-
Lochkreisbohrmaschine Die Erfindung betrifft eine Bohrmaschine zum
gleichzeitigen Bohren mehrerer, auf einem oder mehreren Teilkreisen liegender Löcher.
-
Zweck der Erfindung ist es, eine Maschine zu schaffen, mit der schnell
und einfach mit entsprechend wenig Arbeitshüben in Ringen, Buchsen, Flanschen und
ähnlichen Bauteilen Durchgangslöcher, Senklöcher oder Gewindelöcher gebohrt werden
können, die auf einem oder mehreren Teilkreisen liegen.
-
Bisher werden derartige Teile, wenn sie in kleinen Stückzahlen vorkommen,
angerissen, gekörnt und gebohrt. Bei größeren Stückzahlen werden teure mehrspindlige
Universalbohrmaschinen eingesetzt und Vorrichtungen verwendet.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Lochkreisbohrmaschine
zu schaffen, die ohne die Notwendigkeit, Vorrichtungen verwenden zu müssen, von
Hilfskräften bedient werden kann, um gleichzeitig mehrere Löcher in bestimmten Winkelabständen
auf einem einstellbaren Teilkreis zu bohren.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Maschinenständer
mehrere Schwenkachsen in gleichen Winkelabständen und mit gleichen Abständen von
der Zentralachse des Maschinentisches drehbar gelagert sind, an denen be ein Schwenkarm
befestigt ist, an dessen freiem Ende eine Bohrspindel drehbar gelagert ist, daß
auf jeder Schwenkachse ein Paar koaxial miteinander verbundener Räder drehbar gelagert
ist, von denen Jeweils eines mit der zugehörigen Spindel in Antriebsverbindung steht,
während die restlichen Räder der Räderpaare durch einen gemeinsamen Riemen oder
Kette antriebsmäßig miteinander gekuppelt sind, der oder die mit einem motorischen
Antrieb verbunden ist, und daß die Schwenkachsen durch ein Planetengetriebe miteinander
gekuppelt sind, dessen Sonnenrad mit einem handbetätigbaren Stellrad antriebsmäßig
verbunden ist.
-
Sämtliche Spindeln werden also synchron von einem Antriebsmotor angetrieben,
wobei der Antriebsmotor z.B. über einen Ketten- oder Riementrieb ein Räderpaar antreibt,
von dem dann der Antrieb aller anderen Räderpaare abgeleitet wird, während von Jedem
einzelnen Räderpaar mittels eines separaten Riemens die zugehörige Spindel angetrieben
wird.
-
Das Räderpaar kann im Rahmen der Erfindung durch eine Walze von entsprechender
Axialerstreckung ersetzt werden, wenn nur sichergestellt ist, daß bei einer Betätigung
des Stellrades dank des Planetengetriebes alle Schwenkachsen synchron gleichmäßig
verschwenkt werden und daß der Drehantrieb der Spindeln dabei erhalten bleibt.
-
Wenn gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Schwenkradius jeder Spindel
geringfügig größer als der Abstand der Schwenkachsen von der Zentralachse der Maschine
gemacht wird, so kann mit einer 1800-Schwenkung der Spindel ein Lochkreisradius-Bereich
bestritten werden, der etwa gleich dem doppelten Spindelschwenkradius ist. Innerhalb
dieses Bereiches läßt sich stufenlos Jeder Lochkreisradius feineinstellen, wobei
aufgrund der Getriebegeometrie dafür gesorgt ist, daß der Winkel zwischen den Spindeln
erhalten bleibt.
-
Mit einer Vierspindelmaschine lassen sich somit in einem Arbeitsgang
vier auf gleichem Teilkreis liegende Bohrungen mit 9O0-Abstand bilden. Unter Verwendung
eines Drehtisches, der dann um 450 mit dem Werkstück gedreht wird, kann in einem
zweiten Arbeitsgang eine 8-Loch-Anordnung geschaffen werden. Desgleichen ist es
ohne Ausspannen des Werkstückes möglich, auf einen anderen Lochkreis überzugehen
und auf diesem Teilkreis weitere Bohrungen zu bilden.
