DE2238061C3 - Bohrwerkzeug für kleine Durchmesser - Google Patents
Bohrwerkzeug für kleine DurchmesserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung mit einer Einrichtung zum Erzeugen kleiner SteHbeträge
eines Schneidwerkzeuges, weiche ein Gehäuse, eine das Schneidwerkzeug tragende Bohrstange, die im Gehäuse
kippbar angeordnet ist, und eine in Längsrichtung verschiebbare Stelleinrichtung aufweist, die mit zwischen
der Bohrstange und dem Gehäuse zusammenwirkenden, mit axialem Abstand von der Kippachse angeordneten
Keilflächen versehen ist, um bei einer Relativverschiebung der Stelleinrichtung in Längsrichtung
eine Kippbewegung des Schneidwerkzeuges hervorzurufen.
Ein Bohrwerkzeug mit kippbarer Bohrstange ist bekannt (US-PS 3 296 898). Darin ist die Bohrstange
durch ein Gelenk schwenkbar mit dem Gehäuse des Bohrwerkzeuges verbunden. Das Gelenk wird von
komplementären sphärischen Flächen gebildet, die auf der Bohrstange bzw. dem Gehäuse des Bohrwerkzeuges
angebracht sind. Das Kippen der Bohrstange erfolet
über eine in axialer Richtung, d. h. längs der Achse
dei Bohrwerkzeuges, verschiebbare Zustellstange, die
mit zur Achse des Bohrwerkzeuges geneigten, auf der Bohrstange vorgesehenen Gleitflächen zusammenar-
6EUi anderes Bohrwerkzeug mit kippbarer Achse ist
in der DL-PS 67 300 beschrieben. Das Kippen der Bohrstange bezüglich des Gehäuses des Bohrwerkzeuo
«es wird hier durch eine steife, jedoch nicht starre Platte
ermöglicht, welche zwei bogenförmige, konzentrisch zur Achse des Bohrwerkzeuges angeordnete Durchbrüche
aufweist, wobei die zwischen den Durchbrochen stehenbleibenden Stege eine Kippachse festlegen. Auf
der Bohrstange ist wieder eine zur Achse des Bohr-Werkzeuges geneigte Gleitfläche vorgesehen, die mit
einer in axialer Richtung verschiebbaren Zustellstange zusammenarbeitet, um die Bohrstange um die Kippachse
zu kippen. . . Bei den bekannten Bohrwerkzeugen wird jedoch die
Kippachse nicht genau definiert, und die Bohrstange kann sich beim Kippen unkontrolliert verkanten.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist daher, die Bohrstange so anzubringen, daß sie nur um die
gewünschte Kippachse gekippt werden kann, jedoch keine anderen Drehungen oder Kippungen bezüglich
des GehäusLS des Bohrwerkzeuges ausführen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sollen erfindungsgemäß die Bohrstange und das Gehäuse sich berührende,
senkrecht zur Kippachse der Bohrstange verlaufende, einen engen Gleitsitz ergebende Führungsflächen aufweisen,
um ein seitliches Kippen der Bohrstange zu vermeiden.
Neben dem Vorteil der starren und präzisen Emstellung
der Bohrstange ergibt sich als weiterer Vorteil, daß das die Bohrstange aufnehmende Gehäuse des
Bohrwerkzeuges sehr kleine Abmessungen haben kann, die natürlich noch mit den auf das Bohrwerkzeug ausgeübter.
Belastungen und der Festigkeit der verwendeten Materialien vereinbar sein müssen. Daher können
insbesondere in Automaten die Bohrwerkzeuge nahe beieinander angeordnet werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung mit den als erfinderisch herausgestellten
Merkmalen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert Es zeigt
F i g. t einen Einschnitt eines Bohrwerkzeugs nach der Erfindung,
F i g. 2 einen Schnitt des in F i g. 1 gezeigten Werkzeugs entlang der Ebene von Linie H-H.
Das Bohrwerkzeug 10 hat ein Gehäuse 12 mit einem einstückig verbundenen Flansch 14 und mit einem eine
zentrale Bohrstange aufnehmenden Raum 16. Der Raum 16 hat beim Ausführungsbeispiel vieleckige
Form, vorzugsweise rechteckig, und nimmt ein ähnlich geformtes Schaftverbindungsstück 18 einer Bohrstangenanordnung
auf. Der Flansch 14 des Gehäuses 12 hat eine zentrale Ausnehmung, deren seitliche Erstreckung
größer ist als diejenige des Raums 16. Die Ausnehmung 20 dient als Anschlag, wie noch zu beschreiben.
