DE1527178B1 - Vorrichtung zum steuern der vorschubbewegung eines an einer bohrspindel angeordneten werkzeugs - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Werkzeughalter und der Spindel dazu genutzt, jeweils Steuern der Vorschubbewegung eines an einer Bohr- genau zum Zeitpunkt des Auftreffens des Werkzeuges spindel mittels eines axial federnd nachgiebigen Werk- auf das Werkstück die entsprechende Umsteuerung zeughalters angeordneten Werkzeuges in Abhängig- vom Eilgang in den Arbeitsgang automatisch vorkeit von dessen Stellung zum Werkstück, wobei für 5 zunehmen. Diesbezüglich steuert sich das Werkzeug das Vor- und Rückbewegen der Spindel ein hydrau- also vollständig selbsttätig. Beim Gewindebohren erlischer Antrieb vorgesehen ist. möglicht die Relativbeweglichkeit eine automatische Es ist bekannt, die axiale Vorschubgeschwindig- Anpassung des Spindelvorschubes an den Vorschub keit eines Gewindebohrers von einer Leitspindel ab- des Gewindebohrers, so daß die Geschwindigkeitszuleiten, die den Gewindebohrer mit einer sich nach io einstellungen auf bestimmte Gewindesteigungen entder Gewindesteigung bestimmenden Vorschub- fallen. Soll ein Loch gebohrt werden, kann unter Aufgeschwindigkeit bewegt. Es ist hierbei auch bekannt, rechterhaltung der Vorschubbewegung über die überdie Vorschubgeschwindigkeit des Gewindebohrers an brückende Nebenleitung der Werkzeughalter zur Andie durch die Gewindesteigung vorbestimmte Vor- lage an die Schulter der Spindel gebracht werden, so Schubgeschwindigkeit nur anzunähern und dem 15 daß die volle Bohrkraft übertragen werden kann. Gewindebohrer in axialer Richtung noch eine Auch dies geschieht ohne Einstellungsarbeiten auto-Bewegungsmöglichkeit zu geben, um die Auswirkung matisch. Auch der Rücklauf der Einrichtung steuert der nur angenäherten Vorschubgeschwindigkeit aus- sich von selbst. Beim Bohren kann der Bohrer ohne zugleichen. Hierbei muß jedoch die axiale Geschwin- weiteres im Eilgang zurückgezogen werden, was digkeit des Gewindebohrers geändert werden, wenn ao infolge der fehlenden Relativbewegung zwischen die Gewindesteigung wechselt. Dies geschieht durch Spindel und Werkzeughalter auch automatisch gezeitraubendes Auswechseln von Getrieberädern oder schieht. Beim Gewindeschneiden bestimmt die Rück- λ der Leitspindeln. Soweit derartige Vorschubeinrich- laufgeschwindigkeit des Bohrers, solange er sich mit \ tungen mit einem Eilgang und einem Arbeitsgang dem geschnittenen Gewinde in Eingriff befindet, die versehen sind, wird der Wechsel von Arbeitsgang zu 25 Rücklaufgeschwindigkeit, da in diesem Fall noch eine Eilgang und umgekehrt durch äußere Fremdsteuer- Relativverschiebung aus der Normallage zwischen mittel bewirkt, die jeweils neu eingestellt werden Spindel und Werkzeughalter aufrechterhalten bleibt, müssen. Kommt der Gewindebohrer aus dem Gewinde frei, Bei einer Vorrichtung zum Gewindeschneiden ist wird wiederum automatisch der Eilgang eingeferner bekanntgeworden, den Werkzeughalter mit 30 schaltet.

dem Gewindebohrer relativ zu der Spindel in der Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegen-

Längsachsenrichtung beider Teile federnd beweglich Standes der Erfindung wird nachstehend unter Bezugzu halten, so daß die ermöglichte Relativbewegung nähme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt während der Schneidarbeit die der jeweiligen F i g. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in

Gewindesteigung entsprechende Geschwindigkeit 35 Längsschnittdarstellung,

automatisch einstellen kann und die verhindert, daß F i g. 2 den hydraulischen Steuerkreis der Vorrich-

beim Gewindebohren in einem Blindloch der Gewinde- tung nach F i g. 1 in schematischer Darstellung, bohrer sich am Bohrungsende festläuft. Ein Wechsel Die drehbar gelagerte Spindel 1 kann in axialer

von einem Eilgang zum Arbeitsgang ist bei dieser Richtung durch einen hydraulischen Vorschub-Vorrichtung nicht vorgesehen. Ferner eignet sich 40 antrieb 2 bewegt werden, der einen Zylinder 3 und diese Vorrichtung nicht zum Bohren von Löchern. einen Kolben 4 aufweist. Am werkstückseitigen Ende

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- trägt die Spindel 1 eine Hülse S, die eine Bohrung 6 gründe, eine Vorschubsteuervorrichtung der eingangs aufweist, in der ein Werkstückhalter 7 gleitend gegenannten Art zu schaffen, mit der sowohl das Boh- führt ist. Zwei in der Hülse 5 befestigte Stifte 8 kön- ( ren wie das Gewindeschneiden gesteuert werden kann, 45 nen in Bohrungen 9 des Werkstückhalters 7 gleiten, ohne daß beim Wechsel von der einen zur anderen so daß dieser in axialer Richtung relativ zur Spindel Bearbeitung irgendwelche Umstellungen erforderlich gleitend bewegbar ist und sich zusammen mit der sind, wobei zugleich jede beliebige Gewindesteigung Spindel 1 dreht. Der Werkstückhalter 7 trägt eine ohne Einstellungsarbeiten geschnitten werden soll und Buchse 10, in die das Werkzeug, also ein Bohrer oder zugleich automatisch ohne irgendwelche Einstellungs- 50 ein Gewindebohrer eingesetzt werden kann, arbeiten der Wechsel vom Eilgang zum Arbeitsgang Der Werkzeughalter 7 steht über eine Stange 11,

sowohl beim Bohren wie auch beim Gewindeschnei- ein Kugellager 13, eine mit Außengewinde versehene den vorgenommen werden soll. Lagerhülse 14 und einer Mutter 15 mit dem Steuer-

Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei einer kolben 12 eines Kolbenschieberventils 16 in Verbin-Vorschubsteuervorrichtung der eingangs genannten 55 dung. Der Ventilkörper des Kolbenschieberventils 16 Art darin, daß der hydraulische Vorschubantrieb in ist derart am Lagergehäuse der Spindel 1 befestigt, an sich bekannter Weise über ein Kolbenschieber- daß er an jeder Axialbewegung der Spindel teilnimmt, ventil mit den Druckmittelfluß in zwei Flüssigkeits- Das Kolbenschieberventil 16 weist an dem Steuerdurchlässen steuernden Kanten beaufschlagbar ist, kolben 12 zwei Kanten 42, 43 auf, die den Druckdie mit dem Werkzeughalter axial fest verbunden 60 mittelzufluß in zwei Flüssigkeitsdurchlässen steuern, sind, wobei die den Druckmittelfluß für die Rück- Dazu weist der Steuerkolben 12 zwei Kolbenbewegung der Spindel steuernde Kante mittels einer abschnitte 44, 45 mit kegelförmigen Schultern auf, Nebenleitung überbrückt ist, in der parallel neben- und in dem Ventilkörper sind koaxial dazu Sitzeinander ein Drosselventil und ein in Richtung zum Bohrungen vorgesehen, die im Zusammenwirken mit Vorschubantrieb offenes Rückschlagventil angeord- 65 den Kanten 42, 43 der Kolbenabschnitte 44 und 45 net sind. Drosselstellen bilden. Durch diese Anordnung sind

Durch eine solche Anordnung wird zunächst in vor- ferner zwischen den Kolbenabschnitten 44 und 45 teilhafter Weise die Relativbewegung zwischen dem und dem Körper des Ventils 16 Flüssigkeitsdurchlässe

3 4

17 und 18 von annähernd gleichem Querschnitt ge- bohrers und des Werkzeughalters 7 wird nun durch bildet. Eine den Steuerkolben 12 in einer Mittel- die steigungsabhängige Eindringgeschwindigkeit des stellung haltende Feder 19 ist am Ende des Ventil- Gewindebohrers bestimmt, und da die Vorschubkörpers in einem Gehäuse 20 angeordnet. Die Feder geschwindigkeit der Spindelanordnung größer ist als erstreckt sich zwischen zwei Anschlagscheiben 21 und 5 diese Eindringgeschwindigkeit, erfolgt eine Relativ-22, die beweglich auf einem in das hintere Ende des bewegung zwischen dem Steuerkolben 12 und dem Steuerkolbens 12 eingeschraubten Bolzen angeordnet Körper des Ventils 16, die bewirkt, daß der erste sind. Die Bewegung der Anschlagscheiben 21 und 22 Flüssigkeitsdurchlaß 17 im Ventilkörper eine Querwird einerseits durch einen Bund 23 an dem Bolzen, schnittsverringerung erfährt. Hierdurch wird autoandererseits durch die entsprechende Schulter des io matisch die Vorschubgeschwindigkeit der Spindel auf Kolbenabschnittes 45 begrenzt. die von der Emdringgeschwindigkeit des Gewinde-

Befindet sich der Steuerkolben 12 in seiner Mittel- bohrers vorgeschriebene Größe einreguliert. Als

stellung, so liegt der Werkzeughalter 7 derart, daß ein Axialdruck wirkt auf den Gewindebohrer dabei allein

Spalt 24 zwischen ihm und der Hülse 5 vorhanden der Druck der Feder 19.

ist. Der Spalt 24 muß größer sein als die Bewegungs- 15 Hat der Gewindebohrer seine maximale, durch die strecke zur völligen Schließung des Flüssigkeitsdurch- üblichen äußeren Steuermittel vorgegebene Eindringlasses 17. tiefe erreicht, wird die Drehrichtung der Spindel in

Die Druckflüssigkeit wird durch eine externe dem gleichen Augenblick geändert, in dem das Steuer-Hydraulikpumpe (nicht dargestellt) eingefördert. Sie ventil 26 umgesteuert wird, um einen Richtungsgelangt zunächst zu einem Einlaß 25 eines üblichen ao wechsel in der Axialbewegung der Spindel 1 zu be-Umsteuerventils 26. Die Auslaßleitungen 27 und 28 wirken.

des Umsteuerventils 26 sind mit zwei Einlassen 29 Die Druckflüssigkeit strömt nun von dem Um-

und 30 verbunden, die jeweils zu einem der Flüssig- steuerventil 26 zum Einlaß 29 des Ventilkörpers, der

keitsdurchlässe 17,18 des Kolbenschieberventils 16 mit dem Flüssigkeitsdurchlaß 17 in Verbindung steht, führen. Ein erster Auslaß 31 des Ventils 16, der in 25 Da dieser Flüssigkeitsdurchlaß 17 noch geschlossen

leitender Verbindung mit dem Flüssigkeitsdurchlaß ist, muß die Flüssigkeit vom Umsteuerventil 26 über

17 steht, ist mit der rückwärtigen Seite des Vorschub- die Leitung 34 und das Rückschlagventil 38 zu der

antriebes 2 verbunden, während ein zweiter Auslaß rückwärtigen Seite 39 des Vorschubantriebes 2 strö-

33, der in leitender Verbindung mit dem Flüssigkeits- men. Die Spindelanordnung bewegt sich somit rückdurchlaß 18 steht, mit der Vorderseite des Vorschub- 30 wärts, und die Druckflüssigkeit auf der Vorderseite

antriebes 2 verbunden ist. des Vorschubantriebes 2 strömt durch den Flüssig-

In der Verbindungsleitung 35 zwischen dem ersten keitsdurchlaß 18 zurück zum Umsteuerventil 16.

Auslaß 31 und dem Vorschubantrieb 2 ist eine Ab- Die Spindelanordnung beginnt somit die Rück-

zweigung für eine Nebenleitung 34 zur Überbrückung wärtsbewegung im Eilgang, bis die Relativbewegung des Flüssigkeitsdurchlasses 17 vorgesehen. Die Neben- 35 zwischen dem Steuerkolben 12 und dem Ventilkörper

leitung 34 mündet in eine Leitung 36 zwischen dem eine ausreichende Querschnittsverringerung des

Umsteuerventil 26 und dem Einlaß 29 des Ventils 16, Flüssigkeitsdurchlasses 18 bewirkt hat, um die Rück-

der in leitender Verbindung mit dem Flüssigkeits- laufgeschwindigkeit der Spindel auf die Größe der

durchlaß 17 steht. In dieser Nebenleitung 34 ist ein Rücklaufgeschwindigkeit des Gewindebohrers einDrosselventil 37 angeordnet, das zwecks Steuerung 40 zuregeln. Der einzige axiale Druck auf den Ge-

des Durchflusses einstellbar ausgebildet ist. Mit dem windebohrer besteht wiederum nur im Druck der

Drosselventil 37 ist ein in Richtung zum Vorschub- Feder 19.

antrieb 2 offenes Rückschlagventil 38 parallel Diese Rückwärtsbewegung setzt sich fort, bis der

geschaltet. Gewindebohrer aus dem Werkstück freikommt.

Die Vorrichtung kann sowohl für das Bohren wie 45 Geschieht dies, kehrt der Steuerkolben 12 unter Einfür das Gewindeschneiden benutzt werden. wirkung der Feder 19 in seine Mittelstellung zurück,

Soll in ein vorgebohrtes Loch in einem Werkstück und die Spindelanordnung fährt dann im Eilgang ein Gewinde gebohrt werden, wird das Drosselventil zurück zu ihrem Ausgangspunkt.
37 geschlossen und das Umsteuerventil 26 so ein- Soll mit der Vorrichtung ein Loch in ein Werkstück gestellt, daß sich die Spindelanordnung in Richtung 50 gebohrt werden, wird das Drosselventil 37 auf die auf das Werkstück vorbewegt. Der Steuerkolben 12 gewünschte Durchflußmenge eingestellt und das Umwird dabei in seiner Mittelstellung gehalten, in der steuerventil 26 so eingestellt, daß die Spindelanorddie Flüssigkeitsdurchlässe 17 und 18 annähernd den nung sich in der obenbeschriebenen Weise im Eilgang gleichen Querschnitt haben. auf das Werkstück zu bewegt. Trifft der Bohrer auf

Die Druckflüssigkeit strömt vom Umsteuerventil 55 das Werkstück, wird die Vorwärtsbewegung des Boh-

26 durch den Einlaß 30 und den Flüssigkeitsdurch- rers, des Werkzeughalters 7, der Stange 11 und des

laß 18 zur Vorderseite 32 des Vorschubantriebes 2. Steuerkolbens 12 gestoppt. Die Spindelanordnung

Hierdurch bewegt sich die gesamte Spindelanordnung bewegt sich dagegen weiter vor, so daß infolge der

im Eilgang vorwärts. Die Flüssigkeit auf der rück- entstehenden Relativbewegung der Flüssigkeitsdurch-

wärtigen Seite 39 des Kolbens 4 strömt dabei über 60 laß 17 geschlossen wird. Die Spindelanordnung be-

den Auslaß 31 durch den Flüssigkeitsdurchlaß 17 und wegt sich dann mit einer Geschwindigkeit vor, die

die Leitung 36 zurück zum Umsteuerventil 26. von der Durchflußmenge durch das Drosselventil 17

Trifft der Gewindebohrer auf das vorgebohrte bestimmt wird. Im Verlaufe der weiteren Vor-Loch, beginnt er unter der Druckwirkung der Feder bewegung wird der Spalt 24 zwischen dem Flansch 19 mit dem Gewindeschneiden. Die Feder 19 ist so 65 40 des Werkstückhalters 7 und der Spindel 1 geschloskräftig ausgelegt, daß sie dem Bohrer beim Gewinde- sen. Die Spindel 1 treibt nun bei ihrer weiteren Vorschneiden den erforderlichen Vorschub erteilt. bewegung den Bohrer in das Werkstück. Nach Errei-

Die axiale Vorschubgeschwindigkeit des Gewinde- chen der durch äußere Steuermittel vorgegebenen

Eindringtiefe des Bohrers wird das Umsteuerventil 26 im Sinne einer Umkehrung des Druckflüssigkeitsstromes betätigt. Es folgen nun die gleichen Funktionsabläufe, wie vorstehend für den Fall des Gewindebohrers beschrieben. Da jetzt jedoch für die Axialbewegung des Bohrers in Rückwärtsrichtung kein Widerstand vorhanden ist, wird der Flüssigkeitsdurchlaß 18 nicht gedrosselt, und der Bohrer und die Spindel 1 fahren sofort im Eilgang zurück.

Es kann zweckmäßig sein, die Feder 19 einstellbar anzuordnen, so daß der Federdruck zwecks Anpassung an die verschiedenen Größen der Gewindebohrer variiert werden kann. Es ist ferner möglich, in Reihe und leitender Verbindung mit dem Drosselventil 37 einen Zweiwege-Absperrhahn vorzusehen, so daß der Durchfluß durch das Drosselventil gestoppt werden kann, ohne die einmal vorgegebene Einstellung dieses Ventils stören zu müssen. Schließlich kann ein Werkzeughalter mit einer Reibungskupplung vorgesehen sein, die dann auf die jeweils erforderlichen Momente für die verschiedenen Größen, beispielsweise von Gewindebohrern, eingestellt werden kann. Es kann ferner zweckmäßig sein, die gleitenden Teile des Werkzeughalters in Wälzlagern zu lagern, um die erforderliche Druckkraft der Feder 19 herabzusetzen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern der Vorschubbewegung eines an einer Bohrspindel mittels eines axial federnd nachgiebigen Werkzeughalters angeordneten Werkzeuges in Abhängigkeit von dessen Stellung zum Werkstück, mit einem hydraulischen Antrieb für das Vor- und Rückbewegen der Spindel, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Vorschubantrieb (2) in an sich bekannter Weise über ein Kolbenschieberventil (16) mit den Druckmittelfluß in zwei Flüssigkeitsdurchlässen steuernden Kanten (42, 43) beaufschlagbar ist, die mit dem Werkzeughalter (7) axial fest verbunden sind, wobei die den Druckmittelfluß für die Rückbewegung der Spindel (1) steuernde Kante (42) mittels einer Nebenleitung (34) überbrückt ist, in der parallel nebeneinander ein Drosselventil (37) und ein in Richtung zum Vorschubantrieb (2) offenes Rückschlagventil (38) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (7) durch die Kraft einer Feder (19) in einem vorbestimmten, axialen Abstand von der Schulter der Spindel (1) gehalten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen