DE3731224A1 - Mehrfachbohrkopf fuer eine drehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfachbohrkopf für eine Drehmaschine, welcher in einer Halterung mehrere Bohrspindeln parallel zueinander hat. Solche Mehrfachbohrköpfe sind allgemein bekannt.

Mit Mehrfachbohrköpfen wird es möglich, mehrere Bohrun­ gen gleichzeitig in einem Werkstück zu erzeugen. Da die Mehrfachbohrköpfe üblicherweise nicht für einen Anwen­ dungsfall vorgesehen sind, müssen ihre Bohrspindeln hinsichtlich ihres gegenseitigen Abstandes verstellbar ausgebildet sein. Das bedingt einen erheblichen Aufwand. Bei Werkzeugmaschinen, welche über längere Zeiträume automatisch arbeiten sollen, ist es weiterhin erforder­ lich, daß bei einem Stumpfwerden oder gar einem Bruch eines Bohrers automatisch ein neuer Bohrer zum Einsatz kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfach­ bohrkopf der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß der gegenseitige Abstand der Bohrspindeln auf mög­ lichst einfache Weise veränderbar ist und der es er­ laubt, möglichst rasch neue Bohrer zum Einsatz zu brin­ gen, falls dieses infolge eines Stumpfwerdens oder Bruches eines oder mehrerer Bohrer erforderlich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halterung aus mehreren, nebeneinander angeordneten und zueinander axial verfahrbaren Scheiben besteht, welche jeweils mehrere, radial nach außen gerichtete Bohrspindeln aufweisen.

Bei einem solchen Mehrfachbohrkopf sind die Bohrspindeln auf den einzelnen Scheiben genau wie radial gespannte Werkzeuge auf einem Trommelwerkzeughalter angeordnet. Dadurch ist es möglich, durch einfaches Drehen der Schei­ ben neue Bohrer zum Einsatz zu bringen. Der gegenseitige Abstand der Bohrspindeln kann durch axiales Verfahren der Scheiben leicht verändert werden.

Das axiale Verstellen der Scheiben kann durch verschie­ dene Verstellmechanismen erfolgen. Besonders einfach ist der Mehrfachbohrkopf gestaltet, wenn die Scheiben je­ weils eine Spindelmutter aufweisen, welche jeweils in einen Gewindeabschnitt einer allen Scheiben gemeinsamen Verstellwelle greifen, wobei die Steigung jedes Gewinde­ abschnittes und der entsprechenden Spindelmutter aus­ gehend von einer feststehenden Scheibe von Scheibe zu Scheibe jeweils um die Gewindesteigung des ersten Gewin­ deabschnittes größer ist.

Zur weiteren Vereinfachung des Verstellmechanismus trägt es bei, wenn die Halterung von einer mittleren, festste­ henden Scheibe nach beiden Seiten hin verstellbare Schei­ ben aufweist. Durch diese Gestaltung sind die maximalen Verstellwege der beiden äußeren Scheiben nur halb so groß, wie wenn die Scheiben von einer äußeren Scheibe aus axial verschoben würden.

Denkbar wäre es, daß jede Scheibe einzeln verdrehbar ist, um die einzelnen, auf ihr gehaltenen Bohrer zum Einsatz bringen zu können. Normalerweise wird es jedoch genügen, wenn alle Scheiben gemeinsam zu takten sind, wodurch der konstruktive Aufwand für den Mehrfachbohr­ kopf sich ganz wesentlich verringert. Eine besonders einfache Ausführungsform, bei der alle Scheiben gemein­ sam verdrehbar sind, zeichnet sich dadurch aus, daß die Scheiben auf mehreren, zwischen zwei Tragscheiben ver­ laufenden Führungsstangen axial verschieblich geführt und die Tragscheiben mittels einer Verstelleinrichtung verdrehbar in einer Konsole axial unverschieblich ange­ ordnet sind.

Ebenfalls zur Verringerung des konstruktiven Aufwandes trägt es bei, wenn die einzelnen Bohrspindeln einen individuellen Antrieb aufweisen.

Eine andere, ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die einzelnen Bohrspin­ deln jeweils von einem Druckluftmotor angetrieben sind und die Zuluftzuführungen der Druckluftmotore von einer Scheibe zur anderen jeweils durch ein aus einer Scheibe herausgeführtes und dichtend sowie axial verschieblich in die benachbarte Scheibe eintauchendes Rohrstück ver­ bunden sind. Die Zufuhr der Druckluft von Scheibe zu Scheibe ist vorteilhaft, weil die gegenseitigen Abstands­ änderungen der Scheiben geringer sind als ihre Verschie­ bewege auf den Führungsstangen oder einer zentralen Achse.

