DE2834896A1

DE2834896A1 - Gewindebohrvorsatz

Info

Publication number: DE2834896A1
Application number: DE19782834896
Authority: DE
Inventors: Frederick W Ruland
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-10-11
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1979-04-12
Also published as: FR2405778B1; GB2005578A; JPS5820730B2; JPS5462593A; FR2405778A1; US4123192A; DE2834896C2; CA1091068A; ES474093A1

Description

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Frederick W.. RULAND, Waltham, Massachusetts o2154
V.St.A.

Gewind eh ohrvor sat ζ

Die Erfindung "bezieht sich auf einen Gewindebohrvorsatz für Werkzeugmaschinen mit einer umlaufenden Werkstückspindel.

Normalerweise erfolgt das Gewindebohren durch den Vorschub eines Gewindebohrwerkzeugs in ein mit Gewinde zu versehendes Loch, wobei das Werkzeug in bezug auf das Werkstück in einer ersten Richtung mit einer vorbestimmten Winkelgeschwindigkeit umläuft; dann wird das Werkzeug aus dem Loch zurückgezogen, wobei es in Gegenrichtung mit einer vorbestimmten Winkelgeschwindigkeit umläuft. In der Praxis gibt

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es viele Möglichkeiten zur Durchführung eines solchen Arbeitsgangs. Z. B. wird "bei einem herkömmlichen Gewindebohrwerkzeug mit axialem Spiel und automatischem Vorschub das Werkzeug ortsfest gehalten, während das Werkstück während des Werkzeugvorschubs in das Loch in eine erste Richtung und beim Rücklauf des Werkzeugs in die Gegenrichtung gedreht wird. Zum Steuern der Werkstückspindel bei diesem Verfahren ist ein herkömmliches umschaltbares Rädergetriebe verwendbar. Alternativ wird das Werkstück ortsfest gehalten, während das Gewindebohrwerkzeug während der Vorschubperiode des Arbeitszyklus in eine erste Richtung und während der Rücklaufperiode in die Gegenrichtung umläuft. Dieses Vorgehen wird unter Verwendung umschaltbarer Räderwerksausführungen zum Kuppeln des Gewindebohrwerkzeugs mit der Werkzeugantriebswelle ausgeführt. Alternativ kann in Verbindung mit einem herkömmlichen umschaltbaren Gewindebohrvorsatz ein Konstantgeschwindigkeits-Werkzeugantrieb benutzt werden.

Wenn die eine geeignete Geschwindigkeit liefernden Antriebe und Räderwerke für die Spindel und die Bohrwerkzeugantriebswelle verfügbar sind, sind die oben erläuterten Verfahrensweisen zufriedenstellende Es gibt jedoch viele Fälle, in denen diese Geschwindigkeiten nicht verfügbar sind. Z. B. sind in einem Mehrspindel-Drehautomaten mehrere Werkstückspindeln und zugeordnete koaxiale Werkzeugstellungen in einer Mehrfacharbeitsstationen-Anordnung vorhanden, so daß auf einer Maschine mit einem einzigen Antriebsmotor und einer zugeordneten Hauptantriebswelle mehrere Arbeitsvorgänge gleichzeitig durchführbar sind. Im allgemeinen sind die Spindeln und die Werkzeugpositionen symmetrisch um eine Mittenachse angeordnet, und die Spindeln sind mit einem

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Karussellträger gekoppelt, der um die Mittenachse schrittweise schaltbar ist, so daß jede Spindel schrittweise in jede Werkzeugstellung bewegbar ist. Bei diesem Aufbau Werden an den verschiedenen Werkzeugsteilungen geeignete Werkzeuge benutzt, so daß eine Folge von Bearbeitungsschritten an sämtlichen Werkstücken ausgeführt wird, während der Träger um die Mittenachse fortgeschaltet wird und in jeder Stellung so lange verweilt, bis der längste Arbeitsvorgang in der Folge beendet ist. Da die häufigsten Bearbeitungsvorgänge (z. B. Bohren) am besten so durchgeführt werden, daß das Werkstück mit relativ hoher Geschwindigkeit in bezug auf das Werkzeug umläuft, sind Mehrspindelmaschinen typischerweise so eingerichtet, daß sich ein entsprechendes Geschwindigkeitsverhältnis für jede Bearbeitungsstation ergibt. Dieses Verhältnis ist jedoch normalerweise eine Größenordnung zu groß für Gewindebohrvorgänge. Mit einer Mehrstationenmaschine, bei der sämtliche Spindeln mit Drehzahlen umlaufen, die für die meisten Bearbeitungsvorgänge geeignet sind, kann also das Gewindebohren nur mit das Drehzahlverhältnis vermindernden adaptiven Elementen durchgeführt werden.

