DE4139077A1

DE4139077A1 - Vorrichtung zur herstellung einer bohrung mit hilfe einer bohranlage fuer profilstahlstaebe

Info

Publication number: DE4139077A1
Application number: DE4139077A
Authority: DE
Inventors: Bernd Stursberg
Original assignee: Peddinghaus Carl Ullrich Dr
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1991-11-28
Publication date: 1993-06-03
Also published as: JPS63134103A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Bohrung vorgegebener Tiefe mit Hilfe einer Bohranlage für Profilstahlstäbe und dergleichen. Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung dieser Zweckbestimmung mit Maschinengestell, Werkstückauflager und Bohrein heit, wobei die Bohreinheit ein Ständerbauteil mit darin gelagertem Werkzeugträger mit eingesetztem Werkzeug sowie eine Zylinderkolbenan ordnung für die Vorschubbewegung und die Rückstellbewegung des Werkzeuges aufweist. Dabei ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, wel che die Vorschubbewegung und die Rückstellbewegung des Werkzeuges steuert sowie zumindest ein Steuerventil aufweist, welches über eine Druckmittel-Zuführleitung den Druckmittelstrom für die Vorschubbewe gung des Werkzeuges und außerdem die Rückhubbewegung steuert. Im Rahmen der Erfindung bezeichnen der Ausdruck Bohrung hauptsäch lich Sackbohrungen und Gewindebohrungen.

Die aus der Praxis bekannte Vorrichtung des eingangs beschriebenen Aufbaus, von der die Erfindung ausgeht, dient lediglich zum Einbrin gen von Durchgangsbohrungen in den Profilstab. Dabei kann die Steuer einrichtung so ausgelegt sein (DE 38 23 122), daß das Bohrwerkzeug nicht bei jeder Rückstellbewegung bis in die Ruhestellung bewegt wird, sondern bei der Rückstellbewegung in einem vorgegebenen Ab stand über der Oberfläche des Werkstückes gehalten wird, und zwar unabhängig von der Höhe des Werkstückes, insbesondere also von der Höhe des Profilstahlstabes und unabhängig von der Länge des Werk zeuges. Es versteht sich, daß dazu an der Höhe des Werkstückes bei einem ersten Bohrvorgang gleichsam Maß genommen werden muß, was durch eine besondere Ausbildung der Steuereinrichtung mit zwei Steuer kolben geschieht.

