DE2435489C3 - Bohrkopf mit zwei durch eine einzige Steuerstange in Abhängigkeit voneinander betätigbaren Werkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf mit zwei durch eine einzige Steuerstange in Abhängigkeit voneinander über einem jeden zugeordnete Zwischenglieder betätigbaren Werkzeugen, von denen das erste ein Bohrwerkzeug ist, das in einer Bewegungsrichtung zum Ausgleich von Bohrmaßabweichungen an einem von einem achsfesten Teil des Bohrkopfes ausschwenkbaren Teil radial verschiebbar und in der anderen Bewegungsrichtung mit dem Werkstück außer Eingriff bringbar ist, und bei dem die Steuerstange in Achsrichtung verschiebbar im Bohrkopf untergebracht ist und eine zur Achse geneigte Flanke aufweist, auf die sich das das Bohrwerkzeug betätigende Zwischenglied, das mit einem ersten, als zylindrisches Druckübertragungsteil ausgebildeten Abschnitt in einem achsfesten Teil des Bohrkop'es gleitend radial geführt ist, abstützt

Beim Präzisionsbohren mit automatischen Bohrmaschinen kann es notwendig sein, das gebohrte Loch nachzuarbeiten und anzufasen. Auch können zur Erzielung eines genauen Lochdurchmessers dabei aufgrund eines Verschleißes der Schneidkante häufige Veränderungen der radialen Stellung des Bohrstahls erforderlich sein. Dazu notwendige Unterbrechungen des Bearbeitungsvorgangs verlängern die Nebenzeiten und damit die Gesamtbearbeitungszeit für ein Werkstück. Werden Nachbearbeitung und Anfasen an verschiedenen Stationen oder an derselben Station mit verschiedenen Werkzeugen vorgenommen, verlängern sich ebenfalls die Bearbeitungszeiten und erhöhen sich damit die Fertigungskosten. Das Umrüsten der Maschine zum Nachbearbeiten und Anfasen sowie das Nachstellen zum Ausgleich von Maßänderungen des Bohrstahls werden vielfach von Hand ausgeführt, ebenso Justierung und Vorschub des Bohrwerkzeugs.

Es ist bereits eine Maschinenspindel zum Ausdrehen von Bohrungen bekannt (DE-OS 16 02 755), bei der mit einer Steuerstange mehrere Werkzeuge be'ätigt werden können. Darüber hinaus ist es nicht neu (DE-Gbm 70 44 603), bei einer Verstellvorrichtung für Werkzeugträger, insbesondere für Bohrstangen aufweisende Werkzeugträger, am Bohrkopf ein schwenkbares Teil vorzusehen. Schließlich ist auch noch ein Rohrentgrater bekannt (DE-AS 14 02 898), bei dem zum Zwecke des Anfasens ein schräg zur Achse des Bohrkopfes verschiebbarer Werkzeugträger vorgesehen ist.

Die bekannte Vorrichtung, bei der mit einer Steuerstange mehrere Werkzeuge betätigt werden können, hat einen sehr komplizierten Aufbau und benötigt außer einer Einrichtung zum Verschieben der Steuerstange eine solche, die sie in Drehung versetzt. Abgesehen davon läßt sich damit nicht unmittelbar im Anschluß an em Bohren ein Anfasen der Bohrlochkjnten ohne Werkzeugwechsel oder Verstellen des Bohrkopf« in radialer Richtung erreichen.
Es stellte sich daher die Aufgabe, einen Bohrkopf in

