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Werkzeugmaschine, insbesondere Bohrmaschine Die Erfindung bezieht
sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere Bohrmaschine, bei der ein Kühlmittelstrom
in Abhängigkeit von der Werkzeugbewegung auf das Werkstück gefördert wird: Diese
von der Arbeits- bzw. Zustellbewegung des Werkzeuges abhängige Steuerung des Kühlmittel-Stromes
hat den Zweck, lediglich beim Arbeitshub Kühlmittel zu fördern, um ein unnötiges
Verspritzen von Kühlmitteln zu vermeiden. Es sind bereits Werkzeugmaschinen mit
derartiger Kühlmittelsteuerung bekanntgeworden. Bei diesen dient der Maschinenständer
als Flüssigkeitsbehälter und das Gegengewicht der Bohrspindel als Kolben. Diese
Bauart hat den-Nachteil, daß sie nur bei Maschinen mit. hohlem Maschinenständer
mit darin geführtem Gegengewicht verwendet werden kann. In neuerer Zeit ist man
aber von dieser Bauweise mehr und mehr abgekommen: Statt dessen .bevorzugt man heute,
insbesondere bei Kleinbohrmaschinen, gegengewichtslose Bauarten, bei denen der Ausgleich
durch Federn herbeigeführt wird. Die vorbekannte Maschine hat ferner den Nachteil,
daß der Auftrieb auf das in die Flüssigkeit eintauchende Gegengewicht eine nicht
unbeträchtliche Vergrößerung des Gewichtes bedingt. Infolge der großen Abmessungen
dieses Gewichtes ist die geförderte Flüssigkeitsmenge für den vorgesehenen Zweck
zu groß. Die Folge hiervon ist, daß das Werkstück und der Tisch mit Kühlmittel überschwemmt
werden. Dies erschwert das Erkennen von Markierungen erheblich. Endlich führt dies
besonders bei Werkzeugmaschinen mit umlaufenden Werkzeugen, wie Bohrmaschinen o.
dgl., zu 'heftigem Verschleudern des Kühlmittels, so daß meist zusätzliche Schutzvorrichtungen
erforderlich sind.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese
Mängel
zu vermeiden und eine Maschine der genannten Art zu schaffen, die sich durch sparsamen
Kühlmittelverbrauch, saubere Arbeitsweise und sicheres Erkennenlassen der Markierungen
am Werkstück besonders auszeichnet und deren Kühlmittelpumpe und Steuerung bei allen
Maschinentypen verwendbar ist, ohne Rücksicht auf Form und Art des Maschinenständers.
Dieses Ziel ist im wesentlichen erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an der Maschine
in Höhe des Spindelkopfes eine verhältnismäßig kleine Kolbenpumpe angeordnet ist,
deren Kolben mit dem Vorschubgetriebe des oder der Werkzeugträger gekuppelt ist.
Dies kann mit besonders einfachen Mitteln in der Weise erfolgen, daß die Kolbenstange
der Pumpe selbst als Zahnstange ausgebildet ist und mit dem Vorschubritzel unmittelbar
oder über ein Vorgelege kämmt.
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Um auch noch die an der Arbeitsstelle verbleibenden Reste von Kühlmitteln
zu beseitigen und so eine vollkommene Beobachtung der Markierungen zu gewährleisten,
ist nach einem weiteren Vorschlage der Erfindung mit der Kühlmittelpumpe eine Luftpumpe
gekuppelt, die jeweils zu Beginn des Arbeitshubes, also beim Ansetzen des Werkzeuges,
und/oder beim Leerhub einen Luftstrahl auf die Arbeitsstelle bläst. Hierdurch wird
nicht nur für die Beseitigung des Kühlmittels gesorgt, sondern auch für das Abblasen
loser Späne oder anderer Verunreinigungen.
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Die beiden Pumpen können-parallel zueinander angeordnet sein, jedoch
ist es vorteilhaft, sie mittels Doppelkolben gemeinsam in einem Pumpenzylinder anzuordnen.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand am Beispiel einer Säulenbohrmaschine
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Säulenbohrmaschine in Seitenansicht in schematischer
Darstellung, wobei der Übersichtlichkeit halber alle nicht zum Verständnis erforderlichen
Teile weggelassen sind, Fig.2 einen Pumpenzylinder mit abgeändertem Antrieb der
Kolben und Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch Pumpenzylinder und Kolben in größerem
Maßstab.
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Der Sockel oder das Gestell der Säulenbohrmaschine besteht im wesentlichen
aus einer wannenförmigen Grundplatte 4, die zugleich als Sammelbehälter für das
Kühl- und Schmiermittel dient, einer an deren hinterem Ende stehenden Säule 5 und
einem Querjoch 6, in dessen vorderem Kopf 7 eine Arbeitsspindel 8 drehbar und in
senkrechter Richtung verschiebbar gelagert' ist. Die Spindeldrehung wird in an sich
bekannter Weise von einem nicht dargestellten Motor aus über gleichfalls nicht dargestellte
Riemen- oder Zahnradgetriebe bewirkt. Das Senken und Heben der Spindel 8 erfolgt
mit Hilfe eines Handhebels g, der mit einem Kitzel io auf Mitdrehen gekuppelt ist,
das seinerseits mit einem Zannstangenteil der Arbeitsspindel 8 kämmt. Beim Verschwenken
des Handhebels g wird also über das Kitzel io die Arbeitsspindel 8 gehoben oder
gesenkt,. je nach der Drehrichtung des Hebels bzw. Kitzels: An Stelle des einfachen
Handhebels 9
kann natürlich auch ein Armkreuz oder ein Handrad vorgesehen
sein. Bei größeren Bohrmaschinen ist das Kitzel io auch mit dem mechanischen Antrieb
kuppelbar, so daß das Heben oder Senken der Spindel mechanisch erfolgt.
