DE1920487A1

DE1920487A1 - Vorrichtung zum Abheben der Schneide eines in einer Bohrspindel angeordneten Werkzeuges von der Oberflaeche des hergestellten Bohrloches

Info

Publication number: DE1920487A1
Application number: DE19691920487
Authority: DE
Inventors: Neubrand Dipl-Ing Paul
Original assignee: LUDWIGSBURGER MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: LUDWIGSBURGER MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 1969-04-23
Filing date: 1969-04-23
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR2046432A5; GB1309786A; SE363254B

Description

DR-INQ. DIPL.-INQ. M. SC. UIPU.-PHYS. DR. OlPl <»HYS.

HÖGER - STELLRECHT-QRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 36 815 h

21.April 1969

Ludwigsburger Maschinenbau GmbH • 714 Ludwigsburg, Mörike-Straße 81-83

Vorrichtung
zum Abheben der. Schneide eines in einer Bohrspindel angeordneten Werkzeuges von

j«

der Oberfläche des heu®teilten Bohrloches.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abheben der Schneide eines in einer Bohrspindel angeordneten Werkzeuges, Zum Vermeiden der Bildung einer Rückzugsriefe in der Oberfläche des Bohrloches bei der Rückbewegung der Bohrspindel in ihre Ausgangsstellung, die in mindestens einem Lager ' zum Abheben der Schneide aus ihrer Mittellage herausbewegbar ist.

In der Technik bedient man eich verschiedener Methoden, um nach Beendigung der Arbeitsoperation für den Rücktransport

009845/0847

y-35

21.April 1969

der Bohrspindel die Werkzeugschneide von der fertiggestell-. ten Fläche am Werkstück abzuheben.

Es kann hierzu beispielsweise das Werkzeug in die Bohrspindel eingezogen oder die Bohrspindel mechanisch oder hydraulisch verformt werden.

Bei Gleitlagern bietet sich der Vorteil, daß sich aufgrund des vorhandenen Lagerspiels die stillstehende Bohrspindel in Richtung der Schwerkraft selbsttätig aus ihrer Mittel-) lage herausbewegt, d.h. absenkt. Durch eine entsprechende Einstellung der Bohrspindel, bei der die Schneide nach oben gerichtet sein muss, kommt damit, ohne auf-die Bohrspindel einwirken zu müssen, die Schneide von der Oberfläche des ,betreffenden Bohrloches frei. Dieser Vorteil kann bei Peinbohrspindeln in der Regel nicht genutzt werden, da das Lagerspiel solcher Spindeln zu gering bemessen ist. Um mit solchen Spindeln ein Optimum an Genauigkeit zu erreichen, ist man überdies gewzungen, auf die sonstigen bekannten konstruktiven Lösungen zu verzichten.

Die Erfindung zeigt nun auf, wie sich bei Bohrspindeln, insbesondere bei Feinbohrspindeln mit extrem kleinem Lager- W spiel, die Schneide von der Werkstückfläche vorteilhaft abheben läßt.

! das

Die Erfindung schlägt hierzu vor,/mindestens eine Bohrspindellager als hydrostatisches Radialgleitlager auszubilden und für die zum Abheben der Schneide erforderliche Verlagerung der Bohrspindel in radialer Richtung den Öldruck in mindestens einer öltasche des Radialgleitlagers zu verändern. Der Einsatz von . hydrostatischen Radial-Gleitlagern ermöglicht eine genaue Spindellagerung, die auch feinste Bohroperationen durchzuführen gestattet und erlaubt, auf-

