DE2140203C3

DE2140203C3 - Bohrmaschine mit einem Bohrkopfmagazin

Info

Publication number: DE2140203C3
Application number: DE19712140203
Authority: DE
Inventors: Mikas Dipl.-Ing. Dr. 7141 Neckarrems Baublys; Eugen 7000 Stuttgart Sigloch
Original assignee: Baublys Saulius Dipl-Ing
Current assignee: Baublys Saulius Dipl-Ing
Priority date: 1971-08-11
Filing date: 1971-08-11
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE2140203A1; DE2140203B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrmaschine mit einem Bohrkopfmagazin und einer Pinole, bei der die Bohrköpfe in dem Magazin auf Führungen durch eine Drehscheibe quer zur Arbeitsspindelachse in ihre Arbeitsstellung bewegt dann ausgerichtet gekuppelt und gespannt werden.

Es ist bereits eine derartige Bohrmaschine bekannt bei der die Spannung der Bohrköpfe durch Magneten erfolgt v/obei ein Teil so stark magnetisch sein muß, daß der Halter mit den Werkzeugen oder Werkstücken zuverlässig getragen wird. Wenn der Magnetismus zu stark ist, so ist ein großes Drehmoment zur Drehung der erwähnten Drehscheibe erforderlich, was sich im Betrieb der Maschine nachteilig auswirkt. Außerdem L.Jbt sich der schwere Nachteil, daß die Bohrspäne an den magnetischen Teilen hängenbleiben, so daß die bekannte Maschine praktisch nur zum Bohren von Kupfer- oder Messingteilen geeignet ist (CH-PS 58 358).

Bei einer anderen Bohrmaschine dieser Art müssen: die querbewegbaren Bohrköpfe jeweils mit: dem Vorschubschlitten bebunden werden. Um nun den jeweiligen Bohrkopf an den Werkzeugschlitten zu spannen, ist eine gesonderte komplizierte hydraulische Spannvorrichtung mit Klemmstücken und Zügkeilen vorgesehen, durch die der Bohrkopf quer zur Vorschubrichtung im oberen und unteren Bereich seitlich gespannt wird. Außerdem ist eine gesonderte hydraulisch betätigte Justiereinrichtung zur Lagebestimmung der Bohrköpfe auf dem Vorschubschlitten mit hochgenau gefertigten Bestimmungsflächen, Justierbuchsen und Justierbolzen erforderlich. Schließlich müssen an den auswechselbaren Werkzeiigspindeln Codierelemente zum Speichern von Arbeitswerten angebracht

ίο sein, die auf entsprechende Gegenelemente am Vorschubschlitten einwirken. Dadurch ist die bekannte Bohrmaschine insgesamt sehr aufwendig, und die einzelnen erwähnten Funktionen nehmen auch insgesamt erheblich Zeit in Anspruch (DE-PS 11 94 678).

•5 Fine weitere Bohrmaschine dieser Art zeigt nur eine einzige Spannstange in der Mitte der Spindel. Hierzu wird ein zusätzlicher Spann-Antrieb benötigt so daß auch diese Maschine sehr aufwendig ist (US-PS 31 91 260).

Ferner sind Revolverbohrmaschinen bekannt, bei denen die Revolvertrommel zugleich als Pinolenführung dient Dabei werden ebensoviel Vorschubpinolen benötigt wie Werkzeuge. Durch die Führung der Pinolen in der Trommel ist die Arbeitsposition des Werkzeuges zusätzlich mit dem Lagefehler der Trommelgenauigkeit behaftet Da die Pinolen außerdem austauschbar sein müssen, können sie nicht spielfrei eingepaßt werden (DE-OS 1652 659).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bohrmaschine der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß nicht nur Werkstücke aus beliebigen Materialen bearbeitet werden können, sondern daß hierbei auch erreicht wird, daß durch die Vorschubbewegung mittels der ortsfesten Vorschubpinolenanordnung die Bohrköpfe aufgenommen, durch diese gleichzeitig ausgerichtet und mit der Vorschubbewegung gespannt sowie mit der Antriebswelle gekuppelt werden.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Bohrköpfe nach der Querbewegung in die Arbeitsstellung durch eine Ausnehmungen in dem nichtdrehbaren Magazin durchgreifende, mechanischen Spanndruck erzeugende Spannvorrichtung in einer Zentrieraufnahme eines Aufnahmeflansches der Pinole durch die Vorschubbewegung automatisch ausrichtbar und spannbar sind.

Die erwähnten Funktionen können bereits in dem ersten kurzen Teil des Vorschubweges der Pinole ohne Halt in Sekundenbruchteilen durchgeführt werden.