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Mit dem Kitzel io kämmt noch eine weitere Zahnstange i i, die parallel
zur Arbeitsspindel 8 verläuft und über ein Gestänge 12 mit dem Kolben 13 eines Pumpenzylinders
14 verbunden ist. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß Zahnstange i i,
Gestänge 12 und Kolbeästange 15 einen etwa rechteckigen Rahmen bilden, wie in Fig.
i dargestellt, oder aber die Kolbenstange 15 kann in ihrem aus dem Zylinder herausragenden
Ende selbst als Zahnstange i i ausgebildet sein (Fig. 2 und 3). Die mit dem Kolben
13 verbundene Zahnstange i i kann unmittelbar mit dem Triebritzel io für die Arbeitsspindel
.8 kämmen. Um aber den Kolbenhub klein zu halten, empfiehlt es sich, auf die Kitzelwelle
noch ein zweites Kitzel kleinerer Zähnezahl aufzusetzen, so daß die Zahnstange i
i einen kleineren Hub ausführt als die Arbeitsspindel B. Dies ist besonders dann
vorteilhaft, wenn die Ausführung nach Fig. i gewählt wird, da hierbei das Gestänge
12 sonst einen zu großen Bewegungsbereich haben würde.
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Der Pumpenzylinder 14 (Fig.3) weist drei in verschiedenen Ebenen übereinander
angeordnete Paare von Ventilen 16, 16', 17, 17', 18, 18' auf, und zwar befindet
sich das erste Paar 16, 16' im Zylinderboden, das zweite Paar 17, 17' etwa im unteren
Drittei des Zylindermantels und das dritte und letzte Paar 18, 18' unmittelbar unterhalb
des Zylinderdeckels. Die Ventile sind als Rückschlagventile ausgebildet, und zwar
gehört zu jedem Ventilpaar ein Ventil 16, 17, 18, das bei Überdruck im Zylinder
öffnet, und ein Ventil 16', 17', 18', das bei Überdruck im Zylinder schließt. Die
bei Überdruck öffnenden Ventile 16, 17, 18 sind mit Rohr-und/oder Schlauchleitungen
1g, 20, 21 verbunden, die dicht oberhalb des Werkstückes 22 an der Stelle enden,
wo das Werkzeug 23 angesetzt wird. Von den drei bei Überdruck schließenden und dementsprechend
bei Unterdruck öffnenden Ventilen 16', 17', 18' ist das obere 18' über eine Rohrleitung
24 mit der Auffangwanne 4 für das Kühlmittel verbunden. Die beiden anderen Ventile
16', 17' dieser Art stehen mit der Außenluft in Verbindung. In die Rohrleitung 24-ist
ein Dreiwegehahn 25 eingeschaltet, der je nach seiner Stellung die Rohrleitung 24
mit der Kühlm@ittelwanne 4 oder mit der Frischluft verbindet.
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In dem Pumpenzylinder 14 sind zwei Kolben 13, 26 übereinander angeordnet.
Der untere dieser beiden Kolben 13 steht über seine Kolbenstange 15 mit der Zahnstange
i i in Wirkungsverbindung. Der andere Kolben 26, dessen Kolbenstange 27 hohl ausgebildet
ist und die andere Kolbenstange 15 führt, steht in seiner unteren Endstellung etwas
über dem ersten Kolben 13, und zwar so, däß seine Unterkante dicht oberhalb des
Ventilpaares 17, 17' steht. Die hohle Kolbenstange 27 ist im Zylinderdeckel 14'
durch eine Stopfbuchse 28 abgedichtet.
Sie trägt an ihrem oberen
Ende einen aufgeschraubten Bund 29, der sich in unterer Endstellung des Kolbens
26 auf die Stopfbuchsverschraubung 28 aufsetzt. Der Kolben 26 ist durch eine einerseits
an der Kolbenoberseite, anderseits an der Innenseite des Zylinderdeckels 14' abgestützte
Feder 30 im Sinne der Abwärtsbewegung belastet.
