DE2055391C3 - Vorrichtung zum Erzeugen kleiner Verstellschritte bei der Zustellung spanabhebender Werkzeuge an einer Bohrstange o.dgl. Werkzeughaltern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen kleiner Verstellschritte bei der Zustellung spanabhebender Werkzeuge, an einer Rohrstange mil radial beweglichen Werkzeugen od. dgl. Werkzeughaltern, mit einer axial innerhalb eines Führungsteiles verschieblichen Pinole, die über ein die axiale Hubbewegung der Pinnlp in eine Zustellbcwegung der Werkzeuge umsetzendes Stellgetriebe mit einem Werkzeughalter gekuppelt ist und mit einer die axiale Lage der Pinole bestimmenden Einrichtung, die aus miteinander in Eingriff bringbaren und relativ zueinander verdrehbaren im wesentlichen axial ausgerichteten Anlageflächen an diese enthaltenden Trägerteilen besteht und eine der relativ zueinander verdrehbaren Anlageflächen eine sich über den Umfang eines der Trägerleile erstreckende Kontur besitzt und von einem die relative Drehung erzeugenden Schrittschaltwerk antreibbar ist.

Es ist eine solche Vorrichtung bekannt, die vorzugsweise zum Verstellen der Meißel von Ausbohrwerkzeugen verwendet wird und durch die eine feinstufige Verstellbewegung mit begrenztem Gesamtverstellbereich erreicht werden soll (DL-PS 65 346). Ein Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, daß es mit ihr nicht möglich ist, bei mehreren an einer exzentrisch gelagerten Bohrstange od. dgl. Werkzeughaltern befestigten Werkzeugschneiden diese Werkzeugschneiden wechselweise schnell in Schniltstellung zu bringen.

Außerdem ist eine Bohrspindel bekannt (GB-PS 10 75 197), bei der die Schneide der Bohrstange dadurch radial verstellt werden kann, daß ein Kegel in einer Kegelbohrung, die zur Längsachse der Bohrspindel exzentrisch angeordnet ist, verdreht wird. Nachteilig ist bei dieser Bohrspindel, daß es zum Nachstellen der Schneide jedesmal erforderlich ist, den Kegel von seinem Sitz in der Kegelbohrung abzuheben. Dazu muß nämlich jedesmal die Bohrspindel angehalten werden.

Schließlich ist noch ein Werkzeugmaschinenkopf (US-PS 34 43 458) bekannt, der dazu dient, Planflächen. Fasen und Einstiche auszuführen. Der Kopf ist dazu mit mehreren radial verschiebbaren Werkzeugen versehen, deren Vorschubbewegungen durch in Spiralnuten geführte Stifte erzeugt wird. Ein von der Vorschubbewegung unabhängiges Nachstellen der Werkzeugschneiden, beispielsweise zum Ausgleichen des Verschleißes, ist bei diesem Werk/eugmaschinenkopf nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen. mit der mehrere an einem Werkzeughalter befestigte Werkzeugschneiden wechselweise schnell und genau in Schnittstellung gebracht werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur axialen Verschiebung der Pinole eine von dem Schrittschaltwerk unabhängige Antriebseinheit vorgesehen ist und die Anlageflächen als Oberflächenabschnitte von Anschlägen an einer ringförmigen Stirnseite wenigstens einer Anschlagtrommel ausgebildet sind.

Um zwei Werkzeugschneiden, beispielsweise eine ^iusbohr- und eine Fertigschneide einer Bohrstange wechselweise genau in Schnittstellung bringen zi können, sind in Weiterbildung der Erfindung be Anordnung zweier Anschlagtrommeln die Oberflächen abschnitte der Anschläge im Abstand der Pinolenhub höhe gegeneinander ausgerichtet.

Aufgrund einer weiteren vorteilhaften Ausgestahunj der Erfindung lassen sich unterschiedliche Schnittstel lungen der Werkzeugschneiden bei einer Vorrichtun. mit den als erfinderisch beanspruchten Merkmalen un einem Trägerteil, bei welchem die sich über den Umfan erstreckende Kontur schraubenförmig ist, dadurc genau reproduzieren, daß die Oberflächenabschnitt der Anschläge als fortlaufend stufenförmig abgesetzt Anschlagflächen ausgebildet sind.

Die Vorteile der Lrfiivlung bestehen insbesondei

darin, daß es mit der so gekennzeichneten Schneidennachstellvorrichtung einerseits möglich ist, den ganzen axialen Hubweg der Pinole und damit den gesamten Winkelverstellbereich des Werkzeughalters im Schnellgang zu durchfahren, während andererseits das naturgemäß langsam arbeitende Schrittschaltwerk nur zur genauen Lagebegreiizung benötigt wird. Beide Bewegungen sind voneinander unabhängig. Damit ergeben sich mehrere vorteilhafte Möglichkeiten.

Besitzt die Bohrstange nur eine Werkzeugschneide, so kann diese, nachdem beispielsweise ein Loch in einem Werkstück ausgebohrt worden ist, sofort nach Beendigung des Bohrvorgangs radial eingefahren werden. Sie streift beim Herausfahren der Bohrstange aus dem Bohrloch nicht mehr über dessen Wandung und wird dadurch geschont.

