DE1552447A1

DE1552447A1 - Kupplungssteuervorrichtung in einem Bohr- oder Drehkopf

Info

Publication number: DE1552447A1
Application number: DE19661552447
Authority: DE
Inventors: Scholl Jule Adolf
Original assignee: SCHOLL JULE ADOLF
Current assignee: SCHOLL JULE ADOLF
Priority date: 1966-07-15
Filing date: 1966-10-19
Publication date: 1971-10-07
Also published as: CH466956A; DE1552447C3; DE1552447B2

Description

"Kupplungs teuervorrichtung in einem Bohr- oder Drehkopf` Zusatz zzm Patent ......:.

Die Erfindung bezieht sich auf eine guppiungssteuervorrchtung in einem Bohr- oder Drehkopf hach ratent .....:.: (Änm. : Sch 39 521 Ib/49a) In dem Hauptpatent sind Kupplungssteuervorrichtungen in einem Bohr- oder Drehkopf als bekannt beschrieben, bei denen an dem an der Spindel der Werkzeugmaschine zu befestigenden Hauptteil ein Querschlitten als Werkzeugträger während der Rotation.
diametral- durch Kupplung eines feststehenden Teils mit dem Schlitten verschieblich ist. Solche bekannten Köpfe haben einen Beistellknopf, bei dessen. Betätigung von: Hand. ein Werkzeugträgerschlitten im rotierenden Kopf vorgeschoben wird. Wenn der Schlitten eine vorbestimmte Strecke radial zur Kopfachse vorgerückt ist, so rückt er über einen Stoßschalter eine Kupplung -aus und bleibt stehen. Um den Schlitten wieder in die Ausgangslage .zu bringen, muß ein zweiter Steuerknopf von Hand gedrückt,werden. Der Schlitten bewegt sich dann mit höherer Geschwindigkeit-zurück und legt sich einem Anschlag an, der ihn bei fortgesetzter Drehung des Kopfes gegen weitere Radialbewegungen sichert. Bei den bekannten Köpfen ist also sowohl für die Beistellung, wie .auch für das Abziehen je ein besonderer Knopf von Hand zu betätigen. Solche Köpfe sind in von Computern gesteuerten Werkzeugmaschinen schlecht oder garnicht verwendbar. In vielen: Fällen dürften es auch die Unfallverhütungsvorschriften nicht zulassen, in einer im übrigen Computergesteuerten Maschine einzelne -. Arbeitsvorgänge zwischendurch von Hand zu steuern.
Demzufolge liegt sowohl der Erfindung des. Hauptpatents wie auch der des-vorliegenden Zusatzpatents die Aufgabe zu Grunde, in einem Bohr- bzw. Drehkopf auch das Beistellen und Aro:piehen des Werkzeugs automatisch steuerbar $u machen. Der Lösung der Aufgabe dient in beiden Patenten eine Kupplungssteuerung, die obre grundsiitzlche Konstruktionsänderungen in die bekannten Köpfe eingebaut werden kann. Gemäß dem,vo-rliegenden Zusatzpatent wird die genannte Aufgabe durch zwei- aufenanderliegende koaxiale, miteinander kuppelbare Ringe geldst,vcn denen der eine bei Drehung der Ringe durch den Maschinentrieb durch eine Mehtzahl radialer Stifte über ein Getriebe den Schlitten an einen Anschlag schiebt, entkuppelt, stehen bleibt und von Neuem in umgekehrter Richtung umläuft und den: Schlitten dabei zurücktreibt, wobei die Drehrichtungsumkehr der gntri:ebayrelle durch die Auskupplung des Ringes bewirkt wird. -Die Zeichnung zeigt beispielsweise schemat;.sch und teilweise im Schnitt eine Ausführungsform der -Erfindung. In dieser Zeichnung ist F i g@: 1 `ein Bahr- oder Drehkopf mit einer Vorrichtung .gemäß der Erfindung .in perspektivischer Ansicht, F i g 2 eine Seitenansicht eines Bohr- oder Drehkopfes nach Fis: '( in verkleinertem Maßstab, der mit horizontal liegender- Achse an einer Werkzeugmaschine montiert ist, F' i g . 