DE2458238C2

DE2458238C2 - Bohreinheit

Info

Publication number: DE2458238C2
Application number: DE2458238A
Authority: DE
Inventors: Bernard Annecy le Vieux Guillermier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-11
Filing date: 1974-12-09
Publication date: 1986-04-30
Also published as: DE2458238A1; GB1487230A; IT1030882B; FR2253595B1; US3996823A; FR2253595A1; CH588912A5

Description

Fig.4a bis 4e zeigen die verschiedenen Stellungen der Exzenterscheibe des Werkzeughalters.

Das Werkstück 1 wird um eine Achse xx'. die zur Erleichterung der Beschreibung als horizontal verlaufend angenommen wird, in Drehung versetzt, und die erfindungsgemäße Bohreinheit mit einer Spindel als Werkzeughalter 2 ist auf einem Schlitten 3 angebracht, der parallel zu xx' verschoben werden kann. Der Werkzeughalter 2 trägt ein Bohrwerkzeug 4, dessen Achse mit der Achse λ«'zusammenfällt.

Bei der Bewegung des Werkstücks J um die Achse xx' handelt es sich um eine Rotationsbewegung R mit einer bestimmten Drehrichtung und einer bestimmten Geschwindigkeit.

Die Bewegung des Bohrwerkzeugs 4 läßt sich in drei Bewegungen unterteilen:

— eine kontinuierliche Vorschubbewegung A entlang der Achsex*',

— eine alternierende Längsbewegung L entlang der Achse xx 'mit geringer Amplitude im Verhältnis zur Bohrlochtiefe und mit der Periode T,

— eine alternierende Drehbewegung M um die Achse xx' mit einem geringen Drehwinkel und der Periode T.

Wenn das Bohrwerkzeug 4 in das Werkstück 1 einschneidet, so hat dieses die Tendenz, das Bohrwerkzeug mit sich in derselben Drehrichtung zu drehen und axial von sich weg zu drücken.

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter ist in den F i g. 2 und 3 genauer dargestellt, wobei in F i g. 2 ein senkrechter Schnitt durch xx' und in F i g. 3 ein horizontaler Schnitt durch xx 'gezeigt wird.

Der Werkzeughalter 2 umfaßt eine zylindrische Hülse 10 mit der Achse xx'. die an einer Seite durch einen einstellbaren Anschlag 11 verschlossen wird und am anderen Ende geöffnet ist. In der Hülse 10 ist ein Kolben

12 mit ebenfa"s der Achse xx' angeordnet, der frei im Innern der Hülse 10 gleiten und gedreht werden kann.

Der Kolben 12 läuft am dem Anschlag 11 gegenüberliegenden Ende in einem Zangenspannfutter 13 aus. das das Bohrwerkzeug 4 aufnehmen soll.

In den Kolben 12 ist in dem dem Zangenspannfutter

13 gegenüber Siegenden Teil ein Hohlraum 14 mit einer senkrechten Symmetrieachse eingearbeitet. Der senkrechte Querschnitt des Hohlraums 14 ist in F i g. 3 gezeigt; er weist angenähert die Form eines Quadrats bzw. Rechtecks auf, dessen reciiic Winkelecken abgerundet worden sind.

Der Werkzeughalter umfaßt ferner einen Exzenter 15, der durch den Hohlraum 14 verläuft. Zum Exzenter gehört eine Welle 16, deren Enden auf mit der Hülse 10 verbundenen Zapfen 17 und 18 gelagert sind; die senkrechte Achse yy' des Exzenters verläuft senkrecht zur Achse xx 'und parallel zu den Mantellinien 19 des Hohlraums 14.

Der Exzenter 15 weist außerdem eine zylindrische Krone 20 auf, deren senkrechte Achse von der Achse»¹' verschieden ist. Ein auf der Hülse 10 angebrachter Motor 21 versetzt den Exzenter 15 über ein Getriebe 22 in Drehung. Der Kolben weist eine schraubenförmige Nut 23 auf, durch die das Schmiermittel in die Hülse gelangt.

Beim Drehen des Exzenters 15 wird die Krone 20 mit dem gemäß F i g. 2 oberen Rand 25 und mit dem unteren Rand 26 des Hohlraums It in Berührung gebracht, wie es unter Bezugnahme auf die F i g. 4a bis 4e näher erläutert wird. In diesen Figuren wird der obere Rand 25 mit seinen vier Seiten h. i. j, k dargestellt. Es sei angenommen, daß das Werkstück, gesehen vom Bohrwerkzeug aus, im Uhrzeigersinn gedreht wird. Wenn das Bohrwerkzeug mit dem Werkstück in Berührung tritt, erhält es ebenfalls die Tendenz, sich im Uhrzeigersinn zu drehen, und wird vom Werkstück weggedrückt, so daß die Seiten h und k des oberen Randes 25 des Hohlraums 14 mit der Krone 20 des Exzenters 15 in Berührung stehen. Wenn der Exzenter 15 sich im Uhrzeigersinn dreht — stößt die Krone 20 den Rand h nach vorne und das Bohrwerkzeug wird in das Werkstück gedrückt (F ig. 4a).