Besitzt die Bohrstange zwei Werkzeugschneiden, beispielsweise eine Ausbohr- und eine Fertigschneide, so kann bei der Vorwärtsbewegung der Bohrstange die Ausbohrschneide in Schnittstellung gebracht werden. Die Lage dieser Schneide ist dabei durch die Anschlagfläche eines der zylindrischen Anschlagträger radial exakt begrenzt. Nach Beendigung des Ausbohrvorgangs kann die Fertigbohrschneide dadurch schnell in Schnittstellung gebracht werden, daß die Pinole durch die Antriebseinheit axial in entgegengesetzter Richtung verschoben wird. Diese Verschiebung v» ird durch die Anschlagfläche des zweiten zylindrischen Anschlagträgers begrenzt und damit auch die radiale Stel'ung der Fertigbohrschneide exakt festgelegt.

Dadurch, daß die Versteübewegung der Werkzeugschneiden unabhängig von der Bewegung des die Lage der Anschläge festlegenden Schrittschaltwerks erfolgt, ist es auch möglich, mit den Werkzeugschneiden zwischendurch Plandrehbewegungen auszuführen. So kann beispielsweise die Bohrstange mit einer dritten Werkzeugschneide, beispielsweise einer Fasenschneide, bestückt werden und mit dieser die Mündung des Bohrlochs zwischen dem Ausbohren und dem Fertigbohren schnell angefast werden.

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

Fig. 1 einen Exzenterspindelstock mit einer Schneidennachstelleinrichtung 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 Schrittschaltantrieb für den Exzenterspindelstock nach Fig. 1, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht,

F i g. 3 die Anordnung nach F i g. 2 in der Draufsicht, teilweise 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 Fig. 4 in der Draufsicht auf die Anschlagflächen,

F i g. 6 die Anschlagtrommel nach Fig. 4 in der Draufsicht auf die Schaltzähne,

Fig. 7 und 8 einen Werkzeugplan für den Exzenterspindelstock nach Fig. 1 in der Draufsicht auf das Werkzeug bzw. in der Seitenansicht dos Werkzeuges.

In einem mit einem nicht weiter dargestellten Schlitten verbundenen Gehäuse I (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 I geschieht über zwei Lager 3. die als

Halslager ausgebildet und durch Tellerfedern ί vorgespannt sind. Die Spindel 2 weist eine zu ihrer bei ( angedeuteten Drehachse um ein bestimmtes Mal exzentrische Bohrung 7 auf, in der eine Bohrstange ί drehbar gelagert ist, deren Achse bei 9 angedeutet is und die ein bei 10 schematisch veranschaulichte! Bohrwerkzeug trägt. Die Lagerung der Bohrstange 8 ir der Spindel 2 geschieht durch zwei Lagerbüchsen 11,12 in axialer Richtung ist die Bohrstange 8 durch zwe Nadellager 13, 14 unverschieblich gegen die Spindel ί abgestützt.

Die Bohrstange 8 isi durch ein Stellgetriebe in Gestal eines Schraubengetriebes 15 bezüglich der Spindel ί verdrehbar. Das Schraubengetriebe 15 besteht aus einei mit der Bohrstange 8 fest verschraubten Spindelmuttei 16, die mit einem ein Steilgewinde 17 tragender Gewindezapfen 18 in Eingriff steht, der in der Spindel Ά axial verschieblich gelagert ist. Der Gewindezapfen If 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 einen Lagerbolzen 22 eine in einem Pinolengehäuse 23 axial verschieblich geführte Pinole 24 gekuppelt, wie dies insbesondere aus F i g. 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 einer an dem Pinolengehäuse 23 befestigten, als hydraulischer Schubkolbenmotor ausgebildeten Antriebseinheit 27 verbunden ist, weiche als Kraftquelle zur Verschiebung der Pinole dient. Das Pinolengehäuse

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

Die Hubbewegung der Pinole 24 ist durch verstellbare Anschlagmittel positiv begrenzt, welche jeweils aul 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 Trommeluufang verteilten, axial vorstehenden Schaltzähnen in Gestalt in die Stirnfläche der Anschlagtrommel eingefügter zylindrischer Stifte 35 versehen (Fig. 6). Die Stifte 35 sind in entsprechende zylindrische Bohrungen 36 eingesetzt, die in Fig.4 veranschaulicht sind. Selbstverständlich könnten anstelle der Stifte 36 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 ist entsprechend aufgebaut, so daß sich eine Erläuterung erübrigt. Der Schrittschaltantrieb 37 verfügt über einen mit den zylindrischen Stiften 35 der Anschlagtrommel 29 zusammenwirkenden Schaltmechanismus, der aus zwei radial zu der Anschlagtrommcl 29 hin- und herbewegbaren, in festem Abstand einander zugeordne-

ten Schaltnocken 40, 41 besieht, die an dem Kolben — dem Schaltkolben — 42 eines Schubkolbenmotors 43 sitzen. Die Schaltnocken 40,41 weisen in der aus F i g. 3 ersichtlichen Weise im gegenläufigen Sinne abgeschrägte Schaltflächen 40a, 41a auf, von denen die Schaltfläche 41a bei der Vorschubbewegung und die Schaltfläche 40;? jeweils unter Weiterdrehung der Anschlagtrommel 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 die als Schubkolbenmotor ausgebildete Antriebseinheit 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 Anschiagtrommc! in beiden Hubrichtungen gegeben.

