DE2912135C2

DE2912135C2 - Kernabstecheinrichtung

Info

Publication number: DE2912135C2
Application number: DE19792912135
Authority: DE
Inventors: Wilfried 6951 Obrigheim Horsch
Original assignee: Santrade Ltd
Current assignee: Santrade Ltd
Priority date: 1979-03-28
Filing date: 1979-03-28
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE2912135A1

Description

30

Die Erfindung betrifft eine Kernabstecheinrichtung zum Abstechen von aus einem Werkstück ausgebohrten Kernen, mit einem rohrförmigen Werkzeugkörper, der durch eine Vorschubeinrichtung gegen das drehend angetriebene Werkstück bewegbar ist und an seinem Vorderende mindestens einen Meißelhalterarm aufweist, der durch einen Schwenkantrieb um eine zur Drehachse des Kerns parallele Achse schwenkbar ist.

Wenn Bohrungen mit verhältnismäßig großem Durchmesser in das volle Material eines Werkstücks mit einem Vollbohrer ausgeführt werden, muß eine sehr große Materialmenge zerspant werden. Um die damit verbundenen Nachteile zu verringern, verwendet man insbesondere bei Bohrungen mit sehr großem Durchmesser Kernbohrer, die mit einem rohrförmigen Werkzeug eine Bohrung in Form eines Kreisringzylinders erzeugen, wobei ein Kern zunächst stehenbleibt. Dieser Kern muß anschließend abgestochen werden.

Bei einer bekannten Kernabstecheinrichtung der eingangs genannten Art (DE-PS 46 226) wird der Meißelhalterarm mittels eines im Werkzeugkörper gelagerten Exzenters durch einen Handhebel um ein geringes Maß nach innen verschwenkt. Dadurch ist es zwar möglich, am Bohrungsende den Kern so weit zu hinterstechen, daß eine Nut entsteht. Der größte Teil des Kernquerschnitts bleibt dabei aber wegen des mit einem Exzenter zu erzeugenden geringen Schwenkwinkels stehen. Der Kern mu3 anschließend durch eine an seinem vorderen Ende aufzubringende Querkraft abgebrochen werden. Dabei entsteht eine unregelmäßige Oberfläche am Bohrungsgrund; außerdem stellt die für das Abbrechen erforderliche Querkraft eine hohe Belastung für die Spindel der Werkzeugmaschine dar. Bei verhältnismäßig großen Bohrungsdurchmessern wird die zum Abbrechen erforderliche Querkraft zu groß.

Es ist zwar eine Kernabstecheinrichtung bekannt fDE-PS 1 43 972), bei der der Kern angenähert bis zur Mittelachse abgestochen wird. Dort sind drei Meißelhalterarme vorgesehen, die jeweils um eine tangential zum rohrförmigen Werkzeugkörper liegende Achse schwenkbar sind. Mindestens an ihrem vorderen Ende sind die Meißelhalterarme derart gekrümmt ausgeführt, daß sie sich beim Auftreffen auf den Bohrungsgrund nach innen zur Mittelachse des Kerns hin bewegen und dabei den Kern abstechen.

Die Beanspruchung der Meißelhalterarme ist dabei sehr ungünstig; bei verhältnismäßig geringer Leistungsfähigkeit sind der Verschleiß und die Störanfälligkeit sehr hoch, so daß insbesondere die Bearbeitung schwer zu zerspanender Werkstoffe erhebliche Schwierigkeiten bereitet Dabei hat sich als besonders nachteilig erwiesen, daß die Richtung der Hauptschnittkraft jeweils quer zum Meißelhalterarm verläuft der deshalb in sehr ungünstigei Weise auf Biegung beansprucht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kernabstecheinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei schwierig zu zerspanenden Werkstoffen der Kern bis in die Nähe der Mittelachse hinterdreht werden kann, so daß der Kern entweder vollständig abgestochen wird oder zumindest ein nur noch so geringer Materialquerschnitt stehenbleibt, daß der Kern anschließend in axialer Richtung abgerissen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schwenkantrieb jeweils eine mit dem Meißelhalterarm verbundene Hülse aufweist, die über ein Steilgewinde mit einer im Werkzeugkörper längsbeweglich antreibbaren Schubstange verbunden ist

