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Vorrichtung zum Ausbohren insbesondere längerer Hohlkörper Zum Ausbohren
insbesondere längerer Hohlkörper sind Bohrvorrichtungen bekannt, bei denen der oder
die im Bohrkopf angeordneten Werkzeuge radial verschieblich sind, um einerseits
ein An-bzw. Nachstellen der Werkzeuge zu ermöglichen und um andererseits von der
zylindrischen Form abweichende Bohrungsformen, beispielsweise konische Bohrungen,
erzeugen zu können. Diese radiale Anstellung der Werkzeuge erfolgt im allgemeinen
mittels einer in der hohlen Bohrstange vorgesehenen Spindel, und zwar meist entweder
mittels im Bohrkopf angeordneter Zahnstange und Ritzel bzw. Schnecke und Schneckenrad
oder mittels entsprechend vorgesehener und zusammenwirkender Schrägflächen.
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1>a eine axial zueinander versetzte Anordnung von Werkzeug und Führungsbacken
bzw. Gegenhaltern gewisse Schwierigkeiten, z. B. beim Neuansetzen des Bohrwerkzeuges,
bedingt, ist bei einer der bekannten Bohrvorrichtungen die Einrichtung auch schon
derart getroffen, daß das Werkzeug und die Führungsbacken bzw. Gegenhalter im Bohrkopf
in der gleichen Querschnittsebene liegen, wobei der durch eine axiale Steuerstange
von außen verschiebbare Keil für das Werkzeug axparallel gleitend in dem die Keilflächen
für die Führungsbacken enthaltenden Steuerkörper geführt ist, welcher seinerseits
unabhängig von der Steuereinrichtung für das Werkzeug von außen, z. B. durch eine
Steuerhülse, axial verschieblich ist. Ein gewisser Nachteil dieser Einrichtung besteht
darin, daß es insbesondere bei Bohrwerkzeugen von geringem Durchmesser schwierig
ist, die für die in der gleichen Querschnittsebene liegenden beweglichen Teile erforderlichen
keilflächigen Steuerkörper und Steuerhülsen genügend stark auszubilden, und trotzdem
genügend
weite radiale Verschiebemöglichkeiten des Werkzeuges und
der Führungsbacken zu gewährleisten.
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Bei fast allen bekannten Einrichtungen erfolgt im übrigen die Abstützung
der radial bewegten Vorschubschlitten bzw. -schieber nur einseitig, wodurch gegebenenfalls
ungünstige Beanspruchungen bedingt sein können.
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Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine stabile und
kompakte Bohrkopfbauweise zu schaffen, bei welcher vom Idealfall, nämlich der Unterbringung
des Werkzeuges und der Führungsbacken in einer Radialebene, tunlichst wenig abgewichen
wird und eine Anordnung gewählt wird, bei der die im Idealfall unvermeidliche Schwächung
der die Radialbewegung übertragenden oder ausführenden Teile vermieden wird, so
daß sich die neue Bauart auch für verhältnismäßig enge Bohrungen eignet. Die Erfindung
bezweckt ferner, eine möglichst stabile Bohrkopfbauart dadurch zu schaffen, daß
möglichst einfach gestaltete, leicht und genau bearbeitbare bewegliche Teile und
Lagerungen von verhältnismäßig geringer Zahl Anwendung finden, wobei einerseits
die auftretenden Flächenpressungen bei der in bekannter Weise auf Keilwirkung beruhenden
Radialverschiebung des Werkzeuges und der Führungsbacken, d. h. die daraus folgende
Abnutzung, tunlichst gering gehalten und andererseits insbesondere Kippmomente und
ihre ungünstigen Auswirkungen auf die Seitenführungen von Werkzeug und Führungsbacken
vermieden werden.
