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Bohrwerk mit selbsttätiger Hin- und Herbewegung der umlaufenden Bohrspindel
Beim Bohren von Werkstücken ist es gewöhnlich notwendig, den Bohrer zwecks Entfernung
der Späne und Zuführung einer Kühlflüssigkeit von Zeit zu "Zeit vom Werkstück zurückzuziehen,
wenn das Verhältnis der Länge des Loches zum Durchmesser desselben eine gewisse
Größe überschreitet. Vorrichtungen zur automatischen Ausführung einer solchen Tätigkeit
sind entweder in Werkzeugmaschinen, wie z. B. automatischen Drehbänken, eingebaut
oder so ausgebildet, daß sie an dieselben angebaut werden können.
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Es ist leicht einzusehen, daß das Erfordernis des i,ritermittierenden
Zurückziehens des Bohrers bei Bearbeitung bestimmter Werkstücke einen Zeitverlust
mit sich bringt; bei der Massenanfertigung von bestimmten Werkstückarten trägt die
Gesamtheit solcher Verlustzeiten wesentlich zur Erhöhung der Fertigungskosten bei.
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Es sind deshalb schon Vorrichtungen vorgeschlagen worden, mit deren
Hilfe die intermittierende Zurückziehung des Bohrers auf automatischem Wege erfolgt.
So sind beispielsweise Vorrichtungen zum selbsttätigen Ausspanen des Bohrlochs durch
Heben und Senken der Bohrspindel bei Bohrmaschinen mit selbsttätigem Vorschub bekannt,
bei welchen das selbsttätige Vorschubgetriebe über eine Kupplung auf der Bohrspindel
mittels eines zeitweikg angespannten Seilzuggetriebes abschaltbar
gemacht
ist, das zugleich auch die Bohrspindel entgegen der `'Wirkung der (Gegenkraft zurückzieht.
Die Tatsache, daß die soeben 'erwähnten Vorrichtungen einen Seilzug enthalten, stellt
insofern einen Nachteil dar, als im Werkzeugmaschinenbau grundsätzlich zwangsläufig
geführte Vorrichtungen erwünscht sind, während ein Seilzug immer ein gewisses Ungenauigkeitsmoment
in sich birgt.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung einer
Automatik für den angegebenen Zweck, die baulich in sich geschlossen, zwangsläufig
geführt, für viele Zwecke verwendbar und trotzdem im Aufbau verhältnismäßig einfach
ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in erster Linie zur Verwendung in Verbindung
mit Mehrspindelautoniaten bestimmt, obwohl sie sich nicht auf diese Art der Verwendung
beschränkt.
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Die vorliegende Erfindung umfaßt die Kombination eines hin und her
gehenden, den drehbaren Bohrhalter tragenden Bohrschlittens mit einem Kurbelmechanismus
zur Hinundherbewegung des Bohrschlittens, einer Kupplung zur Steuerung des Kurbelmechanismus
und Mitteln zur Steuerung der Kupplung, wobei das Ganze eine Einheit bildet, die
so ausgebildet ist, daß sie auf dem Vorschubschlitten einer Drehbank oder einer
anderen Werkzeugmaschine angebracht werden kann.
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Ebenso umfaßt die vorliegende Erfindung die Kombination der in dem
vorhergehenden Abschnitt beschriebenen Vorrichtung mit einer durch den Kurbelmechanismus
zu betätigenden Au.sgleidh.skurvenscheibe zwecks Aufhebung der Wirkung der Vorwärtsbewegung
des Vorschubschlittens auf die Bohrerstellung, während der Bohrer vom Werkstück
zurückgezogen und wieder an dasselbe herangeführt wird.
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In den Zeichnungen ist Fig. i ein Seitenriß einer Vorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung, Fig. a ein Grundriß, teilweise im Schnitt; Fig. 3 ist
ein Aufriß des vorderen Endes der Vorrichtung und Fig. 4 ei') Quersdh.nitt nach
Linie .4-4 ,der Fig. 1 ; die Fig. 5 bis H sind Schemata aufeinanderfolgender Arbeitsgänge
der Vorrichtung.