Die Bohrstangenanordnung besteht aus dem Schaftverbindungsstück 18, das an einem Ende mit einer
Längsöffnung 22 versehen ist, zur Aufnahme eines austauschbaren Kopfstücks 24, das am Verbindungsstück
in üblicher Weise, etwa durch eine Feststellschraube 26, befestigt wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann
der Schaft des Verbindungsstücks und das Kopfstück einstückig ausgebildet sein. Bn Schneideinsatz 28 ist in
einer AusnehmuDg am äußeren Ende des Kopfstücks 24 ebenfalls durch übliche Mittel befestigt
Das Schaftverbindungsstück 18 is» so ausgebildet,
daß es sich an die Form des Raiuns 16 anpaßt, und ist
so bemessen, daß es einen engen Gleitsitz an den gegenüberliegenden
Führungsflächen 30 und 30' des Raums 16 und einen Spielsitz an den obereji und unteren
Flächen 32 und 32* des Raums bildet Die Bemessung
gestattet eine Bewegung des Verbindungsstücks 18 in einer senkrechten, jedoch nicht in einer waagrechten
Ebene. Eine Erhebung 34 erstreckt sich quer über die untere Fläche des Schaftverbindungsstücks 18
an einer Stelle, wo diese die untere Fläche 32* des
Raums an oder in der Nähe des äußeren Endes berührt Gegenüber der Erhebung 34 ist in einer Quernut 38
eine elastische Dichtung 36 aus einem Material wie Nylon in der oberen Wand des Schaftverbindungsstücks
18 angeordnet und berührt die obere Fläche 32 des Raums. Die elastische Dichtung 36 dient zum Verspannen
der Erhebung 34 gegen die untere Fläche 32' des Raums 16 und zum Fernhalten von Fremdkörpern von
diesem Raum.
Das innere Ende des Schaftverbindungsstücks 18 hat eine zentral verlaufende Längsöffnung oder Zentralbohrung
40, die in einer konzentrischen Führungsbohrung 42 endet Eine Rille 40 mit kreisbogenförmiger
Querschnittskontur erstreckt sich zwischen den Führungsflächen 30 und 30* quer durch das innere Ende des
Schaftverbindungsstücks an einer Stelle unterhalb der Achse des Schaftverbindungsstücks und bezüglich dieser
Achse an der vom Schneideinsatz 28 abgewandten Seite. Die Rille 44 ist auch so angeordnet, daß sie die
Zentralbohrung 40 kreuzt Ein radiales Loch 46 erstreckt sich, auf die Mitte der Rille 44 ausgerichtet,
durch die obere Wand des inneren Endes des Schaftverbindungsstücks. Die Achse des Loches 46 schneidet
die Achse der Bohrung 40.
Eine Ausnehmung 48 ist radial in das Schaftverbindungsstück nahe dessen innerem Ende gebohrt, ebenfalls
auf der bezüglich der Achse vom Schneideinsatz 28 abgewandten Seite. Eine Feder, etwa ein Tellerfederstapel
50, ist in der Ausnehmung 48 angeordnet und stützt sich an der unteren Fläche 32' des Raums 16
ab, um das Sciiaftverbindungsstück vorzuspannen. Eine
Metallscheibe 52 ist zwischen dem Tellerfederstapel und der Raumwand angeordnet um die bei Belastung
flachgedrückten Scheiben der Tellerfedern an einer Verschiebung in den Spielraum zwischen der Raum- so
wand und dem Schaftverbindungsstück zu hindern.
Eine Betätigungsstange 54 ist in die Zentralbohrung 40 eingesetzt und weist einen Führungsendabschnitt 56
auf, der sich in die Führungsbohrung 42 des Schaftverbindungsstücks erstreckt Der Führungsabschnitt 56 hat
genügend Spiel, um eine begrenzte Schwenkbewegung des Schaftverbindungsstücks 18 zuzulassen. Ein Dichtring
58 umgibt den Führungsabschnitt in der Nähe des Stangenendes.