In der Praxis stellt sich häufig die Aufgabe, nicht nur Durchgangs bohrungen, sondern auch Sackbohrungen und Gewindebohrungen herzu stellen. Insbesondere stellt sich die Aufgabe, eine Sackbohrung, die in einem ersten Arbeitsgang eingebracht wurde, in einem weiteren Ar beitsgang mit einem Gewinde mit vorgegebener Anzahl von Gewindegän gen und damit vorgegebener Gewindetiefe oder Gewindelänge zu ver sehen. Bei den bekannten Maßnahmen, von denen die Erfindung aus geht, wird zumindest das Gewinde in einer besonderen Gewindeschneid vorrichtung eingebracht, der das Werkstück zugeführt werden muß, wo bei es für das Einbringen des Gewindes einer besonderen orientieren den Aufspannung bedarf. Auch muß die Gewindeschneidvorrichtung ihrerseits mit den entsprechenden Steuereinrichtungen ausgerüstet sein.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung des eingangs beschriebenen Aufbaus, die für das Einbringen von Bohrungen eingerichtet ist, so weiter auszubilden, daß ohne Schwierig keiten auch Sackbohrungen und Gewindebohrungen eingebracht werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrich tung zur Herstellung einer Bohrung vorgegebener Tiefe, insbesondere einer Sackbohrung oder Gewindebohrung, mit Hilfe einer Bohranlage für Profilstahlstäbe und dergleichen, - mit Maschinengestell, Werkstück auflager und Bohreinheit, wobei die Bohreinheit ein Ständerbauteil mit darin gelagertem Werkzeugträger mit eingesetztem Werkzeug sowie eine Zylinderkolbenanordnung für die Vorschubbewegung und die Rückstell bewegung des Werkzeuges aufweist, wobei eine Steuereinrichtung vorge sehen ist, welche die Vorschubbewegung und die Rückstellbewegung des Werkzeuges steuert sowie zumindest ein Steuerventil aufweist, welches über eine Druckmittel-Zuführleitung den Druckmittelstrom für die Vor schubbewegung des Werkzeuges und außerdem die Rückhubbewegung steuert, wobei in die Druckmittel-Zuführleitung ein Hydraulikmotor ein gebaut ist, der eine Lochscheibe rotierend antreibt, von der der Vor schubbewegung und/oder der Rückstellbewegung entsprechende, auf einen Festpunkt bezogene Steuerimpulse mittels Lochsensor abnehmbar sind und wobei nach Maßgabe dieser Steuerimpulse eine durchzuführen de Bohrung bezüglich der Lochscheibenumdrehungen und damit der Bohr lochtiefe steuerbar ist. Die Lochsensoren können induktiv, kapazitiv und/oder optisch arbeiten. Sie sind an sich bekannt.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So können mit Hilfe der Steuer impulse ohne weiteres Sackbohrungen vorgegebener Tiefe eingebracht werden. Es kann aber auch bei Herstellung einer Gewindebohrung nach Austausch des Bohrwerkzeuges gegen ein Gewindeschneidwerkzeug nach Maßgabe von von der Lochscheibe erzeugten Steuerimpulsen das Gewin deschneidwerkzeug gewindeschneidend in das Bohrloch einsenkbar sein. Die Lochscheibe kann für die Vorschubbewegung einerseits und die Rückstellbewegung andererseits unterschiedliche Lochungen aufweisen, z. B. zwei in bezug auf den Radius der Lochscheibe versetzte Löcher oder versetzte Lochkränze, deren einer der Vorschubbewegung und damit z. B. eine Rechtsdrehung, deren anderer der Rückhubbewegung und damit z. B. einer Linksdrehung zugeordnet sind. Es besteht auch die Möglichkeit, die Löcher der Lochungen mit Überdeckung gegenein ander versetzt anzuordnen, so daß die zugeordneten Lochsensoren auf einen überdeckungsimpuls ansprechen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise (DE 38 23 122) so einzurichten, daß das Werkzeug nicht bei jeder Rückstellbewegung in die Ruhestellung bewegt, sondern zur Werkstückverstellung lediglich in eine Freisetzstellung bewegt wird. Zweckmäßigerweise arbeitet man mit zwei Steuerventilen, eines für die Vorschubbewegung, eines für die Rückstellbewegung. In steuerungstechnischer Hinsicht besonders einfach und vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der der Hydromotor von einer Bypaßleitung mit Steuerventil überbrückt sowie dadurch bei Eil gangbetrieb kurzschließbar ist.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß erfindungsgemäß mit Hilfe einer Vorrichtung, die an sich für das Einbringen von Durch gangsbohrungen in einen Profilstahlstab eingerichtet ist, der im Rahmen einer Bohranlage für Profilstahlstäbe nach einem bestimmten Programm bearbeitet, d. h. mit einem Lochmuster versehen wird, auch Sackboh rungen und in die eingebrachten Bohrungen allgemein definiert auch Gewinde eingeschnitten werden können. Dabei können der Profilstahlstab und/oder die Bohreinheit nach dem Programm bewegt werden, welches zugeordnet ist. Die Steuerung beim Einbringen der Sackbohrungen oder Gewinde ist gleichsam überlagert. Sie erfolgt nach Maßgabe einer vorge gebenen Anzahl von Steuerungsimpulsen und damit nach Maßgabe der Umdrehungen der Lochscheibe in der beschriebenen Weise über den Hy draulikmotor mit seinen zugeordneten Elementen. Es versteht sich, daß die der Bohranlage zugeordnete Steuereinrichtung und ihr Rechner nach Maßgabe der beschriebenen zusätzlichen Funktion eingerichtet werden müssen, was mit den Hilfsmitteln der modernen, rechnergestütz ten Steuerungstechnik ohne Schwierigkeiten durchführbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 in einem vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1 den Hydromotor mit der Lochscheibe,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 2, und

