DE2535718A1

DE2535718A1 - Tieflochbohreinrichtung fuer mehrspindel-drehautomaten

Info

Publication number: DE2535718A1
Application number: DE19752535718
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing Grad Brandl
Original assignee: Pittler Maschinenfabrik AG
Current assignee: Pittler Maschinenfabrik AG
Priority date: 1975-08-09
Filing date: 1975-08-09
Publication date: 1977-02-10
Also published as: DE2535718C3; DE2535718B2; IT1071659B; GB1526495A

Description

Pat ent anwält e
Dipl.-Ing. V.Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem

Frankfurt am Xain Staufenstraße 36

FITILER Maschinenfabrik AG
507 Langen, Pittlerstraße

Tieflochbohreinrichtung für Mehrspindel - Drehautomaten

Die Neuerung betrifft eine Tieflochbohreinrichtung zum Einsatz an Längsschlitten von Mehrspindel-Drehautomaten mit stufenweise arbeitendem Rückzug des Bohrers zum Entspänen. Bei solchen Einrichtungen wird also das Werkzeug nach einem gewissen Arbeitsweg wieder aus dem Bohrloch herausbewegt, um die sich im Bohrloch ansammelnden Späne zu entfernen.

Ls sind bereits Tieflochbohreinrichtungen für Mehrspindel-Drehautomaten mit Ausspansteuerungen bekannt, mit deren Hilfe die zuz: Ausspänen erforderliche Rückbewegung des Werkzeugs und das erneute Anstellen zum nächsten Bohrvorgang selbsttätig und mehrmals nacheinander steuerbar sind. Die Anordnungen sind hierbei meist so getroffen, daß die Entleerhübe über einen Hydraulikzylinder bewirkt werden. Auf diese Weise ist es möglich, unabhängig von der Bewegung der übrigen auf dem Längsschlitten befestigten Werkzeuge einen raschen Eilrücklauf und Eilvorschub zu erreichen. Während dieses Lüftvorgangs hat sich der Längsschlitten, auf dem diese Einrichtungen befestigt werden, gegenüber dem Werkstück um einen bestimmten Betrag bewegt, weil der eigent-

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liehe Arbeitsvorschub des Längsschlittens nicht unterbrochen wird. Der Bohrer würde somit nach jedem Ausspanvorgang mit Eilganggeschwindigkeit auf den Werkstoff treffen. Um das zu verhindern ist es bekannt, eine Kurve vorzusehen, die die Schlittenbewegung der Bohreinrichtung durch den Hydraulikzylinder nach vorne begrenzt. Die Kurve erhält einen Anstieg entsprechend der Gesaoitbohrtiefe und innerhalb ihres Anstiegs einzelne Stufen, die ein Auflaufen des Bohrers nach der. Lüften verhindern (Werkstatt und Betrieb 89 Jahrg. 1956, Heft 6, S. 316-319, und Finkelnburg: Mehrspindel-Automaten 1960, S. 289-290).

Nachteilig an diesen Einrichtungen ist, daß sie sehr aufwendig und teuer sind. Die Anzahl der Entspanvorgange ist von der Anzahl der Stufen auf der Kurve abhängig, so daß andere Bohrtiefen oder eine andere Anzahl der Entspanvorgange neue Kurven erfordern. Davon abhängig wird auch die Einrichtezeit der Maschine erhöht. Für den Start des Entspänvorganges ist eine definierte Ausgangsstellung der Kurve erforderlich, die einen entsprechenden Steuerungsmehraufwand notwendig macht.