Bisher sind zur Anpassung an die Hauptantriebswelle der Maschine spezielle Räderwerke vorgesehen worden, die zwei Reibungskupplungen und eine Zweipunkt-Abnahme benutzen. Dabei wird die Werkstückspindel einer Gewindebohrstation auf der normalen Drehzahl gehalten, während die Räderwerk- und Kupplungsanordnung die Drehzahl der Werhzeugantriebswelle so einstellt, daß das Gewindebohrwerkzeug so steuerbar ist, daß es wahlweise mit einer etwas höheren oder einer etwas niedrigeren Drehzahl als das Werkstück umläuft. Das Räderwerk zum Verbinden der Werkzeugantriebswelle mit der Hauptantriebswelle wird zweckmäßigerweise

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so gewählt, daß die verschiedenen Drehzahlen von Gewindebohrwerkzeug und Werkstück relativ zueinander für den erwünschten Gewindebohrvorgang geeignet sind. Diese Anordnung erfordert jedoch ein relativ kompliziertes und teures Räderwerk zum Steuern der Werkzeugantriebswelle durch die Hauptantriebswelle. Ferner werden beträchtliche Rüstzeiten für den Einbau solcher Räderwerke in herkömmliche Mehrspindel-Drehautomaten benötigt, wodurch sich starke Einschränkungen der Maschinenleistungsfähigkeit ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Gewindebohrvorsatzes für eine Maschine mit umlaufender Werkstückspindel und Werkzeugantriebswelle, wobei der Gewindebohrvorsatz ein Gewindebohrwerkzeug mit der Antriebswelle verbindet.

Der Gewindebohrvorsatz nach der Erfindung ist für eine Maschine mit wenigstens einer umlaufenden Werkstückspindel und einer zugeordneten koaxialen Werkzeugantriebswelle bestimmt. Der Gewindebohrvorsatz koppelt ein Gewindebohrwerkzeug mit der Antriebswelle in solcher Weise, daß das Werkzeug wahlweise so steuerbar ist, daß es in bezug auf ein eingespanntes Werkstück mit einer von zwei vorbestimmten Geschwindigkeiten in gleicher Richtung wie die Spindel umläuft. Der Gewindebohrvorsatz ist wahlweise so einstellbar, daß die eine der beiden Geschwindigkeiten höher und die andere niedriger als diejenige der Spindel ist.

Gewindebohren erfolgt dadurch, daß ein an der Spindel befestigtes Werkstück mit einer vorbestimmten Drehzahl (z. B. 1000 U ) um die Achse des zu bohrenden Lochs umläuft. Während des Gewindebohrabschnitts des Arbeitszyklus,

