DE2409721C3 - Bohr- und Drehvorrichtung mit einer durch Flüssigkeitsdruck gesteuerten Einrichtung zum Abheben der Schneiden von einer bearbeiteten Fläche - Google Patents

Bohr- und Drehvorrichtung mit einer durch Flüssigkeitsdruck gesteuerten Einrichtung zum Abheben der Schneiden von einer bearbeiteten Fläche

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Description

Die Erfindung betrifft eine Bohr- und Drehvorrichtung mit einer durch Flüssigkeitsdruck gesteuerten Einrichtung zum Abheben der Schneide eines in einer Spindel radial eingesetzten Werkzeuges von einer bearbeiteten Fläche durch radiales Verlagern der gegebenenfalls ein einstellbares Spiel aufweisenden Spindel vor einem axialen Zurückfahren des Werkzeuges in eine Ausgangsstellung bei weiter umlaufender Spindel, wobei die zum Abheben dienende Radialkraft in einem von der Flüssigkeitsdrucklagemng Gebrauch machenden Gleitlager durch Ausbilden eines mit der Spindel und dem Werkzeug umlaufenden Flüssigkeitspolsters über Steuerteile erzeugbar ist.
Bei einer Vorrichtung dieser Art (DE-OS 18 12 671) wird das Abheben des Werkzeuges über ein radiales Verlagern der Spindel durch ein hydrostatisches Druckpolster erreicht. Es wird außerhalb der Spindel erzeugt und bedarf zur Erzielung der erforderlichen Druckhöhe eines erheblichen baulichen Aufwandes, der eine erhöhte Gefahr von Betriebsstörungen, insbesondere von Undichtigkeiten in den Zuführungen mit sich bringt
Darüber hinaus sind Einrichtungen zum Schneidenabheben bekannt (DE-PS 7 30 652, AT-PS 2 40130), welche jeweils die Abhebebewegung über einen
ίο Kniehebel erreichen. Diese wirken jedoch unmittelbar auf den Werkzeughalter bzw. das Werkzeug selbst und haben auf Grund der erforderlichen zahlreichen Arbeitsspiele während des Gebrauchs einen verhältnismäßig raschen Verschleiß an den Führungen zur Folge, welcher schnell zu Ungenauigkeiten bzw. Versatz der Schneidenposition führt.
Es ist auch eine hydrodjnamisch gelagerte Bohr- und Drehvorrichtung mit einer Einrichtunig zum Abheben der Schneide bekannt (Industrie-Anzeiger, 95. Jg, Nr. 105 vom 14.12. 1973, Seite 2492), die eine sich auf einem Lagerring abstützende, mit hydrostatischem Druck beaufschlagte Kolben-Zylinder-Einheit besitzt Bei dem Lagerring handelt es sich jedoch um den Innenring eines Kugelrillenlagers. Auch ist die Bestäti gung der Abhebevorrichtung an die gleichzeitige Betätigung einer Einrichtung zur Vergrößerung des Lagerspiels der Bohrspindellagerung geknüpft
Ausgehend von dem eingangs genannten Stande der Technik liegt hier die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der in Rede stehenden Gattung zu schaffen,
deren Einrichtung zum Abheben der Schneide von einer bearbeiteten Fläche einfacher im Aufbau und störunan fälliger als jene bekannte Vorrichtung ist
Zur Lösung der gestellten Aufgabe soll zum
Ausbilden des umlaufenden Flüssigkeitsdruckpolsters innerhalb des Gleitlagers von der bekannten hydrodynamischen Druckwirkung eines Keilspaltes durch Verlagerung eines als Teil des Gleitlagers auf der Spindel drehfest und radial bewegbar vorgesehenen
ίο Ringes in eine exzentrische Lage zur Spindelachse Gebrauch gemacht werden, in der er gegenüber der Spindel abgestützt ist.
Das Erzeugen einer hydrodynamischen Druckwirkung in einem Gleitlager durch Ausbilden eines
■»5 Keilspaltes ist an sich bekannt (Hütte-Taschenbuch für den Maschinenbau, Teil A, Berlin 1954, Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, Seite 66, Bild 11).
Für den hier herausgestellten Zusammenhang bot sich diese Maßnahme nicht ohne weiteres an.
In vorteilhafter Ausgestaltung des im Hauptanspruch herausgestellten Erfindungsgedankens soll bei einer Bohr- und Drehvorrichtung der eingangs genannten Gattung, bei welcher die Steuerteile durch eine Druckleitung mit dem Gleitlager in Verbindung stehen, der Verlagerung des Ringes ein zwischen Spindel und Ring eingelegter Dichtungsring sowie ein zwischen der Spindel und dem Ring innerhalb des von dem Dichtungsring eingeschlossenen Raumes aufstaubarer Druck dienen, wobei die daraus resultierende Kraft größer als jene im Keilspalt in dem Gleitlager erzeugte
Gegenkraft ist, und der Ring zu seiner exzentrisch
gelagerten Seite hin eine einen Teil der Druckleitung zum Gleitlager hin bildende radiale Bohrung aufweist.
