AT392229B - Feinbohrkopf fuer eine werkzeugmaschine - Google Patents

Description

AT 392 229 B

Die Erfindung liegt im Gebiet der spanabhebenden Werkzeuge für Werkzeugmaschinen und betrifft einen Feinbohrkopf für eine Werkzeugmaschine mit einem radial durchmesserverstellbaren Schneidplattenhalter und einer Auswuchtvorrichtung mit mindestens zwei Gewichtsausgieichkörpem,

Zum Fein- und Feinstbearbeiten von Bohrungen mit drehenden Werkzeugen sind Feinbohrköpfe bekannt, die universell für die Bearbeitung von verschiedenen Bohrungsdurchmessem eingestellt werden können. Dabei ist zwangsläufig, daß Masse exzentrisch verschoben wird. Dadurch entsteht eine Unwucht am Feinbohrkopf, die Vibrationen erzeugt, was verhindert, daß präzise Bohrungen mit hoher Oberflächengüte erreicht werden können. Moderne Schneidstoffe erlauben eine große Schnittgeschwindigkeit, sodaß drehende Ausdrehwerkzeuge mit entsprechend hohen Drehzahlen eingesetzt werden. Je höher die Drehzahlen sind, umso negativer wirken sich Unwucht und damit Vibrationen auf die Bohrungsqualität aus.

Die DE-OS 2 158 717 zeigt eine Anordnung zur Vermeidung von Unwucht mit einem das Werkzeug tragenden, radial verschiebbaren Schlitten und zwei gegenläufig verschiebbaren Hilfsschlitten, wobei die Schlitten so miteinander koordiniert sind, daß deren gemeinsamer Schwerpunkt jeweils auf der Drehachse des Werkzeuges liegt. Dazu ist ein ausgeklügelter und aufwendiger Mechanismus erforderlich, welcher eine erwünschte Miniaturisierung des Bohrkopfes verunmöglicht. Wegen der Vielzahl von Zahnverbindungen und dem jeweils notwendigen minimalen Spiel ist dem ganzen System eine gewisse Ungenauigkeit inhärent

In der DE-OS 2 608 930 werden ein werkzeugtragender Schlitten und ein Hilfsschlitten, welcher als Gegengewicht dient, durch axiales Verschieben einer Stellstange in entgegengesetzten Richtungen verschoben. Die Koordination der Bewegungen erfolgt auch hier über entsprechend ineinandergreifende Zahnverbindungen, was wiederum die bereits vorangehend erwähnten Ungenauigkeiten und einen relativ großvolumigen Aufbau zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine weitgehende Miniaturisierung des Bohrkopfes zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Gewichtsausgleichkörper mittels an ihnen befestigten und über Umlenkmittel führenden Zugschnüren bzw. -saiten um einen gemeinsamen, auf der Drehachse des Feinbohrkopfs liegenden Drehpunkt entgegengesetzt verschwenkbar sind, wobei einerseits ein Einstellring mit einem der Gewichtsausgleichkörper fest verbunden ist und andererseits ein mit dem Einstellring korrespondierender Haltering mit dem Körper des Feinbohrkopfs fest verbunden ist. Die Zugschnüre erlauben eine spielfreie gegenseitige Anordnung der Gewichtsausgleichkörper, wodurch eine hohe Genauigkeit bei der Einstellung resultiert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine Ansicht des Feinbohrkopfes zum Anschluß an eine Maschinenspindel oder an einen Adapter, Fig. 2 Schnitt (A-A) von Fig. 1, Fig. 3 ein Teilschnitt aus Richtung (A), Fig. 4 Schnitt (B-B) mit übereinander liegenden Kreissegmenten und Fig. 5 Schnitt (B-B) mit sich diametral gegenüberliegenden Kreissegmenten.

Fig. 1 zeigt in der Ansicht ein Ausdrehwerkzeug, bestehend aus einem Feinbohrkopf (1), an dessen einem Ende ein Zapfen (2) angebracht ist, der zur Aufnahme des Werkzeuges in der Maschinenspindel oder in einem Adapter dient Auf der anderen Seite des Feinbohrkopfes ist ein auswechselbarer Schneidplattenhalter (3) in die Bohrung (4) eines Verstellelementes (5) eingesetzt und mit einer Schraube (6) festgeklemmt. Das Verstellelement (5) liegt gleitend in einer Querbohrung (7) des Feinbohrkopfes (1). Eine Skalenschraube (8) mit einem Gewindezapfen (9), der in ein im Verstellelement (5) angeordnetes Innengewinde paßt, erlaubt das Einstellen des gewünschten Bohrungsdurchmessers: nämlich durch die radiale Verschiebung des Schneidplattenhalters (3), dessen Massenpunkt damit auch von der Drehachse weg- bzw. auf sie zübewegt wird. Die Drehbewegung erfolgt also bei "verstelltem" Schneidplattenhalter nicht mehr um den Schwerpunkt des Massensystems, sodaß es zu Vibrationen kommen kann.

