DE2518379C3 - Kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel, nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Durch die DE-PS 14 77 290 ist bereits eine solche kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel bekannt, bei der die Leitpatrone beim Bohren von Gewinden mit genngerer Steigung als die der Leitpatrone gegen die Kraft einer auf ihre Stirnfläche einwirkenden Druckfeder verschoben wird. Die Federkraft dieser Druckfeder muß bereits in der Ausgangsstellung der Leitpatrone zum Gewindebohren ausreichend hoch sein, damit der Gewindebohrer nach dem Einschalten des Gewindebohrerantriebs unter Druck in das mit dem Gewinde zu versehende Werkstück eindringen kann. Nachdem der Gewindebohrer genügend weit in den Werkstoff eingedrungen ist und sich nun selbst führt, könnte die Federkraft gänzlich entfallen. Da dieses mit vertretbarem Aufwand nicht zu realisieren ist, wird hier «ine Feder mit möglichst flacher Kennlinie eingesetzt, deren Federkraft im Zuge des Gewindebohrvorganges nur wenig ansteigt. Dadurch kann zwar eine ansteigende Beanspruchung des Gewindes der Leitpatrone und des Bohrkopfschaftes vermieden werden, vollkommen entlastet werden die Gewinde jedoch nicht
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine derartige Bohr- und Gewindebohrspindel so auszubilden, daß bei einfachster Bauweise die Leitpatrone lediglich während der Anfangsphase des Gewindebohrvorganges unter der Wirkung einer Federkraft steht
Durch die DE-PS 9 34509 ist zwar bereis eine

ίο Einrichtung zum maschinellen Gewindebohren bekannt geworden, bei der der Gewindebohrer im Stillstand und unter Erzeugung von zur Schwere zusätzlichem Druck an das Werkstück angesetzt wird, worauf der zusätzliche Druck gleich Null wird, wenn der dann in Drehung versetzte Gewindebohrer so tief in den Werkstoff eingedrungen ist, daß er aus eigenem Antrieb darin weiter einzudringen vermag.

Auch hier wird zur Erzeugung des zusätzlichen Druckes eine vorgespannte Druckfeder verwendet die aber wegen ihrer Länge relativ viel Platz benötigt was sich nachteilig auf die Größe der gesamten Bohreinrichtung auswirkt Außerdem ist eine Übertragung des durch diese DE-PS bekannten Prinzips auf eine kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel der eingangs beschriebenen Gattung sehr schwierig und nur unter größerem Aufwand durchzuführen.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch das Kennzeichen des Hauptanspruches. Diese Lösung soll anmeldungsgemäß nur in ihrer spez. vorgeschlagenen Bauweise im gattungsgemäßen Rahmen unter Schutz gestellt sein.

Der miit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß nunmehr im Zuge eines Gewindebohrvorganges, bei dem die Leitpatrone relativ zur Spindel gegen die Kraft der Feder bewegt wird, nach der Anfangsphase kein weiterer Kraftanstieg erfolgt wodurch das Gewinde der Leitpatrone und des Bohrkopfschaftes völlig entlastet wird.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung

anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht einer bei Gelenkspindelbohrmaschinen einsetzbaren kombinierten Bohr- und Gewindebohrspindel zum Bohren von Gewinden mit kleineren Steigungen als die der Leitpatrone und

F i g. 2 eine Teilansicht der in F i g. 1 gezeigten Gewindebohrspindel umgerüstet zum Bohren von Gewinden mit größerer Steigung als die der Leitpatrone.

