DE1917646A1

DE1917646A1 - Vorrichtung zum Fertigbohren

Info

Publication number: DE1917646A1
Application number: DE19691917646
Authority: DE
Inventors: Porath Gordon Howard
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1968-04-15
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1969-11-13
Also published as: US3496806A; GB1232566A

Description

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The Baboock & Wilcox Company
New York, New York 10017, Υ·3ΐ·Α·

Die Erfindung "bezieht sich auf das Pertigbohren und insbesondere auf das Fertigbohren eines Werkstückes, das eine tiefe Rohschnittbohrung besitzt«

Beim Eertigbohnsn von Werkstücken mit langen inneren Bohrungen treten allgemein verschiedene Probleme auf, wie die Vibration am Werkzeug, eine seitliche Abdrängumg der Bohrung und eine starke Werkzeuge bnutzuixg« Diese Probleme sind alle auf die gleiche G-rundursaehe zurücksufuhren.j, die darin besteht, daß der Bohrkopf von Fatür aus lang ist, Platterbewegungen ausführt iaad alclit gelagert ist«, Das muß notwendigerweise so sein, da der Botekopf sich weit in das Werkstück hineinerstrecken muß ρ im lall eines Eaaonenrohrs ₉ um eine Strecke, nicht weniger als das Zwansigfaehe oder mehr seines Durchmessers© Ein© andere potentielle Quelle eines Abdräagens zur Seit® besteht ia der Unmöglichkeit, die Anfangsrichtung der Bohnaag genau aazusetzen© Ss ist allgemeine Praxis, das Werkzeug ia di© Bohrung eintreten zu lassen mittels einer iielfelS.ee _g um ©ine Anfangsausfluchtung zu erzielen, aber wesa di© tfeEkseugbohrung lose ist, abgegriffen ist oder nicht genau rraad, kann ein Angriffswinkel zu der Startausfluchtung hinzugeführt werden, der hernach den Bohrvorgang verschlechtert,

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Das gegenwärtige Verfahren der Führung γοη Bohrwerkzeugen be= steht darin, hinter dem Werkzeug einen futterholz-Abnutzungs- und Jjiihrungsschuh anzuordnen^ um das Werkzeug in den Bohrdurehmesser einzusetzen» Dieser kann entweder festgelegt₉ einstellbar oder federvorgespannt sein« Die Anwendung solcher Schuhe hat Nachteile, die in der Schnelligkeit der Schuh- und Werkzeugabnutzung bestehen, in den Kosten des erneuten Packens und d@r Unfähigkeit, die WerkseugvibrationeB. zu Baterdrücken und die Ausfluehtung aufrecht zu erhalten® Es kam nicht gesagt werden«, da® si© eine befriedigende iiSaimg des Problems darstel·= Ifgn* . . - ■ ·

Da nichts getan werden kann an dem langen Überhangs, der das Ergebnis des langen Bohrweges in das Werkstück "ist oder an der ead@n Steifigkeit d®r lagerstaag©₂ die sich aus der Be=

des DarciamessüEe aufgrund d©r Bohrnag ergibt, muß Irgeadela© ferbesserisag der linrichtiaag auf dl© Yerbesserung d@r SteifIgfcelt uad dem JFreissIn voa ?I"br.atioa@a des Pührungs= kopfes seifest gerichtet w@rd@a raid äl@s Ist der Bereichs womit sich die vorliegend© Erflnetaag TbefaSto Ss ist zu bemerken ₉ daß Is-geateln© Abaalnie an ¥lbratloa@a ®udk äen Betrag des Yer~ sciuLeißes des Werkzeuges verringert₀ ■-- "

Es erseheint auch, als sehr vjunscheiis^jurt, in der lage zu sein^, tiefe Bohrungen zu-bohren ohne eine Rückzugslinie, wenn das Werkzeug zurückgezogen wird; zu wissen, wann man vom Schnellen abgeht beim Einführen In das Werkstück für einen späteren

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Durchgang, nachdem das Werketück abgenutzt worden ist, ohne die lange Verzögerung, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit verringert wird auf die Zuführgeschwindigkeit zu bald oder das Risiko des Abbrechens oder der vorzeitigen Abnutzung des Werkzeugs oder des Einschneiden^ in das Werkzeug, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit zu spät verringert wird; und in der Lage zu sein, eine Steuerung oder Regelung des Böhrungsdurchmessers durchzuführen, um fortlaufend die Werkzeugabnutzung zu korrigieren.