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bei dem das Werkzeug in Richtung zum Werkstück in axialer Richtung kraftbeaufschlagt ist, steuert der Gewindebohrvorsatz das Werkzeug so, daß es um die Bohrlochachse in der gleichen Richtung wie das Werkstück, jedoch mit einer davon verschiedenen Drehzahl, umläuft und in das Loch vorgeschoben wird. Damit läuft das Werkzeug in einer ersten Richtung in bezug auf das Werkstück mit einer ersten davon verschiedenen Drehzahl um. Nach dem Torschub in das Loch bis zur erwünschten Tiefe beginnt der Rücklaufabschnitt des Arbeitszyklus, wobei das Gewindebohrwerkzeug in axialer Richtung von dem Werkstück weg kraftbeaufschlagt wird. Der Gewindebohrvorsatz steuert das Werkzeug so, daß es um die Lochachse in der gleichen Richtung wie das Werkstück, jedoch wiederum mit einer davon verschiedenen Drehzahl umläuft. Somit läuft das Werkzeug während des Rücklaufabschnitts des Arbeitszyklus in bezug auf das Werkstück mit einer zweiten unterschiedlichen Drehzahl um. Die Drehzahlen des Gewindebohrwerkzeugs während des Vorschubs und des Rücklaufs sind so gewählt, daß die beiden unterschiedlichen Drehzahlen entgegengesetzte Polarität haben. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Folge der unterschiedlichen Drehzahlen zum Vorschub und zum Rücklauf umgekehrt werden. Damit können entweder links- oder rechtsgängige Gewinde gebohrt werden. Die unterschiedlichen Drehzahlen des Gewindebohrwerkzeugs sind in erwünschter Weise steuerbar, z. B. so, daß eine relativ lange Gewindebohrperiode mit einer relativ kurzen Rücklaufperiode kombiniert wird. Ferner ist die Größe der unterschiedlichen Drehzahlen durch die Auswahl des Übersetzungsverhältnisses in einfacher Weise steuerbar. Bei der Erfindung kann das herkömmliche freie axiale Spiel vorgesehen sein, wodurch sich ein automatischer Vorschub ergibt. Auch können in Verbindung mit der Erfindung herkömmliche Verfahren in bezug auf Tiefenanschlag und schaltbares Kuppeln angewandt werden.

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Durch die Erfindung wird also ein Gewindebohrvorsatz für eine Maschine mit wenigstens einer umlaufenden Werkstückspindel und einer zugeordneten koaxialen Werkzeugantriebswelle geschaffen. Der Gewindebohrvorsatz koppelt ein Gewindebohrwerkzeug mit der Antriebswelle in solcher Weise, daß das Werkzeug wahlweise so steuerbar ist, daß es in bezug auf ein eingespanntes Werkstück mit einer von zwei vorbestimmten Geschwindigkeiten in die gleiche Richtung wie die Spindel umläuft. Der Gewindebohrvorsatz ist selektiv so ausgebildet, daß die eine der beiden Geschwindigkeiten höher und die andere niedriger als diejenige der Spindel ist.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Drehbank mit einem Gewindebohrvorsatz nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Gewindebohrvorsatzes nach Fig. 1; und

Fig. 3 eine Explosionsansicht des Gewindebohrvorsatzes nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Drehbank 10 mit einer Werkstückspindel 12 und einem zugeordneten Spannfutter 14 für das Werkstück sowie einer Werkzeugantriebswelle 16. Die Welle 16 und die Spindel 12 werden so getrieben, daß sie koaxial in die gleiche Richtung um eine Bezugsachse 24 mittels einer

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herkömmlichen Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) -umlaufen. Ferner zeigt Pig. 1 eine Antriebswelle 30 und ein Werkzeugfutter 32, das mit einem Gewindebohrwerkzeug 34 gekoppelt ist.

Ein Gewindebohrvorsatz 40 nach der Erfindung koppelt die Abtriebswelle 30 und das Gewindebohrwerkzeug 34 mit der Antriebswelle 16, so daß diese Elemente koaxial mit der Achse 24 umlaufen. Der Gewindebohrvorsatz 40 und die Abtriebswelle 30 sind in Pig. 2 im Schnitt und in Pig. 3 in Explosionsansicht gezeigt. Der Gewindebohrvorsatz 40 ist im wesentlichen in einem Gehäuse 41 eingeschlossen und verläuft auf einer Längsachse 41a. Wenn der Vorsatz 40 auf der Drehbank 10 montiert ist, ist die Achse 41a mit der Achse 24 koaxial. Das Gehäuse 41 umfaßt einen Anschlagarm 41b, der an einem ortsfesten Teil der Drekbank 10 in Anlage gelangt und das Gehäuse 41 an einer Rotation um die Achse 41a hindert.