Die Zeichnung zeigt nur die für die Erfindung wesentlichen Teile einer kombinierten Bohr- und Gewindebohrspindel, deren Spindellager 1 mittels Schrauben 2 an einer Spindelplatte 3 oder unmittelbar am Vorschubschlitten der Maschine befestigt ist Das im Spindellager 1 eingebaute Radiallager 4 sowie das Axiallager 5 dient zur Führung der Antriebskeilwelle 6. Mittels eines nicht näher bezeichneten Keilwellenprofils wird von der Antriebskeilwelle 6 ein Drehmoment über den Gewindeschaft 7 auf den nicht gezeigten Bohrkopf übertragen. Auf dem Gewindeschaft 7 ist ferner eine Leitpatrone 8 axial verschiebbar angeordnet, wodurch die Differenz zwischen den unterschiedlichen Steigungen der Gewindebohrer und der Steigung der Leitpatrone 8 ausgeglichen wird. Die Leitpatrone 8 selbst ist im Spindelgehäuse geführt und trägt zur Sicherheit gegen Verdrehen außenseitig eine Feder 10, die in eine durchgehende Längsnut des Spindelgehäuses 9 eingreift.

In der Ausgangslage liegt die Leitpntrone 8 mit ihrer unteren Stirnfläche an einem im Spindelgehäuse 9 angeordneten Sprengring 11 an. Ihre obere Stirnfläche 8a ist mit einer Fase 12 versehen, oberhalb der im Spindelgehäuse 9 Sperrglieder angeordnet sind, die lediglich zu Beginn einer Axialbewegung der Leitpatrone 8 eine sperrende Wirkung auf diese ausüben. Als Sperrglieder dienen in diesem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl Kugeln 13, von denen sich jeweils eine in gleichmäßig auf dem Umfang des Spindelgehäuses 9 verteilten Bohrungen befindet Die Kugeln 13 werden durch eine um das Spindelgehäuse 9 herumgreifende Ringfeder 14 mit einer auf den gewünschten Anbohrdruck des Gewindebohrers eingestellten Vorspannkraft gegen die Fase 12 gepreßt Zur Sicherung gegen axiales Verschieben ist die vorzugsweise aus Flachmaterial bestehende Ringfeder 14 in einer Umfangsnut 9a des Spindelgehäuses 9 eingesetzt Das Einstellen der Vorspannkraft kann dabei auf einfache Weise durch variieren der Dicke und/oder Breite der Ringfeder 14 geschehen.

Beim steigungsgebundenen Gewindebohren sichern die Sperrglieder die Leitpatrone 8 zusätzlich gegen axiale Verschiebung.

Im übrigen wurde, da die Erfindung nur für den zum Gewindebohren geeigneten Teil der kombinierten Gewindebohrspindel von Bedeutung ist auf die Darstellung sämtlicher Einzelheiten verzichtet Es . versteht sich aber, daß die Erfindung nicht nur bei kombinierten Bohr- und Gewindebohrspindeln Anwendung finden kann, sondern auch bei reinen Gewindebohrspindeln.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen kombinierten Bohr- und Gewindebohrspindel ist wie folgt:

Die Zeichnungen zeigen die kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel in der Ausgangsstellung zum Gewindebohren. Die Leitpatrone 8 befindet sich in F i g. 1 in ihrer unteren Endstellung. Nach dem Einschalten des Antriebes fährt der Gewindebohrer steigungsgebunden auf das Werkstück. Der sich hierbei aufbauende Anbohrdruck richtet sich nach der von der Ringfeder 14 aufgebrachten Vorspannkraft, mit der die Kugeln 13 gegen die Fase 12 der Leitpatrone 8 gepreßt werden. Mit der hier beschriebenen Gewindebohrspindel sind nur Gewinde herzustellen, deren Steigung gleich odeir kleiner ist als das der Leitpatrone 8. Da die Leitpatrone 8 beim steigungsgebundenen Bohren von Gewinden,, d. h. beim Bohren von Gewinden, deren Steigung mit der der Leitpatrone 8 übereinstimmt, in ihrer Ausgangsstellung verbleibt, sei angenommen, daß die Steigung des zu bohrenden Gewindes kleiner ist als die der Leitpatrone 8, In diesem Fall bewegt sich nach dem Anbohren des Gewindebohrers im Werkstück die Leitpatrone 8 nach oben, wodurch nach einigen Umdrehungen des Gewindebohrers die Kugeln 13 gegen die Kraft der Ringfeder 14 in die Bohrungen zurückgedrückt werden. Damit fällt der zum Anbohren benötigte Druck praktisch auf Null. Je nach Tiefe des zu bohrenden Gewindes verschiebt sich nun die in Längsrichtung völlig entlastete Leitpatrone 8 mehr oder

ίο weniger weit nach oben. Nach der Fertigstellung des Gewindes wird die Drehrichtung des Gewindebohrers geändert, wobei sich die Leitpatrone 8 wieder nach unten bewegt bis sie wieder am Sprengring 11 anliegt Durch weitere, nicht gezeigte Mittel, ist dafür Sorge getragen, daß in diesem Augenblick der Antrieb des Bohrkopfes abgeschaltet wird.