Bekannt ist auch (Spur: Mehrspindel-Drehautomaten S. 200 202), den Eilvorschub des Bohrers nach dem Ent spänen dadurch zu begrenzen, daß ein zusätzlich angebrachter hydraulischer Ausgleichskolben den Entspänschlitten bzw. die Bohrpinole kurz vor der vorderen Endstellung abbremst. Wenn die Bohrpinole mit der Bohrspindel auf den Ausgleichskolben auftrifft . wird öl aus dem Ausgleichszylinder über ein Stromregelventil in das Leitungssystem verdrängt. Die Flüssigkeit sinenge ist dabei so einstellbar, daß sich die Bohrspindel nur allmählich in die anschlagbegrenzte Endstellung schiebt. Theoretisch ist die Zahl der Entspänungsvorgänge nicht begrenzt. Praktisch jedoch bedeutet die Notwendigkeit des Umsteuerns des Hydraulikkolbens einen Zeitverlust, der bei den sehr kurzen Stückfolgezeiten eines Mehrspindel-Drenautomaten die Zahl der ausführbaren Entspanvorgange re-

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duzieren kann. Als nachteilig ist auch bei allen bekannten hydraulischen Einrichtungen anzumerken, daß keine Verriegelung des Bohrschlittens in der vorderen Endlage vorhanden ist, so daß die Vorschubkraft beim Bohren von der Flüssigkeitssäule aufgenommen werden muß. Dadurch werden, in Abhängigkeit vom größtmöglichen einsetzbaren Bohrdurchmesser und der max. Vorschubgeschwindigkeit relativ große Zylinder und Kolben erforderlich, so daß große bewegte Massen vorliegen.

Da an vielen Mehrspindel-Drehautomaten, insbesondere stangenverarbeitenden Maschinen, keine sonstigen hydraulischen Einrichtungen vorgesehen sind, wird beim Einsatz von hydraulisch arbeitenden Tieflochbohreinrichtungen ein besonderes Hydraulikaggregat erforderlich.

Für Maschinen ohne Hydraulik-Einrichtung ist bereits eine mechanisch gesteuerte Tieflochbohreinrichtung bekannt geworden (Werkstatt und Betrieb 1956, Heft 6, S. 316), bei der die Entspänbewegungen mit einem Kurbeltrieb erzeugt werden, der über einen Kupplungsmechanismus angetrieben wird, o^{edocn De}i ijedem Entspänvorgung nur eine Umdrehung macht und dann selbsttätig auskuppelt und verriegelt. Kurbeltrieb und Kupplungsmechanismus sind an dem Schlitten befestigt, der den kontinuierlichen Bohrvorschub ausführt. Der Kurbeltrieb ist über eine Ratsche und eine damit drehbare Anschlagkurve mit dem Entspänschlitten verbunden. Die Kurve ist mit Ausfräsungen versehen, die von Teilung zu Teilung tiefer werden, um dadurch die während des Entspän-Vorgangs vom Vorschubschlitten ausgeführten Bohrvorschub auszugleichen. Durch den Kurbeltrieb wird zwar das Umsteuern, des Entspänschlittens vermieden; der Einrichtung haften jedoch die gleichen Nachteile an, wie sie eingangs zu den Stufenkurven angegeben wurden. Auch ist die letztere Einrichtung sehr aufwendig und besteht aus vielen Einzelteilen, deren Spiel und Verschleiß die Genauigkeit der Bohrtiefe beeinträchtigen.

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Ausgehend von einer solchen bekannten Einrichtung, die unter Verwendung einer an dem den Bohrvorschub ausführenden Schlitten angeordneten Kurbelscheibe arbeitet, die bei jedem Entspänvorgang selbsttätig nur eine Umdrehung ausführt und über eine Kurbelstange eine Bohrpinole oder einen Entspänschlitten steuert, liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde , eine solche Einrichtung zu vereinfachen und dahingehend zu verbessern, daß die Anzahl der Entspänhübe frei wählbar ist, sowie einen schnelleren Antrieb zum Entspänen zu schaffen, der von der Bohrerdrehzahl unabhängig ist und der ohne zusätzliches Antriebsaggregat auskommt.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kurbelstange an der Bohrpinole bzw. dem Entspänschlitten unmittelbar angelenkt ist, daß parallel zur Bohrerachse ein Pneumatikzylinder (23) angeordnet ist, von dessen beidseitig beaufschlagbarem Plunger eine Zahnstange betätigbar ist, die in ein in an sich bekannter Weise auf der Kurbelachse angeordnetes Zahnrad eingreift und mindestens gleichviel Zähne wie dieses Zahnrad aufweist, und daß beide Stirnseiten des Pneumatikzylinders mit Einrichtungen zur Endlagendäxpfung ausgerüstet sind.

