DE2935390A1

DE2935390A1 - Einstellbares bohrwerkzeug

Info

Publication number: DE2935390A1
Application number: DE19792935390
Authority: DE
Inventors: David Alan Hopkins
Original assignee: Valeron Corp
Current assignee: Valenite LLC
Priority date: 1978-09-05
Filing date: 1979-09-01
Publication date: 1980-03-20
Also published as: IT7950152A0; FR2435312A1; IT1162488B; CA1127882A; GB2030488A; JPS6140481B2; GB2030488B; US4211510A; JPS5537299A

Description

Eiastellbare Bohrstangen, bei denen ein Versetzungsprxnzip zur Anwendung kommt, sind in der Technik bekannt und bedienen sich im allgemeinen einer exzentrischen Zwischenhülse, die zwischen der Bohrstange und. dem Kopf des Werkzeugs eingeschaltet wird, wobei zur Erlangung von Genauigkeit gewissermaßen komplizierte Vorkehrungen für die Herstellung erforderlich sind. Es wird auch in dem US-Patent 2 643 556 ein Werkzeug offenbart, bei dem eine konisch verjüngte Bohrstange von einer versetzten konischen Hülse im Sitz aufgenommen und nach der Einstellung untereiner axialen Federlast entgegen einer Drehbewegung durch eine Keilspaltmutter festgeklemmt wird, die auf das innere Ende der konischen Bohrstange aufgeschraubt wird und geeignet ist, einer Anzahl in die Hülse eingesetzter Federn entgegenzuwirken.

Ein weiteres Beispiel des am nächsten liegenden Standes der Technik besteht in einem exzentrisch gelagerten Bohrkopf, der in dem US-Patent 2 931 254 offenbart wird, bei dem vorgespannte Kugeln benutzt werden, um die Umlaufeinsteilung unter dem Schulterreibungseingriff mit axialer Federbelastung zu erleichtern, der für das Zurückhalten der Bohrstange in der eingestellten Lage maßgebend ist.

In dem US-Patent 4 022 539 wird eine gesonderte Einstellung erreicht mit untereinander in Eingriff befindlichen Keilnutelementen, welche die Bohrstange in der durch die Drehbewe-

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~ 5-

gung eingestellten Lage halben.

Die vorliegende Erfindung schafft eine vereinfachte Kombination einer versetzten zylindrischen Hülse und Bohrstange mit einer Einspannung, die vorgesehen ist durch Quer- und Längsschlitze, welche sich jeweils zu der Mittellinie der Hülse und in Längsrichtung durch eine Seite hindurch zu dem Querschlitz erstrecken und zwei Hülsenwände_quadranten bilden, die durch Anziehen der Querspannschraube gegen eine eingestellte Bohrstange durchgebogen werden können, wodurch diese in einen Klemmeingriff mit der gegenüberliegenden Bohrungswand der Hülse hineingezwungen wird. Ein kalihieter Ring, der lösbar an der Bohrstange neben der Kennzeichnungsmarkierung an dem Ende der Hülse befestigt ist, gestattet eine genaue Einstellung des wirksamen Durchmessers des Schneidpunktes durch Drehen der Bohrstange bei gelöster Einspannschraube, wodurch eine wirksame Einstellung über einen Bereich gleich dem Vierfachen der Versetzung gegeben ist. Der kalibrierte Ring kann leicht von einer Bohrstange entfernt und an einer anderen befestigt werden, so daß ein Satz Bohrstangen mit einem erheblichen Größenbereich in äußerst wirtschaftlicher Weise leicht vorgesehen werden kann.

Es zeigen:

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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht exnes einstellbaren versetzten Bohrwerkzeugs gemäß der Erfindung mit einer in einen Bohrkopf eingebauten Bohrstange,

Fig. 2 eine etwas abgewandelte Seitenansicht eines Bohrkopfes ansich,

Fig. 3 eine Endansicht des Bohrkopfes nach Fig. 2,

Fig. .4 eine Seitenansicht der Bohrstange, die zum Einbau in den Bohrkopf nach den Fign. 2 und 3 geeignet ist.