Der so ausgeführte Schwenkantrieb für die Meißelhalterarme ermöglicht einen so großen Schwenkwinkel, daß die Meißelhalterarme eine Abstechbewegung bis angenähert zur Längsachse des Kerns ausführen können. Die Axialbewegung der Schubstangen, die beispielsweise mit einer sich am Werkzeugkörper abstützenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit erzeugt wird, wird sehr einfach in die Schwenkbewegung der Meißelhalterarme umgesetzt

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß jede Schubstange in unmittelbarer Nähe der das Gewinde aufweisenden Hülse im Werkzeugkörper längsverschiebbar, jedoch drehfest geführt ist. Der so aufgebaute Schwenkantrieb weist trotz des langen Weges der Bewegungsübertragung und starker Einschränkung des zur Verfügung stehenden Raums eine verhältnismäßig große Steifigkeit auf, weil die Schubstangen nur in ihrer Längsrichtung eine Kraft übertragen; in dieser Richtung stellen die Schubstangen sehr steife Übertragungselemente dar. Nur die Hülse und das damit in Eingriff stehende, mit der Schubstange verbundene Teil werden auf Torsion beansprucht. Da diese Teile sehr kurz ausgeführt werden, stellen sie ebenfalls steife Übertragungsglieder des Getriebezugs dar. Da die Schubstangen nicht auf Torsion beansprucht werden, können sie auch bei der Übertragung sehr hoher Antriebskräfte für die Schwenkbewegung der Meißelhalterarme verhältnismäßig dünn ausgeführt und deshalb auch in einem dünnwandigen Werkzeugkörper untergebracht werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 in vereinfachter Seitenansicht die erfindungsgemäße Kernabstecheinrichtung in den Teilfiguren a),

b) !ind c) in drei aufeinanderfolgenden Stellungen beim Abstechen eines Kerns,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das vordere Eade der Kernabstecheinrichtung, wobei sich die Meißelhalterarme am Ende ihrer Abstechbewegung befinden,

Fig.3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III in F i g. 2, wobei die Meißelhalterarme mit ausgezogenen Linien in ihrer Ausgangsstellung und mit strichpunktierten Linien in ihrer EndSiellung bei Beendigung des Abstechvorgangs dargestellt sind, und

Fig.4 einen Längsschnitt, der sich rechts an den Schnitt nach F i g. 2 anschließt und im wesentlichen die Kernabstützeinrichtung und die hydraulische Antriebseinrichtung zeigt

Ein im wesentlichen rohrförmiger Werkzeugkörper 1 ist an einem Gehäuse 2 befestigt, das auf einem in Fig. la nur angedeuteten Werkzeugsupport 3 eines Bohrwerks abnehmbar angebracht ist An einem das vordere Ende des Werkzeugkörpers 1 bildenden hohlzylindrischen Ansatzstück 4 sind zwei Meißelhalterarme 5 (F i g. 2) in Lagern 6 mittels einer undrehbar mit den Meißelhalterarmen 5 verbundenen Welle 7 gelagert Die Wellen 7 sind jeweils mit einer Hülse 8 verbunden, die über ein Gewinde 9 mit steiler Gewindesteigung mit einem Spindelzapfen 10 in Eingriff steht der jeweils mit einer Schubstange 11 fest verbunden ist und an Gleitsteinen 12 im Werkzeugkörper 1 drehfest, jedoch längsverschiebbar geführt ist

Die beiden Schubstangen 11 liegen in achsparallelen Bohrungen 13 des Werkzeugkörpers 1, die sich über dessen gesamte Länge erstrecken. An ihrem hinteren Ende sind die Schubstangen 11 über eine Anschlußplatte 14 mit einem Arbeitskolben 15 verbunden, der in einem Arbeitszylinder 16 im Gehäuse 2 in beiden Richtungen hydraulisch beaufschlagbar ist Mit ihrem nach oben aus dem Gehäuse 2 herausragenden Teil kann die Anschlußplatte 14 gegen Anschläge 17 gefahren werden, die in F i g. 4 nur angedeutet sind und die die Axialbewegung der Schubstangen 11 begrenzen.