009845/084

grund der speziellen Bauart solcher Lager, durch die vorgeschlagene Maßnahme der Druckveränderung in einer der Öltaschen eine wirksame radiale Spindelverlagerung zum Abheben der Schneide. Ein besonderer Vorteil der Erfindung bietet sich hierbei dadurch, daß die Spindelverstellung aus der Mittellage nicht zwangsläufig von einer vorbestimmten Winkellage der Schneide insofern abhängig ist, als die Schneide hierzu nach oben stehen muß. Wohl kann aber die erfindungsgemäße Vorrichtung so eingesetzt werden, daß nur in einer vorbestimmten Schneidenstellung die Verlagerung der Bohrspindel erfolgt. Es ist aber genauso gut möglich, in jeder beliebigen Winkellage der Schneide eine Verlagerung der Bohrspindel zu deren Abhebung vorzunehmen. Im ers-teren Falle wird man günstigerweise der Bohrstange eine Anhaltevorrichtung zuordnen, die so arbeitet, daß sie die Bohrspindel bzw. die Schneide in eine vorbestimmte Winkellage einstellt und dann eine Druckveränderung zur radialen Spindelverlagerung in einer Öltasche bewirkt, die von der durch die Schneide- und die Drehachse definierten Ebene geschnitten wird. Die radiale Spindelverlagerung kann dadurch erfolgen, daß in einer Öltasche der Öldruck erhöht und vermindert wird.

In besonderen Fällen kann die Bohrspindel in einem einzigen hydrostatischen Radialgleitlager gelagert sein, so daß sie bei ihrer Verlagerung parallel zu ihrer Rotationsachse verstellt wird. Bevorzugt finden jedoch zur Lagerung- der Bohrspindel zwei im Abstand voneinander angeordnete hydrostatische Radialgleitlager Verwendung, und in diesem Falle wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, lediglich in dem hinter dem die Schneide tragenden Kopf der Bohrspindel liegenden Lager in einer öltasche zum Abheben der Schneide den Druck zu verändern, so daß die Bohrspindel zur Rückstellung der Schneide im hinteren Lager abkippt.

009845/0847

Günstigerweise wird man desweiteren eine Konstruktion wählen, die in jeder beliebigen Winkellage der Schneide die entsprechende Spindelverlagerung zur Schneidenabhebung gewährleistet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch zuwege gebracht, dass in der Bohrspindel in der durch die Schneide und die Drehachse definierten Ebene ein vorzugsweise lediglich in das hinter dem Spindelkopf liegende hydrostatische Radialgleitlager mündender Zuführkanal angeordnet ist, und daß der Zufluß des Drucköles von der Druckölquelle aus in die Öltaschen des hydrostatischen Radiälgleitlagers über ) Drosseln und in den Zuführkanal direkt erfolgt, sobald die Bohrstange stillgesetzt ist. Durch die spezielle Anordnung des Zuführkanals in der Bohrspindel ist damit sichergestellt, daß in jeder beliebigen Ruhestellung der Bohrspindel das über den Zuführkanal in die entsprechende Öltasche zugeführte Drucköl stets in der Richtung auf die Bohrstange wirkt, in der die Bohrspindelverlagerung gleichzeitig eine Schneidenabhebung bewirkt.

Eine vorteilhafte Konstruktion ergibt sich in diesem Zusammenhang, wenn sämtliche Öltaschen an einer gemeinsamen, mit der Druckölquelle in Verbindung stehenden Ringleitung angeschloasen sind, die mi-t einer mit dem in der Bohrspindel' angeordneten Zuführkanal in Verbindung stehenden Zuführleitung verbunden ist, wobei zwischen Zuführkanal und Zuführleitung ein elektrisch steuerbares Absperrventil zwischengeschaltet ist, das einschaltbar ist, wenn die Bohrspindel stillgesetzt ist.

Die Verbindung des in der Bohrspindel angeordneten, in die entsprechenden Öltaschen des hinter dem Spindelkopf lie gen den hydraulischen Radialgleitlagers mündenden Zuführkanals mit der Zuführleitung läßt sich dadurch besonders günstig gestalten, daß der Lagerschaft der Bohrspindel druckdicht

0098 4 5/084 7

einen Ringkörper des Gehäuses durchdringt, der an seiner Innenumfangsfläche eine mit der Zuführleitung in Verbindung stehende Ringnut aufweist, und daß der in der Bohrstange angeordnete Zuführkanal über einen in der Ebene der Ringnut in der Bohrstange angeordneten radialen Anschlußkänal ständig mit der Ringnut verbunden ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch ein Lagergehäuse

eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem eine Bohrspindel in zwei hydrostatischen Radialgleitlagern gelagert ist, die mit einem Hydraulikaggregat in Verbindung stehen,

Pig. 2 jeweils einen Querschnitt durch die beiden

hydrostatischen Radialgleitlager entsprechend der Linie 2-2 zur Veranschaulichung des Druckölflusses zur Versorgung der Öltaschen der beiden Radialgleitlager mit Drucköl,

Pig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Konstruktion so getroffen iet, daß die Bohrspindel in jeder Ruhestellung derart radial abgelenkt wird, daß eine Schneidenabhebung erfolgt.

