DE3042400A1

DE3042400A1 - Werkzeugmaschine zur spanabhebenden bearbeitung

Info

Publication number: DE3042400A1
Application number: DE19803042400
Authority: DE
Inventors: Charles George Mt. Clemens Mich. Gerlach; John Joseph Bloomfield Hills Mich. Konkal; Frank Ray Birmingham Mich. Mottershead
Original assignee: Cross Co
Current assignee: Cross Co
Priority date: 1979-11-13
Filing date: 1980-11-11
Publication date: 1981-05-21
Also published as: BR8006755A; RO84453A; DD154203A5; JPS5676308A; IN152632B; KR830004056A; GB2063112B; US4309925A; BE885371A; FR2469236B1; RO84453B; KR830002260B1; AU6416580A; GB2063112A; IT8024384A0; CA1152777A; AR225451A1; DE3042400C2; IT1132597B; NL8006181A

Description

The Cross Company, 17801 Fourteen Mile Road, Fräser, Michigan 48026 / USA

Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einem angetriebenen umlaufenden Bearbeitungsteil, das einen mit ihm umlaufenden, ein Schneidelement spannenden Werkzeughalter trägt, der um eine im wesentlichen rechtwinklig zu der Drehachse des Bearbeitungsteiles verlaufende Schwenkachse hin- und herschwenkbar gelagert und mit einer ihm diese Hin- und Herbewegung erteilenden Antrieb gekuppelt ist.

Eine solche als Bohrmaschine ausgebildete Werkzeugmaschine ist insbesondere zum Einsatz bei einer Produktion großer Stückzahlen bestimmt, wo es darauf ankommt, in einem Werkstück eine Kugelinnenfläche innerhalb verhältnismäßig enger Toleranzabmessungen zu bearbeiten und dabei diese Abmessungen auch über eine längere Produktionszeit in einem engen Toleranzbereich zu halten. Das Differentialgetriebegehäuse eines Kraftfahrzeuges ist ein Beispiel für ein Werkstück mit einer Innenkugelflache, die mit einer solchen Werkzeugmaschine hergestellt werden kann.

Die Bearbeitung dieser Werkstücke erfolgt typischerweise derart, daß die Werkstücke aufeinanderfolgend durch eine Arbeitsstation der Werkzeugmaschine hindurchbewegt werden, wobei jedes Werkstück beim Eintritt in die Arbeitsstation dort zweckentsprechend ausgerichtet und für den

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anschließenden Bohrvorgang lagerichtig festgespannt wird. Anschließend wird eine Bohrstange vorgeschoben, die ein Schneidelement in die Arbeitsstellung für die spanabhebende Bearbeitung bringt, worauf das Schneidelement längs eines gekrümmten Weges verschwenkt wird, während es gleichzeitig um die Drehachse der Bohrstange umläuft. Anschließend wird die Bohrstange soweit zurückgezogen, daß das Werkstück freigegeben ist, worauf dieses aus der Arbeitsstation entnommen und ein neues Werkstück in die Arbeitsstation eingebracht werden. Damit ist das Arbeitsspiel der Maschine abgeschlossen.

Es ist üblich, die Radiusabmessung der bearbeiteten Kugelfläche der aus der Arbeitsstation kommenden Werkstücke entweder von Hand oder durch eine geeignete automatische Einrichtung, wie sie etwa in der US-PS 3 914 678 beschrieben ist, zu überprüfen. Wenn nun die Radiusabmessung sich entweder dem zulässigen Minimal- oder Maximalwert der Toleranzgrenze annähert, wird das Schneidelement auf einen größeren oder kleineren Schnittkreisradius nachjustiert, um den Schnittkreis mehr auf die Mitte des vorgegebenen Toleranzbereiches einzustellen. Diese radialen Nächstellungen werden periodisch, so wie sie durch den Werkzeugverschleiß oder durch Ablagerungen auf dem Werkzeug bedingt sind, in Schritten von ein halb tausendstel Zoll vorgenommen, wenn die Bearbeitung nahe an einen Toleranzgrenzwert herankommt.

Bisher war es üblich, das Schneidelement jeweils am Ende eines Arbeitsspieles nachzustellen. Dies kann entweder von Hand oder automatisch mittels bekannter Einrichtungen geschehen, doch erfordern alle diese Einrichtungen, daß der Antrieb der Bohrstange stillgesetzt wird, bevor die Nachstellung durchgeführt werden kann. Die Zeitspanne, die notwendig ist, um die umlaufende Bohrstange stillzusetzen, die notwendige Nachstellung auszuführen und sodann

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den Antrieb wieder auf die Betriebsdrehzahl zu bringen, stellt verlorene Produktionszeit dar. In der Praxis müssen diese Nachstellungen so oft gemacht werden, daß sie eine echte Unterbrechung des normalen Arbeitsablaufes der Maschine darstellen und damit zu einem merklichen Produktionsverlust führen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die wegen des Schneidelementenverschleißes oder des Auftretens von Ablagerungen auf dem Schneidelement erforderliche Nachstellung nicht zu einer Unterbrechung oder Verzögerung im Arbeitsablauf der Maschine führt, so daß kein Produktionsverlust bei den von der Maschine hergestellten Werkstücken infolge der Durchführung dieser Nachstellungen auftritt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Werkzeugmaschine erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement mittels einer Stelleinrichtung bei umlaufendem Bearbeitungsteil und umlaufendem Werkzeughalter bezüglich der Schwenkachse des Werkzeughalters radial verstellbar und in allen eingestellten Stellungen starr gehaltert ist.

Damit kann das Schneidelement bei umlaufendem Bearbeitungsteil, beispielsweise bei umlaufender Bohrstange, exakt radial auf den jeweils vorbestimmten Abmessungswert eingestellt werden, wie er erforderlich ist, um entweder den Verschleiß des Schneidelementes oder eine auf dem Schneidelement auftretende Ablagerung (Auftrag) zu kompensieren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung derart getroffen, daß der das Schneidelement halternde oder spannende Teil des Werkzeughalters, der normalerweise

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starr abgestützt ist bezüglich der Drehachse der Bohrstange, in kleinen aber dennoch ausreichend großen Nachstellschritten entweder radial nach innen oder radial nach außen nachgestellt werden kann, um damit den Schnittkreisradius des Werkzeuges entsprechend zu verändern. Normalerweise wird das Schneidelement in Schritten in der Größenordnung von einem halben tausendstel Zoll radial nach außen bewegt, um damit den aufgetretenen Verschleiß auszugleichen, wobei diese Nachstellungen periodisch in dem erforderlichen Maße innerhalb des gesamten zulässigen Nachstellbereiches durchgeführt werden, der normalerweise in der Größenordnung von etwa fünf tausendstel Zoll liegt. Ein Antriebsmechanismus gestattet es, die Nachstellung von einer von dem Schneidelement entfernten Stelle aus durchzuführen, und zwar vorzugsweise von dem hinteren Ende einer die Bohrstange tragenden und antreibenden Spindel aus, wobei die Spindel selbst während dieser Nachstellung umläuft und die Nachstellung ohne Behinderung oder BeeinträchT tigung des Mechanismus erfolgt, der das Schneidelement über seinen gekrümmten Schneidhubweg dreht oder schwenkt. Die Einrichtung zur Nachstellung des Schneidelementes ist einheitlich derart aufgebaut und angeordnet, daß sie in den außerordentlich kleinen Platz paßt, der von der Spindel und deren Zubehör zur Verfügung gestellt ist, während gleichzeitig der zur Verschwenkung oder Hin- und Herbewegung des Werkzeughalters im Sinne der Erzeugung der Schnittbewegung erforderliche zugehörige Mechanismus Platz findet. Darüberhinaus ist die Nachstelleinrichtung derart ausgelegt, daß sie eine verhältismäßig große Stellbewegung des Antriebs in eine sehr kleine Bewegung des Schneidelementes umsetzt. Diese Bewegungsübertragung geschieht über eine Reihe mechanisch einander zugeordneter Teile, von denen jeder derart mit dem von ihm betätigten Teil zusammenwirkt, daß sich für diesen Teil eine starre Abstützung ergibt, womit das Schneid-

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element in allen Nachstellstellungen starr und sicher gegen die Kräfte abgestützt ist, die auf das Schneidelement während des Bearbeitungsvorganges einwirken.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Bohrmaschine gemäß der Erfindungen einer Seitenansicht,

Fig. 2 die Bohrmaschine nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie 2-2 der Fig. 1,in einer Seitenansicht in einem anderen Maßstab und im Ausschnitt,

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2, geschnitten längs der Linie 3-3 der Fig. 2 in einer Seitenansicht,

Fig. 4 die Bohrmaschine nach Fig. 1, in einer Schnittdarstellung unter Veranschaulichung des in dem Kreis 4 der Fig. 1 eingeschlossenen Bereiches, im Ausschnitt,

Fig. 5 einen Teil der Anordnung nach Fig. 2_t entsprechend dem in dem Kreis 5 nach Fig. 2 enthaltenen Maschinenteil ,im Ausschnitt und in einem anderen Maßstab und

Fig. 6 einen Teil der Anordnung nach Fig. 3,entsprechend dem in dem Kreis 6 enthaltenen Maschinenteil im Ausschnitt und in einem anderen Maßstab.

