DE3410967C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum gezogenen Aufbohren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Werkzeug dieser Gattung ist aus der US-PS 42 59 884 bekannt. Bei diesem Bohrkopf sind drei Schneidkörper vor­ gesehen, die aus axial langgezogenen Werkzeugträgern und von ihnen getragenen Schneidplättchen bestehen. Die Werk­ zeugträger sind an ihren einen axialen Enden auf einer konischen Fläche eines axial verschiebbaren Verstellrings gelagert, während ihre anderen axialen Enden über je eine Kippverbindung im Grundkörper abgestützt sind. Zum radialen Verstellen der Werkzeugträger und somit der Schneidplätt­ chen muß zum einen der konische Verstellring durch eine Verstellschraube axial verschoben werden und zum anderen die Kippverbindung durch manuelles Betätigen einer Nocken­ einrichtung gedreht werden. Abgesehen davon, daß diese Verstellvorrichtung konstruktiv etwas aufwendig ist, lassen sich die Schneidkörper nicht während des Verarbei­ tungsvorganges verstellen; ein Verstellen des Schneid­ körpers kann nämlich nur außerhalb der Bohrung manuell durchgeführt werden. Da ferner die Schneidkörper über einen gemeinsamen konischen Ring verstellt werden, ist ein unterschiedlicher Verstellhub der Schneidkörper nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß auf einfache Weise eine größere Anzahl von sich unterschiedlichen radialen Stellungen befindlichen Schneidkörpern während des Be­ triebes verstellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 2 gekenn­ zeichnete Erfindung gelöst.

Aus der DE-AS 10 99 308 ist es bereits bekannt, bei einem Plandrehkopf der Radialverschiebung zweier Planschieber dadurch zu erzielen, daß eine durch einen Stellmotor axial hin- und herbewegbare Betätigungsstange über je eine be­ wegungsübertragende Einrichtung (Schrägverzahnung) an den Planschiebern angreift. Hierdurch lassen sich jedoch maximal nur zwei Planschieber radial verstellen.

Im Gegensatz hierzu ist bei dem erfindungsgemäß ausgebil­ deten Werkzeug eine der Anzahl der Schneidkörper entspre­ chende Anzahl von axial verschiebbaren Verstellbolzen vor­ gesehen, die über ein gemeinsames Verbindungsglied an der axial verschiebbaren Betätigungsstange angreifen und jeweils ihre Axialbewegung in eine Querbewegung der Schneidkörper übertragen. Hierdurch ist die Möglichkeit geschaffen, allein durch eine axiale Verschiebung der Betätigungs­ stange sämtliche Schneidkörper zu verstellen, was ohne weiteres während des Bearbeitungsvorganges durchgeführt werden kann. Dennoch lassen sich die Schneidkörper wegen der Verwendung einzelner Verstellbolzen mit unterschied­ lichem Verstellhub betätigen. Das erfindungsgemäß ausge­ bildete Werkzeug zeichnet sich durch konstruktive Einzel­ heit aus und läßt sich insbesondere bequem handhaben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1A, 1B einen Längsschnitt durch einen Bohrkopf mit einer selbsttätig ein- und ausrückbaren Kupplung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Bohr­ kopf im Bereich des Schneidkörpers.

Der in den Fig. 1A, 1B dargestellte Bohrkopf 2 weist einen Grundkörper 4 mit einem hülsenförmigen Abschnitt auf, in den ein umlaufendes Bohrrohr 6 mittels einer Schraubverbindung 8 eingeschraubt ist. Der Bohrkopf 2 ist mit fünf Schneidkörpern 10 (vgl. auch Fig. 2) ver­ sehen, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.

Die Schneidkörper 10 sind quer zur Bohrrohrachse ver­ stellbar, und zu diesem Zweck sind sie in Führungslöchern 12 des Grundkörpers 4 verschieblich gelagert. Die Führungslöcher 12 verlaufen ungefähr radial, sind jedoch zur Bohrrohrachse etwas geneigt, wie aus Fig. 1A er­ sichtlich ist.