Außerdem können die Bohrköpfe wesentlich größer ausgeführt werden, sie können z. B. als Bohr- und Gewindeschneidköpfe mit mehreren Spindeln ausgebildet sein. Solche Mehrspinaelbohrköpfe können in aller kürzester Zeit mit größter Genauigkeit durch die Erfindung automatisch ausgewechselt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bohrköpfe bei der Querbewegung in Aussparungen von Spannstangen der Vorschubeinrichtung aufnehmbar sind. Da diese Spannstangen in Vorschubrichtung wirken, können si« durch die Vorschubbewegung betätigbar sein. Dabei ist vorteilhaft, daß die Spannvorrichtung durch einen Druckmittel-Zylinder mit einem Kolben oder durch Federn betätigbar ist. Hierbei können die Spannstangen mit einem Absatz versehen sein, durch den der Bewegungsweg der Spannstangen in Spannrichtung begrenzt ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Spannen des Bohrkopfes beim ersten kurzen Teil des Hubes

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automatisch erfolgt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben. In: diesen zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Ausfuhrungsbeispiel;

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie Π-ΙΙ der F i g. 1;

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie UI-IlI der F i g. 1;

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-FV der F i g. 1 und

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der F i g. 2.

Die Draufsicht nach F i g. 1 zeigt schematisch den Motor 16, von dem im Getriebegehäuseoberteil 15 der Antrieb über die Zahnräder 36 und 37 auf der Antriebswelle 3 abgeleitet wird, siehe auch Fig.2. Ferner sind das kreforingförmige ortsfeste Magazin 30 zur Aufnahme der Bohrköpfe 6 sowie die Steuerstangen 20 zu sehen. Die Einzelheiten werden in den nachfolgenden Figuren erläutert.

Gemäß Fig.2 ist in einem Gehäuse 1 eine Vorschubpinole 2 längs verschiebbar geführt. In dieser ist die Antriebswelle 3 um den kleinen Kuppiungsweg b gleichfalls längs verschiebbar und drehbar gelagert Am unteren Ende der Welle 3 sitzt eine Kegelkupplungshälfte 4, die mit einer Gegenkupplungshälfte 5, die drehbar im Gehäuse des Bohrkopfes 6 gelagert ist, im Eingriff steht

Die erforderliche axiale Kuppelkraft wird bei dieser Ausführungsform durch hydraulischen Druck im Zylinder 7 am antriebsseitigen Ende der Welle 3 erzeugt der über einen Kolben 8 die Kraft auf die axialbewegliche Welle 3 überträgt Anstelle des Hydraulikzylinders 7 kann auch eine Feder vorgesehen sein, da die Kuppelkraft dauernd wirksam sein kann.

Am unteren Ende der Vorschubpinole 2 ist ein Aufnahmeflansch 9 mit einem Zentrierkonus 40 angeordnet. Der Aufnahmedurchmesser »A« am Zentrierflansch 9 nimmt einen entsprechenden Fassungsdurchmesser des Bohrkopfes 6 auf, der genau fluchtend zur Vorschubpinole 2 ausgerichtet ist Dadurch erübrigen sich irgendwelche Justiermittel. Die erforderliche Spannkraft zum Spannen des Bohrkopfes 6 am Aufnahmeflansch 9 wird durch em r>r>ickmittel in den beiden Zylindern 11 über den Kolben 12 und die beiden Spannstangen 10 am Ende derselben aufgebaut Auch dieser Druck kann dauernd wirksam sein und könnte daher auch von einer Druckfeder aufgebracht werden.

Die Spannstangen 10 sind in ihrem unteren Bereich noch mit einem Abf:atz 41 versehen, der gemäß F i g. 2 am Gehäuse 1 anschlägt und somit die weitere Bewegung der Spannstangen nach oben begrenzt In dieser Anschlagstellung halten die Spannstangen die Bohrköpfe in dieser Axiallage fest während die Vorschubpinole den Rastweg »a« weiter nach obsn läuft und somit den Bohrkopf aus seiner Verbindung mit dem Flansch der Vorschubpinole freigibt

In F i g. 2 ist die gekuppelte Stellung veranschaulicht bei der zwischen dem Aufnahmeflansch 9 und der Führungsbuchse 13, die mit dem Gehäuse 1 verbunden ist ein Abstand a vorhanden ist

Zur Steuerung des Vorschubes sind austauschbare Steuerstangen 20 mit dem Steuernocken 21 und der Festanschlagmutter 22 vorgesehen, Fig.3. Diese wirken: mit einer Anschlaghülse 24 zusammen, die. die. Vorschubbewegung mitmacht. Im Eilgang, läuft ein Endschalter 23 an der Hülse 24 auf den Nocken 21 auf und steuert über einen Sclialtschütz und einen Magnetschieber die Eilganggeschwindigkeit auf Arbeitsgeschwindigkeit um. Das· Ende des Vorschubes ist

