DE4202449A1 - Vorrichtung zur drehenden bearbeitung eines um eine werkstueckachse drehend angetriebenen werkstuecks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drehenden Bearbei­ tung eines um eine Werkstückachse drehend angetriebenen Werkstücks, wobei das Werkzeug in einem stationär und fluch­ tend zur Werkstückachse vorgesehenen Werkzeughalter angeordnet ist, insbesondere Bohrwerkzeug für Drehautomaten.

Bekannt ist es, das Werkzeug, beispielsweise einen Bohrer, koaxial mit der Werkstückachse stationär anzuordnen. Die zur Bearbeitung notwendige Relativdrehung wird durch die Drehung des Werkstücks zum Werkzeug geliefert. Diese Anordnung erlaubt nur solche Bearbeitung, die zur Werkstückachse konzentrisch ist. Wenn an einem so bearbeiteten Werkstück außerdem Bearbei­ tungsgänge vorzunehmen sind, deren Achse exzentrisch zur Werkstückachse liegen, muß das Werkstück umgespannt werden. Zum einen verteuert dies den Herstellungsgang. Zum anderen ist dies mit Genauigkeitseinbuße verbunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, das bei drehend angetriebenem Werkstück eine exzentrische Bearbeitung erlaubt.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Werkzeug exzentrisch zur Werkstückachse um seine Achse drehbar in einem Werkzeughaltereinsatz gelagert ist, der in dem Werkzeughalter um die Werkstückachse drehbar und mit dem Werkstück zu gemeinsamer Drehung verbindbar ist, und daß eine Einrichtung vorhanden ist, die das Werkzeug relativ zu dem Werkzeug­ haltereinsatz um seine Achse drehend antreibt.

Mit anderen Worten wird im Werkzeughalter mittels des koaxial zu dem Werkstück drehbaren Werkzeughaltereinsatzes ein neues Koordinatensystem geschaffen, das mit demjenigen des Werk­ stücks übereinstimmt und sich mit diesem dreht. Innerhalb dieses Koordinatensystems wird das Werkzeug, das mit dem Werkzeughaltereinsatz und mit dem Werkstück eine Bahn um deren gemeinsame Achse beschreibt, gelagert und drehend angetrieben.

Mit dem Werkzeughalter kann ein Greifer verbunden sein, der sich beim Vorschub des Werkzeughalters gegen das Werkstück mit einer unrunden Kontur des Werkstücks derart kuppelt, daß die Drehbewegung des Werkstücks über den Greifer auf den Werkzeug­ haltereinsatz übertragen wird. Stattdessen ist auch jede andere Art einer Kupplung zwischen dem Werkstückhaltereinsatz einerseits und der das Werkstück haltenden Zange andererseits im Zusammenhang der Erfindung verwendbar. Dabei handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Kupplung, die durch den axialen Vorschub des Werkzeughalters zum Werkstück hin geschlossen und durch axiale Entfernung des Werkzeughalters vom Werkstück wieder gelöst wird.

Für den Antrieb des Werkzeugs kann eine beliebige, vom Werk­ stück unabhängige Antriebsquelle verwendet werden. Zweckmäßi­ ger ist es nach der Erfindung jedoch, wenn die Antriebsbewe­ gung für das Werkzeug von der Relativdrehung des Werkzeughal­ tereinsatzes zum Werkzeughalter abgeleitet wird. Zu diesem Zweck kann im Werkzeughalter ein Getriebe vorgesehen sein, das diese Relativdrehung des Werkzeughaltereinsatzes zum Werkzeug­ halter in eine Drehbewegung des Werkzeugs um seine eigene Achse umwandelt. Dazu eignet sich beispielsweise ein Getriebe, das aus einem im Werkzeughalter angeordneten Zahnkranz einer­ seits und einem damit kämmenden, mit dem Werkzeug verbundenen Ritzel andererseits besteht. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Werkzeug gegenüber dem Werkzeughalter an Drehung gehindert, indem beispielsweise ein mit dem Werk­ zeug drehfest verbundener Hebelarm mit einem im Werkzeughalter vorgesehenen Anschlag zusammenwirkt, wobei die Anordnung so getroffen wird, daß zwar das Werkzeug mit dem Werkzeughalter­ einsatz innerhalb des Werkzeughalters eine Umlaufbahn be­ schreiben kann, sich aber nicht um sich selbst drehen kann.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte, bevorzugte Ausführungsbeispiel erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung.

Der Werkzeughalter 1 besitzt einen Kegelschaft 2 oder eine andere Einrichtung zur Verbindung mit einer Pinole einer Drehmaschine, die ihn stationär und koaxial zur Werkstückachse 3 hält.

Mittels Lagern 4 ist im Werkzeughalter 1 der Werkzeughalter­ einsatz 5 drehbar um die Werkstückachse 3 gelagert. Ein Greifer 6 ist mit dem Werkzeughaltereinsatz 5 über mehrere exzentrische Bolzen 7 in solcher Weise verbunden, daß er stets koaxial zum Werkzeughaltereinsatz 5 ist und relativ zu diesem gegen Federkraft 8 axial verschiebbar ist. Der Greifer 6 besitzt Greiferanschläge 9, die entsprechend einer unrunden Kontur des jeweiligen Werkstücks so angeordnet sind, daß sie mit dem Werkstück eine Drehkupplung bilden. Wird der Werkzeug­ halter mit dem Greifer gegen das Werkstück gefahren, so legen sich die Anschläge 9 an dem Werkstück an und übertragen die Bewegung des Werkstückes auf den Werkzeughaltereinsatz 5.