Die Zuluftzufuhr erfolgt vorteilhafterweise besonders einfach über eine zentrale Achse mit einer Zuluftlei­ tung, von der aus ein Zuluftkanal ausschließlich zur Zuluftzuführung eines Druckluftmotors einer in Arbeits­ stellung befindlichen Bohrspindel führt. Durch diese zentrale Zuluftzufuhr wird weiterhin erreicht, daß nur die Druckluftmotore der in Arbeitsstellung befindlichen Bohrspindeln mit Druckluft verbunden sind, so daß die anderen Druckluftmotore stets stillstehen.

Erhöhte Schnittkräfte eines Bohrers infolge eines Stumpf­ werdens des Bohrers oder gar eines Bruches können auf einfache Weise festgestellt werden, wenn die Bohrspin­ deln jeweils gegen die Kraft einer Druckfeder begrenzt axial verschieblich in der Scheibe gehalten sind und wenn eine Überwachungseinrichtung zum Feststellen einer auftretenden axialen Verschiebung der Bohrspindeln vor­ gesehen ist.

Besonders gering ist der Aufwand zum Überwachen aller Bohrspindeln, wenn für alle Bohrspindeln einer Scheibe jeweils nur eine Überwachungseinrichtung in Form eines Bewegungssensors nahe der Achse vorgesehen ist und wenn jeweils vom axial verschieblichen Bohrspindelkopf eine Schubstange zur Überwachungseinrichtung führt.

Die Verstellwelle kann auf allen Gewindeabschnitten mit üblichem Gewinde versehen sein, wenn die Gewindeab­ schnitte auf der Verstellwelle und entsprechend die Ge­ winde der Spindelmutter bei der ersten, neben der fest­ stehenden Scheibe befindlichen Scheibe eingängig, bei der nächstfolgenden zweigängig, dann dreigängig und so weiter ausgebildet sind.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfol­ gend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Drehmaschine mit dem erfindungsgemäßen Mehrfachbohrkopf,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Mehrfachbohrkopfes,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich des Mehrfachbohrkopfes im Bereich seiner Ver­ stellwelle,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich des Mehrfachbohrkopfes im Bereich seiner Druckluftzufuhr.

Die Fig. 1 zeigt ein Bett 1 einer Drehmaschine, auf der ein Werkstück 2 aufgespannt ist, über das sich ein ge­ wichtsbelastetes Dämpfungsband 3 schlingt. Die Dreh­ maschine hat einen Support 4, welcher ein nicht darge­ stelltes Fräsgerät mit einem Mehrfachbohrkopf 5 trägt. Dieser Mehrfachbohrkopf 5 ist um eine zentrale Achse 6 verdrehbar und von einem wegklappbaren Schutz 7 umgeben. Zu erkennen ist in Fig. 1, daß der Mehrfachbohrkopf 5 von der Seite her gesehen mehreckig ausgebildet ist und auf seinen Flächen jeweils eine radial ausgerichtete Bohrspindel 8 mit jeweils einem Bohrer 9 aufweist.

Die Fig. 2 zeigt, daß der Mehrfachbohrkopf 5 hinterein­ ander insgesamt neun Scheiben 10-18 aufweist, die alle mehreckig sind und jeweils in radialer Ausrichtung die Bohrspindeln 8 aufweisen. Alle Scheiben 10-18 sind auf Führungsstangen 19, 20 gehalten, welche zwei äußere Trag­ scheiben 21, 22 miteinander verbinden. Diese Tragschei­ ben 21, 22 sind axial unverschieblich, jedoch drehbar von einer Konsole 23 gehalten, die des weiteren einen Drehantrieb 24 haltert, mit dem die Tragscheiben 21, 22 gedreht werden können, so daß sich auf diese Weise alle Scheiben 10-18 gemeinsam drehen, wodurch jeweils eine Reihe der Bohrspindeln 8 in Arbeitsstellung geschwenkt werden kann.

Zum Verstellen des gegenseitigen Abstandes der Scheiben 10-18 dient eine Verstellwelle 25, deren linkes Ende aus der Tragscheibe 21 ragt. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die mittlere Scheibe 14 unverschiebbar angeordnet ist, weil sich dann die übrigen Scheiben 10-13 und 15- 18 um geringere Beträge verschieben müssen, als wenn von einer äußeren, feststehenden Scheibe ausgegangen wurde.

Für jede Bohrspindel 8 ist in den Scheiben 10-18 je­ weils ein separater, in Fig. 4 angedeuteter Druckluft­ motor 26 vorgesehen. Die Druckluftversorgung dieser Druckluftmotoren 26 erfolgt über die zentrale Achse 6 der Scheiben 10-18.

