CH556708A - Bohreinheit mit auswechselbarem bohrkopf an metallbearbeitungsautomaten. - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohreinheit mit einem auswechselbaren Bohrkopf an Metallbearbeitungsautomaten, welche eine in einem Maschinenständer längsverschiebbar angeordnete Hauptpinole mit darin drehbar gelagerter Hohlspindel, in deren Längsbohrung ein von einer Hydraulikeinrichtung oder einem Getriebe betätigtes Vorschubgestänge angeordnet ist, aufweist.



   Automaten zur spanabhebenden Bearbeitung von Maschinenbestandteilen in grossen Serien werden durch die Anordnung von mehreren je mit einem Antrieb versehenen Bohreinheiten um das zu bearbeitende Werkstück, um einen die zu bearbeitenden Werkstücke tragenden Rundtisch oder längs einer Transferstrasse aufgestellt.



   Ohne Änderung der Aufspannung des Werkstückes kann es in gewissen Fällen aus räumlichen Gründen nicht möglich sein, mit den bisherigen Anordnungen der Bohreinheiten in einem spitzen Winkel zu einer Hauptbearbeitungsachse liegende Löcher zu bohren bzw. zu bearbeiten, weil sonst die Lagerung der Bohreinheiten miteinander oder mit dem Tisch, auf den die Werkstücke gespannt sind, in Konflikt kommen oder weil dann viel zu lange frei fliegende Werkzeuge zu verwenden wären.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrkopf passend zu bekannten Bohreinheiten so zu schaffen, dass mit einer solchen Bohreinheit auch Löcher gebohrt bzw. bearbeitet werden können, deren Achse zur Längsachse der Bohrspindel der Bohreinheit einen spitzen Winkel bildet.



   Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Längsachse einer im Bohrkopfgehäuse längsverschiebbar gelagerten Bohrpinole zur Längsachse der Hauptpinole einen spitzen Winkel bildet, dass das Bohrkopfgehäuse an der Stirnseite der längsverschiebbaren Hauptpinole angeflanscht ist und in der Bohrpinole eine ein Werkzeug aufnehmende und von der Hohlspindel der Hauptpinole her, über im Gehäuse des Bohrkopfes gelagerte Kegelräder angetriebene Bohrspindel drehbar gelagert ist, dass weiter ein im Gehäuse des Bohrkopfes drehbar gelagertes Zahnritzel einerseits mit einer Zahnstangen-Verzahnung der Bohrpinole und anderseits mit einer Zahnstangen-Verzahnung einer ebenfalls im Gehäuse des Bohrkopfes, in der verlängerten Längsachse der Hauptpinole liegend, längsverschiebbar gelagerten Zugstange im Eingriff steht, und dass diese Zugstange über einen Kupplungskopf mit dem mitdrehenden,

   in der Hohlspindel der Hauptpinole gelagerten Vorschubgestänge verbunden ist.



   Durch den dargelegten Bohrkopf wird es möglich, in einem Werkstück Löcher zu bohren oder zu bearbeiten, deren Achse nicht parallel zu einer der drei Raumkoordinaten ist, sondern so im Raum liegt, dass die Löcher mit den bisher bekannten Bearbeitungsautomaten nicht ohne Umspannen des Werkstückes bearbeitet werden konnten.



   Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es bedeuten:
Fig. i einen Längsschnitt durch einen an der Hauptpinole der Bohreinheit angebrachten Bohrkopf und
Fig. 2 ein Detail in perspektivischer Darstellung und vergrössertem Massstab.



   In der Fig. 1 bedeutet 1 eine Hauptpinole einer weiter nicht dargestellten Bohreinheit eines Metallbearbeitungsauto maten. Diese ist in einem ebenfalls nicht dargestellten Maschinenständer nur längs zwischen zwei definierten Stellungen verschiebbar. In ihrem Innern ist eine Hohlspindel 2 drehbar gelagert und über einen nicht dargestellten Antrieb mit vorwählbarer Tourenzahl angetrieben. An einem feststehenden Flansch 3 der Hauptpinole 1 ist über zwei Halteringe 4 und 5 ein den Bohrkopf bildendes Gehäuse 6 mit Schrauben 7 und 7a angeflanscht. Ein erstes Kegelrad 8 ist im Gehäuse 6 in der gleichen Achse wie die Hohlspindel 2 über zwei Kugellager 9 einseitig gelagert, weist stirnseitig gegen die Hohlspindel 2 gerichtete Klauen 10 auf, mit denen es in eine entsprechende Zahnung eines Kupplungsteiles 11 eingreift.

  Das Kupplungsteil 11 ist mit der Hohlspindel 2 über einen Mitnehmer 12 formschlüssig verbunden. Dazu ist das Kupplungsteil 11 durch einen Gewindering 13 in der Hohlspindel 2 gehalten und greift mit seinem Mitnehmer 12 in eine in der Fig. 1 senkrecht zur Bildebene angeordnete Keilbahn 14 der Hohlspindel 2 ein.



   Das Gehäuse 2 des Bohrkopfes enthält ferner eine im gewünschten spitzen Winkel zur Längsachse der Hauptpinole 1 längsverschiebbar gelagerte Bohrpinole 15, in deren Innern eine Bohrspindel 16 drehbar gelagert ist. Ein die Bohrspindel 16 antreibendes, mit ihr in der gleichen Achse liegendes, zweites Kegelrad 17 ist beidseitig in je einem Kugellager 18 gelagert. Die an ihrem Ende als Keilwelle 19 ausgebildete Bohrspindel 16 durchdringt das zweite Kegelrad 17 in einer entsprechenden Gleitbahn 20 und bewirkt eine drehfeste, doch längsbewegliche Verbindung zwischen den beiden Teilen. Zum Antrieb der Bohrspindel 16 stehen das erste und das zweite Kegelrad 8 bzw. 17 direkt im Eingriff. Die Bohrspindel 16 ist an ihrem äusseren Ende zur Aufnahme einer Spannzange 21 ausgerüstet. Eine Schraube 22 am inneren Ende der Spannzange 21 dient als Abstützung für ein Werkzeug 23.

  Eine in die Bohrpinole 15 eingeschraubte Abdekkung 40 dient dem Schutz der Spannzange und der Bohrspindellager vor eindringenden Spänen und Kühlflüssigkeit.



   Die Bohrpinole 15 ist durch eine Nut 24 und einen Keil 25 gegen Verdrehen gesichert und in ihrer Längsverschiebung begrenzt. Ferner weist sie eine Zahnstangen-Verzahnung 26 auf, die mit einem im Gehäuse 6 des Bohrkopfes drehbar gelagerten Zahnritzel 27 im Eingriff steht. Gleichzeitig steht das Zahnritzel mit einer Zahnstangen-Verzahnung 28 einer ebenfalls im Gehäuse 6 des Bohrkopfes in der verlängerten Längsachse der Hauptpinole 1 liegenden längsverschiebbar gelagerten Zugstange 29 im Eingriff. Die Zugstange 29 ist durch eine Nut 30 und eine in diese eingreifende Stiftschraube 31 gegen Verdrehen gesichert.

  Auf seiner der Hohlspindel 2 zugekehrten Seite ist die Zugstange 29 über ein Nadellager 32 längsverschiebbar in einer Bohrung 33 des ersten Kegelrades 8 gelagert und an seinem Ende als zylindrischer T-Nutenstein 34 ausgebildet (Fig. 2), der in eine einseitig geschlossene T-Nut 35 des stillstehenden Teiles 36 eines Kupplungskopfes 37 eingreift und dadurch mit diesem formschlüssig verbunden ist.



  Der mitdrehende Teil des Kupplungskopfes 37 weist einen Schaft 38 auf der durch Verschraubung mit dem in der Hohlspindel 2 der Hauptpinole 1 mitdrehend gelagerten Vorschubgestänge verbunden ist. Ein den stillstehenden Teil 36 des Kupplungskopfes 37 zum Teil umfassender Sechskantenschaft 39 dient zur Aufnahme eines Steckschlüssels bei der Montage.



   Ferner ist der stillstehende Teil 36 im Kupplungskopf 37 über ein Radialnadellager 41 und zwei Axialnadellager 42 gelagert.



   Anstelle des im dargelegten Beispiel.direkten gegenseitigen Eingriffes der beiden Kegelräder 8 und 17 könnten die beiden Kegelräder auch je mit einem zusätzlich im Gehäuse 6 des Bohrkopfes drehbar gelagerten Zwischenrad im Eingriff stehen.



   Die Wirkungsweise des Bohrkopfes wird nachfolgend anhand der beim Einrichten eines Bearbeitungsautomaten durchzuführenden Arbeitsgänge dargelegt.



   Die Befestigung des Gehäuses 6 des Bohrkopfes erfolgt weitgehend unter Verwendung der für die Befestigung eines Mehrspindelbohrkopfes zur Verfügung stehenden Befestigungselemente 4; 7; 5 durch Anflanschen an der Hauptpinole 1.



   Ferner wird für die Hubbetätigung der Bohrspindel 16 ein bestehender, für die Betätigung des Vorschubes eines Plan  drehkopfes dienender Vorschubmechanismus mit einem in der Hohlspindel 2 der Hauptpinole 1 angeordneten Vor schubgestänge verwendet.



   Bevor der Bohrkopf an die Hauptpinole 1 angesetzt wird, muss unter Verwendung eines Steckschlüssels, der am Sechskantschaft 39 des Kupplungskopfes 37 angreift, dieses in das Vorschubgestänge in der Hohlspindel 2 eingeschraubt werden.



   Das Kupplungsteil 11 wird in die Hohlspindel 2 so eingelegt, dass dessen Mitnehmer 12 in die Keilbahn 14 zu liegen kommt. Nach dem Einschrauben des Gewinderinges 13 ist das Kupplungsteil 11 in seiner Lage gehalten. Am Flansch 3 der Hauptpinole 1 wird der Haltering 5 und 4 aufgesetzt und mit den Schrauben 7 befestigt. Dann wird der Vorschubme chanismus so betätigt, dass das Vorschubgestänge möglichst weit ausgefahren ist.



   Beim Bohrkopf wird die Zugstange 29 möglichst weit ausgefahren, d. h. die Bohrspindel 15 auf ihren Maximalhub gebracht. Unter diesen Bedingungen wird der Bohrkopf zur Hauptpinole 1 geführt, und bevor deren Berührungsflächen zusammenkommen, kann der T-Nutenstein 34 der Zugstange 29 seitlich in die T-Nut 35 des stillstehenden Teiles 36 eingeführt werden. Dann wird der Bohrkopf unter Zurückbildung des Hubes der Bohrspindel 16 an die Hauptpinole 1 angedrückt und mit den Schrauben 7a am Haltering 5 befestigt.



  Die Klauen 10 des ersten Kegelrades 8 greifen jetzt in die entsprechende Zahnung des Kupplungsteiles 11 ein, und damit wird eine Drehbewegung der Hohlspindel 2 über den Mitnehmer 12, Kupplungsteil 11, Kegelräder 8 und 17, Gleitbahn 20, Keilwelle 19 zur Bohrspindel 16 übertragen. Ebenso überträgt sich eine Längsbewegung des Vorschubgestänges, welches bei laufender Hohlspindel 2 mitdreht, über die beiden Axialnadellager 42 des Kupplungskopfes 37 an den stillstehenden Teil 36 und dessen T-Nut 35 und über den T-Nutenstein 34 der Zugstange 29. Diese dreht das Zahnritzel 27, welches seinerseits die Bohrpinole 15 bewegt.



   In die Spannzange 21 kann jetzt als Werkzeug 23 zum Beispiel ein Spiralbohrer eingesetzt werden. Dazu ist die Abdeckung 40 zu entfernen. Stehen die beiden Kegelräder 8 und 17, wie beschrieben, direkt miteinander im Eingriff, und erlaubt der Antrieb der Bohreinheit keinen gegenüber der normalen Drehrichtung von Werkzeugmaschinen umgekehrten Drehsinn, dann muss ein links schneidender Spezialbohrer verwendet werden. Stehen hingegen das erste und das zweite Kegelrad 8 bzw. 17 mit einem im Gehäuse 6 drehbar gelagerten Zwischenrad im Eingriff, dann sind die Hohlspindel 2 und die Bohrspindel 16 wieder gleichlaufend, und es können normale Schnittwerkzeuge verwendet werden. Die Schraube 22 bildet einen verstellbaren Anschlag für das Werkzeug 23.



   Nun hat die an der zugrunde gelegten Bohreinheit übliche Einstellung zu erfolgen: Hub des Schnellganges der Bohrkopfzuführung zwischen Arbeitsstellung und Ruhestellung, Hub der Bohrpinole 15 und deren Tourenzahl sowie zeitlicher Ablauf dieser Bewegungen. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Bohreinheit mit auswechselbarem Bohrkopf an Metallbearbeitungsautomaten, welche eine in einem Maschinenständer längsverschiebbar angeordnete Hauptpinole mit darin drehbar gelagerter Hohlspindel, in deren Längsbohrung ein von einer Hydraulikeinrichtung oder einem Getriebe betätigtes Vorschubgestänge angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse einer im Bohrkopfgehäuse längsver schiebbar gelagerten Bohrpinole (15) zur Längsachse der Hauptpinole (1) einen spitzen Winkel bildet, dass das Bohrkopfgehäuse (6) der Stirnseite der längsverschiebbaren Hauptpinole (1) angeflanscht ist und in der Bohrpinole (15) eine ein Werkzeug (23) aufnehmende und von der Hohl spindel (2) der Hauptpinole her, über im Gehäuse (6) des Bohrkopfes gelagerte Kegelräder (8;

   17) angetriebene Bohrspindel (16) drehbar gelagert ist, dass weiter ein im Gehäuse des Bohrkopfes drehbar gelagertes Zahnritzel (27) einer seits mit einer Zahnstangen-Verzahnung (26) der Bohrpinole (15) und anderseits mit einer Zahnstangen-Verzahnung (28) einer ebenfalls im Gehäuse (6) des Bohrkopfes, in der verlängerten Längsachse der Hauptpinole (1) liegend, längsverschiebbar gelagerten Zugstange (29) im Eingriff steht, und dass diese Zugstange (29) über einen Kupplungskopf (37) mit dem mitdrehenden, in der Hohlspindel (2) der Hauptpinole (1) gelagerten Vorschubgestänge verbunden ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Bohreinheit nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich.

   net, dass der Bohrkopf unter Verwendung von Befestigungselementen (4; 5; 7) an die Hauptpinole (1) angeflanscht ist.

   2. Bohreinheit nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, dass das Vorschubgestänge zur Hubbetätigung der Bohrspindel (16) verwendet ist.

   3. Bohreinheit nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Bohrspindel (16) ein erstes in der Achse der Hohlspindel (2) angeordnetes Kegelrad (8) mit einem zweiten in der Achse der Bohrspindel (16) angeordneten Kegelrad (17) im Eingriff steht.

   4. Bohreinheit nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Bohrspindel (16) das erste und das zweite Kegelrad (8 bzw. 17) mit einem im Gehäuse (6) drehbar gelagerten Zwischenrad im Eingriff stehen.

   5. Bohreinheit nach Unteranspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Bohrspindel (16) antreibende zweite Kegelrad (17) beidseitig gelagert und in der Achse der Bohrspindel (16) angeordnet ist, und dass die Bohrspindel (16) an ihrem hinteren Ende als Keilwelle (19) ausgebildet ist, die in entsprechenden Gleitbahnen (20) des zweiten Kegelrades (17) dieses längsbeweglich durchdringt.

   6. Bohreinheit nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Hohlspindel (2) angetriebene erste Kegelrad (8) einseitig im Gehäuse (6) des Bohrkopfes gelagert ist und stirnseitig gegen die Hohlspindel (2) gerichtete Klauen (10) aufweist, mit denen es in eine entsprechende Zahnung eines Kupplungsteiles (11) eingreift, das mit der Hohlspindel (2) über einen Mitnehmer (12) und eine Keilbahn (14) formschlüssig verbunden ist.

   7. Bohreinheit nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (29) über ein Nadellager (32) in einer Bohrung (33) des ersten Kegelrades (8) gelagert, und an ihrem Ende als zylindrischer T-Nutenstein (34) ausgebildet ist, der in eine einseitig geschlossene T-Nut (35) eines stillstehenden Teiles (36) eines Kupplungskopfes (31) eingreift und dadurch mit diesem formschlüssig verbunden ist.

   8. Bohreinheit nach Unteransprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der stillstehende Teil (36) des Kupplungskopfes (37) in diesem über ein Radialnadellager (41) und zwei Axialnadellager (42) gelagert ist.