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In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 8 eine Werkzeugmaschine bekannter Bauart, die einen auf einem Ständer oder Sockel 12, bezogen auf Fig. !,von rechts nach links hin- und herbeweglich gelagerten Schlitten 10 aufweist. Um diese hin- und hergehende Bewegung des Schlittens 10 zu erzeugen, kann eine zweckentsprechende bekannte Antriebseinrichtung, beispielsweise ein Arbeitszylinder, verwendet werden, die im einzelnen nicht dargestellt ist. Den rechten Teil des Schlittens 10 überragend und an diesem in geeigneter, an sich bekannter Weise etwa mittels Schrauben 13 befestigt,ist ein Spindelgehäuse 14 vorgesehen, in dem eine in Lagern 18, 20 drehbar gelagerte Spindel 16 angeordnet ist. Hinter dem Spindelgehäuse 14 und im Abstand von diesem ist auf dem Schlitten 10 außerdem noch ein Vertikalsupport 22 befestigt, auf den ein Motor 24 aufgesetzt ist, welcher die Spindel 16 über Antriebsriemenscheiben 26, 28 auf der Motorantriebswelle 30 bzw. der Spindel 16 mittels eines endlosen Riemens 32 antreibt. Eine zweckentsprechende Einstelleinrichtung 34 gestattet es, den Antriebsmotor 24 auf dem Vertikalsupport bezüglich der Antriebsriemenscheibe 24 derart zu verstellen, daß die Spannung des Antriebsriemens 32 auf den jeweils gewünschten Wert eingestellt werden kann.

Am vorderen Ende der Spindel 16 ist eine Bohrstange mittels eines zentrischen Vorsprunges 38 geführt, der in eine zentrische Ausnehmung 40 der Spindel 16 ragt und in diese eingepaßt ist. Die Bohrstange 36 ist mittels einer Reihe ringsum verteilter Schrauben 42 starr aber lösbar an der Spindel 16 befestigt, wobei durch Schrauben 46 an dem Ende der Spindel 16 befestigte Radialkeile 44, welche in Keilnuten 48 in der entsprechenden zugewandten Fläche der Bohrstange 36 eingreifen, dne drehfeste Verbindung zwischen der Spindel 16 und der

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Bohrstange 36 hergestellt ist. Mit Hilfe eines Klemmstückes 54 ist eine Schneidplatte 50 lösbar an einer Werkzeughalterungsplatte 52 befestigt. Die Werkzeughalterungsplatte 52 ist in einen diametralen,durchgehenden Schlitz 56 in dem mittleren Teil der Bohrstange 36 eingesetzt (Fig. 6) und drehbar auf einer Lagerhülse 58 gelagert, die sich quer durch den Schlitz 56 erstreckt, wobei sie an beiden Enden in miteinander fluchtende Bohrungen 60, 62 eingepreßt ist, die zu beiden Seiten des Schlitzes 56 in der Bohrstange 36 vorgesehen sind. Wenn die Werkzeughalterungsplatte 52 in der in den Fig. 2 und 5 dargestellten Stellung steht, liegt sie gemeinsam mit dem Schneidelement 50 vollständig innerhalb des Schlitzes 56; wird aber die Werkzeughalterungsplatte 52 im Gegenuhrzeigersinn auf der Lagerhülse 58 verdreht, so bewegt sich die Schneidkante des Schneidelementes 50 an dessen Ecke 50a auf einem gekrümmten Weg um den Mittelpunkt oder die Achse der Lagerhülse auf die Außenseite der Bohrstange 36. An dem vorderen Ende der Bohrstange 36 ist ein Teil 64 verringerten Durchmessers vorgesehen, der mit geringem Spiel in einer Büchse 66 eines feststehenden Bockes 68 gelagert ist, welcher auf dem Sockel oder Gestell 12 angeordnet und an diesem mittels Schrauben 70 sowie einstellbarer Paßkeile (nicht dargestellt), gegenüber dem Schlitten 10 und einer allgemein mit 72 bezeichneten Arbeitsstation befestigt ist.

Im Betrieb wird ein allgemein mit 74 bezeichnetes Werkstück, das in der Zeichnung mehr oder weniger schematisch dargestellt ist, bearbeitet, das in der Arbeitsstation 72 gespannt werden kann und das mittels geeigneter Spanneinrichtungen lagerichtig derart eingestellt und festgeklemmt wird, daß es die von dem Schlitten 10 in die Arbeitsstation 72 transportierte und durch diese hindurch geführte Bohrstange 36 aufnehmen kann. Zum Zwecke der

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Erläuterung der Erfindung kann das Werkstück 74 einen Teil mit einer Durchgangsbohrung 76 aufweisen, durch den die Bohrstange 36 durchgeht, wenn diese von dem Schlitten 10 so weit vorgeschoben wird, daß ihr endseitiger Führungsteil 64 in die Lagerbuchse 66 und sie selbst in eine innerhalb der Bohrung liegende Kugelinnenfläche 78 eingeführt wird, die von dem Schneidelement 50 bearbeitet werden soll. Wie bereits erwähnt, ist das Differentialgetriebegehäuse eines Kraftfahrzeuges ein typisches Beispiel für ein Werkstück zur Bearbeitung durch die neue Vorrichtung.

Zu Beginn des Maschinenarbeitsspieles steht der Schlitten in einer zurückgezogenen Stellung auf der linken Seite der in Fig. 1 veranschaulichten Stellung, so daß die Bohrstange 36 sich ebenfalls in einer zurückgezogenen Stellung befindet, in der sie außerhalb der Arbeitsstation 72 und des Werkstückes 74 steht. In der zurückgezogenen Stellung des Schlittens 10 ist die Bohrstange 36 vollständig von dem Bock 68 und dem Werkstück 74 zurückgezogen, so daß die Arbeitsstation 72 zur Entnahme eines fertigen Werkstückes und zur Aufnahme eines neu zu bearbeitenden Werkstückes unbehindert offensteht. Es ist möglich, daß Werkstücke von Hand oder automatisch in jeweils geeigneter und bekannter Weise gleichzeitig in die Arbeitsstation 72 eingebracht bzw. aus dieser herausgenommen werden.

Nachdem ein neues Werkstück in die Arbeitsstation 72 eingesetzt und dort zweckentsprechend ausgerichtet sowie gespannt ist, wird zu Beginn des Arbeitsspieles die Bohrstange 36 von dem Schlitten 10 vorgeschoben, d.h. bezogen auf Fig. 1 nach rechts bewegt; sowie sich die Bohrstange ihrer am weitesten vorgeschobenen Stellung nähert, dringt ihr Endteil 64 in die Lagerbuchse 66 ein, die damit eine äußere Abstützung für die Bohrstange

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während des Bearbeitungsvorganges bildet. In der Praxis läuft der Schlitten 10 in seiner am weitesten vorgeschobenen Stellung gegen einen feststehenden (nicht dargestellten) Anschlag an, gegen den er während der Bearbeitung des Werkstückes 74 fest in Anlage gehalten bleibt. Die Bearbeitung selbst geschieht dadurch, daß die Werkstückhaiterungsplatte 52,bezogen auf Fig. 2, im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird, während die Bohrstange 36 von dem Antriebsmotor 24 in Umdrehung versetzt wird. Das Schneidelement 50 läuft dabei um die Drehachse der Bohrstange 36 um, und da es sich im Gegenuhrzeigersinn auf der querliegenden Lagerhülse 58 dreht, erzeugt die Schneidkante 50a des Schneidelementes 50 die Kugelfläche 78. Nach dem Abschluß der Bearbeitung werden die Werkzeughalterungsplatte 52 und das Schneidelement 50 wieder vollständig in den Bohrstangenschlitz 56 zurückgebracht, worauf die Bohrstange 36 von dem Schlitten 10, bezogen auf Fig. 1, so weit nach links bewegt wird, bis die Bohrstange 36 aus dem Werkstück 74 zurückgezogen ist und somit die Arbeitsstation 72 sowie das Werkstück 74 freigibt, so daß das fertige Werkstück nun aus der Arbeitsstation 72 herausgenommen und ein neu zu bearbeitendes Werkstück in die Arbeitsstation eingesetzt werden können. Nachdem die Bohrstange 36 so weit zurückgezogen ist, daß sie das Werkstück 74 freigibt, wird die Werkzeughalterungsplatte 52 im Uhrzeigersinn in ihre Ausgangsstellung zurückgedreht. Damit ist das Maschinenarbeitsspiel abgeschlossen.