Abhängig von der jeweiligen Verwendung der Exzenterspindel sind auch Fälle denkbar, bei denen lediglich eine Anschlagtrommel 29 oder 30 mit zugeordnetem Schrittschaltantrieb 37 oder 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 8 veranschaulicht:

An dem Werkzeug 10 (Fig. 7) sind drei jeweils an entsprechenden Schneidplattcn 10a. 106. 10c (Fig. 8) ausgebildete Schneiden, nämlich eine Nachbohrschneide 100. eine Phasenschneide 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 verdreh'., daß die Nachbohrschneide 100 bezüglich der Mittellinie der Bohrung des Werkstückes 50 und der Drehachse 6 der Spindel 2 radial am weitesten außen steht. Nach dem Durchfahren der Werkstückbohrung wird durch die als Schubkolbenmotor ausgebildete Antriebseinheit 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, dall 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 angcphasi

ίο wurde. Während der Rückbewegung der Spindel wird nun die Bohrung fertig bearbeitet.

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

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Kurvenfläche 32 der Anschlagtrommel 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 Schritischaltantricbc 37, 38 durch entsprechende kontinuierliche Aniriebe. beispielsweise einen Elektromotor mit geeignetem Getriebe, ersetzt sind.

Die in den Patentansprüchen herausgestellten MaB nahmen sind z. B. auch für Bohrvorrichtungen nut stillstehender Bohrstange und umlaufendem Werkstück verwendbar, bei denen die Schneidcnzustellung durch entsprechende Verstellung der Bohrstange geschieht. Außerdem laßt sich die Schneidennachstellung in einer der beschriebenen im wesentlichen gleichenden Ausbildung auch für nicht rundlaufende spanabhebende

Bearbeitungsvorrichtungcn verwenden, z. B. an Hobel maschinen u. dgl.

Hierzu 6 Blatt Zeiclinunecn

Claims (5)

20 55 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen kleiner Verstellschritte bei der Zustellung spanabhebender Werkzeuge, an einer Bohrstange mit radial beweglichen Werkzeugen od. dgl. Werkzeughaltern, mit einer axial innerhalb eines Führungsteiles verschieblichen Pinole, die über ein die axiale Hubbewegung der Pinole in eine Zustellbewegung der Werkzeuge umsetzendes Sieligetriebe mit einem Werkzeughalter gekuppelt ist und mit einer die axiale Lage der Pinole bestimmenden Einrichtung, die aus miteinander in Eingriff bringbaren und relativ zueinander verdrehbaren im wesentlichen axial ausgerichteten Anlageflächen an diese enthalterden Trägerteilen besteht und eine der relativ zueinander verdrehbaren Anlageflächen eine sich über den Umfang eines der Trägerteile erstreckende Kontur besitzt und von einem die relative Drehung erzeugenden Schrittschaltwerk antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Verschiebung der Pinole (24) eine von dem Schrittschaltwerk (35 bis 43) unabhängige Antriebseinheit (27) vorgesehen ist und die Anlageflächen als Oberflächenabschnitte _ϊ5 (32, 33) von Anschlägen an einer ringförmigen Stirnseite wenigstens einer Anschlagtrommel (29, 30) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung zweier Anschlagtronv mein (29, 30) die Oberflächenabschnitte (32, 33) der Anschläge im Abstand der Pinolenhubhöhe gegeneinander ausgerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Trägerteil, bei welchem die sich über den Umfang erstreckende Kontur schraubenförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfiächenabschnitte der Anschläge als fortlaufend stufenförmig abgesetzte Anschlagflächen (33) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ^₀ dadurch gekennzeichnet, daß den Oberflächenabschnitten (32, 33) an dem zylindrischen Anschlagträger (29,30) auf der von der stirnseitigen Anschlagfläche (32) abgewandten ringförmigen Stirnfläche (34) eine Anzahl von gleichmäßig am Umfang jener Stirnfläche (34) verteilte, axial vorstehende Schaltstifte (35) entsprechen, an welchen Schaltnocken (40, 41) des Schrittschaltwerkes (37, 38) zum Eingriff gelangen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocken (40, 41) mit einem Hubmotor (43) gekoppelt sind und im gegenläuligcn Sinne abgeschrägte Schaltflächen (40a. 41 a) tragen. von denen die erste (41a) bei der Vorschubbewegung und die /.weite (40a) bei der Rückbewegung der Schaltnocken jeweils nach Weiterdrehen der Anschlagtrommel (29, 30) um eine halbe Schaltstifttcilung mit dem Schaltstift (35) in Eingriff kommen.