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Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß der Schieberkopf der Schieberspindel
als ein im Querschnitt voller ungeschwächter Vierkantkörper, insbesondere von quadratischem
Querschnitt, ausgebildet ist, welcher auf allen vier Seitenflächen mit Führungsschrägbahnen,
vorzugsweise Schrägnuten, versehen ist, wobei er von den radial beweglichen Werkzeugen
und Führungsbacken auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten außen derart umfaßtwird,
daß gegenüber dem an der Bohrungswand auftretenden Druck eine doppelseitige Abstützung
vorhanden ist. Durch diese zweiseitige Abstützung der Schieber in Verbindung mit
der viereckigen Ausbildung des Schieberkopfes wird es infolge der dadurch bedingten
Einschließung des Schieberkopfes durch die Schieber erreicht, daß keine Kippmomente
in den Schiebern auftreten. können und daß eine einwandfreie und erschütterungsfreie
Lage und Führung der Schieber ermöglicht wird: Vorzugsweise sind die, Flächen des
Schieberkopfes jeweils mit mehreren Reihen von Führungsschrägnuten versehen, in
welche jeder Schieber beidseitig mit mehreren Reihen entsprechender Schrägleisten
eingreift.
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Um unter Anwendung des grundlegenden Gedankens der Erfindung bei derartigen
Bohrvorrichtungen mit möglichst geringen axialen Abständen zwischen zwei zueinander
gegenläufig zu bewegenden Schiebern, beispielsweise für das Werkzeug und für den
Gegenhalter, auskommen zu können, erstreckt sich die Erfindung noch grundsätzlich
darauf, daß die nutenförmigen Führungsschrägbahnen des Schieberkopfes sich in zwei
entgegengesetzten Schrägrichtungen symmetrisch kreuzen, derart, daß viereckige,
insbesondere rhombische Grundform besitzende Zähne mit der Zahnstärke gleicher Lückenweite
entstehen, so daß dadurch auf jeder Fläche des Schieberkopfes sich kreuzende Führungsbahnen
und Durchlässe für zwei radial entgegengesetzt zu bewegende Schieber gebildet werden.
Durch diese Auflösung der Schieberkopfflächen in einzelne Zähne wird es ermöglicht,
daß die gleichen Zähne zur Verschiebung zweier verschiedener Schieber in entgegengesetzter
Richtung nutzbar gemacht werden, indem zwei zueinander parallele Seiten der Zähne
zur Abstützung und Verschiebung des einen Schiebers dienen, während die beiden anderen
ebenfalls zu sich parallelen Seiten der Zähne zur Verschiebung des anderen Schiebers
nutzbar gemacht werden, wobei in den Zahnlücken jeweils die Schrägleisten der Schieber
gleiten; diese Auflösung der Schrägflächen des Schieberkopfes in einzelne Zähne
hat den bedeutungsvollen Vorteil, daß ,dadurch die Schieber in axialer Richtung
unmittelbar hintereinander angeordnet sein können, so daß der axiale Abstand beispielsweise
zwischen dem Werkzeug und dem entgegengesetzt gerichteten Gegenhalter auf das geringstmögliche
Maß beschränkt werden kann.
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Zwecks Erzielung größter Genauigkeit der zu erzeugenden Bohrung ist
es erforderlich, den Bohrkopf selbst so auszugestalten, daß seine gegeneinanderbeweglichen
Teile tunlichst wenig Spiel gegeneinander haben. In diesem Sinne besteht die Erfindung
ferner noch darin, daß der Schieberkopf mit seinen Eckkanten bzw. mit den Eckkanten
bzw. Eckpunkten seiner Zähne in der Bohrung des Bohrkopfes geführt ist.
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Um weiterhin den gesamten Bohrkopf möglichst billig und unter Anwendung
möglichst einfacher Bearbeitungsverfahren herstellen zu können, ist ferner noch
Gegenstand der Erfindung, daß die in entsprechend runden radialen Bohrungen des
Bohrkopfes eingesetzten Schieber aus außen zylindrischen Körpern bestehen, in deren
einem Endteil das Werkzeug bzw. der Gegenhalter befestigt ist und deren an zwei
einander gegenüberliegenden Flächen des Schieberkopfes anliegende beide Seitenteile
innen je mit mehreren Schrägleisten ausgerüstet sind. Die Schieber bestehen infolgedessen
aus gedrehten Körpern mit einer einendig ausgestoßenen Ausnehmung von der Breite
des Schieberkopfes, so daß sowohl die Schieber als auch die für diese vorgesehenen
Bohrungen im Schieberkopf auf einfache und billige Weise herstellbar sind. Desgleichen
kann der Schieberkopf aus einem Rundkörper durch entsprechende Bearbeitung hergestellt
sein, wobei dessen Ende mit der Schieberstange verschraubt ist.
