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Bohreinrichtung zum Schlagbohren
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Die Erfindung betrifft eine Bohreinrichtung zum Schlagbohren, mit
einem von einer Bohrspindel angetriebenen Bohrfutter, das drehschlüssig auf der
Bohrspindel angeordnet ist und einen axialen Durchgang aufweist, durch den hindurch
die Schlagbewegung von der Bohrspindel auf das Ende eines im Bohrfutter zwischen
radial verstellbaren Spannbacken kraftschlüssig eingespannten Bohrers übertragbar
ist.
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Bei einer aus der DE-OS 31 32 450 bekannten Bohreinrichtung dieser
Art ist die Bohrspindel als Spindelrohr mit darin geführtem Schläger oder Döpper
ausgebildet, wobei das Spindelrohr im wesentlichen die Drehbewegung, der Schläger
die Schlagbewegung überträgt.
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Das Spannfutter ist auf dem Spindelrohr fest verschraubt, während
der Schläger durch den Futterdurchgang hindurch das Ende des von den Spannbacken
kraftschlüssig eingespannten Bohrers beaufschlagt. Durch diese kraftschlüssige Einspannung
des Bohrers wird ein Teil der Schlagwirkung des Schlägers nicht nur auf das Bohrfutter,
sondern auch auf das mit dem Bohrfutter fest verschraubte Spindelrohr übertragen,
was alles die am Bohrer selbst in Erscheinung tretende Schlagwirkung beeinträchtigt.
Im übrigen kann das Bohrfutter nicht mit
Erfolg an einer sowohl
die Dreh- als auch die Schlagbewegung übertragenden massiven Bohrspindel benutzt
werden, weil dann keine unmittelbare Übertragung der Schlagwirkung von der Bohrspindel
auf den Bohrer möglich ist.
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Der Nachteil der Kopplung von Bohrfutter und Spindelrohr an die Schlagbewegung
über die kraftschlüssige Einspannung des Bohrers zwischen den Spannbacken wird bei
einer aus der DE-OS 31 32 449 bekannten Bohreinrichtung vermieden, die sich von
einer Bohreinrichtung der eingangs genannten Art dadurch unterscheidet, daß die
Spannbacken den Bohrer nicht kraftschlüssig einspannen. Der Bohrer weist vielmehr
am Schaft axial geschlossene Ausnehmungen auf, inwelche die ihnen speziell angepaßten
Spannbacken eingreifen. Die Ausnehmungen sind axial länger als die in sie eingreifenden
Spannbacken, so daß der Boher zwar drehschlüssig, axial aber begrenzt verschiebbar
im Bohrfutter gehalten ist und im Ergebnis die Spannbacken in axialer Richtung lediglich
eine dem Durchmesser des Bohrerschaftes anpaßbare, den Bohrer lose aufnehmende Führung
bilden. Darüber hinaus ist das Bohrfutter selbst zwischen zwei Begrenzungsanschlägen
um mindestens die Größe des Schlaghubes axial frei auf der Bohrspindel beweglich.
Nachteilig ist, daß diese Bohreinrichtung nur in Verbindung mit Spezialbohrern verwendbar
ist, welche die erwähnten Ausnehmungen im Bohrerschaft aufweisen, und daß das Bohrfutter
trotz seiner freien Verschiebbarkeit auf der Bohrspindel nicht von direkten Schlagbeanspruchungen
freibleibt, wenn nämlich
ein unmittelbarer Kraftschluß zwischen
Bohrspindel und Bohrfutter über den in Bohrrichtung wirksamen Begrenzungsansctilag
eintritt.
