DE2054165B2

DE2054165B2 - Exzenterspindelstock

Info

Publication number: DE2054165B2
Application number: DE2054165A
Authority: DE
Inventors: Paul 7312 Kirchheim Schubert
Original assignee: Cross Europa Werk GmbH
Current assignee: Cross Europa Werk GmbH
Priority date: 1970-11-04
Filing date: 1970-11-04
Publication date: 1979-11-08
Also published as: FR2112883A5; AU448366B2; US3700345A; DE2054165A1; CA941201A; AU3372871A; GB1300026A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Exzenterspindelstock mit einer in der angetriebenen Spindel exzentrisch gelagerten, ein Werkzeug tragenden Bohrstange, die durch ein zugeordnetes Stellgetriebe bezüglich der Spindtl wahlweise verdrehbar ist und die in der Spindel in ⁴^ zumindest einer Lagerbuchse mit hoher Genauigkeit gelagert ist. Ein solcher Exzenterspindelstock ist beispielsweise in der US-PS 34 61 752 beschrieben. Die Lagerung der Bohrstange in der Spindel stellt bei Exzenterspindelstöcken ganz allgemein ein verhältnis- ^r'° mäßig schwieriges technisches Problem dar, weil einerseits die Lagerung höchsten Genauigkeitsanforderungen genügen muß, um eine Feinbearbeitung von Bohrungen, beispielsweise Zylinderbohrungen in Verbrennungsmaschinen zu gestatten, und weil andererseits ->⁵ eine vibrationsfreie Lagerung der Bohrstange gewährleistet sein muß. Der bekannte Exzenterspindelstock verwendet deshalb eine hydrostatische Lagerung der Bohrstange in der Spindel. Dazu sind in der die Bohrstange führenden Lagerbuchse Drucktaschen aus- <* gebildet, die mit Drucköl beaufschlagt sind, wobei die Größe und die Verteilung dieser Drucklaschen derari getroffen sind, daß die Bohrstange und die Lagerfläche der Lagerbuchse nicht miteinander in Berührung stehen, sondern die Bohrstange auf einem dünnen Ölfilm ^b5 gelagert ist. Die Herstellung eines solchen hydrostatischen Lagers ist sehr aufwendig, weil es sehr genau bearbeitete Lagerbuchsen mit den zugeordneten Drucktaschen erfordert und außerdem eine genaue Einhaltung des Lagerspaltes notwendig ist. Daneben erfordert die Druckölversorgung des hydrostatischen Lagers ein größeres Leitungssystem mit zugeordneten Drosseln und Abdichtungen, wodurch der mit einer solchen Lagerung verbundene technische Aufwand erhöht wird. Davon abgesehen kann ein hydrostatisches Lager aber grundsätzlich nicht die Bohrstange gegen die Spindel bewegungsfest verriegeln, wie dies bei der Montage eines Exzenterspindelstockes vorübe "gehend erwünscht ist, um Schwingungserzeugende Fehlerquellen aufspüren zu können.

Grundsäulich ist es bekannt (US-PS 32 50 542, US-PS 31 33 740, DE-AS 11 26 702) Werkstücke oder Maschinenteile mittels einer aufv/eitbaren Spannbuchse od. dgl. 7u spannen. Bei diesen Spannfuttern oder Spanndornen geht es aber lediglich darum, ein Werkstück oder ein Maschinenteil bewegungsfest zu verriegeln. Im Gegensatz dazu kommt es bei einem Exzenterspindelstock darauf an. eine exakte Führung und Lagerung im Betrieb, d. h. bei laufender Bohrstange, zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Exzenterspindelstock zu schaffen, bei dem die Bohrstange in der Spindel mit einstellbarem Spiel exakt geführt gelagert ist und dennoch die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit der Lagerbuchse nicht übermäßig groß sind

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Exzenterspindelstock erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerspiel der die Bohrstange zugeordneten Lagerbuchse durch elastische Verformung mittels Druckmittelbeaufschlagung einer ihrer verformbaren Lagerflächen kontinuierlich einstellbar ist.

Praktisch bedeutet dies, daß bei dem neuen Exzenterspindelstock das Lagerspiel bei der Montage auf den jeweils erforderlichen Wert genau exakt einjustiert werden kann, wobei es sogar vorübergehend möglich ist, die Bohrstange gegenüber dem Spindelstock zu fixieren, um, wie bereits erwähnt, schwingungserzeugende Fehlerquellen aufzuspüren und auszuschalten.