Mit geringem zusätzlichen Aufwand ist es darüber hinaus möglich, eine derartige Gewindebohrspindel so auszubilden, daß auch Gewinde mit größeren Steigungen als die tier Leitpatrone 8 hergestellt werden können. Hierzu ist die Leitpatrone 8 seitenverkehrt auf den Gewindeschaft 7 aufzuschrauben. Die Ausgangsstellung der Leitpatrone 8 ist dann wie in F i g. 2 angedeutet Ihre Bewegung während des Gewindebohrens ist jetz? nach unten gerichtet

Der Vollständigkeit halber sei schließlich erwähnt daß die vorgeschlagenen Maßnahmen überdies den Bau von Gewindespindeln erlauben, mit denen nicht nur Gewinde mit geringerer oder größerer, sondern auch mit geringerer und größerer Steigung als die der Leitpatrone geschnitten werden können. Zu diesem Zweck müssen die Sperrglieder gleichzeitig in beiden möglichen Bewegungsrichtungen der Leitpatrone sperrend wirken.

Das kann erreicht werden, indem sie z. B. in einer V-förmigen Umfangsnut der Leitpatrone eingreifen. Wenn die Umfangsnut in der Mitte der Leitpatrone angeordnet ist, kann sich diese in beiden Richtungen gleich weit verschieben. Damit können unabhängig von der Steigung des Gewindes der Leitpatrone alle Gewinde bis zu einer Tiefe hergestellt werden, die selbst bei max. Differenz der Steigung des Gewindebohrers und der Leitpatrone mindestens der halben Leitpatronenlänge entspricht Um Funktionsstörungen zu ver- meiden, muß dafür Sorge getragen sein, daß die Leitpatrone keine größere Axialbewegung ausführt, da dann die Sperrglieder wieder zur Wirkung gelangen. Dies kann auf einfachste Weiss durch eine geeignete elektrische Steuerung des Antriebes der Gewindebohrspindel geschehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel, mit einer innerhalb der Spindel drehbar gelagerten Antriebskeilwelle, auf der drehfest und axial verschiebbar ein Gewindeschaft des Bohrkopfes gelagert ist, dessen Gewinde mit dem einer ebenfalls gegen Verdrehung gesicherten Leitpatrone in Eingriff steht, die während des Bohrens von Gewinden mit kleinerer Steigung als die des Leitgewindes mitsamt dem Bohrkopf gegen die Kraft einer Feder eine der Differenz beider Steigungen entsprechende Relativbewegung gegenüber der Spindel in zur Längsbewegung des Bohrkopfes entgegengesetzter Richtung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Feder über mindestens ein im Spindelgehäuse: (9) angeordnetes und an einer Kante der Leitpatrone (8) angreifendes Sperrglied auf die Leitpatrone (8) übertragbar ist

2. Kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied an einer Kante der Stirnfläche (Sa) der Leitpatrone (8) angreift

3. Kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante an der Stirnfläche (8a) der Leitpatrone (8) mit einer Fase (12) versehen ist

4. Kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß als Sperrglieder eine Vielzahl von gleichmäßig über den Umfang des Spindelgehäiises (9) verteilte und in entrprecherd großen Bohrungen geführte, an der Feder anliegende Kugeln (13) angeordnet sind.

5. Kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als gleichzeitig alle Kugeln (13) beaufschlagende Ringfeder (14) ausgebildet ist

6. Kombinierte Bohr- und Gewindebohrspindel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Ringfeder (14) in eine Umfangsnut (9a) des Spindelgehäuses (9) eingelegt ist.