Eine Mitnehmerklinke 42 an einem Ende der Anordnung 40 dient üblicherweise zum direkten Koppeln mit der Antriebswelle 16. Die Mitnehmerklinke 42 ist über zwei zusammengehörige Kugellager 42a drehbar an dem Gehäuse 41 befestigt und umfaßt einen Ringteil· 42 mit axial verlaufenden Schlitzen 44, 45 und 46. Ein Kegelrad 48 mit einer mittigen Bohrung ist an dem Gehäuse 41 mittels eines Rundstifts 50 befestigt. Ein Kegelritzel bzw. Planetenträger 52 trägt drei Kegelritzel 54, 56 und 58, die mittels KegelritZenWe^en 60, 62, 64, die in bezug auf die Achse 41a radial verlaufen, drehbar mit dem Träger 52 gekoppeit sind. Der Kege^itzelträger 52 umfaßt drei in axialer Richtung verlaufende Mitnehmerlappen 68, 70 und 72, die in die Schlitze 44, 45 und 46 der Mitnehmerklinke 42 eingreifen.

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Ein zweites Kegel- oder Zentralrad 80 ist dem Kegelritzelträger 52 benachbart so angeordnet, daß Jedes Xegelritzel 54, 56 und 58 mit den Kegelradem 48 und 80 kämmt. Das Kegelrad 80 umfaßt drei innere Mitnehmerlappen 82, 84 "und 86, Die Kegelräder 48 und 80, der Kegelritzelträger 52 und der Ring 43 der Mitnehmerklinke 42 weisen sämtlich eine Mittenbohrung auf und sind mit der Bezugsaehse 41a koaxial.

Eine Abtriebsklinke 90 ist am anderen Ende des Torsatzes 40 angeordnet. Sie ist mit dem Gehäuse 41 mittels eines Eaars von zusammengehörigen lagern 92 drehbar verbunden und umfaßt einen Ring 91 mit drei in axialer Richtung verlaufenden Schlitzen 94, 96 und 98 (letzterer ist nicht gezeigt) zum Eingriff mit den inneren Mitnehmerlappen 82, 84 und 86 des Kegelrads 80. Das andere Ende der Abtriebsklinke 90 umfaßt eine Tiefeneinstellmatter 88. Die Klinke 90 und ihr Ring 91 haben ebenfalls eine Mittenbohrung und sind mit der Achse 41a koaxial.

Der soweit erläuterte Aufbau eignet sich zur Kopplung mit der Antriebswelle 16 der Drehbank 10. Ia gekoppelten Zustand wird die Drehbewegung der Antriebswelle 16 unmittelbar auf die Mitnehmerklinke 42 übertragen, die mit gleicher Drehzahl in gleicher Richtung umläuft. Die Drehbewegung der Mitnehmerklinke 42 wird direkt auf den Kegelritzelträger 52 übertragen, und zwar mittels der Mitnehmerlappen des Wägers 52, die in die Schlitze 44, 45 und 46 des Rings 43 eingreifen. Die Kegelritzel 54, 56 und 58 des Trägers 52 kämmen ihrerseits mit den Kegelrädern 48 und 80. Wenn das Kegelrad 48 in bezug auf das Gehäuse 41 mittels des Stifts 50 in unveränderlicher Orientierung gehalten wird, wird das Kegelrad 80 getrieben und läuft in die gleiche Richtung wie die

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Mitnehmerklinke 42 und die Welle 16, jedoch mit höherer Drehzahl als die Mitnehmerklinke 42, um, wobei diese Drehzahl durch die Übersetzungsverhältnisse der Kegelräder und Kegelritzel bestimmt ist. Die Abtriebsklinke 90 wiederum wird von den Mitnehmerlappen 82, 84 und 86 getrieben und läuft in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl wie das Kegelrad 80 um. Infolgedessen ergeben sich mit der Umlaufgetriebeeinheit dieses Ausführungsbeispiels bei dem Gewindebohrvorsatz 40 zwei Antriebskraftquellen mit gleicher Antriebsrichtung und verschiedener Drehzahl:

1) die Mitnehmerklinke 42, und

2) die Abtriebsklinke 90. Bei dem Aufbau nach den Pig. 2 und 3 läuft die Mitnehmerklinke 42 relativ zu der Abtriebsklinke 90 mit niedriger Drehzahl um.

Mit diesem Aufbau kann jede herkömmliche Kupplungsvorrichtung, z. B. eine Klauen-, Bolzen-, Kugel- oder Reibungskupplung, benutzt werden, um wahlweise jede dieser Quellen zum Treiben der Abtriebswelle 30 zu benutzen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die folgende Klauenkupplung verwendet.

