DE2305133B2 - Bohrvorrichtung - Google Patents

Description

so ausreichend dimensioniert sein, daß sie für die Übertragung größerer Drehmomente erforderlichen Einziehkräfte aufbringen können.

Es wurde zwar bei der Bohrvorrichtung gemäß der US-PS 31 91 260 versucht, das zwischen der Bohrspindel und dem Werkzeughalter übertragbare Drehmoment durch eine Klauenkupplung zu erhöhea Die federbelasteten Klauen dieser Kupplung schleifen jedoch bei sich drehender Bohrspinde! bis ium Einrasten in die Kupplungsaussparungen des Werkzeughalterv über diese Aussparungen hinweg, was zu Schäden an den Klauen und dem Werkzeughalter fuhren kann.

Demgegenüber sieht die Erfindung eine Verbesserung bei Bohrvorrichtungen der eingangs erwähnten is bekannten Gattung dadurch vor, daß relativ große Drehmomente von der Bohrspindel auf dem Werkzeughalter übertragen werden können, wobei zum Ankuppeln des Werkzeughalters keine zusätzlichen Spannzangen einschließlich zugehöriger Steuervorrichtungen erforderlich sind, trotzdem aber der Werkzeughalter an die sich drehende Bohrspindel angekuppelt werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1. 2s

Die Unteransprüche 2 bis 7 betreffen zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung, deren Merkmale in der nachstehenden Figurenbeschreibung näher erläutert sind.

Der US-PS 31 91 260 kann zwar eine zusätzliche Kupplung zur Verbesserung des auf einen längs; erschiebbaren Werkzeughalter übertragbaren Drehmoments eine Klauenkupplung mit federbelasteten Klauen und eine Spannzange zum Aufbringen der Gegenkraft der federbelasteten Klauen entnommen werden, jedoch ist diese Kupplung ungeeignet, wenn der Werkzeughalter an die sich drehende Bohrspindel angekuppelt werden soll. Unterstellt man eine Anregung aus der US-PS 24 81 642, man müsse den drehbaren Werkzeughalter erst mittels einer nachgiebigen Konuskupplung in ίο Drehung versetzen, bevor nachfolgend eine starre Drehmomentkupplung zum Eingriff käme, kann dieser Druckschrift kein Hinweis entnommen werden, wie diese Überlegung bei einer Bohrvorrichtung mit in einem Magazin längsverschiebbaren Werkzeughaltern verwirklicht werden könnte. Denn die genannte Druckschrift berücksichtigt nicht, daß die Bohrspindel und der Werkzeughalter relativ zum Rühmen der Bohrvorrichtung bewegbar sein müssen und hierzu der Konusteil der nachgiebigen Axialkonuskupplung im so Inneren der Bohrspindel anzuordnen ist

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielsweise und schematisch veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 das Magazin mit dem Werkzeughalter und die Bohrspindel sowie deren Führung in der Ausgangsstellung der beweglichen Teile einer Bohrvorrichtung im Schnitt,

Fig.2 einen Schnitt gemäß Fig. 1, jedoch in der Kupplungsstellung der Bohrspindel mit dem Werkzeughalter, und

F i g. 3 einen Revolverteller als Magazin.

Ein Vorrichtungsgehäuse 1 besitzt eine seitlich auskragende Führungseinrichtung 2, in welcher eine Bohrung 3 zur teilweisen Aufnahme und Führung einer Bohrspindel 4 vorgesehen ist. Die Lagerung der Spindel in dem Vorrichtungsgehäuse 1 ist aus Gründen der Deutlichkeit der Darstellung nicht wiedergegeben.

Die Bohrspindel 4 weist an ihrem unteren Ende eine axiale Stirnbohrung 5 auf, deren Stirnseite 6 das Widerlager einer von der Stirnbohrung 5 aufgenommenen Feder 7 bildet, deren zweites Ende gegen die Stirnseite 8 eines zylindrischen Zapfens 9 anliegt, der in der Stirnbohrung 5 in seiner Längsrichtung verschieb-Iich ist und in gleicher Richtung einen Schlitz 10 trägt Durch diesen ragt ein mit seinen Enden in der Wand der Stirnbohrung 5 der Bohrspindel 4 gehaltener Bolzen 11, so daß wie in Fig. 1 wiedergegeben ist die eine Endstellung des Zapfens 9 durch die Anlage des Bolzens U an der oberen Stirnwand 12 des Schlitzes 10 bestimmt ist In dieser Ausgangslage wird der Zapfen 9 durch die Feder 7 gehalten. Das untere, der Feder 7 abgekehrte Ende des zylindrischen Zapfens 9 trägt eintn Außenkonus 13.