-
Insbesondere wenn mehrere Bohrungen auf verschiedenen Teilkreisen
anzubringen sind, die eine bestimmte Winkellage zueinander haben, ist gemäß einer
Ausgestaltung vorteilhaft, daß der Maschinentisch um die Zentralachse drehbar gelagert
ist und über ein Getriebe mit der Schwenkeinrichtung für die Verschwenkung der Schwenkachsen
verbunden ist und daß das Getriebe bei einer Winkeldrehung des' Achsenkreuzes der
Spindeln den Tisch synchron um denselben Winkel dreht. Dank dieser Getriebeanordnung
wird erreicht, daß beim Verschwenken der Spindeln je auf einem Kreisbogen die relative
Bewegungsbahn der Spindeln zum Maschinentisch während der Anderung des Lochkreisdurchmessers
geradlinig, nämlich Jeweils auf einem Radius erfolgt.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel einer
Lochkreisbohrmaschine
veranschaulicht ist.
-
Es zeigt: Figur 1 eine vertikale Schnittansicht durch die Lochkreisbohrmaschine
längs der Linie 1 - 1 der Fig. 2, Figur 2 eine Draufsicht auf die Maschine in der
Ebene 2 - 2 der Fig. 1, Figur 3 eine Draufsicht auf ein spezielles Schwenkgetriebe
für den Maschinentisch, und zwar längs der Linie 3 - 3 der Fig. 1 und Figur 4 eine
Draufsicht auf das Schwenkgetriebe der Maschine in der Ebene 4 - 4 der Fig. 1.
-
In der Zeichnung ist eine Vierspindel-Lochkreisbohrmaschine veranschaulicht.
Der Motor 2 treibt über den Riemen 4 das Rad 6 an. Das Rad 6 ist mit Rad 8 und mit
Rad 16 koaxial verschraubt. Dieser Radsatz 6, 8, 16 ist auf einer Schwenkachse 50
frei drehbar gelagert. Drei weitere Schwenkachsen 52, 54, 56 sind auf demselben
Radius im 9O0-Abstand angeordnet und tragen je frei drehbar ein Paar miteinander
verschraubter Räder 10, 18 und 12, 20 sowie 14, 22. Die Räder 8, 10, 12, 14 sind
umschlungen von dem Riemen 32. Die vier Räder 16, 18, 20, 22 treiben über die Riemen
34, 36, 38, 40 vier Spindeln 42, 44, 46, 48 an, die in Schwenkarmen 58, 60,
62,
64 drehbar gelagert sind, welche ihrerseits an den Schwenkachsen 50, 52, 54, 56
befestigt sind, die wiederum an ihrem oberen Ende je ein Planetenrad tragen. Die
vier Planetenräder 66, 68, 70, 72 stehen über Zwischenräder 74, 76, 78, 80 mit einem
Sonnenrad 82 in Eingriff, welches koaxial mit einem Skalenrad 84 verbunden ist,
welches mit einem, durch das Gehäuse 24 nach außen geführten Handbetätigungsrad
86 ein Reibgetriebe bildet. Wird das Rad 86 gedreht, verstellen sich alle vier Spindeln
synchron und gleichmäßig, so daß der Winkelabstand von 900 zwischen zwei Spindeln
erhalten bleibt, Am Skalenrad 84 kann der jeweilige Teilkreisdurchmesser -der vier
Spindeln abgelesen werden.
-
Der Abstand a der Schwenkachsen 50, 52, 54, 56 von der Zentralachse
26 ist etwas größer als der Schwenkradius b der Spindeln, so daß bei einer Verschwenkung
der Spindeln um 1800 der Lochkreisradius zwischen dem Wert (a + b) und dem Wert
(a - b) verstellt wird. Dabei verschwenkt das Achsenkreuz der Spindeln um einen
Winkel d, der vom Schwenkwinkel c der Schwenkarme 34, 36, 38, 40 geometrisch abhängig
ist. Bei einem Schwenkwinkel c = 0° beträgt auch der Schwenkwinkel des Achsenkreuzes
00. Mit wachsendem Winkel c wächst auch der Winkel d, erreicht dann aber ein
Maximum
und fällt dann bei weiter steigendem Winkel c bis bei c = 1800 für d der Wert 0
erreicht wird.
-
Um nun zu erreichen, daß das Spindel-Achsenkreuz während der Lochkreisverstellung
keine Relativverschwenkung zum Spannfutter 108 des Tisches, auf dem das zu bohrende
Werkstück koaxial zur Zentralachse eingespannt ist, ausführt, wird der Tisch 110
mittels einer Tischschwenkeinrichtung synchron mit und um denselben Winkel d wie
das Spindel-Achsenkreuz verschwenkt.