Unmittelbar hinter dem Führungsabschnitt 56 der Stange 54 befindet sich ein Keilabschnitt 60 mit einer
zur Längsachse der Stange parallelen ebenen Fläche 62, und mit einer unteren ebenen Rampenfläche 64, die
in einem Winkel zur Längsmittellinie angeordnet ist. Durch die Neigung der Rampenfläche 64 verjüngt sich
der Keilabschnitt 60 zu der dem Werkzeug abgewandten Seite hin. Auf diese Weise wird eine Betätigung des
Schneideinsatzes 28 radial nach außen durch eine axiale Bewegung der Betätigungsstange 54 in Richtung des
Pfeils €6 erzeugt Die Winkelneigung der Rampenfläche
64 bestimmt das Ausmaß der radialen Verschiebung bei axialer Bewegung der Betätigungsstange 54.
Der Winkel ist vorzugsweise sehr gering und beträgt etwa 1 bis '/20.
Der Keilabschnitt der Betätigungsstange ist verschiebbar zwischen der Rinne 44 und dem Loch 46 im
Schaftverbindungsstück angeordnet Ein Halbzylinder 68 füllt mit seinem gerundeten Teil die Rinne 44 aus,
während seine achsparallele ebene Begrenzungsfläche an der Rampenfläche 64 anliegt Eine abgeflachte Kugel
70 ist in dem Loch 46 angeordnet und berührt die obere Fläche 62 der Betätigungsstange. Die abgeflachte
Kugel 70 wird in ihrer Lage durch eine Schraube 72 gehalten, die in ein Loch 71 in der Kugel eingeschraubt
ist und zwar an einem Punkt auf der gekrümmten Fläche unmittelbar gegenüber dem Mittelpunkt ihrer Abflachung.
Die Schraube 72 wird in einer Einstellschraube 74 gehalten, die in einer radialen Bohrung 76 im Gehäuse
12 angeordnet ist. Die Schraube 72 ist durch eine Längsöffnung ohne Gewinde in der Einstellschraube 74
zugänglich, wobei ihr Kopf in einer Ausnehmung 78 angeordnet ist.
Die. Bohrung 76 fluchtet mit der Bohrung 46 und hat
einen oberen Gewindeabschnitt 73 und einen unteren zylindrischen Einstellabschnitt 75. Dieser Einstellabschnitt
ist so bemessen, daß er einen engen Gleitsitz zwischen einem zylindrischen Mittelabschnitt 77 der
Schraube 74 und der Wandung der Bohrung 46 bildet und die axiale Lage des Schaftverbindungsstücks 18 im
Gehäuse 12 zwangsläufig festlegt Das innere Ende ist mit einer Umfangsnul 80 versehen, die dem Schaftver
bmdungsstück ein Schwenken im Gehäuse gestattet.
Die Einstellschraubenanordnung wird durch die Bohrung 46 nach unten geschraubt, bis der abgeflachte Abschnitt
der Kugel 70 die obere ebene Fläche 62 der Betätigungsstange vollständig berührt. Die Einstellschraubenanordnung
wird dann weiter nach unten geschraubt, um die Betätigungsstange gegen die achsparallele
ebene Begrenzungsfläche des Halbzyiinders 68 zu bewegen, bis diese Begrenzungsfläche die Rampenfläche
64 vollständig berührt. Die Einstellschraube 74 wird noch etwas weiter nach unten geschraubt um den
Tellerfederstapel 50 vorzuspannen und um den kleinsten wirksamen Radius des Schneidwerkzeugs etwa für
das Zurückziehen festzulegen, wobei sich die ebene Fläche 62 vorzugsweise parallel zur Bohrwerkzeugachse
erstreckt.
Die Einstellschraube kann dann etwa durch eine Feststellschraube 82 und eine Messingstange 84 festgestellt
werden, die im Gehäuse in einer mit ihrer Achse die der Bohrung 76 schneidenden Längsbohrung 86 angeordnet
sind.
Aus der Zeichnung ergibt sich eindeutig, daß das Schaftverbindungsstück 18 durch Bewegen der Stange
54 nach rechts in Richtung des Pfeils 66 um die Erhebung 34 geschwenkt wird, wodurch wiederum die
Schneidkante radial nach außen bewegt wird, um den Schneiddüichmesser zu vergrößern. Wird die Stange
axial in die entgegengesetzte Richtung bewegt, so wird die durch den Tellerfederstapel 50 gebildete Feder entlastet
und bewirkt eine Rückkehr der Bohrstange in die Mittellage.