Der Feinbohrkopf (1) gemäß Fig. 1 zeigt über der Skalenschraube (8) eine mit (V) bezeichnete Vasteilvorrichtung für den Massenausgleich im Massensystem des Ausdiehwerkzeugs. Diese Verstellvonichtung (V) ist in Fig. 2 mehr im Detail dargestellt.

In einem Nuteneinstich (10) des Feinbohrkopfs (1) sind zwei ringsegmentförmige Gewichtsausgleichkörper, in der Folge nur noch Ringsegmente (11), (12) genannt, verstellbar gleitend angeordnet. An den Stirnseiten (11a), (11b), (12a), (12b) dieser beiden Ringsegmente (Fig. 3) ist je eine Bohrung zur Aufnahme der Hülsen (13), (14), (15), (16) eingebracht; in diese Hülsen sind, wie bei Schnürsenkeln, die Enden von zwei gleich langen Zugschnüren, Zugseilen oder Zugsaiten (17) und (18), die beispielsweise aus Kunstfasermaterial oder Metall bestehen können, eingezogen. Klemmschrauben (19), (20), (21), (22) fixieren die an ihren Enden mit Hälsen versehenen Zugschnüre bzw. -saiten (17) und (18) an den Ringsegmenten (11) und (12), und zwar so, daß jede Zugschnur, im dargestellten Beispiel sind es solche, an beiden Segmenten angreift. Das heißt, die Zugsaite (17) ist an den Ringsegmenten (11) und (12) an deren einen Stirnseiten (11b), (12b) befestigt, die Zugschnur (18) ist an den Ringsegmenten (11) und (12) an deren anderen Stirnseiten (11a), (12a) befestigt Durch diese Anordnung lassen sich die Ringsegmente gegensinnig zueinander gleitend um einen gemeinsamen Drehpunkt (M) verschwenken. Und dazu sind die Umlenkbolzen (23) und (24) vorgesehen (Fig. 3 und 4); die eine Zugsaite (17) ist um den Umlenkbolzen (23), die andere Zugsaite (18) um den Umlenkbolzen (24) geführt Schließlich ist eines der beiden Ringsegmente, in dieser Ausführungsform das Ringsegment (12), durch einen Verbindungsstift (26) mit einem Einstellring (25) verbunden. -2-

Claims (5)

