungsumkehr der Vorschubbewegung erfolgen.

Dabei ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, daß jeweils der wirksam geschaltete, den Hub der Vorschubbewegung durch Auflaufen auf ein Steuerventil begrenzende Anschlag mit einer maschinenfesten, geneigten Steuerfläche zur Erzeugung eines Teilschrittes der Drehbewegung des Ringes in Wirkverbindung bringbar ist.

Bei einer anderen Ausführungsform im Rahmen der Erfindung erfolgt die Weiterschaltung des Ringes um eine Teilung in einem Drehschritt bei der Vorschubbewegung oder bei der Rückzugsbewegung mittels eines mit einer Steuerfläche zusammenarbeitenden Anschlags, wobei bei der gegenläufigen Vorschubbewegung entweder der Anschlag oder die Steuerfläche in eine unwirksame Stellung bringbar ist. Da bei dieser Ausführungsform die Steuerfläche so lang ausgebildet sein muß, daß der Ring einen ganzen Drehschritt während der Vorschubbewegung ausführen kann, gelangt der dem auf dem Umsteuerventil aufgelaufenen Anschlag benachbarte Anschlag zwangsweise in den Bereich des die Steuerfläche tragenden Teiles. Damit dieser Anschlag bei der Rückbewegung aus dem Bereich der Steuerfläche gelangen kann, kann das freie Ende dieser Steuerfläche beispielsweise um ein Scharnier hochklappbar sein, so daß der Anschlag bei seiner Rückbewegung von unten gegen die Steuerfläche aufläuft und diese anhebt,, wodurch der Anschlag an der Steuerfläche vorbeigeführt werden kann. Ebenso könnte auch die Steuer-

fläche fest und der Anschlag ausschwenkbar ausgebildet sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die die Vorschubbewegungen begrenzenden Anschläge aus stufenlos einstellbaren Stäben, die an einem Ende Ansätze aufweisen, durch die der Betätigungsstößel des Steuerventils betätigbar ist, und es ist am anderen Ende der Stäbe lösbar jeweils eine Hülse angebracht, die mit dem Stößel eines die Vorschubbewegung einleitenden Ventils in Eingriff bringbar ist. Die Anschläge sind auf einfache Weise dadurch stufenlos einstellbar, daß sie in Bohrungen des Ringes eingesetzt werden und durch je eine Rändelschraube in der Bohrung festgehalten sind. Von Vorteil ist, daß die Hülse lösbar angebracht ist, weil die Vorrichtung auf einfache Weise dann in einer bestimmten Lage stillgesetzt wird, wenn die lösbare Hülse von dem Ende des Stabes abgenommen ist.

Die lösbare Hülse kann unterschiedlich ausgebildet sein. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse auf das Stabende aufschiebbar, und es ist ihr auf dem Betätigungsglied des Ventils auflaufendes Ende abgeschrägt.

Außerdem ist an den Anschlagstäben nach einem weiteren Merkmal im Rahmen der Erfindung eine Skala angebracht, mit der die zu bohrende Tiefe eingestellt bzw. von der die eingestellte Vorschubtiefe abgelesen werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der die Anschläge tragende Ring auf einer auf dem Zylinder axial verschiebbaren Hülse drehbar befestigt, die mit der Kolbenstange des Schubkolbentriebes verbunden ist. Dabei ist die Hülse mittels eines eine schlitzförmige Aussparung im Zylinder durchsetzenden Bolzens mit der Kolbenstange verbunden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Ring einen in Vorschubrichtung vorspringenden Rand auf, der mit einer den Drehstellungen des Ringes entsprechenden Anzahl von Steuerflächen versehen ist, die zum Weiterschalten des Ringes mit mindestens einem feststehenden Anschlag in Eingriff bringbar sind. Diese Steuerflächen leiten bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der jeder Drehschritt des Ringes in zwei Teilschritte unterteilt ist, nur den während der Rückbewegung erfolgenden Teilschritt ein, wogegen der andere Teilschritt durch Auflaufen der Anschläge auf eine ortsfeste Steuerfläche erfolgt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht auf die an einem Gehäuse eines als Vorschubmotor vorgesehenen Schubkolbentriebs befestigte Vorrichtung zur Vorschubbegrenzung und