Natürlich würde bei irgendsolchen Verbesserungen bei dem !Fertigbohren von tiefen Bohrungen eine geeignete Anpassung einer Auftreffbu.ch.se anwendbar sein, um die Bohrungen einer gewöhnlichen oder Zwischentiefe in verschiedenen Graden fertigzubohren.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Verfügbarmachung einer Vorrichtung zum Pertigbohren, die anfänglich in die Rohbohrung in sachgemäßer Beziehung eingesetzt wird und die fortgesetzt eine stabile genaue Beziehung der Endbohrung in Bezug auf die aufeinanderfolgend fertig gebohrten Teile aufrecht erhält, so daß die gesamte Pertigbohrung vollständig konzentrisch ist.

Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung umfassen eine Vorrichtung zum Fertigbohren, die bei sehr langen Bohrungen anwendbar ist, die wirksam Werkzeugvibrationen unterdrückt, die keine

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Vibration von der Reibungswirkung mit dem Werkstück oder der Auftreffbüchse während des Führungsvorganges erzeugt, und die gesteuert werden kann,_>um eine Rückzugslinie mit einem Einpunkt-Werkzeug zu vermeiden»

Weitere Ziele der Erfindung bestehen darin, eine "Vorrichtung 'zum Fertigbohren verfügbar zu machen, bei der ein Steuersystem abtastet und die Werkzeugabnutzung korrigiert und die abtastet und die sachgemäße Zeit signalisiert für einen übergang von " dem schnellen Zuführvorschub des Werkzeugkopfes₀

Die hier offenbarte Vorrichtung zum Fertigbohren umfaßt einen Support für das Werkstück und einen Bohrträger, der für eine Axialbewegung in Bezug auf das Werkstück gelagert ist, das sich relativ zu dem Bohrträger dreht. Der Bohrträger umfaßt ein Teil, das rückwärtig im Abstand von dem Werkzeug angeordnet ist, das eine Vielzahl von Sätzen über den Umfang im Abstand voneinander angeordneter Drucktaschen aufweist* Jeder k Drucktasche ist eine Drossel zugeordnet und eine Drückmittelquelle führt ein Druckmittel zu jeder Drossel zu. Ein Führungsglied, das drehbar oder auch nicht drehbar sein kann, ist benachbart dem Ende des Werkstücke gelagert und besitzt eine Bohrung, -durch die sich der Bohrträger erstreckt, wie er zum Werkstück zugeführt wird. Der Durchmeseer des Führungsgliedes ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Teils des Bohr— trägers, in dem Drucktaschen vorgesehen sind. Wie der Bohrträger zu dem Werkstück zugeführt wirä_f strömt durch die Drucktaschen fließendes Druckmittel in einem dünne» JPilm zwi-

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sehen den Flächen..des Führungsglie'des und dem Teil des Bohrträgers, auf dem Drucktaschen ausgebildet sind, so daß das Ende des Bohrträgers in stabiler, genauer Lage in Bezug auf das Werkstück gehalten wird« Wie der Bohrträger weiter in das Werkstück zugeführt wird, setzt das Werkzeug das Fertigbohren fort und die Drucktaschensätze werden aufeinanderfolgend in Zusammenwirkung mit der fertigen Bohrung bewegt, so daß das Druckmittel jetzt zwischen dem Bohrträger und dem Werkstück strömt, um fortgesetzt das Ende des Bohrträgers in stabiler, genauer Lage in Bezug auf das Werkstück zu halten.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden« In den Zeichnungen zeigen:

Pig, 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung} Pig« 2 eine Teilschnittansicht im vergrößerten Maßstab längs der Linie 2-2 in Pig, 1;

Pig« 3 eine Endansicht des Bohrträgers nach Pig, 1; Pig· 4 eine Teilseitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;

Pig· 5 eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 in Pig· 4; Pig· 6+7 Diagramme, die die relative Lage des Werkstücks und des Werkzeugs in unterschiedlichen Betriebsstellungen in der Form der Erfindung nach den Figuren 4-und 5 zeigen;

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Pig. 8 einen Querschnitt einer weiteren abgewandelten'Ausführungsform der Erfindung; ·. .".