3 ein Schnitt durch einen Bohr- oder Drehkopf' in'vergrößertem Maßstab mit weggebrochenen Teilen, i. g . 4 ein zu Bis. 3 rechtwinkliger Schnitt mit weggebrochenen Meilen im Aufriß, - F i g . 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 3, F i g . 6 ein Teilschnitt nach Linie 6-6 der Zig. 4-in vergrößertem Maßstab, F i g . 7 die Einzelteile eines auseinander genommenen Kopfes, F i ß . 8 ein vergrößerter Teilschnitt nach Linie 8-8 der Fig. 7, F i g . 9 ein vergrößerter Teilschnitt nach Linie 9-9 der Fig. 8 F i g .10 eine eergrößerte. Ansicht eines Teiles der Fig. 9 mit Einzelheiten der Knebelstift-Konstruktion, F i g .11 ein Schnitt ähnlich Fig. 9 mit einer anderen Konstruktion des Knebelstiftes, und F i g .12 ein Teilschnitt ähnlich Fig. 11 mit noch einer anderen Ausführungsform des Knebelstiftes. Der Bohrkopf ist in dieser Zeichnung mit 10 bezeichnet. Der Kopf hat einen massiven prismatischen Körper 12, der mit dem Konus 14 aus einem Stück besteht. Der Konus 14 ist in Fig. 1, 3 und 4 in vertikaler Lage und in Fig. 2 in horizontaler .Lage dargestellt. Der Körper 12 hat an seinem Boden einen Schwalbenschwanzschlitz 16, in dem ein Schlitten 18 verschieblich ist, der aus einem Klotz 17 besteht. Der Klotz .17 trägt in einer Bohrung 21 den Werkzeugarm 20 mit dem Schneidwerkzeug 19. Der Werkzeugarm 20 wird in der Bohrung 21 mit der Schraube 23 festgeschlossen. In die Vorderseite 25 des Klotzes 17 ist ein Schwalbenschwanzschlitz 24 geschnitten, in dem mittels Bolzen 26 Anschlagplatten 28 und 30 verschieblich sind. Die Platten 28 und .30 befin den sich an beiden Seiten eines Anschlagstiftes 32, der im Körper 12 sitzt und die Verschiebung des Schlittens 18 gegenüber dem Konus 14 in beiden Richtungen durch Anschlag an die Platten 28 und 30 begrenzt. Auf dem Schlitten 18 ist eine Welle 3'1 mit Schraubengang 32 gelagert (Fig. 3). Bei den Vor- und*Rückwärtsbewegungen des Schlittens 18 dreht sich im allgemeinen die Welle 31 nicht. Auf dem Gewinde 32 der Welle 31 läuft eine Wandermutter 34, die außen das Schneckenrad 36 einer Schnecke 38 trägt. Die Schneckenwelle 40 ist schräg im Körper 12 gelagert (Big, 4). Das Ende 41' trägt auf dem Körper 12 die Skalenscheibe 41. Mit der Schnecke 38 einstückig ist das Zahnrad 42 . Das Zahnrad 42 kämmt mit einem Ritzel 44, das auf einer Welle 46 festgekeilt ist, welche in einer Ausnehmung 48 des Körpers 12 drahbar gelagert ist. An der einen Seite trägt die Welle 46 ein Sternrad 50 (Fig. 4e5,6). Das Sternrad. hat Flügel 51, von denen zwei einen aus einer Mehrgahl von Stiften, 52 ums fassen, die am Umfang eines Ringes 54 sitzen.. Die Stifte können radial verschoben und dadurch außer Eingriff gebracht Weden. Jeder von ihnen kann mit .einem Werkzeug wahlweise auch wieder zwischen die Flügel des Sternrades geschoben werden. Der Ring 54 hat einen von Hand längs des Umfangs beweglichen Hebel 56 (Fig. 7), der die Stifte 52 radial einwärts zwischen die Flügel 51 des Flügelrades 50 schiebt. Der Ring hat an seiner oberen Fläche 57 eine rechteckige Ausnehmung 58, deren Zweck sogleich beschrieben werden soll. Der Ring 54 ist koaxial mit dem Konus 14 drehbar auf dem Körper 12 befestigt. Ein Kopf mit den bisher beschriebenen Teilen ist bekannt, wurde jedoch vorstehend im Einzelnen beschrieben, um db Erfindung klar zu stellen. In der Oberfläche 57 