verhältnismäßig einfacher Ausführung zu schaffen, an dem außer der radialen Feinverstellung mit dem einen der beiden Werkzeuge mit dem anderen die für ein Anfasen erforderliche Bewegung durchführbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Bohrkopf der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das vom achsfesten Teil des Pohrkopfes abschwenkbare Teil in bei Bohrköpfen bekannter Weise dem achsfesten Teil stirnseitig vorgelagert ist mit der Maßgabe, daß daran das zweite Werkzeug in bekannter Weise als A.'Jaswerkzeug an einem Träger schräg zur Achsrichtung des Bohrkopfes geführt und durch das an diesem angreifende Zwischenglied über die Steuerstange vorschiebbar ist, wenn das Bohrwerkzeug in die Rückzugsstellung übergeht bzw. die Bewegungen jeweils in umgekehrter Richtung verlaufen, wobei das dem Anfaswerkzeug zugeordnete Zwischenglied als Hebel mit kugelförmiger Drehpunktlagerung und kugelförmigen Enden ausgebildet ist, von denen das eine Ende in eine Ausnehmung der Steuerstange gegen den Druck einer Feder eingreift, während das andere Ende in dem Träger des Anfaswerkzeuges gelagert ist und die kugelförmige Drehpunktlagerung im schwenkbaren Teil des Bohrkopfes gehalten ist, und daß das am ausschwenkbaren Teil des Bohrkopfes angreifende Zwischenglied einen an einem in diesem Teil verstellbaren Anschlag zur An: ige kommenden, in Achsrichtung im achsfesten Teil des Bohrkopfes gleitend gei hrten, als zylindrisches Druckübertragungsteil ausgebildeten zweiten Abschnitt aufweist, der mit dem ersten als zylindrisches Druckübertragungsteil ausgebildeten Anschnitt über einen Winkelhebel in Wirkverbindung steht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Bohrkopf mit den als erfinderisch beanspruchten Merkmalen enthält also nur eine einzige Steuervorrichtung, nämlich die Steuerstange, die mit elektronischen Schalt- und Steuerteilen verbunden ist.

Diese Vorrichtung ermöglicht einerseits die Korrektur der radialen Stellung des Bohrwerkzeugs zum Ausgleich von Abweichungen aufgrund vielfältiger mechanischer, thermischer und verschleißbedingender Einwirkungen und andererseits die Verschiebung des Anfaswerkzeuges schräg zur Achsrichtung des Bohrkopfes bei gleichzeitigem Rückzug des Bohrwerkzeugs, um Riefen im Werkstück zu vermeiden.

Der Bohrkopf mit den als erfinderisch beanspruchten Merkmalen ist dabei von sehr einfacher Bauweise, und die Koordinierung der beiden Arbeitsgänge durch ein einziges Steuerorgan bedeutet eine wesentliche Zeitersparnis, da zum Zwecke des Anfasens ein radiales Verstellen des Bohrkopfes oder das Einsetzen eines gesonderten Anfaswerkzeuges mit den dabei auftretenden Nebenzeiten entfällt.

Die als erfinderisch beanspruchten Merkmale sind anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 einen Bohrkopf im Axialschnitt entlang der Linie 1-1 von Fig. 2,

F i g. 2 den Bohrkopf gemäß F i g. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Anschlagvorrichtung, die das Anfasen unter einem konstanten Winkel gewährleistet,

F i g. 4 und 5 einen Bohrkopf in Seitenansicht, dessen Rührwerkzeug um 90" gegen das Anfaswerkzeug versetzt ist,

F i g. ö eine vereinfachte Ausführungsform des Bohrkopfes gemäß den F i g. 1 und 2 im Axialschnitt.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Bohrkopf 1, bestehend aus den beiden Teilen Xa und Xb, die durch einen Spalt 2 voneinander getrennt sind und nur durch eine Zone 3 von geringem Verformungswiderstand miteinander verbunden sind, die den Drehpunkt zwischen dem schwenkbaren Teil Xb und dem festen Teil Xa, der an einem Bohrkopfträger 4 befestigt ist, bildet.

Im schwenkbaren Teil Xb befinden sich ein Werkzeughalter 5 mit einem darin eingesetzten Anfaswerkzeug 6 in Form eines Hartmetalleinsatzes zur Herstellung einer Anfasung 7 am Werkstück 8 sowie ein Bohrwerkzeughaiter 9 mit einem darin eingesetzten Bohrwerkzeug tO in Form eines Hartmetalleinsatzes zur Herstellung einer Bohrung It im Werkstücke.

Der Bohrkopf 1 hat eine axiale Bohrung 12 mit einer darin eingesetzten Buchse 13, in der eine Steuerstange 14, die durch an sich bekannte, in der Zeichnung nicht dargestellte, Teile betätigt wird, verschiebbar angeordnet ist.

Die Steuerstange 14 hat eine geneigte Fläche oder Flanke 15 mit dem Steigungswinkel λ zur Achse der Steuerstange 14. Auf diese Flanke 15 stützt sich über eine Kugel 16 das Ende des ersten Abschnitts 17 eines zylindrischen Druckübertragungsteils ab, dessen Achse senkrecht zur Achse der Steuerstange verläuft und der gleitend im festen Teil 1 a des Bohrkopfes untergebracht ist. Das andere Ende des ersten Abschnitts 17 des Druckübertragungsteils stützt sich über eine Kugel 19 auf dem einen Ende eines Winkelhebles 20 ab. der um einen Drehwir.kel 2t schwenkbar ist. Mit seinem anderen Ende wirkt der Hebel über den zweiten Abschnitt 22 des Druckübertragungsteils, der gleitend im festen Teil la untergebracht ist, gegen einen verstellbaren Anschlag in Gestalt einer selbstsperrenden Schraube 23, die in ein Gewinde'.och im schwenkbaren Teil Iödes Bohrkopfes eingeschraubt ist. Bei einer Verschiebung der .Steuerstange 14 in Richtung des Pfeils F wird der erste Abschnitt 17 des Druckübertragungsteils angehoben und bewirkt dadurch, daß der Winkelhebel 20 um den Drehwinkel 21 schwenkt und der zweite Abschnitt 22 des Druckübertragungsteils, der ebenfalls in Richtung des Pfeils F bewegt wird, auf die Schraube 23 drückt, dadurch den schwenkbaren Teil Xb des Bohrkopfes um die Zone 3 schwenkt und somit die radiale Stellung des Bohrwerkzeughalters 9 verändert, um die Bearbeitung der Bohrung 11 mit dem Bohrwerkzeug 10 zu ermöglichen.
Bei einer Verschiebung der Steuerstange 14 gegen die Richtung des Pfeils Fbewegen sich der erste Abschnitt 17 des Druckübertragungsteils, der Hebel 21 und der zweite Abschnitt 22 des Druckübertragungsteils in umgekehrter Richtung, so daß der Teil \b des Bohrkopfes in entgegengesetzter Richtung um die Zone 3 schwenkt und dadurch das Bohrwerkzeug 10 abhebt.

An ihrem einen Ende hat die Steuerstange 14 ein Sackloch 24, in dem eine Stange 25 gleitend untergebracht ist, die sich an ihrem einen EmIe über eine Feder 26 gegen den Boden des Sacklochs 24 abstüt/.t.

Die Stange 25 stößt entweder am Stift 27 an, der im giebelförmig ausgebildeten Ende der Steuerstange sitzt, oder an einem Anschlagstift 28 in Gestalt einer Madenschraube (Fig. 1 und 2), die verstellbar in ein Gewindeloch im schwenkbaren Teil Ii) des lluhrkopfes eingeschraubt ist. ie nachdem in welcher relativen Lage sich die Steurstange 14 zum festen l'eil Li des Bohrkopfes befindet.

An demselben Ende hat die Stange 25 eine

Ausnehmung 29, in der ein kugelförmiges Ende 31 liegt, das unter dem Druck einer Feder 30 steht und am einen Ende eines Hebels 32 sitzt, der mit seinem mittleren Abschnitt über einer kugelförmigen Drdipunktlagerung 33 schwenkbar ist, die in einer Ausnehmung im schwenkbaren Teil lbdes Bohrkopfes liegt. Der Hebel 32 hat ein anderes kugelförmiges Ende 34, das in einer entsprechenden Ausnehmung im Halter 5 des Anfaswerkzeuges 6 liegt, der seinerseits in einem geneigten Sitz 35 im schwenkbaren Teil Xb verschiebbar untergebracht ist, wobei der genannte Werkzeughalter 5 unter dem Druck einer Feder 36 steht.

Die Stange 25 hat eine Kehlung 37, in der eine Kugel 38, die lose in einer durchgehenden radialen Bohrung der Steuerstange 14 liegt, eingreift, um beide Stangen während der Gleitbewegung starr zu verbinden, wobei jedoch diese starre Verbindung zwischen der Steuerstange 14 und der Stange 25 an jener Wegstrecke der Steuerstange 14 aufgehoben ist, an der in der Buchse 13 eine Auskehlung 39 vorgesehen ist, in die die in der Kehlung 37 der Stange 25 befindliche Kugel 38 eindringt.

Die Verschiebung der Steuerstange 14 samt der mitgenommenen Stange 25 in Richtung des Pfeiles F (siehe Fig. 1) bewirkt, daß der Hebel 32 in der kugelförmigen Drehpunktlagerung 33 schwenkt, der Anfaswerkzcughalter 5 sich in Richtung des Pfeils Fi verschiebt und dadurch das Anfaswerkzeug 6 zurückzieht, während sich das Bohrwerkzeug 10 in Arbeitsstellung befindet.