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Der Schieberkopf kann an jeder Schieberbohrungsstelle des Bohrkopfes
durch ein in eine Ausnehmung im letzteren eingesetztes, vorzugsweise zylindrisches
Gleitpaßstück abgestützt sein, welches insbesondere gleichfalls als Rundkörper ausgebildet
ist.
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In der Zeichnung ist zur weiteren Erläuterung
der
Erfindung ein Ausführungsbeispiel derselben dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen
Längsschnitt durch den neuen Bohrkopf; Abb. 2a ist ein Schnitt nach der Linie II-11
der Abb. i, und zwar bei radial eingefahrenen Schiebern (kleinster Bohrdurchmesser)
; Abb. 21> zeigt den gleichen Schnitt bei radial ausgefahrenen Schiebern (größter
Bohrdurchmesser) ; Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-111 der Abb. i ; Abb.
4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. i ; Abb. 5a veranschaulicht
einen Schnitt durch einen Schieber allein, und :'1b1. 51> ist ein Schnitt nach der
Linie Vb-Vb der Abb. 5a.
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In der Bohrung 2 der hohlen Bohrstange i ist die Schieberspindel 3
in an sich bekannter Weise axial verschieblich. Die Schieberspindel3 ist an ihrem
vorderen Ende mit einem Schieberkopf4ausgerüstet, welcher über seine ganze Länge
quadratischen Querschnitt besitzt. Alle vier Flächen des Schieberkopfes 4 sind mit
Zähnen 5 besetzt, welche viereckige, insbesondere rhombische Grundform haben und
welche derart angeordnet sind, daß ihre zueinander parallelen Seiten 6 bzw. 7 sich
kreuzende Führungsbahnen bilden. Dabei ist die Zahnstärke s gleich der Lückenweite
7v zwischen den Zähnen, so daß die sich kreuzenden Führungsbahnen der Zähne 5 und
die Durchlässe 8 bzw. 9 zwischen den Zähnen 5 gleiche Breite haben.
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In der hohlen Bohrstange i sind einseitige radiale Bohrungen 2o vorgesehen,
und zwar beim Ausführungsbeispiel drei Stück, deren Achsabstand möglichst gering
ist. Die erste Bohrung (in der Schnittlinie 11-1I der Abb. 1) ist nach vorn offen
und hinten geschlossen, die zweite, senkrecht dazu stehende Bohrung (zwischen den
Schnittlinien II-11 und 111-I11 der Abb. i) ist nach unten offen und oben geschlossen,
und die dritte Bohrung (in der Schnittlinie 111-11I der Abb. i) ist vorn geschlossen
und nach hinten offen, so daß sie zur ersten Bohrung achsparallel, jedoch entgegengesetzt
gerichtet ist. In diesen drei Bohrungen 20 sind drei Schieber io angeordnet, deren
nach außen weisender Endteil i i mit einer Bohrung 14 zur Aufnahme des Werkzeuges
15 bzw. der Gegenhalter 17 dient, welche mit den Feststellschrauben 16 bzw. 18 gehalten
werden. An den Endteil i i der Schieber io schließen sich jeweils zwei einander
gegenüberliegende Seitenteile 12 an, welche innen mit mehreren Schrägleisten 13
versehen sind, welche gleiche Schrägfluchtlinien wie die durch die Zähne 5 gebildeten
Führungsbahnen und Durchlässe 8 bzw. 9 des Schieberkopfes besitzen und deren Leistenstärke
und. Zwischenräume zwischen den Leisten den Durchlässen 8 bzw. 9 und, den durch
die Zähne 5 gebildeten Führungsbahnen des Schieberkopfes 4 entsprechen.
