DE2442485A1

DE2442485A1 - Werkzeugmaschine, insbesondere bohroder fraesmaschine

Info

Publication number: DE2442485A1
Application number: DE2442485A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Clement
Original assignee: INFRANOR SA
Current assignee: INFRANOR SA
Priority date: 1973-09-17
Filing date: 1974-09-05
Publication date: 1975-03-20
Also published as: IT1021444B; FR2243759A1; NL7412143A; NO743322L; GB1482672A; ES430135A1; CH568813A5; JPS5076671A; SE7411620L; CA1021606A; BE819930A; FR2243759B1

Description

INFRANOR SA GENEVE/Schweiz

Werkzeugmaschine, insbesondere Bohr- oder Fräsmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Bohr- oder Fräsmaschine, mit einer pneumatischen Vorschubeinrichtung für das Werkzeug, welche einen beidseitig durch Druckluft beaufschlagbaren, in einem vertikal orientierten Zylinder verschiebbaren Kolben aufweist, dessen Unterseite über eine Kolbenstange mit dem Bearbeitungswerkzeug bzw. dessen Kopf verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine" hinreichend gedämpfte Vorschubbewegung des Werkzeugs unmittelbar vor der Berührung des Werkzeugs mit dem Werkstück und während der eigentlichen Bearbeitungsphase zu erzeugen; ausserdem soll durch die Erfindung ermöglicht werden, dass das Werkzeug in genau justierter Stellung auf dem Werkstück aufsetzt und dass auf einfache Weise die bei der Bearbeitung anfallenden Späne bzw. der Bohrstaub entfernt werden kann.

0900. 1238. 12D. 4 - Bll/JO/dw

609812/0328

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung durch diejenigen Merkmale charakterisiert, welche im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegeben sind.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Unte ran Sprüchen.

Dadurch wird erreicht, dass die zunächst rasche, durch die pneumatische Steuerung bewirkte Abwärtsbewegung des Werkzeuges bis unmittelbar vor Berührung des Werkstücks verhältnismässig rasch erfolgen kann, während die weitere Vorschubbewegung infolge der dann zu verdrängenden Flüssigkeit entsprechend verlangsamt stattfindet, so dass das Werkzeug sanft auf dem Werkstück aufsetzt und sich während der eigentlichen Bearbeitungsphase mit einer vorgebbaren, hinreichend langsamen Bewegung vorschiebt.

Das am Werkzeugkopf, gegenüber diesem gegen eine Feder axial verschiebbare Stützteil gewährleistet, dass das Werkzeug an einer exakt definierten Stelle am Werkstück angreift, und bildet gleichzeitig in einfacher Weise eine das Werkzeug und die Bearbeitungsstelle umgebende Kammer, aus welcher die Späne bzw. der Bohr staub abgesaugt werden kann.

Die Werkzeugmaschine nach der Erfindung ist insbesondere zur Bearbeitung gedruckter Schaltungen bestimmt.

509812/0328

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, welche einen Axialschnitt durch eine Bohrmaschine darstellt, beispielsweise näher erläutert.

Der obere Bereich der Bohrmaschine weist einen vertikal orientierten pneumatischen Zylinder 1 auf, der an seiner Oberseite durch eine Kappe 39 verschlossen ist und in dessen Zylinderkammer ein Kolben 2 axial verschiebbar gelagert ist. An diesem Kolben 2 sind eine obere Kolbenstange 21 und eine untere

Kolbenstange 5 befestigt. Die obere Kolbenstange 21 durchsetzt den Kammerbereich 32 über dem Kolben 2 sowie die Kappe 39 und ragt oben aus der Maschine heraus. Die untere Kolbenstange 5 durchsetzt den Kammerbereich 33 unter dem Kolben 2, eine weitere, im Zylinder 1 vorgesehene getrennte Zylinderkammer 6 sowie eine den Boden dieser Zylinderkammer 6 bildende Zwischenwand 34 und trägt an seinem unteren Ende den mittels einer Mutter 35 und einer Muffe 36 befestigten Werkzeugkopf 7 mit dem Bohrwerkzeug 8, wobei der Werkzeugkopf 7 im betrachteten Beispiel einen pneumatischen Motor zum Antrieb des Werkzeuges 8 aufweist.

Die Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung des Kolbens 2 mit seinen

509812/0328

Kolbenstangen und damit des Werkzeugkopfes mit dem Werkzeug wird über Druckluft-Zuführungsleitung en 3 und 4 gesteuert, welche in den Kammerbereichen 32 bzw. 33 münden.