Der Werkzeugkörper 1 stützt sich über Gleitkörper 18 an der Bohrungswandung eines ausgebohrten Werkstücks 19 bzw. an einem mittleren Kern 20 ab. Die Gleitkörper 18 sind jeweils um 120° zueinander versetzt am Umfang des Werkzeugkörpers 1 angeordnet; nur an einer Umfangsstelle sind die Gleitkörper 18 über Federn 21 abgestützt, während sie an den beiden anderen Stellen feststehend ausgeführt sind.

Die Meißelhalterarme 5 sind in ihrer Gestalt der Krümmung des Werkzeugkörpers 1 angepaßt. Sie weisen an ihrer Spitze jeweils eine Meißelschneide 22 auf. Bei einer Schwenkbewegung der Meißelhalterarme 5 bewegen sich die Schneiden 22 auf einer Kreisbahn bis zur Drehachse des Kerns 20 (mit strichpunktierten Linien in F i g. 3 dargestellt).

Im Inneren des rohrförmigen Werkzeugkörpers 1 ist längsverschiebbar eine Kernabstützeinrichtung 23 angeordnet, die im wesentlichen aus einem gleitend im Werkzeugkörper 1 geführten zylindrischen Gehäuse 24 und einer darin über Lager 25 drehbar gelagerten Spanneinrichtung 26 besteht, die auf einem kegelförmigen Abschnitt 27 eine Spreizhülse 28 trägt. Die Spreizhülse 28 ist in einer stirnseitigen Bohrung 29 des Kerns 20 durch axialen Druck festspannbar und kann mittels einer Mutter 30 gelöst werden, mit der die Spannhülse 28 vom Kegel 27 abgedrückt werden kann.

Die Kernabstützeinrichtung 23 ist über eine als Vierkant ausgebildete Stange 31 mit einem Kernausstoßkolben 32 verbunden, der in einem mit dem Gehäuse 2 verbundenen Kernausstoßzyünder 33, der in seiner Länge dem Werkzeugkörper 1 entspricht, und auf seiner der Stange 31 abgekehrten Seite durch eine Leitung 34 hydraulisch beaufschlagbar ist
Eine später noch näher erläuterte Axialkupplung 35 verbindet das Gehäuse 24 der Kernabstützeinrichtung 23 mit einem Zugrohr 35, das mit einem Kernzugkolben 37 ve/bunden ist In einem mit dem Gehäuse 2 und damit mit dem Werkzeugkörper 1 verbundenen Kernzugzylinder 38 ist der Kolben 37 beidseitig hydraulisch beaufschlagbar. Das Zugrohr 35 ist über den Kolben 37 hinaus verlängert und stützt sich an seinem hinteren Ende über eine Mutter 39 über mehrere Pakete von Tellerfedern 40 in axialer Richtung nach vorn am

is Gehäuse2 ab.

Die Axialkupplung 35 weist einen mit der Kernabstützeinrichtung 23 verbundenen Kugelkäfig 41 auf, der mehrere radiale Bohrungen 42 zur Aufnahme von kranzförmig angeordneten Kugeln 43 hat In der in F i g. 4 gezeigten hinteren Endstellung der Kernabstützeinrichtung 23 (Abstechstellung) stützen sich die Kugeln 43 außen an einer nach innen vorspringenden Ringfläche 44 des Werkzeugkörpers 1 ab. Auf der Innenseite werden die Kugeln von einem nach außen vorspringenden Bund 45 des Zugrohres 36 hintergriffen. Am Gehäuse 2 der Kernabstecheinrichtung sind die zugehörigen Hydraulik- und Steuereinrichtungen angebracht durch die die beschriebenen Kolben-Zylinder-Einheiten zu dem im folgenden beschriebenen Funktionsablauf betätigt werden können.

Aus der in F i g. 1 a) gezeigten Ausgangsstellung, bei der sich die Kernabstützeinrichtung 23 am vorderen Ende des Werkzeugkörpers 1 befindet, wird die Kernabstecheinrichtung durch Verfahren des Maschinensupports 3 an das Werkstück herangefahren (Fig. Ib), wobei die Spreizhülse 28 in die Bohrung 29 des Kerns eingreift. Dadurch wird der Kern eingespannt. Der Kolben 37 fährt nach vorn, um das Ankuppeln der Axialkupplung 35 für den späteren Abreißvorgang des Kerns vorzubereiten. Der bisher unter Druck stehende Kernausstoßzyünder 33 wird drucklos gemacht und der Werkzeugkörper 1 fährt in die Kernabstechstellung vor (Fig. Ic). Sobald die Kernabstechstellung erreicht ist wird der Arbeitszylinder 16 mit Druck beaufschlagt; die Schubstangen 11 bewegen sich in Längsrichtung und die Meißelhalterarme 5 werden so weit geschwenkt, bis der Kern bis auf einen verbleibenden Restquerschnitt von beispielsweise 1 bis 2 mm² vom Werkstück abgetrennt ist. Durch

so Druckbeaufschlagung des vorderen Zylinderraums des Kernabreißzylinders 38 wird der Kern 20 abgerissen und vom Werkstück 19 getrennt.

Anschließend fährt die Kernabstecheinrichtung mit dem im Werkzeugkörper 1 aufgenommenen Kern 20 in die Ausgangsstellung nach Fig. la) zurück. Die Federn 40 halten dabei den Bund 45 des Zugrohres 36 unter Spannung in seiner hinteren Endstellung. Der Arbeitskolben 15 bringt die Meißelhalterarme 5 über die Schubstangen 11 in ihre Ausgangsstellung zurück.

Die Kernabstecheinrichtung wird dann vom Maschinensupport 3 abgebaut und außerhalb der Bohrmaschine abgesetzt. Nach dem Lösen der Axialkupplung 35 durch Beaufschlagung des Kolbens 37 im Zylinder 38 nach vorn, d. h. entgegengesetzt der Wirkung der Federn 40, kann die mit dem Kern verbundene Kernabstützeinrichtung 23 durch den Kolben 32 nach vorn bewegt werden, wobei der Kern 20 aus dem Werkzeugkörper 1 heraus auf eine (nicht gezeigte)

Kernablage geschoben wird. Die Kernabstützeinrichtung 23 wird vom Kern gelöst, indem die Mutter 30 nach vorn geschraubt wird, um die Spannhülse 28 zu lösen.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann anstelle der Schubstangen 11 auch jeweils eine Welle vorgesehen werden, die ihre Drehbewegung auf die Meißelhalterarme 5 überträgt.

Zur Vereinfachung des hydraulischen Antriebs kann auf den Kernzugzylinder 38, das Zugrohr 36 und die Axialkupplung 35 verzichtet werden, wenn man vorsieht, den Kernausstoßkolben 32 auch auf seiner Vorderseite mit Druck zu beaufschlagen, um auf diese Weise den Kern abzureißen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kernabstecheinrichtung zum Abstechen von aus einem Werkstück ausgebohrten Kernen, mit einem rohrförmigen Werkzeugkörper, der durch eine Vorschubeinrichtung gegen das drehend angetriebene Werkstück bewegbar ist und an seinem Vorderende mindestens einen Meißelhalterarm aufweist, der durch einen Schwenkantrieb um eine zur Drehachse des Kerns parallele Achse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichne;, daß der Schwenkantrieb jeweils eine mit dem Meißelhalterarm (5) verbundene Hülse (8) aufweist, die über ein Steilgewinde (9) mit einer im Werkzeugkörper (1) längsbeweglich antreibbaren Schubstange (11) verbunden ist

2. Kernabstecheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstangen (U) von einer am Werkzeugkörper (1) abgestützten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (15, 16) antreibbar sind.

3. Kernabstecheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schubstange (11) in unmittelbarer Nähe der das Gewinde (9) aufweisenden Hülse (8) im Werkzeugkörper (1) längsverschiebbar, jedoch drehfest geführt ist