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Durch die neue Ausbildung des Schieberkopfes 4 und der Schieber io
wird das Auftreten von Kippmomenten vermieden, da sich die Schieber io auf zwei
einander gegenüberliegenden Seiten des Schieberkopfes an diesem abstützen, nämlich
der Werkzeugschieber (Schnitt II-II) und der Gegenhalter (Schnitt III-III) an den
Zähnen der waagerechten Flächen des Schieberkopfes 4 und der zwischen diesen beiden
Schiebern liegende senkrechte Schieber an den Zähnen der senkrechten Flächen des
Schieberkopfes 4. Andererseits sind geringe Flächenpressungen gewährleistet, weil
sich jeder Schieber beidseitig mit mehreren Schrägleisten 13 auf mehreren Reihen
von Zähnen 5 abstützt. Trotz geringer Neigung der Führungsschrägflächen zur Bohrkopfachse
ist es infolge der Auflösung der Führungsschrägflächen des Schieberkopfes 4 in einzelne
Zähne 5 mit der Zahnstärke gleicher Lückenweite doch möglich, zwei entgegengesetzt
zueinander zu bewegende Schieber, nämlich den ersten Schieber für das Werkzeug (Schnitt
II-II) und den dritten Schieber für den Gegenhalter (Schnitt III-III), in axialer
Richtung nicht weit voneinander entfernt vorzusehen, da. infolge der neuen Ausbildung
die Führungsbahnen und Durchlässe für die beiden radial entgegengesetzt zu bewegenden
Schieber sich kreuzen. So könnte beispielsweise der Gegenhalterschieber (Schnitt
III-III) auch um die halbe Entfernung näher am Werkzeugschieber angeordnet sein
und als dritter Schieber alsdann erst der senkrecht hierzu, in der Abb. i nach unten
gerichtete Schieber folgen. Aus Gründen der Stabilität der hohlen Bohrstange i wird
man jedoch vorzugsweise die in Abb. i dargestellte Ausführungsweise wählen.
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In dem Bestreben nach einer möglichst guten Abstützung und einem möglichst
geringen Spiele ist der Schieberkopf 4 mit seinen Eckkanten bzw'. mit den Eckkanten
seiner Zähne 5 in der Bohrung 2 der Bohrstange i geführt (vgl. Abb. 4) ; aus dem
gleichen Grunde ist ferner der Schieberkopf 4 an den Stellen, wo die Schieber io
in den Bohrungen 2o der Bohrstange angeordnet sind, noch mittels vorzugsweise zylindrischer
Gleitpaßstücke i9 abgestützt, welche in entsprechende Ausnehmungen 21 der Bohrstange
i eingreifen. Das vordere Ende der hohlen Bohrstange i ist zwecks Vermeidung von
Verschmutzungen o. dgl. mittels eines Gewindestopfens 22 verschlossen.
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Wie die Abbildungen erkennen lassen, ist die Bearbeitung und Herstellung
der neuen Bohrvorrichtung denkbar einfach, da mit Ausnahme des vierkantigen Schieberkopfes
und seiner Zähne sowie der Innenwände der Schieberseitenteile 12 und ihrer Schrägleisten
13 alle Teile aus in Bohrungen geführten Rundkörpern bestehen, deren Herstellung
durch Drehen erfolgen kann, wodurch sich wiederum ein hohes Maß an Genauigkeit ergibt.
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Mit der neuen Bohrvorrichtung können je nach dem Maß der Verschiebung
zwischen der Schieberspind.el 3 und der hohlen Bohrstange i schwach oder auch stark
konische Bohrungen hergestellt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, ohne
Axialverschiebung zwischen der Schieberspindel3 und der hohlen Bohrstange i mit
der Vorrichtung zylindrische Bohrungen auszuarbeiten, wobei eine geringe Verschiebung
zwischen der Schieberspindel 3 und der hohlen Bohrstange i beispielsweise bei sehr
langen
Bohrungen dazu benützt werden kann, den Verschleiß des Werkzeuges auszugleichen.