Pig. 9 eine Teilseitenansicht in Richtung des Pfeiles 9 in Pig. 8;

Pig. 10 eine schematische Darstellung, teilweise im Schnitt einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 11 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 12 eine schema tische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 13 eine schematische Ansicht»teilweise im Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 14 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 15 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 16 eine schema tische Ansicht, teilweise im Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und

Pig· 17 eine schema tische Schnittansicht längs der Linie 17-17 in Pig· 15·

In Pig· 1 ist eine Torrichtung zum Pertigbohren gemäß der Erf ladung gezeigt, die ein Maschinenbett 10 umfaßt längs dem sich ein Schlitten 11 bewegt mittels eines Zylinders 12, dessen EoI-. benstange 13 mit dem Schlitten verbunden ist· Der Schlitten_ί;: ist vorzugsweise mittels hydrostatischer Lager gelagert in der

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Weise, wie es in dem auf die Anmeldungen zurückgehenden USA-Patent 3.231.319 dargestellt ist. Das Spannfutter 14 ist drehbar auf dem Maschinenbett 10 gelagert und hält das Werkstück -W fest, das eine rohe Bohrung aufweist. Der Schlitten 11 trägt einen Bohrträger 15, auf dem ein Werkzeug T an dem Ende montiert ist. Der Kopf 16, benachbart an der rückwärtigen Seite dea Werkzeugs T,besitzt eine genau ausgebildete zylindrische Fläche und eine Vielzahl über den Umfang im Abstand voneinander angeordnete Druckkissensätze 17, Jedes Druckkissen ist mit einer Drossel 18, vorzugsweise in der Form einer Kapillarrohre, versehen. Radial sich erstreckende Durchgänge 19 stellen eine Verbindung mit dem axialen Kanal 20 durch den Bohrträger 15 zu dessen Ende her. Ein Druckmittel, vorzugsweise eine hydraulische Flüssigkeit, die ein Kühlmittel umfaßt, das für den Schneidvorgang Verwendung findet, wird durch die öffnung 21 eingeführt.

Ein Führungsteil 22 ist auf dem Maschinenbett befestigt und besitzt eine genau zylindrisch geformte Fläche 23, die nahezu gleich dem Durchmesser des Kopfes 16 des Bohrträgers ist.

Anfänglich wird die Vorrichtung eingerichtet, wie Fig, 1 zeigt, wobei das Ende des Bohrträgers in dem Führungsteil 22 ist und das Werkzeug I sich von diesem nach außen erstreckt. Wenn in dieser Stellung ein Druckmittel durch die öffnung 21 zugeführt wird und zu den Durchgängen 20 und 19 und den Drosseln 18 zu den Druckkissen fließt, strömt es hernach nach

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außen in einem dünnen PiIm zwischen den Flächen des Kopfes und der Fläche 23 und der Führung 22, Dadurch wird das Ende des Bohrträgers in stabiler, genauer lage in Bezug auf die - Führung 22 gehalten· Wenn das Werkstück W sich dreht, wird der Bohrträger 15 axial durch die Betätigung des Zylinders 12 verschoben, wobei das Werkzeug T die Bohrung die Bohrung des 'Werkstücks endbearbeitet bzw. fertigbohrt. Wenn sich der Bohrträger in das Werkstück bewegt, bewegen sich die folgenden Sätze der Druckkissen 17 zu den Abschnitten der Bohrung, die

™ bereits fertig gebohrt sind, und das Druckmittel fließt zwischen den Flächen des Kopfes 16 und den endbearbeiteten Flächen der Bohrung in dem Werkstück W und hält das Werkzeug in stabiler, genauer lage in Bezug auf das Werkstück W, ohne einen Metall-zu-Metall-Kontakt, Die weitere Bewegung des Bohrträgers bewirkt, daß er sich aus dem Führungsteil bewegt, so daß er nur durch die Wechselbeziehung der Druckkissen mit der hindurchströmenden Flüssigkeit zwischen den Flächen des Kopfes 16 und der fertiggebohrten Abschnitte des Werkstücks W geführt

) wird.

Die Zahl der Drückkissensätze 17 ist vorzugsweise wenigstens 3 und jeder Satz umfaßt vorzugsweise 6 Druckkissen 17, Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Fertigbohrung des Werkstücks W etwa gleich dem Durchmesser des Kopfes 16 ist.