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Im übrigen sind Bohreinrichtungen zum Schlagbohren bekannt, bei welchen
die wiederum sowohl die Dreh- als auch die Schlagbewegung übertragende massive Bohrspindel
fest mit dem Bohrfutter in einer axial geschlossenen Gewindeaufnahme des Futterkörpers
verschraubt ist und die Schlagbewegung nur über das Bohrfutter selbst auf den zwischen
den Spannbacken kraftschlüssig eingespannten Bohrerübertragen wird, was die am Bohrer
in Erscheinung tretende Schlagwirkung ganz wesentlich schwächt. Auch ist das Bohrfutter
selbst durch die Schlageinwirkung stark beansprucht und hohem Verschleiß ausgesetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohreinrichtung der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Schlagwirkung des Bohrers insbes.
auch beim Antrieb des Bohrfutters durch eine sowohl die Drehbewegung als auch die
Schlagbewegung übertragende einstückige Bohrspindel verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Bohrfutter
axial verschiebbar auf der Bohrspindel geftihrt und in Richtung nach vorn zum Bohrer
hin durch eine Feder an einem Anschlag an der Bohrspindel gehalten sowie in umgekehrter
Richtung gegen die Kraft der Feder-um wenigstens den Schlaghub zurückdrückbar ist.
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Der durch die Erfindung erreichte Fortschritt besteht im wesentlichen
darin, daß durch die gegen Federkraft mögliche Verschiebbarkeit des Spannfutters
auf der Bohrspindel beide bezüglich der Schlagwirkung axial weitgehend voneinander
entkoppelt sind. Die Feder verhindert unmittelbare Schlagbeanspruchungen des Bohrfutters
durch die Bohrspindel. Die dem Bohrer dierekt von der Bohrspindel mitgeteilte und
zu einem geringeren Teil vom Bohrer über seine kraftschlussige Einspannung zwischen
den Spannbacken noch auf das Bohrfutter übertragene Schlagbewegung kann nicht mehr
auf die Bohrspindel zurückwirken, so daß bei Ausbildung der Bohrspindel als Spindelrohr
und Schläger das Spindelrohr nicht mehr die am Bohrer in erscheinung tretende Schlagwirkung
schwächen kann. Darüber hinaus ist nach der Erfindung auch der Antrieb durch eine
sowohl die Dreh- als auch die Schlagbewegung übertragende einstückige Bohrspindel
möglich, da die Schlagbewegung der Bohrspindel wegen ihrer axialen Entkopplung vom
Bohrfutter direkt auf den im Bohrfutter eingespannten Bohrer übertragen werden kann,
das Bohrfutter also wiederum nur über die kraftschlüssige Einspannung des Bohrers
zwischen den Spannbacken eine Mitbewegung erfährt, nicht aber selbst die volle Schlagwirkung
zu übertragen hat. Auf diese Weise lassen sich unabhängig von der Ausbildung der
Bohrspindel im einzelnen bei erfindungsgemäßem Anschluß des Bohrfutters an die Bohrspndel,
und gleichbleibenden Bohrspindelantrieb vorausgesetzt, in der Praxis Schlagfrequenzen
erzielen, die im Vergleich zu einem Bohrfutter mit darin lose geführtem Spezialbohrer
der früher erwähnten Art nur geringfügig kleiner sind. Die erfindungsgemäße
Bohreinrichtung
kann daher gerade in Verbindung mit den überwiegend vorhandenen Schlagbohrmaschinen,
bei welchen die Bohrspindel ohne einen eigenen Schläger wie bei Bohrhämmern sowohl
die Dreh- als auch die Schlagbewegung überträgt, entscheidend verbesserte Schlagbohrleistungen
ergeben.
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Handelt es sich um eine Bohreinrichtung mit einer sowohl die Dreh-
als auch die Schlagbewegung übertragenden einstückigen Bohrspindel, so ist in bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung der Anschlag an der Bohrspindel durch einen im Durchmesser
verbreiterten Spindelkopf gebildet, dem spindelseitig eine Ringschulter am Futterkörper
zugeordnet ist. Bei einer aus einem Spindelrohr und einem darin geführten Schläger
aufgebauten Bohrspindel ist dagegen der Anschlag an der Bohrspindel zweckmäßig durch
das bohrerseitig vordere Ende einer im Spindelrohr vorgesehenen Axialnut gebildet,
in die ein im Futterkörper gehaltener Sperrstift eingreift.
