DE1552443C - Bohr und Plandrehkopf - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht aus von einem Bohr- und Plandrehkopf, wie ihn z. B. die deutsche Patentschrift 737 zeigt.

Dieser bekannte Bohr- und Plandrehkopf weist einen über ein Planetengetriebe zwischen einstellbaren •Anschlägen quer verschiebbaren Werkzeugschlitten auf. Die als Doppelritzel ausgebildeten Planetenräder sind in einem gegenüber dem umlaufenden Kopf festhaltbaren Ring gelagert und kämmen einerseits mit einem auf dem Körper des Drehkopfes drehbaren Antriebsring, der über einen Innenzahnkranz, Ritzel und Schneckengetriebe auf einer am Querschlitten festen Zahnstange den Querschlitten verschiebt und andererseits mit einem zwischen dem Drehkopfkörper und dem Fcsthaltering gelagerten Zwischenring, der mit dem Drehkopfkörper mittels einer aushebbaren Rasteinrichtung kuppelbar ist. Diese besteht aus einem im Körper gelagerten zweiarmigen Hebel, dessen eines Ende mittel- oder unmittelbar in Vertiefungen der Innenwand des Zwischenringes einrasten kann und dessen anderes Ende mit einem radial verschiebbaren Schaltbolzen verbunden ist, der mindestens eine Rastkerbe aufweist, gegen die ein Rastkörper mit dachförmiger Stirnseite unter Federdruck anliegt.

Dieser bekannte Drehkopf ist für eine Verwendung bei numerisch gesteuerten Maschinen nicht geeignet. Bei diesen Maschinen ist durch die numerische Steuerung lediglich die Drehrichtung der den Drehkopf tragenden Spindel umsteuerbar. Da bei dem bekannten Drehkopf jedoch bei Anlaufen des Werkzeug-Querschlittens gegen den Vorschubanschlag des Vorschubantriebs völlig abgekuppelt wird und nur durch £< Eingreifen von Hand — was bei numerisch gesteuerten Betrieben als ausgeschlossen angesehen werden muß — auf (Eil-)Rücklauf schaltbar 'ist, ergibt sich die hier vorliegende Aufgabe, den gemäß der deutschen Patentschrift 845 737 bekannten Drehkopf so abzuändern, daß lediglich eine Drehrichtungsumkehr der Hauptspindel zu einem Zurückfahren des Querschlittens führt, das heißt, die Vorschubantriebskupplung darf nicht, wie bei dem bekannten Drehkopf, völlig abgeschaltet werden, sondern soll bei Drehrichtungsumkehr der Hauptspindel selbsttätig wieder schließen.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einfacher Weise darin, daß die Firstkante der dachförmigen Stirnseite des Rastkörpers gegenüber dessen Mittelachse versetzt ist. Diese konstruktive Maßnahme bewirkt, daß der Rastkörper bei Anlaufen des Schlittens gegen den Anschlag nicht vollständig aus der Rastkerbe des Schaltbolzens heraustritt. Die Kupplung, Zwischenring/Drehkopfkörper, wird dabei vielmehr nur soweit gelöst, daß nach Umkehrung des Drehsinns der Spindel der Rastkörper unter der Wirkung der ihn beauf- _i schlagenden Feder wieder in die Rastkerbe eintritt und dabei den Schaltbolzen wieder in die Kuppelstellung verschiebt, so daß also der Querschlitten zurückläuft.

Die Beibehaltung der Eigenschaften des bekannten Drehkopfes für die manuelle Rücklaufschaltung ist dadurch möglich, daß der erfindungsgemäß neu ausgebildete Rastkörper gegen einen anderen, im wesentlichen in bekannter Weise ausgebildeten, austauschbar ist, bei dem also die Firstkante in der Mitte liegt, d. h. die Längsachse des Rastkörpers schneidet. Dieser Rastkörper springt dann in bekannter Weise bei Anlaufen des Querschlittens gegen Anschlag in eine wie bekannt benachbarte Rastkerbe des Schaltbolzens über, der so ganz nach außen geschoben wird, und die Kupplung, Zwischenring/Drehkopfkörper, vollständig löst. Der Rücklauf des Querschlittens wird, wie bekannt, von Hand dadurch eingeschaltet, daß entweder der Schaltbolzen wieder ganz eingedrückt und die Spindel umgesteuert oder daß auf Eilrücklauf geschaltet wird. Im einen wie im anderen Fall ist der Festhaltering am Mitdrehen gehindert.

