DE3835496C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Herstellen von Gewinde-Durchgangslöchern in einem kon­ tinuierlichen Arbeitsgang mittels eines mit einem Kern­ bohrer kombinierten Gewindebohrers, umfassend eine Bohr­ spindel für die Aufnahme des Gewindebohrers, die axial verschiebbar ausgeführt und durch einen bezüglich seiner Drehzahl und Drehrichtung steuerbaren Antriebsmotor um­ laufend angetrieben ist, wobei Wegfühler zur Steuerung von Vorschub- und Drehgeschwindigkeiten sowie Drehrich­ tung vorgesehen sind.

Es ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art be­ kannt (Zeitschriften-/Literaturstelle "technica" Nr. 12/1966, S. 1145), die einen als "Bohrgewinden" bezeichneten Arbeitsgang mit Hilfe eines Kombinations­ werkzeuges in Form eines Kernbohrers mit einem Gewinde­ bohrer ausführt. Diese Literaturstelle offenbart jedoch nicht, wie der erforderliche, der Steigung des zu schnei­ denden Gewindes entsprechende Vorschub erzeugt werden soll, sondern nur ein Hineinziehen des Gewindebohrers entsprechend seiner Steigung in das vorgebohrte Loch. Eine solche Vorrichtung ist für dünne Wandstärken und/ oder weiche Materialien nicht geeignet, da ein sich mit eigener Kraft in das Loch hineinziehender Gewindebohrer bei nicht ausreichendem Widerstand das Material durch das Loch hindurchziehen wird.

Weiterhin ist eine zum "Bohrgewinden" einsetzbare Gewin­ deschneidmaschine bekannt (DE-PS 8 55 190), bei der der Vorschub des kombinierten Bohr-Gewindeschneid-Werkzeuges über auswechselbare Kurven erfolgt, deren Kurvenverlauf auf die jeweils erforderlichen Vorschubgeschwindigkeiten bzw. Vorschubwege pro Umdrehung der Bohrspindel abge­ stimmt ist. Diese Vorrichtung ist jedoch relativ herstel­ lungsaufwendig und kompliziert aufgebaut.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der auf herkömmlichen Gewindebohrmaschinen bei nur geringer baulicher Verände­ rung selbsttätig Gewindedurchgangsbohrungen hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung in für sich bekannter Weise eine Leit­ spindel und eine dieser zugeordnete mit ihr in Eingriff stehende Leitmutter umfaßt, die drehgesichert innerhalb einer durch einen der Wegfühler in Form eines ersten Weg­ fühlers für die Ausgangsstellung einstellbaren und durch einen Anschlag für die Endstellung bestimmten Wegstrecke auf der Leitspindel frei verlagerbar angeordnet ist, der Bohrspindel zweite und dritte Wegfühler zugeordnet sind, deren Positionen ebenfalls einstellbar sind, und der erste Wegfühler der Beeinflussung des Betriebszustandes, der zweite Wegfühler der Steuerung der Drehzahl und der dritte Wegfühler der Umschaltung der Drehrichtung der Bohrspindel dient. Zwecks Anpassung des Vorschubes der Bohrspindel an die Gewindesteigung kann vorteilhaft die Steigung der Leitspindel derjenigen des Gewindeteils des Gewindebohrers entsprechend ausgeführt sein.

Die insgesamt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren bevorzugten Ausführungsformen erzielbaren Vorteile liegen in der Lösung der Aufgabenstellung, vor allem in dem selbsttätigen Herstellen von Gewindedurchgangsbohrun­ gen in einerseits kostengünstiger und andererseits präzi­ ser, d. h. werkzeug- und werkstückschonender Weise, sowie in einer insgesamt konstruktiv einfachen und von den Er­ stellungs- und Betriebskosten her äußerst günstigen Lösung, sowie der Möglichkeit, bestehende ähnliche Syste­ me preiswert umzurüsten. Zwar muß ein relativ großer Hubweg der Leitspindel in Kauf genommen werden, jedoch wird dies bei weitem durch den Wegfall bzw. die Einspa­ rung von teueren Computerbauteilen der bekannten CNC-Ma­ schinen und die maßgeblich erhöhte Vergleichmäßigung der Vorschübe und Krafteinleitungen gegenüber traditionellen Hand-Gewindebohreinrichtungen aufgewogen.

