DE1652703A1

DE1652703A1 - Bewegbares Geraet fuer rotierende Bearbeitungswerkzeuge

Info

Publication number: DE1652703A1
Application number: DE19641652703
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Lamina Inc
Current assignee: Lamina Inc
Priority date: 1963-12-03
Filing date: 1964-12-03
Publication date: 1971-07-15
Also published as: NL6607445A; GB1082848A; DE1477530A1; BE681625A; GB1082850A; US3261235A; LU51207A1; DE1652704A1; FR1480985A; GB1082849A; CH459712A

Description

PATENTANWÄLTE Ί Q O A / U

DIPL.-ING. FRITZ THIELEKE DR.-ING. RUDOLF DÖRING DR. JOACHIM FRICKE

BRAUNSCHWEIG - MÖNCHEN

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Lamina , Incorporation 14925 West Eleven Mile Koad, Oak Park, Aiichigan/USA

Bewegbares Gerät für rotierende Bearbeitungs-

werkzeuge

Die lirfindung betrifft ein bewegbares Gerät für rotierende Be- m arbeitungswerkzeuge. Unter rotierenden Arbeitswerkzeugen werden z.B. Bohrer, Räumwerkzeuge, Gewindeschneidwerkzeuge, Plansenkwerkzeuge, Fräswerkzeuge und dgl. verstanden.

Bisher bestanden erhebliche Schwierigkeiten beim Bearbeiten schwerer Werkstücke oder solcher Werkstücke, die sich an Konstruktionen befanden, welche selbst nicht leicht bewegbar sind, da sie beispielsweise große Abmessungen, ein großes Gewicht oder eine feste Verankerung besitzen. Selbst dort, wo schwere Werkstücke zu Bohrmaschinen, Räummaschinen oder Gewindeschneidmaschinen od.dgl. bewegt werden konnten, erhöhte die dafür benötigte Zeit ganz enorm die Arbeitskosten. Außerdem wurden unhandliche und teuere Arueitsgeräte, z.B. fahrbare oder unter der Decke transportierbare Kräne benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und ein bewegliches, kompaktes Gerät für Drehwerkzeuge zu schaffe», welches die Bewegung oder den Transport des Werkstückes entbehrlich macht.

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Dabei soll die Anordnung so getroffen werden, daß das Gerät leicht zu dem zu bearbeitenden Werkstück gebracht werden und auch auf sehr kleinem Kaum installiert werden kann und dort Arbeiten ausführen kann, z.B. Bohren, Räumen, Gewindeschneiden od.dgl.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein kompaktes bewegbares Gerät für Drehwerkzeuge geschaffen, welches mit einem magnetisch wirksamen Greifmechanismus versehen ist, welcher, wenn der Magnet erregt ist, das Gerät fest und sicher an dem Werkstück festhält, und zwar in unbeweglicher Stellung, während die Bearbeitungsvorgänge ausgeführt werden.

Das Gerät gemäß der Erfindung umfaßt eine eigene Führungsbahn zum Führen des Drehwerkzeuges vor und während seines Eintritts in das Werkstück während des Bearbeitungsvorganges.

Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein wegnehmbarer Zeiger od.dgl. zum Ausrichten des Drehwerkzeuges des Gerätes mit der Mitte der zu bearbeitenden Ausnehmung vorgesehen, welcher aus dem Wege des Drehwerkzeuges, z.B. des Bohrera genommen werden kann, wenn der Bohrvorgang beginnt oder fortschreitet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

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Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines kompakten beweglichen Gerätes für Drehwerkzeuge gemäß der Erfindung, und zeigt das Gerät in einer Stellung, in der ein Werkstück auf engem Raum gebohrt werden kann. Die Figur zeigt weiterhin die entfernt liegende elektrisch betätigbare hydraulische Kraftquelle sowie die für diese vorgesehene Fernsteuerung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht in vergrößertem Maßstabe des Gerätes und zeigt die linke Seite gemäß Fig. 1. φ

Fig. 3 ist eine Ansicht von hinten auf das Gerät gemäß Fig. 2. Fig. 4 ist eine Draufsicht auf das Gerät gemäß Fig. 2 und 3.