Gemäß Fig. 1 enthält das Bohrwerkzeug gemäß der Erfindung einen Bohrkopf 10 mit einem Schaft 11, der in eine Hülse 12 einmündet, die eine zylin-drische Bohrung 13 zur Aufnahme einer zylindrischen Bohrstange 14 aufweist, wobei die Achse 15 der z/lindrischen Bohrung 13 und der Bohrstange 14 um einen vorgegebenen Betrag von der Achse des Schaftes versetzt ist, der zum Einbau in eine umlaufende Maschinenspindel oder anderweitig zum Bohren von Werkstücken geeignet ist. Der Kopf 12 ist mit einem Querschlitz 17 versehen, der sich im wesentlichen bis zur Mittellinie der B-ohrung 13 erstreckt, sowie mit einem überschneidenden diagonalen Schlitz

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18» der sich in der Ebene der im Schnitt gezeigten Ansicht erstreckt und auf einer diagonalen Linie 19 entlang endet, welche sich gerade tief genug erstreckt, um die geteilten Hälften der Hülse bis zu dem Punkt zu trennen, wo der Schlitz 17 überschneidet, ohne sich in die Hülsenwand an dem gegenüberliegenden vorderen Ende hineinzuerstrecken. Der Schlitz 18 braucht sich aus funktioneilen Gründen nicht axial in dem Schlitz 17 zu erstrecken und wird lediglich zur leichteren Herstellung auf einer diagonalen Linie geschnitten. Durch eine Hälfte der gespaltenen Hülse erstreckt sich eine Einspannschraube 20 hindurch und in eine Gewindebohrung in der anderen Hälfte hinein, wie am besten in der Abwandlung der Fign. 2 und 3 dargestellt, und dient unter festangezogener Durchbiegung zum Gegendrücken der Bohrstange gegen die feste gegenüberliegende Seitenwand der Bohrung 13 in dem Hülsenkopf 12.

Ein Überwurf 21 mit kalibriertem Zifferblatt wird durch eine Stellschraube 22 in einer fixierten Lage auf der Bohrstange 14 gehalten und dient mit einer Kennzeichnungsmarkierung auf dem Bohrkopf 12 dazu, die einstellbare radiale Lage des Schneidpunktes 23 auf einem schaltbaren Einsatz 24 anzuzeigen, der in eine Tasche an dem Nasenabschnitt der Bohrstange 14 eingesetzt ist. Eine Lösun-g der Schraube 20 gestattet eine Drehbewegung der Bohrstange, welche infolge der Versetzung ihrer Achse 15 von der Achse 16 des Schaftes 11 einen

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Eiiistellbereich gleich dem vierfachen der Versetzung zuläßt. Somit ist zum Beispiel bei einer relativen Achsversetzung von 0,018¹¹ die radiale Einstellung des Schneidpunktes 23 relativ zu der Schaftachse 16 gleich 0,036·' und die Einstellung im Gesamtdurchmesser der Bohrstange gleich 0,072".

Das Ausmaß der Versetzung im Gesamteinstellbereich kann natürlich so gewählt werden, daß den Genauigkeitsanforderungen für das Bohrwerkzeug genügt wird, und es wird insbesondere im Hinblick auf die einfache zweistückige Konstruktion ins Auge gefasst, daß Bohrwerkzeugsätze in wirtschaftlicher Weise für einen erheblichen Bereich von Bohrgrößen vorgesehen werden können. Als praktisches Beispiel würde bei einem Satz von 6 Bohrstangen mit Durchmesserzunahmen von 1/16" und einem Bohrkopf mit einer um 0,018" versetzten Bohrung zur Aufnahme der Bohrstange der Einstellbereich von 0,072" die Differenz in den Bohrstangendurchmessern von 0,0625" überlappen und eine Toleranz von plus oder minus 0,003" in der Schn-eidpunkteinsteilung des Einsatzes zulassen, bei gesicherter vollständiger Dek-

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kung über den gesamt/Bereich. Durch Vorsehen des lösbaren Zifferblattüberwurfs 21 , der austauschbar auf jeder der einzelnen Bohrstangen installiert werden kann, werden die Herstellungskosten des gesamten Satzes weiter herabgesetzt.

