DE2935766C2 - Tiefbohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tiefbohrmaschine mit einem Maschinenuntergestellt, auf ./elchem ein mittels Vorschubantrieb verschiebbarer Spindelstock, ein weiterer Spindelstock und zwischen beiden ein auf einem Untersatz angeordneter KOhlmittelzuführapparat angeordnet ist. Der Kühlmittelzuführapparat kann hierbei auch ein Bohrrohrführungsapparat sein oder gleichzeitig als solcher dienen.

Tiefbohrmaschifien dieser Art sind bereits bekannt aus der DE-OS 22 08 508, insbesondere Fig. 1. Maschinen dieser Art haben jedoch den Nachteil, daß eine Anpassung an unterschiedliche Werkstücklängen vom Kühlmittelzuführapparat durchgeführt werden muß. Hierdurch wird es notwendig mindestens einen Spindelstock ortsfest anzuordnen, was wiederum zur Folge hat, daß sowohl für den anderen Spindelstock als auch für den Untersatz des Kühlmittelzuführapparates jeweils eine separate Vorschubeinrichtung vorgesehen sein muß und es wird weiterhin notwendig, zwei unterschiedliche und unabhängige Hauptantriebe vorzusehen für den Fall, daß wahlweise mit rotierendem Werkstück oder rotierendem Werkzeug gearbeitet wenden soll. Die Versetzbarkeit des Bohrölzuführapparates um 180° um eine Hochachse auf dem verfahrbaren Untersatz bringt hinsichtlich der Bearbeitung von in der Maschine einzuspannenden Werkstücken keinerlei Vorteil. Die Umsetzbarkeit des Bohrölzuführapparates auf dem verfahrbaren Untersatz dient lediglich der Bearbeitung von Sonderwerkstücken die außerhalb der Maschine aufgespannt werden, wodurch sich der Nachteil ergibt, daß bestimmte Baugruppen der Maschine nutzlos vorhanden sind und damit unrentabel sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technil: liegt der

Erfindung die Aufgabe zugrunde bei Tiefbohrmaschinen der eingangs beschriebenen Art zum Arbeiten wechselweise mit rotierendem Werkzeug und stehendem Werkstück oder mit rotierendem Werkstück und stehendem Werkzeug einen vereinfachten konstruktiven Aufbau zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bside Spindelstöcke je mit einem Vorschubantrieb ausgerüstet sind und daß der Kühlmittelzuführapparat

lö ortsfest auf dem Maschinenuntergestell angeoiinet ist, wobei mindestens eine Werkstückaufnahmeeinrichtung des Kühlmittelzuführapparates versetzbar und wahlweise dem einen Spindelstock oder dem anderen Spindelstock zukehrbar angeordnet ist, und daß an den

Spindelstöcken ein Spannfutter gegen eine das Werkftück drehbar-haltende bzw. eine Laterne gegen ein Spannfutter auswechselbar ist

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß der Kühlmittelzuführapparat zusammen mit der Werkstückaufnahmeeinrichtung auf dem Untersatz um 180° um eine zentrische Hochachse umsetzbar ist Je nach Maschinengröße ist es unter Umstanden einfacher, den gesamten Kühlmittelzuführapparat auf dem Untersatz schwenkbar und arretierbar oder umsetzbar zu befestigen. Hierdurch kann Umrüstzeit gespart werden.

Schließlich ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgeschlagen, daß das Spannfutter des einen Spindelstocks mit der Laterne des anderen

Spindelstocks gegenseitig austauschbar ist Hierdurch können zusätzliche Einrichtungen und die hierzu gehörige Lagerhaltung vermieden werden und es müssen die entsprechenden Teile an der gleichen Maschine lediglich ummontiert werden.

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 Vorderansicht einer Tiefbohrmaschine, eingerichtet für Bearbeitung mit rotierendem Werkzeug, F i g. 2 Vorderansicht einer Tiefbohrmaschine, einge-

richtet für Bearbeitung mit rotierendem Werkstück, F i g. 3 Ausschnittvergrößerung, F i g. 4 Draufsicht auf eine Tiefbohrmaschine in der Anordnung nach F i g. 1,

F i g. 5 Alternativlösung aus F i g. 3.