Fig. 5 ist eine Ansicht von links in weiter vergrößertem Maßstabe auf den Geräteschlitten, nachdem dieser vom Gerät abgenommen ist.

Fig. 6 ist ein zentraler senkrechter Schnitt entlang der Schnittlinie 6-6 in den Figuren 7 und 8.

Fig. 7 ist ein tieferliegender horizontaler Schnitt entlang der Schnittlinie 7-7 in Fig.6.

Fig. 8 ist ein höherliegender horizontaler Schnitt entläng der Schnittlinie b-8 in Fig. 6.

Der allgemeine Aufbau des neuen Gerätes ist wie folgt:

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Fig. 1 zeigt in Seitenansicht den allgemeinen Aufbau des kompakten beweglichen Gerätes für Drehwerkzeuge, welches allgemein mit 10 bezeichnet ist. Das Gerät umfaßt einen kompakten Gerätekopf 12, der mit Hilfe einer elektrohydraulischen Kraftquelle betätigbar ist. Der Gerätekopf 12 umfaßt einen rotierenden hydraulischen Motor, der durch hydraulische Hochdruckschläuche 20 und 22 mittels Kupplungen 24 an ähnliche Schläuche 26 und 28 (siehe Fig. 1) angeschlossen ist, die ihrerseits mit der Druckzuführung und der Ableitung 30 bzw. 32 eines hydraulischen Hauptsteuerventils 34 verbunden sind. Das Steuerventil 34 ist ein übliches Vier-Wege-Ventil.

Das Hauptsteuerventil 34 wird hydraulisch mit Hilfe eines üblichen Solenoid-Vorsteuerventils 36 betätigt und führt die hydraulische Druckflüssigkeit einer hydraulischen lumpe 38 durch die Druckflüssigkeitsleitungen oder -schläuche 26 und 20 dem hydraulischen Motor zu. Aus diesem tritt das Druckmittel durch die Austrittsleitungen oder -schläuche 22 und 28 in einen hydraulischen Flüssigkeitstank. 44 aus. Die hydraulische Pumpe 38 ist von üblicher Konstruktion und ist eine iumpe von variabler Leistung. Die Steuerstange der Pumpe wird mit Hilfe einer elektrischen Betätigungseinrichtung 48 verstellt, die ihrerseits über ein mehradriges Kabel 50 (siehe Fig. 1) mit einem Kippschalter 49 an einer Fernsteuerstation 52 verbunden ist, welche mit knopfartigen Schaltern 51, 53 und 55 für Vorwärtsbewegung oder Rückwärtsbewegung und Halt versehen ist. Die Fernsteuerstation 52 ist außerdem durch ein Steuerkabel 51 mit dem Gerätekopf 12 verbunden, über welches die Erregung der magnetischen Halteeinrich-

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- 5 tung für den Gerätekopf 12 gesteuert wird.

Der elektrohydraulische Schaltkreis gemäß Fig. 1 umfaßt außerdem einen elektrischen Motor 56, welcher antriebsmäßig über eine Antriebswelle und eine Kupplung mit der hydraulischen Pumpe 38 verbunden ist, welche öl oder eine andere hydraulische Flüssigkeit aus dem Tank 44 über einen magnetischen Filter 62 (100 Maschen) ansaugt, welcher Fremdkörper sowohl magnetischer als auch nichtmagnetischer Natur zurückhält und verhindert, daß diese Fremdkörper in die Pumpe gelangen. Mit der Pumpe ist weiterhin ein hydraulisches Druckentlastungsventil 64 verbunden, welche eine Entleerung in den Tank 44 ermöglicht, wenn der Zuführungsdruck der Pumpe 38 einen vorbestimmten maximalen 'Vert überschreitet. In dem Speisekreis des Motors 56 ist außerdem ein Wärmeschalter 66 angeordnet, welcher den Motor 56 abschaltet, wenn in dem Ul oder dem hydraulischen Mittel eine gefährlich hohe Temperatur auftritt.