Pig. 4 eine Darstellung ähnlich Pig.2 zur Veranschaulichung der hydraulischen Leitungen zur Versorgung des Druckölflusses zur Versorgung der öltaschen der beiden Radialgleitlager mit Drucköl.

Bei dem in Pig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist mit 10 ein Lagergehäuse für.eine als Ganzes mit 12 bezeich-

009845/0 8 47

nete Bohrspindel bezeichnet. Die Bohrspindel verfügt über einen Lagerschaft 14, mit dem sie in zwei im Abstand voneinander im Gehäuse 10 angeordneten hydrostatischen Radialgleitlagern 16, 18 gelagert ist. An ihrem Vorderende weist die Spindel einen Befestigungsflansch 20 auf, an dem ein mit einem Gegenflansch 22 ausgestatteter Werkzeugträger 24 befestigt ist, in dessen Schaft ein sich in radialer Richtung erstreckender Drehmeißel 26 eingesetzt ist. Die beiden hydrostatischen Radialgleitlager verfügen über einen ringförmigen Lagerkörper 28, 28', an dessen Innenumfang in gleichmäßigem Winkelabstand voneinander schmale Leisten 30

™ bzw. 30' angeformt sind. Diese Leisten sind an ihren Enden durch Innenflansche 32, 34 bzw. 32', 34' miteinander verbunden. Diese Innenflansche definieren LagerÖffnungen, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des betreffenden, in den Radialgleitlagern gelagerten Schaftteils der Bohrspindel 12. Wie aus Pig.i zu ersehen ist, sind die Lagerkörper 28 bzw. 28' im Gehäuse 10 fest eingebaut. In dem. gemäß Fig.1 linken hinteren Lagerkörper 28'ist die Bohrspindel mit einem abgesetzten Teilstück 36 des Lagerschaftes 14 drehbar gelagert. Dasselbe weist an seinem hinteren Endstück ein Außengewinde 38 auf, was sich als Wellenendstück 40 fortsetzt und eine Paßfeder 42 trägt. Dieses Wellenendstück 40 ragt aus dem Gehäuse 10 heraus und dient zur Antriebsübertragung. Auf dem abgesetzen Schaftteil 36 sind seitlich des Lagerkörpers 28· Ringkörper 44, 46 angeordnet, · die sich an den Ringstirnflächen desselben anlegen, und mittels einer auf das Außengewinde 38 aufgeschraubten Ringmutter 48 wird die Bohrspindel so eingestellt, daß sie axial unbeweglich in beiden Hadialgleitlagern gehalten ist. Die Lagerkörper 28 bzw. 28' mit den Leisten 30 bzw. 30' und den Innenflanschen 32, 34 bzw. 32', 34' definieren in Verbindung mit dem entsprechen-

— 7 —

009845/084

den, in den Radialgleitlagern gelagerten lagerschaft 14 der Bohrspindel Öltaschen 50, 52, 54, 56 bzw, 50', 52·, 54', 56', in die über ein Hydraulikaggregat 58 Drucköl hineingeleitet wird, derart, daß in jeder Öltasche im wesentlichen gleiche Druckverhältnisse herrschen, wodurch sich die Bohrspindel in eine Mittellage einstellt, in der sie gewissermaßen im Abstand von den dem Lagerschaft zugekehrten Flächen der Leisten bzw. Innenflansche der Lagerkörper 28 bzw. 28' in gleichmäßigem Abstand gehalten und während der Rotation der Bohrspindel, berührungslos gelagert ist. Jede Öltasche steht über eine Verbindungsleitung 60 mit einer Versorgungsleitung 62 in Verbindung, wobei in jeder Verbindungsleitung ein Drosselventil 64 zwischengeschaltet ist. Die einzelnen Regelventile sind auf die Durchsatzmengen eingestellt, durch die die Bohrspindel in die genaue Mittellage gebracht wird. Aus Fig.2 ist zu ersehen, daß beide Versorgungsleitungen 62 über eine Verbindungsleitung 66 miteinander verbunden sind, die wiederum über eine Leitung 68 mit dem Hydraulikaggregat 58 in Verbindung steht.

Die vorliegende Konstruktion ist so getroffen, daß die Abhebung der Schneide des Drehmeißels 26 nur in einer vorbestimmten Winkelstellung dieses Werkzeugs erfolgt. Zu diesem Zweck ist eine in der Zeichnung nicht gezeigte Anhaltevorrichtung vorgesehen, die■in ihrer Konstruktion bekannt ist und mit deren Hilfe die Bohrstange beispielsweise in ihrer Ruhestellung so einstellbar ist, daß die Schneide des Werkzeuges 26 nach oben ragt (siehe Fig.1).

Erfindungsgemäß ist die Konstruktion so getroffen, daß nach Stillsetzen der Bohrspindel in der öltasche die von der durch die Schneide des Bohrmeißels und die Drehachse definierten Ebene des vorderen Radialgleitlagers geschnitten wird und auf der entgegengesetzten Seite der Schneide liegt,

009845/0847

der Öldruck verringert wird, so daß die Bohrspindel im hinteren Radialgleitlager abgekippt, wodurch die Schneide von der Werkstückfläche abgehoben wird. Wie das Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 1 und 2 zeigt, erfolgt der Druckabbau in der Öltasche 52. Zum Druckabbau ist an der Verbindungsleitung 60 zu dieser Öltasche, und zwar zwischen Öltasche 52 und Drossel 64 eine von einem Zweiwegemagnetventil 70 kommende Leitung 72 angeschlossen. Das Ventil 70 steht über eine weitere Leitung 74 mit dem Ölbehälter 75 des Hydraulikaggregates in Verbindung.

Das Zweiwegemagnetventil 70 befindet sich normalerweise in seiner Schließstellung. Nachdem die Bohrspindel durch die nicht gezeigte Anhaltevorrichtung so eingestellt worden ist, daß die Schneide des Drehmeißels 26 gemäß Fig.1 nach oben gerichtet ist, , . wird über das Magnetventil 70 eine direkte Verbindung vom Ölbehälter zur Verbindungsleitung 60 hergestellt und dadurch in der Öltasche 52 der Druck erheblich verringert, so daß die Bohrspindel nach unten abkippt und die Schneide von der Werkstückfläche frei kommt.

Bei dem in den Pig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind gleiche Teile wie in Pig. 1 und 2 mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Der wesentliche Unterschied dieser Ausführungsform zur vorbeschriebenen Konstruktion besteht darin, daß in jeder beliebigen Winkellage des Drehmeißels eine Schneidenabhebung erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, daß das Gehäuse 10 an seinem Innenumfang einen Ringkörper 80 aufweist, den der Lagerschaft 14 der Bohrspindel druckdicht durchdringt. In der Bohrspindel ist parallel zu ihrer Achse ein erfindungsgemäß mit einem Rückschlagventil 81 versehener Zuführkanal 82 angeordnet, der in der durch die Schneide und die Drehachse definierten Ebene innerhalb des

0098 4 5/08 k 7

vorderen Radialgleitlagers aus dem Umfange des Lagerschaftes 14, wie bei 84 angezeigt ist, heraustritt. Über einen radialen Anschlußkanal 88 steht der Zuführkanal 82 mit einer an der Innenumfangsfläche des Ringkörpers angeordneten Ringnut 90 ständig in Verbindung, die an der Zuführleitung 68 des Hydraulikaggregats 58 über eine Verbindungsleitung 9² angeschlossen ist, in der ein als Ganzes mit 94 bezeichnetes Zweiwegemagnetventil zwischengeschaltet ist. Durch die Anordnung des Zuführkanales 82 wird, nachdem die Bohrspindel 12 stillgesetzt ist, jeweils die Öltasche des vorderen Radialgleitlagers durch Öffnen des Magnetventils mit einem höheren Druck beaufschlagt, die von der durch die Schneide und die Drehachse definierten Ebene geschnitten wird und auf der Seite der Schneide liegt. Dadurch ist in jeder Winkellage des Werkzeuges eine Schneidenabhebung sichergestellt.