des Ringes 54 ist eine Ausnehmung 60 vorgesehen, in die eine Platte 62 passt. Die Oberfläche der Platte 62 liegt bündig mit der Oberfläche 57, wenn die Stifte 64 in die Backlöcher 66 gesteckt sind (ß.g. 7). Auf dem Ring 54 ist koaxial mit dem Konus 14 ein SchlieBring 70 drehbar, der einen Behaauählita 68 hat (Fig. 4 und Yig. 7 - 10). In diesem Schlitz ist ein Knebel-.75 schwenkbar gelagert. Dieser Knebel besteht aus einem Uohretück 76# das nahe dem unteren Ende diametral gegenüber zwei Aussparungen 77 hat. In den Aussparungen 77 liegen Kugeln 78, 79, von denen sich. die Kugel 78 in einer Aussparung 80 in der Wand 68' des Schlitzes 68 gegen diese abstützt. In der gegenüberliegenden Wand 681' befindet sich eine Bohrung 81, in der ein Zylinder 82 mit Frontausnehmung 821 durch eine Feder 83 gegen die Kugel 79 drückt. Die Feder 83 wird durch eine Madenschraube 89 in der Bohrung gehalten. Die Madenschraube 89 läuft in einem Gewinde 811..Der Zylinder 82 hat in der Bohrung 81 einen Ansatz 85, der in der Achse der Feder 83 liegt. Hierdurch ist der Knebel 75 in den Kugellagern 78,79 frei drehbar. Um den Zylinder 82 ist eine V-förmige Drahtfeder 84 gewunden, deren Arme 86,87 frei nach derselben Seite ragen. Sie sind abgebogen. Die abgebogenen Enden 88 der Arme 86,87 stützen sich einerseits oben am Rohrstück 76 und andererseits gegen einen Anschlag 91 ab, der aus der Wand 68°t des Schlitzes 68 nach innen herausragt. Die Arme 86,87 sind bestrebt, sich einander zu nähern. Demzufolge ist der Arm 87 bestrebt, den Knebel 75 achsparallel zur Achse des Ringes 70 und Konus 14 zu halten bzw. mit vertikaler Achse, wie in Fig. 3 und 4 und in Fig. 8, in letzterer gestrichelt, gezeigt ist. Das Ende des Rohrstückes 76 ist konisch. Die Spitze 96 des Konus 90 wird durch einen Stift 94 durchbrochen, der auf einem in den Hohlkonus 105 passenden Konus 92 sitzt und eine konische Spitze 95 hat eFig. 9). Der Konus 92 setzt sich in einem Zylinder fort, der der Platte 99 ansteht. Die Platte 99 hat einen axialen Ansatz 100, der in die Feder 102 hineinragt. Das obere Ende der Feder 102 steht einer Madenschraube 104 an, mit der die Spannung der Feder einstellbar ist. Nach Ausschrauben der Schraube 104 kann die Feder 102 und der Konus 105 aus dem Rohrstück 76 herausgenommen werden. Der Stift 94 steht der Oberfläche 57 des Ringes 54 an und ruht in der Ausnehmüng 58, so daß der Knebel 74 die in Fig: 8 gestrichelt gezeichnete Lage annimmt. Der Ring 70 ist auf dem Konus 14 mittels der Unterlagscheibe 106 und dem Federring 108 befestigt. Der Konus 14 kann abnehmbar mit der Antriebswelle 112 eines nicht gezeichneten computergesteuerten Mechanismus verbunden sein. Die Welle 112 ist in der Maschinenwand 116 drehbar gelagert, aus der eine Mehrzahl von festen Stiften 118 herausragen. Die Stifte 118 haben einen radialen Abstand von dem Ring 70, stehen aber parallel zu seiner Achse, so daß sie die Schwenkbewegungen eines Stabes 120 hindern, der in einer Bohrung 122 des Ringes 70 sitzt. Der Stab 120 steht radial aus dem Ring 70 heraus. Bei der Arbeit des Kopfes 10 soll zunächst angenommen werden, ,daß der Schlitten 18 so weit herausgezogen ist, daß die Platte 30 dem Anschlagstift.32 ansteht. Wenn nun die Welle 112 den Konus 14 dreht, bleibt. der Ring ?0 stehen, indem der Stab 120 durch einen der Stifte 118 festgehalten wird.