Der Werkzeugkopf 7 ist von einem an der Unterseite des Zylinders 1 befestigten rohrförmigen Gehäuse 38 umgeben. Ein am Innenumfang dieses Gehäuses 38 angeordnetes Kugellager 9 dient zur Führung des Werkzeugkopfes 7 während der Vorschubbewegung, wobei zwecks exakter Zentrierung eine den Werkzeugkopf 7 umgebende Führungehülse 18 vorgesehen sein kann. Am unteren Bereich des Gehäuses 38 ist auf dessen Aussenumfang eine Buchse 10 axial verschiebbar gelagert, an derem unteren Ende zwei konische, eich komplementär ergänzende Halbschalen 11 abnehmbar befestigt sind, welche das Werkzeug 8 unter Bildung eines geschlossenes Raumes 15 umgeben, Auf dem Aussenumfang der Buchse 10 ist ein Befestigung sr ing 12 axial verschiebbar gelagert, der zwecks Befestigung der beiden Halbschalen 11, wie in der Zeichnung gezeigt, nach unten verschoben ist und in dieser Stellung die Oberkante der Halbschalen 11 Übergreift und gegen die Buchse 10 drückt. Durch Aufwar te verschiebung des Befestigungsringes 12 können die Halbschalen 11 einfach von der Buchse 10 gelöst werden. Eine im Innern des Gehäuses 38 an-

509812/0328

geordnete Schraubenfeder 13 stützt sich mit ihrem oberen Ende gegen einen festen Gehäuseanschlag 14 und mit ihrem unteren Ende gegen eine radial nach innen gerichtete Ringschulter der Buchse 10 ab, welche mit ihrer Innenkante eine am Werkzeugkopf 7 bzw. der Führungshülse 18 befestigte Lochscheibe 37 übergreift. Diese Lochscheibe 37 umgibt unter^Zwis ch en schal tung einer Dichtung den unteren Bereich des Werkzeugk -pfes. Die untere ebene Fläche 16 der beiden Halbschalen 11 bildet eine mit einer Oeifnung zur Durchführung des Werkzeuges 8 versehene Auflagefläche, mit der sich die Halbsohalen 11 bei der Abwärtsbewegung des Werkzeuges unter der Wirkung der Feder 13 auf dem zu bearbeitenden, schematisch angedeuteten Werkstück 17 abstützen. Wenn, ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten angehobenen Lage des Werkzeuges 8, dieses seine Abwärtsbewegung beginnt, folgen ihm unter der Wirkung der Feder 13 die Halbschalen 11 mitsamt dem Befestigungering 12 und der Buchse 10, die am Auaaenurnfang des Gehäuses 38 gleitet, bis die untere Auflagefläche 16 der Halbschalen 11 auf dem Werkstück 17 anliegt, wobei dann der Werkzeugkopf 7 mit dem Werkzeug 8 seine Vorschubbewegung bis zur Berührung des Werkstückes 17 und während der eigentlichen Arbeitsphase fortsetzt. Wenn nach "Beendigung der Bearbeitung

509812/032 8

■ der· Werkzeugkopf 7 mit dem Werkzeug 8 wieder angehoben wird, dann nimmt in der letzten Phase dieser Rückbewegung die Loch-

, scheibe 8 die Buchse 10 mitsamt den Halbschalen 11 gegen die Wirkung der Feder 13 mit, so dass das Werkstück 17 wieder freigegeben wird»

In der Arbeitsstellung der beiden Halbschalen U, wenn diese ,also mit ihrer Anlagefläche 16 auf dem Werkstück 17 aufliegen, • wird ein das Werkzeug 8 vollständig umschliessender Raum 15 gebildet, aus welchem während der Bearbeitung die anfallenden Späne bzw. Bohrrückstände über eine Saugleitung 19 abgesaugt werden,

Oie Druckluftspeisung des das Werkzeug 8 antreibenden pneumatischen Motors im Werkzeugkopf 7 erfolgt längs einer die Kolbenstangen 20 und 5 durchsetzenden zentralen Bohrung 20. Auf diese Weise werden besondere und die Handhabung der Maschine behindernde Druckluftleitungen vermieden. Die Abführung der Druckluft aus dem Motor erfolgt über eine Leitung 22, in welche die erwähnte Saugleitung 19 mündet.

