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Bohrkopf zur Ausfilhrung von Bohrungen und Nuten Die vorliegende
Erfindung hesiSht sich auf einen Bohrkopf zur automatischen Ausfuehrung von Nuten
mit einer kleineren Toleranz als ein Mikron und mit einer absoluten Zuverlssigkeit,
wobei die Anschlagsregelung in gleicher Weise auf ein Mikron genau erfolgt.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrkopf mit einem mit der Bohrspindel
verbundenen Klotz, auf dem ein Werkzeugschlitten unter der Wirkung eines Antriebs
über eine Schaltkupplung und eine Leitspindel quer entlang einer festen FUhrungsschiene
in Form eines Schwalbenschwanzzapfens gleitet, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet
ist, daß eine flexible Leiste durch Ausfräsen eines Schlitzes mit geschlossenem
Boden in den Schlitten parallel zu einer Stirnfläche
der Schiene
und benachbart zu dieser erhalten wird, wobei dieser Schlitz snit einer Einkerbung
in dem Schlitten in Richtung auf de geschlossenen Boden des Schlitzes zusammenwirkt,
die sich in eine Ecke der Oleitschienennut erstreckt, daß ferner auf liese Leiste
eine durch den Schlitten verlaufende Stellschraube wirkt, die sie mit einer einstdlbaren
Kraft auf den Führungsschienenzapfen drückt, daß weiterhin ein Kraftbegrenzer vorgesehen
ist, der die Wirkungsweise der Kupplung mit Hilfe eines Bleitringes bestimmt, der
auf einem Teil der Leitspindel gleitet, ohne sich drehen zu können, und der mit
Hilte eines Federringes in Berührung mit einem Mitnehmerritzel gedrückt wird, wobei
sich die Leitspindel in eineni Lager aus sehr hartem Material dreht, das in den
Sohwalbenschwan'zapfen eingefügt ist.
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Die Erfindung wtrd anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungseispiels
noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Aufriß des Bohrkopfes;
Fig. 2 einen Axialschnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1; Fig. 3 einen Drehmomentbegrenzer
für die Verschiebung des Schlittens des Bohrkopfes; Fig. 4 einen Schnitt entlang
der Linie IV-IV nach Fig. 3; Fig. 5 eine ersepktivische Ansicht eines Lagers, das
die die Varsohiebung des Schlittens bewirkende Spindel aufnimmt; Fig 6 die Steuerung
der Vorwäntsbewegung des Werkzeugschlittens;
Fig. 7 in größerem
Maßstab dieselbe Steuerung von vorne gesehen; Fig. 8 eine Expiosivansicht der Teile,
die in Fig. 7 zusammengebaut gezeigt sind; Fig. 9 eine Seitenansicht des Bohrkopfes,
die die Begrenzungen der Bewegung des Schlittens zeigt; Fig. 10 einen Schnitt entlang
der Linie X-X nach Fig. 1; Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie XI-XI nach Fig.
10; Fig. 12 ein Einzelteil.
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Auf der Spindel 1 ist bei 1 ein Klotz 2 aufgeschraubt, unter dem längs
einer ein Teil der Spindel bildenden i?ührungsschi1ne in Form eines Schwalbenschwanzzapfens
der Schlitten 3 gleiten kann, der die Stange 21 trägt, auf der ein Drehstahl 21:
befestigt ist. Andererseits kann sich eine vorzugsweise am Umfang angefräste Nockenscheibe
4 um die Sitzfläche 5 der Spindel zwischen einem mit der Spindel SeEt verbundenen
Flansch 6 und der oberen Stirnfläche aes Klotzes 2 drehen.
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Eine Leiste # zum Ausgleich des Spiels zwischen den Stirnflächen des
Klotzes und des Schlittenr: entlang der Schiene bildet einen festen Bestandteil-des
Sh3.itttans 3, von dem sie durch einen an seinem unteren Ende geschlossenen Schlitz
7 getrennt ist, wabei die Elastizität dieser Leiste durch eine Aussparung B'gewährleistet
ist, die in gleicher Weise am äußeren Teil der Unterseite oder der Wurzel der Leiste
in den Schlitten eingelassen ist, d.h., gegenüber vom Klotz 2, wobei sich diese
aussparung ungefähr auf der winkelhalbierenden Ebene der geneigten und der horizontalen
Wand der Gleitschienennut befindet. Eine Schraube 9 erstrecitt sich quer durch den
Schlitten
3 zur Regelung des Druckes, den dieser auf den Klotz 2 ausübt, dies ermöglicht eine
genaue Regelung der Lage des Sohlittens aufgrund einer Vergrdßerung der Oberfläche
der waagerechten Lagerung des Schlittens und bringt eine grdßere Bohrkrart und eine
vollkommenere Bearbeitung mit einer Genaigkeit, die bis zu einem Mikron geht, mit
sich.