Die Abtriebswelle 30 ist mit der Mitnehmerklinke 42 mittels einer Jeder 105 in herkömmlicher Weise gekuppelt, so daß ein freies axiales Spiel bzw. "Schweben" der Abtriebswelle und infolgedessen ein automatischer Vorschub eines Werkzeugs in das Werkstück erfolgt. Die Abtriebswelle 30 umfaßt ein Drucklager 103 und einen Ansatz 104. Der Ansatz 104 erstreckt sich durch die Mittenbohrung der Abtriebsklinke 90, der Kegelräder 48 und 80 sowie des Kegelritzelträgers 52. Drei Abtriebsstifte 106, 108 und 110 sind in löchern 106a, 108a

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und 11Oa im Ende des Ansatzes 104· einsetzbar und springen radial davon vor. Eine Stifthaltet>uchse 112 ist in dem Ansatz 104 angeordnet und hält die Stifte in ihrer Lage.

Eine erste Antriebsklaue 120 ist in dem Ring 43 der Mitnehmerklinke 42 angeordnet. Die Klaue 120 umfaßt Lappen 122, 124 und 126 (nur einer ist gezeigt), die in die Schlitze 44, 45 und 46 der Mitnehmerklinke 42 eintreten, so daß die Klaue 120 so getrieben wird, daß sie mit der Mitnehmerklinke 42 umläuft. Die Klaue 120 ist längs der Achse 41a mittels einer Feder 128 von der Mitnehmerklinke 42 weg federkraftbeaufschlagt.

In ähnlicher Weise ist eine zweite Antriebsklaue 130 in dem Ring 91 der Abtriebsklinke 90 positioniert. Die Klaue hat Mitnehmerlappen 132, 134 und 136, die in die Schlitze 94, 96 und 98 des Rings 91 eintreten, so daß die Klaue mit der Abtriebsklinke 90 umläuft. Eine Feder 138 beaufschlagt die Klaue 130 längs der Achse 41a von der Abtriebsklinke 90 weg.

Die Klauen 120 und 130 bilden zusammen mit den getriebenen Stiften 106, 108 und 110 eine selektive Kupplungsvorrichtung zum Übertragen einer Drehbewegung entweder von der Mitnehmerklinke 42 oder von der Abtriebsklinke 90. Im Betrieb ist an der Abtriebswelle 30 ein !Futter 32 befestigt und haltert ein Gewindebohrwerkzeug 34. Wenn das Gewindebohrwerkzeug gegen die Antriebswelle 16 gedrückt wird (z. B. wenn das Werkzeug 34 in ein Werkstück eingeführt wird), gelangen die Abtriebsstifte 106, 108 und 110 des Ansatzes 104 mit der Antriebsklaue 120 in Anlage, so daß eine Kopplung der Drehbewegung der Antriebswelle 16 über die Mitnehmerklinke auf den Ansatz 104 und das Gewindebohrwerkzeug 34 erfolgt.

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Infolgedessen läuft das Gewindebohrwerkzeug 34 in der gleichen Richtung und mit gleicher Drehzahl wie die Antriebswelle 16 xun. Wenn das Gewindehohrwerkzeug 34 von der Antriebswelle 16 weggedrückt wird (z. B· heim Rücklauf aus dem Werkstück), lösen sich die Abtriebsstifte 106, 108 und 110 des Ansatzes 104 von der Antriebsklaue 120 und gelangen mit der Klaue 130 in Eingriff, so daß die relativ hochdrehzahlige Drehbewegung des Kegelrads 80 und der Abtriebsklinke 90 mit dem Ansatz 104 und dem Gewindebohrv/erkzeug 34 gekuppelt wird. Durch geeignete Auswahl der Übersetzungsverhältnisse zwischen den Kegelrädern und dem Ritzeln kann ein erwünschtes Paar von Umlaufgeschwindigkeiten für das Werkzeug 34 in Verbindung mit der Geschwindigkeit der Werkstückspindel gewählt werden, so daß eine erwünschte unterschiedliche Gewindebohrwerkzeuggeschwimdigkeit und Werkstückgeschwindigkeit erreicht wird. Die Tiefeneinstellmutter 88 ist in bezug auf die Klinke 90 einstellbar positioniert und begrenzt die Bewegung der Abtrielbswelle 30, bevor die Klaue 120 sieh von den Stiften 106, 108 und 110 löst und die Klaue 130 damit in Eingriff gelangt, so daß ein stellungsgesehaltetes automatisches Zurückziehen des Werkzeugs vom Werkstück erreicht wird.