Der durch das Bohrwerkzeug auf das Werkstück ausgeübte Druck hält die Seite h in Kontakt mit der Krone 20. die der Exzenterbewegung folgt und so eine Bewegung nach hinten beginnt. Die Seite k drückt weiterhin auf den Exzenter 15, so daß der Kolben und das Bohrwerkzeug im Uhrzeigersinn gedreht werden (F i g. 4b).

Der Exzenter dreht sich weiter und <*<e vordere Seite h des oberen Randes 25 sowie die votiere Seite h' des unteren Randes 26 stehen mit der Krone Λ nicht mehr in Berührung, da der Kolben 12 an den Anschlag 11 anstößt (F ig. 4c).

Wenn der Exzenter 15 sich weiterdreht, siößt die Krone 2(/ die Seite k des oberen Randes 25 zurück und läßt den Kolben 12 in zum Uhrzeigersinn umgekehrter Richtung drehen (F ig. 4d).

Die Krone 20 kommt außerdem symmetrisch mit dem unteren Rand 26 des Hohlraums 14 in Berührung, der vier Seiten h', /'. /'. k' aufweist (Fig.4e). Wegen des Drehmoments zwischen dem Bohrwerkzeug und dem Werkstück bleibt die Krone 20 mit k und /' und gleichzeitig mit Λ und Λ'in Berührung.

Es ist also ersichtlich, daß die Rotationsperiode Γ des Motors die Periode der alternierenden Längsbewegung L bestimmt, deren Amplitude dadurch verändert werden kann, daß die Stellung des Anschlags 11 sowie die Periode der alternierenden Drehbewegung Abgeändert wird, deren Mittelpunktswinkel von den jeweiligen Abmessrngen des Exzenters 15 und des Hohlraums 14 abhängt. Dieser Mittelpunktswinkel kann mit etwa 1 bis 5° gewählt werden.

Die Drehgeschwindigkeit des Motors muß so eingestellt werden, daß die Geschwindigkeit dos Bohrwerkzeugs während der alternierenden Längsbewegung mindestens gleich der Vorschubgeschwindigkeit A ist. so daß die Summe der beiden Translationsgeschwindigkei:?n des Bohrwerkzeugs entlang der Achse xx' zu Null oder negativ wird, damit der gebildete Span bricht.

Die alternierende Drehbewegung M erlaubt das Lösen des gebrochenen Spans aus den Spannuten 24. aus denen er dann durch das Schmiermittel entfernt wird.

Hierzu ?. Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 deldrehantrieb als oszillierender Antrieb mit der Perio- Patentansprüche: de Tausgebildet ist und das der Drehwinkel dieses oszil lierenden Antriebs gleich einem Bruchteil eines rechten

1. Bohreinheit mit einer das Bohrwerkzeug auf- Winkels ist.

nehmenden, in Vorschubrichtung bewegbar ange- 5 Auf diese Weise wird erreicht, daß bei beliebiger ordneten Spindel einem Antrieb zur oszillierenden. Bohrgeschwindigkeit d. h. bei frei wählbarer Drehgemit einer Periode Γ erfolgenden Bewegung der schwindigkeit des Werkstückes, und frei wählbarer Boh-Spindel in Vorschubrichtung sowie einem Spindel- rervorschubgeschwindigkeh stets eine definierte Spandrehantrieb, dadurch gekennzeichnet, bildung erhalten und aufgrund der miteinander korredaß bei drehangetriebenem Werkstück (1) der Spin- io lierten alternierenden Längs- und Rotationsbewegung deldrehantrieb als oszillierender Antrieb mit der Pe- des Bohrers gleichzeitig mit der Spanbrechung ein seriode Γ ausgebildet ist und daß der Dreh winkel die- fortiges Lösen der gebrochenen Späne aus den Spannuses oszillierenden Antriebs gleich einem Bruchteil ten des Bohrers erfolgt so daß ein dem Bohrer zugeeines rechten Winkels ist führtes Schmiermittel zur beschleunigten und problem-

2. Bohreinheit nach Anspruch I, dadurch gekann- is losen Abführung der Späne sowie zu einer bei hohen zeichnet daß der oszillierende Antrieb einen um ei- Bohrgeschwindigkeiten erforderlichen Kühlung des ne senkrecht zur Spindelachse (x-x") verlaufende Bohrers auch während des Bohrvorganges stets bis zur Achse ζχ-χ") drehbar gelagerten und durch den An- Bohrerspitze vordringen kann. Die Folge davon ist eine trieb in Rotation versetzten Exzenter (15) aufweist überraschend hohe Bohrleistung bei gleichzeitiger Veraer mit Spiel in einem im Querschnitt im wesenüi- 2& besserung der Arbeiisgenauigkeh.

chen rechteckigen Hohlraum (14) angeordnet ist Aus der DE-AS 13 00 787 ist zwar eine Gewindebohr-

3. Bohreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch spindel mit einer treibenden und einer getriebenen WeI-gekennzeichnet daß die Spindel einen in einer Hülse Ie, die miteinander über eine Drehschwingungen erzeu-(10) geführten Werkzeughalter (2) umfaßt und daß gende Exzenterwelle verbunden sind, bekannt bei der die Hülse zur Unterbrechung der Rückbewegung 25 die Oszillation- und Schwingungsbfwegung in Richder Spindel einen einstellbaren Anschlag (11) auf- tung der Gewindtsteigung des Gewindeschneidwerkweist. Zeuges verläuft Dabei ist die getriebene Welle mit ei-

4. Bohreinheit nach Anspruch 3, dadurch gekenn- nem der Steigung des zu erzeugenden Gewindes entzeichnet daß der oszillierende Antrieb einen auf der sprechenden Gewinde versehen, das in einer am umlau-Hülse (10) angebrachten Motor (21) umfaßt 30 fenden Teil des Spindelgehäuses angeordneten Leitmutter geführt ist Die Oszillations- und Schwingungsbewe-

gung wird bei dieser bekannten Gewindebohrspindel

zur Erzielung einer besonders guten Oberflächengüte des jeweils hergestellten Gewindes verwendet und sie

Die Erfindung betrifft eine Bohreinheit mit einer das 35 soll außerdem dazu beitragen, daß die sich ergebenden

Bohrwerkzeug aufnehmenden, in Vorschubrichtung be- Schnittkräfte klein sind, um die Lebensdauer des Ge-

wegbar angeordneten Spindel, einem Antrieb zur oszil- Windeschneidwerkzeuges zu erhöhen. Einen Hinweis

lierenden, mit einer Periode T erfolgenden Bewegung zur Erhöhung der Leistung und du· Arbeitsgenauigkeit

der Spindel in Vorschubrichtung sowie einem Spindel- bei einem normalen Bohrvorgang vermittelt diese

drehantrieb. 40 Druckschrift jedoch nicht

Eine Bohreinheit dieser Art ist aus der US PS Vorzugsweise besitzt der oszillierende Antrieb einen 28 91 426 bekannt Bei dieser bekannten Bohreinheit um eine senkrecht zur Spindelachse verlaufende Achse wird das Werkstück Fixiert und die den Bohrer aufneh- drehbar gelagerten und durch den Antrieb in Rotation mende Spinde! durch eine konstante Drehgeschwindig- versetzten Exzenter, der mit Spiel in einem im Querkeit besitzende Antriebswelle über eine in Drehrichtung 45 schnitt im wesentlichen rechteckigen Hohlraum angeeinen Schlupf zulassende Fluidkupplung in Rotation ordnet ist

versetzt. Zusätzlich wird die Spindel mit einer von der Diese Ausführungsform zeichnet sich durch besonde-

jeweiligen Drehgeschwindigkeit abhängigen Frequenz re Einfachheit verbunden mit hoher Betriebssicherheit

entgegen der Drehrichtung impulsartig beaufschlagt aus.

ohne jedoch im wesentlichen den Vorschub der Spindet so Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bzw. des Bohrers zu verändern. Erreicht werden soll umfaßt die Spindel einen in einer Hülse geführten durch diese spezielle Art des Spindelantriebs, daß beim Werkzeughalter, wobei die Hülse zur Unterbrechung Bohrvorgang eine störende Spanbildung vermieden der Rückbewegung der Spindel einen einstellbaren Anwird und das aus dem jeweiligen Werkstück herausge- schlag aufweist Dadurch können auf einfache Weise die schnittene Material gleich in eine kleinflockige Span- 55 jeweils optimalen Betriebsbedingungen vorgegeben form überführt wird. Nachteilig ist bei dieser bekannten werden.

Bohreinheit vor allem der komplizierte und damit auch Der oszillierende Antrieb umfaßt gemäß einer zweck-

störungsanfällige Antrieb sowie sich ergebende Beein- mäßigen Ausgestaltung der Erfindung einen auf der

trächtigungen in der Bohrleistung. Hülse angebrachten Motor.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bohreinheit der 60 An Hand der nachfolgenden Beschreibung sowie der eingangs angeführten Art in der Weise auszubilden, daß Figuren wird die Erfindung näher erläutert,
eine Erhöhung der Bohrleistung bei gleichzeitiger Ver- F i g. 1 stellt schematisch die erfindungsgemäße Bohrbesserung der Arbeitsgenauigkeit erhalten wird und au- einheit dar, der auf dem Schlitten einer Werkzeugmaßerdem eine Verbesserung der Spanbrechung und schine angebracht ist,

Spanablösung bei zuverlässiger Spanabführung erzielt 65 F i g. 2 stellt einen senkrechten Schnitt durch die Achwird, se XAf'der erfindungsgemäßen Bohreinheit dar,

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung da- Fig-3 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die

durch, daß bei drehangetriebenem V/erkstück der Spin- Achse xx'der erfindungsgemäßen Bohreinheit, die