DE2535718C3 - Tieflochbohreinrichtung für Mehrspindel-Drehautomaten - Google Patents
Tieflochbohreinrichtung für Mehrspindel-DrehautomatenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Tieflochbohreinrichtung zum Einsatz an Längsschlitten von Mehrspindel-Drehautomaten
mit stufenweise arbeitendem Rückzug des Bohrers /um Entspänen nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Bei solchen Einrichtungen wird das Werkzeug nach einem gewissen Arbeitsweg vorübergehend
aus dem Bohrloch herausbewegt, um die sich im Bohrloch ansammelnden Späne zu entfernen.
Es sind bereits Tieflochbohreinnchtüngen für Mehrspindel-Drehautomaten
rriit Ausspansteuerungen bekannt, mit deren Hilfe die zum 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 Entspänvorgangs hat sich der Längsschlitten, auf dem diese Einrichtungen befestigt werden,
gegenüber dem Werkstück um einen bestimmten Betrag bewegt, weil der eigentliche Arbeitsvorscuub des
Längsschlittens nicht unterbrochen wird. Der Bohrer
ίο würde somit nach jedem Ausspanvorgang mit Eilgangsgeschwindigkeit
auf den Werkstoff treffen. Um das zu verhindern ist es bekannt, eine Kurve vorzusehen, die
die Schlittenbewegung dar Bohreinrichtung durch den Hydraulikzylinder nach vorne begrenzt Die Kurve
erhält einen Anstieg entsprechend der Gesamtbohrtiefe und innerhalb ihres Anstiegs einzelne Stufen, die ein
Auflaufen des Bohrers nach dem Entspänen verhindern (Werkstatt und Betrieb 89 Jahrg. 1956, Heft 6, S.
316—319, und Finkeinburg: Mehrspindel-Automaten 1960, S. 289-290).
Nachteilig an diesen Einrichtungen ist daß sie sehr aufwendig und teuer sind. Die Anzahl der Entspänvorgänge
ist von der Anzahl der Stufen auf der Kurve abhängig, so daß andere Bohrtiefen oder eine andere
Anzahl der Entspänvorgänge neue Kurven erfordern. Davon abhängig w:,rd auch die Einrichtezeit der
Maschine erhöht Für den Start des Entspänvorganges ist eine definierte Ausgangsstellung der Kurve erforderlich,
die einen entsprechenden Steuerungsmehraufwand
JO notwendig macht.
Bei einer anderen hydraulischen Entspänvorrichtung ist es auch bekannt (Spur: Mehrspindel-Drehautomaten
S. 200—202), den Eilvorschub des Bohrers nach dem Entspänen dadurch zu begrenzen, daß ein zusätzlich
y> 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
■to das Leitungssystem verdrängt Die Flüssigkeitsmenge
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-Drehautomaten die Zahl der ausführbaren Entspänvorgänge reduzieren 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-Dreiiautomaten, insbesondere
stangenverarbeitenden Maschinen, keine sonstigen
öo hydraulischen Einrichtungen vorgesehen sind, wird
beim Einsatz von hydraulisch arbeitenden Tieflochbohreinrichtungen
ein besonderes HydrauÜkaggregat erforderlich.
Für Maschinen ohne Hydraulik-Einrichtung ist
Für Maschinen ohne Hydraulik-Einrichtung ist
"5 bereits eine mechanisch gesteuerte Tieflochbohreinrichtung
bekanntgeworden (Werkstatt und Betrieb 1956, Heft 6, S. 316), bei der die Entspänbewegungen mit
einem Kurbeltrieb erzeugt werden, der über einen
Kupplungsmechanismus angetrieben wird, jedoch bei jedem Entspänvorgang 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 den während des Entspänvorgangs vom
Vorschubschlitten ausgeführten Bohrvorschub auszugleichen. Durch den Kurbeltrieb wird zwar das
Umsteuern des Entspä/ischlittens vermieden; der Einrichtung haften jedoch die gleichen Nachteile an, wie
sie eingangs an den Stufenkufen angegeben wurden. Auch ist die letztere Einrichtung sehr aufwendig und
besteht aus vielen Einzelteilen, deren Spiel und Verschleiß die Genauigkeit der Bohrtiefe beeinträchtigen.
