Bohrvorrichtung
Beim Erfindungsgegenstand handelt es sich um Weiterentwicklung der Bohrvorrichtung gemäss dem Hauptpatent Nr.477250. Die Ansprüche die an eine Bohrvorrichtung gestellt werden sind mannigfach; darum ist diese Verbesserung nötig geworden. Sie ist dadurch gekennzeichnet: a) dass eine Koordinatenschiebelehre vorhanden ist, um jede Bohrbüchse auf ein gewünschtes Mass einzustellen, b) dass eine auf einem Kugellagersystem sitzende Grundplatte vorhanden ist, welche mit einer Zwischenplatte kombiniert ist, derart, dass die rollende Wirkung der Kugeln durch Auf- bzw. Abheben der Zwischenplatte verschwindet bzw.
erhalten bleibt, c) dass sie zur Einstellung der Bohrbüchsen für versetzte Bohrungen an runden Werkstücken eine verstellbare Winkelskalascheibe aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Bohrvorrichtung,
Fig. 2 ein Längsschnitt der Bohrvorrichtung längs der Linie AB,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Koordinaten-Schiebelehre, Fig.4 ein Querschnitt derselben längs der Linie CD,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Winkeleinstellvorrichtung für runde Werkstücke,
Fig. 6 die Zeigerbefestigungs-Einrichtung,
Fig. 7 die Schaltvorrichtung des Kugellagers, schematisch.
Grundausführung
Die Grundausführung ist aus Fig. 1 und 2 ersichtlich. Der Grundstock der Bohrvorrichtung besteht aus einer Grundplatte 1 und einer festen Winkelbacke 2 und einer kippbaren Winkelbacke 3 nebst einer Anschlagplatte 4 sowie aus mehreren Trägerschienen 17, 18, welche durch verschiedene Tragsäulen 21 auf der Grundplatte befestigt sind. Auf den Trägerschienen werden die Bohrbüchsenträger befestigt, welche an der Spitze eine Kerbung aufweisen, die dem schwalbenschwanzförmigen Vorsatz der Spannringe 7 angepasst sind. Durch Anziehen einer Schraube wird der die Bohrbüchse haltende Spannring geschlossen. Nun wird die Bohrbüchse in die gewünschte Lage gebracht und mittels Schrauben 13 und 14 auf den Trägerschienen 17 und 18 fixiert.
Die Trägerschienen 17 und 18 sind mit einer Reihe Gewindebohrungen 20 versehen, ihrer ganzen Länge nach führt eine Winkelnute 15, welche dem hakenförmigen Kopf der Schraube 14 angepasst ist, damit die Schraube 14 stufenlos verschoben und fixiert werden kann, um die Bohrbüchse in jeder bestimmten Lage festzuhalten. Die Trägerschienen 17 und 18 können mittels auswechselbaren Säulen 21 in verschiedenen Höhen auf der Grundplatte 1 festgeschraubt werden.
Um das Werkstück festzuspannen, sind zwei Winkelbacken 2 und 3 angeordnet. Winkelbacke 2 ist an der Grundplatte 1 fixiert, Winkelbacke 3 ist auf einer Anschlagplatte 4 kippbar angeordnet. An der Hinterseite der Anschlagplatte 4 ist eine Anschlagschiene 23 festgemacht, an der die kippbare Winkelbacke 3, die mit zwei Schrauben flexibel festgehalten wird, anschlägt. Unten im Vorderschenkel des Winkelbackens 3 sind nebeneinander zwei Federn 27 angebracht, wodurch die Backenseite des Winkels leicht hochgehalten wird. Die Anschlagplatte 4 hat die Aufgabe, die Grobverstellung auf der Grundplatte vorzunehmen. Die Grundplatte 1 enthält zwei Reihen von Gewindebohrungen 9 in konstanten Abständen. Die Anschlagplatte 4 ist mit zwei der Lage der Gewindelöcher angepassten Langlöchern 25 versehen, damit diese, entsprechend dem Werkstück 30, in jeder Lage fixiert werden kann.