Der Mechanismus zum Verdrehen oder Hin- und Herbewegen der Werkzeughalterungsplatte 52 auf der Lagerhülse 58 ist üblicher Bauart und weist einen vorderen Zugstangenteil 80 auf, der in der Bohrstange 3 6 verschieblich gelagert und an seinem vorderen Ende mittels einer Lasche 82 mit einer Ecke der Werkzeughalterungsplatte 52 verbunden ist. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen, ist das Zug-

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stangenteil 80 koaxial bezüglich der Bohrstange 36 konzentrisch in einer Führungsbüchse 84 angeordnet, die mit enger Passung in einer Axialbohrung 86 verschieblich ist, welche sich in der Bohrstange 36 von dem durchgehenden Schlitz 56 aus nach hinten erstreckt. Der Zweck dieser Führungsbüchse 84 wird im einzelnen noch erläutert werden. Im Augenblick genügt es, zu bemerken, daß die Führungsbüchse 84 in der Axialbohrung 86 hin- und herbeweglich sowie gemeinsam mit der Bohrstange 36 verdrehbar ist,, was mittels eines Keiles 88 der Führungsbüchse 84 und einer Keilnut 90 in der Bohrung 86 erreicht wird. Das vordere Zugstangenteil 80 ist seinerseits in der Führungsbüchse 84 unabhängig davon hin- und herbeweglich, mit dieser aber drehfest mittels eines Keiles 92 und einer Keilnut 94 in dem Zugstangenteil bzw. der Führungsbüchse gekuppelt. Das hintere Ende der Lasche 82 ragt in einen vorne' an dem Zugstangenteil 80 vorgesehenen Radialschlitz 94; es ist mit dem Zugstangenteil 80 mittels eines Schwenkzapfens 96 verbunden. Das vordere Ende der Lasche 82 ragt seinerseits in einem sich über die ganze Kante der Werkzeughalterungsplatte 52 erstreckenden Schlitz 98; es ist an der Werkzeughalterungsplatte 52 mittels eines Schwenkzapfens 100 befestigt. Der Schlitz 98 ist so tief, daß er die Lasche 82 vollständig aufnehmen kann, so daß die Werkzeughalterungsplatte 52, ausgehend, von der Stellung nach Fig. 2, um zumindest volle 90° im Gegenuhrzeigersinn verdreht werden kann. Bei einer Ausfuhrungsform hat sich ein 96°-Drehbereich der Werkzeughalterungsplatte 52 als besonders vorteilhaft erwiesen. Sowohl das Zugstangenteil 80 als auch die Führungsbüchse 84 müssen in der Bohrstange 36 naturgemäß derart gelagert sein, daß die Schwenkzapfen 96, 100 in Längsrichtung ausgerichtet sind und eine unbehinderte hin- und hergehende Bewegung des Zugstangenteiles 80 gewährleistet ist, die dazu dient, die Werkzeughalterungsplatte

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auf der Lagerhülse 58 mittels der Lasche 82 zu verdrehen und das Schneidelement 50 bei seinem Schneidhub zu bewegen.

Zu Beginn dieses Schneidhubes stehen das Schneidelement 50 und die Werkzeughalterungsplatte 52 in der Stellung nach den Fig. 2, 5. Zu diesem Zeitpunkt sind die Bohrstange 36 und das Schneidelement 50, wie bereits beschrieben, angetrieben, so daß die Schneidkante 50a des Schneidelementes 50 sich lediglich auf einem kreisförmigen Weg rings um die Drehachse der Spindel 16 und der Bohrstange 36 bewegt. Wenn jedoch das Zugstangenteil 80, bezogen auf Fig. 2, nach rechts bewegt wird, bewirkt es über die Lasche 82, daß die Werkzeughalterungsplatte 52 im Gegenuhrzeigersinn um die Lagerbüchse 58 verdreht wird, wodurch die Schneidkante 50a des Schneidelementes 50 längs der Kugelfläche 78 des Werkstückes 74 geführt wird. In der Praxis bewegt sich das Zugstangenteil 80 aus der in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung in die gestrichelt dargestellte Stellung, wobei die Lasche 82 bei ihrer Vorbewegung vollständig in dem Querschlitz 98 der Werkzeughalterungsplatte 52 aufgenommen wird. Der Hub des Zugstangenteils 80 ist auf jeden Fall so groß, daß die Werkzeughalterungsplatte 52 so weit verdreht wird, daß sie gemeinsam mit dem Schneidelement 50 sowohl in der in Fig. 2 dargestellten Ausgangsstellung als auch in der Stellung am Ende des Schneidhubes vollständig in dem Bohrstangenschlitz 56 liegt, so daß die Bohrstange 36 in die Bohrung 76 des Werkstückes 74 eingeschoben und aus diesem zurückgezogen werden kann, ohne daß dabei eine Behinderung durch die Bohrstange oder eines ihrer Teile auftritt.

Das vordere,in der Bohrstange 36 liegende Zugstangenteil 80 ist an seinem hinteren Ende an einem mittleren Zugstangenteil 102 mittels eines Gewindebolzens 104 befestigt.

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welcher in eine Gewindebohrung 106 eingeschraubt ist, die ihrerseits zentrisch an dem hinteren Ende des vorderen Zugstangenteiles 80 vorgesehen ist. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen, verläuft das mittlere Zugstangenteil 102 konzentrisch axial durch die Spindel 16, in der es mittels einer es umgebenden Führungsbüchse 108 verschieblich gelagert ist, die ihrerseits in einer Axialbohrung 110 der Spindel 16 angeordnet ist. Fig. 1 zeigt außerdem, daß das mittlere Zugstangenteil 102 hinten aus der Spindel 16 vorragt und mittels einer geeigneten Kupplung 112 mit einem kurzen hinteren Zugstangenteil 114 verbunden ist, das in einem Lagerpaket drehbar gelagert ist, welches aus drei in einem Gehäuse 122 angeordneten Lagern 116, 118, 120 besteht.

Das mittlere und das hintere Zugstangenteil· 102 bzw. 104 werden beide zwangsiäufig gemeinsam mit dem vorderen Zugstangenteil· 80 verdreht und hin- und herbewegt, da das mittiere Zugstangenteil· 102 an dem vorderen Zugstangenteil· 80 mitteis des Gewindeboizens 104 befestigt ist, während das hintere Zugstangenteil· 114 über die Kuppiung 112 mit dem mattieren Zugstangenteil· 102 verbunden ist. Zu diesem Zwecke gestatten die Lager 116, 118, 120 dem zugeordneten Zugstangenteil· 114 zwar eine Drehbewegung, doch sind die Lager zwischen einer Radial·schul·ter 124 auf dem Zugstangenteil· 114 und einer Beiiagscheibe 126 gehaiten, die ihrerseits von einer auf das hintere Ende des Zugstangenteiies aufgeschraubten Mutter 128 satt anlegend an das hintere Lager 116 angepreßt ist.

Um die hin- und hergehende Bewegung des Zugstangenteiies 114 zu ermögiichen, ist das Gehäuse 122 mit einer nach unten vorragenden Führungsieiste 130 ausgebiidet, die in einer Längsführungsbahn 132 verschiebiich geiagert ist, weiche ihrerseits in einem Träger 134 ausgebiidet

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ist, der auf einem hinten auf den Schlitten 10 aufgesetzten Halterungsblock 136 angeordnet ist. Der Träger 134 ist auf dem Halterungsblock 136 mittels Schrauben 138 lösbar befestigt, während der Halterungsblock 136 selbst mit Hilfe von Schrauben 140 mit dem Schlitten 10 verbunden ist.

