DE3525516C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen eines rotierenden Werkzeugs, insbesondere einer Bohrstange, mit einer Werkzeughalterung, die kippbeweglich in einer Spindel über einen Ansatz abgestützt ist, der radial innen in einen Zapfen übergeht, welcher in einem Aufnahmekörper geführt und mit einer in der hohlen Spindel geführten Verstellstange verstellbar ist.

Eine Vorrichtung nach vorstehender Gattung ist aus De-OS 20 40 020 bekannt. Bei dieser Bohreinheit ist die Systemsteifigkeit im wesentlichen festgelegt durch die nahe am Spindelkopf angeordnete, einzige Werkzeugaufnahme, und zwar durch deren radial nach außen abstehende Torsionsstäbe, die als Torsionsfedern wirken.

Weiterhin ist aus DE 32 26 244 A1 eine Bohreinheit bekannt, bei deren Ausführungsform nach Fig. 2 eine in einer Spindel befestigte Bohrstange gegenüber der Spindel kippbeweglich ist. Bei dieser Bohreinrichtung ist die Winkellage der Bohrstange fest vorgegeben durch die Exzentrizität der stirnseitigen Bohrung in der Werkzeugaufnahme. Der Bohrstangenwinkel ist nicht kontinuierlich veränderbar, sondern er kann nur durch Auswechseln der Werkzeugaufnahme mit anderer Exzentrizität der Bohrung geändert werden. Eine Veränderung der Schneidenzustellung ist daher nur möglich, wenn die Bohrstange vom Werkstück frei ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung die Systemsteifigkeit zu erhöhen und demzufolge die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ansatz als Membran ausgebildet ist, die in eine den Zapfen umgreifende Büchse übergeht, daß der Aufnahmekörper als eine von der Büchse axial beabstandete, das Zapfenende des Zapfens aufnehmende, in der hohlen Spindel axial spielfrei gehalterte und mittels der Verstellstange um wählbare Winkel verdrehbare Lagerbüchse ausgebildet ist, daß der Zapfen exzentrisch in der Lagerbüchse geführt ist, und daß das Zapfenende des Zapfens eine stirnseitige Ausnehmung für eine darin bewegliche Kugel aufweist, die auf einer Stützfläche der Lagerbüchse aufliegt, wobei die Stützfläche von einer durch die Lagerbüchse gehalterten Abstimmscheibe gebildet wird, deren Dicke auf die gewählte Vorspannung der Membran abgestimmt ist.

Diese Vorrichtung besitzt eine hervorragende Systemsteifigkeit, weil die Bohrstange sowohl am Exzenter als auch an der Membran abgestützt ist, wobei die Membran radiale Bewegungen der Bohrstange an der Stelle der Membran verhindert, Schwenkbewegungen der Bohrstange zum Zwecke der Schneidenzustellung jedoch zuläßt. Die Schwenkung der Bohrstange ergibt sich aus der relativen Verstellung des Exzenters zwischen Zapfen und Lagerbüchse, wenn die Lagerbüchse verdreht wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4. Grundsätzlich kann es genügen, wenn der Zapfen ein exzentrisches Lagerende aufweist oder wenn die Lagerbüchse eine exzentrische Aufnahme für das Zapfenende aufweist. Durch Kombination beider Exzentrizitäten kann jedoch der Verstellbereich der Bohrstangenschneide entsprechend vergrößert werden. Um Zwängungen im Bereich der Exzenter zu vermeiden, empfiehlt es sich, zwischen der Lagerbüchse und dem Zapfenende ein Pendellager anzuordnen, in welchem das Zapfenende radial spielfrei in der Lagerbüchse geführt ist, die selbstverständlich radial spielfrei in der hohlen Spindel angeordnet ist.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Vorrichtung zum Verstellen einer rotierenden Bohrstange,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-B durch den Gegenstand nach Fig. 1.

Zu der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung gehört ein Spindelstock 1, in dem in üblicher Weise eine hohle Spindel 2 mit mehrfach gestufter Bohrung 3 gelagert ist. Die Spindel 2 ist an ihrem vorderen, in der Figur linken Ende mit einer Werkzeugaufnahme für eine Bohrstange 4 versehen und antreibbar über nicht dargestellte Riemenscheibe, Antriebsriemen und einen Elektromotor.

Zur Werkzeugaufnahme gehört zunächst eine Membran 5, an die radial außen ein Verstärkungsring 6 angeformt ist, der mit Schrauben 7 und Zentrierstiften 8 zentrisch an der Stirnseite der Spindel 2 befestigt ist. Die Membran 5 geht radial innen in eine Büchse 9 über, an deren äußerer Stirnseite ein Radialflansch 10 der Bohrstange 4 mit Schrauben 11 und Zentrierstiften 12 zentrisch befestigt ist.

In die Büchse 9 ist ein Zapfen 13 eingeklebt, der ein über die Büchse 9 in dem Hohlraum der Spindel 2 vorstehendes, exzentrisches Zapfenende 14 aufweist. Die Exzentrizität des Zapfenendes 14 beträgt z. B. 0,2 mm. Das Zapfenende 14 ist über ein Pendellager 15 in einer ebenfalls exzentrischen (Exzentrizität z. B. 0,2 mm) Aufnahme 16 einer Lagerbüchse 17 gelagert, die über Radiallager 18 und Axiallager 19 sowohl radial als auch axial spielfrei in der Stufenbohrung der Spindel 2 abgestützt ist. Durch die relative Verdrehung der Lagerbüchse 17 zur Spindel 2 wird die exzentrische Aufnahme 16 zum exzentrischen Zapfenende 14 verstellt, wobei die von der Membran 5 an entsprechender Stelle radial festgehaltene Bohrstange 4 verschwenkt wird. Die Schwenkbewegung entspricht einer Zustellung der am freien Ende der Bohrstange 4 in üblicher Weise befestigten Schneide 20.

