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Bohrvorrichtung,
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insbesondere für die Holzbearbeitung Die Erfindung betrifft eine
Bohrvorrichtung, insbesondere für die IIolzbearbeitung, mit einem Gehduse,in dessen
vorderem Teil ein Antriebsmotor vorgesehen ist, dessen zentrale Motorwelle als Hohlwelle
ausgebildet ist, in der unverdrehbar, jedoch axial verschiebbar eine Antriebsspindel
zum Antrieb eines Bohrwerkzeuges oder eines Bohrkopfes angeordnet ist und an dessen
hinterem Gehäuseteil eine Vorschubvorrichtung vorgesehen ist, die koaxial zur Motorwelle
einen gehäusefesten und an einer Druckmediumquelle anschliessbaren Zylinder und
einen
in diesem geführten, eine Kolbenstange tragenden Kolben aufweist,
der mit der Arbeitsspindel zu deren Axialverstellung gekuppelt ist.
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In der Ifolztechnik ist bereits eine Vielzahl von Bohrvorrichtungon
bekannt, deren Arbeitsspindel durch den Kolben einer druckmediumgesteuerten Vorschubvorrichtung
für den Vorschub axial verstellbar ist.
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Dabei sind Bauarten bekannt, bei denen sich hierzu die Arbeitsspindel
in den Zylinder der Vorschubvorrichtung hineinerstreckt und unmittelbar am Kolben
drehbar gelagert ist. Sofern hierbei der Kolben in beiden Richtungen druckmediumgesteuert
ist, ergeben sich bei dieser Ausfülirungsforn erhebliche Probleme der Abdichtung
des auf Seiten der Arbeitsspindel liegenden Zylinderraumes, denn diese muss Dichtigkeit
sowohl gegenüber der Axialbewegung der Arbeitsspindel als auch gegenüber deren Rotationsbewegung
gewährleisten.
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Um die Zylinderabdichtung zuverlässiger und einfacher gestalten zu
können, hat man bei einer weiteren bekannten Ausführungsform den Kolben der Vorschubvorrichtung
über eine Kolbenstange mit dem Gehäuse des Antriebsmotors verbunden und dasselbe
in einem stationären Führungsgehäuse verschiebbar angeordnet und an diesem auch
den Zylinder der Vorschubvorrichtung befestigt. Bei dieser Konstruktion wird somit
der Antriebsmotor als Ganzes in Vorschubrichtung verschoben, so dass dessen Motorwelle
zugleich die vom Vorschubkolben völlig unabhängige Arbeitsspindel bilden kann und
somit im Zylinderboden eine Dichtung für die lediglich noch eine Axialbewegung durchführende
Kolbenstange vorzusehen ist.
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Die Abdichtung eines axial bewegten Teiles schafft hierbei, für sich
allein betrachtet, keinerlei Probleme, jedoch ist dafür wcihrend des Betriebs, aufgrund
der Verlagerung des Motorgehäuses,eine zwangsläufige Verlängerung des gesamten Aggregates
in Kauf zu nehmen (OS 2 119 317).
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Schliesslich ist eine Bohrvörrichtung der eingangs beschriebenen Art
bekannt (Konstruktion der Firma Ayen). Bei dieser Konstruktion ist das Endstück
der aus dem Zylinderboden herausragenden Kolbenstange des Vorschubkolbens mit einem
in einem Führungskörper verschiebbar geführten Führungsglied fest verbunden, in
dem seinerseits das I#interende der in der Motorwelle axial verschi#bbar angeordneten
Arbeitssinclel drehbar gelagert ist. Diese Konstruktion vereinigt zwei Vorteile
in sich: Einmal ist die sich lediglich axial bewegende Kolbenstange des Vorschubkolbens
im Zylinderboden abzudichten und zum anderen behält der Antriebsmotor während des
Arbeitsvorschubes seine Lage bei, so dass Motorgehäuse, Führungskörper und Zylinder
als einstückiges Bauteil ausgefiihrt werden können. Der Nachteil dieser Konstruktion
besteht aber darin, dass das Führungsglied die gleiche Verschiebestrecke auszuführen
hat wie der Vorschubkolben und sich dadurch die Bau länge des Aggregates um die
Lng des das Führungsglied aufnehmenden Führungskörpers vergrössert. Häufig können
aber im Maschinenbau wegen der gegebenen Platzverhältnisse nur Bohrvorrichtungen
relativ geringer Länge eingesetzt werden, was insbesondere dann der Fall ist, wenn
dic Bohrvorrichtungen von unten nach oben arbeitend vorzusehen sind, weil in diesem
Falle regelmässig die Installationsräunte besonders niedrig sind. Auch im Sondermaschinenbau
sind häufig die Installationsräume für die Montage von
Bohrvorrichtungen
beengt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Bohrvorrichtungen der
eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die Vorteile der vorbeschriebenen bekannten
Konstruktion in sich vereinigt, jedoch den Nachteil einer grossen Baulänge vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Kolbenstange
in der einen Stirnwand des Zylinders druckdicht geführt und die Arbeitsspindel mit
ihrem Hinterende mindestens in der Kolbenstange drehbar, jedoch axial unverschiebbar
angeordnet ist und dass die Kolbenstange während der Vorschubbewegung in die Motorwelle
hineinbewegbar ist.