Die zur Hin- und Herbewegung der miteinander verbundenen Zugstangenteile 80, 102, 114 erforderliche Antriebskraft wird von einem auf dem Halterungsblock 136 angeordneten Hydraulikzylinder 142 geliefert. Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, weist der Hydraulikzylinder 142 seitlich vorstehende Befestigungsfüße 144 auf, die mittels Schrauben 146 starr an dem Halterungsblock befestigt sind. An einer vorderen Stirnplatte 150 des Hydraulikzylinders 142 ist ein nach unten weisender Flansch 148 vorgesehen, der in einen Querschlitz 152 des Halterungsblockes 136 genau eingepaßt ist, so daß er die nach vorne und hinten gerichtete Beanspruchung aufnehmen kann, die im Betrieb auf den Hydraulikzylinder 142 von der in eine Gewindebohrung 156 des Gehäuses 122 ragenden Kolbenstange 154 ausgeübt wird. Der Hydraulikzylinder 142 kann beidseitig mit Hydraulikflüssigkeit aus einer zweckentsprechenden Quelle beaufschlagt werden, wobei die Hydraulikflüssigkeit in der üblichen Weise mittels eines nicht dargestellten Umsteuerventiles wahlweise zu der einen oder der anderen Zylinderseite geleitet wird.

Im Betrieb bewegt sich ein nicht weiter dargestellter, die Kolbenstange 144 antreibender Kolben innerhalb der durch den Hydraulikzylinder 142 gegebenen Bewegungsgrenzen vor und zurück. Bei der Vorbewegung dieses Kolbens in dem Hydraulikzylinder 142 bewirkt er über das Gehäuse 122,die Zugstangenteile 80, 102, 114 und die Lasche 82, daß die Werkzeughalterungsplatte 52 auf der

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Lagerhülse 58 im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird. Dabei bewegt sich das Schneidelement 50 gemeinsam mit der Werkzeughalterungsplatte 52 derart, daß seine Schneidkante über die ganze Kugelinnenfläche 78 des Werkstückes 74 läuft. Umgekehrt, wenn der Kolben in dem Hydraulikzylinder 142 zurückbewegt wird, verdreht er über die erwähnten Teile die Werkzeughalterungsplatte 52 auf der Lagerhülse 58 im Uhrzeigersinn, womit das Schneidelement 50 wieder in seine Ausgangsstellung zurückgebracht wird. Das Gewinde am Ende der Kolbenstange 154 gestattet eine axiale Einstellung der Kolbenstange in der Bohrung 156 und demgemäß eine Einstellung der Stellung, die das Schneidelement 50 jeweils am Ende seiner im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn erfolgenden Bewegung einnimmt. Eine auf die Kolbenstange 154 aufgeschraubte Kontermutter 158 wird sodann gegen das Gehäuse 122 festgezogen, um damit die Kolbenstange 154 in ihrer jeweiligen einjustierten Stellung zu verriegeln. Zweckmäßigerweise wird eine Bohrung 160 quer durch das Gehäuse 122 im Bereiche der Bohrung 156 sowie durch die in ihrer einjustierten Endstellung stehende Kolbenstange 154 gebohrt, in die ein Stift oder Splint eingesetzt wird, der formschlüssig verhindert, daß sich die Kolbenstange 154 nach der ordnungsgemäßen Einjustierung der Teile in der Bohrung 160 verdreht.

Im Verlaufe von aufeinanderfolgenden Schneid- oder Bearbeitungsvorgängen treten gewisse Veränderungen der radialen Abmessung der Schneidecke 50a bezüglich der Drehachse des Bohrwerkzeuges 36 auf, die entweder wegen des Verschleißes des Schneidwerkzeuges nach innen zu oder wegen Ablagerungen oder eines Auftrages auf der Schneidecke bzw. Schneidkante nach außen zu gerichtet sind. Wenn derartiges auftritt, wird die Fläche 78 aufeinanderfolgend bearbeiteter Werkstücke 74 zunehmend kleiner oder größer im Durchmesser. Die Abmessungsänderungen

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erscheinen normalerweise verhältnismäßig langsam, doch treten sie gelegentlich auch relativ schnell auf, und zwar insbesondere im Fall von Werkstücken, bei denen die Abmessungen der Fläche 78 innerhalb enger Toleranzen gehalten werden müssen. Gelegentlich werden solche Abmessungsveränderungen schon störend bemerkbar, bevor das Schneidelement 50 nachgeschliffen oder ersetzt werden muß, so daß eine Nachstellung des Schneidelementes erforderlich wird, um zu verhüten, daß die bearbeitete Fläche zu nahe an eine der zulässigen Abmessungstoleranzgrenzen herankommt oder diese gar überschreitet.

Bei MehrStationenmaschinen, bei denen die Werkstücke fortschreitend von einer Station zur nächsten transportiert werden, um damit aufeinanderfolgend bearbeitet zu werden, ist es bisher üblich, die Abmessungen insbesondere der innerhalb enger Toleranzen zu haltenden bearbeiteten Flächen an einer bestimmten Stelle in Förderrichtung hinter der Station zu überprüfen, in der diese Oberfläche bearbeitet wurde und dann das Schneidwerkzeug nachzustellen, wenn die Abmessungen der geprüften Oberfläche sich der gerade noch zulässigen Toleranzgrenze anzunähern beginnen. Wenn beispielsweise festgestellt wird, daß dieser Zustand zufolge des Werkzeugverschleißes auftritt, wird das Schneidelement nach außen zu nachgestellt, um die bearbeitete Fläche des Werkstückes wieder mehr in die Mitte des Toleranzbereiches zurückzubringen.

Eine Einrichtung dieser Art zur Toleranzprüfung bei bearbeiteten Zylinderflächen, wie sie bei üblichen Bohrvorgängen entstehen sowie zur selbsttätigen Nachstellung des Schneidelementes ist in der US-PS 3 914 678 beschrieben. Die in dieser Patentschrift beschriebene Nachstelleinrichtung für das Schneidelement kann aber dann nicht für eine automatische Nachstellung verwendet

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werden, wenn es um das Ausdrehen einer Kugelinnenfläche geht, wie es im Vorstehenden beschrieben worden ist. In diesem speziellen Fall, in dem die innenliegende bearbeitete Fläche eine Kugelgestalt aufweist, kann das Werkstück zwar automatisch einer Größenprüfung der Kugelfläche unterworfen werden, doch war es bisher notwendig, die erforderliche Nachstellung des Schneidelementes dann periodisch von Hand vorzunehmen, wie eben die die Werkstücke überwachende Prüfstation die Notwendigkeit zur Nachstellung des Schneidelementes angezeigt hat. Um diese notwendige Nachstellung vorzunehmen, war es zunächst notwendig, die Bohrstange 36 am Ende des jeweiligen Maschinenarbeitsspieles in ihrer Drehbewegung stillzusetzen, sodann das Schneidelement von Hand nachzustellen und schließlich es hinsichtlich seiner Schneidabmessungen zu überprüfen. Diese Vorgänge erfordern einen erheblichen Zeitaufwand, weil das Schneidelement häufig nicht einfach zugängig und die Nachstellung außerdem verhältnismäßig klein ist, beispielsweise in der Größenordnung von 5 Zehntausendstel Zoll- Es hat sich gezeigt, daß ein solcher beträchtlicher Zeitaufwand nicht nur dazu erforderlich ist, die Nachstellung selbst vorzunehmen, sondern auch um die Genauigkeit der Nachstellung auf diese außerordentlich kleine Abmessung zu überprüfen. Wenn nun dieser Bohrvorgang in einer Werkzeugmaschine, wie etwa einer Transfermaschine, stattfindet, sind während dieser Zeit, während diese Nachstellung vorgenommen und sodann überprüft wird, alle Maschinenstationen stillgesetzt, womit die Produktion der gesamten Maschine unterbrochen ist. Ein solcher Produktionsverlust ist bei einer derartigen Maschine beträchtlich und er fällt insbesondere bei jenen nicht seltenen Stationen ins Gewicht, von denen aus Werkstücke zu anderen dann in ihrem Betrieb auch beeinträchtigten Maschinen transportiert werden oder die in einer kritischen Zuordnung zu anderen Herstellungs-

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vorgängen in der Fabrik stehen.

Die Erfindung schafft nun eine Einrichtung, die es gestattet, das Schneidelement 50 automatisch radial bezüglich der Drehachse der Bohrstange 36 nachzustellen, und zwar während diese umläuft/ und dies ohne daß das Arbeitsspiel der Maschine unterbrochen wird, von der die Bohrstange 36 ein Teil bildet. Am Ende jedes beliebigen Bearbeitungsvorganges kann automatisch eine Nachstellung um jeden vorbestimmten gewünschten Wert erfolgen, ohne daß die Maschine stillgesetzt wird, wobei die neue Nachstelleinrichtung nicht nur eine radial nach außen gerichtete, sondern auch, falls erforderlich, eine radial nach innen gerichtete Nachstellung des Schneidelementes ermöglicht. Darüberhinaus ist die neue Nachstelleinrichtung derart aufgebaut und ausgelegt, daß sie in allen Nachstellstellungen des Schneidelementes eine feste starre Halterung des Schneidelementes gewährleistet.