Der Ausdruck "im wesentlichen gleich dem Durchmesser", wie er im Zusammenhang mit dem Durchmesser des Kopfes 16 und der

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Pläche 23 und der'Fertigbohrung des Werkstückes W benutzt wird, meint, daß der Zwischenraum zwischen diesen Flächen im Bereich zwischen 0,002 Zoll und 0,0001 Zoll und vorzugsweise zwischen 0,001 Zoll und 0,0001 Zoll liegt·

In der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsform "besitzt der Kopf 25 des Bohrträgers wenigstens drei längs im Abstand voneinander angeordnete Druckkissensätze· Jeder Druckkissensatz umfaßt wenigstens 6 Druckkissen, die in Gruppen angeordnet sind, die zwei Paare diametral gegenüberliegender Druckkissen 26 und diametral gegenüberliegender Druckkissen 27» 28 umfassen« Einem jeden Druckkissen sind Drosseln R zugeordnet· Die den Druckissen 26 zugeordneten Drosseln haben eine bestimmte Größe, während die Drosseln, die den Druckkissen 27 zugeordnet sind, einen kleineren Durchmesser aufweisen, wodurch ein größerer Drosseleffekt erzielt wird als bei den Drosseln, die dem Druckkissen 26 zugeordnet sind, und die den Druckkissen 28 zugeordneten Drosseln haben einen größeren Durchmesser/ um eine geringere Drosselwirkung als die den Druckkissen 26 zugeordneten Drosseln zu erzeugen· Zusätzlich werden die DrucHissen 26 von einer mittigen Axialbohrung 29 versorgt, während jedes Druckkissen 27» 28 seine eigene getrennte Zuführung durch parallel axial verlaufende Bohrungen 30, 31 besitzt.

Einer jeden Bohrung 29, 30 und 31 sind Ventile zugeordnet, so daß das su jeder der Bohrungen und wiederum zu den züge ord-

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- ίο -

neten Druckkissen zugeführte Druckmittel kontrolliert werden kann, Wenn alle Ventile offen sind, so daß das Druckmittel zu allen Druckkissen zugeführt wird, erzeugt die geringere Drosselwirkung der den Druckkissen 28 zugeordneten Drosseln eine Kraft, die das Bestreben hat, den Bohrträger in exzentrischer . Lage zu der Pührung 22 zu halten und wiederum zum Werkstück, so daß das Werkzeug T sich in einer Schneidstellung befindet, wie schematisch in Pig· 6 dargestellt ist· Wenn jedoch das zu * den Druckkissen 27» 28 zugeführte Druckmittel abgesperrt wird, haben die Druckkissen 26 das Bestreben, den Bohrkopf zu zentrieren und wiederum das Werkzeug außer Berührung mit dem Werkstück zu bewegen, so daß das Werkzeug zurückgezogen wird, wie es in Pig· 7 zu sehen ist.

In der in den Pig· 8 und 9 dargestellten Ausführungsform ist der Zopf 35 des Bohrträgers mit längs im Abstand voneinander angeordneten Druckkissen versehen· Jeder Satz umfaßt im gleichen Abstand vorgesehene Druckkissen 36, 36*« Die Druckkissen 36 sind von gleicher Größe und haben gleichgroße zugeordnete Drosseln, so daß der Druck in den Kissen gleich groß ist* Die Druckkissen 36· sind von kleinerer Größe, aber besitzen eine größere Drossel, so daß der Durchschnittsdruck Über die kleinen Druckkissen 36* und Ihren zugeordneten Stegbereich 36a' gleich dem Durchschnittsdruck über den Druckkissen 36 und den. zugeordneten Stegbereichen 36a ist· Druckmittel wird zu den Druckkissen 36 durch die Axialbohrung 37 und die Rad.ialdurchgäng· 38 zugeführt und zu den Druckkissen 36» durch ein sole-

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noidbetätigtes Ventil 39» die Axialbohrung 40 und den radialen Durchgang 41. Wenn Druckmittel zu allen Druckkissen 36, 36* zugeführt wird, wird der Bohrkopf 35 in stabiler, genau zentrierter Lage in Bezug auf die Führung 22 und das Werkstück gehalten, wenn der Bohrträger in das Werkstück bewegt wird. Wenn jedoch das Ventil 39 betätigt wird, um den Fluß zu dem Druckkissen 36* zu unterbrechen, während das Werkstück sich fortgesetzt dreht, ist der hydrodynamische Druckfilm von geringerer Größe als der Durchschnittsdruck mittels des Ventils 39, aber noch von merklicher Größe erzeugt durch die Drehung. Er wird erzeugt quer über den Stegen 36a^f benachbart dem Druckkissen 36·. Dadurch entsteht das Bestreben, den Bohrträgerkopf 35 in eine exzentrische Lage zum Werkstück oder nach unten, gesehen in Fig. 8, zu bewegen, wobei das Werkzeug T außer Berührung mit dem Werkstück kommt, so daß der Bohrträger zurückgezogen werden kann.