Zwecks Feinspannung ist in der Mitte der Winkelbacke 3 eine Schraube 28 angeordnet, die in das Gewindeloch der Anschlagplatte eingeschraubt werden kann. Durch Anziehen der Schraube 28 wird die Winkelbacke 3 nach vorn kippen, wodurch das Werkstück eingespannt und zugleich niedergezogen wird. Durch Kippen der Winkelbacke 3 steht deren Spannfläche nicht parallel zur andern Spannfläche. Um einen Ausgleich zu schaffen, befindet sich eine Reihe halbrunde Nuten auf der Spannfläche, in welche vor dem Spannen jeweils eine halbrunde Welle mit der Flachseite gegen das Werkstück gelegt wird. Dadurch wird die Parallelität der Einspannung durch automatische Drehung der Welle wieder hergestellt.
Masseinstellung der Bohrbüchse
Um die Bohrbüchse 6 nach Zeichnung massstäblich in die gewünschte Lage zu bringen, ist eine Koordinaten-Schiebelehre erdacht worden. Diese ist als Winkel ausgebildet und sowohl in der Ordinaten- als auch in Abszissenrichtung wie eine normale Schiebelehre mit Massen versehen und trägt auf beiden Schenkeln einen Schieber 48 bzw. 49, mit oder ohne Nonius. Schieber 48 dient als Anschlag für die Ordinate an der Schraube 54, die am Ende der Trägerschiene 17 angebracht ist. Somit kann die Schraube 54 zur Feinstellung der Nullage der Schiebelehre verwendet werden. Schieber 49 ist unterhalb mit einem Winkelstück 50, das mit einem Kegelspitzenhalter 51 verbunden ist, versehen. Im Kegelspitzenhalter befindet sich eine nach oben mittels Feder 53 federnd gelagerte Kegelspitze 52.
Das Einstellen der Koordinatenmasse geschieht wie folgt: Verlangt sie eine Bohrung, deren Mittelpunkt - auf der Zeichnung von den Anschlagseiten (Ausgangslinie) her gemessen - eine Ordinate von 42 mm und eine Abszisse von 57 mm aufweise.
Man stellt die entsprechenden Koordinaten nun ein, nämlich 42 mm mit Schieber 48 und 57 mm mit Schieber 49 und legt die durch den Bohrbüchsenträger 5 festgehaltene Bohrbüchse 6 auf die Kegelspitze 52. Dadurch wird diese automatisch zentriert. Der Bohrbüchsenträger kann nun an geeigneter Stelle an der Trägerschiene festgeschraubt werden und die Bohrbüchse 6 ist genau auf den der Zeichnung entsprechenden Massen eingespannt. Unter der Trägerschiene 17 ist längs dieser eine Anschlagschiene 55 angebracht, die zusammen mit Winkelbacke 2 als Anschlag des Werkstückes und zugleich zusammen mit dem am Schieber befestigten Winkelstück 50 als Stütze für die Koordinatenschiebelehre in Messstellung dient.
Die Koordinatenschiebelehre kann auch aus zwei handels üblichen Schiebelehren zusammengesetzt werden.
Verschiebbare Winkelskalascheibe
Sollen in Wellen radial in bestimmten Winkeln zueinander versetzte Bohrungen ausgeführt werden, so stellt sich immer das Problem der genauen Winkeleinstellung. Zur Lösung dieses Problems ist die verschiebbare Winkelskalascheibe erdacht worden, die durch Verschiebung entlang einer Führungsschiene je nach Durchmesser der jeweils zu bearbeitenden Welle in die gewünschte Stellung gebracht werden kann.
Da jede eingespannte Welle, gleich welchen Durchmessers, oben- und rechtsbündig, d.h. zwischen Anschlagfläche 61 der Bohrbüchse und Backe 2, eingespannt werden muss, liegen alle ihre Mittelachsen in der Winkelhalbierungsebene 63 der Anschlagfläche 62 der Backe 2 und der Anschlagfläche 61.
Es wurde aus diesem Grunde seitlich der Spannbacke 2 in einem Winkel von 45" zur Grundfläche eine mit Grundplatte und Trägerschiene 18 fest verbundene Schiene 65, mit einer seiner Länge nach verlaufenden, den verschiedenen Wellendurchmessern zugeordneten Skala 66, so angebracht, dass darauf die halbkreisförmige Winkelskalascheibe 60 so verschiebbar ist, dass deren Mittelpunkt jeweils auf die Mittelachse der zu verarbeitenden Welle zu liegen gebracht werden und dort mittels Schraube fixiert werden kann.