Die Fig. 3 verdeutlicht die Gestaltung der Verstell­ welle 25. Dargestellt sind teilweise die feststehende Scheibe 14 und die nach einer Seite hin anschließenden, axial verschieblichen Scheiben 15, 16, 17 und 18. Zu erkennen ist in Fig. 3, daß die Verstellwelle 25 aus zwei Verstellwellenhälften 25 a, 25 b besteht, wobei von der linken Verstellwellenhälfte 25 a nur das rechte Ende zu sehen ist. Auf der Verstellwellenhälfte 25 b sind vier Gewindeabschnitte 28, 29, 30, 31 zu erkennen, auf die Spindelmuttern 32-35 geschraubt sind, auf denen die Scheiben 15-18 sitzen. Zu beachten ist, daß die Stei­ gung des Gewindes des zweiten Gewindeabschnittes 29 um die Steigung des ersten Gewindeabschnittes 28 größer ist als die des ersten Gewindeabschnittes 28. Entsprechend beträgt die Steigung des dritten Gewindeabschnittes 30 das Dreifache der Gewindesteigung des ersten Gewindeab­ schnittes 28 und die Steigung des vierten Gewindeab­ schnittes 31 das Vierfache der Steigung des ersten Gewin­ deabschnittes 28. Weiterhin ist das Gewinde des ersten Gewindeabschnittes 28 eingängig, das des zweiten Gewinde­ abschnittes 29 zweigängig, das nächstfolgende dreigängig und das letzte viergängig. Natürlich sind die Gewinde in den Spindelmuttern 32-35 entsprechend der Gewindeab­ schnitte 29-31 gestaltet. Diese Ausbildung hat zur Folge, daß sich bei Drehung der Verstellwelle 25 die nach außen hin folgende Scheibe 16, 17, 18 stets doppelt so weit verschiebt wie die vorangehende Scheibe, so daß die Abstände zwischen den Scheiben 15-18 sich stets im gleichen Maße verändern. Wegen dieser Gegebenheiten müssen die Gewindeabschnitte 29-31 nach außen hin eine zunehmende Länge aufweisen.

Die Verstellwellenhälfte 25 a unterscheidet sich von der Verstellwellenhälte 25 b nur dadurch, daß ihre Gewindeab­ schnitte Gewinde mit umgekehrtem Drehsinn haben wie die der Verstellwellenhälfte 25 b.

In Fig. 3 ist weiterhin gezeigt, wie die Verstellwellen­ hälfte 25 b in der Tragscheibe 22 drehbar gelagert ist. Weiterhin ist strichpunktiert die Scheibe 18 in der am weitesten nach außen gefahrenen Stellung dargestellt.

In Fig. 4 ist am Beispiel der Scheiben 14, 15 und 16 gezeigt, daß diese jeweils mit einem Rohrstück 36, 37, 38 dichtend in eine Bohrung 39, 40, 41 der benachbarten Scheibe 15, 16, 13 eintauchen. Über diese Rohrstücke 36, 37, 38 erfolgt die Druckluftversorgung der einzelnen Druckluftmotoren 26. Hierzu ist in der Achse 6 eine zen­ trale Zuluftleitung 42 vorgesehen, von der aus ein radi­ aler Luftkanal 43 in die feststehende Scheibe 14 führt. Dadurch erhält der Druckluftmotor 26 der gerade in Arbeitsstellung befindlichen Bohrspindel 8 Verbindung mit Druckluft. Über die Rohrstücke 36, 37, 38 erhalten die übrigen Druckluftmotoren 26 der in Arbeitsstellung befindlichen Bohrspindeln 8 Verbindung mit der Druck­ luft.

Die Abluft wird einfach jeweils über eine Abluftleitung 44 zur Seite der Scheiben 10-18 hin abgeblasen.

Am Beispiel der Bohrspindel 8 ist gezeigt, daß diese sich gegen die Kraft einer Druckfeder 45 axial gering­ fügig verschieben kann, wenn übermäßig hohe Schnitt­ kräfte auftreten, der Bohrer 9 also stumpf ist. Diese Verschiebung wird von einem äußeren Kugellagerring 46 auf eine Schubstange 47 übertragen, die ihrerseits eine Überwachungseinrichtung 48 zu betätigen vermag. Diese Überwachungseinrichtung 48 ist auf der Achse 6 ange­ bracht, so daß für alle Bohrspindeln 8 einer Scheibe (10- 18) eine einzige Überwachungseinrichtung 48 genügt. Es handelt sich bei ihr um einen berührungsfrei arbeitenden Wegsensor.