Die Spitze 95 des Knebels ?5 steht der Fläche 5? des Ringes 54 an, welcher den Teil einer Drehung des Konus 14 und Körpers 12 mitmacht. Die Rotation des Ringes 54 wird verhindert, indem ein Stift 52 zwischen zwei Flügel 51 des Sternrades 50 tritt. Das Rad 50 macht weniger als eine Umdrehung, wenn es nacheinander jeden der Stifte 52 umfassen soll. Das Rad 50 dreht die Wolle 46 und das Zahnrad 44. Das Zahnrad 44 wiederum dreht das Zahnrad 42, das die Schnecke 38 dreht.-Die-Schnecke 38 dreht die Wandermutter 36, welche an der Welle 31 entlang läuft und sie axial verschiebt. Der Schlitten 18 verschiebt sich mit der Welle 31 quer über den Kopf, sodaß der Arm 20 mit dem Werkzeug 19 sich radial gegenüber der Achse des Konus 14 verschieben. Jedesmal, wenn ein Flügel 51 einen Stift 52 passiert, wird der Schlitten etwa 0,0056 cm verschoben Diese Verschiebung erfolgt so lange, bis die Platte 28 den Anschlagstift 32 erreicht. Ist das der Fall, so kann sich der Schlitten nicht weiter im Verhältnis zum Kopf 19 bewegen, denn das Getriebe 36,38,42, 44,46 und 50 ist durch die Schnecke gegen Rückwärtsgang gesichert. Der Schlitten 18, der Körper 12 und der Konus 14 rotieren als Einheit zusammen, bis das Sternrad 50 den nächsten Stift 52 erfasst, wodurch der Ring 54 zusammen mit dem Körper 12 umläuft und der.Knebel 75 aus der Aussparung 58 kippt und der Oberfläche 57 ansteht. Später dreht sich die Aussparung 58 wieder unter dem Knebel 75. Die Spitze 95 tritt in ihn ein, kommt aber sogleich-außer Eingriff, indem der Konus 92 zurückgeschoben wird. Dadurch wird der Schlitten vom Antrieb getrennt und bleibt gegenüber dem Körper 12 in Ruhe. Auch der Ring 70 bleibt gegenüber dem Körper 12 in Ruhe, da der Stab 120 durch einen Stift 118 gehalten wird. Der Kopf ist nun zum Zurückziehen des Schlittens vorbereitet. Die Drehrichtung der Welle 112 kann umgekehrt werden und der Konus 14 kann mit erheblich höherer Drehzahl als die erste Werkzeugdrehzahl gedreht werden. Wenn sich die Welle 112 in umgekehrter Richtung dreht, beginnt der Schlitten 18 erneut mit seiner Bewegung, dieses Mal in umgekehrter Richtung als der in der er das Werkzeug treibt. Dies geschieht deshalb, weil der Knebel 75 von neuem in die Aussparung 58 eintritt und dort aufstellt und den Ring 54 still hält, während seine Stifte 52 das Sternrad 50 drehen und zwar mit höherer Geschwindigkeit als vorher. Das Sternrad 50 treibt den Schlitten 18 in umgekehrter Richtung, bis die Platte 50 von neuem den Anschlagstift 32-erreicht, wodurch der Schlittenantrieb von neuem ausgeschaltet wird, da der Knebel ?5 aus der Aussparung 58 des Ringes 54 herausgedrückt wird. Der Schlitten wird dadurch erneut entkuppelt. Der Körper 12 und die Welle 14 können fortfahren, sich. zusammen mit dem Schlitten 18 zu drehen, aber der Schlitten bewegt sich nicht mehr relativ zum Körper, da er seine Ausgangsstellung erreicht hat. Um