Z. B. sind bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Werkstückspindel mit 1000 TT in eine erste Richtung und die Antriebswelle 16 in die gleiche Richtung mit 800 U läuft, die Übersetzungsverhältnisse so ausgelegt, daß die Klinke 42 und die Klinke 90 zwar beide in die erste Richtung

1 —1

umlaufen, jedoch mit 800 U bzw. 1600 U . Unter diesen Bedingungen wird das Werkzeug, wenn es in das Werkstück vorgeschoben wird, in Richtung zum Gewindebohrvorsatz 40 gedrückt, und infolgedessen treiben die Klinke 42 und die Klaue 120 das Werkzeug mit der gleichen Drehzahl von 800 U~

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wie die Welle 16. Damit läuft das Gewindebohrwerkzeug um 200 U langsamer als das Werkstück mn, während ein automatischer Vorschub des Werkzeugs in das Werkstück erfolgt. Wenn das Gewindebohrwerkzeug 34 "von dem Werkstück zurückgezogen wird, wird das Werkzeug von dem Gewindebohrvorsatz weggedrückt, und infolgedessen treiben die Klinke 90 und die Antriebsklaue 130 das Werkzeug mit der Drehzahl von 1600 U"¹ der Klinke 90. Damit läuft das Werkzeug um 600 U schneller als das Werkstück um, während das Werkzeug aus dem Werkstück zurückgezogen wird.

Das Ausführungsbeispiel kann auch dazu dienen, in Gegenrichtung ein Loch in ein Werkstück zu bohren (z. B. linksgängig im Gegensatz zu rechtsgängig). Dabei wird die Gewindebohrvorrichtung so modifiziert, daß die Kegelräder und 80 vertauscht und der Kegelritzelträger 52 umgekehrt wird. Mit diesem Aufbau legt der Stift 50 das Kegelrad immer noch in bezug auf das Gehäuse 41 fest. Die Mitnehmerlappen 82, 84 und 86 des Kegelrads 80 greifen in die Schlitze 44, 45 und 46 der Mitnehmerklinke 42 ein, und die Mitnehmerlappen 68, 70 und 72 des Trägers 52 treten in die Schlitze 94, 95 und 98 der Klinke 90 ein. Dabei wird das Kegelrad 80 von der Klinke 42 und den Mitnehmerläppen 82, 84 und getrieben und läuft mit der gleichen Drehzahl wie die Klinke 42 und die Antriebswelle 16 um. Der Träger 52 wird von den Ritzeln 54, 56 und 58 getrieben und läuft in die gleiche Richtung wie die Klinke 42, jedoch mit niedrigerer Drehzahl als diese, um. Die Abtriebsklinke 90 wiederum wird von den Mitnehmerlappen 68, 70 und 72 getrieben und läuft in die gleiche Richtung und mit gleicher Drehzahl wie der Träger 52 um. Infolgedessen bilden die Klinken 42 und 90 wiederum die beiden in die gleiche Richtung, jedoch mit unterschiedlichen Drehzahlen laufenden Antriebskraft-

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quellen, jedoch läuft bei dieser Ausführungsform die Mitnehmerklinke 42 in bezug auf die Abtriebsklinke mit hoher Drehzahl um.

Dabei ist die gleiche Kupplungsvorrichtung wie "bei dem Ausführungsbeispiel der Pig.· 2 und 3 anwendbar, um wahlweise das Gewindebohrwerkzeug 34 entweder mit der Klinke 42 oder mit der Klinke 90 während des Vorschub- und des Rücklaufteils des Bohrvorgangs zu kuppeln, was in der bereits erläuterten Weise geschieht.