Ein an einem zylinderförmigen Permanentmagneten 69 bzw. prismaförmigen Permanentmagneten 68 festgemachter Zeiger 70 kann nun seitlich an der Welle bzw. bei längeren Wellen an deren Umfang magnetisch so fixiert werden, dass er - radial zur Welle stehend - auf der Skala den genauen Winkel um den die Welle gedreht wurde oder gedreht werden muss, anzeigt. Bei nichtmagnetischen Werkstücken geschieht die Fixierung mittels mechanischer, gabelförmiger Klemmeinrichtung, welche hier nicht näher bezeichnet wird.
Schaltbares Kugellagersystem
Beim Bohren von schweren Werkstücken tritt immer das Problem auf, dass der Bohrer leicht durch die Bohrbüchse von seinem massgeblichen Zentrum abweichen kann. Eine genaue Zentrierung des Bohrers in der Bohrbüchse für verhältnismässig kleine Durchmesser ist im gegebenen Fall bekanntlich sehr schwierig. Aus diesem Grunde besitzt die Bohrvorrichtung ein ein- und ausschaltbares Kugellagersystem, so dass die Bohrvorrichtung durch Rollen der Kugeln des Kugellagers auf der Auflage leicht verschiebbar ist und dadurch die Zentrierung mit dem Bohrer leicht vorgenommen werden kann. Nach der Zentrierung kann durch ein Schaltglied die Wirkung des Kugellagers ausgeschaltet werden, so dass die Lagerplatte 33 wieder auf die Auflage gesenkt wird und festsitzt.
Die Kugeln liegen in im untern Teil konisch verlaufenden Löchern 35 in der Lagerplatte 33 so, dass sie durch vertikalen Druck von oben durch die Zwischenplatte 32 so weit hinein- und hinuntergedrückt werden, dass sie unten herausschauen und als Rollsystem auf der Auflage der Maschine wirken.
Das Hinunterdrücken der Zwischenplatte 32 geschieht durch Keilwirkung zweier gegeneinander verschiebbaren Elemente, und zwar der geringen Reibung wegen mit Kugeln, zusammenwirkend mit zwei schmalen Leisten 40 oder einer breiten Platte 41. Die Leisten der Platte enthalten mehrere Bohrungen 42, deren Durchmesser etwas kleiner als die Kugeln 34 sind, zur Aufnahme letzterer - da die Reibung nahe dem höchsten Punkt der Kugel sehr gering ist - können diese durch Verschiebung der Leisten oder Platte leicht aus den Löchern gestossen werden. Die Kugeln 34 sind möglichst am Rand der Grundplatte 1 angeordnet, aamit diese gleichmässig unterstützt wird. In Fig. 7 zeigt Abbildung a die Kugel, die sich noch im Loch der Leiste befindet. Abbildung b zeigt die Kugel, die durch Verschiebung der Leisten bereits herausgestossen ist.
Entsprechend der Bohrungen in den Leisten oder Platte, sind in der Zwischenplatte 32 ebensoviele, aber tiefere Bohrungen zur Aufnahme der Kugeln 34 abgeordnet. Nach Verschiebung der Leisten oder Platte werden alle Kugeln 34 nach unten hinausgedrückt. Die Zwischenplatte 32, welche die Kugeln 34 aufgenommen hat, wird mit nach unten gezogen. Nun werden durch diesen Vorgang sämtliche Kugeln 35 unter der Zwischenplatte etwas aus der Lagerplatte 33 hinausgedrückt, so dass eine Rollwirkung auf der Auflage entsteht. Die Verschiebung der Leisten oder Platte geschieht durch Schwenkung eines Kugelgriffes 38, 39 mittels dessen exzentrischen Zapfens in der Bohrung eines Hebels 36 oder in der Bohrung der erwähnten Platte 41.