Die mit Schneiden 14 versehenen Schneidkörper 10 können zum Aufbohren bzw. Konturbohren eines strichpunktiert angedeuteten Werkstückes 16 verwendet werden, wie noch im einzelnen erläutert wird.

Zum Verstellen der Schneidkörper 10 ist eine Verstellvorrich­ tung 20 vorgesehen. Die Verstellvorrichtung 20 weist fünf Verstellbolzen 22 auf, die in kranzförmig angeordneten, parallel zur Bohrkopfachse verlaufenden Bohrungen des Grundkörpers 4 axial verschiebbar gelagert sind. Jeder Verstellbolzen 22 greift an seinem zugehörigen Schneid­ körper 10 mittels einer bewegungsübertragenden Einrich­ tung 24 in Form einer Schrägverzahnung an, die jeweils an einander benachbarten Seiten der Verstellbolzen 22 und der Schneidkörper 10 vorgesehen sind (siehe auch Fig. 2). Um einen einwandfreien Eingriff der Schräg­ verzahnungen 24 sicherzustellen, sind die Verstellbol­ zen 22 mittels einer Drehsicherung 26 gegen Drehen ge­ sichert.

Die Verstellbolzen 22 sind an ihren von den Schneid­ körpern 20 abgewandten Enden mit einem gemeinsamen Verbindungsglied 28 verbunden. Zu diesem Zweck ist das als Scheibe ausgebildete Verbindungsglied 28 mit einem Kranz von Bohrungen 30 versehen, in denen die Verstellbolzen 22 jeweils mittels einer Gewindebuchse 32 gehalten sind. Die Gewindebuchsen 32 sind mit einem Schraubkopf 34 versehen, um die Verstellbolzen 10 mittels eines geeigneten Werkzeuges (nicht gezeigt) feinein­ stellen zu können.

Zum axialen Verschieben des Verbindungsgliedes 28 und somit der Verstellbolzen 22 ist eine zentrale Betäti­ gungsstange 36 vorgesehen, die aus einem mit einem Stellmotor verbundenen Stangenteil 38 und einem am Verbindungsglied 28 befestigten Stangenteil 40 besteht. Die Stangenteile 38 und 40 sind durch eine beim Aus­ wechseln des Bohrkopfes 2 selbsttätig ein- und ausrück­ bare Kupplung 42 verbindbar und trennbar.

Der Stangenteil 40 besteht aus einem Kupplungsbolzen 40 a und einem Führungsbolzen 40 b, von denen der Kupp­ lungsbolzen 40 a durch eine zentrale Bohrung 44 des Verbindungsgliedes 28 durchgesteckt und mit dem Führungs­ bolzen 40 b verschraubt ist. Auf diese Weise ist das Verbin­ dungsglied 28 zwischen dem Kupplungsbolzen 40 a und dem Führungsbolzen 40 b eingespannt. Der Führungsbolzen 40 b ist in einer zentralen Bohrung des Grundkörpers 4 axial verschieblich gelagert.

Die Kupplung 42 weist außer dem Kupplungsbolzen 40 a eine am Stangenteil 38 einstückig angeformte Kupplungs­ hülse 38 a auf, die mit über den Umfang verteilten Durchbrüchen zur Aufnahme von radial beweglichen Kugeln 46 versehen ist. Die Kugeln 46 stützen sich bei einge­ rückter Kupplung am Außenumfang des Kupplungsbolzens 40 a ab und liegen an einer rampenartigen Schulter 48 des Kupplungsbolzens 40 a an.