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In den Zeichnungen ist d ein Bohrschlitten mit einer Hohlspindel b,
in deren vorderem Ende ein Bohrfutter c angebracht ist. Das hintere Ende der Spindel
ist so ausgebildet, daß es eine verschiebbare Keilverzahnungsverbindung mit einer
rotierenden liolirerantriel>sshindel d bildet, welch letztere einen '.feil einer
automatischen (Einfach- oder Mehrspindel-) Drehbank bildet. Der Schlitten a ist
bei einer zweckmäßigen Ausführungsform für Hinundherl>ewegung auf einem Paar paralleler
Führungen e# angebracht, welche an einem Getriebekasten f befestigt sind, durch
welchen die @ohrerantriebsspindel (l hindurchgeht und der an einem Vorschubsclilitteii
g (Fig.3 und 4) der Drehbank befestigt werden kann. Die Spindel d treibt ein Ritzel
k im ( jetrirbekasten, und dieses Ritzel kämmt mit einem anderen lZitzel i, welches
eine Schnecke j und ein Schneckenrad k betätigt. Das Schneckenrad k treibt
ein Ritzel m über ein Klauenkupplungselement ii, das durch eine Feder o belastet
wird, wobei das Kupplungselement n an einem Ende mit dein Rade m im Eingriff ist
und am anderen Ende mit dem Schneckenrad k durch an den Teilen
k und n gebildete sperradförmige Zähne p in Eingriff gebracht werden kann.
Das Ritzel m greift in die Verzahnung am Umfang einer Kurbelscheibe q ein und treibt
dieselbe dadurch an.
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Die Kurbelscheibe q erteilt dem Bohrschlitten a über eine Pleuelstange
r eine hin und her gehende Bewegung. Um die Wirkung der fortdauernden Bewegung des
Vorschubschlittens auf die Bohrerstellung, während der Bohrer vom Werkstück entfernt
und wieder an dasselbe herangebracht wird, zu beseitigen, ist ein Ende der Pleuelstange
mit einem Ende des Winkelhebels .s verbunden, welcher in seinem Knie an den Bohrschlitten
a angelenkt ist, w iilirend das andere Ende dieses Hebels durch eine Feder
t über einen Stössel u in dem erwähnten Schlitten belastet wird. An dein
Ende des Hebels, an dem die Pleuelstange befestigt ist, ist gleichachsig mit dem
Drehzapfen v, durch welchen die Pleuelstange an dem Hebel befestigt ist, eine Ausgleichkurvenscheibe
w angeordnet, deren Umfang sich an einen Anschlag x am Bohrschlitten anlegt. Die
hin und her gehende Bewegung wird daher auf den Bohrschlitten von der Pleuelstange
über den Hebel s, die Kurvenscheibe w und den Anschlag x übertragen. Jede Hälfte
der Kurvenscheibe besitzt an ihrem Umfange eine Reihe von Einkerbungen von zunehmend
wechselnder Tiefe, und der Anschlag x ist so gestaltet, daß er der Reihe nach in
jede Einkerbung eingreifen kann, so daß der Abstand zwischen dem Bohrschlitten und
der Kurbelachse während des Bobrens allmählich vermindert wird. Gleichachsig mit
der Kurvenscheibe ist an einer Seite derselben ein Sperrad 3 befestigt, in welches
eine Sperrklinke ,4 eingreift, die durch eine Feder über einen Stößel 6 an der Pleuelstange
belastet ist. Die Anordnung ist so getroffen worden, daß während jeder Drehung der
Kurbel die Kurvenscheibe um einen Winkelabstand bewegt wird, welcher der Teilung
der Aussparungen an der Kurvenscheibe entspricht. Die Bewegung der Kurvenscheibe
von einer Lage in die nächste ermöglicht es derrr Bohrschlitten, unter dem Einfluß
der auf den Winkelhebel wirkenden Feder um ein Maß zurückzuweichen, welches dem
Maße gleichkommt, um das der Vörschubschlitten vorrückte, während der Bohrer zurückgez6gen
und wieder angestellt wurde.
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Es ist klar, daß, solange der Bohrer schneidet, der Kurbelmechanismus
außer Betrieb ist und daß der Bohrer durch die Wirkung des Vorschubschlittens g
an das Werkstück vorgeschoben wird. Nachdem jedoch der Bohrer bis auf eine bestimmte
Tiefe in das Werkstück eingedrungen ist, wird der Kurbelniechanismus in Tätigkeit
gesetzt, um den Bohrer zurückzuziehen und ihn anschließend daran wieder an das Werkstück
anzustellen. Zur automatischen Steuerung der Kupplung, über welche der Kurbelinechanismus
betätigt wird, ist in (lein obenerwälinten
Getriebekasten ein Hebel
7 angebracht, welcher an einem Ende mit einem Vorsprung.8 versehen ist, der so ausgebildet
ist, daß er in eine Kurvennut 9 rin der einen Hälfte des Umfangs des Gleitstücks
ra der Kupplung eingreift, wobei die eine Seite dieser Nut durch das Zusammenwirken
mit dem Vorsprung das Ausrücken der Kupplung bewirkt. Der zwischen den Nutenenden
liegende Teil des Umfangs des erwähnten Kupplungselements n ist mit einem Nocken
To (s. Fig. 5 bis 8) versehen, der dem Hebel 7 über einen Vorsprung 11 eine Kippbewegung
uni seinen Drehzapfen erteilt, deren "!.weck später noch erläutert werden wird.