Wesentlich ist daß der Schlitz 10 und der Bolzen 11 in ihrer Lage sowie die Länge des zylindrischen Zapfens 9 und des Außenkonus 13 so gewählt sind, daß der Außenkonus 13 in der Ausgangsstellung der Bohrspindel 4 (Fig. 1) nicht über den unteren Rand 14 der Führungseinrichtung 2 des Vorrichtungsgehäues 1 hinausragt bzw. der Außenkonus nicht in die Bewegungsbahn der unter diesem Rand befindlichen Teile der Vorrichtung ragt.

Das untere Ende der Bohrspindel 4 ist an seiner Außenseite verjüngt ausgebildet und trägt etwa auf Höhe des Zapfens 9 einen Zahnkranz 15, an den sich nach unten ein Außenkonus 16 anschließt

In dem unteren Abschnitt Xa des Vorrichtungsgehäuses 1 ist durch eine Schulter 17 und eine Abschlußplatte 18 ein Revolvermagazin 19 gehalten und geführt das um die parallel zur Längsachse der Bohrspindel 4 gelegene Achse 20 in Richtung des Pfeiles 21 oder in Gegenrichtung (F i g. 3) drehbar ist Das Magazin kann nicht dargestellte Mittel besitzen, mit welchen es in bestimmten Stellungen arretiert bzw. aus diesen Stellungen weitergedreht werden kann.

Das Magazin besitzt im dargestellten Beispiel drei Bohrungen 22,23,24, von denen in F i g. 1 die Bohrung 22 erkennbar ist. Die Bohrungen sind vorzugsweise gleichartig und derartig gestaltet daß in ihnen ein Werkzeughalter 25 drehbar und in seiner Längsrichtung verschieblich ist, der an seinem oberen Ende eine Schulter 26 bildet so daß der Werkzeughalter 25 bei einer aufwärts gehenden Bewegung mit dieser Schulter gegen den unteren Rand 14 der Führungseinrichtung 2 anfährt und hierdurch die Aufwärtsbewegung des Werkzeughalters 25 begrenzt wird.

Der Werkzeughalter 25 besitzt ferner in Nähe dieser Schulter 26 einen Außenring 27, dessen Rand im Querschnitt dachförmig oder Kreisbogenförmig ausgebildet ist Er wirkt mit dem Gleit- oder Rollkopf 28 eines Federstabes 29 zusammen, dessen Fuß in dem Revolvermagazin 19 gehalten ist und der durch eine entsprechende Feder ersetzt werden kann, die dem Gleit- oder Rollkopf 28 ein Ausweichen in Richtung des Pfeiles 30 erlaubt so daß der Werkzeughalter in F i g. 1 nach unten ausweichen kann, wenn die Bohrspindel 4 dem Werkzeughalter 25 eine derartige Bewegung vermittelt Der Ring 27 und der Gleit- oder Rollkopf 28 sind derartig angeordnet und ausgebildet daß der Werkzeughalter 25 in seiner Ausgangs- und Endlage (Fig. 1) gehalten wird und dennoch für kürzere Zeit in der genannten Lage drehbar ist. Hierzu kann der Gleitoder Rollkopf 28 an seinem Umfang dem im Querschnitt dachförmigen oder kreisbogenförmigen Rand des Rings 27 angepaßt sein.

Der Werkzeughalter 25 weist eine Bohrung 31 auf, deren Wand eine Innenverzahnung 32 trägt, die so ausgebildet und angeordnet ist, daß mit ihr der Zahnkranz 15 der Bohrspindel 4 kämmen kann. Zum erleichternden Eingriff des Zahnkranzes 15 in die Innenverzahnung 32 sind die einander zugekehrten Stirnkanten oder Ränder der Zähne beider Teile keilförmig abgeschrägt

An die Bohrung 31 schließt sich in dem Werkzeughalter 25, an dessen unterem Abschnitt der Konus 33 zur Aufnahme des Bohrwerkzeuges vorgesehen ist, eine weitere Bohrung 34 an, die eine Hülse 35 aufnimmL Die Bohrung 34 bildet ferner einen Innekonus 36, der dem Außenkonus 16 der Bohrspindel 4 entspricht

Die Hülse 35 bildet ihrerseits in ihrem oberen Teil einen Gegenkonus 37, der dem Konus 13 des Zapfens 9 der Bohrspindel 4 entspricht

Die Federkraft mit welcher der Gleit- oder Rollkopf 28 den Werkzeughalter 25 in seiner in F i g. 1 und 2 wiedergegebenen Stellung hält, ist stets größer als die Federkraft mit welcher die Feder 7 auf den Zapfen 9 wirkt so daß sich die nachstehende Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung ergibt, wobei merkmalsmäßig die beschriebenen Abstände der Teile bedeutsam sind.

In der Ausgangslage nehmen die Teile die in F i g. 1 wiedergegebene Stellung ein, wobei der Zapfen 9 durch die Feder 7 derart nach unten gedrückt wird, daß der Bolzen 11 Anlage an der Stirnwand 12 des Schlitzes 10 findet Die Bohrspindel 4 und ihre beweglichen Teile ragen nicht über den unteren Rand 14 der Führungseinrichtung 2 nach unten hervor, so daß das Revolvermagazin 19 ζ. B. mit Hilfe der Ringverzahnung 40 in eine Stellung gedreht werden kann, in weicher eine der Bohrungen 22, 23, 24 des Magazins 19 mit ihrem Werkzeughalter 25 und Werkzeug genau unterhalb der Bohrspindel 4 liegt und in dieser Stellung das Magazin 19 arretiert wird. Während des nachstehend beschriebenen Bohrvorgangs können somit die nicht benutzten Werkzeuge gegen neue gewechselt werden.

Gemäß der Aufgabenstellung befindet sich die Bohrspindel 4 in Drehbewegung ihrer in F i g. 1 wiedergegebenen Ausgangsstellung. Beim Absenken der sich drehenden Bohrspindel trifft zunächst der federbelastete Außenkonus 13 auf den Gegenkonus 37, so daß hierdurch bereits eine nachgiebige Drehkupplung der Bohrspindel 4 mit dem Werkzeughalter 25 erfolgt Dieser wird daher auf die Drehgeschwindigkeit der Bohrspindel 4 beschleunigt bis beide Teile eine synchrone Drehbewegung vollführen. Bei weiter fortschreitender Längsbewegung der Bohrspindel 4 können daher die Zähne des Zahnkranzes 15 in Eingriff mit der Innenverzahnung 32 des Werkzeughalters 25 gelangen, wozu es nur des geringfügigen Ausweichens der Konuskupplung 13, 37 nach der einen oder anderen Richtung im Drehsinn der Teile bedarf, wozu die Zähne keilförmig angespitzt sind. Hiermit ist eine feste Drehmomentkupplung zwischen der Bohrspindel 4 und dem Werkzeughalter 25 geschaffen.

Beim weiteren Vorschub der Bohrspindel 4 gelangt der Außenkonus 16 zur Anlage an dem flachen Innenkonus 36 der mit dem Werkzeughalter 25 verbundenen Hülse 35, so daß eine die Teile 4 und 25 in Längsrichtung miteinander verbindende Axialkupplung entsteht Hiernach wird bei weiterem Vorschub der Bohrspindel 4 der Widerstand der Feder der Federraste 27,28,29 durch Ausschwenken des Teiles 29 in Richtung des Pfeiles 30 überwunden und der Bohrvorgang an dem nicht dargestellten Werkstück vollzogen.

Nach vollendetem Bohrvorgang wird die Bohrspindel 4 vorzugsweise unter Drehung zurückgezogen. Die Konuskupplung 16,36 sorgt dafür, daß sofort mit dem Zurückziehen der Bohrspindel 4 auch der Werkzeughalter 25 und das Werkzeug zurückgezogen werden, d. h. es nicht erst einer Totzeit zum Zurückziehen der Bohrspindel 4 bedarf. Der Werkzeughalter 25 mit dem Werkzeug wird soweit zurückgezogen, bis die Schulter 26 an dem unteren Rand 14 der Führungseinrichtung 2 zur Anlage kommt Vor dem Anschlagen der Schulter 26 an dem Rand 14 ist der Ring 27 durch Zurückfedern des Federstabes 29 auf Höhe des Gleit- oder Rollkopfes 28 gelangt, so daß nach dem Lösen des Werkzeughalters 25 von der Bohrspindel 4 aufgrund des Auftreffens der Schulter 26 auf den Rand 14 der Werkzeughalter 25 in seiner Ausgangslage (F i g. 1 und 2) gehalten wird.

1st der Werkzeughalter 25 gegen die Führungseinrichtung 2 gestoßen, so löst sich beim weiteren Rückwärts-, d. h. in F i g. 1 Aufwärtsgehen der Bohrspindel 4 diese von dem Werkzeughalter 25, da die Konen 16

■■»ο und 36 sich voneinander trennen. Im weiteren Verlauf der Spindelbewegung trennt sich auch der Zahnkranz 15 von der Innenverzahnung 32, wie sich auch letztlich der Außenkonus 13 von dem Gegenkonus 37 abhebt und die Teile die in F i g. 1 wiedergegebene Ausgangslage einnehmen, so daß das Revolvermagazin 19 wieder um die Achse 20 gedreht werden kann.

Wie aus vorstehendem erkennbar ist ist die Anordnung der Teile so getroffen, daß bei kleiner Bauweise der Vorrichtung das Kuppeln und Entkuppeln stets bei sich drehender Spindel erfolgen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Bohrvorrichtung, deren iängsverschiebbare Bohrspindel endseitig eine Axialkonuskupplung und eine Drehmomentkupplung für Werkzeughalter eines die Werkzeughalter in eine koaxiale Lage zur Bohrspindel bewegenden Magazins aufweist, wobei das Magazin die Werkzeughalter dreh- und längsverschiebbar trägt und an einer Federraste in ihrer Ausgangsstellung hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentkupphing durch starre Kupplungselemente (15,32) an der Bohrspindel (4) und jedem Werkzeughalter (25) gebildet ist und daß in einer axialen Stirnbohrung (5) der Bohrspindel (4) ein drehfest, jedoch axial begrenzt verschiebbar an der Bohrspindel (4) geführtes federbelastetes Konusteil (9) angeordnet ist, das zusammen mit einem Gegenkonus (37) an jedem der Werkzeughalter eine zeitlich vor der Drehmomentkupplung nachgiebig greifende, zusätzliche Axialkonuskupplung bildet

2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konusteil der Bohrspindel

(4) als zylindrischer, an seinem einen Ende einen Außenkonus (13) tragender Zapfen (9) mit einem in Längsrichtung des Zapfens (9) gelegenen Schlitz (10) ausgebildet ist, durch den ein in der Wand der Stirnbohrung (5) der Bohrspindel (4) gehaltener Bolzen (11) ragt und daß in der Stirnbohrung (5) eine den Zapfen (9) beaufschlagende Feder (7) angeordnet ist

3. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Stirnbohrung

(5) tragende Abschnitt der Bohrspindel (4) einen Zahnkranz (15) sowie einen Außenkonus (16) trägt und daß jeder Werkzeughalter (25) eine entsprechende Innenverzahnung (32) und einen entsprechenden Innenkonus (36) aufweist

4. Bohrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Zahnkranzes (15) «> und der Innenverzahnung (32) an einander zugekehrten Stirnseiten keilförmig verjüngt sind.

5. Bohrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (15) und der Außenkonus (16) der Bohrspindel (4) sowie die Innenverzahnung (32) und der Innenkonus (36) jedes Werkzeughalters (25) in Bohrrichtung derart hintereinander angeordnet sind, daß der Zahnkranz (15) in die Innenverzahnung (32) eintritt bevor die Flächen der beiden genannten Konen (16,36) kraftschlüssig ⁵" aneinander zur Anlage kommen.

6. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Verschieben jedes Werkzeughalters (25) gegen die Kraft der Federraste (27, 28, 29) aufzubringende Kraft größer ist als die den Konusteil (9) der zusätzlichen Axialkonuskupplung beaufschlagende Federkraft.

7. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (25) an seinem der Bohrspindel (4) zugekehrten Ende eine Schulter (26) aufweist, die zum Lösen des Werkzeughalters (25) beim Zurückbewegen der Bohrspindel (4) in ihre Ausgangsstellung gegen eine Gegenschulter (Rand 14) an einer Führungseinrichtung (2) der Bohrspindel (4) anfährt.

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Bohrvorrichtung ist aus der US-PS 31 91 260 bekannt, deren längsverschiebbare Bohrspindel am werkzeugseitigen Ende eine Axialkonuskupplung sowie eine Drehmomentkupplung für Werkzeughalter eines die Werkzeughalter in eine koaxiale Lage zur Bohrspindel bewegenden Magazins aufweist Das Magazin trägt die Werkzeughalter in je einer Tasche, in der der Werkzeughalter mittels einer Federraste in seiner Ausgangsstellung gehalten wird. Die Bohrspindel schiebt den Werkzeughalter nach dem Ankuppeln aus der Tasche aus. Die Drehmomentkupplung ist als Klauenkupplung mit an der Stirnseite der Bohrspindel austretenden, axial verschiebbaren, federbelasteten Klauen ausgebildet, die in Aussparungen des Werkzeughalters eingreifen, wenn die Bohrspindel auf den Werkzeughalter zugestellt wird. Um den Werkzeughalter gegen den Federdruck der Klauen halten zu können, ist eine Spannzangenkupplung vorgesehen, deren Spannzange einen vom Werkzeughalter axial abstehenden Kopf erfaßt Zur Betätigung der Spannzange ist innerhalb der Bohrspindel eine Steuerstange angeordnet, die an ihrem der Spannzange abgekehrten Ende von einer Feder in Schließrichtung der Spannzange beaufschlagt ist Zum öffnen der Spannzange während des Ankuppelns des Werkzeughalters ist ein an der Steuerstand angreifender Hydraulikzylinder vorgesehen.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 19 95 827 ist eine Bohrmaschine mit einem Revolverkopf bekannt, dessen Werkzeughalter über eine Axialkonuskupplung an der Bohrspindel ankuppelbar sind. Die Werkzeughalter werden von Schnappeinrichtungen am Revolver gehalten. Innerhalb der Bohrspindel ist eine Spannzange angeordnet, die, ähnlich der Bohrvorrichtung der US-PS 31 91 260, einen Kopf des Werkzeughalters erfaßt und den Werkzeughalter in den Konus der Bohrspindel einzieht

Eine der Bohrmaschine des Gebrauchsmusters 19 95 827 vergleichbare Werkzeugmaschine ist aus dem deutschen Patent 2 88 175 bekannt. Auch hier wird der Werkzeugträger von einer Schnappeinrichtung im Revolver gehalten, bis er nach Ankuppeln einer Axialkonuskupplung von der Bohrspindel aus dem Revolver ausgeschoben wird.

Aus der US-PS 24 81 642 ist eine Bohrntaschine mit drei drehbar, jedoch nicht längsverschiebbar an einem Revolver gelagerten Bohrfuttern bekannt, deren Wellen jeweils ein Stirnzahnrad mit einem konusförmigen Außenmantel tragen. Die Bohrspindel trägt ein Gegenzahnrad mit Stirnverzahnung auf dem drehfest jedoch längsverschiebbar, eine mit einem Innenkonus versehene, federbeiastete Hülse sitzt. Beim Absenken der Bohrspindel auf das Bohrfutter greift zunächst der Innenkonus der Hülse am Außenkonus des bohrfutterseitigen Stirnzahnrads an und nimmt das Bohrfutter mit, bevor die Stirnzahnräder einrasten.

Bei Bohrvorrichtungen mit längsverschiebbaren Werkzeughaltern treten bei größeren zu übertragenden Drehmomenten Kupplungsprobleme auf, weil die längsverschiebbaren Werkzeughalter einem axialen Kupplungsdruck ausweichen. Sofern Axialkonuskupplungen benutzt werden, müssen, wie dies bei den Vorrichtungen gemäß der US-PS 31 91 260 und dem Gebrauchsmuster 19 95 827 gezeigt ist, Spannzangen benutzt werden, die den Werkzeughalter in die Bohrspindel einziehen. Dabei müssen die Spannzangen