Fig. 4 die schematische Darstellung einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in den Fig. 1 und 4 dargestellte Vorrichtung dient zur Herstellung einer Bohrung mit Hilfe einer Bohranlage für Profilstahlstäbe 1. Die Bohranlage im einzelnen wurde nicht dargestellt. Zur Vorrichtung ge hören im grundsätzlichen Aufbau ein Maschinengestell 2, ein Werkstück auflager 3 und eine Bohreinheit 4. Die Bohreinheit 4 besitzt ein Stän derbauteil 5 mit darin gelagertem Werkzeugträger 6 und eingesetztem Werkzeug 7 sowie eine Zylinderkolbenanordnung 8 für die Vorschubbe wegung und die Rückstellbewegung des Werkzeuges 7. Bei dem Werk zeug handelt es sich um ein Bohrwerkzeug, wenn Durchgangsbohrungen oder Sackbohrungen eingebracht werden, und um ein Gewindeschneid werkzeug, wenn in eine eingebrachte Bohrung nachträglich ein Gewinde eingeschnitten wird. Es versteht sich, daß dazu das Werkzeug ausge wechselt werden muß. Das kann von Hand oder automatisch geschehen.

Zur Vorrichtung gehört eine Steuereinrichtung 9, welche die Vorschub bewegung und Rückstellbewegung des Werkzeuges 7 steuert. Sie besitzt zumindest ein Steuerventil 10, welches über eine Druckmittel-Zuführ leitung 11 den Druckmittelstrom für die Vorschubbewegung des Werkzeu ges 7 und außerdem für die Rückhubbewegung steuert.

ln die Druckmittel-Zuführleitung 11 ist ein Hydraulikmotor 12 einge baut. Diese ist im einzelnen so gestaltet, wie es den Fig. 2 und 3 entspricht. Der Hydraulikmotor 12 treibt eine Lochscheibe 13 rotierend an, von der der Vorschubbewegung und/oder der Rückstellbewegung entsprechende Steuerimpulse mittels Lochsensor 14 abnehmbar sind. Die Anzahl der Steuerimpulse wird erfaßt. Sie ist ein Maß für die Anzahl der Umdrehungen, einschließlich Teilumdrehungen, der Lochscheibe 13. Da das hydraulische Medium inkompressibel ist, erhält man so ein Maß für die Tiefe einer Sackbohrung oder Gewindebohrung.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Er findung besitzt die Lochscheibe 13 für die Vorschubbewegung und für die Rückstellbewegung unterschiedliche Lochungen 15, 16. Das ist so wohl in der Fig. 2 als auch in der Fig. 3 angedeutet worden. Wenn die Steuerung so ausgelegt ist, daß es auf volle Umdrehungen der Loch scheibe 13 ankommt, ist ein Lochkranz nicht erforderlich, sondern es reicht, wie dargestellt, grundsätzlich ein einziges Loch aus. Es emp fiehlt sich dann jedoch, für die Vorschubbewegung und die Rückstell bewegung, wie schon erwähnt, unterschiedliche Lochungen 15, 16 vorzu sehen. Diese könnten mit Überdeckung gegeneinander versetzt sein, so daß ein zugeordneter Lochsensor 14 auf einen Überdeckungsimpuls an spricht. Das erhöht die Genauigkeit dieser Messung.

ln der Fig. 1 liegt der Hydraulikmotor 12 wie angegeben unmittelbar in der Druckmittel-Zuführleitung 11. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Hydraulikmotor 12 über eine Bypaßleitung 17 mit zuge ordnetem Ventil 18 umgehbar, er kann auf diese Weise bei den Bohrvor gängen oder für den sogenannten Eilgang kurzgeschlossen werden.