Die Werkzeughalterungsplatte 52 ist erfindungsgemäß in der Nähe der Ecke, die das Schneidelement 50 trägt, mit einem unter einem Winkel angeordneten Schlitz 162 versehen, der erlaubt, daß der das Schneidelement 50 tragende Teil der Platte bezüglich der Drehachse der Platte radial nach außen gebogen werden kann. Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, ist der Schlitz 162 in einem kurzen Abstand hinter der das Schneidelement 50 tragenden Ecke der Werkzeughalterungsplatte 52 angeordnet; er erstreckt sich von einer Stelle in der Nähe der Kante 164 bis zu der benachbarten Kante 166, die er schneidet, wobei er im wesentlichen rechtwinklig zu einem von der Dreh- oder Schwenkachse der Werkzeughalterungsplatte 52 aus durch deren das Schneidelement 50 tragenden Ecke verlaufenden Radius sich erstreckt.

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Zur Erleichterung der Herstellung und der Montage ist das das Schneidelement 50 tragende Teil 176 der Werkzeughalterungsplatte 52 als von dem Hauptteil 175 der Platte getrenntes Teil ausgebildet. Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Konstruktion der Werkzeughalterungsplatte 52 sind sowohl das Teil 176 als auch das sich längs der Seitenkante 164 erstreckende Teil 175 aus einem Stück, aber jedoch getrennt von dem anderen Teil der Platte ausgebildet, wobei diese beiden Plattenteile mittels Schrauben 168 und einem mit einer Keilnut 172 zusammenwirkenden Keil 170 miteinander verbunden sind. Genau genommen bildet der an dem geschlossenen Ende des Schlitzes 162 liegende Halsteil 174 ein flexibles Scharnier, das ein Wegbiegen des Teiles 176 und damit eine Nachstellung des Schneidelementes 50 auf den Drehpunkt der Werkzeughalterungsplatte 52 zu oder von diesem weg gestattet.

Bei einer durch eine Verbiegung in dem Halsteil 174 in der beschriebenen Weise erzeugten Bewegung des Teiles 176 wird die Schneidstelle 50a des Schneidelementes 50 genau besehen nicht nur auf den Drehpunkt der Werkzeughalterungsplatte 52 zu oder von dieser weg, sondern auch bezüglich der Drehachse der Bohrstange 36 bewegt, so daß damit auch die Radiusabmessung der bearbeiteten Oberfläche 78 verändert wird. Vorzugsweise ist das Plattenteil 176 in seiner Ausgangsstellung bezüglich seines normalen oder entspannten Zustandes radial so weit nach außen gebogen, daß die Eigenelastizität des flexiblen Teiles 174 das Teil 176 nach innen bewegt, wenn es von der entgegenwirkenden Druckkraft entlastet wird. Andererseits wird die auf das Teil 176 einwirkende Druckkraft erhöht, um das Teil 176 weiter radial nach.außen zu biegen, wenn der Schnittkreisradius des Schneidelementes 50 vergrößert werden soll. In das äußere oder offene Ende des Schlitzes 162 ist ein geeignetes Dichtungsstück 177

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eingesetzt, das verhindert, daß bei dem Bearbeitungsvorgang auftretende Späne, Metallstaub u.dgl. in den Schlitz 162 eintreten und diesen verstopfen, wodurch möglicherweise die Biegebewegung des Plattenteils 176 beeinträchtigt werden könnte.

Der Mechanismus um das das Schneidelement tragende Plattenteil 176 entweder nach innen oder nach außen zu verstellen und gleichzeitig die Unterbringung der Einrichtung zum Vor- und Zurückdrehen der Werkzeughalterungsplatte 52 auf der Lagerhülse 58 bei umlaufender Bohrstange 36 zu gestatten _f weist ein stiftartiges Betätigungselement auf, das in einer in dem Hauptteil 175 der Werkzeughalterungsplatte 52 hinter deren das Schneidelement 50 tragendem Teil 176 angeordneten Bohrung 180 verschieblich geführt ist. Wie aus den Fig. 2 und 5 zu entnehmen, ist der Stift 178 etwa in der Mitte des das Schneidelement tragenden Teiles 176 und im wesentlichen rechtwinklig zu diesem verlaufend angeordnet, so daß durch eine nach außen zu gerichtete Bewegung des Stiftes 178 in der Bohrung 180 das Plattenteil 176 im Sinne der Vergrößerung des Schnittkreisradius des Schneidelementes 50 verbogen wird, während eine nach innen zu gerichtete Bewegung des Stiftes 178 in der Bohrung 180 das das Schneidelement tragende Plattenteil 176 von der darauf wirkenden Druckkraft entlastet und damit den Schnittkreisradius des Schneidelementes 50 verkleinert. Eine in das flexible Plattenteil 176 hinter dem Schneidelement 50 eingefügte Stellschraube 179 ist in einem solchen Maße gegen den Stift 178 angezogen, daß die im Normalbetrieb und bei dem üblichen Einsatz der Vorrichtung auftretende Rückbewegung des Stiftes 178 ermöglicht ist. In dem Schlitz 162 ist im Bereiche dessen innenliegenden Endes an dem Hauptteil 175 der Werkzeughalterungsplatte 52 ein Anschlag 182 mittels einer Schraube 184 befestigt, welche einen eine Schulter 188 des Stiftes 178 übergrei-

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fenden Finger 186 aufweist, durch den die nach außen zu gerichtete Bewegung des Stiftes 178 begrenzt und damit eine Überbeanspruchung des flexiblen und elastischen Scharnierteiles 174 verhütet werden. Das äußere Ende 190 des Stiftes 168 , das mit dem flexiblen Plattenteil 176 in Eingriff steht, liegt stumpf an diesem an.

Die Bohrung 180 erstreckt sich radial nach innen durch die Lagerhülse 58 und mündet auf eine in Längsrichtung sich verjüngende Nockenfläche 192, die auf einem in der Lagerhülse 58 hin- und herbeweglich gelagerten zylindrischen Schieber oder Kolben 194 ausgebildet ist. Eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 194 wird, abhängig von der jeweiligen Bewegungsrichtung des Kolbens 194, in eine auf das das Schneidelement tragende Plattenteil 176 zu oder von diesem weg gerichtete Gleitbewegung des Stiftes 178 umgesetzt. Die sich verjüngende, d.d.h konische Nockenfläche 192 ist vorzugsweise mit einer gehärteten Verschleißplatte 198 belegt, wobei das innenliegende Ende 200 des Stiftes 178 auf der Verschleißlatte 198 aufliegt.

Aus den Fig. 3 und 6 ist zu entnehmen, daß der Kolben auf beiden Seiten kurz hinter der Lagerhülse 58 endet und daß eine zwischen einem Kolbenende und einer in die Bohrstange 36 eingesetzten und an dieser mittels Schrauben 206 befestigten Platte 204 eingesetzte Feder 202 den Kolben 194 in die Richtung drückt, in der das das Schneidelement tragende Plattenteil 176 von der auf es wirkenden Druckkraft entlastet wird.

Ein an der Platte 204 auf deren Innenseite ausgebildeter Ringflansch 208 erstreckt sich in die Bohrung 60 und liegt an einem Ende der Lagerhülse 58 an, wodurch eine ordnungsgemäße Ausrichtung des durch die Lagerhülse 58 verlaufenden

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Teils der Bohrung 180 und des Bohrungsteiles gewährleistet ist, der sich durch die Werkzeughalterungsplatte 52 erstreckt. In der Werkzeughalterungsplatte 52 ist auf der Rückseite der Ladehülse 58 eine Bohrung 212 vorgesehen, in die ein stiftförmiger Keil 210 eingesetzt ist, der in einen in dem Kolben 194 angeordneten Längsschlitz 214 eingreift und damit den Kolben 194 in der Lagerbüchse 58 drehfest in einer solchen Winkelstellung festhält, daß die konische Nockenfläche 192 bezüglich des sie abtastenden Stiftes 178 lagerichtig ausgerichtet ist. Die Bohrung 212 erstreckt sich zweckmäßigerweise unter einem Winkel von dem Schlitz 98 aus radial zu der Dreh- oder Schwenkachse der Werkzeughalterungsplatte 52 hin,wie dies insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht.