Um eine Zurückziehung des Werkzeugs in der Form des Bohrkopfes 35* zu ermöglichen etwa gleichartig zu der nach den Figuren 8 und 9 für den Fall, wenn das Werkstück sich nicht relativ zum Werkzeug dreht, kann, wie schematisch in Figur 10 dargestellt ist, dem Bohrkopf 35 ein Vier-Wege-Ventil 42 für das Druckkissen 36* zugeordnet werden, welches die gleichen Abmessungen wie das Kissen 36 hat, so daß es wahlweise entweder den vollen Druck oder einen verminderten Druck zu dem Druckkissen 36 durch ein Druckreduzierventil 43 zuführt,

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Im normalen Betrieb ist das Ventil 42 so eingestellt, daß ein verminderter Druck zu dem Druckkissen 36^f zugeführt wird« Wenn das Werkzeug zurückgezogen werden soll, wird das Ventil 42 verstellt, um den vollen Druck zum Druckkissen 36* zuzuführen, das das Bestreben hat, eine Ausgleichskraft zu erzeugen, die den Kopf zentriert und somit das Werkzeug T von dem Werkstück .wegbewegt oder, gesehen nach Pigur 10, nach unten bewegt.

In der in Figur 11 gezeigten Ausführungsform der Erfindung, die für den Anwendungsfall gedacht ist, daß das Werkzeug so eingestellt wird, daß ein Schneiden stattfindet, wenn der Kopf zentriert ist, ist der Bohrkopf 45 mit längs im Abstand voneinander angeordneten Druckkissensätzen versehen. Jeder Satz umfaßt gleich über den Umfang im Abstand voneinander angeordnete DrucMssen 46, von denen eines mit 46 ^t bezeichnet ist und benachbart dem Werkzeug T ist, wobei den Druckkissen Drosseln 47 von gleicher Größe zugeordnet sind. Ein Druckmittel wird zu jedem Druckkissen durch eine mittige Axialbohrung und radiale Durchgänge 49 von einer Druckmittelquelle zugeführt. Das Druckkissen 46«, das benachbart dem Werkzeug T ist, wird durch eine Hilfsdrossel 50 versorgt, die gespeist wird mit einem wahlweisen Druckmittel eines Ventil 51 durch einen axial sich erstreckenden Durchgang 52 und einen Radialdurchgang 53. Die Drossel 50 ist größer als die Drosseln 47. "Beim normalen Betrieb ist das Ventil 51 so eingestellt, daß kein Druckmittel durch die Drossel 50 fließt, so daß der Bohrkopf in mittiger Stellung in Bezug auf die Führung 22 und das Werkstück" gehalten wird, wenn er in das Werkstück eindringt. Wenn

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das Werkzeug zurückgezogen werden soll, wird das Ventil 51 betätigt, um Druckmittel zu der Drossel 50 zuzuführen, um den. Druck in dem Druckkissen 46 ^l zu erhöhen, wodurch der Bohrkopf 45 sich in eine exzentrische Lage in Bezug auf das Werkstück bewegt, so daß das Werkzeug ohne Berührung mit dem Werkstück* zurückgezogen werden kann«

In der in Figur 12 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der Bohrkopf 55 mit längs im Abstand voneinander angeordneten Druckkissensätzen 56, wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen der Erfindung, versehen» Jeder Druckkissensatz umfaßt über den Umfang im Abstand voneinander angeordnete Kissen 56 und zugeordnete Drosseln 57 gleicher Größe,und ein Druckkissen 58 von geringerer Größe ist mit einer solchen Drossel 59 versehen, daß der Druck in dem Druckkissen 53 geringer als in den Druckkissen 56 ist, wenn Druckmittel zu jedem Druckkissen zugeführt wird, so daß beim Zuführen von Druckmittel zu jedem Druckkissen der Bohrkopf in exzentrischer lage bleibt, wobei das Werkzeug gegen das Werkstück gehalten wird« Eine Hilfsdrossel 60, die mit Druckmittel durch eine axiale Bohrung 61 versorgt wird, und ein Ventil, wie das Ventil 51 in Figur 11, sind vorgesehen* Wenn das Werkzeug zurückgezogen werden soll, wird Druckmittel zu der Drossel 60 zugeführt, wobei der Druck in dem Druckkissen 58 erhöht wird, um den Bohrkopf in eine zum Werkstück zentrierte lage zu bewegen und somit das Werkzeug ohne Kontakt mit dem Werkstück zurückgezogen werden kann«