Die elektrohydraulische Krafteinheit 14 ist in einem Gehäuse 68 angeordnet, welches auf einem Handkarren 70 gemäß Fig. 1 montiert ist. Dieser weist feste Räder 72 und Lenkräder 74 auf. In dem Gehäuse 14 ist eine Vorrats- oder Speicherbatterie 76 angeordnet, welche an das Steuerkabel 54 angeschlossen ist, um die magnetischen Haltemittel in dem Gerätekopf 12 zu speisen. Ein elektrischer Steuerkasten 78 ist an der vorderen Stirnseite des Gehäuses 68 befestigt und wird über ein elektrisches Kabel 80 gespeist. Der Steuerkasten 78 dient zur Steuerung der Speisung der elektrischen Antriebseinheit 56 für die Pumpe und enthält weitere elektrische Elemente des Schaltkreises. BAD

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Der Gerätekopf 12 weist gemäß den Fig. 2 bis 8 im wesentlichen einen Stützrahmen 82 auf, auf dem in senkrechter Richtung verschiebbar ein Schlitten oder Wagen 84 montiert ist. Dieser Schlitten trägt den hydraulischen Drehmotor 18, welcher antriebsmäßig mit dem Drehwerkzeug 88 verbunden ist. Im vorliegenden Falle handelt es sich um einen Bohrer. Der Rahmen oder die Stützstruktur 82 umfaßt eine hohle Basis 90, welche eine Ausnehmung 92 aufweist, in der ein Elektromagnet 94 gemäß Fig. 2 montiert ist. Der Elektromagnet 94 ist von der Art, wie sie in magnetischen Spanneinrichtungen verwendet wird. Der Magnet ist in einem Gehäuse eingeschlossen. Der Elektromagnet 94 weist eine Fläche 98 auf, die mit der Bodenkante 100 der Basis 90 in Fluchtung liegt und die geeignet ist, bei Erregung des Magneten die Basis 90 fest und unbeweglich an einer Fläche S eines eisernen Metallwerkstückes W festzuhalten, welches mit dem Gerätekopf 12 bearbeitet werden soll. Wenn der Elektromagnet 94 abgeschaltet wird, wird seine Haltekraft an der Fläche S des Werkstückes unterbrochen, so daß der Gerätekopf 12 aus der Ausnehmung oder dem beschränkten Raum C, in dem die Bearbeitung stattfindet, entfernt werden kann.

An der hohlen Basis 90 ist angeschraubt oder in anderer Weise bei 102 gemäß Fig. 4 befestigt ein Ständer oder Halter 104, welcher einen senkrechten Stützabschnitt 106 umfaßt« An seinem unteren Ende weist der Halter Befestigungsflansche 108 auf,welche mit Hilfe von Schrauben 102 an der Basis 90 befestigt sind. An der Halteeinrichtung 104, welche hohl ausgebildet ist, ist ein Kon-

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trollschalter 110 für den Magneten angeordnet, welcher einen Betätigungshebel 112 gemäß Fig. 2 umfaßt. Der Elektromagnet 94 ist durch Drähte 114 an ein dreiadriges Kabel 116 angeschlossen, und zwar über den Schalter 110, der seinerseits bei 118 mit dem vieladrigen Kabel 54 und damit mit der Fernsteuerstation 52 verbunden ist.