Mit der neuerungsgemäßen Tieflochbohreinrichtung wird die bekannte Kupplungseinrichtung vermieden, deren Steuerung genau wie die Anschlagkurve von der Anzahl der Entspänvorgänge abhängig ist.

Als weiterer Vorteil der neuerungsgemäßen Tieflochbohreinrichtung ergibt sich, daß jede Bewegung des pneumatisch beaufschlagten Plungers von der einen Endstellung in die andere eine vollständige Umdrehung der Kurbelscheibe bewirkt und somit ein voller Ent spänvorgang (zurück und wieder vor) ausgeführt wird· Ein Umsteuern des Plungers während des Entspanvorganges ist hierbei nicht erforderlich.

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Dementsprechend fallen auch keine diesbezüglichen Verlustzeiten an. Der Entspänvorgang ist also innerhalb der nur durch die Stückfolgezeit begrenzten Zeitspanne beliebig oft wiederholbar. Dies wird vor allem auch dadurch ermöglicht, daß die Einrichtung zum Abbremsen des Bohrwerkzeugs kurz vor dem Auftreffen auf den Werkstoff in die beiden Stirnseiten des Pneumatikzylinders verlegt worden ist. Diese Einrichtung zur Endlagendämpfung ist so ausgebildet, daß die Verzögerung gegen das Hubende immer stärker wird, so daß keine Schwingbewegungen des Plunger auftreten können. Beim Anschnittvorgang sind infolge der Kniehebelwirkung des Kurbeltriebes vom Pneumatikzylinder nur vergleichsweise niedrige Kräfte aufzubringen, wodurch der Zylinder klein gehalten werden kann und somit als weiterer Vorteil der Einrichtung auch kleine bewegte Massen und als weitere Folge extrem kurze Entspänzeiten hervorzuheben sind.

In der vorderen Endstellung der Bohrpinole, der Bohrstellung, also bei achsparalleler Lage der Kurbelstange, wirkt der Kurbeltrieb als Verriegelung, da theoretisch eine unendlich grosse Kraft erforderlich wäre, um den Bohrer zurückzudrücken und den Kurbeltrieb auszulenken.

Ein weiterer Vorteil der neuerungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß keine definierte Ausgangsstellung des Kolbens für den Start der Bohrbearbeitung erforderlich ist und somit auch auf eine entsprechende Uberwachungseiniichtung verzichtet werden kann. Schließlich hat die neuerungsgemäße Einrichtung noch den großen Vorteil, daß sie an das in jeder Verkstätte vorhandene Druckluftversorgungssystem angeschlossen werden kann und somit auf ein eigenes Druckerzeugungsaggregat verzichtet werden kann.

Im folgenden wird die Einrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.

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Es zeigen:

Fig- 1 eine Seitenansicht der Einrichtung mit Blick auf den Kurbeltrieb entsprechend Pfeil "H" in Fig. 2

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B in Fig· 1 Fig. 3 einen Schnitt nach Linie C-D in Fig. 2

In Fig. 1 ist die Tieflochbohreinrichtung mit dem die Entspäruuig ausführenden Kurbeltrieb als Ganzes in einer Seitenansicht dargestellt. Die Einrichtung kann wahlweise fest auf dem Längsschlitten 1 eines Mehrspindel-Drehautomaten montiert werden oder, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, als unabhängig betätigter Längsschieber 2 auf einer am Längsschlitten 1 mit Schrauben befestigten Führung 3 verschoben werden. Im ersten Fall führt der Längsschlitten 1 den Bohrvorschub aus, im zweiten Fall erfolgt der Bohrvorschub über eine unabhängige Vorschubeinrichtung der Maschine, die über eine am Längsschieber 2 bei 4 angelenkte Stange 5 angreift.