Im eingerückten Zustand der Kupplungs 42 werden die Kugeln 46 an einem radialen Austritt aus den Durchbrüchen der Kupplungshülse 38 durch eine von zwei Hülsenteilen 50 a, 50 b gebildeten Außenhülse gehindert. Der Hülsenteil 50 a ist am Grundkörper 4 festgelegt, und zwar durch in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete, axial verlaufende Arme 52, die sich durch entsprechend angeordnete Durchbrüche des Verbindungsgliedes 28 hin­ durch zu einem ringförmigen Abschnitt 53 erstrecken, der durch Schrauben am Grundkörper 4 befestigt ist.

Der Hülsenteil 50 b ist mit begrenztem axialem Spiel in einer Buchse 54 gelagert, die über einen topfförmigen Abschnitt 54 a am Bohrrohr 6 befestigt ist. Zur Begrenzung des axialen Spiels des Hülsenteils 50 b sind Schrauben 56 vorgesehen, die sich durch einen Flansch des Hülsen­ teils 50 b erstrecken und in die Buchse 54 eingeschraubt sind. Zwischen dem Flansch 55 und der Buchse 54 sind Federn 58 vorgesehen, die das Hülsenteil 50 b in Anlage mit dem Hülsenteil 50 a drücken. Zu diesem Zweck sind das Hülsenteil 50 a und 50 b mit konisch ausgebildeten Anlageflächen versehen, die im eingerückten Zustand der Kupplung 42 so ineinander greifen, daß die Hülsenteile 50 a, 50 b an ihrem Innenumfang eine durchgehende Anlage­ fläche für die Kugeln 46 bilden, wie Fig. 1B zu entneh­ men ist.

Im Inneren des Hülsenteils 38 a ist ein bolzenförmiger Anschlagkörper 60 angeordnet, der mit einer Anlage­ fläche 62 für das freie Ende des Kupplungsbolzens 40 a versehen ist.

Es wird nun die Funktionsweise des Bohrkopfes beschrieben.

Befinden sich die Betätigungsstange 36, das Verbindungs­ glied 28 und die Verstellbolzen 22 in ihrer (in Fig. 1A, 1B) linken Endstellung, so befinden sich die Werk­ zeugkörper 10 in ihrer maximal eingefahrenen Stellung, in der sie nicht über den Außenumfang des Bohrkopfes 2 vorstehen. Das Bohrrohr 6 mit dem Bohrkopf 2 kann nun in die Bohrung des Werkstückes 16 - mit Eilvorlauf - eingefahren werden. Hierauf werden die Schneidkörper 10 in ihre Arbeitsposition gebracht. Bei dem sich an­ schließenden Arbeitshub, dessen Arbeitsrichtung (in Fig. 1A) von links nach rechts verläuft, werden die Schneidkörper 10 entsprechend der herzustellenden Boh­ rungskontur radial ausgefahren, so daß die Schneiden 14 die in Fig. 1A strichpunktiert angedeuteten Stellungen einnehmen. Der Bohrkopf 2 arbeitet hierbei mit "ziehen­ dem Schnitt".

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden die Schneidkörper 10 unterschiedlich weit ausgefahren. Dies wird dadurch erreicht, daß das Übertragungsverhältnis der die Axial­ bewegung in eine Radialbewegung übertragenden Schräg­ verzahnung 24 für die fünf Schneidkörper 10 a, b, c, d, e unterschiedlich ausgelegt ist. Wie aus Fig. 2 ersicht­ lich, ist beispielsweise der Verstellhub des Schneid­ körpers 10 a am größten, während der des Schneidkörpers 10 c am kleinsten ist. Verstellhub und Länge des Schneid­ körpers 10 a sind hierbei so gewählt, daß das radial inne­ re Ende des Schneidkörpers 10 a in der maximal eingefahre­ nen Stellung über die Mittelachse des Grundkörpers 4 hinaus verschoben ist. Die maximal eingefahrene Stellung der benachbarten Schneidkörper 10 b und 10 e wird daher durch die Seitenflächen des Schneidkörpers 10 a begrenzt. Auch die maximal eingefahrene Stellung des Schneid­ körpers 10 c hängt von der Lage des Schneidkörpers 10 a ab, während die Einfahrbewegung des Schneidkörpers 10 d durch eine Seitenfläche des Schneidkörpers 10 e begrenzt wird. Kurz gesagt, müssen die Schneidkörper im Hinblick auf ihren Verstellhub so angeordnet werden, daß sie im Inneren der zentralen Bohrung des Grundkörpers 4 nicht miteinander kollidieren.