An dem senkrechten Stützteil 106 ist bei 120 angeschraubt oder in anderer Weise befestigt eine Zahnstange 122 (siehe Fig. 2 und 4) welche eine Führungsbahn von annähernd rechtwinkligem Querschnitt bildet, die bei 124 eine Nut zur Aufnahme des senkrechten Stützabschnittes 106 aufweist und mit Zähnen versehenen Zahnbereiche 12ö besitzt, welche von diesem Teil vorspringen. Auf der Führungsstange 122 ist in senkrechter Richtung verschiebbar der rückwärtige Abschnitt 128 des Schlittens 84 gemäß Fig. 4 angeordnet, der entsprechend mit einer Ausnehmung versehen ist. Die T-förmige Nut 130 des Schlittens 84 greift in die Führunrsstange 102 ein und nimmt den Zahnstangenabschnitt 126 auf. An den rückwärtigen Flächen des hinteren Abschnittes 128 des Schlittens 84 sind bei 132 langgestreckte und in seitlichem parallelem Abstand angeordnete Platten oder Leisten 134 gemäß Fig. 3 angeschraubt.

Von der unteren Fläche oder Kante 100 der Basis 90 ragen geringfügig nach unten Verschleißstifte oder Abstandselemente 136 aus WoIf ram-Karbid oder ähnlichem gegen Abnutzung widerstandsfähigem

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Material. Die Stifte 136 greifen an der Werkstückfläche S an und unterbrechen die Wirkung des remanenten Magnetismus. Von der Basis 90 ragen im Abstand parallel zueinander angeordnete Ansätze 138 nach vorne, welche gemäß Fig. 2 und 4 eine horizontale Schwenkstange 140 tragen.

Auf der Stange 140 ist eine annähernd dreieckförmige Zentrierplatte 142 zwischen einer horizontalen und einer annähernd senkrechten Stellung verschAvenkbar gelagert, deren Spitze einen nach unten vorspringenden scharf zugespitzten Lagebestimmungsstift oder Fluchtungszeiger 144 aufweist, der genau in Übereinstimmung mit der Drehachse des V/erkzeuges 88 angeordnet ist. Fig. 2 zeigt die Lagebestimmungsplatte 142 in ihrer horizontalen oder Arbeitsstellung in ausgezogenen Linien und in ihrer annähernd senkrechten zurückgezogenen Stellung in gestrichelten Linien. In dieser letzteren Stellung befindet sich die Platte außer Gebrauch. Der Schlitten 84 (siehe Fig. 5 bis 8), welcher die hydraulische Antriebseinheit 86 aufnimmt und hält, ist von unregelmäßiger Gestalt. Von den unteren, und oberen ßnden des vertikalen rückwärtigen Abschnittes 128 des Schlittens 84 springen untere und obere Arme 146 und 148 vor. Der untere Arm 146 weist eine senkrechte zylindrische Bohrung 150 auf, während der obere Arm 148 eine senkrechte tea!zylindrische Anschlagsfläche oder einen Sitz 152 aufweist, der mit der Bohrung 150 fluchtet, die ihrerseits wiederum mit der Drehachse 155 des Vferkzeugs 88 koaxial fluchtet. Zwischen den oberen und unteren Armen 146 und 148 ist ein annähernd V-förmiger Ausschnitt 15o, der sich von seiner Spitze 156 gemäß rig. 5 in geneigten dichtungen nach hinten erstreckt. In dem rückwärti-