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Handhabung und Wirkungsweise der Vorrichtung sind folgende: Es sei
angenommen, die Kolben 13, 26 ständen in der Stellung nach Fig.3. Dieser Kolbenstellung
entspricht eine Stellung der Arbeitsspindel 8 in oberer Ruhelage. Wird nun durch
Verschwenken des Handhebels 9 die Arbeitsspindel 8 gesenkt, d. h. angestellt, so
bewegt sich die Zahnstange i i aufwärts. Hierbei wird zunächst nur der untere Kolben
13 mitgenommen, während der obere Kolben 26 in Ruhelage verbleibt. Bei dieser Kolbenbewegung
wird die zwischen den beiden Kolben 13, 26 befindliche Luft verdichtet. Unter dem
Einfluß des entstehenden Überdruckes schließt sich das Ventil 17', während sich
das andereVentil 17 öffnet. Durch die Rohrleitung 20 wird also ein Luftstrom gepreßt,
der die Ansatzstelle des Werkzeuges 23 am Werkstück 22 von losen Verunreinigungen,
wie Spänen, Kühlmitteln o. dgl., säubert, so daß die Ansatzstelle gut beobachtet
werden kann.
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Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 13 hat sich unter diesem ein
Unterdruck gebildet, der ein Öffnen des Ventils 16' und damit ein Ansaugen von Luft
in diesen Raum zur Folge hat. Zugleich wird das Ventil 16 geschlossen.
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Sobald der untere Kolben 13 beim Anheben den oberen Kolben 26 erreicht,
wird auch dieser mit angehoben. Die oberhalb dieses Kolbens 26 befindliche Kühlflüssigkeit
wird zusammengepreßt, das Ventil 18' schließt sich, während das in die Rohrleitung
21 führende Ventil 18 öffnet. Es wird also jetzt ein Strahl Kühlmittel auf das Werkstück
gespritzt, und zwar so lange, wie die Abwärtsbewegung des Werkzeuges dauert.
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Beim Wiederanheben der Arbeitsspindel 8 bewegen sich die beiden Kolben
13, 26 wieder nach unten, wobei sich oberhalb der Kolben das Ventil i8 sc'h'ießt,
während durch gleichzeitiges Öffnen des anderen Ventils 18' die Ansaugeleitung 24
für neues Kühlmittel freigegeben wird. Der Raum oberhalb der Kolben wird also wieder
mit Kühlflüssigkeit gefüllt.
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Unterhalb der Kolben 26, 13 wird die Luft verdichtet, die Ventile
16', 17' schließen, die Ventile 16, 17 dagegen öffnen, und ein abermaliger Luftstrahl
durch die Rohr- bzw. Schlauchleitungen i9, 2o reinigt das Werkstück von losen Spänen,
restlichem Kühlmittel oder anderen Verunreinigungen. Beim Aufsetzen des Bundes 29
auf die Stopfbuchse 28 bleibt der obere Kolben 26 stehen. Der untere Kolben 13 senkt
sich noch weiter, bis er seine Endstellung nach Fig. 3 wieder erreicht hat. Beim
Vorbeigang des unteren Kolbens 13 an dem Ventilpaar 17, 17' schaltet dieses infolge
des entstehenden Unterdruckes um, so daß die Rohrleitung 20 verschlossen und die
Luftzufuhr von außen wieder geöffnet ist mit der Wirkung, daß in den Raum zwischen
den beiden Kolben Luft angesaugt wird. Zum erstmaligen Füllen des Zylinders wird
durch mehrfaches Aufundabbewegen des Handhebels der Raum oberhalb des Kolbens 26
mit Kühlmittel vollgepumpt.
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Wie ersichtlich, wird also beim Ansetzen des Werkzeuges zunächst ein
scharfer Luftstrahl auf den Ansatzpunkt geblasen, dem dann während des Arbeitsvorganges
ein Kühlmittelstrahl folgt. Beim Anheben des Werkzeuges dagegen wird nur ein Luftstrahl
aufgeblasen, aber kein Kühlmittel verspritzt. Soll in beiden Fällen nur Luft angeblasen
werden, dann braucht nur der Dreiwegehahn 23 umgeschaltet zu werden, so daß -die
Ansaugeleitung 24 statt mit der Kühlmittelwanne 4 mit der Außenluft in Verbindung
steht.
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Statt eines Zylinders mit zwei Kolben könnten natürlich auch zwei
parallel arbeitende Zylinder mit je einem Kolben vorgesehen sein, von denen der
eine mit Luft, der andere mit Kühlflüssigkeit arbeiten würde. An Stelle einer Kolbenpumpe
'könnte mit gleichem Vorteil auch eine Drehkolben-oder andere Pumpe verwendet werden.
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Auch ist die Anwendung der Erfindung, wie bereits erwähnt, nicht auf
die dargestellte Säulenbohrmaschine beschränkt, vielmehr läßt sie sich mit gleichem
Vorteil auch bei anderen Werkzeugmaschinen gleicher oder ähnlicher Arbeitsweise
anwenden. So könnte die Vorrichtung zum Fördern von Kühlmitteln und Luft in ähnlicher
Weise auch bei Gewindeschneidmaschinen- Handhebelfräsmaschinen, Horizontalbohrwerken,
d. h. bei allen Werkzeugmaschinen verwendet werden, bei denen der Werkzeugträger
einen hin und her gehenden, vorzugsweise geradlinigen Zustell- und Rückhub ausführt.
An Stelle der dargestellten Einspindelmaschine könnte natürlich auch eine Mehrspindelbohrmaschine
verwendet werden.