Der Kolben 194 wird, wie aus den Fig. 3 und 6 zu ersehen, gegen die von der Feder 202 ausgeübte elastische Federwirkung durch ein kugeliges Betätigungselement 216 nach oben bewegt, das in der Lagerhülse 58 auf der der Feder 202 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Das Betätigungsglied 216 sitzt seinerseits auf einer in Längsrichtung sich verjüngenden Nockenfläche 218, die auf einem Schieberstift 220 ausgebildet ist, welcher in einer in der Bohrstange 36 auf einer Seite des durchgehenden Schlitzes 56 ausgebildeten Längsbohrung 222 hin- und herbeweglich gelagert ist. Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, daß der Schieberstift 220 auf seiner linken Seite mit einem Kopfstück 224 ausgebildet ist, das in eine T-Nut 226 der Führungsbüchse 84 eingreift. Wie bereits erläutert, ist die Führungsbüchse 84 in der Bohrung 86 frei verschieblich gelagert, während der Schieberstift 220 durch das Kopfstück 224 und die T-Nut 226 gezwungen ist, die Bewegung der Führungsbüchse 84 mitzumachen. Das innenliegende oder rechte Ende des Schieberstiftes 220 ist, wie aus den Fig. 3 und 6 zu entnehmen, auf einem Blöckchen 228 gelagert, das seitlich in die Bohrstange 36 eingesetzt ist und in

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die Bohrung 222 um einen solchen Betrag vorragt, daß das die Nockenfläche abtastende kugelige Betätigungsglied 216 satt an dem benachbarten Ende des Kolbens 194 anliegt. In der Führungsbüchse 84 ist hinter der T-Nut 266 eine Stellschraube 230 in einer zugeordneten Gewindebohrung 232 angeordnet. Die Stellschraube 230 wird gegen das Kopfstück 224 angezogen, um damit alles Spiel zwischen dem Kopfstück 224 und der T-Nut 226 herauszunehmen und eine starre Halterung der einzelnen Teile in der Kette von Betätigungselementen zu gewährleisten, die das das Schneidelement tragende Teil 176 der Werkzeughalterungsplatte 52 auf die jeweils eingestellte Stellung des Schneidelementes 50 zu bewegen oder biegen.

Die Antriebskraft zur hin- und hergehenden Betätigung der in der Bohrung 86 angeordneten Führungsbüchse 84 wird von einem Antriebsmotor 234 geliefert, der hinten auf ein Getriebegehäuse 240 aufgesetzt ist. Die Motorantriebswelle 236 (Fig. 4) ragt von hinten her in den Innenraum 238 des Getriebegehäuses 240, welches lösbar an dem Spindelgehäuse 14 befestigt ist. Auf der Rückseite des Getriebegehäuses 240 ist ein abnehmbarer Deckel 242 vorgesehen,der an dem Getriebegehäuse 240 mittels Schrauben 244 und Paßbolzen 246 befestigt ist. In dem Getriebegehäuse 240 ist ein Antriebszahnrad 248 mittels eines Keiles 252 und einer Keilnut 254 auf einen Wellenstummel 250 aufgekeilt, der seinerseits in der vorderen Wand des Getriebegehäuses 240 und in dem Deckel 242 jeweils mittels eines Lagers 256 bzw. 258 drehbar gelagert ist. Der Wellenstummel 250 ragt durch eine Dichtung 260 hindurch nach vorne zu aus der Vorderwand des Getriebegehäuses 240 vor und ist mittels einer Kupplung 262 mit der Motorantriebswelle 276 verbunden. In den Getriebegehäuse 240 ist

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unterhalb des Antriebszahnrades 248 ein von αresem angetriebenes und mit ihm in Eingriff stehendes Zahnrad 264 angeordnet, das beidseitig vorragende und in Lagern 270, 272 gelagerte Naben 266, 268 trägt. Die Lager 270, 272 sind in entsprechende Ausdrehungen 274, 276 in dem Deckel 242 bzw. in der vorderen Wand des Getriebegehäuses 240 eingesetzt.

Das angetriebene Zahnrad 264 erzeugt eine hin- und hergehende Antriebsbewegung zur Betätigung der Führungsbüchse 84. Zu diesem Zwecke weist es eine Gewindebohrung 278 auf, in die eine rohrförmige Gewindemutter 280 eingeschraubt ist, welche durch einen in eine Axialbohrung 284 der Gewindemutter 280 eingesetzten Stift 282 drehfest gehalten ist, dessen einander gegenüberliegende Endteile in Bohrungen 285, 286 des Deckels 242 bzw. der vorderen Wand des Getriebegehäuses 240 eingepaßt sind. Die Gewindemutter 280 ist auf Axiallagern 288, 290 drehbar gelagert,die ihrerseits auf der Führungs- oder Zugstangenbüchse 108 sitzen. Die Außenringe der beiden Axiallager 288, 290 sind durch nach innen ragende Radialschultern 289, 291 der Gewindemutter 280 im Abstand gehalten, während die Lagerinnenringe durch ein Abstandstück 294 getrennt sind. Eine auf die Zugstangenbüchse 108 aufgesetzte Mutter 298 drückt das hintere Lager 288 gegen die Schulter 289 und wirkt über das Abstandsstück 294 in dem Sinne, daß das vordere Lager fest gegen eine an der Zugstangenbüchse 108 vorgesehene Radialschulter 196 angepreßt wird.

Wie bereits erwähnt, ist das mittlere Zugstangenteil 102 drehfest mit der Bohrstange 36 verbunden. Es ist außerdem in dem Getriebegehäuse 240 mittels eines aufgesetzten Lagers 302 drehbar gelagert,

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welches seinerseits in eine Ausdrehung 304 des Getriebegehäusedeckels 242 eingepaßt und in diesem mittels eines durch Schrauben 308 an dem Deckel 242 befestigten Lagerdeckels 306 gehalten ist. Wie insbesondere aus Fig. 4 zu entnehmen, deckt der Lagerdeckel 306 auch die ein Ende des Stiftes 282 enthaltende Bohrung 285 ab, so daß der Stift 282 unverlierbar gehalten und verhütet ist, daß dieser unbeabsichtigt von der Gewindemutter 280 frei kommt. Dichtungen 310, 312 in der vorderen Wand des Getriebegehäuses 240 und in dem Lagerdeckel 306 verhindern, daß Schmiermittel, mit dem das Getriebegehäuse 240 normalerweise zumindest teilweise gefüllt ist, längs des mittleren Zugstangenteiles 102 oder der Zugstangenbüchse 108 austritt. An ihrem vorderen Ende 292 ist die Zugstangenbüchse 108 bei 314 mit einem einen kleineren Durchmesser aufweisenden Teil 316 der Führungsbüchse 84 verschraubt.

Im Betrieb werden Werkstücke 74 entweder einzeln oder auf Vorrichtungswagen (Paletten) aufeinanderfolgend in üblicher Weise durch die Arbeitsstation 72 hindurchbewegt, und zwar bei durch den Schlitten 10 zurückgezogener Bohrstange 36. Zu diesem Zeitpunkt ist die Bohrstange 36 bezüglich der Arbeitsstation 72 vollständig zurückbewegt, so daß sie die Bewegung und Handhabung der Werkstücke in der Arbeitsstation nicht behindert. Nach dem Einbringen eines Werkstückes 74 in die Arbeitsstation 72 wird dieses ausgerichtet und lagerichtig für die Aufnahme der Bohrstange 36 festgeklemmt, wenn diese - wie in Fig. 3 veranschaulicht - in der beschriebenen Weise mittels des Schlittens 10 in die Arbeitsstation 72 vorgeschoben wird. Die Bohrstange 36 bearbeitet die Kugelinnenfläche

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des Werkstückes 74 und wird sodann von dem Schlitten aus der Arbeitsstation 72 zurückgezogen, um die Entnahme des Werkstückes 74 zu gestatten. Die Einrichtungen zum Einbringen und Herausnehmen des Werkstückes 74 in bzw. aus der Arbeitsstation 74, sowie zum Ausrichten und Festklemmen des Werkstückes für die Bearbeitung in der Arbeitsstation sind üblicher Bauart und sind deshalb im einzelnen nicht erläutert oder veranschaulicht.