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gen Abschnitt 128 des Schlittens 84 sind unmittelbar hinter dem oberen Arm 148 in horizontaler Fluchtung vorgesehene Lagerbohrungen 158, welche an ihren inneren Enden in eine vergrößerte annähernd zylindrische Höhlung 160 münden. In den Lagerbohrungen 158 sind die Enden einer Ritzelwelle 162 gelagert, deren hexagonale äußeren Enden zur Aufnahme eines entsprechend hexagonalen Auges 164 in dem Kopfstück 166 (siehe Fig. 4) dient, welches Kopfstück bei 168 an einem Handhebel 170 angelenkt ist. Aus der Ritzelwelle 162 ist innerhalb der Ausnehmung 160 ein Ritzel 172 aufgekeilt, welches mit dem Zahnstangenabschnitt 126 der Führungsstange 122 in Eingriff steht. "Venn der Handhebel 170 folglich nach oben oder unten in gekrümmter Bahn geschwungen wird, rollt das Ritzel 172 nach oben oder unten entlang des Zahnstangenabschnittes 126 und trägt dabei den Schlitten 84 mit, um das Drehwerkzeug 88 der Arbeitsfläche S zu nähern oder von dieser zu entfernen, wie das gerade erforderlich ist. Eine Haltescheibe 174 ist an der linken Seite des Schlittens 84 festgeschraubt oder in anderer vifeise befestigt. Durch diese Scheibe ragt das linke Ende der Ritzelwelle 162, wie dies Fig. 2 zeigt. An der Oberseite des Schlittens 84 ist gemäß Fig. 4 bei 176 eine horizontale Halteplatte 178 festgeschraubt oder befestigt, in der eine Bohrung 180 koaxial mit der Bohrung in dem unteren Arm 146 vorgesehen ist. Die Bohrung 180 ist damit konzentrisch zu der Drehachse 145 des Werkzeuges 88.

Im Betrieb des Gerätes 10 sei angenommen, daß die eiektrohydraulische Druckmitteleinheit 14 und der Gerätekopf 12 zu der Stelle transportiert worden .sind, in der der Arbeitsvorgang, z.B. das Bohren, ablaufen soll. Der Transport kann durch Bewegung des Handkar-

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rens 70 erfolgen. Es sei weiterhin angenommen, daU beispielsweise das eiserne Metallwerkstück W eine Vertiefung C aufweist, von der eine Fläche S gebohrt werden soll. Der Gerätekopf wird in die Höhlung C gemäß Fig. 1 hineinbewegt, wobei seine Basis 90 auf der Fiäche S, die gebohrt werden soll, aufsitzt. Der Gerätekopf 12 wird relativ zu der Fläche S bewegt, bis der Lagebestimmungsstift 144 der Lagebestimmungsplatte 142 sich in Fluchtung mit der Mitte der zu bohrenden Bohrung gebracht worden ist. Daraufhin schließt die Bedienungsperson den Schalter 110 mit Hilfe der Handhabe 112, wodurch der Elektromagnet 94 erregt wird und der Gerätekopf 12 fest und sicher auf der Fläche S an der Stelle der Bohrung festgehalten wird. Die Lagebestimmungsplatte 142 wird dann um den Stift 140 in die gestrichelte Stellung gemäß Fig. 2 geschwenkt, in der sie sich aus der Bahn des Drehwerkzeuges 88, in diesem Fall aus der Bahn des Bohrers, befindet.

Daraufhin schaltet die Bedienungsperson den Elektromotor 56 ein, der die Pumpe 38 antreibt, um Druckflüssigkeit den Druckleitungen 286 und 302 zuzuführen, welche sich bis zu dem Vorsteuerventil 36 erstrecken. Die Bedienungsperson drückt dann den Knopf für die Vorwärtsbewegung 51 nach unten, welcher sich an der Fernsteuerstation 52 nahe dem Gerätekopf 12 befindet. Dadurch wird das Hauptventil 34 in die Stellung gebracht, in der Druckflüssigkeit von der Pumpe 38 durch die Speiseschläuche 26 und 20 dem Drehmotor 18 zufließt. Die flüssigkeit, welche aus dem Motor austritt, wird durch die Schläuche 22 und 28 und das Hauptsteuerventil 34 in den Tank 44 zurückgeleitet. Die dadurch hervorgerufene Drehung des llydrnulik-

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motors bzw. seiner Ausgangswelle wird auf den Bohrer oder ein anderes Drehwerkzeug übertragen.

