DE1815851B2 - Mehrspindel-Gewindebohrvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrspindel-Gewindebohrvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung der genannten Art (US-PS 3 27 533) weist jede der Spindeln einen eigenen Umkehrantrieb auf, wobei für jede Spindel ein separates Umkehrrad mit entsprechendem Platzbedarf erforderlich ist. Ferner wird die erforderliche, axiale Hin- und Herbewegung der Spindeln von deren Drehbewegung und dem bereits geschnittenen Gewinde in einem zu bearbeitenden Werkstück abgeleitet, wozu jeweils zwei diametral gegenüberliegende Spindeln über einen zweiarmigen Hebel gegenläufig miteinander gekuppelt sind.

Die bekannte Vorrichtung ist nicht nur sehr kompliziert, sondern weist den besonderen Nachteil auf, daß ein Fehler, der erst einmal bei einem Gewinde aufgetreten ist, sich während der Fertigung fortpflanzt, da jedes geschnittene Gewinde als Muster für ein neues, /u schneidendes Gewinde dient.

Wird der bekannten Vorrichtung ein Werkstück zugeführt, deren Kcrnlochbohrung wegen eines bereits vorher erfolgten Fertigungslehlcrs einem /u kleinen Durchmesser aufweist, dann wird der Gewindebohrer axial zwangsweise in die zu kleine litihriing eingeführt.

was zum Pestlaufen und Abreißen des Gewindebohrers führt. Die hierbei auftretenden Belastungen führen außerdem zum Ausschlagen des zugehörigen Umkehrantriebes, so daß die bekannte Vorrichtung nach längerer Benutzungsdauer zur Herstellung einigermaßen genauer Gewindebohrungen nicht mehr geeignet ist

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mehrspindel-Ge-K) windebohrmaschine der gattungsgemäßen Art mit einfachem Aufbau zu schaffen, die genaue Gewindebohrungen unter Vermeiden von Oberlastungen der Werkzeuge ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich die Drehrichtung der einzelnen Spindeln auf einfache Art und Weise ändern, wobei zum wahlweisen Kuppeln der beiden Ritzel einer Spindel mit dieser für jede Spindel eine an sich bekannte Kupplung vorgesehen sein kann. Durch die mittige Anordnung der die Ritzel antreibenden Zahnräder ist bei der Gesamtvorrichtung für jede Drehrichtung nur eines dieser Zahnräder erforderlich, wobei sich dessen Teilungsfehler, Beschädigungen usw. dann in gleicher Weise bei jedem einzelnen Ritzel auswirken. Zusätzlich sorgt die Stirnnockenkurve für eine einfache und axiale Zwangssteuerung der einzelnen Spindeln, deren Axialbewegung dann in Abhängigkeit von dieser Zwangssteuerung die Drehrichtung beil) stimmt.

Es ist zwar bereits eine Mehrspindel-Bohrwerk bekannt (US-PS Iff 21 242), bei welchem die Axialbewegung der Bohrspindeln über eine Stirnnockenkurve gesteuert ist, doch sie durch eine derartige Anordnung ι·"> erreichbare Genauigkeit ist bei der bekannten Einrichtung nicht erforderlich, da dort nicht, wie beim Gegenstand der Erfindung, zum Erzielen einer genauen Gewindebohrung und zum Vermeiden von Überlastungen des Werkzeugs eine genaue Abstimmung von w Axialbewegung und Drehrichtung der Spindel erforderlich ist.

jeder Spindel ist zum Abtasten der Steuerkurve ein Taststift zugeordnet, welcher gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich gegenüber der Spindel 4Ί abgefedert ist, so daß bei Überlastungen, wie sie etwa bei einer zu geringen Kernlochbohrung auftreten, verhindert wird, daß die Spindel zwangsweise in das Kernloch eingedrückt wird, was zur Überlastung des Werkzeugs und hieraus resultierend zur Beschädigung ¹Wi des Werkzeuges und zu Zahnschäden im Bohrwerk führen kann.

Die für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verwendung kommenden Stirnnocken zur Steuerung de» Vorschubs der einzelnen Spindeln bzw. zur ">·'' Änderung ihrer Drehrichtung sind trotz hoher erreichter Genauigkeit äußerst billig herzustellen und ermöglichen auf einfache Art und Weise eine zeitlich genauestens aufeinander eingestellte Reihenfolge der einzelnen Steuervorgänge.

wi Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in einer schematischen Darstellung den f ielriebeplan der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
^h"' I- i g. 2 in einer vereinfachten Schnittdarstcllung durch die Drehachse des Spindelkopfes die crfindiingsgcmiiUc Vorrichtung.

Fig. 3 einen (Querschnitt nach der Linie Λ-Λ der

Fig, 2,

Fig,4 einen Querschnitt nach der Linie B-B der Fig. 2,

Fig.5 eine Seitenansicht des den Vorschub der einzelnen Spindeln steuernden Stirnnocken,

F i g, 6 eine Teil-Schnittansicht der Einrichtung zur Änderung der Drehrichtung der einzelnen Spindeln, und

F i g. 7 eine Teil-Schnittansicht eines stirnnockcnseitigen Spindelendes,

Die als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellte erfi.idungsgemäße Vorrichtung umfaßt als Hauptgruppen eine in einem feststehenden Gehäuse 1 angeordnete Arbeitsgruppe, einen in dem Gehäuse drehbar gelagerten Spindelkopf 3, 5, mit axial verschiebbare Spindeln, deren Achsen achsparallel zur Drehachse des Spindelkopfes angeordnet sind, eine mit diesem Spindelkopf drehende Kreisscheibe 12 mit Werkstückaufnahmen, eine Einrichtung zur Steuerung des Vorschubes der einzelnen Spindeln und eine Einrichtung, welche die Änderung der Dreh richtung dieser Spindeln steuert, wobei diese Drehrichtungsänderung in dem Zeitpunkt vorgenommen wird, in weichem die Vorschubbewegung der einzelnen Spindeln umgekehrt wird.

In einer feststehenden Buchse 2 des Maschüienständers 1 ist der Spindelkopf drehbar gelagert, welcher sich aus scheibenförmigen Teilen 3 und 5 zusammensetzt, die durch Bolzen 4 auf Abstand gehalten sind. Die Drehachse dieses Spindelkopfes ist mit der Linie X-X angedeutet. Dieser Spindelkopf 3, 5 haltert jeweils in Führungsbüchsen 6 und 7 eine Vielzahl von Spindeln 8, deren Achsen Y-Y parallel zu seiner Drehachse X-X verlaufen. Das eine Ende der Spindeln 8 ist mit einem Spannfutter 9 für einen Gewindebohrer 10 versehen. Mit dem einen scheibenförmigen Teil 5 des Spindelkopfes ist eine Kreisscheibe 12 über eine Welle M fest verbunden und diese Kreisscheibe 12 ist mit einer Zahl der Spindeln entsprechenden Anzahl von Aufnahmen 13 für die zu bearbeitenden Werkstücke 14 versehen, welche durch eine Einrichtung 15 in zeitlicher Aufeinanderfolge der Kreisscheibe 12 bzw. deren Aufnahmen 13 automatisch zugeführt werden. Die Aufnahmen 13 sind zu den Spindeln 8 bzw. den Gewindebohrern 10 koaxial angeordnet.

Die für die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehene Antriebsgnippe dient sowohl der Drehung des Spindelkopfes 3, 5 und damit d<:r Drehung der Kreisscheibe 12 wie auch dem Antrieb der Einrichtung zur Änderung der Drehrichtung der einzelnen Spindeln. Die Antriebsgruppe umfaßt einen Antriebsmotor 16, der über einen Riemenstab 17 und miteinander in Eingriff stehende Zahnräder 18 und 19 eine in dem Gehäuse 1 gelagerte Welle 20 dreht. Von der Welle 20 wird der Antrieb für den Spindelkopf 3,5 abgeleitet, und zwar über ein mit der Welle 20 verkeiltes Zahnrad 21, das mit einem am scheibenförmigen Teil 3 angeordneten Zahnkranz 22 kämmt. Mit dem Zahnrad 19 steht auch ein Zahnrad 23 in Eingriff, welches mit einer in der Buchse 2 gelagerten und koaxial zu dem Spindelkopf 3, 5 angeordneten Welle 24 fest verbunden ist, mit deren anderem Ende ein Zahnrad 25 verkeilt ist. Dieses Zahnrad 25 kämmt mit Ritzeln 26. von welchen je eines auf tier Fiihrungsbüchse 6 der einzelnen Spindeln 8 frei drehbar gelagert ist. Werden diese Ritzel 26 mit der zugeordneten Spindel K gekuppelt, dann dreh; diese in der einen Drehrichtung

Mit der Welle 20 isl ,inch ein Zahnrad 27 verkeilt, das tiber ein Zu isdnnrad 2H mit einem Zahnrad 29 in

Eingriff steht, welches einstöckig mit einer Hohlwelle 30 ist, deren anderes Ende einstöckig mit einem Zahnrad 3ί ist. Dieses. Zahnrad 31 kSmmt mit Ritzeln 32, von welchen je eines auf der Föhrungsbüchse 7 der einzelnen Spindeln 8 frei drehbar gelagert ist Wird ein Ritzel 32 mit der zugeordneten Spindel gekuppelt, dann wird diese in einer Richtung gedreht, die umgekehrt zu der Drehrichtung ist, die durch das mit der Spindel gekuppelte Ritzel 26 bewirkt wird.