Wenn z. B. bei diesem Ausführungsbeispiel die Werkstückspindel in eine erste Richtung mit 1000 U" und die Antriebswelle in die gleiche Richtung mit 1200 Tl" umläuft, können die Übersetzungsverhältnisse so ausgelegt sein, daß die Klinke 42 und die Klinke 90 beide in die erste Richtung,

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jedoch mit 1200 U bzw. 6OO TJ , umlaufen. Wenn unter diesen Bedingungen das Gewindebohrwerkzeug 34 in das Werkstück vorgeschoben wird, wird das Werkzeug gegen den Gewindebohrvorsatz 40 gedrückt, und infolgedessen treiben die Klinke 42 und die Klaue 120 das Werkzeug mit der gleichen Drehzahl von 1200 TJ"" wie die Welle 16. Somit läuft das Gewindebohrwerkzeug um 200 ü schneller als das Werkstück um, während es automatisch in das Werkstück vorgeschoben wird. Wenn das Gewindebohrwerkzeug 34 aus dem Werkstück zurückgezogen wird, wird das Werkzeug von dem Gewindebohrvorsatz weggedrückt, und infolgedessen treiben die Klinke 90 und die Antriebsklaue 130 das Werkzeug mit der gleichen Drehzahl von 600 TJ wie die Klinke 90. Damit läuft das Werkzeug um 400 TJ langsamer als das Werkstück umjwährend es aus dem Werkstück zurückgezogen wird.

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Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen entsprechen das Kegelrad 80 und die Kegelritzel 54, 56 und 58 dem Zentralrad bzw. den Planetenrädern eines Umlaufgetriebes, das in einem festgelegten Hohlrad (das dem festgelegten Kegelrad 48 entspricht) arbeitet. Alternativ kann das Kegelrad 48 als Zentralrad eines Umlaufgetriebes mit festgelegten Zentralrad angesehen werden, wobei entweder der Planetenträger oder das Hohlrad getrieben wird. Bei alternativen Ausführungsformen können äquivalente Umlaufgetriebeanordnungen mit der Erfindung verwendet werden, wobei z. B. das Zentralrad, die Planetenräder und das Hohlrad parallele Mittenachsen haben. Ferner kann die Erfindung in anderer alternativer Form ausgebildet sein, so daß die Werkzeugantriebswelle direkt mit dem Kegelrad 80 in dem Aufbau nach den Fig. 2 und 3 gekoppelt ist; ferner kann die Werkzeugantriebswelle in der erläuterten modifizierten Ausführungsform direkt mit dem Träger 52 gekoppelt sein.

Es kann ein relativ kleiner und leicht montierbarer Gewindebohrvorsatz 40 zum Zusammenwirken mit der Drehbank vorgesehen sein. Alternativ kann auch eine oder mehrere der verschiedenen Arbeitsstationen z. B. eines Mehrspindel-Drehautomaten mit einem Gewindebohrvorsatz 40 ausgerüstet sein. Dabei sind dann für den Hauptantriebsmotor der Mehrstationenmaschine oder die Antriebswellen keine Drehzahländerungen erforderlich, und die üblichen Hochgeschwindigkeits-Bohrvorgänge können an einigen Stationen unterhalten werden, während gleichzeitig Gewindebohrvorgänge mit relativ niedriger Drehzahl durchgeführt werden. Durch die vorteilhafte Größe und einfache Montage des Gewindebohrvorsatzes 40 wird relativ wenig Zeit benötigt,

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tun eine Maschine zum Gewindebohren einzurichten, wodurch im Vergleich zu früheren Systemen eine relativ hohe Leistungsfähigkeit erzielbar ist.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

G-ewind eb ohrvor satz zum Verbinden eines Gewindebohrwerkzeugs mit einer Maschine, die eine oder mehrere Werkzeugantriebswellen und zugehörige Werkstückspindeln sowie Mittel zum Drehen wenigstens einer der Werkzeugantriebswellen und deren zugehöriger Spindel in die gleiche Richtung um eine Bezugsachse aufweist,

