DE4233949C2

DE4233949C2 - Feed arrangement for pillar drilling machines

Info

Publication number: DE4233949C2
Application number: DE19924233949
Authority: DE
Inventors: Ludwig Probst
Original assignee: ALZMETALL WERKZEUGMASCH
Current assignee: ALZMETALL WERKZEUGMASCH
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1998-05-07
Anticipated expiration: 2012-10-09
Also published as: DE4233949A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorschub für Säulenbohr maschinen, bei denen die Hauptspindel als Bohrwerk zeugträger in einer Pinole geführt ist. Dabei wird über die Pinole die Vorschubbewegung in die Hauptspindel eingeleitet wird.The invention relates to a feed for column drilling machines in which the main spindle acts as a boring machine is carried in a quill. It is about the quill the feed movement in the main spindle is initiated.

Bisher ist es üblich, die Pinolen von Säulenbohrma schinen in Form von Zahnstangen auszuführen, deren Verzahnung entweder an ein zum Einleiten der Vor schubbewegung in diese eingreifendes Stirnzahnrad (gerad- oder schrägverzahnt) oder ein Schneckenrad angepaßt ist.So far, it has been common to use the quill from pillar drilling machines in the form of racks, the Interlocking either to initiate the front thrust movement in this meshing spur gear (straight or helical teeth) or a worm wheel is adjusted.

Hierbei ist es von Nachteil, daß der Herstellungsauf wand für einen spielfreien Vorschub sehr hoch ist und im Laufe der Zeit durch mechanisch bedingten Ver schleiß erneut ein Spiel zwischen Antriebsritzel und Zahnstange entsteht, was zu Ungleichmäßigkeiten bei der Vorschubbewegung und zur Einbuße an Oberflächen qualität der gebohrten Flächen führt. Dies wirkt sich besonders negativ bei der Herstellung von Gewinden und dadurch ungleichmäßige Beanspruchung auf die Standzeiten der Bohrer aus.It is disadvantageous here that the manufacturing wall for a play-free feed is very high and over time due to mechanical wear another game between the drive pinion and Rack arises, causing irregularities the feed movement and the loss of surfaces quality of the drilled areas. This affects particularly negative in the manufacture of threads and thereby uneven stress on the Downtime of the drill.

Weitere nachteilige Wirkungen entstehen dadurch, daß die Drehachsen des eigentlichen Vorschubantriebes, der ein gesonderter Antriebsmotor oder eine Abzwei gung aus dem Hauptspindeltrieb sein kann, nicht par allel zur Pinole liegen und demzufolge ein Umlenk glied erforderlich ist.Further adverse effects arise from the fact that the axes of rotation of the actual feed drive, which is a separate drive motor or a branch can be from the main spindle drive, not par allele to the quill and therefore a deflection link is required.

Bei den bekannten Vorschüben kommt es außerdem zu Problemen durch die relativ direkte Drehmomentein leitung, die sich besonders negativ beim Eilvorschub auswirkt, da ein exaktes Ein- und Ausschalten in die sem Fall unbedingt erfolgen muß, um eine Beschädigung zu vermeiden.In the known feeds it also happens Problems due to the relatively direct torque line, which is particularly negative in rapid feed affects, since an exact switching on and off in the sem case must be done to avoid damage to avoid.

Ein gewisses Maß einer Verdrehsicherung der Pinole ist zwar durch die Zahnstangenführung gegeben, diese reicht jedoch beim Einsatz von Mehrspindelwerkzeugen nicht aus.A certain amount of security against rotation of the quill is given by the rack guide, this however, is sufficient when using multi-spindle tools not from.

Neben den Zahnstangenvorschüben ist aus der DE 24 41 215 C2 ein Vorschubantrieb für eine spanende Werk zeugmaschine bekannt, bei der eine axial verschiebbare Hohlspindel mit einem Verlängerungsteil verbunden ist, auf dessen Außenfläche eine Schrauben nut zur Aufnahme von Lagerkugeln vorhanden ist. Die Lagerkugeln werden auf der anderen Seite von einer Kugelmutter gehalten und der Vorschub der Hohlspindel wird durch Drehung der Kugelmutter mittels eines Schrittmotors über ein Getriebe realisiert. In addition to the rack feeds, DE 24 41 215 C2 a feed drive for a cutting plant known machine, in which an axial Slidable hollow spindle with an extension part is connected, on the outer surface of a screw is only available for receiving bearing balls. The Bearing balls are on the other side of one Ball nut held and the feed of the hollow spindle is achieved by rotating the ball nut a stepper motor realized via a gear.