An sich ist ein numerisch voll selbsttätig gesteuerter Bohr- und Plandrehkopf bereits bekannt (deutsche Patentschrift' 1 193 768). Bei diesem ist ein elektro-

beliebiger Drehrichtung der Hauptspindel gesteuert werden. Jener bekannte Drehkopf ist jedoch von völlig anderer Bauart und hat mit dem hier vorliegenden Problem, einen bekannten Drehkopf durch eine einfache Änderung für numerisch gesteuerten Betrieb brauchbar zu machen, nichts zu tun.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und teilweise im Schnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Bohr- bzw. Plandrehkopfes nach der deutschen Patentschrift 845 737 mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung, und zwar ist

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung des Bohrbzw. Drehkopfes,

F i g. 2 eine gegenüber F i g. 1 vergrößerte Frontansicht mit abgebrochenen Teilen,

F i g. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 2 mit einigen abgebrochenen und einigen weggelassenen Teilen,

F i g. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 der F i g. 3,

Fig. 5 einschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3, F i g. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 der F i g. 5,

F i g. 7 ein vergrößerter Schnitt gemäß F i g. 4 der die Arbeitsweise einer Kupplung gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 9 und 10 Vorderansichten von Schnitten gemäß Linie 9-9 bzw. 10-10 der F i g. 8,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der Einzelteile der Fig. 8,

Fig. 12 ein vergrößerter Schnitt ähnlich F i g. 4 mit der Kupplungssteuerung; der Knopf ist in derselben Stellung wie in F i g. 4 und

Fig. 13 ein Schnitt ähnlich einem Teil von Fig. 12 mit der Kupplungssteuerung, die in diesem Fall den Startknopf in ausgeschobener Stellung beläßt.

In F i g. 1 bis 6 dieser Zeichnung ist der Kopf mit 10 bezeichnet. Er hat einen zylindrischen Körper 12, der mit dem Schaft 14 aus einem Stück besteht und die gleiche Achse wie dieser hat. Der Schaft 14 sitzt seinerseits auf der in beiden Drehrichtungen antreibbaren Hauptspindel 64 einer Werkzeugmaschine, z. B. einem Bohrwerk. Ein Lager der Hauptspindel in einer solchen Maschine ist mit 66 bezeichnet.

Der Körper 12 hat an seiner Stirnseite eine Schwalbenschwanz-Nut 16, in der ein Werkzeug-Querschlitten 17, 18 mit einem Werkzeugarm 20 und Werkzeug 19 verschieblich ist. Der Werkzeugarm 20 sitzt abnehmbar in einer Querbohrung 21 des Schlittens und ist in ihr durch Bolzen 22 (F i g. 4) festgespannt.

In den Seitenflädhen 25 des Schlittens 18 ist eine T-Nut 24 eingeschnitten. In dieser Nut sind mit BoI-zen 26 zwei Anschlagplatten 28, 30 verschieblich und feststellbar. Die Platten 28 und 30 liegen beiderseits eines Anschlagstiftes 27, der aus dem Körper 12 herausragt und in Zusammenarbeit mit den Platten 28, 30 die radiale Bewegung des Schlittens 18 begrenzt. Am oberen oder inneren Ende des Schlittens 18 ist eine Zahnstange 31 angeordnet. Die Zahnstange 31 wird durch eine Schnecke 34 und Schneckenrad 36 verstellt (F i g. 2, 3 und 4). Das Schneckenrad 36 wird durch eine Schnecke 38 getrieben, die auf einer Welle 40 sitzt. Die Welle 40 ist im Körper 12 gelagert. Auf der Welle 40 sitzt ein Zahnrad 42, welches mit einer Verzahnung 44 an der Innenseite eines Antriebsringes 46 kämmt .(F i g. 5).

