DE1552290C - Vorrichtung zum Bohren konischer Locher mit einer Bohrstange - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bohren konischer Löcher mit einer Bohrstange, die an einem in den Antriebskopf einer Werkzeugmaschine einsetzbaren Halter um eine zur Drehachse senkrecht verlaufende Achse neigbar ist, sich in der gewählten Neigung festklemmen läßt und frei auskragend unterstützt ist und in der eine Vorschubspindel drehbar gelagert ist, die mit einer Mutter eines entlang der Bohrstange verfahrbaren Werkzeugschlittens zusammenwirkt und von einem mit der Bohrstange um die Drehachse des Antriebskopfes umlaufenden Antriebsteil in Abhängigkeit von der relativen Umlaufbewegung der Bohrstange zu einem nicht mitumlaufenden Teil antreibbar ist.

Es ist seit langem eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der entlang einer Mantellinie der im wesentlichen massiv ausgebildeten frei auskragenden Bohrstange eine Vorschubspindel drehbar gelagert ist, die im Eingriff mit einer Mutter steht, die ihrerseits mit einem auf dem Umfang der Bohrstange axial verschiebbaren, ringförmigen Schlitten gekuppelt ist, der das Werkzeug trägt (deutsche Patentschrift 127 732). Die Bohrstange weist an einem Ende einen in den Antriebskopf einer Werkzeugmaschine einsetzbaren Halter und am anderen Ende ein mit der Vorschubspindel fest verbundenes Zackenrad auf, das zur Drehachse der Werkzeugmaschine exzentrisch angeordnet ist und bei jeder Umdrehung mit einem gestellfesten Glied in Eingriff tritt, durch welches das Zackenrad weitergedreht wird. Mit dieser bekannten Vorrichtung lassen sich auch konische Bohrungen von relativ großer Tiefe herstellen oder bearbeiten.

Der Längsvorschub des Werkzeuges mit Hilfe der Vorschubspindel kann auch dadurch erfolgen, daß die Vorschubspindel über ein Untersetzungsgetriebe mit einem Handrad verbunden ist, das beim Umlaufen der Bohrstange festgehalten werden kann (USA.-Patentschriften 1436 522, 2 638 802). Statt dessen kann das Untersetzungsgetriebe auch mit einer gesonderten Antriebsquelle in Verbindung stehen (US-Zeitschrift »Machinery«, New York, März 1962, S. 137). Bei all diesen bekannten Anordnungen ist jedoch die Bohrstange an einem Ende mit dem Antriebskopf einer Werkzeugmaschine verbunden und am anderen Ende am Gestell der Werkzeugmaschine mittels eines allseitig schwenkbaren Lagers zusätzlich abgestützt.

Es ist jedoch weiterhin eine Vorrichtung zum Bohren konischer Löcher bekannt, bei der auf dem in den Antriebskopf einer Werkzeugmaschine einsetzbaren Halter ein mittels Hand festhaltbarer Gehäusering frei drehbar gelagert ist, der auf einem exzentrischen Zapfen ein Ritzel trägt, das einerseits mit einem Zahnrad des Halters und andererseits mit einem auf dessen Achse frei drehbar gelagerten zweiten Zahnrad im Eingriff steht. Hierdurch läßt sich von der Drehbewegung des Halters durch Festhalten des Gehäuseringes der Antrieb einer eine Antriebsschraube tragenden Welle ableiten, die zu einem Untersetzungsgetriebe "gehört. Eine den Werkzeugschlitten tragende Plattform weist auf ihrem Außenumfang einen Zahnkranz auf, der mit der Antriebsschraube im Eingriff steht, und trägt ferner ein Antriebsritzel für eine Zahnstange, welche in einem Gehäuse geführt ist und das Werkzeug trägt (französische Patentschrift 1 388 891). Diese bekannte Anordnung ist lediglich zum Bearbeiten von kegelförmigen öffnungen geringer Tiefe geeignet.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß beim Bohren oder Bearbeiten von konischen Bohrungen auch großer Tiefen der Neigungswinkel für die Bohrstange wesentlich größer als bisher eingestellt und dennoch ein einfacher, zuverlässiger Antrieb für die Vorschubspindel gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Antriebsteü ein Handrad dient, welches auf dem halterseitigen Ende der Bohrstange koaxial zu dieser unmittelbar vor einer Gabelung des Halters frei drehend angebracht ist, in welche Gabelung die Bohrstange mit einem flachen Abschnitt eingreift und als Einstelleinrichtung für die Neigung darin Querachsen und zum Festklemmen eine Klemmschraube vorgesehen sind, und daß das Handrad zur Übertragung der Antriebsbewegung auf den Werkzeugschlitten ein Innengewinde besitzt, in das ein Ritzel ein-