den Schlitten 18 zurückzuziehen, braucht die Welle 40 nicht gedreht zu werden, auch braucht kein Handgriff getan zu werden. Der Schlitten wird vielmehr automatisch durch Drehrichtungsumkehr der Welle 112 zurückgezogen. Bisher muBte die Welle 40 von Hand gedreht werden, bzw. von einem Schraubenschlüssel, der in eine urrunde Ausnehmung 41' am freien Ende 49 der Welle 40 eingesetzt wurde. Zum Beistellen des Werkzeugs braucht kein Startknopf gedrückt zu werden. Sobald die Welle 112 sich in der Werkzeugbeistellrichtung zu drehen beginnt, beginnt die Schlittenverschiebung nach rechts (in Nig. 1), wodurch die glatte 30 den Anschlagstift 32 verläßt und endet, wenn die Platte 28 den Anschlagstift ,32 trifft. Fig. 11 zeigt eine andere Ausführungsform 75a des Knebels. Die Teile, die den Teilen der Ausführungsform-75 gleich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das-Rohrstück 76a, aus dem der Knebel 75a besteht, hat am unteren Ende eine querbohrung 77a, 78a. Die Bohrungen 77a, 78a und eine stark erweiterte Bohrung 98 im Konus 92 werden von einem Bolzen 80a durchdrungen, der in die Seitenwände des Schlitzes 68 des Ringes undrehbar eingelassen ist. Um den Bolzen 80a ist die Feder 84 mit einer Windung 84' gewickelt. Die beiden Arme 86,87 der Feder 84 haben am oberen Ende Finger 88, welche beiden Seiten des Rohrstückes 76a nahe seinem oberen Ende anliegen. Der Stift 91 entfällt. Die Arme 86 und 87 der Feder sind bestrebt, den Knebel 75a achsparallel zur Achse des Ringes 70 und des Konus 14 zu halten. Der Knebel 75a wirkt im übrigen in gleicher Weise wie der Knebel 75, dessen Arbeitsweise oben beschrieben wurde., Fig. 10 zeigt einen weiteren Knebel 75b, bei dem wiederum gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie bei dem Knebel 75 tragen. Bei diesem Knebel ist der Bolzen 80' aufgeteilt in zwei Teilstücke 80a l' und 80b11, die in einem Ring 130. einander diametral gegenüber stehen, der in das Rohrstück 76a eingesetzt ist. Um Platz für den Ring 130 zu schaffen, hat der Zylinder des Konus 92' einen geringeren Durchmesser als der Zylinder des Konus 92. Zur Führung des Konuszylinders 92' im Rohrstück 76a hat er einen Flansch 132. Der Konus 92' ist im Gehäuse 76a gegen die Wirkung der Feder 102 beweglich. Die Feder 84 ist bestrebt, den Knebel 75b axial aufrecht zu halten. Ihre Wicklung 84' ist an dem Teilstück 80b' befestigt. Auch dieser Knebel 75b arbeitet ebenso, wie oben für den Knebel 75 beschrieben. Zur Anpassung des Kopfes 10 an die automatische Arbeit des Ringes 70 mit den Knebeln ?5, 75a bzw. 75b sind keinerlei' Änderungen an der Welle, dem Körper oder dem Schlitten erforderlich. Die einzige Änderung, die erforderlich ist, besteht darin, im Ring 54 eine Ausnehmung 60 anzubringen und in diese eine Platte 62 bündig einzusetzen, so daß der Ring eine glatte Oberfläche 57 hat, auf der die Spitze 95 des Knebels schleifen kann.