Dabei wird ein Zahnriemen für die Drehung der Kugel mutter verwendet. Die Hohlspindel und das Verlänge rungsteil sind mittels Schrauben verbunden. Für die Führung der Antriebswelle sind zwischen der im unte ren Bereich angeordneten Hohlspindel und der An triebswelle mehrere Wälzlager montiert. Die Hohlspin del wird mittels eines gesonderten Gehäuseteiles ge halten. Eine andere Befestigung ist im Gehäuse der vorbekannten Bohrmaschine für die Lagerung der das Verlängerungsteil umgreifenden Kugelmutter vorgese hen.This uses a toothed belt for the rotation of the ball mother used. The hollow spindle and the extension tion part are connected by screws. For the The drive shaft is guided between the bottom ren area arranged hollow spindle and the An drive shaft mounted several roller bearings. The hollow spin del is ge by means of a separate housing part hold. Another attachment is in the housing previously known drill for the storage of the Preassembled extension part encompassing ball nut hen.

An der Hohlspindel ist eine sich radial nach außen erstreckende Nase vorhanden, die in einen Führungs schlitz des Gehäuses eingreift und die Hohlspindel gegen eine Drehbewegung sichert, jedoch eine axiale Verschiebung ermöglicht.On the hollow spindle is a radially outward extending nose present in a guide slot of the housing engages and the hollow spindle secures against a rotational movement, but an axial one Allow shift.

Die mehrteilig ausgebildete Lagerung bzw. Führung der einzelnen Elemente (Hohlspindel und Verlängerungs teil) führt neben der beschränkten Führung mit der in einen Führungsschlitz eingreifenden Nase dazu, daß insbesondere bei höheren wirkenden Drehmomenten und Kräften, wie sie insbesondere bei großen Drehzahler höhungen bzw. Drehzahlverringerungen oder auch bei einer möglichen Verwendung einer Bohrmaschine zum Gewindeschneiden auftreten, dazu, daß die gewünschte Führungsgenauigkeit von Antriebswelle und der Hohl welle (Pinole) zumindest über einen längeren Be triebszeitraum nicht eingehalten werden kann.The multi-part storage or management of individual elements (hollow spindle and extension part) leads besides the limited leadership with the in a guide slot engaging nose to that especially at higher acting torques and Forces such as those found in large revs increases or speed reductions or at a possible use of a drill for Threading occurs, causing the desired Guiding accuracy of the drive shaft and the hollow shaft (quill) at least over a longer period drive period can not be met.

Insbesondere die eine Verdrehsicherung darstellende Nase kann diese Aufgabe nur eingeschränkt erfüllen, da sie selbstverständlich auch axial bewegt werden muß und demzufolge bei der direkten Anordnung an der Hohlspindel nur begrenzt Führungskräfte auftreten dürfen und eine vollständig verdrehsicherungsfreie Axialführung dadurch nicht erreicht werden kann.In particular the one that prevents rotation Nose can only fulfill this task to a limited extent, since they are of course also moved axially must and therefore in the direct arrangement on the Hollow spindle managers only occur to a limited extent may and a completely anti-rotation Axial guidance can not be achieved.

Außerdem kann es durch die mehrteilige Ausbildung, der Gehäuseteile, in denen die Antriebswelle das Ver längerungsteil und die Kugelmutter gehalten sind, zu Fluchtungsfehlern oder Verkantungen während des Be triebes kommen.In addition, the multi-part training, of the housing parts in which the drive shaft ver Extension part and the ball nut are held Misalignment or canting during loading urge to come.

Es ist daher ausgehend von den genannten Nachteilen Aufgabe der Erfindung, den Vorschub von pinolenge führten Hauptspindeln an Säulenbohrmaschinen dahinge hend zu verbessern, daß bei nahezu Verschleißfreiheit eine gleichmäßige Vorschubgeschwindigkeit, ein ge räuschfreier Antrieb gegeben und eine Verdrehung der Pinole verhindert wird.It is therefore based on the disadvantages mentioned Object of the invention, the feed of pinolenge led main spindles to column drilling machines hend to improve that with almost no wear a uniform feed rate, a ge given noiseless drive and a twist of the Quill is prevented.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 genannten Merk male gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter bildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den untergeordneten Ansprüchen genannten Merkmalen.According to the invention, this object is achieved by mentioned in claim 1 times solved. Advantageous refinements and further formations of the invention result from the in the features mentioned subordinate claims.