- 10 -

009845/0847

Claims

1320487

Patentansprüche

Vorrichtung zum Abheben der Schneide eines in einer Bohrspindel angeordneten Werkzeuges, zum Vermeiden der Bildung einer Rückzugsriefe in der Oberfläche des Bohrloches bei der Rückbewegung der Bohrspindel in ihre Ausgangsstellung, die in mindestens einem Lager zum Abfc heben der Schneide aus ihrer Mittellage herausbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrspindellager (16 bzw. 18) als hydrostatisches Radialgleitlager ausgebildet ist, bei dem zur Verlagerung der Bohrspindel (12) in radialer Richtung der Öldruck in mindestens einer Öltasche (56) des Radialgleitlagers (16) veränderbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum.Anhalten der Schneide (26) in einer vorbestimmten Winkelstellung der Bohrspindel (12) eine Anhaltevorrichtung (-) zugeordnet ist und die Druckänderung zur radialen Spindelverlagerung in mindestens einer Öltasche (56) erfolgt, die von der durch die Schneide und die Drehachse der Bohrspindel definierten Ebene geschnitten wird.

3. Verrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bohrspindel mit einem Lagerschaft innerhalb eines Gehäuses in zwei im Abstand voneinander angeordneten hydrostatischen Radialgleitlagern gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckänderung in der betreffenden öltasche (52) in dem hydrostatischen Radialgleitlager erfolgt, das hinter dem die Schneide tragenden Kopf (22, 24) der Bohrspindel (12) liegt.

- 11 -

009845/0847

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß zur radialen Spindelverlagerung in jeder beliebigen Winkelstellung der Schneide (26) in einer Richtung entgegen der Schneidenstellung in der Bohrspindel (12) in der durch die Schneide und die Drehachse definierten Ebene ein vorzugsweise lediglich in das hinter dem Spindelkopf liegende hydrostatische Radialgleitlager (16) mündender Zufiihrkanal (82) angeordnet ist, und daß der Zufluß des Drucköles von der. Druckölq.uelle (58) aus in die öltaschen des hydrostatischen Radialgleitlagers über Drosseln (64) und in den Zuführkanal (82) direkt erfolgt, sobald die Bohrspindel (12) stillgesetzt ist.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Öltaschen an einer gemeinsamen, mit der Druck-Ölquelle in Verbindung stehenden Ringleitung (62) angeschlossen sind, die mit einer mit dem in der Bohrspindel angeordneten Zufülxrianal (82) in Verbindung'stehenden Zuführleitung (92) verbunden ist, wobei zwischen Zuführkanal (82) und Zuführleitung (92) ein elektrisch steuerbares Absperrventil (94) zwischengesdbaltet ist, das einschaltbar ist, wenn die Bohrspindel (12) stillgesetzt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Bohrspindel (12) angeordnete Zufiihrkanal (82) mindestens mit der entsprechenden Öltasefee des vorderen hydrostatischen Radialgleitlagers (16) in Verbindung steht, daß der Lagerschaft (14) druckdicht einen Ringkörper (80) des Gehäuses (10) durchdringt, der an seiner Innenumfangsfläche eine mit der Zuführleitung (92) in Verbindung

- 12 - '

009846/0847

stehende Ringnut (90) aufweist, und daß der in der Bohrspindel (12) angeordnete Zuführkanal (82) über einen in der Ebene der Ringnut (90) in der Bohrspindel (12) angeordneten radialen Anschlußkanal (88) ständig mit der Ringnut (90) verbunden ist.

00 984 5/08 47

■tt.