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Handelt es sich um ein Bohrfutter mit zur Futterachse geneigter Spannbackenführung,
so ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der Anschlag an der Bohrspindel
axial entsprechend dem axialen Bewegungshub der Spannbacken verstellbar und das
die Spannbacken betätigende Stellglied mit einer den Anschlag so verstellenden Mitnahmeeinrichtung
versehen, daß die Spannbacken und der Anschlag durch das Stellglied gemeinsam um
jeweils den gleichen axialen Weg verstellbar sind.
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Ändert sich daher mit der Verstellung des Einspanndurchmessers auch
die axiale Lage der Spannbacken, so
wird durch die Mitnahmeeinrichtung
über den sich mit ihr verstellenden Anschlag die Bohrspindel axial entsprechend
nachgeführt, so daß im Ergebnis der axiale Abstand zwischen dem Kopf der Bohrspindel
bzw. des Schlägers und dem Spannbereich der Spannbacken und damit die axiale Einspanntiefe
des Bohrers im Bohrfutter im wesentlichen unverändert bleibt. Eine insoweit bevorzugte
Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Stellgliedes
als am Futterkörper drehbar geführte Stellhülse diese am spindelseitigen Hülsenende
einen Innenflansch aufweist, der einen den Anschlag bildenden Außenflansch einer
Spindelmutter auf der dem Bohrer abgewandten Seite überlappt, daß die Spindelmutter
in drehschlüssiger, aber axial frei verschieblicher Verbindung mit der Stellhülse
steht, und daß das die Spindelmutter auf der Bohrspindel führende Gewinde in der
Steigung so ausgelegt ist, daß ein Verdrehen der Stellhülse etwa dieselbe Axialversetzung
der Spannbacken und der Spindelmutter ergibt.
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Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch
eine Schlagbohreinrichtung nach der Erfindung mit am Bohrfutter angesetztem Spannschlüssel,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlagbohreinrichtung
in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung,
Fig. 3 eine dritte
Ausführungsform der Schlagbohreinrichtung nach der Erfindung bei offenem Bohrfutter,
Fig. 4 die Schlagbohreinrichtung nach Fig. 3 bei geschlossenem Bohrfutter, Fig.
5 einen Schnitt in Richtung V - V durch das Bohrfutter der Schlagbohreinrichtung
nach Fig. 4.
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Bei den in der Zeichnung dargestellten Schlagbohreinrichtungen ist
die Bohrspindel mit 1, das von der Bohrspindel angetriebene Bohrfutter mit 2 bezeichnet.
Das Bohrfutter 2 ist in allen Fällen drehschlüssig auf der Bohrspindel 1 angeordnet,
wozu die in den Figuren jeweils mit 3, 4 bezeichneten axialen Nut- und Federanordnungen
dienen, die die axiale Verschiebbarkeit des Bohrfutters 2 auf der Bohrspindel 1
nicht beeinträchtigen. Außerdem ist in allen Schlagbohreinrichtungen das Bohrfutter
2 mit einem axialen Durchgang 5 versehen, durch den hindurch die Schlagbewegung
von der Bohrspindel 1 auf das Ende eines im Bohrfutter 2 zwischen radial verstellbaren
Spannbacken 6 kraftschlüssig eingespannten, lediglich in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Bohrers 7 übertragen werden. Das axial auf der Bohrspindel 1 verschiebbar geführte
Bohrfutter 2 ist in Richtung nach vorn zum Bohrer 7 hin durch eine Feder 8 an einem
Anschlag 10 an der Bohrspindel 1 gehalten und kann in umgekehrter Richtung gegen
die Kraft dieser Feder 8 um wenigstens die Länge des Schlaghubes zuriickgedrückt
werden.