« Auf einem Maschinenuntergestell 1 ist ein Spindelstock 3 angeordnet, welcher in Richtung des Pfeiles 4 über den Vorschubmotor 5 in an sich bekannter Weise verfahren werden kann. Der Spindelstock 3 nimmt das Bohrrohr 6 auf und versetzt es über den Antriebsmotor 7 in Drehung. Gleichzeitig kann das Bohrrohr 6 über den Spindelstock 3 in Richtung des Pfeiles 4 verfahren werden. An seinem anderen Ende trägt das Bohrrohr 6 ein hier nicht näher dargestelltes, jedoch an sich bekanntes Werkzeug für die Innenbearbeitung des

Werkstückes 8. Das Bohrrohr 6 wird hierbei vom Kühlmittelzuführapparat 9 geführt Der Kühlmittelzuführapparat 9 ist mittels eines Untersatzes 10, bzw. 10' oder alternativ mittels eines Untersatzes 11 (F i g. 2) mit dem Maschinenuntergestell 1 verbunden. Während der

Μ Untersatz 11 am Maschinenuntergestell 1 festgeklemmt ist, kann der Untersatz 10 bzw. 10' um eine Mittellage gegen den Widerstand einer Vorspannkraft verschoben werden. Um dies zu erreichen, kann z. B. der Untersatz 10 auf dem Maschinenuntergestell 1 frei gleiten. Der Untersatz 10 weist an seinem dem Spindelstock 3 und dem Spindelstock 24 zugewandten Ende je eine Lasche 12 auf, die mit je einer sich in Bewegungsrichtung erstreckenden Kolbenstange 13 und 14 verbunden ist.

Befindet sich der Untersatz 10 in Mittellags, so liegen die Kolbenstangen 13 und 14 von Führungsbohrungen 15 und 16 eines Zylindergehäuses 21 geführt an den im Zylinderraum 20 angeordneten Kolben 17 und 18 an, welche von einer Feder 19 vorbelastet werden. Das i Zylindergehäuse 21 ist über geeignete Befestigungsmittel 22 beispielsweise auf einer Horizontalrippe 23 des Maschinenuntergestells 1 befestigt Die Vorspannkraft der Feder 19 reicht aus, um die Spannkraft, mit der das Werkstück 8 beim Spann Vorgang gegen den Kühlmit- m telzuführapparat 9 gedruckt wird, aufzunehmen. Tritt eine darüber hinausehende Kraft auf, beispielsweise durch Wärmedehnung des Werkstückes 8, so kann um das Ausmaß der Wärmedehnung der Kühlmittelzuführapparat 9 und damit der Untersatz 10 gegen die Federkraft der Feder 19 verschoben werden. Hierbei dringt die Kolbenstange 13 in den Zylinderraum 20 ein und muß hierzu den von der Feder 19 belasteten Kolben 17 verschieben. Der eben beschriebene Bewegungsablauf ist auch in umgekehrter Richtung möglich. Treten >o entsprechend große äußere Kräfte nicht auf, so wird der Kühlmittelzuführapparat 9 in seine zentrische Lage zurückgeführt und dort gehalten.

