DE2055391A1

DE2055391A1 - Schneidennachstelleinrichtung für ein spanabhebendes Werkzeug

Info

Publication number: DE2055391A1
Application number: DE19702055391
Authority: DE
Inventors: Paul 7312 Kirchheim; Schmid Dietmar 7440 Nürü'ngen Schubert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-11-11
Filing date: 1970-11-11
Publication date: 1972-05-18
Also published as: GB1360425A; SE364890B; AU3372971A; FR2114439A5; CA949360A; DE2055391B2

Description

Potentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Roger

73 Essllngen (Neckar), Fabrfkstrafle 9, Postfach 348 10. November 1970

PA 1 rüza Telefon

Stuttgart (0711) 35653? 35*41»

Telegramm· Palentidiutt Eisllngennecfcar

Cross Europa-Werk GmbH, 7317 Wendungen am Neckar Schneidennachstelleinrichtung für ein spanabhebendes

Werkzeug

Die Erfindung betrifft eim Schneidennachstelleinrichtung für ein spanabhebendes Werkzeug, bei der eine durch eine zugeordnete Kraftquelle axial verschiebliche Pinole über ein die axiale Hubbewegung der Pinole in eine Zustellbewegung der Werkzeugschneiden umsetzendes Stellgetriebe mit einem das Werkzeug, tragenden Werkzeughalter gekuppelt ist.

Beispielsweise bei Exzenterspindelstöcken ist es bekannt, durch Verdrehung der den Werkzeughalter bildenden Bohrstange bezüglich der Spindel den Durchmesser des Schneidkreises des auf der Bohrstange sitzenden Bohrwerkzeuges, beispiels- i weise einer oxidkeramischen Schneidplatte, bezogen auf die Spindelachse zu verändern. Diese Veränderung wird dazu benutzt, eine Peineinstellung des Werkzeuges beim Werkzeugwechsel vorzunehmen oder aber die bei längerer Bearbeitung auftretende Abnutzung des Werkzeuges.im Bereiche der Schneidkanten auszugleichen.

Ziel der Erfindung ist es, eine Schneidnachstelleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine besonders exakte Zustellung der Werkzeugschneiden bei einfachem, betriebssicherem Aufbau gestattet und die auch für automatischen Betrieb geeignet ist.

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Zu diesem Zwecke ist die Schneidennachstelleinrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung der Pinole durch verstellbare Anschlagmittel begrenzt ist, die auf zumindest einer zur Pinole koaxialen Anschlagtrommel ausgebildet sind, welche durch eine Antriebseinrichtung fortlaufend verdrehbar ist.

Die positive Begrenzung der Hubbewegung der Pinole durch die Anschlagmittel ermöglicht die Erzielung einer großen Genauigkeit bei der Zustellung der Schneiden, da die Anschlagmittel selbst sehr genau ausgebildet werden können, und die Kraftquelle keinen Einfluß auf die exakte Größe des Verstellweges hat. Als Kraftquelle kann deshalb beispielsweise ein einfacher hydraulischer Schubkolbenmotor verwendet werden.

Die axial unverschieblich abgestützte Anschlagtrommel weist in einer vorteilhaften Ausführungsform im Bereiche einer Stirnfläche eine im wesentlichen schraubenförmig verlaufende Kurvenfläche auf. Durch entsprechende Verdrehung der Anschlagrtrommel kann die erwünschte Verstellung der Anschlagmittel in einfacher Weise zustandegebracht werden. Die Pinole trägt hierzu mit Vorteil zumindest einen Anschlag, der durch die Kraftquelle gegen die Anschtagflache der Anschlagtrommel kraftschlüssig in Anlage haltbar ist.