Auflistung der verwendeten Bezugszeichen

 1 Bett
 2 Werkstück
 3 Dämpfungsband
 4 Support
 5 Mehrfachbohrkopf
 6 Achse
 7 Schutz
 8 Bohrspindel
 9 Bohrer
 10-18 Scheibe
19 Führungsstange
20 Führungsstange
21 Tragscheibe
22 Tragscheibe
23 Konsole
24 Drehantrieb
25 Verstellwelle
26 Druckluftmotor
28 Gewindeabschnitt
29 Gewindeabschnitt
30 Gewindeabschnitt
31 Gewindeabschnitt
32-35 Spindelmutter
36 Rohrstück
37 Rohrstück
38 Rohrstück
39 Bohrung
40 Bohrung
41 Bohrung
42 Zuluftleitung
43 Zuluftkanal
44 Abluftleitung
45 Druckfeder
46 Kugellagerring
47 Schubstange
48 Überwachungseinrichtung

Claims (10)

1. Mehrfachbohrkopf für eine Drehmaschine, welcher in einer Halterung mehrere Bohrspindeln parallel zueinander hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus mehre­ ren, nebeneinander angeordneten und zueinander axial verfahrbaren Scheiben (10-18) besteht, welche jeweils mehrere, radial nach außen gerichtete Bohrspindeln (8) aufweisen.

2. Mehrfachbohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheiben (10-18) jeweils eine Spin­ delmutter (32-35) aufweisen, welche jeweils in einen Gewindeabschnitt (28-31) einer allen Scheiben (10- 18) gemeinsamen Verstellwelle (25) greifen, wobei die Steigung jedes Gewindeabschnittes (28-31) und der entsprechenden Spindelmutter (32-35) ausgehend von einer feststehenden Scheibe (14) von Scheibe zu Scheibe jeweils um die Gewindesteigung des ersten Gewindeab­ schnittes (28) größer ist.

3. Mehrfachbohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halterung von einer mittleren, fest­ stehenden Scheibe (14) nach beiden Seiten hin verstell­ bare Scheiben (15-18; 10-13) aufweist.

4. Mehrfachbohrkopf nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (10-18) auf mehreren, zwischen zwei Tragschei­ ben (21, 22) verlaufenden Führungsstangen (19, 20) axial verschieblich geführt und die Tragscheiben (21, 22) mit­ tels einer Verstelleinrichtung (Verstellwelle 25) ver­ drehbar in einer Konsole (23) axial unverschieblich ange­ ordnet sind.

5. Mehrfachbohrkopf nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bohrspindeln (8) einen individuellen Antrieb aufweisen.

6. Mehrfachbohrkopf nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bohrspindeln (8) jeweils von einem Druckluft­ motor (26) angetrieben sind und die Zuluftzuführungen der Druckluftmotore (26) von einer Scheibe (10-18) zur anderen jeweils durch ein aus einer Scheibe (10-18) herausgeführtes und dichtend sowie axial verschieblich in die benachbarte Scheibe (10-18) eintauchendes Rohr­ stück (36, 37, 38) verbunden sind.

7. Mehrfachbohrkopf nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehr­ fachbohrkopf eine zentrale Achse (6) mit einer Zuluft­ leitung (42) hat, von der aus ein Zuluftkanal (43) aus­ schließlich zur Zuluftzuführung eines Druckluftmotors (26) einer in Arbeitsstellung befindlichen Bohrspindel (8) führt.

8. Mehrfachbohrkopf nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohr­ spindeln (8) jeweils gegen die Kraft einer Druckfeder (45) begrenzt axial verschieblich in der Scheibe (10- 18) gehalten sind und daß eine Überwachungseinrichtung (48) zum Feststellen einer auftretenden axialen Verschie­ bung der Bohrspindeln (8) vorgesehen ist.

9. Mehrfachbohrkopf nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Bohrspindeln (8) einer Scheibe (10-18) jeweils nur eine Überwachungseinrichtung (48) in Form eines Bewe­ gungssensors nahe der Achse (6) vorgesehen ist und daß jeweils vom axial verschieblichen Bohrspindelkopf eine Schubstange (47) zur Überwachungseinrichtung (48) führt.

10. Mehrfachbohrkopf nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge­ windeabschnitte (28-31) auf der Verstellwelle (25) und entsprechend die Gewinde der Spindelmutter (33) bei der ersten, neben der feststehenden Scheibe (14) befind­ lichen Scheibe (15, 13) eingängig, bei der nächstfolgen­ den zweigängig, dann dreigängig und so weiter ausgebil­ det sind.