Im Normalbetrieb der Maschine wird die Bohrstange 36 von dem Antriebsmotor 24 in bereits beschriebener Weise kontinuierlich angetrieben, so daß keine Produktionszeit damit verloren geht, daß die Bohrstange 36 stillgesetzt und sodann wieder nach jedem Arbeitsspiel auf ihre Betriebsdrehzahl gebracht werden muß. Die einzelnen,von der Maschine während jedes Bearbeitungsspieles auszuführenden Funktionen werden von einer Steuerschaltung in der Regel über Zeitgeber und Zeitfolgeschalter derart gesteuert, daß unmittelbar nachdem ein Werkstück in die Arbeitsstation 72 eingebracht und dort lagerichtig verklemmt ist, der Schlitten 10 soweit vorgefahren wird, daß er die Bohrstange 36 durch die Bohrung 76 in das Werkstück 74 einschiebt und das Endteil 64 der Bohrstange 36 in dem Lagerbock 68 lagert.Sowie der Schlitten 1O gegen einen seinen weiteren Vorschub begrenzenden Anschlag aufläuft, wird der Hydraulikzylinder 142 in dem Sinne betätigt, daß er die Zugstangenteile 80, 102, 114 mit Bezug auf die Zeichnung nach rechts vorbewegt. Bei der Vorbewegung der Zugstange bewirkt ihr vorderer Teil über die Lasche 82, daß die Werkzeugträgerplatte 52, bezogen auf Fig. 2,im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Bei dieser Drehung der Werkzeughalterungsplatte 52 auf der Lagerhülse 58 bearbeitet das Schneidelement 50 die Kugelinnenfläche 78 des Werkstückes 74.

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Unmittelbar nach Abschluß dieses Bearbeitungsvorganges der Kugelinnenfläche 78 wird der Schlitten 10 zurückgefahren, womit er die Bohrstange 36 aus der Bohrung 76 herauszieht und die Arbeitsstation 72 freigibt, so daß das Werkstück 74 in die nächste Station der Maschine überführt und gleichzeitig ein neues Werkstück in die Arbeitsstation 72 eingebracht werden können.

Wie bereits erläutert, soll die bearbeitete Oberfläche 78 jedes Werkstückes 74 hinsichtlich ihrer Abmessungen an einer geeigneten Stelle in Transportrichtung hinter der Arbeitsstation 72 mittels einer Einrichtung überprüft werden, wie sie etwa in der US-PS 3914 678 beschrieben ist. Wenn nun diese Prüfeinrichtung feststellt, daß die bearbeitete Oberfläche 78 sich der Toleranzgrenze ihrer Radialabmessung entweder auf der Ober- oder der Unterseite nähert, wird dem Antriebsmotor 234 ein Signal übermittelt, das bewirkt, daß der Antriebsmotor 234,abhängig davon, ob die bearbeitete Oberfläche sich ihrer oberen oder ihrer unteren Toleranzgrenze nähert, eine vorbestimmte Anzahl Umdrehungen entweder im Uhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinn ausführt. Steuereinrichtungen, die auf ein solches Signal ansprechen und die Zahl der Umdrehungen des Antriebsmotors 234 begrenzen, sind an sich bekannt,wie dies in der US-PS 3914 678 erwähnt ist. Sie sind deshalb in der vorliegenden Anmeldung nicht weiter erläutert, die sich insbesondere auf die mechanischen Einrichtungen bezieht, die dazu dienen, das Schneidelement 50 auf die jeweils richtige Radiusabmessung einzustellen, wenn die Prüfeinrichtung die Notwendigkeit für eine solche Nachstellung anzeigt.

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Wenn der Antriebsmotor 234 in dem Drehsinne der Vergrößerung der Radiusabmessung des Schnittkreises des Schneidelementes 50 umläuft, bewirkt er über die Zahnräder 248, 264, daß die Gewindemutter 280, bezogen auf Fig.4, in dem Innengewinde 278 des angetriebenen Zahnrades 164 nach links läuft. Das Zahnrad 264 wirkt somit wie eine die Gewindemutter 280 nach links transportierende Schnecke, während die Gewindemutter 280 über die Drucklager 288,290 eine entsprechende Bewegung auf die Zugstangenbüchse 108 überträgt. Diese Bewegung der Zugstangenbüchse 108 erteilt über die Gewindeverbindung 214 der Führungsbüchse 84 eine entsprechende Bewegung, während die Führungsbüchse 84 ihrerseits den Schieberstift 220 zurückzieht und damit die konische Nockenfläche 218 bzüglich des sie abtastenden kugeligen Betätigungsgliedes 216 verstellt. Das Betätigungsglied 216 bewegt seinerseits den Kolben 194, bezogen auf Fig. 3, gegen die elastische Wirkung der Feder 202 nach oben, so daß die Nockenfläche 192 nunmehr nach rechts (vergl. Fig. 3) zu auf den Stift 178 einwirkt. Durch diese Einwirkung wird der Stift 178 gegen das das Schneidelement tragende Plattenteil 176 vorgeschoben, das er damit radial nach außen biegt, womit der Schnittkreisradius des Schneidelementes 50 vergrößert wird. Das Maß, um das der Schnittkreisradius vergrößert wird, hängt naturgemäß von der Zahl der Umdrehungen des Antriebsmotors 234 sowie der Steigung des Gewindes 278 des als Schnecke wirkenden Zahnrades 264 ab. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel sind diese Größen derart ausgelegt, daß das Schneidwerkzeug 50 bei jeder Erregung des Antriebsmotors 234 um ca. 0,0001 Zoll verstellt wird. Der maximal zulässige oder vorgesehene gesamte Nachstellweg des Schneidwerkzeuges 50, bevor dieses durch ein neues oder nachgeschliffenes Werkzeug ersetzt wird, beträgt

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- 34 typischerweise ca. 0,005 Zoll. J U A· Z H U U

Umgekehrt, wenn der Antriebsmotor 234 im umgekehrten Drehsinn angetrieben wird, wird die Radialstellung des Schneidelementes 50 bezüglich der Drehachse der Bohrstange 36 durch die entgegengesetzte Bewegung des den Antriebsmotor 234 und das das Schneidelement tragende Plattenteil 176 miteinander verbindenden Betätigungselementes 174 verkleinert. Der Antriebsmotor 234 bewirkt dabei über die Zahnräder 248, 264, daß die Gewindemutter 280 bezogen auf Fig. 4 nach rechts verschoben wird. Bei dieser Bewegung der Gewindemutter 280 verschiebt sie über die Drucklager 288, 290 die Zugstangenbüchse 108 nach rechts, wobei die Zugstangenbüchse 108 eine entsprechende Bewegung auf die Führungsbüchse 84 überträgt, die ihrerseits über den Schieberstift 220 die Nockenfläche 218 von dem sie abtastenden kugeligen Betätigungsglied 216 weg bewegt. In dem Maße, in dem das kugelige Betätigungsglied 216 von der von der Nockenfläche 218 auf es ausgeübten Druckkraft entlastet wird, bewegt sich das Betätigungsglied 216 in der Lagerhülse 58 nach unten, während die Schraubenfeder 202 dem Kolben 194 eine entsprechende Bewegung erteilt. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 194 in der Lagerhülse 58 bewegt sich die Nockenfläche 192 von dem Stift 178 weg, während der Stift 178 mit zunehmender Entlastung von der auf ihn einwirkenden Druckkraft, bezogen auf Fig. 3, nach links bewegt wird. Diese Bewegung des Stiftes 178 bewirkt ihrerseits, daß das das Schneidelement 50 tragende Plattenteil 176 von der auf es einwirkenden Druckkraft entlastet wird, so daß das elastische Halsteil 174 das Schneidelement 50 radial nach innen bewegen und damit den Schnittkreisradius des Schneidelementes um das gewünschte Maß verkleinern kann.

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Es ergibt sich somit/ daß die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die beschriebene Einrichtung gelöst wird. Der Schnittkreisradius einer zur Erzeugung einer innenliegenden kugeligen Oberfläche eingerichteten Bohrstange kann entsprechend den jeweiligen Betriebserfordernissen wahlweise vergrößert oder verkleinert werden. Außerdem kann diese Nachstellung bei umlaufender Bohrstange mittels einer Einrichtung bewirkt werden, die nicht in irgendeiner Weise die normale Funktion des Mechanismus beeinträchtigt oder behindert, welcher die das Schneidelement tragende Werkzeughalterungsplatte dreht oder verschwenkt, wie dies für die spanabhebende Bearbeitung erforderlich ist. Es ist ein besonderes Merkmal der Erfindung, daß die Nachstellung nicht nur bei laufender Bohrstange/ sondern auch überhaupt ausgeführt werden kann, ohne daß sie auf irgendeine Weise den normalen Betriebsablauf der Maschine beeinträchtigt. Gleichzeitig gewährleistet die mechanische Einrichtung zu dieser Nachjustierung der Radialstellung des Schneidelementes eine starre Halterung des Schneidelementes in allen einjustierten Stellungen, und zwar unabhängig davon, ob die Justierung radial nach innen oder radial nach außen erfolgt. Als Folge davon ist gewährleistet, daß kein unerwünschtes Klappern oder andere unerwünschte Effekte während der Bearbeitung auftreten, die auf die Einrichtung zurückgeführt werden könnten, mittels der die Nachstellung des Schneidelementes in der einen oder anderen Richtung erfolgte.