Ist die Anschiagflache der Anschlagtrommel als kontinuierliche Fläche (absatzlos) ausgebildet, so bietet sich die Möglichkeit, die Werkzeugschneide während der Bearbeitung dadurch nachstellen zu können,/daß die Anschlagtrommel von ihrer Antriebseinrichtung entsprechend gedreht wird. Dies ist von Bedeutung, wenn es darauf ankommt, während des Schnittvorganges eine Kompensation des Schneidenabriebs vorzunehmen, wie es insbesondere bei langen Bohrungen oder

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bei Bohrungen in Material der Fall sein kann, das zu starken Schneidenverschleiß führt.

Häufig ist es jedoch zweckmäßig, die Schneidenzustellung nicht kontinuierlich, sondern lediglich schrittweise vorzunehmen. In diesem Falle wird als Antriebseinrichtung für die Anschlagtrommel ein Schrittschaltantrieb verwendet, während in der schraubenförmig verlaufenden Kurvenfläche der Anschlagtrommel fortlaufend stufenförmig abgesetzte Anschlagflächen ausgebildet sind« auf die ein Anschlag der Pinole jeweils ausrichtbar ist. |

Die neue Schneidennachstelleinrichtung gestattet eine sehr exakte Schneidenzustellung, wobei es ohne weiteres möglich ist, auch kompliziertere Arbeitsabläufe entsprechend einem vorgeschriebenen Programm zu steuern. So ist es z. B. möglich, bei Verwendung eines Werkzeuges mit mehreren Schneiden eine Bohrung, beispielsweise im Verlaufe der Vorbewegung der Spindel mit einer Werkzeugschneide,zu schruppen und bei der Rückbewegung der Spindel mit einer anderen Werkzeugschneide, die durch die Nachstelleinrichtung in Eingriff gebracht worden ist, die Bohrung fein zu bearbeiten. Außerdem lassen sich Schultern, Hinterdrehungen und dgl. in einem Arbeitsablauf ohne weiteres herstellen. "

Weitere vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften der neuen Schneidennachstelleinrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.

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

Fig. 1 einen Exzenterspindelstock mit einer Schneidennachs teileinrichtung gemäß der Erfindung im axialen Schnitt/ in einer Teildarstellung, ohne den Verstellmechanismus für das die Bohrstange verdrehende Stellgetriebe,

Fig. 2 die Pinole mit Anschlagtrommel und Schrittschalt- tk antrieb für den Exzenterspindelstock nach Fig. 1/

im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht/

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 in der Draufsicht, teilweile aufgeschnitten und in einem anderen Maßstab,

Fig. 4 die Anschlagtrommel der Anordnung nach Fig. 2, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht, in einem anderen Maßstab,

FIg, 5 die Anschlagtrommel nach jig. 4 in der Draufsicht auf die Anschlagflächen,

P Fig. 6 die Anschlagtrommel nach Fig. 4 in der Draufsicht

auf die Schaltzähne,

Fig. 7 einen Werkzeugplan für den Exzenterspindelstock nach Fig. 1 in der Draufsicht auf das Werkzeug bzw. in der Seitenansicht des Werkzeuges.

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In einem mit einem nicht weiter dargestellten Schlitten verbundenen Gehäuse 1 (Fig. 1) ist eine Spindel 2 drehbar gelagert, die eine Riemenscheibe 4 trägt, über die sie in einer noch zu beschreibenden Weise angetrieben wird. Die Lagerung der Spindel 2 in dem Gehäuse 1 geschieht über zwei Lager 3, die als Halslager ausgebildet und durch Tellerfedern 5 vorgespannt sind. Die Spindel 2 weist eine zu ihrer bei 6 angedeuteten Drehachse um ein bestimmtes Haß exzentrische Bohrung 7 auf, in der eine Bohrstange 8 drehbar gelagert ist, deren Achse bei 9 angedeutet ist und die ein bei 10 schematisch veranschaulichtes Bohrwerkzeug trägt. Die Lagerung der Bohrstange " 8 in der Spindel 2 geschieht durch zwei Lagerbüchsen 11, 12; in axialer Richtung ist die Bohrstange 8 durch zwei Nadellager 13, 14 unverschieblich gegen die Spindel 2 abgestützt.