1. AT 392 229 B Beim Drehen des Einstellringes (25) wird das Ringsegment (12) in dieselbe Drehrichtung gedreht, das Ringsegment (11) jedoch um den gleichen Weg in entgegengesetzter Drehrichtung. Die Fig. 4 und 5 zeigen die Ringsegment-Verstellmöglichkeit in den zwei Extremlagen: in Fig. 4 liegen die beiden Ringsegmente (11) und (12) im wesentlichen übereinander, d. h. der Massenpunkt ist aus dem Rotationszentrum maximal verschoben und ergibt so die von den Einstellmöglichkeiten her gesehen größte Auswuchtmasse zum Ausgleich des radial verstellten Schneidplattenhalters; in Fig. 5 liegen sich die beiden Ringsegmente (11) und (12) im wesentlichen (massenpunktmäßig betrachtet) gegenüber, d. h. sie "neutralisieren" sich gegenseitig und sind so in einer unwuchtneutralen Stellung. Um auf dem Einstellring (25) die für die jeweilige Einstellung relevanten Einstellmarken anzuordnen, wird entweder rechnerisch oder empirisch vorgegangen. Bestens bewährt sich das empirische Vorgehen, indem bei eingespanntem Schneidplattenhalter für verschiedene Ausdrehdurchmesser die optimale Lage der verstellbaren Massen, also der Ringsegmente (11) und (12), beispielsweise auf einem Auswuchtgerät festgestellt wird. Die entsprechende Stellung des Einstellringes (25) zu einer Referenzmarke auf einem Haltering (28) wird markiert. So wird ein Ausdrehdurchmesser nach dem anderen gefahren, um schließlich eine fertige Skalierung (30) auf dem Einstellring zu erhalten. Die Skalierungsmarken können als feste Einstellwerte betrachtet werden, sind sie nicht zu weit voneinander beabstandet, so kann gegebenenfalls interpolierend ein Ausdrehdurchmesser zwischen den Skalierungsmaiken eingestellt werden. Der Haltering (28) ist in diesem Ausführungsbeispiel mit Befestigungsschrauben (31) am Umfang des Feinbohrkopfes (1) festgeschraubt (Fig. 2). Eine spitze Stiftschraube (32) im Feinbohrkopf (1) liegt an einer Wandung der lageversetzten Ansenkung (33) des in der Bohrung beweglich angeordneten Klemmbolzens (34). Zur Fixierung der eingestellten Massenlage kann durch eine Bohrung (35) im Haltering (28) ein Stiftschlüssel auf die Stiftschraube (32) gesetzt werden. Durch Anziehen dieser Stiftschraube bewegt sich der Klemmbolzen (34) in Richtung (C) (Fig. 1) und klemmt die Ringsegmente (11) und (12) in der jeweils eingestellten Arbeits-Position fest. Der dynamische Masseausgleich wird in der gezeigten Ausführungsform durch Lage und Gewicht der Ringsegmente (11) und (12) bewirkt Dabei spielt die Form der Gewichte eher eine untergeordnete Rolle. Die Ringsektorform wurde aus konstruktiven Gründen gewählt um nebst den konstruktiven Vorteilen auch genügend Ausgleichsmasse im Feinbohrkopf (1) unterzubringen. Prinzipiell sind also auch andere Formen denkbar. Stahl als Massematerial hat sich bezüglich seines spezifischen Gewichts als ausreichend erwiesen; bei Bedarf können aber andere Materialien mit höherem spezifischen Gewicht ausgewählt werden, aus welchen die Ausgleichskörper hergestellt werden oder welches Material in Bohrungen im Ausgleichskörper eingefüllt wird. Da bei gleicher gegenläufiger Verschiebung der ringsektorförmigen Ausgleichskörper der Ausführungsform gemäß Erfindung diese gleich schwer sein müssen, wird empfohlen, nach bekannter Art durch Wegbohren von Übergewicht die beiden Körper einander gewichtsmäßig anzugleichen. In einer kurzen Übersicht ist die erfindungsgemäße Vorrichtung an einem Ausdrehwerkzeug mit auswechselbaren Schneidplattenhaltem mit um einen gemeinsamen, auf der Drehachse des Feinbohrkopfs liegenden Drehpunkt (M) schwenkbare Gewichtsausgleichskörper ausgestattet. In der diskutierten Ausführungsform sind die Gewichtsausgleichkörper als Ringsektoren (11), (12) geformt Sie werden mittels an diesen befestigten Zugsaiten (17), (18) aus ihrer jeweiligen Lage um den gemeinsamen Drehpunkt (M) geschwenkt. Prinzipiell ist jede Zugsaite (17), (18) an jedem Gewichtsausgleichkörper befestigt. Im diskutierten Beispiel so, daß eine an einer Stirnseite (11a), (12a) von zwei Gewichtsausgleichkörpem befestigte erste Zugsaite (18) um einen ersten Umlenkbolzen (24) gelenkt ist und daß eine an der anderen Stirnseite (11b), (12b) der beiden Gewichtsausgleichkörper befestigte zweite Zugsaite (17) um einen zweiten Umlenkbolzen (23) gelenkt ist Ein Einstellring (25) ist mit einem der Ringsektoren (12) fest verbunden und ein mit dem Einstellring (25) korrespondierender Haltering (28) ist mit dem Körper des Feinbohrkopfs (1) fest verbunden. Der Einstellring (25) trägt eine von der gegenseitigen Stellung der Ausgleichkörper zueinander abhängige Skalierung. PATENTANSPRÜCHE 1. Feinbohrkopf für eine Werkzeugmaschine mit einem radial durchmesserverstellbaren Schneidplattenhalter und einer Auswuchtvorrichtung mit mindestens zwei Gewichtsausgleichkörpem, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsausgleichkörper (11,12) mittels an ihnen befestigten und über Umlenkmittel (23,24) führenden Zugschnüren bzw. -saiten (17,18) um einen gemeinsamen, auf der Drehachse des Feinbohrkopfs liegenden -3- AT 392 229 B Drehpunkt (M) entgegengesetzt verschwenkbar sind, wobei einerseits ein Einstellring (25) mit einem der Gewichtsausgleichkörper (12) fest verbunden ist und andererseits ein mit dem Einstellring korrespondierender Haltering (28) mit dem Körper des Feinbohrkopfs (1) fest verbunden ist
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsausgleichkörper (11,12) als Ringsektoren geformt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zugschnur bzw. -saite (17,18) an jedem Gewichtsausgleichkörper (11,12) befestigt ist. 10
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine an einer Seite (11a, 12a) von zwei Gewichtsausgleichkörpem (11,12) befestigte erste Zugschnur bzw. -saite (18) um einen ersten Umlenkbolzen (24) gelenkt ist und daß eine an der anderen Seite (11b, 12b) der beiden Gewichtsausgleichkörper (11,12) befestigte zweite Zugschnur bzw. -saite (17) um einen zweiten Umlenkbolzen (23) gelenkt ist 15
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellring (25) eine von der gegenseitigen Stellung der Ausgleichskörper zueinander abhängige Skalierung (30) aufweist 20 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-