Am Ende des Arbeitshubes werden die Schneidkörper 10 wieder eingefahren. Zu diesem Zweck wird die Betätigungs­ stange 36 und damit die Verstellbolzen 22 nach links (in den Fig. 1a, 1b) verschoben, wobei diese axiale Bewegung wiederum durch die Schrägverzahnungen 24 in eine radiale Bewegung der Schneidkörper umgewandelt wird. Sobald die Schneidkörper 10 eingefahren sind, kann der Bohrkopf 2 - mit Eilrücklauf - aus der Bohrung des Werk­ stücks 16 abgezogen werden.

Bei der Ausfahrbewegung der Schneidkörper 10, bei der die Betätigungsstange 36 von dem (nicht gezeigten) Stellmotor nach rechts bewegt und damit auf Zug be­ ansprucht wird, erfolgt die Kraftübertragung in der Kupplung 42 über den Stangenteil 38 mit seiner Kupp­ lungshülse 38 a, die Kugeln 46, die Schulter 48 und den Kupplungsbolzen 40 a, von wo die Kraft über das Ver­ bindungsglied 28 an die Verstellbolzen 22 weitergeleitet wird. Bei dieser Verschiebung der Betätigungsstange 36 werden die Kugeln 46 von den stationär gehaltenen Hül­ senteilen 50 a, 50 b in Eingriff mit der Schulter 48 gehal­ ten.

Bei der Ausfahrbewegung der Schneidkörper 10, bei der die Betätigungsstange 36 von dem Stellmotor nach links verschoben und damit auf Druck beansprucht wird, erfolgt die Kraftübertragung der Kupplung 42 über den Stangen­ teil 38, den Anschlagkörper 60 mit seinem Anschlag 62 auf den Kupplungsbolzen 40 a. In diesem Fall brauchen somit die Kugeln 46 keine Kraft zu übertragen, wenn­ gleich sie auch bei dieser Bewegung durch die am Bohr­ kopf 2 bzw. Bohrrohr 6 festgelegten Hülsenteile 50 a, 50 b in Anlage mit der Schulter 48 gehalten werden.

Soll der Bohrkopf 2 ausgewechselt werden, so wird er durch Drehen vom Bohrrohr 6 abgeschraubt. Während sich der Bohrkopf 2 vom Bohrrohr 6 in axialer Richtung ent­ fernt, nimmt er den am Grundkörper 4 befestigten Hülsen­ teil 50 a mit. Der Kupplungsbolzen 40 a (mit dem Verbin­ dungsglied 28, dem Verstellbolzen 22 und den Schneid­ körpern 10) wird jedoch an einer entsprechenden Bewe­ gung durch die Kugeln 46 gehindert, die zunächst noch vom Hülsenteil 50 a in ihrer radial inneren Lage gehal­ ten werden. Sobald sich der Hülsenteil 50 a vom Hülsen­ teil 50 b so weit entfernt hat, daß er die Kugeln 46 nicht mehr übergreift, können die Kugeln 46 von der rampenartig ausgebildeten Schulter 48 des Kupplungs­ bolzens 40 a radial auswärts bewegt werden, so daß nun der Kupplungsbolzen 40 a aus der Kupplungshülse 38 a heraus­ gezogen und damit vom Stangenteil 38 getrennt werden kann.