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ORIGINAL -

In der in Figur 13 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Bohrkopf 65 mit längs im Abstand voneinander angeordneten Sätzen umfänglich im Abstand voneinander angeordneter Druckkissen 66 versehen, denen je eine Drossel zugeordnet ist und zu der Druckmittel durch die leitungen 67, 68 zugeführt wird. Der Druck in dem Kissen 66a, das umfänglich in Bezug auf das Werkzeug ausgerichtet ist, wird über eine leitung 69 überwacht und der Druck in dem diametral gegenüberliegenden Druckkissen 66b wird durch eine leitung 70 überwacht. Den leitungen

™ 69, 70 sind zwei TJmsetzungsgeräte 71 bzw. 72 zugeordnet. Ein Vergleichsdruck geht durch ein TJmsetzungsgerät 73· Die Abgabe des Vergleichsumsetzungsgerätes 73 wird von der Abgabe der Umsetzungsgeräte 71, 72 durch Differentialverstärker 74» 75 abgezogen und der Differentialdruck zwischen den beiden Abgabesignalen von den Verstärkern 74, 75 wird verglichen, d.h. der eine wird von dem anderen in einem Differentialverstärker 76 abgezogen und in einem Gleichheitsprüfer 77 verglichen, um eine Warneinrichtung 78 auszulösen in dem Pail, daß ein Druckdifferential zwischen dem Kissen 66a und dem Kissen 66b einen vorbestimmten Betrag überschreitet, wie er durch einen Bezugswert 79» kennzeichnend für die Werkzeugabnutzung, erzeugt

• -

wird.

In der in Figur 14 dargestellten Ausführungsform der Erfindung _ ^wird ^ein® gleichartige Abtastung der Werkzeugabnutzung wie in Figur 13 erreicht mit der Ausnahme, daß das System auf Veränderungen im Druckmittelstrom anspricht, anstatt auf Änderungen

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ORfGlNAt SNSPECTED

des Flüssigkeitsdruckes. Wie Figur 14 zeigt, wird Druckmittel durch eine Öffnung oder eine andere Drossel 81 zu längs im Abstand voneinander angeordneten Sätzen von über den Umfang im Abstand angeordneten Druckkissen 82 zugeführt, denen Drosseln' zugeordnet sind. Wenn sich ein Werkzeug T abnutzt, fließt ein zusätzlicher Strom zu den Druckkissen, Der erhöhte Druckmittelstrom wird abgetastet durch einen größeren. Druckabfall über der Öffnung 81, wie es durch einen Differentialübersetzer 83 abgetastet wird. Die öffnung 81 muß groß genug sein (d.h. sie muß eine genügend kleine Änderung im Druckabfall aufweisen, die dem vollen Bereich der Strömung entspricht, die über den Bereich des zu erwartenden Spalts auftritt) , so daß seine Druckabfallsänderung nicht die Punktion des Lager- oder Abschneidabgabedruckes und die Strömung verfälscht, um sich beispielsweise der zu überwachenden Hauptstromänderung zu überlagern. Die Abgabe des Differentialumsetzers geht durch eine Signalkonditioniereinrichtung 84 und eine Summiereinrichtung 85, die das Signal mit einem Bezug 86 vergleicht. Der Ausgang der Summiereinrichtung 85 zieht entweder den Bohrkopf 80 zurück, wenn sie während eines Bohrvorganges benutzt wird, oder stoppt den schnellen Vorschub des Bohrkopfes im EaIl, daß das System eingeschaltet wurde, wenn der Bohrkopf in das Werkstück eintritt und bevor er die Arbeitsstellung in dem Werkstück erreicht hat. Wie dargestellt, ist ein erster Vergleichsprüfer 86 dazu bestimmt, ein Relais 87 für die Zurückziehung des Bohrkopfes anzuregen. Ein zweiter Vergleichsprüfer 88 ist dazu bestimmt, ein Relais 89 anzuregen.

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und den schnellen Vorschub Ses Bohrkopfes zu beendigen· In beiden diesen Betriebsarten Ist es offensichtlich, daß der Axialabstand zwischen dem Werkzeug T und dem führenden Kissen

- ein Minimum sein muß·

In der in den Figuren15 und 17 dargestellten Ausführungsform «der Erfindung wird im Bohrkopf 90 ein Druckmittel zu längs im Abstand voneinander angeordneten Sätzen umfänglich im Abstand vorgesehener Druckkissen 92 und zugeordneten Drosseln zugeführt. Die Druckkissen sind in drei umfänglich, im Abstand vorgesehene Sätze unterteilt, nämlich die Druckkissen 92a benachbart dem Werkzeug, die Druckkissen 92b diametral gegenüberliegend dem Werkzeug und die Druckkissen 92c in d@n TJmfangs räumen zwischen den Druckkissen 92a und 92b· Die Kissen 92o werden direkt von der Druckleitung 120 versorgt und die Druckkissen 92a und 92b von Differentialabgabeöffnungen eines Servo-Ventils 91 über Leitungen 121 bzw· 122«

Abtastende Druckkissen 95a und 93b (Figur 17) Bind mit 90° zu den Druckkissen 92a und 92b vorgesehen und besitzen zugeordnete Drosseln und leitungen 94 bzw« 95, die zu Differentialumsetzern 96, 97 führen. Die Differantialumsetzer 96, 97 empfangen auch, die Zufuhr von den Druckkissen 92c» Die Abgaben der Differentialumsetzer werden in Bezug auf einen Bezugswert von einem Bezug 98 in einer Summiereinrichtung 99 summiert. Tritt ein Signal aus dem Summer 99 auf, das anzeigt, daß eine Abnahme im Spalt aufgrund der Werkzeugabnutzung vorhanden ist,

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ORIGINAL INSPECTED

wird ein Signal durch die leitung 100 gerichtet, um Differential-Steuersolenoide 101, 102 zu betätigen und ein Servo-Ventil seitlich zu verschieben, um ungleiche Druckmittelbeträge zu den Kissen 92a, 92b zuzuführen, um den Bohrträger in eine Lage zu verschieben, so daß der Schnitt vergrößert wird, Wenn das Signal einen vorbestimmten Wert überschreitet, wie er durch eine Bezugseinrichtung 103 eingestellt ist, und durch die Summiereinrichtung 104 verglichen wird, wird ein Relais 105 erregt, um eine Warneinrichtung zu betätigen und den Bohrkopf zurückzuziehen·

In der in Pigur 16 dargestellten Ausführungsform der Erfindung werden die Druckkissen 106» benachbart dem Werkzeug % und 107, diametral gegenüberliegend vom Werkzeug 3?, mit einem Druck durch ein Servo-Ventil 108 und leitungen 109, 110 versorgt, während die anderen umfänglichen Druckkissen 111 direkt mit Druckmittel versorgt werden· Eine vorbestimmte Programmeinrichtung wird eingestellt, um eine angenommene Werkzeugabnutzung, während der Bearbeitungsvorgang fortschreitet, auszugleichen, so daß der Druck in ü.®& Druckkissen 106, 107 verändert wird, um das Werkzeug immer in der sachgemäßen relativen Stellung zum Werkstück zu halten, indem der Druck in den Kissen 1Ö7 ansteigt und der Druck in den Kissen 106 abnimmt, um das Werkzeug in die angenommene sachgemäße Stellung zu bringen«

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Claims

1917648(1· !vorrichtung zum lertigbohren eines Werkstückes, das eine Rohbohrung aufweist, mit einem Werkstücksupportund einem Bohrträger, auf dessen einem Ende das Werkzeug sitzt, wobei Werkstück und Bohrträger eine relative axiale und Drehbewegung zueinander ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß der B ohr träger hinter dem Werkstück einen Bereich aufweist, der mit einer Vielzahl von Sätzen über den Umfang im Abstand voneinander angeordneter Druckkissen versehen ist, denen je eine Drossel zur Zuführung eines Druckmittels zugeordnet ist, wobei sich während einer axialen und Drehbewegung des Bohrträgers und des Werkstücks zueinander, die Druckkissensätze aufeinanderfolgend in die Bohrung bewegen und Druckmittel aus den Druckkissen in einen dünnen PiIm zwischen den die Druckkissen umgebenden Bereich und die fertig gebohrten Bohrungswände fließt, um den Bohrträger in stabiler genauer Lage zum Werkstück zu halten«

2« Vorrichtung nach Anspruch 1*, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart dem Werkstückende ein Eintrittsführungsteil vorgesehen ist, das eine genau ausgebildete Bohrung aufweist, deren Öröße etwa gleich dem Durchmesser der Werkstückboh·- rung ist, wobei Druckkissen für das axiale Hindurehbewegen des Werkzeugs durch das Hihrungsteil vorgesehen sind, so

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daß Druckmittel von den Druckte sehen in einem dünnen Film zwischen der Fläche des Werkzeugs und dem yührungsteil fließt, um den Bohrträger stabil in genauer Lage zum Werkstück zu halten, wenn der Bohrträger in das Werkstück eindringt.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrträger wenigstens drei Sätze von Druckkissen aufweist, und daß jeder Satz wenigstens 6 Druckkissen umfaßt,

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Bohrträgerabschnitts, der die Druckkissen aufweist, etwa den gleichen Durchmesser wie der fertig gebohrte Durchmesser des Werkstücks, bestimmt durch das Werkzeug des Bohrträgers, aufweist«

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Verändern des Druckmittelstroms in wenigstens einem der Druckkissen in einem der Druckkissensätze vorgesehen ist«

6· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Verändern des Druckmittelstroms in wenigstens diametral gegenüberliegend angeordneten Druckkissen in wenigstens einem Druckkissensatz vorgesehen ist.

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7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß eines der Druckkissen, das in vorbestimmter Lage zu. dem*Werkzeug ausgefluchtet ist, eine vorbestimmte Größe aufweist und daß die übrigen Druckkissen eine dazu unterschiedliche Größe besitzen, daß das eine Druckkissen eine größere Drossel als die anderen Druckkissen besitzt, so daß in normaler Lage der Druck in allen Druckkissen gleich ist und daß eine Einrichtung zur wahl- ^ weisen Steuerung des Druckmittelstromes zu dem einen Druckkissen vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung den Strom zu dem einen Druckkissen unterbrechen kann«

9. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Strom zu dem einen Kissen durch die Einrichtung veränderbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkissen in den Druckkissensätzen wie die zugeordneten Drosseln gleich groß sind, daß eine Hilfsdrossel einem der Druckkissen, das sich zu dem Werkzeug in einer ausgefluchteten vorbestimmten Lage befindet, zugeordnet ist und daß eine Steuereinrichtung für den Druckmittelstrom durch die Hilfsdrossel zu dem einen Druckkissen vorgesehen ist.

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11, Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung den Druckmittelstrom zu dem einen Druckkissen unterbrechen kann,

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einem der mit dem Werkzeug in Ausfluchtung sich befindenden Druckkissen eine Hilfsdrossel zugeordnet ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die den Druckmittelstrom zu dem einen Druckkissen durch die

" Hilfsdrossel verändert.

13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Druckvergleichung in den diametral gegenüberliegenden Druckkissen, die mit dem Werkzeug ausgefluchtet sind, mit dem Druck in den übrigen Druckkissen vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die ein Warnsignal erzeugt in dem Pail, daß das Druckdifferential einen vorbestimmten Wert Überschreitet«

15· Torrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Vergleich der Strömung in den Druckkissen, die mit dem Werkzeug ausgefluchtet sind, mit den diametral gegenüberliegenden Druckkissen vorgesehen ist.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet,'daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die ein Signal, ansprechend auf ein vorbestimmtes Druckdifferential erzeugt,

17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die ansprechend auf das erste Warnsignal ein Signal zum Zurückziehen erzeugt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die ein Signal erzeugt, das den schnellen Vorschub abstoppt und einen Vorschub in Schneidgeschwindigkeit ansprechend auf das Signal erzeugt.

19» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Hilfssatz über den Umfang im Abstand voneinander angeordneter Druckkissen mit zugeordneten Drosseln vorgesehen ist und daß eine Einrichtung den Druck in diesen Kissen abtastet«

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung den Strom zu den erstgenannten Druckkissen, die mit dem Werkzeug ausgefluchtet und diametral zu diesem angeordnet sind, ansprechend auf die Einrichtung zum Abtasten des Druckes in den Hilf ski as en, abwandelt.

909846/0623

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung für den. Druckmittelstrom zu den ausgefluchteten und diametral gegenüberliegenden Kissen in ungleichen Beträgen vorgesehen ist,

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Abtasten des Drukkes in den Druckkissen vorgesehen ist,

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung für den Strom in den Druckkissen, ansprechend auf ein vorbestimmtes Programm, vorgesehen ist,

24· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 231 dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Veränderung des Stroms in den Druckkissen, ansprechend auf Veränderungen des Druckes aufgrund der Werkzeugebnutzung, vorgesehen ist.

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