Ausgehend von einer solchen bekannten Einrichtung, die unter Verwendung einer an dem den Bohr 'orschub
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 Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung zu vereinfachen und dahingehend zu
verbessern, daß die Anzahl der Entspänhübe frei wählbar ist, sowie einen schnelleren Antrieb zu ti
Entspänen zu schaffen, der von der Bohrerdrehzahl unabhängig ist und der ohne zusätzliches Antriebsaggregat
auskommt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kurbelstange an der Bohrpinole bzw. dem
Entspänschlitten unmittelbar angelenkt ist, daß parallel zur Bohrerachse ein doppeltwirkender Pneumatikzylinder
zur Betätigung einer Zahnstange angeordnet ist, die in ein in an sich bekannter Weise auf der Kurbelachse
angeordnete* Zahnrad eingreift und mindestens gleichviel Zähne wie dieses Zahnrad aufweist, und daß beide
Stirnseiten des Pneumatikzylinders mit Einrichtungen zur Entlagendämpfung ausgerüstet sind.
Mit der erfindungsgemäßen Tieflochbohreinrichtung wird die bekannte Kupplungseinrichtung vermieden,
deren Steurrung genau wie die Ansc!ilagkurve von der
Anzahl der Entspänvorgänge abhängig ist.
Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Tieflochbohreinrichtung
ergibt sich, daß jede Bewegung des Kolbens im Pneumatikz>''nder von der einen Endsiellung
in die andere eine vollständige Umdrehung der Kurbelsche;be bewirkt und somit ein voller Entspänvorgang
(zurück und wieder vor) ausgeführt wird. Ein Umsteuern des Zylinders während des Entspänvorganges
ist hierbei nicht erforderlich.
Dementsprechend fallen auch keine diesbezüglichen Verlustzeiten an. Der Entspänvorgang ist also innerhalb
der nur durch die Stückfolgezeit begrenzten Zeitspanne beliebig oft wiederholbar. Dies wird vur 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 Schwingbewcgungen im Zylinder auftreten können. Beim Anschn'Hvorgang sind infolge der
Kniehebelwirkung des Kurbeltriebes vom Pneumatikzylinder nur vergleichsweise niedrige Kräfte aufzubrin
ίο
gen, 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
Überwachungseinrichtung verzichtet werden kann. Schließlich hat die erfindungsgemäße Einrichtung noch
den großen Vorteil, daß sie an das in jeder Werkstätte vorhandene Druclduftversorgungssystem angeschlossen
werden kann und somit auf ein eip^nes Druckerzeugungsaggregat verzichtet werden kami
Im folgenden wird die Einrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht der Einrichtung mit Blick auf den Kurbeltrieb entsprechend Pfeil »H« in F i g. 2,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-Bm Fig. 1,
F i g. 3 einen Schnitt nach Linie C-D in F i g. 2.
In Fig. 1 ist die Tieflochbohreinrichtung mit dem die
Entspänung ausführenden Kurbeltrieb als Ganzes in einer Seitenansicht dargestellt. Die Einrichtung kann
wahlweise fest auf dem Längsschlitten 1 eines Merhspindel-Drehautomaten montiert werden oder,
wie aus F i g. 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 10 verschraubt, mit dem die Kurbelstange 11 eines aus Kurbelstange 11
und Kurbeischeibe 12 bestehenden Kurbeltriebes gelenkig verbunden ist. Kurbelstange 11 und Kurbelscheibe
12 sind ebenfalls gelenkig verbunden, und zwar durch einen Gelenkbolzen 13. der zur axialen Festlc
gung der Bauteile einerseits einen Bund und am anderen E.ide einen Sicherungsring 14 aufweist. In Fig. 2 ist
diese Darstellung in die Schnittebene verlegt. Die mit der Kurbelscheibe 12 einstückig verbundene Kurbelachse
15 ist am Längsschieber 2 bei 16 und 17 axial und radial gelagert und trägt an ihrem anderen Ende
formschlüssig, ζ. R über eine Paßfeder oder ein Vielkeilprofil 18 ein Zahnrad 19, das in Zahneingriff mit
einem im Mittelteil als Zahnstange ausgebildeten, pneumatisch betätigten, doppelseitig beavfschlagbaren
Plunger 20 steht. Die Druckluftzuführung ist bei 21 und 22 dargestellt (F i g. 3).