Die Zahnkränze 49 der Ritzel 50 α und 50 b sitzen auf Wellen 51, die außer den Zahnkränzen 49 noch weitere Zahnkränze 53 tragen. Diese kämmen mit Zähnen 60 eines Zwischenringes 62, welcher im Innern eines gegen Drehung festhaltbaren Halteringes 52 drehbar ist.

In dem Haltering 52 sind die Ritzelwellen 51 gelagert. Er ist zwischen dem Ring 54 und dem Antriebsring 46 gelagert. An ihm ist mit Schrauben 56 und einer Lasche 55 eine radial aus dem Kopf herausragende Stange 58 befestigt, die zwischen Anschlagstiften 70 schwenkbar ist, die aus dem Hauptspindellager 66 nach unten herausragen. Sie bestimmen den Winkel über den der Ring 52 gedreht werden kann.

Der Zwischenring 62 hat innen mehrere Ausnehmungen 73, in die ein radial nach außen gedrückter Stift 72 eintreten kann. Der Stift bildet das obere Ende eines Hebels 75 (F i g. 3), der in radialer Richtung, nach innen versetzt, lose in der Ausnehmung 77 des Körpers 12 liegt. Das untere Ende 75' des Hebels 75 steckt in einer Ringnut 74 eines Schaltbolzens 76 (F i g. 3), der in einer Bohrung 78 verschieblich ist. Der Bolzen 76 hat zwei Rastkerben 122,124, in die Rastkörper 104 bzw. 106 eingreifen. Der Bolzen 76 endet außerhalb des Körpers 12 in einem Startknopf 80. Wenn der Knopf 80 eingedrückt wird, so wird der Hebel 76 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt (F i g. 3). Dadurch wird der Stift 72 radial nach außen in eine der Ausnehmungen 73 gedrückt und der Zwischenring 62 mit dem Drehkopfkörper 12 gekuppelt. _:

In dieser in F i g. 4 und 5 dargestellten Stellung der Einzelteile stellt der Schlitten 18 das Werkzeug 19 bei. Der Schaft 14 und der Körper 12 drehen sich in der von der Hauptspindel 64 bestimmten Richtung. Der Haltering 52 wird über die Stange 58 von einem der Stifte 70 festgehalten. Der Zwischenring 62 ist durch die Stifte 72 mit dem Körper 12 gekuppelt, rotiert mit ihm und dreht die Ritzel 50 α und 50 b. Die Zähnkränze 49 greifen in den Antriebsring 46 ein und drehen diesen gegenüber dem Körper 12. Der Antriebsring 46 dreht seinerseits das Zahnrad 42. Die Schnecke 38 dreht das Schneckenrad 36, so daß sich auch die Schnecke 34 dreht und der Schlitten 18 mittels der Zahnstange 31 so lange verschoben wird, bis der Stift 27 die Platte 28 (oder 30) schlägt, wodurch eine weitere Schlittenbewegung verhindert wird. Dadurch wird auch die Rotation des Getriebes beendet, und zwar rückwirkend über die Schnecke 34, das Schneckenrad 36, das Zahnrad 44 und die Ritzel 50 a und 50 b.

Wenn die Ritzel 50 α und 50 b auf diese Weise an der Dre'hung gehindert sind, blockieren sie auch das Weiterdrehen des Zwischenringes 62. Beim Weiterdrehen des Körpers 12 werden dadurch die Stifte 72 radial nach innen aus den Ausnehmungen 73 herausgedrückt, die Kupplung 72/73 ist gelöst.