Die Lochscheibe 13 und damit den von den Löchern 15, 16 erzeugten Steuerimpulsen ist ein Zähler zugeordnet. Bei Beginn eines Bohrvor ganges wird das Werkzeug 7 im Eilgang zugestellt. Trifft es auf das Werkstück, z. B. einen Profilstahlstab 1, so wird der Zähler auf Null gestellt. Eine Sackbohrung oder Gewindebohrung vorgegebener Tiefe kann nun hergestellt werden. Die akute Tiefe beim Bohrvorgang kann an den Steuerimpulsen gleichsam abgefragt werden. Entspricht die An zahl der Steuerimpulse der vorgegebenen Tiefe, so ist der Bohrvorgang beendet. Die Steuereinrichtung fährt das Werkzeug 7 über den Zähler zurück, jedoch nicht lediglich bis auf Null, sondern darüber hinaus um einen Festwert, der ein Verschieben des Werkstückes 1 bzw. der Bohreinheit 4 erlaubt. Danach kann an der vorgegebenen Stelle die nächste Bohrung eingebracht werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Bohrung vorgegebener Tiefe mit Hilfe einer Bohranlage für Profilstahlstäbe und dergleichen, - mit,
Maschinengestell (2),
Werkstückauflager (3) und
Bohreinheit (4),
wobei die Bohreinheit (4) ein Ständerbauteil (5) mit darin gelagertem Werkzeugträger (6) mit eingesetztem Werkzeug (7) sowie eine Zylinder kolbenanordnung (8) für die Vorschubbewegung und die Rückstellbewe gung des Werkzeuges (7) aufweist,
wobei eine Steuereinrichtung (9) vorgesehen ist, welche die Vorschubbewegung und die Rückstellbewegung des Werkzeu ges (7) steuert sowie zumindest ein Steuerventil (10) auf weist, welches über eine Druckmittel-Zuführleitung (11) den Druckmittelstrom für die Vorschubbewegung des Werkzeuges (7) und außerdem die Rückhubbewegung steuert,
wobei in die Druckmittel-Zuführleitung (11) ein Hydraulikmotor (12) eingebaut ist, der eine Lochscheibe (13) rotierend antreibt, von der der Vorschubbewegung und/oder der Rückstellbewegung entsprechende, auf einen Festpunkt bezogene Steuerimpulse mittels Lochsensor (14) ab nehmbar sind und wobei nach Maßgabe dieser Steuerimpulse eine durch führende Bohrung bezüglich der Lochscheibenumdrehungen und damit der Bohrlochtiefe steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei bei Herstellung einer Gewinde bohrung nach Austausch des Bohrwerkzeuges gegen ein Gewindeschneid werkzeug nach Maßgabe von der Lochscheibe (13) erzeugter Steuerim pulse das Gewindeschneidwerkzeug gewindeschneidend in das Bohrloch einsenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lochscheibe (13) für die Vorschubbewegung und für die Rückstellbewegung unterschied liche Lochungen (15, 16) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Löcher der Lochungen (15, 16) mit Überdeckung gegeneinander versetzt sind ünd die zugeordneten Lochsensoren (14) auf einen Überdeckungsimpuls ansprechen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steüer einrichtung (9) in an sich bekannter Weise so eingerichtet ist, daß das Werkzeug (7) nicht bei jeder Rückstellbewegung in die Ruhestel lung bewegt, sondern zur Werkstückverstellung lediglich in eine Frei setzposition bewegt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, daß der Hydromo tor von einer Bypaßleitung (17) mit Steuerventil (18) überbrückt sowie dadurch bei Eilgangbetrieb kurzschließbar ist.