Dieses Prinzip der »gefesselten Feder« nach F i g. 3, welches dafür sorgt, daß der Kühlmittelzufüh/apparat 9 nur bei Oberwwindung einer Vorspannkraft aus seiner Mittellage heraus wahlweise in die eine oder andere Richtung bewegt werden kann, bietet immer dann besondere Vorteile, wenn z. B bei großen Serien alle Werkstücke 8 stets mit der gleichen Spannkraft jo gespannt werden sollen. 1st es aber erforderlich, mit ständig wechselnden Spannkräften zu arbeiten, bietet eine hydraulische Variante des Prinzips der gefesselten Feder nach Fig.5 bessere Möglichkeiten. Hiernach liegen Laschen 12' des Untersatzes 10' an den Enden der Kolbenstangen 30 und 31 an. Kolbenstangen 30 und 31 sind mit Kolben 32 und 33 verbunden, welche sich in einem für beide gemeinsamen Zylinderraum 35 des Zylindergehäuses 34 befinden. Das Zylindergehäuse 34 ist über die bereits beschriebenen Befestigungsmittel 22 an einer Horizontalrippe 23 des Maschinenuntergestells befestigt. Der Untersatz 10' ist auf dem Maschinenuntergestell 1 in gleicher Weise beweglich, wie der bereits beschriebene Untersatz 10. Tritt nun eine vom Werkstück 8 übertragene Spannkraft auf, so wird hiervon an Untersatz 10' in Richtung des Pfeiles 58 verschoben. Hierdurch aber verschiebt sich auch die Lasche 12', welche ihrerseits in gleicher Richtung die Kolbenstange 30 und damit den Kolben 32 in Richtung des Pfeiles 58 in den Zylinderraum 35 hineinschiebt. Das so hierbei verdrängte Hydrauliköl kann über die Rohrleitung 59 und 54 durch das in Stellung a stehende Drei-We^e-Ventil 40 über das federvorbelastete Rückschlagventil 41 in den Tank 57 abfließen. Eine andere Abfließrichtung wird durch das in dieser Sitation 5j geschlossene enisperrbare Rückschlagventil 39 verhindert. Durch die Bewegung der Lasche 12' in Pfeilrichtung des Pfeiles 58 betätigt diese den Endschalter 36, welcher über den Steueranschluß 46 ein entsprechendes Signal an den Teil b der Maschinensteuerung 38 abgibt. Für die umgekehrte Verschieberichtung würde ein solches Steuersignal über die Steuerleitung 47 vom Endschalter 37 abgegeben. Sobald das Signal eines Endschalters 36, bzw. 37 in der Maschinensteuerung 38 ansteht, schaltet die Maschinensteuerung 38 über den Steueranschluß 48 den Motor 44 mit Hydraulikpurr.pe ein. Hierdurch strömt Drucköl über die Rohrleitung 49 und 51 durch das entsperrbare Rückschlagventil 39 und die Rohrleitung 59 in den Zylinderraum 35. Weiterhin fließt Drucköl über die als Steuerleitung benutzte Rohrleitung 52, wodurch das Drei-Wege-Ventil 40 in die Schaltstellung b gefahren wird, so daß nunmehr die Rohrleitung 54 gesperrt ist Ein Druckbegrenzungsventil 43, welches über die Rohrleitung 50 beaufschlagt wird, sorgt dafür, daß der gewünschte Gegendruck nicht überschritten wird. Das Druckbegrenzungsventil 43 ist über die Rohrleitung 56 mit dem Tank 57 verbunden. Weiterhin ist ein Druckschalter 42 über die Rohrleitung 55 mit dem Hydrauliksystem verbunden. Sobald der gewünschte Gegendruck erreicht ist spricht derDruckschalter 42 an und gibt über den Steueranschluß 45 ein Steuersignal in den Teil a der Maschinensteuerung 38. Diese setzt nun über die Steuerleitung 60 den jeweils als Spannantrieb benutzten Vorschubantrieb stilL Da der Vorschubantrieb bei solchen Maschinen mechanischer Art und selbsthemmend ist, so daß eine Bewegung des einen Spindelstockes oder des anderen Spindelstockes bei stillstehendem Vorschubantrieb nicht möglich ist hängt somit die Spannkraft ausschließlich vom eingestellten Hydraulikdruck ab. Tritt nur. Wärmedehnung am Werkstück 8 auf, so muß diese durch Ausweichen des Untersatzes 10' aufgefangen werden können. Dies wird dadurch erreicht daß bei anstehendem Pumpendruck Hydra:iliköl aus dem Zylinderraum 35 über die Rohrleitung 59,51 und 50 durch das Druckbegrenzungsventil 43 und Rohrleitung 56 in den Tank 57 zurückgedrückt werden kann. Der pumpenseitig anstehende hydraulikdruck sorgt dafür, daP. das entsperrbare Rückschlagventil 39 yüber die Steuerleitung 53 stets ofien gehalten wird. Fällt aus irgendeinem Grunde der Pumpendruck aus, so schließt das entsperrbare Rückschlagventil 39, so daß ein unbeabsichtigtes Lösen des Werkstückes 8 nicht auftreten kann. Der notwendige Mindestdruck wird dann von dem federvorbelasteten Rückschlagventil 41 aufrecht erhalten.