Die Bohrstange 8 ist durch ein Stellgetriebe in Gestalt eines Schraubengetriebes 15 bezüglich der Spindel 2 verdrehbar.

Das Schraubengetriebe 15 besteht aus einer mit der Bohrstange 8 fest verschraubten Spindelmutter 16, die mit einem ein Steilgewinde 17 tragenden Gewindezapfen 18 in Eingriff steht, der in der Spindel 2 axial verschieblich gelagert ist..Der Gewindezapfen 18 ist gegen Verdrehung bezüglich der Spindel 2

durch einen Keil 19 gesichert, welcher in eine Keilnut 20 |

des Gewindezapfens eingreift, welche in einem gewindelosen Teil 21 des Gewindezapfens ausgebildet ist.

Mit dem Gewindezapfen 18 ist über ein Lagerbolzen 22 eine in einem Pinolengehäuse 23 axial verschieblich geführte Pinole 24 gekuppelt, wie dies insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist. Der Lagerzapfen 22 ist mit der Pinole 24 über Axiallager 25 verbunden, während die Pinole 24 ihrerseits mit der Kolbenstange 26 eines an dem Pinolengehäuse 23 befestigten hydraulischen Schubkolbenmotors 27 verbunden ist» welcher als Kraftquelle zur Verschiebung der Pinole dient.

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Das Pinolengehäuse 23 ist im übrigen in Fig. 1 gestrichelt angedeutet. Die Büchse 28 ist eine Schutzhaube gegen Schmutz und Späne.

Die Hubbewegung der Pinole 24 ist durch verstellbare Anschlagmittel positiv begrenzt, welche jeweils auf einer zur Pinole 24 koaxialen Anschlagtrommel 29 bzw. 30 ausgebildet sind. Die Anschlagtrommel 29, 30 ist in ihrem Aufbau insbesondere aus den Fig. 4 bis 6 zu ersehen, wobei der Einfachheit halber lediglich die Anschlagtrommel 29 im einzelnen veranschaulicht ist. Die Anschlagtrommel 30 ist identisch aufgebaut: die Anschlagtrommel 29 weist im Bereiche einer Stirnfläche 31 eine im wesentlichen schraubenförmig verlaufende Kurvenfläche 32 auf, die mit fortlaufend stufenförmig abgesetzten ebenen Anschlagflächen 33 ausgebildet ist. Im Bereiche der der Kurvenfläche 32 gegenüberliegenden Stirnfläche 34 ist die Anschlagtrommel 29 mit gleichmäßig über den Trommelumfang verteilten, axial vorstehenden Schaltzähnen in Gestalt in die Stirnfläche der Anschlagtrommel eingefügter zylindrischer Stifte J35 versehen (Fig. 6). Die Stifte 35 sind in entsprechende zylindrische Bohrungen 36 eingesetzt, die in Fig. 4 veranschaulicht sind. Selbstverständlich könnten anstelle der Stifte 35 auch andere Schaltzähne, beispielsweise einstückig angeformte, Verwendung finden.

Mit der Schalttrommel 29 bzw. 30 wirkt jeweils ein Schrittschaltantrieb 37 bzw. 38 (Fig. 2) zusammen, dessen Einzelheiten aus Fig. 3 ersichtlich sind, wobei lediglich der Schrittschaltantrieb 37 im einzelnen veranschaulicht ist. Der Schrittschaltantrieb 38 1st entsprechend aufgebaut, so daß sich eine Erläuterung erübrigt: der Schrittschaltantrieb verfügt über einen mit den zylindrischen Stiften 35 der Anschlagtrommel 29 zusammenwirkenden Schaltmechanismus, der aus zwei radial zu der Anschlagtrommel 29 hin- und herbewegbaren in festem Abstand einander zugeordneten Schaltnocken 40 41 besteht, die an dem Kolben - dem Schaltkolben - 42 eines