Die Bedienungsperson, welche die Anschlußhülse 164 in dem Kopf des Handhebels 170 an dasjenige Ende der Ritzelwelle 162 angebracht hat, welches für ihn am bequemsten ist, schwenkt den Handhebel 170 nach unten (siehe Fig. 4), wodurch das Drehwerkzeug 88 in die Fläche S des Werkstückes W hineingeführt wird. Wenn das durch das Werkstück 88 herzustellende Loch die erforderliche Tiefe erlangt hat, schwenkt der Bedienungsmann den Handhebel 170 nach oben, um das Werkzeug 8b aus dem Werkstück W herauszubewegen, ris ist ersichtlich, daß an Stelle des Bohrers 88 eine Räumnadel, ein Gewindeschneider oder ein ähnliches Drehwerkzeug treten kann, was abhängig ist von der Art der auszuführenden Arbeit.

Wenn während des Arbeitsvorganges die Bedienungsperson den Wunsch hat, den hydraulischen Motor 18 in der Arbeitsrichtung umzukehren, drückt er den Umkehrknopf 53 nieder, was zur Folge hat, daß das Vorsteuerventil 36 umgeschaltet wird. Dadurch wird das Hauptsteuerventil 34 umgesteuert und Flüssigkeit aus den Leitungen 26 und 20 ab und Druckmittel den Leitungen 22 und 28 zugeführt. Dadurch dreht sich die Drehrichtung des Motors 18 und des Drehwerkzeuges um. Das Gerät kann zu jeder Zeit durch Niederdrücken des Stoppschaltknopfes 55 angehalten werden. iSs ist ersichtlich, daß die Basis 90 des Gerätekopfes 12 in jede gewünschte Stellung gebracht werden kann. So kann die Basis auch gegen die Seitenwand V der Höhlung C angelegt verden, in welcher Stellung die Basis durch den Elektromagneten 94 bei dessen erregung festgehalten wird.

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Wenn zu irgendeiner Zeit ein gefährlich hoher Druck in der Austrittsseite der Pumpe 38 entsteht, wird dadurch das Entlastungsventil 64 betätigt, welches die überschüssige Flüssigkeit abführt und den Druck auf einen zulässigen Wert absenkt.

Die Bedienungsperson kann zu jeder Zeit den volumetrischen Ausstoß der Pumpe 38 dadurch verändern, daß sie den Steuerknopf 49 in der einen oder der anderen Richtung bewegt, um die den Ausstoß bestimmende Betätigungseinrichtung 48 in das vieladrige Kabel einzustellen. Der Magnetfilter 62 nimmt, wie der Name andeutet, eisenhaltige Meta11teilchen aus dem Hydraulikol auf und verhindert, daß diese Fremdkörper die Pumpe oder andere Teile des hydraulischen kreises erreichen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.. Bewegbares Gerät für rotierende Bearbeitungswerkzeuge, gekennze ichnet durch einen Stützrahmen mit einer hohlen Basis und einem Ständer mit langgestreckter Führungsbahn, einen in der Basis angeordneten Werkstückshalte- oder Greifmagneten, dessen magnetische Haltefläche an einer Fläche der Basis liegt,[einer Betätigungseinrichtung zum wahlweisen Einschalten des Magneten,)einen auf der Führungsbahn des aufrechten Ständers fahrbaren Schlitten oder Wagen, der einen hydraulischen Drehmotor trägt, dessen Arbeitsspindel parallel zu der Führung verläuft, einen mit der Arbeitsspindel drehfest verbindbaren Drehwerkzeughalter [ sowie Anstellmitteln zwischen Schlitten und Ständern zum Bewegen des Schlittens auf der Führungsbahn/und einer Steuereinrichtung für das hydraulische Speisesystem des Motors.)

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Haltefläche annähernd in Fluchtung mit der ßodenflache der Basis liegt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandselemente aus nichtmagentischem Material in der Bodenfläche der Basis angeordnet sind und nach außen von der Bodenfläche so vorspringen, daß sie die Halteflache des Elektromagneten in einer die Einwirkung des remanenten Magnetismus verhindernden Stellung halten.

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4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandselemente aus einem harten, nichtmetallischen abnutzungsfesten luaterial bestehen.

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