Innerhalb des Werkzeughaltereinsatzes 5 ist exzentrisch um die Achse 10 mittels Lagern 11 drehbar das Werkzeug gelagert. Dies setzt sich in dem dargestellten Beispiel aus dem eigentlichen Bearbeitungsteil (Bohrer 12) und dem Werkzeugspannteil 13 mit Welle 14 zusammen. Im Greifer 8 ist für den Durchlaß des Bohrers 12 eine Führungsbuchse 15 vorgesehen.

Mit dem hinteren Ende der Welle 14 ist ein Ritzel 17 verbun­ den, das mit einem im Werkzeughalter 1 vorgesehenen Zahnkranz 18 kämmt.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird wie folgt beschrieben. Sobald der Greifer 6 seine Kupplungsverbindung mit dem Werk­ stück gefunden hat, wird der Greifer 6 und von diesem der Werkzeughaltereinsatz 5 synchron und koaxial drehend vom Werkstück angetrieben. Die Werkzeugachse 10 läuft somit synchron mit dem Werkstück um die Werkstückachse 3 um, so daß das Werkzeug 12 im Koordinatensystem des Werkstücks als stationär betrachtet werden kann. Dabei dreht sich das Werk­ zeug 12 - bezogen auf das Werkstück-Koordinatensystem - um seine eigene Achse 10 und vermag somit während des weiteren Vorschubs des Werkzeughalters 1 zum Werkstück hin bearbeitend auf das Werkstück einzuwirken.

Es versteht sich, daß der Bohrer 12 im dargestellten Beispiel durch jedes andere Werkzeug ersetzt werden könnte. Die Werk­ zeugachse 10 braucht nicht parallel zur Werkstückachse 3 zu sein. Wie bereits oben erwähnt, muß der Rotationsantrieb für den Werkzeughaltereinsatz 5 nicht unmittelbar vom Werkstück abgeleitet sein; vielmehr kann auch eine Kupplung zwischen dem Werkzeughaltereinsatz 5 und der Maschinenspindel (Spannzange für das Werkstück) vorgesehen sein. Es ist nicht erforderlich, daß das Werkzeug sich um seine Achse 10 auch im Verhältnis zu einem ruhenden Koordinatensystem (Werkzeughalter 1) dreht. Schließlich ist es auch möglich, von dritter Seite her (bei­ spielsweise durch den Schaft 2 hindurch) eine Antriebsbewegung auf das Werkzeug zu übertragen.

Es gehört zum Wesen der Erfindung, daß die Werkzeugachse (10) gegenüber der Werkzeughalterachse 3 seitlich versetzt ist. Diesen Umstand kann man nicht nur in dem oben beschriebenen Zusammenhang bei drehendem Werkstück nutzen, sonder auch dann, wenn das Werkzeug stationär ist und die Werkzeugachse aus irgend welchen Gründen nicht mit der Achse einer Antriebsmaschine fluchten kann, beispielsweise wenn eine Bohrung in einem Bereich vorgenommen werden muß, in welchem ein vor dem Werkstück seitlich vorspringendes Bauteil es unmöglich macht, die Bohrmaschine fluchtend vor der herzustel­ lenden Bohrung anzuordnen. In einem solchen Fall erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung es, den Bohrer seitlich versetzt zur Bohrmaschine mit dieser zu verbinden. Dabei wird der Werkzeughalter 1 von der Antriebsmaschine in Drehung versetzt, während der Werkzeughaltereinsatz 5 festgehalten werden muß. Letzteres kann im Beispiel einer Handbohrmaschine mittels eines an den Werkzeughaltereingriff anbringbaren, besonderen Handgriff geschehen. Es kann auch ein geeigneter Anschlag vorgesehen sein, der den Werkzeughaltereinsatz in Bezug auf das Werkstück festhält. Beispielsweise kann der Werkzeughal­ tereinsatz mit einer Halteeinrichtung ausgerüstet sein, die sich an der Oberfläche des Werkstücks durch Saugkraft zeitwei­ se verankern läßt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur drehenden Bearbeitung eines um eine Werk­ stückachse (3) drehend angetriebenen Werkstücks, wobei das Werkzeug (12 - 14) in einem stationär und fluchtend zur Werkstückachse (3) vorgesehenen Werkzeughalter (1) ange­ ordnet ist, insbesondere Bohrwerkzeug für Drehautomaten, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (12 - 14) exzen­ trisch zur Werkstückachse (3) um seine Achse (10) drehbar in einem Werkzeughaltereinsatz (5) gelagert ist, der in dem Werkzeughalter (1) um die Werkstückachse (3) drehbar gelagert und mit dem Werkstück zu gemeinsamer Drehung verbindbar ist, und daß eine Einrichtung (17, 18) vorhan­ den ist, die das Werkzeug (12 - 14) relativ zu dem Werkzeug­ haltereinsatz (5) um seine Achse (10) drehend antreibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Werkzeughaltereinsatz (5) ein mit dem Werkstück zusammenwirkender, die Drehbewegung des Werkstücks auf den Werkzeughaltereinsatz übertragender Greifer (6) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung zum Verbinden des Werkzeughaltereinsatzes mit der das Werkstück haltenden Spindel vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Antrieb des Werkzeugs (12 - 14) von einem Getriebe (17, 18) gebildet ist, das die Relativdrehung des Werkzeughaltereinsatzes (5) zum Werkzeughalter (1) auf das Werkzeug (12 - 14) überträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Antrieb des Werkzeugs das Werkzeug (12 - 14) im Verhältnis zum Werkzeug­ halter (1) festhält.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Festhalten des Werkzeughaltereinsatzes (5) bzw. des Greifers (8) bei Bearbeitung eines stationären Werkstücks vorgesehen ist.