Eine Ausführungsform der Erfindung geht aus der folgenden Beschreibung des in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels hervor. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Leitspindel-Bohr­ vorrichtung in Ansatzstellung des Werk­ zeuges,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 nach Fertigstellung der Kernbohrung des zu schneidenden Gewindes,

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 in An­ schnittstellung des Gewindeteils des Werkzeugs,

Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 1 bei Voll­ endung der Gewindebohrung.

In einem nicht gezeigten Gestell einer Ständerbohrmaschi­ ne ist entsprechend dem allgemein bekannten Stand der Technik eine Bohrspindel 1 in einer Pinole 2 auf geeigne­ te Weise umlaufend angetrieben gelagert. Die Bohrspindel 1 ist mit der Pinole 2 über eine Zahnstange 3 axial ver­ stellbar ausgeführt, die in der Mantelfläche der Pinole 2 in Achsrichtung derselben ausgerichtet, ausgebildet ist und in die ein mit einem nicht gezeigten Fernhebel gekoppeltes und/oder über eine Schaltkupplung mit dem Antrieb der Bohrspindel verbindbares Zahnritzel 4 ein­ greift. Unbetätigt wird die Pinole 2 durch eine Feder 5 in einer oberen Ausgangsstellung zurückgezogen gehalten.

Am unteren Ende der Bohrspindel 1 befindet sich ein nicht gezeigtes Spannfutter zur Aufnahme des Werkzeuges, hier eines solchen mit einem Kernbohrer 6, der mit einem Gewindeschneidteil 7 kombiniert ist. Der am anderen Ende aus der Pinole 2 herausragende Teil der Bohrspindel 1 ist mit einer auswechselbar und drehsicher mit dieser verbundenen Leitspindel 8 mit einem Gewinde 9 versehen, dessen Steigung derjenigen des jeweiligen Gewindeteils 7 des Werkzeuges entspricht. Die Leitspindel 8 führt eine Leitmutter 10, die drehgesichert in einem nicht gezeigten Gehäuse über eine bestimmte Wegstrecke hinweg verlagerbar angeordnet ist. Diese Wegstrecke wird an ihrem der Pinole 2 zugewandten Ende durch einen ersten elektrischen Wegfühler 11 und am anderen Ende durch einen Anschlag 12 gebildet, der sich gegen eine Feder 13 abstützt und durch einen weiteren Wegfühler 14 überwacht wird. Ein zweiter Wegfühler 15 und dritter Wegfühler 16 sind im Bereich der Pinole 2 so angeordnet, daß eine Betätigung in unterschiedlichen Stellungen der letzteren erfolgt. Die Wegfühler 11, 15 und 16 sind bezüglich ihrer Position einstellbar.

Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:
Zunächst wird anhand des für die Bearbeitung des Werk­ stücks 17 ausgewählten Kombi-Werkzeuges 6, 7 eine Leit­ spindel-Leitmutter-Einheit eingesetzt, deren Steigung der des Gewindeschneidteils 7 entspricht. Alsdann wird die Pinole 2 aus einer geeigneten Grundstellung heraus unter Nutzung des automatischen Vorschubs in eine Stel­ lung abgesenkt, in der die Kernbohrung fertiggestellt sein würde. In dieser Stellung muß die Leitmutter 10 an dem Anschlag 12 zur Anlage gekommen sein. Ist dies nicht der Fall, ist der Wegfühler 11 in seiner Position ent­ sprechend anzugleichen. Weiteres Drehen der Bohrspindel 1 bewirkt nun, daß die Pinole 2 durch die Leitspindel 8 bzw. die Leitmutter 10 vorgeschoben wird. Das wird fort­ gesetzt, bis eine derartige Absenkung der Pinole 2 er­ reicht ist, daß der Anschnitt des Gewindeteils 7 erfol­ gen würde. In dieser Stellung wird der Wegfühler 15 so arretiert, daß er gerade kurz vorher betätigt wird. Durch weitere Drehung der Bohrspindel 1 wird schließlich eine Stellung der Pinole 2 erreicht, in der auch die Gewindebohrung fertiggestellt sein würde. In dieser Stel­ lung wird der Wegfühler 16 so fixiert, daß seine Betäti­ gung gerade erfolgt. Durch diesen Wegfühler 16 wird der Antrieb der Bohrspindel 1 auf Linkslauf umgeschaltet, so daß nun der Rückzug des Werkzeuges durch die ebenfalls linksdrehende Leitspindel 8 in die Wege geleitet wird, wobei aufgrund der Rückzugskraft der Feder 5 die Leit­ mutter 10 zunächst in Kontakt mit dem Anschlag 12 ver­ bleibt. Dieser Vorgang läuft solange fort, bis die Aus­ gangs-Grundstellung der Pinole erreicht ist. Diese Grund­ stellung ist beispielsweise durch einen nicht gezeigten Anschlag markiert. In diesem Augenblick löst sich die Leitmutter 10 aufgrund des unterbundenen Rückzugs der Pinole 2 von dem Anschlag 12 und läuft die Leitspindel 8 hinunter, bis sie den Wegfühler 11 erreicht, der für die Abschaltung des Antriebs der Bohrspindel 1 sorgt.