-
Zu diesem Zweck ist eine der Schwenkachsen, im Ausführungsbeispiel
die Achse 50 am obersten Ende mit einem Zahnrad 90 versehen, welches über die Kette
88 und ein Kettenrad 92 eine Stehwelle 94 dreht. Die Stehwelle 94 erstreckt sich
über die gesamte Höhe der Maschine und weist unterhalb der Tischebene einen Kettentrieb
96, 98, 100 auf, der dieselbe Übersetzung und denselben Drehsinn hat wie der obere
Kettentrieb 88, 90, 92. Das Zahnrad 100 des unteren Kettentriebes dreht eine Welle
101, die exakt koaxial zur Spindel-Schwenkachse 50 im Maschinenständer 118 drehbar
gelagert ist und an der ein Schwenker 102 befestigt ist, der im Abstand b von der
Schwenkachse einen nach oben stehenden Mitnehmerbolzen 104 trägt, dessen Mittelachse
exakt mit der Achse der Spindel 42 ausgefluchtet ist. Bei Betätigung des Handrades
86 zur Verstellung
des Lochkreisdurchmessers bleibt aufgrund der
Antriebsgeometrie der Mitnehmerbolzen 104 immer mit der Spindel 42 vertikal ausgefluchtet.
-
Der Mitnehmerbolzen 104 ist in einer Führungsnut 105 eines Tischarms
106 verschiebbar geführt, der am Tisch 110 befestigt ist, welcher im Maschinenständer
um die Zentralachse 26 drehbar gelagert ist. Der Tisch 110 und sein Spannfutter
108 werden somit exakt synchron um denselben Winkel d verdreht mit dem das Achsenkreuz
der Spindeln bei Anderung des Lochkreisdurchmessers verschwenkt wird.
-
Die Relativbewegung der Spindeln 42, 44, 46, 48 zum im Spannfutter
108 eingespannten Werkstück erfolgt daher bei Änderung des Lochkreises exakt radial.
Damit ist eine millimetergenaue Herstellung von Bohrungen auf verschiedenen Lochkreisen
ohen zeitaufwendige Umrüstarbeiten möglich.
-
Ein eingestellter Teilkreisdurchmesser der vier Spindeln wird durch
eine Arretiereinrichtung fixiert. Diese besteht aus Tellerfedern 112, welche sich
auf Kolben 114 der Schwenkachsen 50, 52, 54, 56 abstützen und die Schwenkarme 58,
60, 62, 64 gegen das Gehäuse 24 klemmen. Zur Verstellung des Teilkreisdurchmessers
wird diese Verklemmung hydraulisch gelöst. Zu diesem Zweck sind die Kolben 114 in
Zylinderausnehmungen
115 der Schwenkarme 58, 60, 62, 64 geführt,
die unten abgeschlossen und an eine Druckmittelzufuhrleitung 116 angeschlossen sind.
Werden die Kolben 114 durch Betätigung eines Ventils 118 beaufschlagt, so wird die
Klemmung der Arretiereinrichtung vorübergehend aufgehoben.
-
Der Tisch 110 weist ebenfalls eine hydraulisch betätigbare Arretiereinrichtung
120 auf, die synchron von demselben Ventil 118 gesteuert wird.
-
Mit der beschriebenen Maschine werden gleichzeitig vier Löcher im
90°-Abstand gebohrt. Das Werkstück wird dann ausgespannt und z.B. nach Verdrehen
um 450 erneut eingespannt, um einen 8er-Lochkranz zu bohren.
-
Mit derselben Vierspindelmaschine kann auch ein 6-Lochkranz gebohrt
werden, indem nur mit 2 Spindeln gearbeitet wird, wobei allerdings eine zweimalige
Umspannung des Werkstückes um je 600 erforderlich ist.
-
Falls häufiger 6er-Lochkränze gebohrt werden sollen, ist die Ausrüstung
der Maschine mit 3-Spindeln vorteilhafter.
-
Um ein mehrfaches Umspannen des Werkstücks zu vermeiden, kann ein
handelsüblicher Drehtisch mit Gradeinteilung in Verbindung mit dem Tischschwenkarm
106 verwendet werden.