-
Bohrkopf
-
Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf mit einem Gehäuse, in welchem
eine Vielzahl von Bohrspindeln achsparallel zueinander gelagert sind, die innerhalb
des Gehäuses einen Antriebsschaft aufweisen, auf dem ein mit einem Antriebszahnrad
kämmendes Ritzel vorgesehen ist und die mit einer vom werkzeugseitigen Spindelendstück
aus zugänglichen Spindelausnehmung zur auswechselbaren Aufnahme eines Werkzeughalters
und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen des Werkzeughalters in der Spindelausnehmung
ausgestattet sind.
-
Bei Bohrköpfen der vorstehend beschriebenen Art sind die Bohrspindeln
mit einem sich an deren Antriebsschaft anschließenden, im Durchmesser vergrößerten,
relativ langen Spindelkopf ausgestattet, mit dem sie aus dem Gehäuse herausragen.
-
In diesem Spindelkopf befindet sich die sich in axialer Richtung erstreckende
Spindelausnehmung zur auswechselbaren Aufnahme eines Werkzeughalters.
-
Diese Ausbildung der Bohrspindeln führt, in Spindelachsrichtung gesehen,
zu einer Baugröße solcher Bohrköpfe, die sich in mehrfacher Hinsicht nachteilig
auswirkt.
-
So macht es die Länge des aus dem Bohrkopfgehäuse herausragenden Spindelkopfes
bzw. Spindelkopfteilstückes der Bohrspindeln notwendig, dem Bohrkopfträger einer
Bearbeitungsmaschine um den Betrag dieser Länge weiter oben einzurichten. Wenn deshalb
für die Bearbeitung einer Werkstückserie der Einsatz verhältnismaßig langer Werkzeuge
notwendig ist, muß der Bohrkopfträger entsprechend weit nach oben ausgefahren werden,
woraus ein sich auf die Arbeitsgenauigkeit ungünstig auswirkender Abstand der Bohrspindellager
zur Arbeitsstelle der Bohrkopfwerkzeuge resultiert.
-
Ist dann der Bohrkopf z.B. zur Bearbeitung einer anderen Werkstückserie
umzurüsten, für die kürzere Werkzeuge benötigt werden, so sind auf diese Werkzeuge
bzw. auf die Bohrspindeln geeignete Verlängerungen zu adaptieren, will man eine
Verstellung des Bohrkopfes um einen entsprechend großen Betrag nach unten vermeiden.
-
Besondere Nachteile bringt die bekannte Bohrkopfkonstruktion mit sich,
wenn es sich bei den Bohrköpfen um in programmgesteuerten Bearbeitungsmaschinen
zum Einsatz kommende Wechselköpfe handelt, die in radialer Richtung ihrer Bohrspindel
in ihre Bearbeitungsstellung bzw. in eine Magaziniervorrichtung zu steuern sind.
-
In diesem Falle hat die die einzelnen Werkzeugträger bzw. Bohrköpfe
aufnehmende Pinole aufgrund der in Achsrichtung der BohvjpindeSngesehen großen Baugröße
der
Wechselköpfe, je nach der Länge der an diesen angebrachten Werkzeuge,
verhältnismäßig große Verstellwege zurückzulegen, um die Wechselköpfe zu deren Einsatz
vor die Pinole steuern oder nach Beendigung der betreffenden Bearbeitungsoperation
wieder von dieser wegtransportieren zu können.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die in Achsrichtung
ihrer Bohrspindeln gesehene Baugröße von Bohrköpfen erheblich zu.reduzieren, um
einmal den Abstand der Lagerung der Bohrspindeln von der Bearbeitungsstelle ihres
Werkzeuges zur Gewährleistung einer größeren Arbeitsgenauigkeit entsprechend zu
verringern und zum anderen günstige Voraussetzungen für die Umrüstung von Bohrköpfen
von langen Werkzeugen auf kurze Werkzeuge oder umgekehrt bzw. für den automatischen
Bohrkopfwechsel an programmgesteuerten Bearbeitungsmaschinen zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich das werkzeugseitige
Spindelendstück det Rohrspindeln im Bereich der Gehäusewand des Bohrkopfes befindet.
-
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion konnten.damit die Bohrspindeln
in der Länge um die Länge ihres die Spindelausnehmung aufnehmenden Spindelkopfes
verringert werden.