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65 erreicht, wenn die Hülse 24 auf die Festansehlagmutter 22 aufgelaufen ist Beim Auflaufvorgang wird die Hülse 24 gegen den Widerstand der Feder 26 um einen kleinen Schaltweg verschoben. Bei diesem Schaltweg wird der Endschalter 25 betätigt Der entsprechende Schaltimpuls wirkt auf ein Zeitrelais, welches nach Ablauf der voreingestellten Zeit die Pinole auf Einrücklauf umschaltet Die Verzögerung über das Zeitrelais muß so groß sein, daß in diesem Zeitraum die Hülse 24 kraftschlüssig auf die Festanschlagmutter 22 aufläuft Damit lassen sich über den Festanschlag ganz genaue Bohrtiefen einstellen.

Jedem der dargestellten acht Bohrköpfe ist eine Steuerstange 20 zugeordnet Diese Steuerstangen sind austauschbar und können außerhalb der Maschine auf die gewünschten Vorschubwege voreingestellt werden. Auf jeder dieser austauschbaren Steuerstangen 20 ist ein Exzenternocken 27 angebracht Dieser wirkt auf einen Durchflußmengenregler 28, der die Durchflußmenge des Druckmediums regelt und somit die Vorschubgeschwindigkeit Der Exzenternocken 27 läßt sich in jeder Winkelstellung festklemmen.

Das Bohrkopfmagazin besteht aus einem Grundkörper 29 und bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem kreisringförmigen Magazinkörper 30 zur Aufnahme der Bohrköpfe. Eine Drehscheibe 31, Fi g. 2 und 5, hat an ihrem Umfang Aussparungen zur Winkelbestimmung der Bohrköpfe. Diese Drehscheibe 31 wird von einem Hydraulikmotor 32 über ein Zahnradgetriebe 43, 44 und 45 mit der Übersetzung 1 = 8:1 angetrieben, F i g. 3. Bei einer Umdrehung des Hydraulikmotors 32 werden somit die in der Drehscheibe 31 fixierten Bohrköpfe 6 um eine Teilung, im vorliegenden Falle also um 45° weitergedreht

Ein Endschalter 33 wird von einem Nocken 34, der auf der Antriebswelle des Hydraulikmotors sitzt, bei jeder Umdrehung des Hydraulikmotors einmal gedrückt. Auf einer Steuerscheibe 35 sind vier Schaltnocken angebracht die auf vier zugeordnete Endschalter in der Endschalterkombination einwirken. Für vier der acht Winkelstellungen der Drehscheibe 31 und der Steuerscheibe 35 ist jeweils einer der vier Endschalter gedrückt, für die restlichen vier Stellungen ist eine zweckmäßig gewählte Kombination von mehreren gedrückten Endschaltern vorgesehen.

Durch eine geeignete elektrische Steuerung der Maschine kann mit den beschriebenen Maßnahmen und Mitteln jeder der acht Bohrköpfe in einem voreingestellten Programm abgerufen und in Arbeitsstellung unter die Vorschubpinole gebracht werden.

Für die Arbeitsstellung unter der Bohrpinole 2 ist das Ringmagazin 30 durchbrochen, so daß sich die Bohrköpfe 6 in der Arbeitsstellung nach unten bewegen können. In dieser Stellung sind die Bohrköpfe beim Einfahren in die Arbeitsstation lediglich in den Aussparungen 39 der beiden Spannstangen 10 gehalten.

Im Nachfolgenden wird die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert:

In der in F i g. 2 dargestellten Lage befindet sich bereits ein Bohrkopf S lagerichtig unter der Vorschubpinole 2, wobei die beiden Spannstangen 10 mit ihren Nuten 39 beidseitig den Bohrkopf 6 aufnehmen. Die weitere zentrische Aufnahme des Bohrkopfes 6 durch den von oben kommenden Aufnahmeflansch 9, der mit der Vorschubpinole 2 fest verbunden ist, ist hier auch schon erfolgt, indem der Aufnahmeflansch 9 um den Weg »a<c zu Beginn des Vorschubweges nach unten gefahren ist Dabei sind auch die beiden Kupplungshälf-

ten 4 und 5 durch den Druckmittelzylinder 7 oder eine Feder gekuppelt worden, nachdem die Welle 3 den kleinen Axialweg b gegenüber der Pinole 2 zurückgelegt hat