Hierdurch gestaltet sich der Aufbau der Vorrichtung
besonders einfach. Gemäß einer anderen Art der Ausgestaltung des im Hauptanspruch herausgestellten Erfindungsgedankens soll der Verlagerung des Ringes ein bei Einrichtungen zur Schneidenabhebung bekann-
ter Kniehebel dienen.
Diese Art des Kniehebelgebrauchs wirkt sich nicht nachteilig auf die Führung des Werkzeughalters wie bei den bekannten, unmittelbar an diesem bzw. am Werkzeug angreifenden Einrichtungen aus.
Um auszuschließen, daß durch zu weite exzentrische Verlagerung der Spindel deren Lager Schaden nehmen, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Größe der exzentrischen Verlagerung des Ringes durch ein festes Anschlagteil begrenzt.
An Hand von Figuren ist das in den Ansprüchen als erfindungswesentlich Herausgestellte für zwei Ausführungsbeispiele erläutert Es zeigt
F i g. 1 die Ansicht einer Bohr- und Drehvorrichtung mit verschließbarer Druckleitung, teilweise im Schnitt,
F i g. 2 die Ansicht einer Bohr- und Drehvorrichtung mit Verstellung durch Kniehebel, teilweise im Schnitt
Die Drehspindel 1 ist nach F i g. 1 am Antriebs- und Werkzeugende in je einer Gleit- oder Wälzlagerring in einem Spindelstock-Gehäuse gelagert; sie besitzt beispielsweise an ihrem auskragenden Ende ein Drehoder Bohrwerkzeug 2.
Vor oder zweckmäßigerweise hinter der Lagerung an der Werkzeugseite ist als ein schmales Gleitlager 3 im Gehäuse der Drehspindel 1 ein Abhebering 4 mit gewissem radialem Spiel angeordnet, so daß derselbe sich nach einer Seite exzentrisch zur Spindelachse 1 bewegen kann. Auf der dazu gegenüberliegenden Seite ist der Abhebering 4 durch einen Stift 13 mit der Spindel so verbunden, daß er mit dieser umläuft. An der Seite des vorgesehenen radial-exzentrischen Spielraumes zwischen Ring und Spindel 1 ist etwa zur Hälfte der Umfangserstreckung dieses Spielraumes eine Nut 7 in die Drehspindel eingefräst, in welche ein elastischer Gummi- oder Kunststoff-Dichtungsring 8 eingelegt ist, so daß in diesem Bereich durch diesen abgedichtet ein Zwischenraum 9 zwischen Wellen-Umfangfläche und Ring-Innenfläche entsteht.
Im Ring 4 ist zur größten Exzentrizität hin eine kleine radiale Bohrung 5 angeordnet, die die Lagerfläche des Gleitlagers 3 mit dem abgedichteten Zwischenraum 9 verbindet.
Andererseits ist dieser Zwischenraum 9 beispielsweise durch einen radialen Kanal 11 und einen axialen Kanal 12 mit einem Steuerventil 10 mit Steuerschieber verbunden, so daß entweder über die Kanäle 11 und 12 ein Druckmedium, beispielsweise öl, wahlweise frei nach beiden Seiten hin durchfließen kann oder aber funktionsgemäß die Kanäle 11 und 12 gesperrt sind.
Bei Umlauf der Drehspindel 1 mit einer gewissen Drehzahl tritt folgender Funktionsablauf ein:
Da der Ring eine geringe exzentrische Lage zur Spindelachse teilweise durch eine geringe Vorspannung des Dichtungsringes 8 besitzt, bildet sich im engeren Lagerspalt zwischen der äußeren Lagerfläche des Gleitlagers 3 und der Umfangsfläche des exzentrisch liegenden Ringes 4 ein hydrodynamisches Druckfeld mittels des vorhandenen bzw. zugeführten Schmieröls im Lagerspalt 6, und zwar ein mit der exzentrischen Richtung des Ringes 4 umlaufendes Druckfeld an der durch die Exzentrizität gebildeten engsten Lagerstelle. Das Schmieröl tritt an dieser Stelle durch die radiale Bohrung 5 in den abgedichteten Raum 9 zwischen Spindeloberfläche und Innenfläche des Ringes 4 ein und v/ird durch die Kanäle 11 und 12 zum Steuerventil 10 geleitet, welches in geöffneter Stellung das Schmieröl frei nach außen durchfließen läßt Das hydrodynamische Druckfeld im Gleitlager 3 mit dem Ring 4 wird je nach DurchfluBmenge fast ganz abgebaut
Dies ist der normale Betriebszustand für die umlaufende Drehspindel für den Dreh- bzw. Feindreh-Arbeitsvorgang. Mit Betätigen des Steuerschiebers im Steuerventil 10 wird der Abflußkanal 11, 12, wie in der Zeichnung dargestellt, gesperrt, und nunmehr bildet sich im Zwischenraum 9 ein Druckfeld und damit eine Kraft, die größer ist als die aus dem hydrodynamischen Druckfeld herrührende Gegenkraft des Gleitlagers 3 mit dem exzentrischen Ring 4. Dadurch wird der Ring 4 weiter nach außen gedrückt und dort gehalten und durch beispielsweise eine Stell- bzw. Anlageschraube an einer weiteren Verlagerung gehindert, so daß ein engstmögliches Lagerspiel ohne die Gefahr einer metallischen Berührung der Lagerflächen entstehen kann. Aufgrund der beschriebenen Druckverhältnisse erfolgt eine radiale Verlagerung der Drehspindel nach innen, so daß die Werkzeugschneiden von der Oberfläche abgehoben werden.
Die Drehspindel bzw. der Drehspindelstock kann nun in seine Ausgangsstellung zurückgefahren werden, ohne daß Riefen in die fertiggedrehte Oberfläche des Werkstückes gezogen werden.
Für den nachfolgenden Arbeitsgang wird das Steuerventil 10, entweder hydraulisch oder elektrisch betätigt wieder in die Stellung gebracht, die einen freien Durchfluß des Druckmittels gestattet.
Nach F i g. 2 ist in der Drehspindel 1 ein sogenanntes Kniehebelsystem 14, 15 eingebaut, dessen einer Schenkel 15 sich an der Spinde! abstützt und der andere Schenkel 14 gegen die Innenwandung des Ringes 4 anliegt.
Mittels einer Zug- und Druckstange 16, die in der Längsachse der Drehspindel angeordnet ist, erfolgt die exzentrische Verlagerung des Ringes 4, so daß, wie anfangs beschrieben, durch die hydrodynamische Lagerdruckwirkung des Lagers die Drehspindel radial nach innen verlagert und das damit verbundene Dreh- und Bohrwerkzeug 2 für den freien Rückzug von der bearbeiteten Oberfläche abgehoben wird.
Die Betätigung der vorgenannten Druck- und Zugstange 16 kann über mechanische, hydraulische oder elektromagnetische Einrichtungsteile erfolgen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Bohr- und Drehvorrichtung mit einer durch Flüssigkeitsdruck gesteuerten Einrichtung zum Abheben der Schneide eines in einer Spindel radial eingesetzten Werkzeuges von einer bearbeiteten Fläche durch radiales Verlagern der gegebenenfalls ein einstellbares Spiel aufweisenden Spindel vor einem axialen Zurückfahren des Werkzeuges in eine Ausgangsstellung bei weiter umlaufender Spindel, wobei die zum Abheben dienende Radialkraft in einem von der Flüssigkeitsdrucklagerung Gebrauch machenden Gleitlager durch Ausbilden eines mit der Spindel und dem Werkzeug umlaufenden Flüssigkeitsdruckpolsters über Steuerteile erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausbilden des umlaufenden Flüssigkeitsdruckpolsters innerhalb des Gleitlagers (3, 4) von der bekannten hydrodynamischen Druckwirkung eines Keilspaltes durch Verlagerung eines als Teil des Gleitlagers (3, 4) auf der Spindel (1) drehfest und radial bewegbar vorgesehenen Ringes (4) in eine exzentrische Lage zur Spindelachse Gebrauch gemacht wird, in der er gegenüber der Spindel abgestützt ist
2. Bohr- und Drehvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerteile durch eine Druckleitung mit dem Gleitlager in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlagerung des Ringes (4) ein zwischen Spindel (1) und Ring (4) eingelegter Dichtungsring (8) sowie ein zwischen der Spindel (1) und dem Ring (4) innerhalb des von dem Dichtungsring (8) eingeschlossenen Raumes (9) aufstaubarer Druck dient, wobei die daraus resultierende Kraft größer als jene im Keilspalt des Gleitlagers (3, 4) erzeugte Gegenkraft ist und der Ring (4) zu seiner exzentrisch gelagerten Seite hin eine einen Teil der Druckleitung zum Gleitlager (3, 4) hin bildende radiale Bohrung (5) aufweist.
3. Bohr- und Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlagerung des Ringes (4) ein bei Einrichtungen zur Schneidenabhebung bekannter Kniehebel dient.
4. Bohr- und Drehvorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der exzentrischen Verlagerung des Ringes (4) durch ein festes Anschlagteil (13) begrenzt ist.
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