-
Demgemäß befindet sich nunmehr die Spindelausnehmung zur auswechselbaren
Aufnahme eines Werkzeughalters oder gegebenenfalls eines Werkzeuges unmittelbar
im Lagerschaft der Bohrspindeln, die somit lediglich noch durch diesen selbst gebildet
sind. Ein gravierender Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht deshalb
darin, daß Werkzeughalter bzw. Werkzeugschäfte in den Bohrspindeln in dem Bereich
gehalten
sind, in welchem diese im Bohrkopf selbst gelagert sind. Hieraus resultiert eine
optimale Laufgenauigkeit der Werkzeuge, was noch dadurch begünstigt wird, daß sich
die Spindelausnehmung mindestens bis in den Bereich des Ritzels des Spindelschafts
erstreckt und die Bohrspindeln im Bereich ihrer Spindelausnehmung gelagert sind.
-
Es ist klar, daß das werkzeugseitige Spindelendstück sich in der Ebene
der Außenseite der betreffenden Gehäusewand des Bohrkopfes oder sich innerhalb des
Gehäuses befinden kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ragt
das zugängliche Spindelendstück geringfügig aus dem Gehäuse heraus.
-
Die Befestigungsmittel zur Befestigung eines Werkzeughalters oder
eines Werkzeuges in der Spindelausnehmung können beispielsweise an der dem werkzeugseitigen
Spindelendstück gegenüberliegenden Spindelendstück vorgesehen sein. Bevorzugt ist
jedoch an dem aus dem Gehäuse herausragenden Spindelendstück als Befestigungsmittel
eine in diesem radial angeordnete Spannschraube vorgesehen.
-
Das Ritzel kann auf die es tragende Bohrspindel drehgesichert aufgebracht,
beispielsweise aufgekeilt sein.
-
Im Hinblick auf die geringe Länge der erfindungsgemäß ausgebildeten
Bohrspindeln ergibt sich fertigungstechnisch eine vorteilhafte t#onstruktion, wenn
das Ritzel an den Bohrspindeln einstückig angeformt ist.
-
Die Anordnung dieses Ritzels kann dabei zwischen Spindellagern oder
vor bzw. hinter solchen getroffen sein.
-
Außer der durch die Erfindung erzielbaren erheblich geringeren Abmessung
des Bohrkopfes in Richtung der Spindelachsen, läßt sich durch sie auch eine wesentliche
Verringerung der Fertigungskosten erzielen, indem die Konstruktion der Bohrspindeln
erheblich vereinfacht und der Materialaufwand hierfür entsprechend verringert worden
ist.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Bohrkopfes dargestellt, der im Längsschnitt gezeigt ist, wobei lediglich eine von
mehreren,um ein zentrales Antriebsrad herumgruppierten Bohrspindeln gezeigt ist,
in die ein beispielsweise einen Bohrer haltender Werkzeughalter eingesetzt ins".
-
Der Bohrkopf besitzt ein Gehäuse 10, das sich aus einem Gehäuseunterteil
12 und einem mit diesem verschraubten Gehäuseoberteil 14 zusammensetzt. Im Zentrum
des beispielsweise kreisförmig ausgebildet#Gehäuses ist eine Antriebswelle 16 vorgesehen,
die mittels zweier kombinierter Druck- und Radiallager 18, 20 drehbar gelagert ist,
wobei jeweils eines dieser Lager in das Gehäuseunterteil und in das Gehäuseoberteil
eingebaut ist. Zwischen ihren Lagerstellen trägt die Antriebswelle 16 ein Antriebszahnrad
22, das auf diese aufgekeilt ist.
-
Das gemäß der Zeichnung obere, aus dem Gehäuseoberteil herausragende
Endstück der Antriebswelle 16 bildet einen an seiner Stirnfläche 24 einen Zentrierkegel
26 aufweisenden Kupplungskopf 28, der entlang eines Durchmessers von einer T-Nut
30 durchsetzt ist.
-
In an einen Bohrkopfträger einer Bearbeitungsmaschine angekuppeltem
Zustand des Bohrkopfes greift ein an einer den Zentrierkegel 26 der Antriebswelle
16 in sich aufnehmenden Antriebsspindel vorgesehenes Kupplungsglied formschlüssig
in die T-Nut 30 des Kupplungskopfes 28 ein und sorgt für eine drehfeste Verbindung
zwischen Antriebsspindel und Antriebswelle 16.
-
Durch das Antriebszahnrad 22 sind mehrere, im Gehäuse 10 gelagerte
Bohrspindeln 32 antreibbar. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind diese auf
einem zur Drehachse der Antriebswelle 16 konzentrischen Kreis um das Antriebszahnrad
22 entsprechend einem gewünschten Bohrbild herumgruppiert.
-
Diese Bohrspindeln sind, analog zur Antriebswelle 16, im unteren und
oberen Gehäuseteil 12, 14 mittels jeweils eines kombinierten Druck- und Axiallagers
34, 36 axial gesichert gelagert.