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Der Handantrieb des Schlittens wird durch eine Leitspindel 10 ermöglicht,
die in einer an der unteren Oberfläche des Klotzes 2 eingelassenen Querausnehmung
angeordnet ist, wobei diese Hauptspindel 10 in Eingriff mit einer Mutter 13 kommt,
die mit der Oberfläche des Schlittens 3 durch einen in den Schlitten eingefügten
Zapfen 139 feßt verbunden ist.
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Die Schraube hat eine glatte Lagerfläche 12 (Fig. 2), die sich in
der Bohrung des Lagers 14 dreht, das den äußeren Teil 11 der Aussparung 11 bedeckt.
Der Steuerkopf 15 der Spindel 10 tragt eine Gradeinteilung, die die Regelung der
Bewegung des Schlittens erlaubt.
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Das in Fig. 5 getrennt dargestellte Lager 14 weist einen unteren,
auf die Ebene der oberen Oberfläche des Schlittens 3 abgeschnitteren Teil auf, in
der Art, daß das Zflrücklaufen des Schlittens möglich ist. Ds Lager aus besonders
hartem Metall weitet einen Flansch 50 auf, der durch Schrauben 51 (Fig. 6) befestigt
ist, die sich durch die drei Löcher 52 des Flansches erstrecken und die in den Klotz
2 geschraubt sind. Der Körper 54 des Lagers 14 ist wie oben erklärt, zur Aufnahme
der Leitspindel 10 durchbohrt und ruht im Inneren einer in dem Block 2 ausgenommenen
zylindrischen Ausnehmung 54t von entsprrehender Form. Die vordere Fläche des Lagers
gleitet an einem Ring 23, der auf der Leitspindel ausgebildet ist. Der Verschleiß
ist aufgrund der Materialpaarung, die die Oberflächen bildet, bei dem Ring und bei
dem Körper des Lagers sehr gering.
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Es sei bemerkt, daß der zulässige Weg des Schlittens sich zwischen
dem Kopf 15 der Leitspindel und der Stelle, die durch die Mutter dieser Spindel
begrenzt ist, erstreckt.
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Diese Begrenzungen des Weges sind klar aus Fig. 9 zu erkennen, in
der bei )und 3" die äußeren Stellungen des Schlittens dargestellt sind.
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Das Ende des effektiven Weges, der einer geschlossenen Bohrung entspricht,
ist durch die Blockierschraube 17 (Fig.
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PO) bestimmt, die mit dem Klotz 2 in Eingriff steht und in Berührung
mit e:Lnem Anschlag 18 kommt, der in dem Schlitten 3 in der Weise befestigt ist,
daß er einen Vorsprung in der Aussparung 19 bildet, die in den Klotz 2 parallel
zur Leitspindel zur Aurhahme der Schraube 17 eingelassen ist, deren Steuerkopf bei
20 dargestellt ist. Zur genaueren Regelung des Anschlages des Schlittens ist eine
kleine Querschraube 60 vorgesehen, die die Anschlagschraube 17 mit Hilfe einer Scheibe
61 aus z.B. verformbarem Kunststoff- oder Metallmaterial festlegt, wie man es in
Einzelheiten in Fig. 11 genauer sieht. Diese Anordnung ermöglicht eine Beseitigung
des toten Ganges der Schraube 17 und eine straffe Drehung der letzteren, was eine
Regelung der Einstellung des Werkzeugs auf ein Mikron genau gewährleistet.
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Andererseits ist1; ein Drehmomentbegrenzer auf der Leitspindel 10
vorgesehen, lun eine saubere Einstellung ohne gefährliche Beanspru"ungen zu gewährleisten.
Dieser Drehmomentbegrenzer umfaßt den an der Spindel 10 befestigten Bund 23, das
auf glatten Lagerfläche 12 der Spindel 10 lose befestigte Ritzel 24, einen Ring
25 und eine Tellerfeder oder einen Federring 26, der zwischen dem Ritzel und einer
auf die Spindel 10 geschraubten Mutter 27 angeordnet ist. Die Öffnung des Ringes
25 ist durch zwei gerade Teile 28 begrenzt, die durch die
Bögen
des Kreises 29 (Fig. 4) in der Art verbunden sind, daß sie eine de Teil der Spindel
10 an dieser Stelle entsprechende Form annehmen, der zu diesem Zweck Abflachungen
aufweist, die du Gleiten des Ringes 25 aber nicht das Drehen gegenUber der Leitspindel
ermöglichen. Dies vergrößert das maximale Drehmoment, das durch den Kraftbegrenzer
uebertragen wird. Auf diese Weise kann man durch das Anziehen der Mutter 27 die
Andruckkraft des Ritzels 24 gegen den Ring in der Weise regeln, daß die Drehmoment
übertragung von dem Ritzel 24 auf die Leitspindel 10 mit einem bestimmten max2nalen
Drehmomentwert möglich ist. Dieses Drehmoment wird durch die Nockenscheibe 4 (Fig.