greift, welches, auf derselben Achse wie eine Schnecke sitzend, ein mit der Vorschubspindel verbundenes Schneckenrad treibt.

Gegenüber der bekannten Vorrichtung, von der bei der vorliegenden Erfindung als Gattung ausgegangen wird, ist hier das im bekannten Falle am auskragenden Ende der Bohrstange vorgesehene Antriebsteil zur Halteseite der Bohrstange verlegt. Dadurch wird die Voraussetzung geschaffen, daß ein größerer Neigungswinkel für die Bohrstange eingestellt werden kann, wobei die einfache Antriebsmöglichkeit für die Vorschubspindel erhalten bleibt. Auf Grund der Ausbildung des Halters mit einer Gabelung und der Bohrstange mit einem in die Gabelung eingreifenden flachen Abschnitt wird auf einfache Weise eine zuverlässige Halterung der Bohrstange, Verstellung ihrer Neigung und Feststellung der eingestellten Neigung durch Festklemmen geschaffen. Diese Einstellung und Feststellung der Neigung beeinträchtigt dabei in keiner Weise die Übertragung der Antriebsbewegung auf den Werkzeugschlitten mit Hilfe des Handrades, das zu diesem Zweck ein Innengewinde besitzt, in das ein Ritzel eingreift, welches zu einem auf einfache Weise im Ende der Bohrstange raumsparend unterzubringenden Untersetzungsgetriebe gehört.

Hierdurch erhält man einen einfachen, robusten Aufbau, der zudem eine raumsparende Anordnung ermöglicht.

Die raumsparende Anordnung des Antriebes gestattet es, in Weiterbildung der neuen Vorrichtung das Schneckenrad auf der Gewindestange frei drehbar zu lagern, der Vorschubspindel ein Kegelrad und ein von außen axial verschiebbares, mit der Vorschubspindel umlaufendes Kupplungsglied zuzuordnen, welches wahlweise mit dem Schneckenrad kuppelbar oder in eine Stellung verschwenkbar ist, in der ein von außen drehbares Antriebsrad in Eingriff mit dem Kegelrad gelangt. Hierdurch wird noch ein zusätzlicher Schnellantrieb mit Kupplung in dem dem Antriebskopf der Werkzeugmaschine zugewandten Ende der Bohrstange untergebracht.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

F i g. 1 zeigt die Vorrichtung in perspektivischer Ansicht;

F i g. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung, wobei Teile der Bohrstange weggebrochen sind;

F i g. 3 zeigt schematisch in Seitenansicht die Vorrichtung in ihrer Gebrauchsstellung an einer Werkzeugmaschine;

F i g. 4 zeigt im größeren Maßstab einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 4-4 der F i g. 2;

F i g. 5 ist ein Längsschnitt entlang der Schnittlinie .5-5 der F i g. 4 durch das eine Ende der Bohrstange;

F i g. 6 zeigt im größeren Maßstab einen Querschnitt durch den Werkzeugschlitten entlang der Schnittlinie 6-6;

F i g. 7 ist ein achsparalleler Schnitt durch den Werkzeugschlitten entlang der Schnittlinie 7-7 der Fig. 1, während

F i g. 8 eine Einzelheit im Schnitt zeigt, wobei der Schnitt entlang der Schnittlinie 8-8 der Fig.4 geführt ist.