Der Lagerbuchse ist im Bereiche ihrer äußeren Mantelfläche zweckmäßigerweise eine umlaufende ringförmige Druckkammer zugeordnet, in die das Druckmedium einpreßbar ist. Auch kann die Wandung der Lagerbuchse im Bereiche der elastisch verformbaren Lagerfläche geschwächt sein, um damit die Verformungsmöglichkeiten zu verbessern. Als Druckmedium selbst kann mit Vorteil Schmierfett verwendet werden, wobei die Anordnung mit Vorteil derart getroffen werden kann, daß das Druckmedium durch zumindest einen Druckkanal an die Lagerbuchse heranführbar ist, in den endseitig ein Druckstopfen einschraubbar ist.

Bei dem neuen Exzenterspindclstock kann durch einfache Veränderung der über das Druckmedium auf die elastisch verformbarc Lagerflächc der Lagerbuchse ausgeübten Druckkraft das Lagerspiel verändert werden wobei sich, insbesondere bei Verwendung von Schmierfett als Druckmedium sehr einfache konstruktive Verhältnisse ergeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. I einen Exzenterspindelstock gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht,

F i g. 2 die Spindel des Exzcnterspindelstockes nach

Fig. I, mit ihrem zugeordneten Gehäuse, Im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht entsprechend der Linie H-IlderFig. I und

F i g. 3 die Anordnung nach F i g. 2, geschnitten längs der Linie IH-III der Fig.2 in einer Seitenansicht, im Ausschnitt und in einem anderen Maßstab.

Der in Fig. 1 veranschaulichte Exzenterspindelstock sitzt auf einem bei 1 mit seinem Umriß teilweise angedeuteten Schlitten. Die in einem Gehäuse 2 drehbar gelagerte Spindel wird über eine Riemenscheibe 3 und einen Riemen -i von einem Elektromotor 50 angetrieben. Die mit der Riemenscheibe 3 gekuppelte Spindel ist bei 4 insbesondere aus F i g. 2 zu ersehen. Ihre Lagerung in dem Gehäuse 2 geschieht durch zwei über Tellerfedern 6 vorgespannte Halslager 5. Die Spindel 4 weist eine zu ihrer bei 7 angedeuteten Drehachse um ein bestimmtes Maß exzentrische Bohrung 8 auf, in der eine Bohrstange 9 verdrehbar gelagert ist, deren Achse bei 10 angedeutet ist. Die Bohrstange 9 trägt ein Bohrwerkzeug 11, das mit zumindest einer Schneidplatte 12 bestückt ist. Die Verdrehung der Bohrstange 9 bezüglich der Spindel 4 geschieht durch ein Stellgetriebe, das in Gestalt eines Schraubengetriebes ί3 ausgebildet ist, welches aus einer mit der Bonrstange 9 fest verbundenen Spindelmutter 14 und einem r:sit dieser zusammenwirkenden, ein Stellgewinde 15 tragenden Gewindezapfen 16 besteht. Der an einem gewindelosen Teil 17 in einer Bohrung 18 der Spindel 4 längsverschieblich, aber durch einen in eine Längsnut 19 eingreifenden Teil 20 unverdrehbar geführte Gewinde- :o zapfen 16 ist über eine bei 21 angedeutete Pinole mit einem hydraulischen Zylinder 22 (Fig. 1) gekuppelt. Dem hydraulischen Zylinder 22 und der Pinole 21 sind nicht weiter veranschaulichte Ansch'äge zugeordnet, die in einem die Pinole 21 umgebenden Pinolciigehäuse J5 23 untergebracht sind und durch die die axiale Verschiebebewegung der Pinole 21 und damit des Gewindezapfens 16 exakt auf einen jeweils eingestellten Wert begrenzbar ist. Die Hubbewegung des Gewindezapfens 16, die in dieser Weise begrenzt ist. wird durch das Schraubengetriebe 13 in eine entsprechende Verdrehung der Bohrstange 9 umgesetzt, deren Winkellage bezüglich der Spindel 4 somit um genau vorbestimmte Werte verändert werden kann.

Die Lagerung der Bohrstange 9 in der Spindel 4 geschieht durch zwei zylindrische Lagerbuchsen 24, 25, die in entsprechendem axialem Abstand voneinander angeordnet sind, so daß sich eine stabile Halterung für die Bohrstange 9 ergibt. Die Lagerbuchsen 24,25 weisen außerdem zumindest eine elastisch verformbare Lagerfläche 24a, 25«·/ auf, deren Verformbarkeit dadurch erzielt ist, daß die Lagerbuchse bei 24b bzw. 25b im Bereiche ihres Außenmantels eine ringsumlaufende Zone verringerter Wandstärke aufweisen. Zusammen mit der zy'indrischen Wandung der die Lagerbuchsen enthaltenden Bohrungen 8 bzw. 26 werden damit im Bereiche der äußeren Mantelfläche der Lagerbuchsen 24 bzw. 25 ringförmige Druckkammern 24c bzw. 25c ausgebildet.