Für die Steuerung der Vorschubbewegung der einzelnen Spindeln 8 ist ein feststehender Stirnnocken 33 vorgesehen, mit welchem Taststifte 34 der Spindelenden in Berührung gehalten sind. Wie insbesondere aus der Einzeldarstellung gemäß F i g. 7 erkennbar, ist mit dem Ende einer jeden Spindel 8 eine mit einer axialen öffnung versehene Büchse 35 verschraubt Die axiale öffnung der Büchse 35 durchgreift ein mit einem Anschlagbund 36 versehener Taststift 34, der durch eine in Axialbohrung 37 des Spindelendes eingesetzte Druckfeder 38 gegen den Stirnnocken 33 vorgespannt ist Die Federkonstante dieser Druckfeder 38 ist nun so gewählt, daß bei Überschreitung ei.'-, ■? bestimmten, auf den Taststift 34 einwirkenden Axiaiicaft die Feder zusammengedrückt wird. Ein solches Zusammendrükken der Druckfeder 38 kann vorkommen, wenn ein Gewindebohrer an dem zu bearbeitenden Werkstück hart anuuft, es wird dann der Gewindebohrer und mit ihm seine Spindel in der Darstellung gemäß F i g. 2 nach links gedrückt, wodurch die durch den Stirnnocken 33 bewirkte Vorschubsteuerung dieser Spindel ausgeschaltet wird.

Zwischen jeder Büchse 35 und dem scheibenförmigen Teil 3 des Spindelkopfes ist noch eine Druckfeder 39 verspannt, die Druckfedern 39 spannen die Spindeln gegen die Stirnnocken 33 vor.

Die Steuerwirkung des Stirnnockens 33 wird ergänzt durch die Steuerwirkung eines Stirnnockens 46. Dieser Stirnnocken 46 steuert das wahlweise Einrücken von Klauenkupplungen 40 mit den Klauen 42 bzw. 43 der Ritzel 26 bzw. 32, von welchen, wie vorerwähnt, je eines den einzelnen Spindeln 8 zugeordnet ist und die alle mit den Zahnrädern 25 bzw. 31 kämmen. Jede Klauenkupplung 40 ist gegenüber der zugeordneten Spindel gegen Drehen gesichert, sie läßt sich jedoch axial verschieben, indem ihr Mitnahmekeil in einer Längsnut 41 jeder Spindel verschiebbar ist. Jede Klauenkupplung 40 ist nun mit einem Arm 44 versehen, der gegenüber dem zugeordneten Abstandhalter 4 geführt ist und an seinem freien Ende eine Rolle 45 drehbar lagert, die durch eine zwischen dem Arm 44 und der Scheibe 5 des Spindelkopfes verspannte Druckfeder 47 gegen den Stirnnocken 46 vorgespannt ist.

Die vorbeschriebene Vorrichtung, für welche, wie insbesondere aus den F i g. 3 und 4 erkennbar, acht Arbei.spindeln und damit auch acht Werkstückaufnahmen in der Kreisscheibe 12 vorgesehen sind, arbeitet nun wie folgt: Im der Winkelstellung Null von Kreisscheibe 12 und Spindelkopf 3, 5 wird ein erstes Werkstück 14 in oine dafür vorgesehene Aufnahme 13 der Kreisscheibe 12 eingelegt. Während die Einheit aus Kreisscheibe 12 und Spindelkopf 3, 5 um den Mittelpiinktswinkel <\ weitergedreht wird, steuert den Stirnnocken 13 den Vorschub der zugeordneten Arbeitsspindel 8 mit Gewindebohrer to. so daß letzterer mit dem Werkstück in Hmgriff kommt und dieses über einen Drermrpdcr K rcisscheibe 12 mn einem Gewinde versieht, der dem Mttlelpiinktsw inkel (i entspricht. I iber den einem Mitielniiiiktswink'jl ν untsnrei Ivnden Dreh-