7) übertragen, die beispielsweise mit Hilfe einer durch die Öfftung 4 eingeführten
Stange blockiert werden kann, wobei die Öffnung am Umfang der Nockenscheibe angeordnet
ist und wobei die Stange an ihrem entgegengesetzten äußeren Ende befestigt ist.
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Während der Drehung der Spindel, die den Schlitten mitnimmt, wirkt
die auf diese Weise blockierte Nockenscheibe 4 ueber einen Ring 300 aus besonders
hartem Stahl und mit einer halbkugelförmigen Auanehmirgauf einem mit dem oberen
Teil eines Stückes 31 verbundenen halbkugelförmigen Teil, wobei dieses StUck 31
die in vertikaler Richtung verschiebbare gezahnte Klinke e0 trägt, die in das Ritzel
24 eingreift. Dieses StUck )1 kann in vertikaler Richtung in einer Hülse 32 gleiten,
die in eine Bohrung 33 den Klotzes 2 eingelassen ist. Bin Längsschlits 34 in der
Reine flthrt die quer in das Stück 31 eingepreßte Achse )5, um eine Drehung zu verhindern.
In einem Sackloch 36, das in dem Klotz 2 eingelassen ist, befindet sich eine Feder
37, die über eine Scheibe 38 die Achse 35 anhebt, so daß das Stück 31 gegen die
Nockenscheibe 4 gedrückt wird.
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Der Querscnlitz 39 an unteren Ende des StUckes 31 wird senkrecht von
einer Achse 41 durchquert, die die gezahnte Klinke 40 trägt, die im Eingriff mit
dem die Leitapindel 10 wie oben beschrieben steuernden Ritzel 24 steht.
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In der Axialbohrung 42 im Stück 31 befindet sich eine Sohraubcnteder
45. Ein in das Stück 31 gebohrtes Loch, das den Boden der Axialbohrung 42 durchquert,
nimmt eine Achse 43 auf, an der der Ring 459 angebracht ist , der das obere Ende
der Feder bildet, deren freies Ende den Ring 45'' bildet, der die die gezahnte Klinke
40 tragende Achse 44 trägt.
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In dem oberen Schlitz 40' dieser Klinke befindet sich der Ring 45''
der Feder 45, die die Rückführung der Klinke 40 in eine Beruhrung mit dem Boden
des Querschlitzes 39 des die Klinke tragenden Stückes 31 sichert.
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Es sei bemerkt, daß der die Klinke 40 abschließende und zur Zusammenwirkung
mit dem Ritzel 24 bestimmte untere Zahn eine obere Stirnfläche in Form einer Kreisevo
lv ente Y und eine untere ebene Stirnfläche X aufweist, die unter einem Winkels
in der Art geneigt ist, daß sich ein Zahn einer Zahnstange ergibt (Fig. 12;.
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Die Wirkungsweise des soeben beschriebenen Antriebs ist folgenes Die
Nockenscheibe X wird wie beschrieben festgehalten, das Stück 31, dEs von dem Restdes
Bohrkopf es mitgenommen wird, wird von der Nocke mit Hilfe des Ringes 309 in einer
Auf- und Abwärtsbewegung heruntergedrückt, die das Ritzel 24 ruckweise vorwärtsbewegt,
das über die Leitspindel 10 einen intermittierenden Vortrieb des Werkzeugschlittens
bewirkt.
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Es sei bemerkt, daß der zwischen der Nockenscheibe und dem Stück 31
gelegte Ring 30 dauernd längs einer relativ bedeutenden Oberfläche in Kontakt mit
dem Schlitz der Nocke mit einer leichten Bewegung reibt. Weiterhin gleitet der Drehmomentbegrenzer
in
dem Augenblick, in dem der Schlitten durch den Kontakt 17, 18 festgehalten wird
und der Bohrkopf bleibt an der gewünschten Maßzahl auf ein Mikron genau stehen,
und zwar mit einer absoluten Zuverlässigkeit.
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P a t e n t a n s p r ü c h e: