DE1477445A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents
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- B23Q2705/16—Feeding working spindles
- B23Q2705/165—General aspects of feeding a boring spindle
Landscapes
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Description
- " WerkzeugMaachne "
- Hei einer anderen bekannten Bohrmaschine der eingangs genannten Art sind alle Getriebeelemente auf der einen Seite der Spindel angeordnet, so daß die Spindel auf drei Seiten frei ist und auch an unzugdnglichen Stellen gebohrt werden kamt. Als Steuerkurve ist der äußere Rand einer Steuerscheibe vorgesehen, die um eine zur ompindellängsachse senkrechte Achse drehbar gelagert ist. An dem äußeren Rand der Steuerscheibe liegt unter der Kraftwirkung einer Feder ein Hebel an, der mit einem Zahnsegment an einer gemeinsamen .delle gelagert ist. Das Zahnsegment kä.,-mt eine Zahnstange einer längsverschieb:@ioh gelagerten Hülse, in der die Spindel drehbar gelagert ist. Da, die Übertragung der Steuerbewegung von der Steuerscheibe auf die Spindel mit einer Übersetzung erfolgt, kann die Steuerscheibe einen kleinen Durobmeeser haben, so daß sie nicht so weit aus- _ ladend ist wie bei der zuerst beschriebenen bekannten Bohrmaschine. Die durch die Übertragungsmittel bewirkte Übersetzung bringt aber eine Ungenauigkeit des Vorsohube mit sich, die bei längerem Betrieb durch Lagerlosen und ähnliche VerschletSerscheinungen immer größer wird. Eine weitere Unsicherheit bei der Längsverschiebung der Spindel Ist dadurch bedingt, daß die Spindel nicht zwangsläufig zurückgezogen wird, weil der die Steuerkurre abtastende Hebel nur unter der Kraftwirkung einer geder an der Steuer.-kurve anliegt: Schließlich verteuern die bei dieser Bohsiwohino twioohen der Steuersohobo und der Spindel zur Übertragung der Vorsohubbewegung anßoordneten Elemente die Bohrmaschine und verkonplisierea den Aufbau. Aufgebe der Erfindung ist eng eine Verkzefaschine der eingangs genannten Art so aussubilden, daß das Werkzeug auch an schwer su~ohe Stellen geführt worden kann, und daß der Vortoäub zwangsläufig und unmittelbar, also ohne zwiechengeschaltetee Übersetsungegetriebe von einer Steuerkurve bewirkt wird. Die erfinAun gsgemhße gesenaaohine ist dadurch gekenzeichnet, daß ene,um Ihro Kittelsohle drehbar gelagerte, kroi®zylinderförnige Steuertroanelia deren üantelfläche die Steuerkurve oiagelassen ist, vorgesehen ist, die mit der Mittelachse parallel zur Drohsohae der Spindel ummittelbar neben der Spindel aagecrdnet ist, und das alle Elemente des Getrieben mit der Steuertrommel auf der gleichen Seite der Spindel angeordnet sind. Die Größe den Vorsohubweges.der durch die Steuerkurve bewirkt wird, hat dabei keinen unmittelbaren Einfluß auf den Durchmesser der Steuertromel, sondern bestimmt nur die hänge der Steuertrommel. Die Steuertspommel kann demzufolge, auch wann der Vorschub awangeläufig und. unmittelbar von der Steuerkurve bewirkt wird, bei sonst gleichen Abaeseungsn, wesentlich kleineren eoser haben als ehre entsprechende Stoueraoheibe, die für den gleichen Zweck vorgesehen ist.
- Irr der Praxis 1 äB t sich die Anordnung ohne besonders Umstände so bemessen, daß dis Stesertromel nicht wesentlich breiter ist als die äußeren Drehlager fUr die !lpindel. Das Getriebegehäuse, das infolge der Anordnung der übrigen Elemente den Getriebes einseitig an der Spindel aasgeordnet ist, kann demzufolge auch sehr noietal ausgebildet sein, so daß an bei der Bearbeitung nicht im Wege ist. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbä.ldung der Erfindung liegen die Drehaohnen aller drehbar« Elemente des Getrieben und des Antriebemotora parallel nur Drehachse der Spindel. Es ergibt eich dann eine besonders einfache Ausbildung des Getriebes, weil die Übertragung der nrehbewegung auf einfachste Weine durch Stirruahnr8dor erfolgen kann. Da die Drehachsen sich dann@alle in Spindellängeriehtung erstrecken. läßt sich das Getriebe besondere sobmal ausbilden. Als sehr zweclflnäßig hat sich eine Ausführungsform der Erfindung erwiesen, bei der die Drehachsen aller Drehmoment übertragenden Elemente des Getriebes im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der durch die Drehachse der Spindel und der Steueetrommol definierten Xbene liegen. Das Getriebegehäuse läßt sich dann leicht in einem schmalen Winkelbereich unterbringen, der swioehon zwei Ebenen liegt,die sich in einer Linie, die parallel und dicht neben der Spindellängeachle verläuft, schneiden. En können dank mehrere Werkzeugmaschinen dieser Art gleichzeitig nebeneinander eingesetzt .werden. wobei die Angriffsstellen der Werkzeuge seht dicht -nebeneinander liegen. Besondere schmal wird das Getriebe, wenn, gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung , die Drehachsen aller Drehmoment übertragenden Elemente des Getriebes, mit Ausnahme von rMementen des Untersetzungegetrieben, zum Beispiel der Planetenräder einen Planetengetrieben, in einer durch die Drehachse der Spindel und der Steuertroimsel definierten Ebene lieget. ZweolonUigerweise liegt auch die Drehaohse.des Antriebewtors in der genannten Ebene. Die Getriebeelemente, einschließlich der Steuertrommel, sind zweckmäßig im wesentlichen neben dem hinteren Teil der Spindel angeordnet, während der Antriebemotpt im AnsohluS an das hintere Ende der Oaindel angeordnet ist.
- Am freien Ende der Spindel ist ein zur Aufru*ne.des Werkzeugen vorgesehenes Ausgleichsfutter, vorzugsweise auswechselbar, angeordnet.
- Die Erfindung wird nun nanhand der beigefügten Zeichnung, in der ein Ausführuag$beispiei dargestellt ist. näher erläutert.
- Es zeigt Fig. t einen Längsschnitt durch das Getriebe; Pig. 2 einen Querschnitt durch das Getriebe gemäß den Pfeilen A-B aus Pig. 1; Pig. 3 die Verkseugmasohine von rorn,in Riohtang der Spindellängsachse gesehen, mit teilweite aufgebrochenen Gehäusedeckel f Pig. .4 einen Ausschnitt aus dem Getriebe gemäß den Pfeilen C-D aus Pig. i; f Pig. g den in Pig. t nicht mit dargestellten vorderen Teil der Spindel mit einem Ausgleichsfutter in Irängs sohni tt; Pig. 6 eine Steuertrommel in Seitenansicht; Pig. 7 ein Diagrmma über den Verlauf der Steuerkurre gemäß Pig. 6 Fig. a ein Diagram über den Verlauf der Steuerkurve bei einem anderen Ausführungebeispiel; Fig. 9 ein Ausgleichsfutter ia.Iängsechnitt und fig. 10 einen Qüersehnitt durch das Ausgleichsfutter gemäß den Pfeilen E-p aus Pia. 9. Die Spindol 1 ist in einem Kugellager 3 , siehe-Pig. 5, und einem Nadellager 4 um ihre hängeaohee drehbar in einer Pinole 2 gelagert und trägt an ihrem freien vorderen Ende ein . rutter 40 zur Aufnahme eines Werkzeugs. Die Pinole 2 ist in der Hülse 5 längsverschiebbar und weist an ihrem hinteren Ende einen Stift 6 auf, der in einem Schlitz 7 der Hülse 5 zur GeradfUhrung der Pinole gleitet.
- Das hintere Ende der Spindel 1 ist als Vierkant 8 ausgebildet, der in einer entapJceehenden Aufnahme 9 längeversehieblieh angeordnet ist. Die Aufnahme 9 ist in Kugellagern 10 und 11 drehbar gelagert. An der rückwärtigen Gehäusewand 14 ist der B.ektromotor 15 angeflanscht, dessen Antriebswelle 16 in das Gehäuse hineinragt und über die Zahnräder 12 und 13, die Aufnahme 9 und damit über den Vierkant 8 die Spindel 1 in Drehbewegung um die Spindellängsaohee versetzt: Die Zahnräder 12 und 13 sind gegen andere Zahnradpaare austauschbar, so daß das durch diese Zahnradübortragung bestimmte Übersetzungsverhältnis vorändort worden kann.
- Auf die I:totorwelle 16 ist ein Zahnrad 17 gesteckt, das mit einem auf die Welle 18 gesteckten Zahnrad 19 kämt. Die tolle 18 ist Antriebewelle des Untereetzungsgetriebee 20, dessen AbtriebeRrelle 21 in Verlängerung der Antriebswolle 18 liegt. Bei dem Untereetsungsgetriebe 20 handelt es sich, wie in der Beechreibungseinleitung bereits ausgeführt, um ein Unteraetzungegetrieba an eich bekannter Bauart, z . B. um ein Planet enrädergetriebe oder ein Getriebe, bei dem eine am Umfans wellige Seheibe durch einen Eisenter, der sich unter Zwieehensohaltung eines.bugellagers in einer sentrisohen Bohrung der Scheibe dreht, angetrieben wird und die Scheibe bei jeder vollen Umdrehung des antreibenden Exzenters infolge einer I"tthrnng an eineu Krans fron YÜhrungeelementen eine Winkelbewegung vollführt, die dem Unfangabereich einer Welle entoprioht, so daß sich die Scheibe gegenüber dem antreibenden Eesenter mit einer Untersetzung, entsprechend der Zahl der auf ihrem Umfang angeordneten Wellen, dreht. Aut der Abtrlebewelle ist ein Ritsel 22 befestigt, das mit einen Zahnrad 23 kämet, das auf der Wolle 24 befestigt ist. Auf die Welle 24 Lot unter Zwischenschaltung einer Rutsohkuppipng 25 eine kreiasylinderförnige Steuertromel 26, siehe such Pignr 6, aufgesteckt, in deren gantelflgohe die Steuerkurve 2't eingelassen ist. In diese Steuerkvrtre 2?, die als Nut ausgebildet ist, ragt ein Stift 28, der an der Piaole 2 diametral gegenüber dis Stift 6 angeordnet ist, siehe auch Pig. 4. Wie besonders aus Figur 4 ersichtlich, ragt die Hülse 5 bis über den Bereich der Stifte 6 und 28 hinaus, In Be.. wegungebereich des Stiftes 2p ist das Ende der Hülse 5 auf etwa einem Drittel des Umfanges unterbrochen. Diese Unterbreehung 41 ist so angeordnet. daß die in Figur 4 rechte gelegene Hälfte der Unterbrechung dem Stift 7 diametral gegenüberliegt. Durch den langen in Figur 1 rückwärtig gelegenen Bogen zwischen dem Schlitz 7 und der Durohbreohung 41 bildet die Hülse für die Pinole im Bewegungsbereich der stifte 6 und 28 ein Gegenlager zur Aufnahme der quer zur Spindelachae gerichteten, beim Vorschub. auftretenden Kraftkomponenten. Wenn eich die Notorwelle 16 dreht, wird neben der Spindel 1 auch die Welle 24 mit der Steuertrommel 26 in Drehurig vor. setzt, und zwar entsprechend der Bemessung der Getriebeelenente patt tauten Untersetsungeverhältnis, das durch Aus. wechseln eines det Zahnradpaare 12, 131 17, 19 oder 22,23 oder den Untereetzungegetriebes 20 verändert werden ltaan. Am vorderen freien Ende der Welle 24 ist auswechselbar eine Noakeneaheibe 35 angeordnet, die zur Betätigung odnee Schalters 36 dient, der in der Hahn des Nockens 37 ante.. ordnet ist, vergleiche Pig. 3. Das Gehäuse weist an diebor Stelle eine durch einen abnelnobaron Deckel 38 versohloecone Öffnung auf. Die Noekonwcheibe 35 mit dem zugehörigen Schaltor ist dicht unter dem Deckel 38 angeordnet, so daa sie leicht zugänglich ist. Die 1iockenscheibe 35 ist gegenüber der Steuertrommel um ihre Drehachse verstellbar.
- Die Getriebeelemente sind, wie besondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich. in einem schmalen, langgestreckten Gehäuse 29 untergebracht, das seitlich an der Spindel angehängt ist, $o dafl die Spindel in einem großen Vlinkelbvretch von-etwa 240° frei ist. Der Motor ist entsprechend angeordnet und so ausgebildet, daß er über die in Fig. 3 und 2 ersichtliche Querschnittakontur der Werkzeugmaschine nicht hinausragt. Damit das Gehäuse. wie beschrieben, lobmal ausgebildet werden kann, sind alle drehbaren Elemente des Getriebes und des Antriebs in einer Ebene gelagert, und zwar in der Schnittebene der Figur 1, das ist die Ebene. die durch die Drehachse der Spindel und der Steuertrommel definiert ist. Mine Ausnahme bilden lediglich die Planetenräder des Untersetzungsgetrieban 20 oder, falls es sich bei dem Unter. setzungsgetriebe 20 nicht um ein P1 anetenrädergetriebe handelt, die entsprechend auf einem Zylindermantel tun die Antriebsachse den Untersetzungegetriebes angeordneten Übertragungselemente. Die Werkzeugmaschine arbeitet wie folgt. In Ruhestellung befindet sich die Spindel 1 und mit ihr die Pinole 2 in der in Figur 1 dargestellten zurückgezogenen Stellung, in der der Vierkant 8 sehr weit in die Aufnahme 9 hineinragt und der am weitesten nach hinten gelegene Teil der Steuer kurve der Spindel gegenüberliegt..Itird der Biotor 15 durch einen nicht dargestellten elektrischen Schalter eingeschaltet.
- dann wird dte Spindel. in schnelle Drehbewegung versetzt, während die Steuertrommel entsprechend langsamer umzulaufen begi=t. Dabei gleitet der Stift 28 in der Steuerkurve 27 und wird entsprechend der Ausbildung der Steuerkurve nach ro:rn verschoben, so daß eich die Pinole 2 und mit ihr die Sgndel 1 und 4s9 in das . Yutter 40 eingenetzte Wezk:eug ebenfalls nach vorn verschiebt. Diener Vorlauf Xa4n verschieden schnell erfolgen, je nach dem, wie die Steuerkurve in diesem Bereich ausgebildet ist. Während der YQrwdrtebewegung vollführt das Werkzeug seine spanabhebende Arbeit, bin die Spindel ihre am weitesten vorn gelegene Zage erreicht, in der der Stift 28 in dem am weitesten vorn gelegenen Teil der Steuerkurve eingreift. Die Steuerkurve führt vorn dieser Stelle wieder zurück $u ihrer Auegaagelage, so da3 entsprechend, wenn die Steuerkurve sich weiterdreht, die Spindel und mit ihr das ilerkzeug wieder in die dargestellte Ausgangslage zurückgezogen wird. Ist diene-Stellung erreicht, dann betätigt der Nocken 37, wie aus Figur 3 ersichtlich, den Schalter 36, der über ein nicht dargestellten Schütz den Antriebsmotor 15 abstellt, so daß die Muchine stillgesetzt wird.
- Die für der eben beschriebenen Bohrvorgang vorgesehene Steuertrommel ist in Figur 6 in Seitenansicht dargestellt und die entsprechende Steuerkurre ist im Diagramm, gemäß Figur 7, dargestellt. In Figur 7 Ist mit 50 der Punkt der Steuerkurve beseiohnet, an dem der Stift 28# bei Ruhelage 4iiikl8 Figur 1 mit der Sten@rkurve in Eingriff steht. Wenn die Steunrtrom@oel, wie eben beschrieben, bei Betrieb in Drehbewegung versetzt wird. dann bewegt sich der Stift 28 in Figur 7 von linke nach rechte entlang der dargestellten Kurre. Er gleitet dabei zunächst durch ein steiles Stück bis zum Punkt 51, das einem Schnellvorlauf des Werkzeuges zur Zuführung an das Werkstück entspricht. An dieses @teile Stück eohließen. sich ein oder mehrere weniger steile Stücke an. im rorMegenden Pell ein solches, das bis au dem Punkt 53 reicht und dem Arbeitsvoreohub bei der spanabhebenden Arbeit des Werkzeuge entspricht. Daran schließt sich ein kurzes, bin zum Punkt 53 reichendes Stück, eng das in einer Rotationaebene der Steuerxronnel verläuft. Während der Stift 28 von den Punkt 52 mm Punkt 53 gleitet, vollführt das 7erkseug keinerlei Voreohubbewegung. Der Boden des Bohrloches wird währenddessen frei geschnitten. Vom Punkt 53 bis sune Punkt 54 fällt die Steuerkurve steil zurück, entsprechend einer schnellen Mokführung des Werkzeuges in die Ruhelage zwischen Punkt 54 und 58. Die Bohrmaschine wird zur Bearbeitung zweclonäßigerweise auf einem Arbeitstisch festmontiert, an dem auch das Veerkstück befestigt ist. ,1rerkstück und Bohrmaschine müssen dabei so gegeneinander justiert werden, daß das Werkzeug auf das WQrkatüok trifft, nachdem der schnelle Vorlauf zwischen den 1'unlcten 50 und 51 beendet ist.
- Zu diesem Zweck kann auf der welle 24 ein weiterer Nocken, beziehungsweise eine weitere Nookensoheibe, auswechselbar und gegenüber der Steuertrommel verdrehbar, angeordnet nein, die mit einem in der Bahn ihren Nockens befindlichen Schalter zunamenwirkt, der ein Wendeschütz zur Unpolung der Drehrichtung den Antriebmotors betätigt, wenn die Steuertrommel eine voreinetellbaire Winkellage einnimmt, die der gewUnsehten Endlage den Werketiiakee entspricht. Wird die Verkseuguaschine als Gewindeschaeidmasehine eingesetzt, dann erfolgt der Antrieb der Spindel 1 mit geringerer Drehzahl-. Hierzu genügt en oft schon, ohne Veränderung den Übervetzungarerhältnisses zwischen den Antrieb für die Spindel und dem Antrieb für die Steuertrommel, lediglich die Drehzahl, mit der der Antrieb für die Gesamtanordnung über die Welle 16 erfolgt, herabzusetzen. Damit eine nach der Erfindung bequem von der einen Betriebsanordnung auf die andere umgestellt werden kann, ist zweciomißigerweise der Antriebsmotor 15 in seiner Drehzahl wahlweise auf eine von mindestens zwei sehr stark unterschiedlichen Drehaahlstufen einstellbar, zum zum Beispiel durch Poluslechaltung.Statt dessen kann auch an Stelle des Motors 15 ein Getriebemotor vorgesehen sein, der unter Zwischenschaltung eines Getrieben, dessen Übers eetsungsverhältnis verstellbar ist, die pelle 16 antreibt. Schließlich kann auch der Motor 15 austauschbar gegen einen anderen Motor mit entsprechend anderer Drehwahl angeordnet sein. Zur Veränderung der Drehzahl, mit der die Spindel 1 und die Steuertrommel angetrieben werden, können natürlich auch die Zahnradpaare 12, 13; 1?, 19 oder 22, 23 besiehnMrweise das Untereetaungsaetriebe 20 ausgetauscht worden.
- Beim Gewindebohren kann der Gewindebohrer nicht wie ein Spiralbohrer aus dem Werketück müehgeaogen worden, sondern muß in der gleichen Weise aurüokgedreht werden, wie er vorher beim Gewindeschneiden in das Gewinde hineingedreht
- zeitig das Wendeeahütz wieder surüokgesohaltet, so daß bei erneuter Einschaltung die Maschine wieder mit der ursprürig#-Iiohen Drehrichtung anläuft.
- Ein Ausgleichsfutter zur Aufnahme von Gewindebohrern, das für tlerkzaugraascliinen nach der Erfindung besondere geeignet ist, ist in Figur 9 und 10 dargestellt. Am hinteren Bnde des Ausgleichsfutters ist eine konische Bohrung 46 vorgesehen,in die die Spindel 1 eingreift. Die Spannzange 43 ist in diesem Ausgleichsfutter in längeriohtung der Spindel 1 vereehiebbar gelagert. Durch den Stift 47, der in die Schlitze 48 und 49 hineinragt, ist die Spannzange gegen Verdrehung innerhalb des Futters gesichert. Es ist eine Feder 44 vorgesehen, die das Bestreben hat, die Spannsangs 43 gegen einen rückwärtigen Anschlag 45 zu verschieben. Während des eretenStiickes dek Vorschubs, bei dem der Gewindebohrer zu dem Werkstück geführt wird, liegt die Spannzange 43 an diesem Anschlag an, und das Werkzeug wird dann zwangsläufig in das Werkstück hineingedreht. Von dem Xoment an übernimmt das stück hineingedreht. Von dem Moment an übernimmt das . Werkseug die Längsführung der Spannzange, wobei sie zunehmend gegen die Kraft der Feder von.dem Anschlag abgehoben wird. Die Steuerkurve ist in einest solchen Fall ro bemessen, dsB die Spindel nachgeführt wird. Der Teil der Steuerkurve.
- der den Vorschub der Spindel während den Gewindeschneidens bewirkt, ist zu diesem Zweck etwas flacher als der Steigung des flachsten zu schneidenden Gewindes entspricht. Auf diese Weise können mit ein und derselben 3teuerkurvo Gewinde mit verschiedener Steigung geschnitten worden, und zwar immer in der Weise, daß der Ansatz des Gewindebohrers awangelliufir, erfolgt. indem das Ausgleichsfutter, an dem erwähnton hinteren Anschlag anliegt, während zum Ausgleich der unterschiedlichen äteigunr, die 3pannaange sich gegen die Kraft der Poder fron dm Anschlag abhebt und nach vorn verschiebt.
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