Der mitwirkende Hebel ist in einem in der Grundplatte 1 befestigten Zapfen 36a schwenkbar gelagert, und dessen beide Enden sind mit den obengenannten Leisten 40 gelenkig verbunden, so dass sich die beiden Leisten in Gegenrichtung voneinander, die Platte 41 sich dagegen nur in eine Richtung bewegt, wobei die Kugeln 34, wie oben erwähnt, mit gleicher Wirkung herausgestossen werden.
Das Schaltsystem kann auch so konstruiert werden, dass die Zwischenplatte 32 fest bleibt oder auch ganz wegfällt, d.h. dass die Kugeln 35 direkt mit der Grundplatte 1 in Be rührung kommen. Die Lagerplatte 33 ist dünner als die Ku geln und mittels Schrauben 44 und Feder 43 wird sie stets gegen die Grundplatte angepresst, so dass die Kugeln bei der
Zentrierung etwas hervorragen, wodurch die Grundplatte 1 direkt mittels Kugeln 35 auf der Auflage rollen kann. Nach der Zentrierung wird die Leiste 40 die Kugeln 34 durch
Schwenken des Kugelgriffes 38, 39 samt der Lagerplatte 33 hinunterdrücken, so dass die Bohrvorrichtung wieder auf dem
Maschinenboden festsitzt.
Verbesserung der Spannelemente
In der früheren Ausführung sind die Spannbacke für Grobverstellung und die keilförmige Spannbacke für Feinverstellung getrennt angeordnet. In der neuen Ausführung ist die Grobverstellung und Feinverstellung zusammen auf einer Seite angeordnet. Durch diesen Zusammenschluss ist die Gegenbacke mit der Grundplatte permanent fixiert und dient dadurch zu einem festen Anschlag bzw. Ausgangspunkt der Masseinstellung für die Koordinaten-Schiebelehre. Das Verschieben der keilförmigen Spannbacke geschieht durch eine mit exzentrischem Zapfen versehenen Kurbel, welche in der Mitte der Fixbacke 3 drehbar gelagert ist. Die Trägerschiene 17, 18 ist ebenfalls verbessert worden. Die vorgängige Trägerschiene war mit einer Anzahl langer Schlitze versehen.
Die langen Schlitze können nur mit Fingerfräser hergestellt werden, was sehr kostspielig ist. Aus diesem Grunde ist bei der neuen Ausführung eine der ganzen Länge nach durchgehende Winkelnute 15, welche dem hakenförmigen Kopf der Schraube 14 angepasst ist, angeordnet, was für die Herstellung eine grosse Ersparnis bedeutet. Ein weiterer Vorteil besteht noch darin, dass die neue Ausführung mit ihrer durchgehenden Nute relativ unbegrenzte Verstellmöglichkeit aufweist.
Drilling device
The subject of the invention is a further development of the drilling device according to the main patent number 477250. The demands placed on a drilling device are manifold; therefore this improvement has become necessary. It is characterized by: a) that a jig is provided to adjust each drill sleeve to a desired dimension, b) that a base plate is present, which is seated on a ball bearing system and is combined with an intermediate plate, in such a way that the rolling effect of the balls Lifting or lifting the intermediate plate disappears or
remains, c) that it has an adjustable angular scale disk for setting the drill sleeves for offset bores on round workpieces.
An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing:
Fig. 1 is a plan view of the drilling device,
2 shows a longitudinal section of the drilling device along the line AB,
FIG. 3 shows a plan view of the coordinate slide gauge, FIG. 4 shows a cross section of the same along line CD,
5 is a schematic representation of the angle adjustment device for round workpieces,
6 shows the pointer fastening device,
7 the switching device of the ball bearing, schematically.
Basic design
The basic design is shown in FIGS. 1 and 2. The base of the drilling device consists of a base plate 1 and a fixed angle jaw 2 and a tiltable angle jaw 3 together with a stop plate 4 and several support rails 17, 18 which are attached to the base plate by various support columns 21. The drill sleeve carriers, which have a notch at the tip that are adapted to the dovetail-shaped attachment of the clamping rings 7, are fastened to the carrier rails. The clamping ring holding the drill sleeve is closed by tightening a screw. The drill sleeve is now brought into the desired position and fixed on the support rails 17 and 18 by means of screws 13 and 14.