Sobald die Kugel 38 in die Auskehlung 39 gelangt, wird die starre Verbindung zwischen der Stange 25 und der Steuerstange 14 gelöst, und nur die letztere verschiebt sich weiter in Richtung des Pfeiles F, während die Stange 25 durch die Feder 26 gegen die Madenschraube als Anschlagstift 28 gedrückt wird, die den Rücklauf des Anfaswerkzeughalters 5 begrenzt.

Beim Rückzug der Steuerstange 14 entgegen der Richtung des Pfeils Fnimmt diese die Stange 25 ab einer bestimmten Stelle mit, an der sich der Stift 27 gegen das Ende der Stange 25 legt. Dies bewirkt eine Schwenkbewegung des Hebels 32 in entgegengesetzter Richtung in der kugelförmigen Drehpunktlagerung 33 und damit eine Verschiebung des Anfaswerkzeughalters 5 entgegen der Richtung des Pfeils F,, so daß das Anfaswerkzeug sich in seine Vorschubstellung zur Bearbeitung der Anfasung 7 bewegt.

An einer bestimmten Stelle verläßt die Kugel 38 die Auskehlung 39 und legt sich in die Kehlung 37, wodurch erneut eine starre Verbindung zwischen der Stange 25 und der Steuerstange 14 hergestellt wird.

Beim Rücklauf der Steuerstange 14 entgegen der Richtung des Pfeils F befindet sich das Bohrwerkzeug, wie oben beschrieben, in abgehobener Stellung. Durch die Art der Verbindung zwischen der Stange 25 und der Steuerstange 14 läßt sich die Stange 25, solange die Kugel 38 in der Auskehlung 39 liegt, durch Andrücken an die Madenschraube als Anschlagstift 28 festlegen und das Bohrwerkzeug 10 in Arbeitsstellung bringen und zurückziehen, während der Anfaswerkzeughalter 5 unbeweglich bleibt.

ίο Fig. 3 zeigt ein abgewandeltes Anschlagteil, das in Höhe der Verbindung zwischen dem zweiten Abschnitt

22 des Druckübertragungsteils und der Schraube als Anschlag 23 angeordnet ist und eine absolut winkelkonstante Anfasung des Werkstücks 8 gewährleistet.

Dieses Anschlagteil besteht aus einer Buchse 40 mit einer Bohrung 41, durch die eine Schraube als Anschlag

23 hindurchführt, die in den schwenkbaren Teil Xb des Bohrkopfes eingeschraubt ist. Die Buchse 40 ist in ein Gewindeloch 42 im festen Teil la des Bohrkopfes eingeschraubt und dient als Anschlag für den schwenkbaren Teil \b.

Nach Beendigung des Bohrvorgangs nähen sich der schwenkbare Teil Xb, unterstützt durch die Federn 43, dem festen Teil Xa des Bohrkopfes, um seine Ausgangsstellung für den Anfasvorgang einzunehmen. Dabei legt sich der schwenkbare Teil Xb gegen die Anschlagbuchse 40. Die Einnahme dieser eindeutig bestimmten Stellung vor dem Anfasen verhindert Winkelabweichungen des Anfaswerkzeughalters 5, die als Folge der Schwenkbewegung des vorderen Bohrkopfteils auftreten könnten.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 und 2 liegen der Bohrwerkzeughalter 9 und der Anfaswerkzeughalter 5 in derselben axialen Ebene. Dagegen zeigen die F i g. 4 und 5 eine abgewandelte Ausführungsform, bei der der Bohrwerkzeughalter 9 um 90° gegen den Abfaswerkzeughalter 5 versetzt ist.

F i g. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des in den F i g. 1 und 2 dargestellten Bohrkopfes, bei der die Stange 25 und die Teile zur Herstellung einer starren Verbindung zwischen dieser Stange und der Steuerstange 14 fortgelassen sind.