Damit ist ein Arbeitszyklus zum Herstellen von Gewinde- Durchgangslöchern in einem kontinuierlichen Arbeitsgang festgelegt, der vollautomatisch ablaufen kann. Dieser Ablauf wird ausgelöst durch Einschalten des Antriebs der Bohrspindel 1 bei eingerückter, das Zahnritzel 4 mit dem Antrieb verbindender Schaltkupplung. Der Vorschub für die Fertigung der Kernbohrung ist dabei kleiner als der bei Fertigung der Gewindebohrung erforderliche, was zur Folge hat, daß die Leitmutter 10 sich entgegen der Vor­ schubrichtung in Richtung auf den Anschlag 12 zu bewegt. Sie erreicht denselben im Augenblick des Durchbruchs des Kernbohrers durch das Werkstück und leitet damit auf einen Vorschub über, der durch die Steigung 9 der Leit­ spindel 8 bestimmt wird. Unter diesem Vorschub wird der Wegfühler 15 angefahren, der die Drehzahl der Bohrspin­ del 1 beispielsweise auf die Hälfte reduziert. Unter diesen Parametern erfolgt der Anschnitt und Schnitt des Gewindes, bis der Wegfühler 16 betätigt wird, der, wie oben beschrieben, den Rückzug der Pinole 2 durch Umsteue­ rung der Drehrichtung der Bohrspindel 1 einleitet. Nach Erreichen der Ausgangsstellung dreht die Bohrspindel 1 noch auf der Stelle, bis der Zyklus durch Betätigen des ersten Wegfühlers 11 mittels der Leitmutter 10 beendet wird.

Der den Anschlag 12 überwachende weitere Wegfühler 14, bei dem es sich wie bei den anderen Wegfühlern auch um einen Mikroschalter handeln kann, hat die Aufgabe, bei Verschieben des Anschlages 12 ein Signal auszulösen, durch das zweckmäßigerweise der Antrieb der Bohrspindel 1 unterbrochen wird. Denn eine solche Verschiebung zeigt eine Überlastung an, die durch Bruch des Werkzeuges, fehlliegendes Werkstück und ähnliches verursacht sein kann. Durch Auslösen dieses Schalters wird die Maschine abgeschaltet und eine Störung angezeigt.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum maschinellen Herstellen von Gewinde- Durchgangslöchern in einem kontinuierlichen Arbeits­ gang mittels eines mit einem Kernbohrer kombinierten Gewindebohrers, umfassend eine Bohrspindel für die Aufnahme des Gewindebohrers, die axial verschiebbar ausgeführt und durch einen bezüglich seiner Drehzahl und Drehrichtung steuerbaren Antriebsmotor umlaufend angetrieben ist, wobei Wegfühler zur Steuerung von Vorschub- und Drehgeschwindigkeiten sowie Drehrich­ tung vorgesehen sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - die Vorrichtung in für sich bekannter Weise eine Leitspindel (8) und eine dieser zugeordnete, mit ihr in Eingriff stehende Leitmutter (10) umfaßt,
• - die Leitmutter (10) drehgesichert innerhalb einer durch einen der Wegfühler in Form eines ersten Weg­ fühlers (11) für die Ausgangsstellung einstellba­ ren und durch einen Anschlag (12) für die Endstel­ lung bestimmten Wegstrecke auf der Leitspindel (8) frei verlagerbar angeordnet ist,
• - der Bohrspindel (1) zweite und dritte Wegfühler (15 bzw. 16) zugeordnet sind, deren Positionen ebenfalls einstellbar sind, und
• - der erste Wegfühler (11) der Beeinflussung des Betriebszustandes, der zweite Wegfühler (15) der Steuerung der Drehzahl und der dritte Wegfühler (16) der Umschaltung der Drehrichtung der Bohrspin­ del (1) dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steigung der Leit­ spindel (8) derjenigen des Gewindeteils (7) des Ge­ windebohrers (7) entspricht.