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Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 4 wird eine etwas abgewandelte Form des versetzten Bohrwerkzeugs offenbart. Bei einer solchen Abwandlung ist der Längsschlitz 25 in seiner Ausdehnung auf den Querschlitz 26 begrenzt, welcher sich zur Mittellinie der Bohrung 27 erstreckt. Die Schlitze sind vorzugsweise mit einem elastischen Silikonpolymerisatgemisch gefüllt, um den Eintritt von Schmutz und Abfall zu verhindern. In der Hülse 29 ist eine Gewindebohrung 28 für eine Tauchkolbenhalteschraube 30 vorgesehen, die mit einer V-Nut 31 in dem festgehaltenen Ende 32 der Bohrstange 33 in Eingriff kommen kann, wie in Fig. 4 gezeigt (in vergrößertem Maßstab gegenüber den Figuren 2 und 3 dargestellt) . Das innere Ende der Stange ist bei 34 bis zu einer Tiefe entsprechend dem Eingriff durch ein-en Stift 35 ausgenommen, der in der Hülse einsitzt und in die Bohrung 27 hinein vorsteht. Ein solcher Stift steuert und begrenzt das Einstellsegment für das Einsatzende 36 der Bohrstange relativ zu dem zugeordneten halbkreisförmigen Bogen 37, für welchen Graduierungen auf der abgekanteten Fläche 38 an dem äußeren Ende der Hülse vorgesehen sind. Angrenzend daran ist auf der Bohrstange ein angeformter Überwurf 39 vorgesehen, dessen Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser des abgekanteten Zifferblattes ist und der eine Schreibmarkierung (nicht gezeigt) zur Ausrichtung mit den Graduierungsmarken des Zifferblattes aufweist. Die 26 Zunahmen sind fortschreitend mit den erforderlichen Abständen angeordnet, um

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der· Zunahmen im Bohrdurchmesser von 0,005" zu entsprechen, wobei eine Versetzung 39 von 0,0325" eine Gesamteinstellung von 0,130" vorsieht. Der obige Einstellbereich und die Graduierungen sind natürlich einfach ein spezifisches Beispiel, das kennzeichnend ist für eine praktische Anwendung. Wenn die Versetzung auf 0,0065" reduziert würde, dann würde sich ein Gesamteinstellbereich von 0,026" ergeben, und jede Graduierung würde eine Einstellung im Bohrdurchmesser von 0,001" darstellen. Es kann somit durch Wahl einer angemessenen Versetzung jedes· gewünschte Maß an Präzision der Einstellung des Bohrdurchmessers erzielt werden.

Wie im vorhergehenden betont gewährleistet wiederum die Schaffung eines einfachen zweistückigen Bohrwerkzeugs mit einem entfernbaren graduierten Überwurf, wie in Fig. 1 verwendet, eine äußerst wirtschaftliche und praktische Herstellungsart für Bohrwerkzeugsätze* mit einem gewünschten Bereich von Bohrungsdurchmessern. Die Spalthülsenkonstruktion mit der auf zwei Viertelsegmente der Bohrkopfhülse begrenzten Einspanndurchbiegung stellt einen Dreilinieneingriff der Bohrstange sicher, wodurch sie zwangsläufig und mit dem wiederholbaren Präzisionsmerkmal formschlüssiger festerAusrichtung gegen die Bohrungswand gegenüber dem Längsschlitz gedrückt wird, und vermeidet die Kompliziertheit der vorgespannten Kugellager nach dem Stand der Technik. Sie schafft auch ein zuverlässigeres schlupffreies Festklem-

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men gegenüber einer Verschiebung der Bohrstange durch eine Drehbewegung im Betrieb, im Vergleich zu den federbelasteten Reibungsspannvorrichtungen oder Keilnutpassungen, wie sie bei bekannten Konstruktionen verwendet werden.