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Bei dieser Konstruktion kann somit durch die Möglichkeit des Eindringens
der Kolbenstange in die Motorwelle darauf verzichtet werden, für die Lagerung des
aus dem Hinterende der Motorwelle herausragenden Teilstückes der Arbeitsspindel
zwischen diesem und der Kolbenstange ein zusätzliches, im Gehäuse verschiebbar anzuordnendes
Führungsglied vorzusehen, so dass also die Baulänge der Bohrvorrichtung verringert
werden kann, um ein Mass, das sich ergibt aus der axialen Länge des Führungsgliedes
und dem maximalen Vorschubweg des Vorschubkolbens bei der bekannten Bohrvorrichtung.
Die Länge der Kolbenstange kann hierbei so dimensioniert sein, dass sie in der Ausgangsstellung
des Vorschubkolbens sich ausserhalb der Motorwelle befindet oder aber mit ihrem
Endstück in dieser verbleibt. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung durchdringt
hierbei die Arbeitsspindel die Kolbenstange ganz und ist mit ihrem Ende im Kolben
der Vorschubstange gelagert, wodurch sich einmal eine sehr genaue
und
zum anderen eine stabile Lagerung erreichen lässt, indem sich in den Vorschubkolben
ein entsprechend gross dimensioniertes Lager, insbesondere ein Kugellager, einsetzen
lässt. In der Kolbenstange selbst, und zwar vorzugsweise im Bereich ihres freien
Endes kann zusätzlich noch ein Nadellager für den gleichen Zweck vorgesehen sein.
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Die Bohrvorrichtung wird man vorteilhaft mit einer I3ohrtiefeneinstellvorrichtung
ausstatten, um bei einer serienweisen Bearbeitung von Werkstückon stets gleiche
Bohrtiefen zu erhalten. Bevorzugt wird man hierbei eine Bohrtie.feneinstellvorrichtung
wählen, din in bekannter Weise eine am Zylinder der Vorschubvorrichtung koaxial
und drehbar sowie feststellbar an-Vorschub geordnete, d#n/#olben durchdringende
und in die Kolbenstange hineinragende Ge#windespindel aufweist, auf der eine gegen
Verdrehung relativ zur Kolbenstange gesicherte Anschlagmutter angeordnet ist. IIierbei-ergibt
sich eine günstige Konstruktion, wenn das in der Kolbens tange und geebenenfalls
im Kolben drehbar gelagerte hinter Endstück der Arbeitssl>indel als Hohlwelle
ausgebildet und die Anschlagmutter innerhalb der letzteren auf der Gewindespindel
gehalten ist. Dabei kann innerhalb der Arbeitsspindel auf der Gewindespindel zwischen
Anschlaginutter und Kolben noch eine an sich bekannte Auflaufdämpfungsvorrichtung
angeordnet sein; es ist aber auch möglich, eine solche Vorrichtung bei massiver
Ausbildung der Arbeitsspindel auf einer am Vorschubkolben befestigten und aus dem
Zylinder der Vorschubvorrichtung herausgeführten Trägerstange anzuordnen.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten sind aus der sich anschliessenden
Beschreibung zweier in der Zeichnung dargestellter Iusführungsheispiele erfindungsgemässer
Bohrvorrichtungen und/ oder aus den Patentansprüchen zu ersehen.
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In der Zeichnung zeigen: Fig.l einen Lanasscllnitt durch ein erstes
Ausffihrungsbeis;viel einer Bohrvorrichtung, Fig.2 einen Längsschnitt durch ein
zweites Ausführunysbeispiel einer Bohrvorrichtung, die mit einer Bohrtiefeneinstellvorrichtung
kombiniert ist, die sich zu einem wesentlichen Teil innerhalb der Arbeitsspindel
befindet.
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In Fig.l ist der als Elektromotor ausgebildete Antriebsmotor als Ganzes
mit lo bezeichnet. Derselbe weist ein Motorgehäuse 12 mit einem Stator 14 sowie
eine zentral im Stator gelagerte als Hohlwelle ausgebildet Motorwelle 16 auf, auf
der ein Rotor 18 befestigt ist. Die Motorwelle 16 ist in Kugellagern 20,22 drehbar
gelagert dio ihrerseits in jeweils einem Lagerdes Motorgehäuses schild 24 bzw. 2h/angeordnet
sind. In der Motorwelle 16 ist eine Arbeitsspindel 28 unverdrehbar, jedoch axial
verschiebbar angeordnet. Die Drehsicherung ist durch ein an sich bekanntes, zwischen
dem vorderen,gemäss Fig.l unteren Kugellager 2oder Motorwelle 16 und der letzteren
auf der Arbeitsspindel angeordnetes Keilblechpaket 30 bewerkstelligt, das einerseits
in am Umfang der Arbeitsspindel vorgesehene Längsnuten 32 und andererseits in entsprechende
Ausnehmungen der Motorwelle 16 eingreift. Die Axialverstellung der Arbeitsspindel
28 erfolgt mit Hilfe einer als Ganzes mit 34 bezeichneten Vorschubvorrichtung, die
gebildet ist durch einen Zylinder 36 und einem darin axial verstellbar geführten
Kolben 38, der eine Kolbenstange
40 trägt. Die zylinderräume sind
über Anschlusskanäle 42 und 44 wechselweise an eine Druckmediumquelle, beispielsweise
Druckluftquelle, anschliessbar bzw. mit der Atmosphäre verbindbar. Der Lagerschild
26 des Antriebsmotors bildet zugleich das eine Endstück des Zylinders 36 der Vorschubvorrichtung
34, das von der Kolbenstange durchdrungen ist.