Das andere Ende des Hebels trägt eine durch eine Feder 13 belastete Sperrklinke
12, welche mit einer Reihe in geeignetem Abstand voneinander an einem Stößelstück
15 befindlicher Zähne 14 zusammenarbeitet. Ersteres ist an der Führung 16 befestigt,
welche den Vorschubschlitten g trägt.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8' ist die Anordnung so getroffen,
daß während des anfänglichen Bohrens die Kupplung n durch das Anlegen des Vorsprungs
8 am Hebel 7 an die-eine Seite der Kurvennut 9 in dem Gleitstück n der Kupplung
die letztere ausgerückt bleibt. Sobald der Bohrer in das Werkstück uni eine bestimmte
Tiefe eingedrungen ist, erfaßt die Sperrklinke 12 am Kupplungshebel 7 einen der
Zähne 14 an dem Stößelstüek 15, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Dadurch kommt
der Hebel 7 in Bewegung, und sein Vorsprung 8 wird aus dem Kupplungselement ri herausgezogen.
Letzteres erfaßt dann das komplementäre Kupplungselement am Schneckenrad k unter
der Einwirkung der zugehörigen Feder, wodurch die Kurbelscheibe in Bewegung gesetzt
wird. Während des dadurch erfolgenden Rückzugs des Bohrers bewegt der Nocken To
an dem Gleitstück der Kupplung den Hebel 7 in der Richtung, in welcher die Sperrklinke
12 den Zahn des Stößelstiicks, wie in Fig.6 gezeigt ist, freigibt. Während des Rückzugs
des Bohrers bewegt sich die zu der Ausgleichkurvenseheibe w gehörige Sperrklinke
4 in ihre Stellung zur Betätigung der ersteren. Am linde der ersten halben Kurbeldrehung
nehmen die verschiedenen Teile die in Fig. 7 gezeigten relativen Lagen zueinander
ein. Während der zweiten halben Kurbeldrehung wird der Bohrer wieder in die Arbeitslage
gebracht, die Ausgleichkurvenscheibe wird um eine Kerbe vorgerückt, und der Vorsprung
8 am Kupplungshebel fällt in die Nut 9 an dem Kupplungselement n, wie es die Fig.
8 zeigt. Am Ende einer lJmdrehung der Kurbelscheibe gibt der Kupplungshebel die
Kupplung frei, und das lioliren geht dann unter der Wirkung des Vorschubschlittens
weiter vor sich, bis die Sperrklinke am Kupplungshebel Gien nächsten Zahn an dem
Stößelstüek erfaßt, worauf der obenbeschriebene Arbeitsgang wiederholt wird. Die
Anzahl der Wiederholungen des erwähnten Arbeitsgangs und die Zeiträume zwischen
ihnen hängen von der Länge des zu fertigenden Lochs ab und werden durch die Anzahl
und den Abstand der Zähne am Stößelstück festgelegt.
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Nach Vollendung des Lochs wird der Vorschul>-sclilittcii in seihe
.Anfangslage zurückgebracht, um für die Bearbeitung des nächstenWerfCstücksbereitzustehen,
und,da während der vorhergehenden Bearbeitung die Ausgleichkurvenscheibe w nur durch
die eine Hälfte ihrer Drehung bewegt wurde, muß man dieser Kurvenscheibe eine Anfangsbewegung
erteilen, um die zweite Reihe von Einkerbungen an der anderen Hälfte ihres Umfanges
in Tätigkeit zu bringen. Zu diesem Zweck ist ein zusätzlicher Zahn 17 an dem Stößelstück
15 vorgesehen und von dem ersten der anderen Zähne in geeignetem Abstand entfernt,
wobei Hebel 7 und Sperrklinke 12 in einer solchen Lage sind, wie es die Fig. 6 zeigt,
während der Vorschubschlitten in seine Anfangslage zurückgeführt wird.
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Durch die vorliegende Erfindung kann das intermittierende Zurückziehen
des Bohrers zwecks Entfernen der hemmenden Späne vom Bohrer und das Einbringen einer
Kühlflüssigkeit an das Ende des Bohrers nicht nur in zweckmäßiger Weise bewerkstelligt
werden, sondern auch in einer Weise, die minimalen Zeitverlust ergibt.