. Die unterhalb der Kammer für den Kolben 2 befindliche Zylin-

509812/0328

derkammer 6 ist bis zu dem mit 23 bezeichneten Niveau mit einer Flüssigkeit 24, vorzugsweise mit OeI, gefüllt und enthält einen die Kolbenstange 5 mit Spiel umgebenden kolbenartigen Schieber 25, dessenfVerSchiebung nach unten relativ zur Kolbenstange 5 durch die Anlage eines mit Queröffnungen 26 versehenen Ansatzes 27 an einem an der Kolbenstange 5 befestigten Klip 27a begrenzt ist. Eine im oberen Bereich des Schiebers 25 vorgesehene Stufenbohrung mit einer konischen Stufe arbeitet mit einer an der Kolbenstange 5 an> geformten Ringschulter 28 zusammen, welche auf ihrer Unterseite konisch ausgebildet ist. In der in der Zeichnung dargestellten Stellung gibt die Ringschulter 28 die Stufenbohrung des Schiebers 25 frei, so dass eine Verbindung zwischen dem oberen Teil der Zylinderkammer 6 unterhalb des Schiebers 25 und dem unteren Teil der Zylinderkammer 6 unterhalb des Schiebers 25 vorhanden ist. Der untere und der obere Teil der Zy linder kammer 6 sind über eine Nebenleitung miteinander verbunden, in welcher ein von aussen einstellbares Durchflussventil 30 angeordnet ist.

In seiner oberen angehobenen Ruhestellung liegt der Kolben 2 an einem Anschlag 31 an. Die gewünschte gesamte Vorschubbewegung des Kolbens 2 und damit des Werkzeuges 8 lässt sich durch einen verstellbaren Anschlag 32 einstellen, welcher auf dem oben aus dem Zylinder 1 herausragenden und mit einem Gewinde versehenen Teil

50981 2/0328

der Kolbenstange 1, beispielsweise in Form einer Doppelmutter, angebracht ist und am Ende der gewünschten Vorschubbewegung auf der Oberseite der Kappe 39 zur Anlage gelangt.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermassen :

Nachdem die gewünschte gesamte Vorschublänge eingestellt worden ist, wird dafür gesorgt, dass sich in der Zylinderkammer 6 soviel Flüssigkeit, insbesondere OeI, befindet, dass in der angehobenen Ruhestellung des Kolbens 2 der Abstand zwischen der Unterseite des Schiebers 25 und dem Flüssigkeitsspiegel kleiner ist als der Abstand der unteren Spitze des Werkzeuges 8 von der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks 17. Wenn nunmehr Druckluft durch die Leitung 3 auf den Kolben 2 gegeben wird, bewegt sich dieser zunächst mit einer verhältnismässig grossen Geschwindigkeit abwärts, da während der ersten Vorschubphase der nach einer kurzen Anfangstrecke durch die R ing schulter 28 mitgenommene Schieber 25 lediglich die zwischen dem Schieber 25 und dem Flüssigkeitsspiegel 23 befindliche Luft komprimieren muss, wobei eine gewisse Flüssigkeitsmenge in die Leitung 29 gelangt. Diese verhältnismässig rasche Vorschubbewegung wird jedoch in der zweiten Vorschubphase wesentlich gedämpft, wenn nämlich der Schieber 25 bei seiner Weiterbewegung nunmehr die Flüssigkeit 24 aus der Kammer 6 verdrängen muss. Durch entsprechende Einstellung des Durchflussquerschnitts des Ventils

609812/0328

lässt sich die Geschwindigkeit, mit welcher die Flüssigkeit 24 aus der Kammer 6 verdrängt werden kann, einstellen. Diese zweite gedämpfte Vorschubphase entspricht derjenigen Bewegung des Werkzeuges 8, welche die Berührung des Werkstückes 17 und das Eindringen des Werkzeugs in das Werkstück 17, also die eigentliche Bearbeitungsphase einschliesst. Es wird also auf diese Weise dafür gesorgt, dass das sich zunächst schnell abwärts bewegende Werkzeug 8 sanft auf dem Werkstück 17 aufsetzt und eine durch die einstellbare Verdrängungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit 24 vorgebbare Vor Schubbewegung während der eigentlichen Bearbeitung ausführt. Die verdrängte Flüssigkeit gelangt über das Ventil 30 in den oberen Bereich der Kämmer 6 oberhalb des Schiebers 25 und kann später, wenn nach erfolgter Bearbeitung der Kolben 2 durch Zuführung von Druckluft durch die Leitung 4 wieder angehoben wird, in den unteren Bereich der Kammer 6 zurückfliessen, weil während dieser Bewegung sich die Ringschulter 28 von dem konischen Sitz des Schiebers 25 abhebt und damit die Verbindung zwischen oberem und unterem Bereich der Kammer 6 freigibt. Bei dieser Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 5 wird der Schieber 25 durch den Klip 27a mitgenommen. Diese Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Bereich der Zy linder kammer 6 ist wohlgemerkt durch die auf den konischen Sitz des Schiebers 25 gedrückte Ringschulter 28 verschlossen, wenn der Kolben 2 mit seiner Kolbenstange 5 abwärtsbewegt wird, also seine eigentliche Vorschubbewegung ausführt, so dass keine Flüssigkeit 24 direkt in den

5098 12/0328

oberen Bereich der Kammer 6 gelangen kann.