Die Konstruktion des Keilabschnitts 60 der Betätigungsstange 54, bei der die obere ebene Fläche parallel
zur Längsachse verläuft und bei der der Keilabschnitt
60 durch den Halbzylinder 68 und die abgeflachte Kugel 70 gehalten wird, gewährleistet, daß die Betätigungsstange
54 konzentrisch zur Längsachse des Werkzeuggehäuses 12 und zur Maschinenspindel, an
der sie befestigt ist, gehalten wird. Hierdurch wird ein
ausgeglichener Zustand für jede Lageeinstellung erzielt. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
mit den als erfinderisch herausgestellten Merkmaien gewährleistet, daß das im Werkzeug aufgebaute
Gleichgewicht über den ganzen Einstellbereich beibehalten wird, da die abgeflachte Kugel 70 und die ebene
Räche 62 vorzugsweise so eingestellt werden, daß die Achse der Stange 54 mit der Gehäuseachse fluchtet,
wenn das Bohrwerkzeug eingebaut wird.
Die Betätigungsstange 54 hat ein Gewindeende 88, das mit einer Spindeldruckstange oder einer anderen,
nicht dargestellten Betätigungsvorrichtung verbunden werden kann. Die Betätigungsstange 54 hat auch einen
Anschlagbund 90. der zur Bewegung innerhalb der Ausnehmung 20 und zum Begrenzen der axialen Bewegung
der Stange nach links angeordnet ist Ein wahlweise anwendbares Merkmal ist ein zentraler, längs
verlaufender Kühlkanal 92, der sich durch die Betätigungsstange
54 erstreckt und mit einer öffnung 94 im Schaftverbindungsstück in Verbindung steht. Diese öffnung
verbindet ihrerseits die Fuhrungsbohning 42 mit der Längsöffnung 22 für die Bohrstange. Wird die Verwendung
eines Kühlmittels gewünscht, so wird das Kopfstück 24 der Bohrstange ersetzt durch ein solches
mit einem üblichen Kühlkanal.
Abweichend von anderen zurückziehbaren oder einstellbaren Bohrwerkzeugen wird kein Betätigungsmechanismus
am Schneidende -des Werkzeuges oder unterhalb des Schneidpunktes benötigt. Damit können mit
dem erfindungsgemäBen Bohrwerkzeug kleinere Bohrlöcher hergestellt werden als mit Bohrwerkzeugen, die
solche Betätigungsmechanismen aufweisen. Gleichzeitig ist das ganze Werkzeug an seinem gelagerten Ende
verhältnismäßig klein durch den beschriebenen Aufbau zum Kippen der Bohrstange um die Erhebung an der
Unterseite des Schaftverbindungsstückes.
Claims (5)
1. Bohrvorrichtung mit einer Einrichtung zum Erzeugen kleiner Stellbeträge eines Schneidwerkzeuges,
welche ein Gehäuse, eine das Schneidwerkzeug tragende Bohrstange, die im Gehäuse kippbar angeordnet
ist, und eine in Längsrichtung verschiebbare Stelleinrichtung aufweist, die mit zwischen der
Bohrstange und dem Gehäuse zusammenwirkenden, mit axialem Abstand von der Kippachse angeordneten
Keilflächen versehen ist, um bei einer Relativverschiebung der Stelleinrichtung in Längsrichtung
eine Kippbewegung des Schneidwerkzeuges hervorzurufen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrstange (18,24) und das Gehäuse (12) sich berührende, senkrecht zur Kippachse der
Bohrstange verlaufende, einen engen Gleitsitz ergebende Führungsflächen (30, 31; 30', 3Γ) aufweisen,
um ein seitliches Kippen der Bohrstange zu vermeiden.
2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrstange (18,24) im vorderen Abschnitt eine im wesentlichen die Kippachse
enthaltende rippenförmige Erhöhung (34) aufweist, welche eine (32') von zwei Flächen (32,32') berührt,
die zusammen mit den Führungsflächen (30,30') den zur Aufnahme der Bohrstange (18, 24) im Gehäuse
(12) vorgesehenen Raum (16) begrenzen.
3. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrstange
(Ul, 24) und der sie aufnehmende Raum (16) im Inneren des Gehäuses (12) neben den Führungsflächen
(30,31; 30'. 3Γ) weitere im wesentlichen senkrecht
zu diesen verlaufende paarweise parallele Flächen (32,33; 32', 33') aufweisen.
4. Elohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrstange
(18,24) und der sie aufnehmende Raum (16) rechtekkigen Querschnitt aufweisen.
5. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum
zwischen der Bohrstange (18, 24) und dem Gehäuse (12) an dem der rippenförmigen Erhebung
(34) gegenüberliegenden Abschnitt durch eine elastische Dichtung (36) verschlossen ist.
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