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In diesem Endstück ist letztere mittels einer ringförmigen 46 Axialdichtung
druckdicht geführt. Di Kolbenstaiige ist hohlzylindrisch ausgebildet und deren Aussendurchmesser
ist mit Bezug auf den Innendurchmesser der hohlen Motorwelle 16 derart gewählt,
dass die Kolbenstange 40 teleskopartig sich in die Motorwelle 16 während des Vorschubes
hineinbewegen kann. Die Arbeitsspindel 28 ist in der Kolbenstange 40 drehbar, jedoch
axial unvnrschiebhar gelagert,und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt
sie sich mit einem Spindelteilstück 48, dessen Durchmesser kleiner ist als der Aussendurchmesser
des sich in der Motorwelle 16 befindenden Spindelteilstückes, bis in den Vorschubkolben
38 hinein. Dort ist das Endstück dieses Spindelteilstückes 48 in einem in den Vorschubkolben
eingesetzten Kugellager So drehbar gelagert und der Kugellageraufnahmeraum des kolbens
ist mittels einer Verschlusskappe 52 gasdicht verschlossen. Mit 54 ist ein Nadallager
bezeichnet, mit dessen ililfe das sich innerhalb der Kolbenstange befindende Spinde-lteilsttick
48 auch in der Kolbenstange drehbar gelagert ist. Koaxial zur Kolbenstange ist an
der gegenüberliegenden Stirnseite des Vorschubkolbens eine Trägerstanye 56 angeordnet,
die die Stirnwand 58 des Zylinders 36 durchdringt.
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Auf dieser Trägerstange ist eine Bohrtiefeneins tellvorrichtung an
sich bRanntr Bauart angeordnet, die der Einfachheit halber nicht dargestellt worden
ist.
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Sobald der Vorschubkolben 38 beaufschlagt wird und sich aus seiner
in Fig.l dargestellten Ausgangslage in Richtung des Antriebsmotors bewegt, wird
gleichzeitig auch die Arbeitsspindel in dieser flewequngsrichtung zur Durchführung
des Vorschubes mitgenommen, wobei die Kolbenstange 40 in die als ilohlwelle ausgebildete
rtotorwellz 16 eintauchen wird. Die Kolbenstange in Verbindung mit der Axialdichtung
46 trennt dabei den Zylinder von dem den Stator aufnehmenden Gehäuseraum des Motorgehäuses
12, und es kann auf eine Radialdichtung zum Abdichten der sich drehenden Arbeitsspindel
verzichtet werden, obgleich sich diese in die Kolbenstange hineinerstreckt.
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Das Ausführungsbe.ispiel gemäss Fig.2 entspricht in seiner konstruktiven
Ausbildung im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig.l,lediglich mit dem
Unterschied, dass sich innerhalb des Zylinders 36 noch eine als Ganzes mit 60 bezeichnete
Bohrtiefeneinstellvorrichtung befindet. Zu diesem Zweck ist die die Kolbens tange
40 durchdringende Arbeitsspindel 28 an ihrem sich innerhalb der Kolbens tange befindenden
Teilstück als IIohl-61 spindel ausgebildt-t, in die sich die Bohrtiefeneinstellvorrichtung
hineinerstreckt. Diese weist eine in der Stirnwand 58 des Zylinders verstellbar
und feststellbar angeordnete, in die Antriebsspindel hineinragende Gewindespindel
62 auf, die mittels eines Drehgriffes 64 entsprechend verstellbar ist. Auf dieser
Gesindospind-el ist eine Anschlagmutter 66 angeordnet, die mit in geeigneter Weise
Hilfe eines stanqenformigen,im Vorschubkolben 38/gehaltenen Anschlages G8 gegen
Verdrehung relativ zur Arbeitsspindel gesichert ist. Bewegt sich der Vorschubkolben
in Vorschubrichtung, so wird dessen Endstellung dadurch bestimmt, dass die in dan
Vorschubkolben 38 eingesetzte Verschlusskappe 5i an dieser Anschlagmutter
anfahren
wird. Der Vorschubaleg lässt sich durch Verdrehen der Gewindespindel 62 verändern,
indem diese Verdrehung eine Axialverstellung der Anschlagmutter 66 relativ zum Zylinder
bewirkt.