Claims

Patentansprüche 1. Kupplungssteuervorrichtung in einem ,Bohr- oder D_=ehkopf, in welchem an dem an der Spindel der Werkzeugmaschine zu befestigenden Hauptteil ein Querschlitten als Werkzeugträger während der Rotation diametral durch Kupplung eines feststehenden Teiles mit dem Schlitten verschieblich ist nach Patent ............ (Anm.s Sch 3952'i Ib/49a), gekennzeichnet durch zwei aufeinanderliegende koaxiale miteinander gekuppelte Ringe (54,70), von denen der eine (54) bei Drehung der Ringe (54,70) durch den Antriebskonus (i4) durch eine Mehrzahl radialer Stifte (52) über ein Getriebe (50,46,44,42, 38,36,34,31) den Schlitten (18) an einen Anschlag (30,32) schiebt, entkuppelt stehen bleibt und von Neuem in umgekehrter Richtung umläuft und den Schlitten (°18) dabei zurücktreibt, wobei die Drehrichtungsunkehr des Antriebskonus (14) durch die Auskupplung des Ringes (54) bewirkt wird. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer (70) der Ringe (54,70) einen Sehnenschlitz (68) hat, in dem ein Knebel (75) schwenkbar gelagert ist, dessen Spitze (95) auf der Oberfläche (57) des zweiten Ringes (70) unter Federdruck (102) gleitet und in eine@Ausnehmung (58) des zweiten Ringes .(70) zum Zusammenschluß der beiden Ringe (54,70) während der Schlittenbewegung (18) einfällt. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Knebel (75,75a) aus einem Rohrstück (76,76a,76b) besteht, in dem eine Feder (102) eine von einem Konus (92) - z getragene Spitze (:95) aus der Offnung (96) eines vom Rohrstück (76,76a,?6b) gebildeten Hohlkegelstumpfes (105) heraus drückt. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Knebel (75,75a) bildende Rohrstück (76,76a,76b) in der nähe des Hohlkegelstumpf(105)-Endes im Ringschlitz (68) schwenkbar aufgehängt ist, wobei die Schwenkachse (82,80a,80', 80b') die Wicklung (84') einer Drahtfeder (84) durchsetzt, deren freie Arme (87,88) die Achse des Knebels (75,75a) parallel zur Achse des Ringes (70) zu halten bestrebt sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Knebel (75) bildende Rohrstück (76) in der Nähe des Hohlkonus (105) an diametral gegenüberliegenden Stellen zwei Kugellager (77) hat, deren Kugeln (78,79) andererseits in Lagern (80) der.Bchlitzwand (68') bzw. der Frontseite eines aus der Schlitzwand (70) herausragenden Stiftes (82) sitzen und um diese schwenkbar sind. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Feder (102) gegen die Ringfläche (57) gedrückte Konus (92) eine Querbohrung (98) zum Durchtritt der Schwenkachse (80a) des Knebels (75,75a) mit einem Durchmesser hat, der die Axialverschiebung des Konus (92) nicht hindert. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spitze (95) tragende Konus (92t) im Hauptteil einen geringeren Durchmesser hat als das Rohrstück (76a), in dem er durch einen Flansch (132) geführt ist, während die Schwenkwellenstümpfe (80a',80b') mit Ansätzen (80a " ,80b " ) in einem Ring (130) stecken, der den Zwischenraum zwischen dem Konus (92') und der Rohrstückwand (76a) ausfüllt. B. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine (70) der beiden Ringe (54,70) radial herausstehende Zapfen (120) trägt, mit denen er bei der Drehung des Antriebskonus (14) von aus dem Maschinengehäuse (112) hervorstehenden-Stiften (118) festgehalten wird, wobei die an den zweiten vom Konus (14) gedrehten Ring (54) gedrückte Spitze (95) des Knebels (75,75a) auf der Oberfläche (57) desselben (54) schleift. Vorrichtung nach-Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Arme (87,88) der den Knebel (75,75a) achsparallel zum Ring (70) haltenden Feder (84) das den Knebel (75,75a) bildende Rohrstück (76,76a) zwischen sich einschließen und beiderseits eines schwenkachsenparallel im Schlitz (68) angeordneten festen Dorns (91) liegen.