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Schubkolbenmotors 43 sitzen. Die Schaltnocken 40, 41 weisen in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise im gegenläufigen Sinne abgeschrägte Schaltflächen 40a, 4la auf« von denen die Schaltfläche 41a bei der Vorschubbewegung und die Schaltfläche 40a jeweils unter Weiterdrehung der Anschlag* trommel 29 um die halbe Schaltzahnteilung, d. h. die halbe Teilung der Stifte 35, mit einem der Stifte 35 in Eingriff bringbar ist. Durch Hin- und Herbewegung des Schaltkolbens 42 kann somit die Schalttrommel 29 verdreht werden, was durch entsprechende Steuerung des Schubkolbenmotors 43 geschieht, *

Die Pinole 24 trägt einen Anschlag 44 (Fig. 2), der durch einen hydraulischen Zylinder 27 gegen die auf den Anschlag 44 jeweils ausgerichtete Anschlagfläche 33 der in dem Pinolengehäuse axial unverschieblich abgestützten Anschlagtrommel 29 oder 30 kraftschlüssig in Anlage gehalten werden kann. Damit ist die Hubbegrenzung der Pinole 24 sehr exakt durch die Anschlagtrommeln in beiden. Hubrichtungen gegeben.

Abhängig von der jeweiligen Verwendung der Exzenterspindelsind auch Fälle denkbar, bei denen lediglich eine Anschlag- i trommel 29 oder 30 mit zugeordnetem Schrittschaltantrieb 37 öder 38 vorgesehen ist, während die Hubbegrenzung auf der dieser Anschlagtrommel gegenüberliegenden Seite durch einen festen zylindrischen Ring geschieht.

Die Steuerung der Exzenterspindel ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Fig. 7 und δ veranschaulicht:

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An dem Werkzeug 10 (Fig. 7) sind drei jeweils an entspred&ienden Schneidplatten 10a, IDb, 10c. (Fig. 8) ausgebildete * Schneiden, nämlich eine Nachbohrschneide 100, eine Phasehschneide 110 und eine Fertigschneide 111 vorgesehen. Die Bohrstange 8 ist zu Beginn der Bearbeitung des bei 50 schematisch veranschaulichten Werkstückes bezüglich der Spindel 2 (Fig. 1) derart verdreht, daß die Nachbohrschneide 100 bezüglich der Mittellinie der Bohrung des Werkstückes SO und der Drehachse 6 der Spindel 2 radial am weitesten außen steht. Nach dem Durchfahren der Werkstückbohrung wird durch den Hydraulikzylinder 27 die Pinole 24 in dem Sinne verschoben» daß der Anschlag 44 an der Kurvenfläche der Anschlagtrommel

29 anliegt, während er vorher an der Kurvenfläche der Trommel

30 in Anlage gehalten war. Damit wird die Fertigschneide 111 ' bezüglich der Drehachse der Spindel so weit nach außen bewegt, daß sie nun mit dem Werkstück in Eingriff kommt. Während der ' Bewegung des Anschlages 44 der Pinole 24 von der Anschlagtrommel 30 zur Anschlagtrommel 29 war die Phasenschneide 110 kurzzeitig in Eingriff gebracht worden, so daß die Bohrung des Werkstückes angephast wurde. Während der Rückbewegung der Spindel wird nun die Bohrung fertig bearbeitet.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, eine andere Anzahl von Schneiden längs des Werkzeugumfanges vorzusehen, wie auch entsprechend der jeweiligen Gestaltung der zu bearbeitenden Flächen des Werkstückes unterschiedliche Steuerungsabläufe denkbar sind. Die Steuerung der Werkzeugschneiden im Sinne der Veränderung ihres jeweiligen radialen Abstandes von der Spindeldrehachse kann auch automatisch geschehen, was beispielsweise dann von Bedeutung ist, wenn es darum geht, bei der Serienfertigung genau zu bearbeitender Werkstücke die durch die natürliche Abnutzung der Schneiden entstehende Veränderung des Durchmessers der jeweils bearbeiteten Bohrung auszugleichen.