Die Vorrichtung nach der Erfindung, welche vorzugsweise zur Bearbeitung von gedruckten Schaltungen geeignet ist, ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern lässt mannigfache Varianten zu.

6098 1 2/0328

Claims

PATENTANSPRUECHE

/1») Werkzeugmaschine, insbesondere Bohr- oder Fräsmaschine, mit einer pneumatischen Vorschubeinrichtung für das Werkzeug, welche einen beidseitig durch Druckluft beaufschlagbaren, in einem vertikal orientierten Zylinder verschiebbaren Kolben aufweist, dessen Unterseite über eine Kolbenstange mit dem Bearbeitungswerkzeug bzw· dessen Kopf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Zylinderkammer (32, 33) eine zweite, von der Kolbenstange (5) durchsetzte Zylinderkammer (6) vorgesehen ist, in welcher ein mit der Kolbenstange (5) bewegter Schieber (25) angeordnet ist und deren unterhalb diesee Schiebers (25) liegender Bereich soweit mit einer Flüssigkeit (24) gefüllt iflt, dass in der angehobenen Ruhestellung des Kolbens (2) der Abstand sswischen der Unterseite des Schiebers (25) und dem Flüssigkeitsspiegel (23) kleiner ist als der Abstand zwischen dem Werkzeug (8) und dem zu bearbeitenden Werkstück (17), und dass der untere Bereich der zweiterwä'hnten Kammer (6) mit einer Flüs sigkeitsauslas eleitung (29) verbunden ist, welche ein einstellbares Durchfluss ventil (30) aufweist, das von der vom Schieber (25) bei dessen Vorschubbewegung verdrängten Flüssigkeit durchströmt wird.

5098 12/0328
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsauslassleitung (29) eine den unteren und den oberen Bereich der zweiten Zylinderkammer (6) auf beiden Seiten des Schiebers (25) verbindende Nebenleitung ist, dass der Schieber (25) Oeffnungen zum Rückfluss der Flüssigkeit in den unteren Bereich der Zylinderkammer (6) aufweist, und dass Mittel (28) vorgesehen sind, welche diese Oeffnungen bei der Vorschubbewegung abdecken und bei der Rückbewegung der Kolbenstange (5) in die angehobene Ruhelage freigeben.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet« dass auf der Oberseite des Kolbens (2) eine nach oben aus dem Zylinder (1) herausragende Kolbenstange (21) befestigt ist, auf welcher axial verschiebbar ein Anschlag (32), vorzugsweise in Form einer auf ein Aussengewinde dieser Kolbenstange aufschraubbaren Doppelmutter, angeordnet ist, mit welchem die gewünschte Vorschubgrösse einstellbar ist.
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem den Kopf (7) des Werkzeugs (8) umgebenden Maschinengehä'use (38), axial gegenüber diesem gegen die Wirkung einer Feder (13) verschiebbar, ein kohlkonisches

509812/0328

Teil (11) angebracht ist, welches einen das Werkzeug (8) umschliessenden Raum (15) bildet, sich mit seiner ebenen Unterfläche (16) bei der Vorschubsbewegung auf dem zu bearbeitenden Werkstück (17) abstützt und eine Oeffnung zur Durchführung des Werkzeuges (8) bei dessen weiterer Vorschubbewegung aufweist, und dass dieser das Werkzeug (8) und die Bearbeitungs stelle umgebende Raum (15) mit einer Saugleitung (19) zum Absaugen der Späne bzw. Bearbeitungsrückstände verbunden ist.
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem pneumatischen Motor zum Antrieb des Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Kolbenstangen (21, 5) des Kolbens (2) einen durchgehenden zentralen Kanal (20) zur Druckluftspeisung des im Werkzeugkopf (7) angeordneten Motors aufweisen.
6. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Saugleitung (19) zum Absaugen der Späne und Bearbeitungsrückstände an die Luftaus lass leitung (22) des pneumatischen Motors angeschlossen ist.

4 ■ -
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

509812/0328

der Schieber (25) die Kolbenstange (5) unter Bildung eines Durchfluss-Ringspaltes mit Spiel umgibt und frei zwischen einer oberhalb des Schiebers (25) an der Kolbenstange angebrachten Ringschulter (28) und einem unterhalb des Schiebers (25) an der Kolbenstange (5) befestigten Mitnehmerring (27) axial verschiebbar ist, wobei bei der Abwärtsbewegung der Kolbenstange (5) die erwähnte Ringschulter (28) den Durchfluss-Ringspalt abdeckt und bei der Aufwärtsbewegung frei gibt.

509812/0328