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Claims

LS.-iNa. E. ΚΈ3ϊ2ΓίϊϊΑ>ΙΓ. M Dirt.-ing. H. HAÜCK · dipl.-piiys. W. SCHMITZ · βεμ,,-ινο.Ε. GRAÄLFS BIPL.-ING.W.WEHNERT ■ dipl.-1'hys. W. CARSTENS - dh.-i.ng. W. DÖRING HAMBÜB6- MÜNCHEjV ■ DÜSSELDORF •PATENTANWÄLTE · KTEUEH WAU 41 · SOOO HAMBlIHG 80" NEUER WALL· 41 · 2000 HAMBURG 86-TELEFON + TEiECOPIEH (040) 36 67 55 The Valeron Corporation telex 02 η ?ββ infat d CABiE ETEQEDAPATENT HAMBUHQ 20800 Coolidge Highway hatjck-Carstens MOZARTSTRASSE 23 · 800O MÜNCHEN S o_v ρ-,,.ι, M-ir-h AR 917 telefon + telecopier rase) s» os se \jcus. JrajLis.f luui· to «c j / cable nbqedapatent München ti e a WEHNEHT'DÖRING U ° Ä K.-WH.H.-RIN641-4000DÜSSEI.DORF11 TEIEFON (0211) 57 50 8?/2S TEiBX 08 S84 SS9 DYNA D CABLE PiEGEDAPATENT DÜSSELDOEF ZUSTEttUNGSANSCHRIFT/PLEASE REPLY TO: HAMBURG, 30. ÄUg. 1979 Einstellbares Bohrwerkzeug Ansprüche

1.. Einstellbares Bohrwerkzeug gekennzeichnet durch einen axial verlaufenden Schaft, eine sich von einem Ende des Schaftes forterstreckende Hülse mit einer zylindrischen Bohrung, deren Achse parallel zur Achse des Schaftes und von ihr versetzt verläuft, einen querverlaufenden Schlitz, der sich durch eine Wand der Hülse hindurcherstreckt und die Bohrung überschneidet, sowie einen Längsschlitz, der sich durch eine Seite der Hülsenwand von deren Ende zu einer Überschneidung mit einem mittleren Abschnitt des querverlaufenden Schlitzes erstreckt, eine zylindrische Bohrstange mit einer einstellbaren Umlaufpassung innerhalb der zylindrischen Bohrung, sowie

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ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT ABMITTED EEPBUSENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

.rlinrichtungen zum Festklemmen der geschlitzten Segmente der Hülsenwand gegen die zylindrische Bohrstange in der eingestellten Lage.

2. Einstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Mittel zum Festklemmen eine querverlaufende Schraube enthält/ die sich durch den Längsschlitz hindurcherstreckt, eine mit Schultern versehene Öffnung in einem und eine mit Gewinde versehene Öffnung in dem anderen der geschlitzten Segmente, die jeweils durch mit einem Kopf oder mit Gewinde versehene Abschnitte der Schraube erfasst werden.

3. Einstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschlitz im wesentlichen zu der Mittellinie der Hülsenbohrung erstreckt.

4. Einstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der querverlaufende Schlitz im wesentlichen zur Mittellinie der Hülsenbohrung erstreckt und der Längsschlitz den Mittelpunkt des Querschlitzes überschneidet.

5. Einstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschlitz im wesentlichem zur Mittellinie der Hülsenbohrung erstreckt und

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sich der Längsschlitz in einer axiale» Ebene erstreckt, welche den Mittelpunkt des Querschlitzes überschneidet.

6. Einstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch kalibrierte Einrichtungen zum genauen Abmessen der Einstellung der relativen Umlaufstellung zwischen der Bohrstange und der Hülse.

7» Einstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet* daß die Kalibriereinrxchtungen einen-entfernbaren Meßring auf der Bohrstange enthalten.

8. Einstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anzahl gegen-einander austauschbarer Bohrstangen , die für zunehmende Schneidradien ausgelegt sind und einen erweiterten kontinuierlich zusammengesetzten Einstellbereich schaffen.

9. Einstellbares Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anzahl untereinander austauschbarer Bohrstangen, die für zusätzliche Schn-eidradien ausgelegt sin-d und einen erweiterten kontinuierlich zusammengesetzten Einstellbereich bei Überlappung einzelner Enden schaffen.

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