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie Π-ΙΙ der Fig. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Vorschubantrieb weist einen Zylinder 1 auf, in dem ein Kolben 2 geführt ist, an dem eine Kolbenstange 3 befestigt ist, die in einer Bodenplatte 4 geführt ist. Das dem Kolben 2 abgewandte Ende 5 der Kolbenstange 3 weist einen kleineren Durchmesser auf als die Kolbenstange 3. Auf dieses Ende 5 ist die Spindel eines Hohlwellenmotors 6 aufgesetzt und durch einen Bolzen 7 mit der Kolbenslange 3 lösbar verbunden. Auf dem Zylinder 1 ist eine Hülse 8 geführt, die zwei sich gegenüberliegende Leisten 8' aufweist. Die Hülse 8 bzw. ihre Leisten 8' sind mit der Kolbenstange 3 dadurch fest verbunden, daß an dem Ende 8" der Leisten 8' eine Bohrung 9 vorgesehen ist, in die der Bolzen 7 eingesetzt werden kann, der gleichzeitig die Spindel des Hohlwellenmotors 6 und die Kolbenstange 3 lösbar miteinander verbindet. Das dem Ende 8" der Hülse 8 entgegengesetzte Ende weist einen Flansch

10 auf, auf den ein Ring 11 mit einer dem Flansch 10 entsprechenden Ausnehmung 12 aufgesetzt ist. Über den Umfang des Ringes 11 sind eine Anzahl von jeweils eine Skala 30 aufweisenden Anschlagstäben 13 in Bohrungen 14 des Ringes 11 eingesetzt und durch Rändelschrauben 15 in den Bohrungen 14 festgehalten. Der Ring 11 ist an dem Flansch 10 der Hülse 8 durch eine Platte 16 mittels Schrauben 17 drehbar, jedoch verschiebefest befestigt. Der Ring 11 weist außerdem einen in Vorschubrichtung vorspringenden Rand 18 auf, in dem zur Vorschubrichtung geneigte Steuerflächen 19 vorgesehen sind. Die Steuerflächen 19 arbeiten mit einem an dem Umfang des Zylinders 1 angeordneten, feststehenden Anschlag 20 zusammen. Auf die Anschlagstäbe 13 sind Hülsen 21 aufgesetzt, deren eines Ende 21' abgeschrägt ist. An dem anderen Ende der Anschlagstäbe 13 sind Ansätze 22 vorgesehen, die mit einer geneigten Steuerfläche 23 zusammenarbeiten, die mit dem Zylinder 1 fest verbunden ist. Der Zylinder 1 weist einen Flansch auf, mit welchem er durch Schrauben 24 an dem Hohlwellenmotor 6 lösbar befestigt ist. An dem Ende des Zylinders 1, an dem der Hohlwellenmotor 6 befestigt ist, ist ein Umsteuerventil 25 angebracht. Ein weiteres Steuerventil 26 ist an dem diesem Ende des Zylinders 1 abgewandten Ende vorgesehen.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ist der Drehschritt des Ringes 11 in zwei Teilschritte unterteilt. Der erste, von der Vorschubbewegung abgeleitete Teilschritt erfolgt dann, wenn der in dem Zylinder 1 geführte Kolben 2 pneumatisch oder hydraulisch betätigt wurde, so daß der Ansatz 22 eines auf dem Ring 11 angeordneten Anschlagstabes 13 auf die auf dem Zylinder 1 befestigte Steuerfläche 23 aufläuft und von dieser zu einem Betätigungsstößel 27 des Steuerventils 25 weitergeleitet wird. Der Betätigungsstößel 27 des Steuerventils 25 erhält einen Impuls, durch den das Steuerventil umgesteuert und der Kolben 2 in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt wird, so daß die Rückbewegung eingeleitet ist.

Der zweite Teilschritt der Drehung des Ringes 11 erfolgt während der Rückbewegung dadurch, daß eine der Steuerflächen 19 auf den auf dem Zylinder 1 befestigten Anschlag 20 aufläuft, wodurch die Steuerflächen 19 und damit der vorspringende Rand 18 mit seinem Ring 11 so lange weitergedreht wird, bis der Anschlag 20 auf der Sohle 19' der Steuerflächen 19 aufläuft. Bei dieser Rückbewegung läuft gleichzeitig die auf dem Anschlagstab 13 aufgeschobene Hülse 21 mit ihrem abgeschrägten Ende 21' auf einen Betätigungsstößel 28 des Steuerventils 26 auf, wodurch dieses einen Impuls erhält, durch den die Vorschubbewegung wieder eingeleitet wird. I

In dem Zylinder 1 ist außerdem eine schlitzförmige ' Aussparung 29 vorgesehen, durch die der Bolzen 7 durchgeführt ist, der die Hülse 8 und die Spindel des Hohlwellenmotors 6 mit der Kolbenstange 3 verbindet. Durch diesen Bolzen 7 sind der Kolben 2, die Kolbenstange 3, das Werkzeug, die Hülse 8, der Ring

11 sowie die Anschlagstäbe 13 auf bzw. in dem Zylinder 1 längsverschiebbar angeordnet.