Im Längsschieber 2 ist eine nicht drehbare Pinole 6 axial verschieblich aufgenommen, und innerhalb der Pinole 6 ist die Bohrspindel 7 drehbar aber axial unverschiebbar gegenüber der Pinole 6 gelagert. Die Bohrspindel 7 wird über eine Welle 8 ständig durch den Schnellbohrantrieb der Maschine angetrieben. Mit einem Flansch 9 der Pinole 6 ist ein Ring verschraubt, mit dem die Kurbelstange 11 eines aus Kurbelstange 11 und Kurbelscheibe 12 bestehenden Kurbeltriebes gelenkig verbunden ist. Kurbelstange 11 und Kurbelscheibe 12 sind ebenfalls gelenkig verbunden, und zwar durch einen Gelenkbolzen 13, der zur axialen Festlegung der Bauteile einerseits einen Bund und am anderen Ende einen Sicherungsring 14 aufweist. In Fig. 2 ist diese Darstellung in die Schnittebene verlegt. Die mit der Kurbelscheibe 12 einstükkig verbundene Kurbelachse 15 ist am Längsschieber 2 bei und 17 axial und radial gelagert und trägt an ihrem anderen

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Ende formschlüssig, z.B. über eine Paßfeder oder ein Vielkeilprofil 18, ein Zahnrad 19, das in Zahneingriff mit einem im Kittelteil als Zahnstange ausgebildeten, pneumatisch betätigten, doppelseitig beaufschlagbaren Plunger 20 steht. Me Druckluftzuführung ist bei 21 und 22 dargestellt (Fig.3).

Der Plunger 20 wird von einem Zylinder 23 aufgenommen, der beidseitig durch Deckel 24 luftdicht verschlossen ist. Zentral in Jedem Deckel 24 ist koaxial mit dem Zylinder 23 eine einen Zylinder 25 bildende abgesetzte Ausnehmung vorgesehen, in der je ein Kolben 26 axial verschiebbar gelagert ist, dessen Kolbenstange 27 in den Zylinder 23 hineinragt.

Die rechte Endstellung des Kolbens 26 wird durch einen Anschlag 28 begrenzt, der in einem Gehäuseteil 29 koaxial zum Plunger 20 und zum Kolben 26 angeordnet ist. Die Gehäuseteile 29 und die Deckel 24 sind durch nicht dargestellte Schrauben mit dem Längsschieber 2 verbunden. In Jedem Gehäuseteil 29 ist ein weiterer Zylinder 30 angeordnet, in dem ein Kolben 31 verschiebbar ist, dessen Kolbenstange 32 in Freie ragt und als Anzeiger für die Kolbenstellung dient. Auf der anderen Kolbenseite ist eine Druckluftzuführung 33 angeschlossen. Die Kolbenstangenseite des Zylinders 30 und die der Kolbenstange 27 des Kolbens 26 abgewandte Seite des Zylinders 25 sind miteinander über ein Stromregelventil verbunden und bilden ein abgeschlossenes hydraulisches System, in das die Hydraulikflüssigkeit nur einmal über einen nicht dargestellten Füllnippel, z.B. mit einer Handpresse, eingebracht wurde. Die Verbindung der Zylinder 25 und 30 ist nicht dargestellt, weil sie im Griffbereich jedes Durchschnittsfachmannes liegt. Sie kann beispielsweise als Kanal im Gehäuseteil 29 oder als Rohrleitung außerhalb der Gehäuseteile 29 ausgebildet sein.

Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgendermaßen:

Wird eine Seite des Plungers 20 mit Druckluft beaufschlagt, so bewegt sich der Plunger 20, wobei die Bewegung über das