weg der Kreisscheibe 12 wird dann der Gewindebohrer, gesteuert durch den Siirnnocken 33, wieder zurückgezogen, er kommt über den einem Mittelpunktswinkel <5 entsprechenden Drehweg außer Eingriff mit dem Werkstück, und dabei wird auch gleichzeitig das nunmehr fertig gebohrte Werkstück aus seiner Ausnehmung ausgeworfen, so daß in diese Ausnehmung wieder ein neues Werkstück eingelegt werden kann, wenn die Kreisscheibe 12 in ihre Null-Lage zurückgekehrt ist. Mit der vorbeschriebenen, durch den Stirnnocken 33 gesteuerten Vorschubbewegung einer Arbeitsspindel ist nun auch das wahlweise Einrücken der einzelnen Klauenkupplungen 40 mit den Ritzeln 26 bzw. 32 durch eine entsprechende Ausbildung des dafür vorgesehenen Stirnnockens 46 gekoppelt, und zwar derart, daß die Klauenkupplung über den Drehweg β mit Ritzel 26 gekuppelt ist und dadurch die Spindel und mit ihr der Gewindebohrer in der einen Richtung gedreht werden. Wenn dann der Taststift der Spindel den Kulminationspunkt 48 des Stirnnockens 33 erreicht hat, bei dessen Überschreiten die Vorschubbewegung der Spindel umgekehrt wird — diese Umkehrung erfolgt beim Erreichen des Endes der dem Mittelpunktswinkel β entsprechenden Drehlage bzw. zu Beginn der dem Mittelpunktswinkel γ entsprechenden Drehlage — dann bewirkt der Stirnnocken 46 ein Ausrücken der Klauenkupplung von dem Ritzel 26 und deren anschließendes Einrücken mit dem Ritzel 32, wodurch die Drehrichtung der Spindel 8 und damit die Drehrichtung des Gewindebohrers umgekehrt wird.

Was vorstehend für ein erstes Werkstück beschrieben worden ist, das in eine Ausnehmung der Kreisscheibe 12 eingebracht worden ist, wird selbstverständlich auch für alle weiteren Werkstücke vorgenommen, die zeitlich aufeinanderfolgend in die einzelnen Ausnehmungen der Kreisscheibe 12 eingebracht werden. Jeder Ausnehmung ist eine Spindel mit Gewindebohrer koaxial zugeordnet, und die Vorschubbewegung und die Änderung der Drehrichtung aller dieser Spindeln mit Gewindebohrern ist durch die S'.irnnocken 33 und 46 gesteuert. Dadurch läßt sich kontinuierlich die Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken durchführen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Mehrspindel-Gewindebobrvorricbtung für die Bearbeitung fortlaufend selbstätig durch einen, entsprechende Werkstückaufnahmen aufweisenden Drehtisch zugeführter Werkstücke kleiner Abmessungen, insbesondere Muttern mittels Gewindebohrern, mit einem am Maschinenständer gelagerten drehend angetriebenen Mehrfachspindelkopf, in welchen die zu seiner Drehachse parallelen Bohrspindeln drehbar und in Achsrichtung hin und her verschiebbar gelagert sind, auf denen jeweils zwei Ritzel frei drehbar gelagert sind, die mit jeweils einem Zahnrad einer Getriebeanordnung, deren Antrieb vom Antrieb des Spindelkopfes abgeleitet ist und eine das eine Zahnrad drehfest tragende Hohlwelle aufweist wahlweise mit ihrer Spindel kuppelbar und in entgegengesetzten Drehrichtungen antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelkopf (3,5) an einer Buchse (2) des Maschinenständers (1) gelagert ist durch welche sich die das «ine Zahnrad (31) tragende Hohlwelle (30) und durch diese eine entgegengesetzt zu der Hohlwelle angetriebene, das andere Zahnrad (25) drehfest tragende Welle (24) erstrecken, und daß zur Vorschubsteuerung für die Spindeln (8) koaxial zu dem Spindelkopf (3, 5) in an sich bekannter Weise eine Stirnnockenkurve (33) angeordnet ist, an welcher mit den Spindelenden verbundene Taststifte (34) angreifen, die jeweils von einer zwischen den Taststiften und den Spindelenden angeordneten Feder (38) gegen den Stirnnocken vorgespannt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Sp-ndelende eine den Taststift (34) in einer axialen öffnung führende Büchse (35) verschraubt ist -nd das in eine A::ialbohrung (37) des Spindelendes die an einen Bund (36) des Taststiftes (34) anliegende Druckfeder (38) eingesetzt ist.