The support rails 17 and 18 are provided with a series of threaded bores 20, along their entire length an angular groove 15, which is adapted to the hook-shaped head of the screw 14, so that the screw 14 can be continuously moved and fixed around the drill sleeve in any particular position to hold on. The support rails 17 and 18 can be screwed to the base plate 1 at different heights by means of exchangeable columns 21.
Two angle jaws 2 and 3 are arranged to clamp the workpiece. Angle jaw 2 is fixed to the base plate 1, angle jaw 3 is arranged tiltably on a stop plate 4. At the rear of the stop plate 4, a stop rail 23 is fixed, on which the tiltable angle jaw 3, which is flexibly held with two screws, stops. At the bottom of the front leg of the angle jaw 3, two springs 27 are attached next to one another, whereby the jaw side of the angle is held up slightly. The stop plate 4 has the task of making the rough adjustment on the base plate. The base plate 1 contains two rows of threaded holes 9 at constant intervals. The stop plate 4 is provided with two elongated holes 25 adapted to the position of the threaded holes so that it can be fixed in any position in accordance with the workpiece 30.
For the purpose of fine clamping, a screw 28 is arranged in the center of the angle jaw 3, which screw can be screwed into the threaded hole of the stop plate. By tightening the screw 28, the angle jaw 3 will tilt forward, whereby the workpiece is clamped and pulled down at the same time. By tilting the angle jaw 3, its clamping surface is not parallel to the other clamping surface. In order to create a balance, there is a row of semicircular grooves on the clamping surface, in which a semicircular shaft is placed with the flat side against the workpiece before clamping. This restores the parallelism of the clamping through automatic rotation of the shaft.
Dimension setting of the drill sleeve
In order to bring the drill sleeve 6 to scale in the desired position according to the drawing, a coordinate slide gauge has been devised. This is designed as an angle and provided with masses in both the ordinate and abscissa directions like a normal slide gauge and carries a slide 48 and 49, with or without a vernier, on both legs. Slide 48 serves as a stop for the ordinate on screw 54, which is attached to the end of support rail 17. Thus, the screw 54 can be used for fine adjustment of the zero position of the slide gauge. Slider 49 is provided below with an angle piece 50 which is connected to a cone tip holder 51. In the cone point holder there is a cone point 52 which is resiliently mounted upward by means of a spring 53.
The setting of the coordinate mass happens as follows: If you ask for a hole whose center point - measured on the drawing from the stop sides (starting line) - has an ordinate of 42 mm and an abscissa of 57 mm.
The corresponding coordinates are now set, namely 42 mm with slide 48 and 57 mm with slide 49 and the drill sleeve 6 held by the drill sleeve carrier 5 is placed on the cone tip 52. This is automatically centered. The drill sleeve carrier can now be screwed to a suitable point on the carrier rail and the drill sleeve 6 is clamped exactly to the dimensions corresponding to the drawing. Below the support rail 17, a stop rail 55 is attached along this, which together with angle jaw 2 serves as a stop for the workpiece and at the same time together with the angle piece 50 attached to the slide as a support for the coordinate slide gauge in the measuring position.
The coordinate slide gauge can also be composed of two commercially available slide gauges.
Slidable angular scale
If bores are to be made in shafts that are radially offset from one another at certain angles, the problem of precise angle adjustment always arises. To solve this problem, the displaceable angular scale was devised, which can be brought into the desired position by displacement along a guide rail depending on the diameter of the respective shaft to be machined.
Since every clamped shaft, regardless of its diameter, is flush at the top and right, i.e. must be clamped between the stop surface 61 of the drill sleeve and jaw 2, all of its central axes lie in the bisector plane 63 of the stop surface 62 of the jaw 2 and the stop surface 61.
For this reason, on the side of the clamping jaw 2 at an angle of 45 "to the base surface, a rail 65 firmly connected to the base plate and carrier rail 18, with a scale 66 running along its length and assigned to the various shaft diameters, was attached so that the semicircular angular scale washer 60 is displaceable in such a way that its center point can be brought to lie on the center axis of the shaft to be processed and can be fixed there by means of a screw.