Das Maschinenuntergestell 1, welches an der Verbindungsstelle 2 zum Einschieben von Verlängerungsstücken getrennt werden kann, trägt auf der anderen Seite des Kühlmittelzuführapparates den über de.i Vorschubmotor 25 in Richtung des Pfeiles 26 verfahrbaren Spindelstock 24. Durch Verfahren des Spindelstockes 24 in Richtung des K.ühlmittelzuführapparates 9 wird das Werkstück 8 zwischen Spindelstock 24 und Kühlmittelzuführapparat 9 eingespannt. In dieser Einspannstellung wird der Vorschub des Spindelstockes 24 abgeschaltet, so daß der Spindelstock 24 seine Lage beibehält. Da der Spindelstock 24 keine drehbaren Elemente enthält, ist das Werkstück 8 in dieser Situation drehfest eingespannt Die Werkstückbearbeitung mittels rotierendem Werkzeug kann nun beginnen. Das Bearbeitungswerkzeug wird vom Bohrrohr 6 über den Spindelstock 3 in Drehung versetzt und vorgeschoben. Das Werkstück 8 wird an der Seite des Spindelstockes 24 von einer sog Laterne 28 aufgenommen, während das Bohrrohr 6 an der Seite des Spindelstocks 3 von einem Spannfutter 27 aufgenommen wird. Die Befestigungsanschlüsse für Spannfutter und Laterne s\r,a vorzugsweise identisch und genormt. Soll nun eine Bearbeitung am rotierenden Werkstück durchgeführt werden, so müssen lediglich Spannfutter 27 und Laterne 28 jeweils gegeneinander ausgewechselt und der Kühlmittelzuführapparat 9 gewendet werden. Es befindet sich dann am Spindelstock 24 das Spannfutter 27 und am Spindelstock 3 die Laterne 28. Das Werkstück 8 wird nun durch Verfahren des Spindelstocks 3 mittels des

Vorschubmotors 5 in gleicher Weise, wie oben bereits beschrieben, eingespannt. Da die Werkstückaufnahmeeinrichtung 29 im Kühlmittelzufuhrapparat 9 drehbar gelagert ist, kann nunmehr das Werkstück 8 über den Spindelstock 3 in Drehung versetzt werden. Der Spindelstock 24 sorgt nun für die notwendige Vorschubbewegung des Werkzeuges.

Bei einer Maschine nach dieser Konstruktion bleiben trotz der erweiterten Anwendungsbereiches die Vorteile eines ortsfesten Kühlmittelzuführapparates erhalten. Darüber hinaus ist statt der bisher notwendigen zwei Hauptantriebe nur noch ein Hauptantrieb erforderlich, nämlich der des Spindelstockes 3. Sowohl nach dem

Stand der Technik als auch bei einer Maschine nach der vorliegenden Erfindung sind zwei Vorschubantriebe erforderlich. Da jedoch im Stand der Technik der Kühlmittelzuführapparat mit einem Vorschubantrieb ausgerüstet werden mußte, war es erforderlich, bei Maschinen des Standes der Technik zwei unterschiedliche Vorschubantriebe zu verwenden. Dies erhöht die Lagerkosten für Ersatzteile und verteuert die Fertigung. Bei einer Tiefbohrmaschine nach der Erfindung können identische Vorschubantriebe verwendet werden. Hierdurch wird Fertigung und Lagerhaltung entsprechend verbilligt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Tiefbohrmaschine mit einem Maschinenuntergestell auf welchem ein mittels Vorschubantrieb verschiebbarer Spindelstock, ein weiterer Spindelstock und zwischen beiden ein auf einem Untersatz angeordneter Kühlmittelzuführapparat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Spindelstöcke (3,24) je mit einem Vorschubantrieb ausgerüstet sind, und daß der Kühlmittelzuführapparat (9) ortsfest auf dem Maschinenuntergestell (1) angeordnet ist, wobei mindestens eine Werkstückaufnahmeeinrichtung (29) des Kühlmittelzuführapparates (9) versetzbar und wahlweise dem einen Spindelstock (3) oder dem anderen Spindelstock (24) zukehrbar angeordnet ist, und daß an den Spindelstöcken (3, 24) ein Spannfutter (27) gegen eine das Werkstück drehbar haltende Laterne (28) bzw. eine Laterne (28) gegen ein Spannfutter (27) auswechselbar ist.

2. Tiefbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der KOhlmittelzuführapparat (9) zusammen mit der Werkstückaufnahmeeinrichtung (29) auf dem Untersatz (10, IC, 11) um 180° um eine zentrische Hochachse umsetzbar ist

3. Tiefbohrmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter (27) des Spindelstocks (3) mit der Laterne (28) des Spindelstocks (24) gegenseitig austauschbar ist