Der Plunger 20 wird von einem Zylinder 23 aufgenommen, der beidseitig durch Deckel 24 luftdicht
verschlossen ist. Zentral in jedem Deckel 24 ist koaxia! mit dem Zylinder 23 eine einen Zyllinder 25 bildende,
abgesetzte Ausnehmung vorgesehen, in der je ein
ä
s
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 Lähgsschiebef 2
verbunden In jedem Gehäuseteil 29 ist ein weiterer Zylinder 30 angeordnet, in dem ein Kolben 31
verschiebbar ist, dessen Kolbenstange 32 ins Freie ragt und als Anzeiger für die Kolbenstellung dient. Auf der
anderen Kolbenseite ist eine Drückluftzuführung 33 angeschlossen. Die Kolbenstangenseite des Zylinders 30
und die der Kolbenstange 27 des Kolbens 26 abgewandte Seite des Zylinders 25 sind miteinander
iiber 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 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 U, 12 bedeutet, daß durch die Bewegung der Kurbelstange 11 die Bohfpinole, die Bohrspindel 7 und der Bohrer zum Entspänen zurückgezogen und nach 180° Kurbeldrehung wieder vorgeschoben werden. Während der letzten 90° Drehung der Kurbelscheibe 12 wird durch die Geometrie des Kurbeltriebes der Eilvorschub des Bohrers bereits verzögert. Kurz vor dem Auftreffen der Bohrerschneide auf den noch stehenden Werkstoff in der Bohrung trifft der Plunger
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 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 U, 12 bedeutet, daß durch die Bewegung der Kurbelstange 11 die Bohfpinole, die Bohrspindel 7 und der Bohrer zum Entspänen zurückgezogen und nach 180° Kurbeldrehung wieder vorgeschoben werden. Während der letzten 90° Drehung der Kurbelscheibe 12 wird durch die Geometrie des Kurbeltriebes der Eilvorschub des Bohrers bereits verzögert. Kurz vor dem Auftreffen der Bohrerschneide auf den noch stehenden Werkstoff in der Bohrung trifft der Plunger
in 20 auf die Kolbenstange 27 und schiebt den Kolben 26
gegen den Druck der Hydraulik im Zylinder 25 in die Endstellurig. Dabei strömt Hydraulikflüssigkeit vom
Zylinder 25 über das nicht dargestellte Regelventil in den Zylinder 30. Das Regelventil läßt in dieser Richtung
is 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
gedämpft/' Restbewegung der Vorschubbewegung des Bohrschlittens und führt vorübergehend zu einem
erhöhten Vorschub.
Ober die Druckluftzuführung 33 kann der Kolben 31 mit Druckluft beaufschlagt und damit die Verzögerungswirkung verstärkt werden. Außerdem dient die
Druckluftzuführung 33 zur Rückstellung des Kolbens 26 in die Ausgangslage.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
- Patentansprüche:I.Tieflochbohreinrichtungzum Einsatz an Längsschlitten von Mehrspindel-Drehautomaten mit 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 gegenüber dem Vorschubschlitten zurück- und wieder vorbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelstange (11) an der Bohrpinole (6) bzw. dem Entspänschlitten unmittelbar angelenkt ist, daß parallel zur Bohrerachse ein doppeltwirkender Pneumatikzylinder (23) zur Betätigung einer Zahnstange angeordnet ist, die in ein in an sich bekannter Weise auf der Kurbelachse (15) angeordnetes Zahnrad (19) eingreift und Yiündestens 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.
- 2. Tieflochbohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pneumatikzylinder als Kolben einen Plunger (20) enthält, der im Mittelteil als die Zahnstange ausgebildet ist
- 3. Tieflochbohreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Stirnende des Pneumatikzylinders (23) koaxial zu diesem ein Hydraulikzylinder (25) angeordnet ist, dessen Kolbenstange (27) in d<.n Pm jmatikzylinder (23) hineinragt und durch der Plunger (20) beaufschlagbar ist
- 4. Tieflochbohreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kolbenstange abgekehrte Seite eines jeden Hydraulikzylinders (25) über ein Stromregelventil mit je einem weiteren Zylinder (30) hydraulisch verbunden ist, dessen Kolben (31) ständig entgegen dem hydraulischen Druck vorbelastet ist.
- 5. Tieflochbohreinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (31) der weiteren Zylinder (30) als Vorbelastung 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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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
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