Der Bohrkopf 2 mit dem Hülsenteil 50 a und dem Kupplungs­ bolzen 40 a kann nun vom Bohrrohr 6 vollständig abgezogen werden. Wie ersichtlich, wird die Kupplung 42 beim Ab­ schrauben des Bohrkopfes 2 vom Bohrrohr 6 selbsttätig gelöst, ohne daß zusätzliche Maßnahmen erforderlich wären.

In gleicher Weise wird die Kupplung 42 selbsttätig ein­ gerückt, wenn der Bohrkopf 2 auf das Bohrrohr 6 aufge­ schraubt wird. Hierbei wird zunächst der Kupplungsbol­ zen 40 a in die Bohrung der Kupplungshülse 38 a eingescho­ ben, bis er am Anschlag 62 des Anschlagkörpers 60 an­ liegt. Hierauf wird durch Aufschrauben des Bohrkopfes 2 auf das Bohrrohr 6 das Hülsenteil 50 a über den Außen­ umfang der Kupplungshülse 38 a und über die Kugeln 46 geschoben, bis das Hülsenteil 50 a mit seinem konischen vorderen Ende am entsprechend konisch geformten Ende des Hülsenteils 50 b anliegt. Da das Hülsenteil 50 b mit axialem Spiel und unter Vorspannung zur Buchse 54 angeordnet ist, wird eine einwandfreie Anlage zwischen den Hülsenteilen 50 a und 50 b sichergestellt, unabhängig von Fertigungstoleranzen der Schraubverbindung 8.

Claims (8)

1. Werkzeug zum gezogenen Aufbohren mit einem an einem Schaft gehaltenen Bohrkopf, der mindestens drei in Umfangs­ richtung verteilt angeordnete Schneidkörper aufweist, die durch Durchbrüche eines Grundkörpers quer zur Bohrkopfachse verschiebbar sind, und einer Verstellvorrichtung mit je einer bewegungsübertragenden Einrichtung für jeden Schneid­ körper, die eine Axialbewegung der Verstellvorrichtung in eine Verstellbewegung des zugehörigen Schneidkörpers über­ trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkörper (10) in den als Führungslöcher (12) ausge­ bildeten Durchbrüchen des Grundkörpers (4) allseitig geführt sind, daß die Verstellvorrichtung (20) für jeden Schneidkörper (10) je einen im Grundkörper (4) parallel zur Bohrkopfachse verschiebbaren Verstellbolzen (22) auf­ weist, der an seinem Schneidkörper (10) jeweils mittels der zugehörigen bewegungsübertragenden Einrichtung (24) angreift, und daß die Verstellbolzen (22) über ein gemeinsames Ver­ bindungsglied (28) an einer die Bohrstange mittig axial durchsetzenden und durch einen Stellmotor axial hin- und herbewegbaren Betätigungsstange (36) befestigt sind.

2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungsübertragenden Einrichtungen (24) jeweils aus einer Schrägverzahnung bestehen, die an den einander zugewandten Seiten des betreffenden Schneidkörpers (10) und Verstellbolzens (22) vorge­ sehen ist.

3. Bohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem runden Querschnitt versehenen Verstellbolzen (22) gegen Verdrehen gesichert sind.

4. Bohrkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (28) aus einer in einer Radialebene liegenden Schei­ be besteht, die mit einer zentralen Bohrung (44) zur Aufnahme eines Teils (40) der Betätigungsstange der Verstellbolzen (22) versehen ist.

5. Bohrkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verstellbolzen (22) im Verbindungsglied (28) axial verstellbar gehalten sind.

6. Bohrkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schneid­ körper (10) fünf ist.

7. Bohrkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungsübertragen­ den Einrichtungen (24) zur Erzielung unterschiedli­ cher Verstellhübe der Schneidkörper (10) unter­ schiedliche Übertragungsverhältnisse haben.

8. Bohrkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Schneidkörper (10 a) in seiner maximal eingefahrenen Stellung mit seinem radial inneren Ende über die Mittelachse des Bohrkopfes (2) hinausragt.