DE19613897A1 - Werkzeug zum Vor- und/oder Fertigdrehen von Bohrungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten An­ spruchs genannten Art.

Aus der DE-A 24 05 694 ist ein gattungsgemäßes Werkzeug bekannt. Dieses Werk­ zeug dient dazu, toleranzgenau Bohrungen in Werkstücken vor- und/oder fertigzu­ bearbeiten. Die hierzu üblicherweise verwendete Bohrstange weist mehrere axial verteilte Drehmeißel auf, so daß gleichzeitig mehrere axial hintereinanderliegende Bohrungen bearbeitet werden können. Derartige Bohrungen sind beispielsweise Nockenwellenlager oder Kurbelwellenlager bei Brennkraftmaschinen.

Um die Bohrstange in Bohrposition zu bringen, ist es erforderlich, die einzelnen Drehmeißel radial zuzustellen von einer Ruheposition zu einer Arbeitsposition. Die Ruheposition ist dabei so gewählt, daß die Bohrstange durch die Bohrungen ge­ schoben werden kann. Anschließend wird eine Schaltstange, die üblicherweise axial in der Bohrstange angeordnet ist, gegen Federkraft verschoben und drückt über Schrägen und entsprechende Übertragungsmittel die Drehmeißel in Arbeits­ position.

Bei der aus der DE-A 24 05 694 bekannten Bohrstange ist die Schaltstange über den Aufnahmekegel der Bohrstange innerhalb der Werkzeugmaschine verlängert und wird dort über Schaltfinger oder ein hydraulisch betätigbaren Kolben betätigt.

Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß hierzu eine Spezialarbeitsspindel bzw. eine spezielle Werkzeugmaschine benötigt wird, damit die Schaltstange betätigt werden kann. Dies verlangt den Einsatz teuerer Sondermaschinen und damit ho­ her Investitionen, die sich nur bei hohen Werkstückzahlen amortisieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Beibehaltung der bekannten Funktion einer Bohrstange eine Möglichkeit aufzuzeigen, diese auch in handelsüb­ lichen Bearbeitungszentren, Drehmaschinen oder Bohrmaschinen einzusetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruches gelöst. Die Lösung basiert auf der Erkenntnis, daß der Betätigungskolben für die Betätigung der Schaltstange nun nicht mehr innerhalb der Werkzeugmaschine angeordnet wird, sondern in dem Teil des Aufnahmekegels, der außerhalb der Ar­ beitsspindel liegt. Damit ist es möglich, übliche Arbeitsspindeln und damit handels­ übliche Bearbeitungszentren, Drehmaschinen etc. zu verwenden und das Steuermittel von außen zuzuführen.

Gemäß Anspruch 2 vereinfacht sich die Anordnung ganz erheblich, wenn als Steu­ ermittel das zum Kühlen des Drehmeißel bzw. der Bearbeitungsstelle notwendige Kühlmittel verwendet wird. Ein Kühlmittelanschluß , die sogenannte "Innen-Hoch­ druckkühlung", ist an vielen Werkzeugmaschinen vorhanden.

Anspruch 3 beschreibt eine vorteilhafte Ausgestaltung zum drehenden Werkzeug.

Eine weitere Vereinfachung beschreibt Anspruch 4. Hierbei ist dann nur ein einzi­ ger Kühlmittelanschluß am Werkzeug notwendig. Innerhalb des Werkzeuges wird dann das Kühlmittel aus dem Zylinderraum über geeignete Bohrungen zu den in der Bohrstange vorhandenen Kühlmittelbohrungen weitertransportiert.

Die Weiterbildung nach Anspruch 5 beschreibt eine Möglichkeit um sicherzustellen, daß im Zylinderraum immer ein ausreichend hoher Druck vorhanden ist, um wäh­ rend des Bearbeitungszykluses sicherzustellen, daß die Drehmeißel immer in Ar­ beitsposition sind. Dies setzt selbstverständlich voraus, daß die Kühlmittelpumpe eine entsprechende Fördermenge bei ausreichendem Förderdruck zur Verfügung stellt.

Ein einfaches Stellglied beschreibt die Weiterbildung nach Anspruch 6.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher dargestellt.

In der einzigen Abbildung ist ein Längsschnitt durch den Aufnahmekegel und das sich anschließende vordere Ende einer Bohrstange dargestellt. Hierbei ist die Bohrstange allgemein mit 1 und der Aufnahmekegel mit 2 bezeichnet.

Die Bohrstange 1 besteht aus dem Schaft 3, an dem mehrere, axial versetzte Drehmeißel 4 befestigt sind. Gezeigt ist ein Drehmeißel 4.