-
Am Umfang der Bohrspindeln ist ein Ritzel 38 vorgesehen, das mit dem
Antriebszahnrad 22 in Eingriff steht. Beim
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die gegenseitige Zuordnung der Druck- und Axiallager 34, 36 und des Ritzels
38 derart getroffen, daß sich letzteres zwischen diesen Lagern befindet.
-
Werkzeugseitig ragen die Bohrspindel 32 aus dem Gehäuseunterteil
12 ein kleines Stück heraus. Ebenso gut kann jedoch die Stirnfläche 40 der Bohrspindeln
mit der Unterseite 42 des Gehäuseunterteils abschließen oder auch sich innerhalb
desselben befinden. Das gegenuberliegende Spindelendstück schließt in der Ebene
der Oberseite des Gehäuseoberteils 14 ab. Es kann ebenso gut im Abstand hiervon
enden, wobei das Gehäuseoberteil oberhalb der Bohrspindeln geschlossen ausgebildet
sein kann.
-
Simmerringe 44, 46 gewährleisten einen dichten Verschluß der entsprechenden
Spindelöffnungen im Gehäuseunterteil und Gehäuseoberteil Wie aus der Zeichnung zu
ersehen ist, sind die Bohrspindeln mit einer axialen Spindelausnehmung 48 ausgestattet,
die von der Stirnfläche 40 des geringfügig aus der Unterseite 42 des Gehäuseunterteils
12 herausragenden Spindelendstückes 50 aus zugänglich ist. Diese erstreckt sah durch
den Bereich der Bohrspindel, indem sich das Ritzel 38 r befindet/hindurch und bildet
ein Sackloch zur auswechselbaren Aufnahme eines als Ganzes mit 52 bezeichneten Werkzeughalters.
Dieser besitzt einen in die Spindelausnehmung einsteckbaren zylindrischen Einsteckschaft
54, der beispielsweise mittels eines Federkeils 56 mit der Bohrspindel
drehfest
verbindbar ist, indem dieser in eine entsprechende Keilnut 58 der Spindelausnehmung
48 eingreift. Mit 60 ist eine in dem werkzeugseitig aus dem Bohrkopf herausragende
Spindelendstück SO radial angeordnete Befestigungsschraube bezeichnet. In eingestecktem
Zustand des Werkzeughalters 52 liegt dieser :#t einer Gewindestellmutter 62 an der
Stirnfläche 40 der betreffenden Bohrspindel an.
-
In den Werkzeughalter ist beispielsweise ein Spiralbohrer 64 eingesetzt.
Selbstverständlich kann der Werkzeughalter auch eine andere Ausbildung aufweisen.
So kann er beispielsweise als Schnellwechselfutter ausgebildet sein, um kurzfristig
einen Werkzeugaustausch bewerkstelligen zu können.
-
Den mit Hilfe der Werkzeughalter in die Bohrspindeln eingesetzten
Werkzeugen ist im Abstand unterhalb des Bohrkopfes eine Bohr- und Führungsplatte
66 zugeordnet', die je Werkzeug eine Bohr- und Führungsbuchse 68 aufweist.
-
Die Bohrplatte ist mit Hilfe von Führungsäulen 70, von denen lediglich
eine dargestellt ist, relativ zum Gehäuse unterteil 12 parallel zu sich selbst verschiehbar
geführt. Zu diesem Zweck ist sie mittels Führungsbuchsen 72 auf den Führungsäulen
geführt, die an ihrem unteren Ende einen Anschlagring 74 tragen, der ein Ablösen
der Bohr- und Führungsplatte 66 von den Führungssäulen verhindert. Auf den Führungsäulen
70 angeordnete und sich einerseits am Gehäuseunterte 1 12 des Bohrkopfes und andererseits
an der Bohr- und Führungsplatte 66 abstützende Druckfedern 76 versuchen, die Bohr-
und Führungsplatte ständig
in maximalem Abstand vom Bohrkopf zu
halten.
-
Die beschriebene Plattenanordnung bewirkt, daß bei Durchführung einer
Bearbeitungsoperation sich der Bohrkopf relativ zur Bohr- und Führungsplatte 66
nach unten und in umgekehrter Richtung bewegen kann, wobei nach Durchführen eines
vorbestimmten Rückstellweges durch den Bohrkopf dieser zusammen mit der Bohr- und
Führungsplatte von dem bearbeiteten Werkstück abgehoben wird.
-
Ein gravierender Vorteil der beschriebenen Bohrkopfkonstruktion besteht
darin, daß zusätzlich zu der erreichten verminderten Bauhöhe eine fliegende Lagerung
der Bohrspindeln, wie sie bei den zum Stande der Technik gehörenden Bohrkopfkonstruktionen
der Fall ist, nicht mehr gegeben, sondern eine optimale Spindellagerung erreicht
ist.
-
Leerseite