In der Zeichnung sind die die Steuerventile mitein-

ander verbindenden und zu dem Zylinder führenden pneumatischen oder hydraulischen Leitungen der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet; es versteht sich, daß diese Leitungen außerhalb der Vorschubvorrichtung angeordnet sind. Das Steuerventil 25 kann auch an einer anderen Stelle des Zylinders 1 an-

geordnet sein, beispielsweise — wie das Ventil 26 — an dem in Fig. 1 oberen Ende des Zylinders. In diesem Falle weist der Anschlagstab 13 an seinem oberen Ende außer der Hülse 21 noch ein Winkelstück auf, das dann mit dem Betätigungsstößel 27 des Umschaltventils 25 zusammenarbeitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 684/149

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorschubbegrenzungseinrichtung an Werkzeugmaschinen, insbesondere an Bohrmaschinen mit Druckmittel-Vorschubantrieb, für mehrere nacheinander erfolgende Vorschubbewegungen unterschiedlichen Hubes, bei der den einzelnen Vorschubbewegungen sie begrenzende Anschläge zugeordnet sind, die relativ zu ihrem bei der Vorschubbewegung mitbewegten Halter ein- und feststellbar sind, die selbsttätig nacheinander wirksam schaltbar sind und durch die jeweils am Ende des voreingestellten Vorschubweges durch Auflaufen auf ein Steuerglied die Vorschubbewegungsrichtung umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (13, 22) in an sich bekannter Weise gleichmäßig über den Umfang eines Ringes (11) verteilt sind, der koaxial zu der die Vorschubbewegung ausführenden Arbeitsspindel angeordnet, um seine Achse drehbar und in Vorschubrichtung der Arbeitsspindel mit dieser fest verbunden ist, und daß zum Weiterschalten des die Anschläge (13, 22) tragenden Ringes (11) um eine Teilung mechanische Schaltglieder vorgesehen sind, die aus Anschlägen (20 bzw. 22) und mit diesen zusammenarbeitenden, zur Vorschubrichtung geneigten Steuerflächen (19 bzw. 23) bestehen, wobei jeweils das eine der Schaltglieder am Ring (11) und das andere an einem dreh- und verschiebefesten Maschinenteil, z. B. am Zylinder (1) des als Vorschubantrieb vorgesehenen Schubkolbentriebs, befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehschritt des die Anschläge (13, 22) tragenden Ringes (11) in zwei Teilschritte aufgeteilt ist, die jeweils im Bereich der Richtungsumkehr der Vorschubbewegung erfolgen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der wirksam geschaltete, den Hub der Vorschubbewegung durch Auflaufen auf ein Steuerventil (25) begrenzende Anschlag (13, 22) mit einer maschinenfesten, geneigten Steuerfläche (23) zur Erzeugung eines Teilschrittes der Drehbewegung des Ringes (11) in Wirkverbindung bringbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterschaltung des Ringes (11) um eine Teilung in einem Drehschritt bei der Vorschubbewegung oder bei der Rückzugsbewegung mittels eines mit einer Steuerfläche zusammenarbeitenden Anschlags erfolgt, wobei bei der gegenläufigen Vorschubbewegung entweder der Anschlag oder die Steuerfläche in eine unwirksame Stellung bringbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Vorschubbewegungen begrenzenden Anschläge (13, 22) aus stufenlos einstellbaren Stäben (13) bestehen, die an einem Ende Ansätze (22) aufweisen, durch die der Betätigungsstößel (27) des Steuerventils (25) betätigbar ist, und daß am anderen Ende der Stäbe (13) lösbar jeweils eine Hülse (21) angebracht ist, die mit dem Stößel (28) eines die Vorschubbewegung einleitenden Ventils (26) in Eingriff bringbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Stößel (28) des Ventils (26) auflaufende Ende (21') der Hülse (21) abgeschrägt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Anschlagstäben (13) eine Skala (30) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß der die Anschläge (13, 22) tragende Ring (11) auf einer auf dem Zylinder (1) axial verschiebbaren Hülse (8) drehbar befestigt ist, die mit der Kolbenstange (3) des Schubkolbentriebs verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) mittels eines eine schlitzförmige Aussparung (29) im Zylinder (1) durchsetzenden Bolzens (7) mit der Kolbenstange (3) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (11) einen in Vorschubrichtung vorspringenden Rand (18) aufweist, der mit einer den Drehstellungen des Ringes (11) entsprechenden Anzahl von Steuerflächen (19) versehen ist, die zum Weiterschalten des Ringes (11) mit mindestens einem feststehenden Anschlag (20) in Eingriff bringbar sind.