Betätigt werden die Drehmeißel 4 über eine Schaltstange 5, die im Zentrum des Schaftes 4 axial verschieblich angeordnet ist. Im Bereich eines Drehmeißels 4 weist die Schaltstange 5 eine Schräge 6 auf, auf der eine Kugel 7 im Schaft abrollt. Die Kugel 7 betätigt die Halterung 8 des Drehmeißels 4.

Das vordere freie Ende der Schaltstange 5 liegt an einem Kolben 9 an. Der Kolben 9 wird von einer im Schaft angeordneten Feder 10 in seine Ruheposition gescho­ ben. Aufgrund der Auslenkung der Drehmeißelhalterung 8 und der Schräge 6 folgt die Schaltstange 5 der Ruhestellung des Kolbens 9. Als Federn 10 haben sich Tellerfederpakete bewährt.

Der Kolben 9 ist in einem Zylinderraum 11 verschiebbar, der Teil des Aufnahmeke­ gels 2 ist. Dementsprechend ist auch das vordere freie Ende des Schaftes 3 ver­ drehsicher, beispielsweise über Schrauben, an dem Aufnahmekegel 2 befestigt.

Zum Einleiten eines Druckmittels in den Zylinderraum 11 dient die Bohrung 12 im Aufnahmekegel 2, die über eine Zentralbohrung 13 direkt mit dem Kolbenraum 11 verbunden ist.

Die Bohrung 12 mündet im Bereich des Aufnahmekegels 2 am Außenumfang der schematisiert dargestellten Arbeitsspindel, die das vordere kegelförmig ausgestal­ tete Ende des Aufnahmekegels 2 aufnimmt und eine formflüssige Verbindung herstellt.

Als Druckmittel wird das Kühlmittel aus der Innen-Hochdruck-Kühlung zum Kühlen der Bearbeitungsstelle benutzt. Es wird über die Arbeitsspindel zur Bohrung 12 geleitet. Über die Bohrung 12 und die Zentralbohrung 13 gelangt das Kühlmittel in den Zylinderraum 11 und verschiebt dort den Kolben 9 in die dargestellte Stellung. Somit wird auch die Schaltstange 5 axial verschoben. Über die Schräge 6 und die Kugel 7 wird die Halterung des Drehmeißels 4 radial nach außen gedrückt, so daß der Drehmeißel 4 seine gezeigte Arbeitsstellung einnehmen kann.

Aus dem Zylinderraum 11 strömt das Kühlmittel über die Bohrung 14 in die Boh­ rung 15 innerhalb des Schaftes 3 und von dort weiter über Bohrungen 16 und über die Schaltstange 5 umgebende Spalte zu den einzelnen Drehmeißeln 4.

Reguliert wird die Kühlmittelmenge, die den Zylinderraum 11 verläßt und in die Bohrung 14 strömt, über eine Regulierschraube 17, mit der die Durchflußmenge einreguliert werden kann.

Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, daß der Aufnahmekegel 2 im gezeigten Beispiel zweigeteilt ist und zwischen den beiden Teilen eine Überlast­ kuppelung aufnimmt. Diese wird aber nicht weiter beschrieben, da sie handelsüb­ lich ist.

Claims (6)

1. Werkzeug zum Vor- und/oder Fertigbearbeiten von Bohrungen, insbesondere Bohrstange, mit mindestens einem radial zustellbaren Drehmeißel, beste­ hend aus einem Schaft mit mindestens einer Aufnahmeeinrichtung für min­ destens einen Drehmeißel, einem am Schaft angeordneten Aufnahmekegel, der in einer Ausnehmung einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine ein­ setzbar ist und einer zentral im Schaft angeordneten, zur radialen Zustellung des Drehmeißels dienenden Schaltstange, die gegen Federkraft innerhalb des Schaftes axial verschiebbar ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schaft (3) und Aufnahmekegel (2) ein axial beweglicher Steuerkolben (9) in einem Zylinderraum (11) vor­ gesehen ist, der mit der Schaltstange (5) zusammenwirkt und durch eine Steuermittelzufuhr von außerhalb des Aufnahmekegels (2) verschiebbar ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel Kühlmittel zum Kühlen des Drehmeißels (4) verwendet wird.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel über die Arbeitsspindel zu­ führbar ist.

4. Werkzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel aus dem Zylinderraum (11) über Bohrungen (14,15,16) in den Schaft (3) zu dem/den Drehmeißel (4) geleitet wird.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auslaßbohrung (14) des Steuermittels aus dem Zylinderraum (11) ein den Steuermitteldurchfluß beeinflussendes Stellglied (17) vorgesehen ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (17) eine Regulierschraube ist.