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Die Bohrspindel 1 kann, wie in den Fig. 1 und 3, 4 eine Adapterspindel
sein, die an eine der bekannten Antriebsmaschinen anschließbar ist, aber auch wie
in Fig. 2 unmittelbar von der Antriebsspindel einer solchen Maschine selbst gebildet
sein. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 überträgt die einstückige Bohrspindel 1
sowohl die Dreh- als auch die Schlagbewegung.
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In diesem Fall ist der Anschlag 10 an der Bohrspindel 1 durch einen
im Durchmesser verbreiterten Spindelkopf 9 gebildet, dem spindelseitig eine Ringschulter
11 am Futterkörper 12 zugeordnet ist. Die einerseits an einem Bund 13 der Bohrspindel
1, andererseits an einer Ringschulter 14 des Futterkörpers 12 abgestützte Druckfeder
8 hält den Futterkörper 12 mit seiner Innenschulter 11 in Anlage am Spindelkopf
9. Der axiale Abstand zwischen dem Bund 13 und der spindelseitigen Stirnfläche 15
des Futterkörpers 12 ist erheblich größer als der Schlaghub. Im Ergebnis wird die
Schlagbewegung der Bohrspindel 1 unmittelbar auf das Ende des Bohrers 7 übertragen
undadas Bohrfutter 2 selbst nimmt an der Schlagbewegung nur sekundärdurdhaxiale
Mitnahme über seine von den Spannbacken 6 bewirkte Verspannung am Schaft des Bohrers
7 teil. Von der Bohrspindel 1 selbst dagegen ist das Bohrfutter 2 praktisch entkoppelt.
Da die Feder 8 den Bund 13 der Bohrspindel 1 stets in axial genügend großem Abstand
von der spindelseitigen Stirnfläche 15 des Bohrfutters 2 hält, ist eine unmittelbare
Schlagbeanspruchung des Bohrfutters 2 durch die Bohrspindel 1 in der Regel ausgeschlossen.
- Im Au5-führungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Bohrspindel 1 aus einem im wesentlichen
die Drehbewegung übertragenden
Spindelrohr 1.1 und einem darin
geführten, im wesentlichen die Schlagbewegung übertragenden Schläger 1.2 aufgebaut.
Hier wird der Anschlag 10 an der Bohrspindel 1 durch das bohrerseitig vordere Ende
einer im Spindelrohr 1.1 vorgesehenen Axialnut 16 gebildet, in die ein im Futterkörper
12 gehaltener Sperrstift 17 greift, der mit einem Gewindeabschnitt 17.1 in einem
Muttergewinde des Futterkörpers 12 gehalten ist. Der axiale Abstand zwischen dem
Sperrstift 17 und dem spindelsetigen Ende (Anschlag 10) der Axialnut 16 einerseits
und zwischen dem Bund 18 des Schlägers 1.2 und der diesem Bund bohrerseitig axial
gegenüberliegenden Ringschulter 19 des Futterkörpers 12 andererseits ist jeweils
so groß, daß auch hier eine direkte Schlagbeanspruchung des Futterkörpers 12, sei
es durch den Schläger 1.2 oder durch das Spindelrohr 1.1 praktisch ausgeschlossen
ist. - Im übrigen stimmen die Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 weitgehend
überein.
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Die Spannbacken 6 sind rein radial verstellbar im Futterkörper 12
geführt und stehen über ein planes Spiralgewinde 20 mit einem Stellring 21 in Verbindung,
der über eine Stirnverzahnung 22 mit dem Ritzel 23 eines am Bohrfutter 2 ansetzbaren
Spannschlüssels 24 im Eingriff steht, so daß die Verdrehung des Spannschlüssels
24 in bekannter Weise den Stellring 21 dreht und der Stellring 21 je nach Drehrichtung
die Spannbacken 6 radial einwärts oder auswärts verstellt.
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Der Stellring 21 selbst ist zweigeteilt ausgeführt.
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Seine beiden Teile werden durch eine axial aufgeschobene Hülse 25
zusammengehalten, die über eine bei 26 angedeutete Rasteinrichtung in ihrer jeweiligen
Drehstellung gegenüber dem Futterkörper 12 fixierbar ist,
so daß
im Betrieb der Stellring 21 sich nicht selbsttätig verdrehen und sich dieEinspannung
des Bohrers 7 nicht lockern kann.
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Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 5 sind dagegen die Spannbacken
6 in jeweils zur Futterachse geneigten Sp annback enf uhrungen verstellbar. Ihre
den Einspanndurchmesser ändernden Radialverstellungen sind also zugleich mit Axialverstellungen
verbunden, was unmittelbar aus dem Vergleich der Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Würde
hier bezüglich des Anschlages 10 an der Bohrspindel 1 eine Anordnung ähnlich wie
bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 übernommen, so wäre der Einspannbereich
zwischen den Spannbacken 6 axial umso weiter vom bohrerseitigen Ende der Bohrspindel
1 entfernt, je kleiner der Durchmesser der Einspannöffnung ist. Ein im Durchmesser
kleiner Bohrer müßte also, um mit seinem Ende am Bohrerspindelende anzuliegen, wesentlich
tiefer im Bohrfutter eingespannt werden als ein Bohrer größeren Durchmessers. Um
das zu vermeiden, ist der Anschlag 10 an der Bohrspindel 1 axial entsprechend dem
axialen Bewegungshub der Spannbacken 6 verstellbar, und zwar so, daß das die Spannbacken
6 betätigende Stellglied eine auch den Anschlag 10 verstellende Mitnahmeeinrichtung
aufweist. Wird daher das Stellglied betätigt, verstellen sich die Spannbacken 6
und der Anschlag 10 gemeinsam um jeweils etwa den gleichen axialen Weg, so daß der
axiale Abstand zwischen dem Einspannbereich der Spannbacken 6 und. dem vorderen
Ende der Bohrspindel 1 im wesentlichen unverändert bleibt, wie dies aus dem Vergleich
der Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Im einzelnen ist hier das Stellglied
als
am Futterkörper 12 geführte Stellhülse 27 ausgebildet, die wiederum über eine Stirnverzahnung
22 mit dem Ritzel 23 eines am Bohrfutter 2 ansetzbaren Spannschlüssels 24 im Eingriff
stehen kann. Die Stellhülse 27 besitzt am spindelseitigen Hülsenende einen Innenflansch
28, der einen den Anschlag 10 an der Bohrspindel 1 bildenden Außenflansch 29 einer
Spindelmutter 30 auf der dem Bohrer abgewandten Seite überlappt. Die Spindelmutter
30 steht über die axiale Nut-und Federausbildung 31, 32 in drehschlüssiger, axial
aber frei verschieblicher Verbindung mit dem Innenflansch 28 der Stellhülse 27.
Das die Spindelmutter 30 auf der Bohrspindel 1 führende Gewinde 31 ist in seiner
Steigung so ausgelegt, daß ein Verdrehen der Stellhülse 27 etwa dieselbe Axialversetzung
der Spannbacken 6 und der Spindelmutter 30 ergibt. Damit bei kleinen Einspanndurchmessern,
insbesondere bei fast geschlossenem Bohrfutter entsprechend Fig. 1, die dann radial
gegeneinander zusammengeschobenen Spannbacken 6 und der axial gegen dieSpannbacken
vorgeschobene Kopf 32 der Bohrspindel 1 sich nicht gegenseitig behindern, ist der
Bohrspindelkopf 32 mit aus Fig. 5 ersichtlichen Ausnehmungen 33 zur Aufnahme der
Spannbacken 6 ausgebildet.
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