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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Kurvenfläche 32 der Anschlagtronunel 29 bzw. 30 fortlaufend stufenförmig abgesetzt, so daß sich die ebenen Anschlagflächen 33 ergeben. Es ist auch ohne weiteres denkbar, eine kontinuierliche schraubenförmig verlaufende Kurvenfläche 32 vorzusehen und den zugeordneten Anschlag 44 zum Beispiel ballig auszubilden, wobei dann die Schrittschaltantriebe 37, 38 durch entsprechende kontinuierliche Antriebe, beispielsweise einen Elektromotor mit geeignetem Getriebe,

Die neue Scheibennachsteileinrichtung ist nicht auf die Verwendung in Exzenterspindelstöcken mit umlaufender Spindel beschränkt. Sie kann vielmehr bei einer Vielzahl von Vorrichtungen Verwendung finden, die der spanabhebenden Bearbeitung dienen. Hierzu zählen z. B. auch Bohrvorrichtungen mit stillstehender Bohrstange und umlaufendem Werkstück, bei denen die Schneidenzustellung durch entsprechende Verstellung der Bohrstange geschieht. Außerdem läßt sich die Schneidennachstelleinrichtung auch fUr nicht rundlaufende spanabhebende Bearbeitungsvorrichtungen verwenden, z. B. Hobelmaschinen und dgl..

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Claims

- 10 Patentansprüche

lJ Schneidennachstelleinrichtung für ein spanabhebendes Werkzeug, bei der eine durch eine zugeordnete Kraftquelle axial verschiebliche Pinole über ein die axiale Hubbewegung der Pinole in eine Zustellbewegung der Werkzeugschneiden umsetzendes Stellgetriebe mit einem das Werkzeug tragenden Werkzeughalter gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung der Pinole (24) durch verstellbare Anschlagmittel (29, 30, 33) begrenzt ist, die auf zumindest φ einer zur Pinole (24) koaxialen Anschlagtrommel (29, 30) ausgebildet sind, welche durch eine Antriebseinrichtung (37, 38) fortlaufend verdrehbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung der Pinole (24) in beiden Achsrichtungen durch verstellbare Anschlagmittel (29, 30, 33) positiv begrenzt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial unverschieblich abgestützte Anschlagtrommel (29, 30) im Bereiche einer Stirnfläche eine im wesentlichen

fe schraubenförmig verlaufende Kurvenfläche (32) trägt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pinole (24) zumindest einen Anschlag·(44) trägt, der durch die Kraftquelle (27) gegen die Anschlagfläche (33) der Anschlagtrommel (29, 3o) kraftschlüssig in Anlage haltbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Schrittschaltantrieb (37, 38) ist.

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6. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der schraubenförmig verlaufenden Kurvenfläche (32) der Anschlagtrommel (29, 30) fortlaufend stufenförmig abgesetzte Anschlagflächen (33) ausgebildet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagtrommel (29, 30) im Bereiche der der Kurvenfläche (32) gegenüberliegenden Stirnfläche gleichmäßig über den Trommelumfang verteilte, axial vorstehende Schaltzähne (35) aufweist, in die ein Schaltmechanismus (40 bis 43)

des Schrittschaltantriebes (37, 38) eingreift. '
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzähne durch in die Stirnfläche der Anschlagtrommel (29, 30) eingefügte zylindrische Stifte (35) gebildet sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltmechanismus des Schrittschaltantriebes (37, 38) zwei radial zu der Anschlagtrommel linear hin- und herbewegbare, in festem Abstand einander zugeordnete Schaltnocken (40, 41) aufweist, die mit einem Schubkolbenmotor

(43) gekuppelt sind und im gegenläufigen Sinne abgeschrägte J Schaltflächen (40a, 41a) tragen, von denen die erste (41a) bei der Vorschubbewegung und die zweite (40a) bei der Rückbewegung der Schaltnocken jeweils unter Weiterdrehung der Anschlagtrommel (29, 30) um eine halbe Schaltzahnteilung mit einem Schaltzahn (35) in Eingriff bringbar ist.

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