A pointer 70 attached to a cylindrical permanent magnet 69 or prismatic permanent magnet 68 can now be magnetically fixed to the side of the shaft or, in the case of longer shafts, to the circumference of the shaft so that it - standing radially to the shaft - indicates the exact angle by which the Shaft has been rotated or needs to be rotated. In the case of non-magnetic workpieces, the fixation is carried out by means of a mechanical, fork-shaped clamping device, which is not described in detail here.
Switchable ball bearing system
When drilling heavy workpieces, the problem always arises that the drill bit can easily deviate from its relevant center due to the drill sleeve. A precise centering of the drill in the drill sleeve for relatively small diameters is known to be very difficult in the given case. For this reason, the drilling device has a ball bearing system that can be switched on and off, so that the drilling device can easily be moved by rolling the balls of the ball bearing on the support and thus centering with the drill can be carried out easily. After the centering, the effect of the ball bearing can be switched off by a switching element, so that the bearing plate 33 is lowered again onto the support and is firmly seated.
The balls are in the lower part of the conical holes 35 in the bearing plate 33 so that they are pushed in and down by vertical pressure from above through the intermediate plate 32 so far that they look out from below and act as a rolling system on the support of the machine.
The pressing down of the intermediate plate 32 is done by wedge action of two mutually displaceable elements, namely the low friction because of balls, cooperating with two narrow strips 40 or a wide plate 41. The strips of the plate contain several bores 42, the diameter of which is slightly smaller than the balls 34 are to accommodate the latter - since the friction is very low near the highest point of the ball - they can easily be pushed out of the holes by moving the strips or plates. The balls 34 are arranged as far as possible on the edge of the base plate 1 so that it is evenly supported. In Fig. 7, Figure a shows the ball that is still in the hole in the bar. Figure b shows the ball that has already been pushed out by moving the strips.
Corresponding to the bores in the strips or plate, there are just as many but deeper bores for receiving the balls 34 in the intermediate plate 32. After the bars or plates have been displaced, all of the balls 34 are pushed out downwards. The intermediate plate 32, which has received the balls 34, is pulled down with it. This process now pushes all of the balls 35 under the intermediate plate somewhat out of the bearing plate 33, so that a rolling effect arises on the support. The bars or plates are displaced by pivoting a ball handle 38, 39 by means of its eccentric pin in the bore of a lever 36 or in the bore of the aforementioned plate 41.
The cooperating lever is pivotably mounted in a pin 36a fastened in the base plate 1, and both ends of which are articulated to the abovementioned strips 40, so that the two strips move in opposite directions from one another, while the plate 41 only moves in one direction, the balls 34, as mentioned above, being pushed out with the same effect.
The switching system can also be constructed in such a way that the intermediate plate 32 remains fixed or is eliminated entirely, i. that the balls 35 come directly into contact with the base plate 1. The bearing plate 33 is thinner than the balls and by means of screws 44 and spring 43 it is always pressed against the base plate, so that the balls in the
Centering protrude somewhat, as a result of which the base plate 1 can roll directly on the support by means of balls 35. After centering, the bar 40 is the balls 34 through
Pivoting the ball handle 38, 39 press down together with the bearing plate 33 so that the drilling device is back on the
Machine bottom is stuck.
Improvement of the clamping elements
In the earlier version, the clamping jaw for coarse adjustment and the wedge-shaped clamping jaw for fine adjustment are arranged separately. In the new version, the coarse adjustment and fine adjustment are arranged together on one side. As a result of this connection, the counter-jaw is permanently fixed to the base plate and thus serves as a fixed stop or starting point for setting the dimensions for the coordinate slide gauge. The wedge-shaped clamping jaw is displaced by a crank provided with an eccentric pin, which is rotatably mounted in the center of the fixed jaw 3. The support rail 17, 18 has also been improved. The previous support rail was provided with a number of long slots.
The long slots can only be made with an end mill, which is very expensive. For this reason, an angular groove 15 which is continuous along its entire length and which is adapted to the hook-shaped head of the screw 14 is arranged in the new design, which means a great saving in production. Another advantage is that the new design with its continuous groove has relatively unlimited possibilities for adjustment.