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Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl.-lng.W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger

7300 Esslingen (Neckar). Webergasse 3, Postfach

1o. November 1980 ^Telel°"

PA 22 rüeh ^Slull"^{rl (0711)} l⁵™

Telex 07 256610 smru

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Patentansprüche

{ 1.J Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einem angetriebenen umlaufenden Bearbeitungsteil, das einen mit ihm umlaufenden, ein Schneidelement spannenden Werkzeughalter trägt, der um eine im wesentlichen rechtwinklig zu der Drehachse des Bearbeitungsteiles verlaufende Schwenkachse hin- und herschwenkbar gelagert und mit einer ihm diese Hin- und Herbewegung erteilenden Antrieb gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement (50) mittels einer Stelleinrichtung (234, 280, 108, 218) 192, 176) bei umlaufendem Bearbeitungsteil (16) und umlaufendem Werkzeughalter (52) bezüglich der Schwenkachse des Werkzeughalters (52) radial verstellbar und in allen eingestellten Stellungen starr gehaltert ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement (50) durch die Stelleinrichtung (234, 280, 108, 218, 192, 176) während der Schwenkbewegung des Werkzeughalters (52) betätigbar ist.
3. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (52) gegeneinander bewegliche Teile (175, 176) aufweist, von denen einer (176) das Schneidelement (50) trägt, und die Stelleinrichtung eine mit einem Stellglied (178) zusammenwirkende Nockenfläche (192)

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enthält, die in zwei Richtungen verstellbar gelagert ist und deren Verstellung in der einen und in der anderen Richtung eine radial nach außen zu bzw. radial nach innen zu gerichtete Nachstellung des Schneidelementes (50) entspricht und daß das Schneidelement (50) in allen seinen eingestellten Stellungen über das Stellglied (178) starr auf der Nockenfläche (198) abgestützt ist.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das das Schneidelement (50) tragende Werkzeughalterteil (176) einen flexiblen,elastischen, der Bewegung der Nockenfläche (192) in einer Richtung nachgiebig entgegenwirkenden Teil (176) aufweist und daß das Schneidelement (50) bei Bewegung der Nockenfläche (192) in der anderen Richtung durch die Eigenelastizität des elastischen Teils (174) radial nach innen bewegbar ist.
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung ein parallel zu der Drehachse des Bearbeitungstexles (16) hin- und herbeweglich gelagertes Betätigungselement (220) aufweist, dem eine mit ihm zusammenwirkende.parallel zu der Drehachse des Bearbeitungstexles (16) verstellbare Nockenfläche (218) zugeordnet ist, über die ein Betätigungsglied in einer rechtwinklig zu der Drehachse des Bearbeitungstexles (16) verlaufenden Richtung hin- und herverstellbar ist, das mit der anderen Nockenfläche (192) zusammenwirkt und daß das mit der anderen Nockenfläche (192) zusammenwirkende Stellglied (178) in einer parallel zu der Drehachse des Bearbeitungstexles (16) verlaufenden Richtung verstellbar gelagert ist.

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130Ö21/Q88S
6. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der Ausbildung als Bohrmaschine mit einem Bearbeitungsteil in Gestalt einer auf einem Schlitten gelagerten angetriebenen Spindel, die an einem Ende eine Bohrstange trägt, an der der um die im wesentlichen rechtwinklig zu der Drehachse der Bohrstange verlaufende Schwenkachse hin- und herschwenkbar gelagerte Werkzeughalter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung des Werkzeughalters (52) und die Stelleinrichtung für das Schneidelement (50) eine innere und eine äußere Betätigungsstange (102, 114; 108) aufweisen, die koaxial zueinander und zu der Spindel (16) sowie unabhängig voneinander hin- und herbeweglich gelagert sind und von denen die innenliegende Betätigungsstange (102, 114) über einen die hin- und hergehende Bewegung der Betätigungsstange in die Schwenkbewegung des Werkzeughalters (52) umsetzenden Mechanismus mit dem Werkzeughalter (52) gekuppelt ist und die äußere Betätigungsstange (108) die radiale Nachstellung des Schneidelementes (50) und dessen starre Ab- · Stützung in allen eingestellten Stellungen bewirkt.
7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in der Ausbildung als Bohrmaschine, mit einem Bearbeitungsteil in Gestalt einer angetriebenen Spindel, durch die eine Bohrstange in Umlauf versetzt ist, an der der Werkzeughalter hin- und herschwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter als eine das Schneidelement (50) spannende Werkzeughalterungsplatte (52) ausgebildet ist, die von der Rückseite der Spindel (16) her mittels eines durch die Spindel (16) und die Bohrstange (36) sich erstreckenden Betätigungselementes (102, 114) verschwenkbar ist.

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8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung ein axial durch die Spindel (16) und die Bohrstange (36) sich erstreckendes Betätigungsteil (108) aufweist/ das von der Rückseite der Spindel (16) her betätigbar ist.
9. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (102, 114) und das Betätigungsteil (108) getrennte, koaxial zueinander und zu der Spindel (16) in der Spindel (16) gelagerte Teile sind, die beide gemeinsam mit der Spindel (16) umlaufend und unabhängig voneinander relativ zu der Spindel (16) verschieblich sind.
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (102, 114) und das Betätigungsteil (108) jeweils mit einem eigenen, dem Betätigungselement bzw. dem Betätigungsteil eine unabhängige Hin- und Herbewegung erteilenden Antrieb (142 bzw. 24) gekuppelt sind.
11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für das Betätigungsteil (108) eine angetriebene Schnecke (246) und eine mit dieser zusammenwirkende, in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Schnecke (246) linear hin- und herbewegbare Gewindemutter (280) aufweist, die mit dem durch sie verschiebbaren Betätigungsteil (108) gekuppelt ist und daß das Betätigungsteil (108) auf dem innenliegenden Betätigungselement (102, 114) in Längsrichtung innerhalb der Spindel (16) verschieblich gelagert ist.

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12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als eine mit der Werkzeughalterungsplatte (52) gekuppelte und mit der Spindel (16) umlaufende _t hin- und herbewegbare Zugstange (102, 114) ist und das Betätigungsteil der Nachstelleinrichtung eine in der Spindel (16) konzentrisch zu der Zugstange (102, 114) gelagerte, mit der Spindel umlaufende sowie unabhängig von der Zugstange verschiebliche Zugstangenbüchse (108) ist.
13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeughalterungsplatte (52) zwei getrennte,relativ zueinander bewegliche Teile (175, 176) aufweist, die durch ein flexibles,elastisches Element (174) miteinander verbunden sind, durch das die beiden Teile normalerweise im gegenseitigen Abstand gehalten sind und das eine im wesentlichen radial zu der Schwenkachse der Werkzeughalterungsplatte (52) und der Drehachse der Bohrstange (36) gerichtete Bewegung des einen Teiles (176) bezüglich des anderen Teiles (175) ermöglicht und daß das eine Teil (176) der Werkzeughalterungsplatte (52) das Schneidelement (50) trägt und das andere Teil (175) an der Bohrstange (36) schwenkbar gelagert ist.
14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem anderen Teil (175) der Werkzeugträgerplatte (52) ein an dem einen Plattenteil (176) angreifendes, verschiebbares Betätigungsglied (178) gelagert ist, durch das das Schneidelement (50) im Zusammenwirken mit dem flexiblen elastischen Element (174) nachstellbar ist.

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15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem anderen Teil (176) der Werkzeughalterungsplatte (52) ein Nocken (192, 194) verschieblich gelagert ist, auf dem das Betätigungsglied (178) abgestützt ist und durch den das Betätigungsglied (178) auf das eine Teil (176) der Werkzeughalterungsplatte (52) zu und von dieser weg verstellbar ist.
16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (176) längs der Drehachse der Bohrstange und der Nocken (192, 194) längs der Schwenkachse der Werkzeughalterungsplatte (52) verschieblich sind.
17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16. dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken in Gestalt eines federbelasteten Kolbens (194) ausgebildet ist.
18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Teil (175) der Werkzeughalterungsplatte (52) auf einer Lagerhülse (58) und der Kolben (154) verschieblich in der Lagerhülse (58) gelagert sind und daß das auf einer Nockenfläche

(192) des Kolbens (194) abgestützte Betätigungsglied (178) radial durch die Lagerhülse (58) verlaufend angeordnet ist.
19. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (102,114) mit einem Arbeitszylinder (142) gekuppelt ist.

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