Durch die Ausführung der Pinole mit einem durchgehen den Außengewinde auf dem ein Gewindegegenstück mit zwischen ihnen befindlichen Kugeln drehbar ist, kann die Pinole leichtgängig und verschleißfrei in Rich tung des gewünschten Vorschubes bewegt werden, wenn das Gewindegegenstück in Axialrichtung der Pinole gehalten wird, dabei ist der Kraftangriff konzen trisch, so daß der unerwünschte Einfluß von Querkräf ten beseitigt ist und die Pinole nicht seitlich gegen die Führung gedrückt wird.Go through with the execution of the quill with one the external thread with a threaded counterpart balls between them can be rotated the quill smoothly and wear-free in Rich tion of the desired feed can be moved if the thread counterpart in the axial direction of the quill is held, the force attack is concentrated trisch, so that the undesirable influence of transverse force ten is eliminated and the quill is not against the side the guide is pressed.

Bei Drehung des Gewindegegenstückes mittels bei spielsweise eines Zahnriemens, einer Kette oder eines Zahnradgetriebes wird die Pinole je nach Drehrich tung, linear in eine Richtung verschoben und der ge wünschte Vorschub je nach Anzahl der Umdrehungen ohne Überwindung bzw. Ausgleich eines Spieles erreicht. Die Einstellung der Genauigkeit kann konstruktiv ein fach durch die gewählte Steigung des Gewindes und die Antriebsdrehzahl beeinflußt werden. Die erforderliche Antriebsleistung kann bei entsprechendem Über setzungsverhältnis ebenfalls stark reduziert werden.When rotating the thread counterpart by means of for example a timing belt, a chain or one Gearbox, the quill depending on the direction of rotation tion, linearly shifted in one direction and the ge desired feed depending on the number of revolutions without Overcome or equalization of a game reached. The setting of the accuracy can be constructive fold by the selected pitch of the thread and the Drive speed can be influenced. The required Drive power can with appropriate over setting ratio can also be greatly reduced.

In dieser Form wirkt es sich positiv aus, daß bei Verwendung eines gesonderten Vorschubantriebsmotors dieser platzsparend in das Gehäuse eingebaut werden kann und dabei die Abtriebswelle parallel zur Pinole ausgerichtet ist, so daß kein zusätzliches Zwischen glied zur Umlenkung der Bewegungsrichtung erforder lich ist. Das Gleiche trifft auch zu, wenn der Ab griff für den Vorschubantrieb vom Hauptspindelantrieb erfolgt. In this form, it has a positive effect that Use of a separate feed drive motor these can be built into the housing to save space can and the output shaft parallel to the quill is aligned so that no additional intermediate link required to redirect the direction of movement is. The same applies if the Ab grip for the feed drive from the main spindle drive he follows.

Mit dieser Vorschubanordnung kann bei geeigneter Ge staltung des Gewindegegenstückes ein zweiter paralle ler Antrieb vorgesehen sein, in diesem Fall müssen beide Antriebe jedoch getrennt kuppel- bzw. zuschalt bar sein. Ein Antrieb mit höherer Drehzahl findet während des Eilvorschubes, bei der Bewegung des Boh rers bis an das Werkstück oder von diesem weg bis in die Ausgangsstellung, Anwendung. Der andere gibt das Antriebsmoment mit der entsprechenden Drehzahl für die normale Vorschubbewegung der Pinole auf das Ge windegegenstück. Die Schaltkupplung kann sowohl di rekt am Gewindegegenstück als auch an einer anderen geeigneten Stelle des Vorschubantriebes angebracht sein.With this feed arrangement can with suitable Ge design of the thread counterpart a second parallel drive must be provided in this case However, both drives separately connect or connect be cash. A drive with a higher speed is found during rapid feed, when moving the Boh rers up to or away from the workpiece the starting position, application. The other gives it Drive torque with the corresponding speed for the normal feed movement of the quill on the Ge wind opposite. The clutch can both di right on the thread counterpart as well as on another appropriate place of the feed drive attached be.

Vorteilhaft ist es außerdem für eine leichte spiel- und wartungsfreie Führung der Pinole, im Bohrmaschi nengehäuse eine Flanschbuchse, die problemlos aus tauschbar ist, zu befestigen. Dabei ist die Innensei te der Flanschbuchse mit PTFE beschichtet.It is also advantageous for easy play and maintenance-free guiding of the quill, in the drilling machine housing a flange bushing that easily made is interchangeable to attach. Here is the Innensei te of the flange bushing coated with PTFE.