gekenn ζ eichnet

durch

eine Kupplungsvorrichtung zum koaxialen Kuppeln des Werkzeugs (34) mit der einen Antriebswelle (16) und zum wahlweisen Drehen des Werkzeugs (34) mit einer von zwei Umlaufgeschwindigkeiten um die Bezugsachse (24) in die gleiche Richtung wie die eine Antriebswelle (16) und deren zügehörige Spindel (12), wobei die Umlaufgeschwindigkeit des Werkzeugs (34) niedriger als diejenige der Spindel (12) ist, wenn das Werkzeug (34) in bezug auf die Antriebswelle (16) längs der Bezugsachse (24) in einer ersten Richtung kraftbeaufschlagt ist, und höher als diejenige der Spindel (12) ist, wenn das Werkzeug (34) in bezug auf die Antriebswelle (16) in Gegenrichtung längs der Bezugsachse (24) kraftbeaufschlagt ist.
2. Gewindebohrvorsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Kupplungsvorrichtung umfaßt:

A) ein Umlaufgetriebe mit einem Zentralrad (80), einem Hohlrad (48), mehreren in einem Träger (52) angeordneten Planetenrädern (54, 56, 58), die das Zentralrad (80) und das Hohlrad (48) verbinden, und ein Glied (50), das eine Umlaufbewegung des Hohlrads (48) um die Bezugsachse (24) verhindert, wobei die Planetenräder (54, 56, 58) das Zentralrad (80) und das Hohlrad (48) derart verbinden, daß das Zentralrad (80) und der Träger (52) mit unterschiedlichen Drehzahlen in die gleiche Richtung um die Bezugsachse (24) drehbar sind, und

B) eine Kupplungseinheit (120, 130) und eine Abtriebswelle (30), die Glieder zum Koaxialhalten des Werkzeugs (34) relativ zu der Bezugsachse (24) aufweist, wobei die Kupplungseinheit Glieder (42, 120 bzw. 90, 130) zum wahlweisen Verbinden der Abtriebswelle (30) mit dem Träger (52), wenn die Abtriebswelle (30) in der ersten Richtung kraftbeaufschlagt ist, und mit dem Zentralrad (80), wenn die Abtriebswelle (30) in der Gegenrichtung kraftbeaufschlagt ist, aufweist.
3. Gewindebohrvorsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kupplungsvorrichtung umfaßt:

A) ein Umlaufgetriebe mit einem Zentralrad (80), einem Hohlrad (48), mehreren in einem Träger (52) angeordneten Planetenrädern (54, 56, 58), die das Zentralrad (80) und das Hohlrad (48) verbinden, und ein Glied (50), das eine

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Umlaufbewegung des Hohlrads um die Bezugsachse (24)
verhindert, wobei die Planetenräder (54, 56, 58) das
Zentralrad (80) und das Hohlrad (48) derart verbinden, daß das Zentralrad (80) und der Träger (52) mit unterschiedlichen Drehzahlen in die gleiche Richtung um
die Bezugsachse (24) drehbar sind, und

B) eine Kupplungseinheit (120, 130) und eine Abtriebswelle (30), die Glieder zum Koaxialhalten des Werkzeugs
(34) relativ zu der Bezugsachse (24) aufweist, wobei
die Kupplungseinheit Glieder zum wahlweisen Verbinden der Abtriebswelle mit dem Träger (52), wenn die Abtriebswelle (30) in Gegenrichtung kraftbeaufschlagt ist, und mit dem Zentralrad (80), wenn die Abtriebswelle (30) in die erste Richtung kraftbeäufschlagt ist, aufweist.
4. Gewindebohrvorsatz nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kupplungsvorrichtung ein Glied (42) zum direkten Verbinden der Werkzeugantriebswelle (16) mit dem Träger (52) aufweist.
5. Gewindebohrvorsatz nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kupplungsvorrichtung ein Glied (90) zum direkten Verbinden der Werkzeugantriebswelle (16) mit dem Zentralrad (80) aufwe ist.
6. Gewindebohrvorsatz nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

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daß das Zentralrad (80) und das Hohlrad (48) mit der Bezugsachse (24) koaxiale Kegelräder sind, daß der Träger (52) mit der Bezugsachse (24) koaxial ist, und daß die Planetenräder (54, 56, 58) Kegelritzel sind, die um τοη der Bezugsachse (24) radial rerlaufende Ritzelachsen (60, 62, 64) drehbar sind.

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