Zum Lösen der Verbindung bewegt sich die Pinole 2 s zusammen mit dem Aufnahmeflansch 9 gegenüber der in Fig.2 gezeigten Stellung nach oben. Da die beiden Spannstangen mit ihren Absätzen 41 an der Unterkante des Gehäuses in der .gezeichneten Stellung angelaufen sind, bleiben sie hierbei axial stehen, d.h. sie machen diese Bewegung nicht mit. Der Aufnahmeflansch 6 löst sich nun zusammen mit der Kupplungshälfte 4 auf dem Wege »a« und gibt den Bohrkopf 6 frei. Dieser ist daher jetzt nur noch in den Aussparungen 39 der Spannstangen 10 gehalten. Der Kolben 12 hat sich gegenüber dem is Zylinder 11 nach unten bewegt Die Vorschubbewegung erfolgt durch die in Fi g. 4 dargestellte Kolbenstange 17 des Vorschubzylinders 18, die mit dem Getriebegehäuseteil 14 fest verbunden ist, welches in fester Verbindung mit dem Zylinder 11 steht Die Steuerung des Vorschubkolbens 19 mittels der Steuerstangen 20 ist zuvor bereits beschrieben worden.

Zum Wechseln der Bohrköpfe 6 wird die Drehscheibe 31 gedreht, wobei sie alle Bohrköpfe im Magazin 30 :so lange weiterfördert, bis der gewünschte Bohrkopf 6 an die Stelle des alten zu liegen kommt, siehe Fi g. 5. Die Steuerung des Antriebs der Drehscheibe 31 wurde bereits erläutert

Sobald der gewünschte Bohrkopf 6 an die Stelle des alten getreten ist kann die Arbeit beginnen, indem ganz einfach der Vorschub mittels der Vorschubkolben 19 .seinen Vorschubweg nach unten beginnt Alle übrigen Funktionen, nämlich die Aufnahme des Bdhrkopfes 6 in dem Flansch 9, das Ausrichten in demselben, das Spannen mittels der Spanisstangen «0 und das Kuppeln des Drehantriebes über die Kegelreibkupplungen 4 und 5 können automatisch erfolgen, ohne daß irgendeine !zusätzliche Betätigung oder Schaltung nötig ist Allein durch die Vorschubbewegung des iFJansch.es 9 zusammen mit der Pinole 2 läuft nämlich durch den Einlaufkonus 40 der Flansch 9 in .seine hochgenaue T'aßiage. Dadurch ist der Bohrkopf 6 als Ganzes genau ;mittig zentriert und bedarf keiner weiteren Justierung oder Ausrichtung. Bei imehrspindligen oder unsymmetrischen Ausführungen der Bohrköpfe ist zusätzlich noch ■eine Fixierung der Winkellage in der Aufnahme enorderiieh.

Gleichzeitig erfolgt das Spannen durch die Spann- :stangen 10, da durch den Bewegungsweg 2 nach unten die Federn oder der Druckmitteldruck in den Zylindern 11 ihre nach oben gerichtete Spannkraft ausüben. Schließlich erfolgt ebenfalls gleichzeitig und automatisch ohne irgendeine Betätigung oder Schaltung das Einrücken der Kupplungshälften 4 und 5, da die Feder 7 einen Kupplungsdruck "über die Welle 3 auf die obere Kupplungshälfte 4 ausübt, die damit in !kraftschlüssigen Reibeingriff mit der unteren Kupplungshälfte 5 gebracht wird. Alle diese schaltungsfreien Funktionen erfolgen, wie schon erwähnt, in Sekundenbruchteilen zu Beginn des Vorschubs auf dem Weg a.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bohrmaschine mit einem Bohrkopfmagazin und einer Pinole, bei der die Bohrköpfe in dem Magazin auf Führungen durch eine Drehscheibe quer zur Arbeitsspmdelachse in ihre Arbeitsstellung bewegt, dann ausgerichtet, gekuppelt und gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe (6) nach der Querbewegung in die Arbeitsstellung durch eine Ausnehmungen in dem nichtdrehbaren Magazin durchgreifende, mechanischen Spanndruck erzeugende Spannvorrichtung (10, 1!, 12) in einer Zentrieraufnahme eines Aufnahmeflansches (9) der Pinole durch die Vorschubbewegung automatisch ausrichtbar und spannbar sind.

2. Bohrmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrköpfe (6) bei der Querbewegung in Aussparungen (39) von Spannstangen (10) der Vorschubeinrichtung (14, 15) aufnehmbar sind.

3. Bohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (10) durch einen Druck mittels Zylinder (11) mit einem Kolben (12) oder durch Federn betätigbar ist

4. Bohrmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (10) mit einem Ansatz (41) versehen ist, durch den der Bewegungsweg der Spannstangen begrenzt ist

5. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Drehscheibe (31) des Magazins Aussparungen für die Bohrköpfe (6) aufweist und mit einem Drehantrieb zum Schwenken der Bohrköpfe um einen bestimmten Winkelweg versehen ist

6. Bohrmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb der Drehscheibe (31) durch Endschalter (33,37) von einem Nocken (34) auf der Antriebswelle eine* Hydraulikmotors (32) und einer Steuerscheibe (35) gesteuert wird.