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Zahnrad 19» Kurbelachse 15 und den Kurbeltrieb 12, 11 auf die Bohrpinole und somit auf das Bohrwerkzeug übertragen wird. Durch die beiden Anschläge 28 ist der Weg des Plungers 20 so einstellbar, daß ein Plungerhub genau eine Umdrehung des Kurbeltriebes 11, 12 bewirkt. Die Verzahnung des Plungers muß deshalb mindestens so viele Zähne aufweisen, wie das Zahnrad 19· Eine Umdrehung des Kurbeltriebs 11, 12 bedeutet, daß durch die Bewegung der Kurbelstange 11 die Bohrpinole, die Bohrspindel 7 und der Bohrer zum Ent spänen zurückgezogen und nach 180° Kurbeldrehung wieder vorgeschoben werden. Während der letzten 900 Drehung der Kurbelscheibe 12 wird durch die Geometrie des Kurbeltriebes der Eilvorschub des Bohrers bereits verzögert. Kurz vor den Auf treffen der Bohrerschneide auf den noch stehenden Werkstoff in der Bohrung trifft der Plunger 20 auf die Kolbenstange 27 und schiebt den Kolben gegen den Druck der Hydraulik im Zylinder 25 in die Endstellung. Dabei strömt Hydraulikflüssigkeit vom Zylinder 25 über das nicht dargestellte Regelventil in den Zylinder 30. Das Regelventil läßt in dieser Richtung nur eine bestimmte einstellbare Flüssigkeitsmenge in der Zeiteinheit durch, so daß die Bewegung des Plungers 20 und letztlich die Bewegung des Bohrers stark verzögert werden. Dadurch wird vermieden, daß der Bohrer mit Eilvorschub auf den Bohrlochgrund auftrifft, den er wegen der fortgesetzten Vorschubbewegung des Vorschlittens während des Entspänvorgangs bereits vor Vollendung der vollen Drehung der Kurbelscheibe erreicht. Da die Kraft des Pneumatikzylinders jedoch ausreicht, die Drehung der Kurbelscheibe bis in die Totpunktlage während des erneut begonnenen Schneidvorgangs zu vollenden, überlagert sich die gedämpfte Restbewegung der Vorschubbewegung des Bohrschlittens und führt vorübergehend zu einem erhöhten Vorschub.

Über die Druckluftzufühtung 33 kann der Kolben 31 mit Druckluft beaufschlagt und damit die Verzögerungswirkung verstärkt werden. Außerdem dient die Druckluftzuführung 33 zur Rück·* Stellung des Kolben 26 in die Ausgangslage.

609886/0259 PI 8688 / 4.8.1975 Schutzansprüche

Claims

Schut ζanspräche

Tieflochbohreinrichtung zum Einsatz an Längsschlitten von Nehrspindel-Drehautonaten rait stufenweise arbeitendem Rückzug des Bohrers zum Entspänen unter Verwendung einer an dem den Bohrvorschub ausführenden Schlitten angeordneten Kurbelscheibe, die bei jedem Entspänvorgang selbsttätig nur eine Umdrehung ausführt und über eine Kurbelstange eine Bohrpinole oder einen Entspänschlitten steuert, dadurch gekennzeichnet , daß die Kurbelstange (11) an der Bohrpinole (6) bzw. dem Entspänschlitten unmittelbar angelenkt ist, daß parallel zur Bohrerachse ein Pneumatikzylinder (23) angeordnet ist, von dessen beidseitig beaufschlagbarem Plunger (20) eine Zahnstange betätigbar ist, die in ein in an sich bekannter Weise auf der Kurbelachse (15) angeordnetes Zahnrad (19) eingreift und mindestens gleichviel Zähne wie dieses Zahnrad (19) aufweist, und daß beide Stirnseiten des Pneumatikzylinders (23) mit Einrichtungen (25,26,27*30,31) zur Endlagendämpfung ausgerüstet sind.

Tieflochbohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Plunger (20) selbst im Mittelteil als Zahnstange ausgebildet ist.

Tieflochbohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an jedem Stirnende des Pneumatikzylinders (23) koaxial zu diesem ein Hydraulikzylinder (25) angeordnet ist, und daß die Kolbenstange (27) des Kolbens (26) eines jeden Hydraulikzylinders (25) in den Pneumatikzylinder (23) hineinragt und durch den Plunger (20) beaufschlagbar ist.

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4. Tieflochbohreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kolbenstange abgekehrte Seite eines jeden Hydraulikzylinders (25) über ein Stroinregelventil mit je einem weiteren Zylinder (30) hydraulisch verbunden ist, dessen Kolben ständig entgegen dem hydraulischen Druck vorbelastet ist.

5. Tieflochbohreinrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolben (31) der weiteren Zylinder (30) auf ihrer Rückseite mit Druckluft beaufschlagt sind.

6. Tieflochbohreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kolben (26) der Pneumatikzylinder (23) ein einstellbarer Anschlag (28) zugeordnet ist.

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