Gemäß den Figuren weist die Vorrichtung 10 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Bohrstange 11 und einen Halter 12 auf, der eine Gabelung besitzt. Die Bohrstange ist an ihrem einen Ende mit einem flachen Abschnitt 13 versehen, der in die Gabelung des Halters 12 eingreift. Der Halter 12 läßt sich mit seinem konisch zulaufenden und mit einer Gewindebuchse versehenen Ende in den Antriebskopf 14 einer Werkzeugmaschine einsetzen, wie dies in F i g. 3 angedeutet ist. In dieser Figur ist die Bohrstange 11 schematisch in ihrer Arbeitsstellung gezeigt, in der eine konische Bohrung H in einem ίο Werkstück W mit der Vorrichtung 10 bearbeitet wird. In besonderen Fällen kann das freie Ende der frei auskragenden Bohrstange 11 noch zusätzlich mit Hilfe einer gestellfesten Unterstützung U bei 17 mit Hilfe eines radialen Armes 16 von veränderlicher Länge unterstützt werden. In der Regel ist eine solche Unterstützung jedoch nicht erforderlich.

Wie aus F i g. 1 und 2 hervorgeht, sind die Schenkel 18 der Gabelung des Halters 12 mit mehreren quer zur Achse der Vorrichtung 10 verlaufenden und in den beiden Schenkeln miteinander in Fluchtung stehenden 'oberen und unteren Bohrungen 19 versehen, durch die je nach Wunsch ein Schraubbolzen 20 geführt werden kann, der zugleich durch eine entsprechende Bohrung 21 des flachen Abschnittes 13 der Bohrstange 11 hindurchragt. Die Bohrungen 19 und die Schraubbolzen 20 bilden dabei Querachsen, mit deren Hilfe die Neigung der Bohrstange gegenüber der Achse des Kopfes der Werkzeugmaschine in weiten Grenzen verändert werden kann, und zwar je nachdem, in welche der Bohrungen 19 die Querbolzen eingesteckt werden. Die eingestellte Neigung kann mit Hilfe einer Klemmschraube 22 zuverlässig festgelegt werden, in dem die Schenkel der Gabelung fest gegen den flachen Abschnitt 13 gepreßt werden. Entlang der Bohrstange 11 erstreckt sich eine im Querschnitt schwalbenschwanzförmige Führung 24 für eine entsprechend ausgebildete Zunge 25 eines Werkzeugschlittens 26. Dieser weist einen in eine Bohrung des Schlittens einschiebbaren Werkzeughalter 27 und ein in diesem festlegbares Werkzeug 29 auf. Der Halter 27 läßt sich mit Hilfe einer Feststellschraube 31, die in eine Umfangseinbuchtung oder Ausnehmung 30 des Halters eingreift, sowie mit Hilfe einer Madenschraube 33 festlegen. Um die Einstellung des Werkzeuges 29 zu erleichtern, können auf die Oberseite des Werkzeugschlittens, wie bei 34 angedeutet, Markierungen vorgesehen sein.

Wie F i g. 6 zeigt, ist zur spielfreien Führung des Werkzeugschlttens 26 in einer Nut der Führung 24 ein entsprechender, das Spiel aufnehmender Keil 35 vorgesehen. Die Einstellung kann mit Hilfe der in die Bohrungen 38 einsetzbaren Schrauben 37 und der Gegenschrauben 39 in der üblichen Weise vorgenommen werden.

Durch die Bohrstange 11 erstreckt sich in Längsrichtung entlang einer Ausnehmung 42 eine Vorschubspindel 41, die an ihren Enden in Kugellagern 43 drehbar gelagert ist. Das dem Halter 12 zugewandte Lager 43 der Vorschubspindel 41 ist in einer Kammer 44 des abgeflachten Abschnittes 13 angeordnet. Diese Kammer dient zur Aufnahme eines nachfolgend zu beschreibenden Getriebes.

Um die Vorschubspindel 41 gegen Beschädigungen durch Fremdkörper, wie Staub, Schmutz oder G5 Späne zu schützen, sind die Ausnehmung 42 und die Nut der Führung 24 durch flexible dünne Bänder 46 und 49 abgedeckt, welche in Führungen 48 gemäß F i g. 6 gleiten und durch unter Federvorspannung

stehende Spulen 47 bzw. 50 straff gespannt gehalten und aufgewickelt werden, wenn sich der Schlitten 26, der mit der Vorschubspindel 41 über eine Wandermutter gemäß F i g. 6 im Eingriff steht, entlang der Nut der Führung 24 hin- und herbewegt. '

Das dem Halter 12 zugewandte Ende der Gewindespindel 41 ragt über das Lager 43 in die Kammer 44 hinein und trägt frei drehbar ein Schneckenrad 52, mit dem einstückig ein von der Vorschubspindel 41 weg weisender Abschnitt 54 einer Klauenkupplung ragt. Der damit zusammenwirkende Abschnitt 55 der Klauenkupplung ist auf der Verlängerung 53 der Vorschubspindel 41 befestigt. Normalerweise stehen, beide Kupplungsabschnitte 54, 55 zur Übertragung eines Drehmomentes im Eingriff.

Das Schneckenrad 52 kämmt mit einer Schnecke 57, die gemäß Fig.4 mittels Lager 58a, 58b in einer Querbohrung 59 des Bohrstangenendes oberhalb des Schneckenrades 52 gelagert ist. In F i g. 4 weist die Schnecke 57 am linken Ende in der Zeichnung ein sternförmiges Antriebselement 60 auf, dessen Sternarme 65 in das Innengewinde 64 eines Handrades 62 eingreifen, welches mittels Halteringen 63 axial unverschieblich, jedoch in Umfangsrichtung gegenüber dem Ende der Bohrstange 11 frei drehbar auf dem Bohrstangenende gelagert ist. Das Innengewinde 64 weist eine geringe Neigung, jedoch einen großen Radius auf. Das Handrad 62 kann eine äußere Rändelung aufweisen, um das Festhalten mittels Hand zu erleichtern. Mit Hilfe des Handrades kann dann, wenn die Bohrstange 11 mit Hilfe des Antriebskopfes der Werkzeugmaschine in Drehung versetzt wird, der Schlitten 26 entlang seiner Führung 24 verschoben werden, indem durch Festhalten des Handrades 62 die Schnecke 57 und über diese die Vorschubspindel 41 in Drehung versetzt werden, sofern die Klauenkupplungsabschnitte 54, 55 im Eingriff stehen.

Gemäß F i g. 5 weist der Abschnitt 55 der Klauenkupplung im axialen Abstand einen Kragen 66 auf, der zusammen mit dem Klauenkupplungsabschnitt 55 auf einem mit achsparallelen Keüen und Keilnuten versehenen Abschnitt der Verlängerung 53 der Vorschubspindel 41 verschiebbar ist. Der mit den Keilen und Keimuten versehene Abschnitt ist mit 67 bezeichnet. Der Kragen 66 wird normalerweise mit Hilfe einer Feder 68 in F i g. 5 nach links vorgespannt und dadurch die Kupplungsabschnitte 54 und 55 in gegenseitigem Eingriff gehalten. Das andere Ende der Feder 68 stützt sich an einem Kegelrad 70 ab, das mit der Vorschubspindelverlängerung 53 drehfest verbunden ist. Bei 72 ist ein in die Kammer 44 ragender Schwenkarm 71 gelagert, der mittels eines seitlichen Stiftes 73 in die zwischen dem Kupplungsabschnitt 55 und dem Kragen 66 gebildete Nut ragt. Je nach Verschwenkungsrichtung des Schwenkarmes 71 wird die verschiebbare Einheit aus Kupplungsabschnitt 55 und Kragen 66 in oder außer Eingriff mit dem Kupplungsabschnitt 54 verschoben. Der Schwenkarm ist an seinem freien Ende abgewinkelt und steht mit der Stirnseite eines weiteren Kegelrades 75 in Berührung. Dieses Kegelrad ist mit Hilfe einer zylindrischen Nabe 76 in einer radialen Bohrung 77 des flachen Abschnittes 13 radial verschiebbar gelagert, so daß es wahlweise in und außer Eingriff mit dem mit der Verlängerung 53 der Vorschubspindel 41 drehfest verbundenen Kegelrad 70 gebracht werden kann. Die Nabe 76 ist mit einer Sechskantausnehmung versehen, in die ein Antriebsschlüssel 78 eingeschoben werden kann.

Wird der Antriebsschlüssel 78 eingeführt und mit diesem das Kegelrad 75 in F i g. 5 nach unten gedrückt, so gelangt dieses Kegelrad in Eingriff mit dem Kegelrad 70, während gleichzeitig über den Schwenkarm 71 der Kupplungsabschnitt 55 außer Eingriff mit dem Kupplungsabschnitt 54 gedrückt wird. F i g. 5 zeigt die entkuppelte Stellung. In dieser Stellung kann die Vorschubspindel 41 über den Antriebsschlüssel 78 direkt, d.h. unter Umgehung des Untersetzungsgetriebes, in Drehung versetzt werden. Man erhält dadurch also einen Schnellvorschub für den Werkzeugschlitten 26. Wird der Antriebsschlüssel 78 aus der Nabe 76 herausgezogen, so sorgt die Feder 68 selbsttätig dafür, daß die beiden Kegelräder 70 und 75 außer Eingriff gelangen, während die Klauenkupplungsabschnitte 54, 55 zur Wirkung gebracht werden, so daß der weitere Vorschub des Schlitttens 26 nur mit Hilfe des Handrades 62 von der Drehbewegung des Antriebskopfes der Werkzeugmaschine abgeleitet werden kann.

Zur Erleichterung des Zusammenbaus weist die Kammer 44 eine rückwärtige öffnung 80 auf, die durch einen Stöpsel 81 verschlossen ist.

Um die Arbeit der Bedienungsperson zu erleichtern und die Notwendigkeit zu umgehen, daß während des Vorschubs des Werkezugschlittens 26 stets das Handrad 62 gegen Mitdrehen gehalten werden muß, kann in dem Handrad 62 ein seitlicher Vorsprung 83 mit einem Schlitz 84 vorgesehen sein, in dem der Schenkel 85 eines rechtwinklig abgebogenen Anschlagteils 86 schwenkbar mit Hilfe von in Nuten 89 des Schenkels eingreifende Sperrkugeln 87 gelagert ist, die durch Federn in Querbohrungen 88 in Eingriffsstellung vorgespannt sind. Das Anschlagteil 86 kann von der Bedienungsperson erfaßt oder zur Anlage an ein Widerlager gebracht werden, wobei bei Überschreiten vorbestimmter Drehmomente das Anschlagteil 86 selbsttätig aus einer in den Fig. 4 und 8 gezeigten Kupplungsstellung heraustreten und das Handrad 62 freigeben kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bohren konischer Löcher mit einer Bohrstange, die an einem in dem Antriebskopf einer Werkzeugmaschine einsetzbaren Halter um eine zur Drehachse senkrecht verlaufende Achse neigbar ist, sich in der gewählten Neigung festklemmen läßt und frei auskragend unterstützt ist und in der eine Vorschubspindel drehbar gelagert ist, die mit einer Mutter eines entlang der Bohrstange yerfahrbaren Werkzeugschlittens zusammenwirkt und von einem mit der Bohrstange um die Drehachse des Antriebskopfes umlaufenden Antriebsteü in Abhängigkeit von der relativen Umlaufbewegung der Bohrstange zu einem nicht mitumlaufenden Teil antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsteil ein Handrad (62) dient, welches auf dem halterseitigen Ende der Bohrstange (11) koaxial zu dieser unmittelbar vor einer Gabelung des Halters (12) frei drehend angebracht ist, in welche Gabelung die Bohrstange (11) mit einem flachen Abschnitt (13) eingreift und als Einstelleinrichtung für die Neigung darin Querachsen (19, 20) und zum Festklemmen eine Klemmschraube (22) vorgesehen sind, und daß das Handrad (62) zur Übertragung der Antriebsbewegung auf den Werkzeugschlitten (26) ein Innengewinde (64) besitzt, in das ein Ritzel (65) eingreift, welches, auf derselben Achse wie eine Schnecke (57) sitzend, ein mit der Vorschubspindel (41) verbundenes Schneckenrad (52) treibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad (52) auf der Vorschubspindel (41) frei drehbar gelagert ist, die Vorschubspindel ein Kegelrad (70) und eine von außen axial verschiebbare, mit der Vorschubspindel umlaufende Einheit (55, 66) aufweist, die wahlweise mit dem Schneckenrad (52) kuppelbar oder in eine Stellung verschwenkbar ist, in welcher ein von außen drehbares Kegelrad (75) als Antriebsrad in Eingriff mit dem auf der Vorschubspindel (41) sitzenden Kegelrad (70) gelangt.