Am unteren Ende der Flanschbuchse, an dem die Pinole austritt kann ein Innendichtring vorgesehen sein, dessen Dichtlippe eventuell an der Pinole anhaftendes Schmiermittel zurückhält, was eine Einsparung an Schmiermittel, besseres Schmierverhalten zwischen Pi nole und Flanschbuchse garantiert sowie einen unge wollten Austritt des Schmiermittels verhindert und dieses nicht mit der Bohrflüssigkeit vermischt wird. Außerdem wird ein Eindringen von Schmutz verhindert und dadurch evtl. hervorgerufener Verschleiß vermie den.At the lower end of the flange bushing on which the quill an internal sealing ring can be provided, the sealing lip possibly adhering to the quill Lubricant retains, which is a saving Lubricant, better lubrication behavior between pi nole and flange bushing guaranteed as well as an un wanted to prevent lubricant leakage and this is not mixed with the drilling fluid. It also prevents dirt from entering and thereby avoid possible wear the.

Ein ungewolltes Verdrehen der Pinole wird mit einem an der oberen Stirnfläche befestigten Joch, das in einer parallel zur Pinole angebrachten Längsführung abgestützt ist, verhindert. Das Joch wird bei der Vorschubbewegung der Pinole entlang des Vorschubweges in der Längsführung geführt, so daß in allen Stellun gen der Pinole ein Verdrehen ausgeschlossen und diese immer in der gleichen Winkellage gehalten ist.Unintentional twisting of the quill will result in a attached to the upper end face yoke, which in a longitudinal guide attached parallel to the quill is supported. The yoke is at the Feed movement of the quill along the feed path guided in the longitudinal guide, so that in all positions against the quill and this is impossible is always kept in the same angular position.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausfüh rungsbeispieles näher erläutert werden.The invention is based on an embodiment tion example are explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Vor schubanordnung und Fig. 1 is a sectional view of a thrust arrangement and before

Fig. 2 eine Draufsicht einer Pinolenverdreh sicherung. Fig. 2 is a plan view of a quill twist fuse.

Bei der erfindungsgemäßen Vorschubanordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Hauptspindel 1 in einer Pinole 2 geführt. Die Pinole 2 ist in einem be stimmten Bereich, der der Länge des gesamten mögli chen Vorschubes der Bohrmaschine und der Länge des Gegengewindestückes 4 entspricht mit einem Außenge winde 3 versehen. Hierzu wird im Gehäuse der Bohrma schine ein Gewindegegenstück 4 in axialer Richtung gehalten und um die Pinole 2 drehbar gelagert. Zu diesem Zweck sind zwei Schrägkugellager 12, 13 zwi schen Gehäuse und Gewindegegenstück 4 angeordnet, die die radiale und axiale Führung sichern.In the feed arrangement according to the invention, as shown in FIG. 1, the main spindle 1 is guided in a quill 2 . The quill 2 is in a certain area, which corresponds to the length of the entire possi ble feed of the drill and the length of the counter-threaded piece 4 with an external thread 3 . For this purpose, a threaded counterpart 4 is held in the axial direction in the housing of the drilling machine and is rotatably mounted about the sleeve 2 . For this purpose, two angular contact ball bearings 12 , 13 between the housing and threaded counterpart 4 are arranged, which secure the radial and axial guidance.

Auf dem Gewindegegenstück 4 befindet sich bei diesem Beispiel eine Außenverzahnung 7 auf der für den Vor schubantrieb ein Zahnriemen 5 gespannt ist, der ent weder von einem gesonderten Antriebsmotor oder von einer vom Hauptspindelantrieb abgezweigten Welle angetrieben wird. Bei Drehung des Zahnriemens 5 wird diese Bewegung in das Gewindegegenstück 4 eingeleitet und da dieses in axialer Richtung gehalten ist, wird die in dieser Richtung frei bewegliche Pinole je nach Drehrichtung zum Werkstück hin oder von diesem weg bewegt. Das Antriebsmoment wird über die in den Ge windegängen des Gewindegegenstückes 4 und dem Außen gewinde 3 auf der Pinole 2 befindlichen Kugeln nahezu reibungs- und spielfrei übertragen.On the threaded counterpart 4 there is an external toothing 7 in this example on which a toothed belt 5 is tensioned for the thrust drive, which is driven either by a separate drive motor or by a shaft branched off from the main spindle drive. When the toothed belt 5 rotates, this movement is introduced into the threaded counterpart 4 and since this is held in the axial direction, the sleeve which is freely movable in this direction is moved towards or away from the workpiece, depending on the direction of rotation. The drive torque is transmitted via the threads in the Ge thread of the counterpart 4 and the external thread 3 located on the quill 2 balls almost without friction and play.

In diesem Beispiel sind die Schrägkugellager 12, 13 in einer im Bohrmaschinengehäuse gehaltenen Flansch buchse 6 an ihren Außenringen gefaßt. Die Flansch buchse 6 dient in ihrem unteren Teil der Führung der Pinole 2 und ist dort zur Verminderung von Verschleiß und Reibung mit einer PTFE-Beschichtung versehen. Im Falle einer Überschreitung eines bestimmten Ver schleißwertes, der ein Spiel der Pinole 2 in der Flanschbuchse 6 zur Folge hat, kann diese einfach ausgetauscht werden und der Ausgangszustand ist wie der hergestellt.In this example, the angular contact ball bearings 12 , 13 are held in a flange 6 held in the drill housing on their outer rings. The flange bushing 6 serves in its lower part to guide the sleeve 2 and is provided with a PTFE coating to reduce wear and friction. In the event of a certain wear value being exceeded, which results in a clearance of the sleeve 2 in the flange bushing 6 , this can simply be replaced and the initial state is the same as that produced.

Am unteren Ende der Flanschbuchse 6 ist in dieser ein Innendichtring 8 mit elastischer auf die Oberfläche der Pinole 2 gerichteter Dichtlippe gehalten, der einen ungewollten Austritt von Schmiermittel und Ein dringen von Schmutz verhindert. Von Vorteil ist es, wenn zur Vermeidung von Beschädigungen an der Dicht lippe sich das Außengewinde 3 auf der Pinole 2 in einem Bereich befindet, der auch in der maximalen Vorschubstellung, diese nicht erreicht.At the lower end of the flange bushing 6 , an inner sealing ring 8 is held in this with an elastic sealing lip directed onto the surface of the sleeve 2 , which prevents an undesired leakage of lubricant and a penetration of dirt. It is advantageous if, in order to avoid damage to the sealing lip, the external thread 3 is located on the sleeve 2 in an area which, even in the maximum feed position, does not reach it.

Weiterhin ist beiden Fig. 1 und 2, die Anbringung eines Joches 11 an der Pinole 2 zu entnehmen. Dieses Joch 11 ist, wie besonders aus Fig. 2 ersichtlich, mit der oberen Stirnfläche der Pinole 2 verschraubt. An der anderen Seite stützt sich das Joch 11 an einer parallel zur Pinole 2 angeordneten Längsführung 10 ab, an der es mittels Führungsflächen, als Flach- oder Längsführung, auch während der Vorschubbewegung gehalten und gleichzeitig geführt wird. Dadurch ist eine ungewollte Verdrehung der Pinole 2 um ihre Längsachse in allen Stellungen ausgeschlossen.Furthermore, both Fig. 1 and 2, the attachment of a yoke 11 to the quill 2 can be seen. This yoke 11 is, as can be seen particularly from FIG. 2, screwed to the upper end face of the sleeve 2 . On the other side, the yoke 11 is supported on a longitudinal guide 10 arranged parallel to the sleeve 2 , on which it is held and simultaneously guided by means of guide surfaces, as a flat or longitudinal guide, even during the feed movement. This prevents an unwanted rotation of the sleeve 2 about its longitudinal axis in all positions.

Claims

1. Feed arrangement for pillar drilling machines, in which a main spindle ( 1 ) is guided in a quill ( 2 ), in which an external thread is applied to part of the outer circumferential surface, into which a counter-thread piece ( 4 ) partially covering this, on which a Feed drive ( 5 ) attacks which in the axial direction of the sleeve ( 2 ) on the housing of the drill by means of a one-piece flange bushing ( 6 ), which forms a guide for the sleeve ( 2 ) in the lower part, is held and rotatably supported around the sleeve ( 2 ) is engaging, wherein in the threads of the sleeve ( 2 ) and counter-threaded piece ( 4 ), the radial space filling balls are introduced, and on the upper end face of the sleeve ( 2 ) a in a radial distance from the sleeve arranged longitudinal guide guided along the feed path, a rotation-preventing yoke ( 11 ) is attached.

2. Feed arrangement according to claim 1, characterized in that parallel to the first feed drive ( 5 ) engages a second, separately kup pelbare feed drive on the counter-threaded piece ( 4 ).

3. Feed arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the flange bushing ( 6 ) in the guide region of the sleeve ( 2 ) has a PTFE inner coating.

4. Feed arrangement according to claim 3, characterized in that the flange bushing ( 6 ) is removable.

5. Feed arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the len exit to the Pino flange socket ( 6 ) Be te a scraper ring ( 8 ) is held in the flange socket ( 6 ), the sealing lip of which rests on the quill outer wall.