Diese vereinfachte Ausführung des Bohrkopfes bewirkt dieselben Vorgänge wie die Vorrichtung gemäG den Fig. 1 und 2, nämlich beim Verschieben der Steuerstange 14 in Richtung des Pfeils Fdie Kopplung der Bohrwerkzeugzustellung mit dem Rücklauf des Werkzeughalters 5 in Richtung des Pfeils Fi und beim Verschieben der Steuerstange 14 entgegen der Richlung des Pfeils F den Rückzug des Bohrwerkzeugs IC und den Vorschub des Werkzeughalters 5 mit dem Anfaswerkzeug 6.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprucher

1. Bohrkopf mit zwei durch eine einzige Steuerstange in Abhängigkeit voneinander über einem jeden zugeordnete Zwischenglieder betätigbaren Werkzeugen, von denen das erste ein Bohrwerkzeug ist, das in einer Bewegungsrichtung zum Ausgleich von Bohrmaßabweichungen an einem von einem achsfesten Teil des Bohrkopfes ausschwenkbaren Teil radial verschiebbar und in der anderen Bewegungsrichtung mit dem Werkstück außer Eingriff bringbar ist, und bei dem die Steuerstange in Achsrichtung verschiebbar im Bohrkopf untergebracht ist und eine zur Achse geneigte Flanke aufweist, auf die sich das das Bohrwerkzeug betätigende Zwischenglied, das mit einem ersten, als zylindrisches Druckübeitragungsteil ausgebildeten Abschnitt in einem achsfesten Teil des Bohrkopfes gleitend radial geführt ist, abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das vom achsfesten Teil (Xa) des Bohrkopfes (1) abschwenkbare Teil (Xb) in bei Bohrköpfen bekannter Weise dem achsfesten Teil (Xa) stirnseitig vorgelagert ist mit der Maßgabe, daß daran das zweite Werkzeug in bekannter Weise als Anfaswerkzeug (6) an einem Träger schräg zur Achsrichtung des Bohrkopfes (1) geführt und durch das an diesem angreifende Zwischenglied (31—34) über die Steuerstange (14) vorschiebbar ist, wenn das Bohrwerkzeug (10) in die Rückzugsstellung übergeht bzw. die Bewegungen jeweils in umgekehrter Richtung verlaufen, wobei das dem Anfaswerkzeug (6) zugeordnete Zwischenglied (31—34) als Hebel mit kugelförmiger Drehpunktlagerung (33) und kugelförmigen Enden (31, 34) ausgebildet ist, von denen das eine Ende (31) in eine Ausnehmung (29) der Sleuerstange (14) gegen den Druck einer Feder (30) eingreift, während das andere Ende (34) in dem Träger des Anfaswerkzeuges (6) gelagert ist und die kugelförmige Drehpunktlagerung (33) im schwenkbareil Teil (Xb) des Bohrkopfes (1) gehalten ist, und daß das am abschwenkbaren Teil (Xb) des Bohrkopfes (1) angreifende Zwischenglied (16—22) einen an einem in diesem Teil verstellbaren Anschlag (23) zur Anlage kommenden, in Achsrichtung im achsfesten Teil (Xa) des Bohrkopfes (1) gleitend geführten, als zylindrisches Druckübertragungsteil ausgebildeten zweiten Abschnitt (22) aufweist, der mit dem ersten als zylindrisches Druckübertragungsteil ausgebildeten Abschnitt (17) über einen Winkelhebel (20) in Wirkverbindung steht.

2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (14) an ihrem bohrkopfseitigen Ende ein axiales Sackloch (24) aufweist, in dem verschiebbar eine Stange (25), in der sich die Ausnehmung (29) befindet, angeordnet ist, die sich in dem Sackloch (24) über eine Feder (26) gegen dessen Boden abstützt, sich mit ihrem aus dem Sackloch (24) herausragenden Ende wahlweise gegen einen verstellbaren, am schwenkbaren Teil (Xb) des Werkzeughalters befestigten Anschlagstift (28) und einen am Ende der Steuerstange (14) befestigten Stift (27) in Anschlag bringen läßt und In dem im Sackloch (24) befindlichen Teil eine Kehlung (37) aufweist, in der eine Kugel (38) eingreift, die lose in einer durchgehenden radialen Bohrung der Steuerstange (14) untergebracht ist und sich in eine Auskehlung (39) in einer Buchse (13) legen kann, in der sich die Steuerstange (14) verschiebt.

3. Bohrkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrwerkzeug (10) und das Anfaswerkzeug (6) in derselben axialen Ebene angeordnet sind.

4. Bohrkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrstahl (10) und das Anfaswerkzeug (6) in ujt. 90" gegeneinander versetzten axialen Ebenen angeordnet sind.