Sobald ein Stift 72 in Richtung des Pfeiles B (F i g. 3) nach innen gedrückt wird, schwenkt der lose in der Ausnehmung 77 liegende Hebel 75 im Uhrzeigersinn. Sein unteres Ende 75' bewegt sich dadurch radial nach außen und drückt den Schaltbolzen 76 mit Knopf 80 heraus. Während bei dem bis jetzt beschriebenen bekannten Drehkopf der Rastkörper in die unmittelbar benachbarte Rastkerbe überspringt, wodurch der Schaltbolzen ganz nach außen verschoben und über den Hebel 75 die Kupplung 72,73 vollständig löst, hebt sich der gemäß der Erfindung weiter unten näher beschriebene Rastkörper 106 dabei nur etwas, aber nicht vollständig aus der Rastkerbe 124 heraus.

Die Stifte 72 schleifen auf dem glatten Innenmantel des Ringes 62 und sinken beim Vorbeigang der Ausnehmungen 73 ein wenig in sie ein und werden durch die Kanten der Ausnehmung wieder herausgedrückt. Diese hin und her schwingende Bewegung teilt sich dem Schaltbolzen 76 mit, was dadurch möglich ist, daß der Rastkörper 106 bei dieser Bewegung nicht vollständig aus der Rastkerbe 124 gehoben wird. Das Zusammenwirken des Rastkörpers 106 mit der Rastkerbe 124 wird weiter unten näher beschrieben.

Schaft 14 und Körper 12 fahren fort sich zu drehen, während der Querschlitten 18 gegenüber dem Körper 12 unbeweglich bleibt. Nunmehr kann die Drehrichtung der Hauptspindel 64 umgekehrt werden. Wenn die Hauptspindel 64 ihre Drehrichtung wechselt, führt der Haltering 52 zusammen mit dem Körper 12 eine Schwenkung um einen Winkel aus, der durch den Winkelabstand der Anschlagstifte 70 für die Stange 58 bestimmt ist. Dann wiederholt sich der beschriebene Antrieb in umgekehrter Richtung, d. h. der Schlitten 18 bewegt sich solange über den Körper 12, bis der Stift 27 an die Platte 30 anschlägt. Hierdurch wird der gewünschte Rücklauf des Schlittens vollendet. Der Kupplungsmechanismus arbeitet dabei in gleicher Weise, wie oben beschrieben.

Um den Querschlitten dann wieder in der Vorschubrichtung in Bewegung zu setzen, braucht man nur die Antriebsrichtung der Hauptspindel 64 umzukehren. Der Werkzeugvorschub erfolgt dann erneut durch den Schlitten 18, wie oben beschrieben. Der Start der Schlittenbewegung und ihre Umkehr ist also nur von der Drehrichtung der Hauptspindel abhängig.
Der Kopf 10 kann nun aber außerdem auf einfache Abstand D gegenüber der Ebene A-A versetzt ist (F ig. 9).

Dies hat zur Folge, daß der Schaltbolzen 76 je nachdem, ob der Rastkörper 104 oder 106 in die Rastkerbe 122 oder 124 eingreift, mehr oder weniger tief im Körper 12 steckt.

Wenn demnach die Schlittenbewegung auf willkürliche Umsteuerbarkeit (Eilrücklauf) umgeschaltet werden soll, so wird die Patrone 100, die sich bis ίο dahin in der in Fig. 12 gezeigten Stellung befand, bei der der Rastkörper 106 nur in die Rastkerbe 124 des Bolzens 76 eingreift, nach Ausschrauben der Madenschraube 123 aus der Bohrung 126 genommen, umgedreht und mit dem Rastkörper 104 voran wieder in die Bohrung 126 gesteckt, die wieder durch die Madenschraube 123 verschlossen wird. Der Rastkörper 194 greift dann zunächst in die Rastkerbe 122 des Bolzens 76 ein (F i g. 13).