In die Druckkammern 24c bzw. 25c münden Druckkanäle 27 bzw. 28, durch die ein inkompressibles Druckmedium in die Druckkammern einpreßbar ist Als Druckmedium kann hierbei insbesondere Schmierfett verwendet werden. Durch entsprechende Veränderung des Druckes des Druckmediums ergibt sich eine korrespondierende elastische Verformung der Lagerfläche 24a, bzw. 25a, womit das Lagerspiel verändert werden kann. Die Veränderung des Lagerspiels kann so weit gehen, daß die Bohrstange 9 in den Lagerbüchsen 24, 25 festgeklemmt wird, wie dies insbesondere während der Montage aus den eingangs erwähnten Gründen zweckmäßig sein kann.

Um das Druckmedium unter Druc!· ;-etzen zu können, sind die Druckkanäie 27, 28 endseitig ciurvh Diucksiopfen 29, 30 verschlossen, die in entsprechende Gewindelöcher 31, 32 eingeschraubt sind. Nachdem die Druckkammern 24c, 25cund die Druckkanäle 27, 28 mit Schmiei fett gefüllt sind, an dessen Stelle auch ein andere Druckmedium verwendet werden kann, werden die Druckstopfen 29,30 so weit eingeschraubt, daß sich der gewünschte Druck auf die elastisch verformbaren Lagerflächen 24a, 25a ergibt.

Wie die praktische Erfahrung gezeigt hat, gestatten die Druckstopfen 29, 30 eine äußerst feinfühlige Verstellung der elastisch verformbaren Lagerflächen, so daß sich auch die Lagerluft sehr genau einstellen läßt. Die Lagerbuchsen 24, 25 bestehen aus einem üblichen Lagermaterial, beispielsweise GBZ 14.

Für spezielle Anwendungsfälle ist es auch denkbar, die Anordnung derart zu treffen, daß das Druckmedium von außen her steuerbar den zugeordneten Druckkammern zugeführt wird. Während der Aussteuerungsvorgänge sind die verformbaren Lagerflächen entlastet; während der Bearbeitung aber sind die Druckkammern mit Mediumsdruck beaufschlagt, so daß die Bohrstange 9 und die Spindel 4 miteinander starr verklemmt sind. Die Zufuhr des Druckmediums geschieht in diesem Falle über Kanäle 34 und eine Stopfbuchse 35. wie sie beispielsweise in F i g. 2 gestrichelt angedeutet sind.(Die Riemenscheibe 3 ist axial entsprechend verkürzt, was durch eine gestrichelte Linie 36 angedeutet ist.)

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Exzenterspindelstock mit einer in der angetriebenen Spindel exzentrisch gelagerten, ein Werkzeug tragenden Bohrstange, die durch ein zugeordnetes s Stellgetriebe bezüglich der Spindel wahlweise verdrehbar ist und die in der Spindel in zumindest einer Lagerbuchse mit hoher Genauigkeit gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerspiel der Lagerbuchse (24,25) durch elastische Verformung mittels Druckmediumbeaufschlagung einer ihrer verformbaren Lagerflächen (24a, 25a) kontinuierlich einstellbar ist.

Z. Exzenterspindelstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbuchse (24, 25) im '⁵ Bereiche ihrer äußeren Mantelfläche eine umlaufende ringförmige Druckkammer (24c, 25c) zugeordnet ist, in die das Druckmedium einpreßbar ist.

3. Exzenterspindelstock nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Lagerbuchse (24, 25) im Bereiche der elastisch verformbaren Lagerfläche(243,25a^geschwächt ist.

4. Exzenterspindelstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium Schmierfett ist.

5. Exzenterspindelstock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium durch zumindest einen Druckkanal (27,28) an die Lagerbuchse (24,25) heranführbar ist, in den endseitig ein verstellbarer Druckstopfen M (29,30) einschraubbar ist.

6. Exzenterspindelstock nach einem der Ansprüche 1 bis τ, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium über IC-.näle (Z') und eine Stopfbüchse (35) von außen an die Lagerbuchse (24, 25) '5 heranführbar ist.