Die Membran 5 der Werkzeugaufnahme wird zweckmäßig in axialer Richtung vorgespannt. Dazu weist das Zapfenende 14 eine stirnseitige Ausnehmung 21 für eine darin gelagerte Kugel 22 auf, die auf einer Abstimmscheibe 23 abgestützt ist. Die Abstimmscheibe 23 ist innerhalb der Lagerbüchse 17 angeordnet und stützt sich dort mit ihrer kugelabgewandten Seite ab. Eine Schraube 24 durchdringt die Lagerbüchse 17 und ist mehr oder weniger tief in eine zugeordnete Gewindebohrung auf der Stirnseite einer in der Bohrung 3 der Spindel 2 angeordneten Verstellstange 25 eindrehbar. Bei entsprechend eingestellter axialer Vorspannung der Membran 5, was durch Abschleifen der mit Absicht zu dick hergestellten Abstimmscheibe 23 geschieht, unterstützt die in axialer Richtung gerichtete Federspannung der Membran 5 die axiale Abstützung der Lagerbüchse 17 an der Spindel 2.

Die Verstellstange 25 ist mit einer Nut-Feder-Verbindung in einer Verstellstangenaufnahme 26 der Lagerbüchse 17 so gehalten, daß eine Verdrehung der Verstellstange 25 spielfrei auf die Lagerbüchse 17 übertragen wird. Die Verstellstange 25 weist an ihrem der Werkzeugaufnahme abgewandten Ende einen schraubenförmigen Wendel 27 auf, der, wie aus Fig. 2 ersichtlich, einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, bei dem die kurzen Seiten des Rechteckes eine dem Durchmesser des Wendels 25 entsprechende Kreiskontur besitzen. Dieser Wendel 27 besitzt eine verhältnismäßig große Steigung von z. B. 75° und ist von einer Büchse 28 umgeben, die eine innere Führung 29 aus Kunststoff für den Wendel 27 aufweist. Um eine spielfreie Führung des Wendels 27 in der Büchse 28 zu erreichen, ist die Führung 29 vom Wendel 27 abgeformt.

Die Büchse 28 ist in einer als Verdrehsicherung dienenden Hülse 32 angeordnet, wobei die Büchse 28 auf gegenüberliegenden Umfangseiten abgeflacht ist und die Hohlräume 30 mit kreissegmentförmigem Querschnitt zwischen der Büchse 28 und der Hülse 32 mit einem Kunststoff ausgefüllt sind. Sowohl die Büchse 28 als auch die Hülse 32 besitzen auf ihrem Umfang verteilt Durchgangsbohrungen 31, die ebenfalls mit dem entsprechenden Kunststoff ausgefüllt sind.

Die Hülse 32 ist in das der Werkzeugaufnahme abgewandte Ende der Spindel 2 drehfest eingebaut, so daß bei Drehung der Spindel 2 auch die Verstellstange 25 mitgenommen und in Rotation versetzt wird.

Eine relative Verdrehung der Verstellstange 25 zur Spindel 2 erfolgt durch axiale Verschiebung der Büchse 28, die dazu an ihrem freien Ende einen Radialflansch 33 aufweist, der an einen in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Stelltrieb, z. B. einen hydraulischen Stellzylinder oder dergleichen, angeschlossen ist. Bei axialer Verstellung der Büchse 28 wird die Verstellstange entsprechend der Steigung ihres Wendels 27 verdreht, wodurch nach Maßgabe der Exzenterverstellung im Bereich der Lagerbüchse 17 eine entsprechende Zustellung der Schneide 20 an der Bohrstange 4 erfolgt. Damit ist es möglich, z. B. an einem Werkstück eine Bohrung im Vorlauf nachzubohren sowie unmittelbar anschließend nach entsprechender Schneidenzustellung beim Rücklauf feinzubohren.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Verstellen eines rotierenden Werkzeuges, insbesondere einer Bohrstange, mit einer Werkzeughalterung, die kippbeweglich in einer Spindel über einen Ansatz abgestützt ist, der radial innen in einen Zapfen übergeht, welcher in einem Aufnahmekörper geführt und mit einer in der hohlen Spindel geführten Verstellstange verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz als Membran (5) ausgebildet ist, die in eine den Zapfen (13) umgreifende Büchse (9) übergeht, daß der Aufnahmekörper als eine von der Büchse (9) axial beabstandete, das Zapfenende (14) des Zapfens (13) aufnehmende, in der hohlen Spindel (2) axial spielfrei gehalterte und mittels der Verstellstange (25) um wählbare Winkel verdrehbare Lagerbüchse (17) ausgebildet ist, daß der Zapfen (13) exzentrisch in der Lagerbüchse (17) geführt ist, und daß das Zapfenende (14) des Zapfens (13) eine stirnseitige Ausnehmung (21) für eine darin bewegliche Kugel (22) aufweist, die auf einer Stützfläche der Lagerbüchse (17) aufliegt, wobei die Stützfläche von einer durch die Lagerbüchse (17) gehalterten Abstimmscheibe (23) gebildet wird, deren Dicke auf die gewählte Vorspannung der Membran (5) abgestimmt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (13) ein exzentrisches Zapfenende (14) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbüchse (17) eine exzentrische Aufnahme (16) für das Zapfenende (14) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lagerbüchse (17) und dem Zapfenende (14) ein Pendellager (15) angeordnet ist.