Zum Schlittenvorschub wird der Knopf 80 gedrückt, wodurch der Schaltbolzen 76 achsial verschoben wird und der Rastkörper 104 von der Rastkerbe 122 in die Rastkerbe 124 springt. Der Schlitten 18 bewegt sich dann in gleicher Weise wie oben beschrieben und bleibt stehen, wenn die Platte 28 am Stift 27 anschlägt. In dem Augenblick jedoch, in dem der Stift 72 aus der Ausnehmung 73 des Ringes 62 herausgedrückt wird, drückt der Hebel 75 den Schaltbolzen 76 axial nach außen, bis der Rastkörper 104 in die Rastkerbe 122 eintritt (F i g. 13). Nunmehr ist die Drehrichtung der weiteren Rotation des Schaftes 14 und des Körpers 12 ohne Einfluß auf die Schlittenbewegung, da die Kupplung 72/73 gelöst ist.

Der Schlitten wird nicht zurückgeschoben. Dies ergibt sich daraus, daß der Zwischenring 62 vom

Weise so umgerüstet werden, daß die Schlittenbe- 35 Körper 12 getrennt ist und jn Reibungskupplung mit wegung nicht mehr automatisch der Drehrichtung der Hauptspindel 64 erfolgt, sondern willkürlich nach beendetem Vorschub bei gleicher Drehrichtung mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit erheblich erhöhten Geschwindigkeit zurückläuft (Eilrücklauf), 4° d. h. so wie prinzipiell auch schon in der deutschen Patentschrift 845 737 beschrieben.

Die für die Umschaltung erfindungsgemäß benötigte Vorrichtung ist aus F i g. 4, 7 bis 13 ersichtlich.

In einer Bohrung 126 des Körpers 12 steckt eine Patrone 100, die aus zwei Rastkörpern 104 und besteht, die durch eine Feder 102 auseinandergehalten werden. Die Bohrung 126 ist durch eine Madenschraube 123 mit ebener Innenfläche 127 verschlossen.

dem unbewegten Haltering 52 steht.

Zur Einschaltung des Eilrücklaufs des Schlittens dient der Rückstellknopf 150 oben auf dem Haltering 52 (Fig. 6). Der Knopf sitzt auf einem Bolzen 151, der in einer Bohrung 152 im Ring 154 verschieblich ist. Der Ring 154 ist am Haltering 52 befestigt (F i g. 2). Das Ende 155 des Bolzens 151 ist konisch und tritt beim Drücken des Knopfes 150 in eine Ausdrehung 166 der Ringfläche 167 an der Innenseite des Antriebsringes 46 ein, der auf diese Weise mit dem Haltering 52 gekuppelt ist.

In einer Bohrung 172 im Ring 154 ist ein Riegel 170 verschieblich. Die Feder 172 drückt ihn in die Ausnehmung 175 des Bolzens 151. Der nun mit dem

Die Rastkörper 104 und 106 sitzen mit Ansatzstif- 50" Haltering 52 gekuppelte und festgehaltene Antriebten 108 in der Feder 102. Der Rastkörper 104 hat am ring 46 veranlaßt die Schnecke 38 und das Zahnrad 42, sich zu drehen, indem die Welle 40 mit der

freien Ende zwei Schrägflächen 110,112, die in einem First 114 zusammenstoßen, der Rastkörper 106 entsprechend zwei Schrägflächen 116, 118, die in einem First 120 zusammenstoßen. Die Winkel, welche die Flächen 110 und 116 einerseits und die Flächen und 118 andererseits mit einer durch den First bzw. 120 gelegten achsparallelen Ebene bilden, sind gleich. Jedoch sind die Winkel, welche die Flächen bzw. 116 und 112 bzw. 118 mit der genannten Ebene bilden, voneinander verschieden.

Der Schaltbolzen 76 hat zwei Rastkerben 122 und 124, in die jeder der beiden Rastkörper 104 und paßt. Die beiden Rastkörper 104 und 106 unterscheiden sich nur dadurch, daß der First 114 des Rastkörpers 104 in der zur Achse des Bolzens 76 senkrechten Mittelebene A-A der Patrone 100 liegt (F i g. 10), der First 120 des Rastkörpers 106 dagegen um den zu

Schnecke 38 und dem Zahnrad 42 durch den Schaft 14 und den Körper 12 in Umdrehung versetzt wird. Durch die Rotation in der gleichen Richtung wie vorher drehen sich die Schnecke 38 und das Zahnrad in umgekehrter Richtung wie vorher. Dadurch drehen sich auch das Schneckenrad 36 und die Schnecke 34 in umgekehrter Richtung und der Schlitten läuft im Eilgang zurück. Der Rücklauf hält an, bis die Platte 30 wieder an den Stift 27 stößt und der Schlitten 18 infolgedessen nicht weiterlaufen kann.

Das Getriebe 31, 34, 36, 38, 42 und 44 ist durch den Rückdruck blockiert und das eingedrehte Ende des Bolzens 151 wird aus der Ausdrehung 166 herausgedrückt. Der Riegel greift in die untere Ausnehmung 177 des Bolzens 151 ein und hält ihn in gehobener Stellung. Der Antriebsring 46 ist von Haltering

wieder frei. Der Schaft 14 und der Körper 12 können sich weiter drehen, ohne daß sich der Schlitten ,18 weiter verschiebt. Dieser Zustand bleibt weiter bestehen, bis die Bedienungsperson den Startknopf 80 drückt, wodurch die Kupplung 72/73 eingelegt wird,

wobei der Rastkörper 104 in die Rastkerbe 124 des Schaltbolzens 76 eindringt. Die Übersetzungsverhältnisse des Zahnradgetriebes sind so berechnet, daß der Rücklauf des Schlittens mit größerer Geschwindigkeit erfolgt als der Vorschub.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

209 534/105

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bohr-und Plandrehkopf mit über ein Planetengetriebe zwischen einstellbaren Anschlägen quer verschiebbarem Werkzeugschlitten, wobei die als Doppelritzel ausgebildeten Planetenräder in einem gegenüber dem umlaufenden Kopf festhaltbaren Ring gelagert sind und einerseits mit einem auf dem Körper des Drehkopfes drehbaren Antriebsring kämmen, der über einen Innenzahnkranz, Ritzel und Schneckengetriebe auf einer am Querschlitten festen Zahnstange den Querschlitten verschiebt, und andererseits mit einem zwischen dem Drehkopfkörper und dem Festhaltering gelagerten Zwischenring kämmen, der mit dem Drehkopfkörper mittels einer aushebbaren Rasteinrichtung kuppelbar ist, die aus einem im Körper gelagerten zweiarmigen Hebel besteht, dessen eines Ende mittel- oder unmittelbar in Vertiefungen der Innenwand des Zwischenringes einrasten kann, und dessen anderes Ende mit einem radial verschiebbaren Schaltbolzen verbunden ist, der mindestens eine Rastkerbe aufweist, gegen die ein as Rastkörper mit dachförmiger Stirnseite unter Federdruck anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Firstkante (120) der dachförmigen Stirnseite (116,118) des Rastkörpers (106) gegenüber dessen Mittelachse versetzt ist.

2. Bohr- und Plandrehkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel, welche die Dachflächen der Stirnseite des Rastkörpers (106) mit dessen Achsrichtung einschließen, voneinander verschieden, und die Rastkerben am Schaltbolzen (76) entsprechend ausgebildet sind.

. 3. Bohr- und Plandrehkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltbolzen, wie bekannt, zwei in Längsrichtung nebeneinander angeordnete Rastkerben aufweist und der Rastkörper (106) gegen einen anderen Rastkörper (104) austauschbar ist, dessen Firstkante die Mittenachse des Rastkörpers schneidet.

4. Bohr- und Plandrehkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Rastkörper (104,106) auf die Enden einer Feder (102) aufgesteckt sind und umsetzbar in einer durch eine Schraube (123) verschließbaren Bohrung (126) vom Drehkörper (12) angeordnet sind.

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