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Vorrichtung zum Konisch-Bohren oder Çrehen Zum Konisch-Bohren oder
Drehen sind Vorrichtungen bekannt, die mit Werkzeugmaschinen bzw. Teilen davon verbunden
werden können. Grundsätzlich bestehen diese Vorrichtungen aus einer mit der Arbeitsspindel
der Werkzeugmaschine koppelbaren Bohrstange, die das Werkzeug trägt und die in vorbestimmten
Winkelstellungen zur Arbeitsspindelachse einstellbar ist. Ein zu bohrendes Werkstück
ist in der Regel zylindrisch vorgebohrt, ein zu drehendes Werkstück wird man zweckmäßig
mit einer zylindrischen Mantelfläche versehen.
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Bei einer aus der deutschen Patentschrift 206 764 bekannten Ausführungsform
ist die Vorrichtung zum Konisch-Bohren oder -Brehen mittels eines konischen Zapfens
mit der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine verbunden. Hierbei ist eine die vezschiebbare
Bohrstange tragende Hülse vorgesehen, deren Achse in bestimmten Winkelstellungen
einstellbar ist und hierzu drehbar an einem quer zur Arbeitsspindelachse verstellbaren
Schlitten gelagert ist. An ihrem dem Schlitten zugewandten Ende ist die Hülse als
Schneckenrad ausgebildet, das durch eine an der Schlittenführung drehbar gelagerte
Schnecke antreibbar ist. Die Bohrstange weist ein Zahnstangenprofil auf, in das
ein Ritzel eingreift, das seinerseits von einem Mitnehmerad angetrieben wird. Das
Mitnehmerad wird bei einer Drehbewegung der Arbeitsspindel von einem ortsfesten
Mitnehmer betätigt. Der nachteil dieser bekannten Ausführung besteht in der aufwendigen
mechanischen Konstruktion, insbesondere aber darin, daß der Vorschub der Bohrstange
nicht variiert werden kann. ir viele Anwendungen ist es außerdem ungünstig, den
Vorschub wie beim Bekannten schrittweise durch Rastgetriebe zu steuern.
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Imine aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 552 290 bekannte Ausführungsform
weist einen Werkzeugträger mit einer Bohrstange
auf, die ihrerseits
einen Werkzeughalter trägt. Der Antrieb des Werkzeughalters, der den Vorschub des
Werkzeuges bewirkt, erfolgt im wesentlichen über eine in der Bohrstange gelagerte
Gewindestange, auf der ein Schlitten für den Werkzeughalter läuft und der in Abhängigkeit
von der Rotation der Bohrstange über eine Antriebseinrichtung gesteuert ist.
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Damit ist im Prinzip eine kontinuierliche Vorschubbewegung möglich,
jedoch nur in enger Abhängigkeit von der Drehzahl der Arbeitsspindel. Eine Variation
des Vorschubes während des Betriebes läßt sich auch hierbei nicht erzielen.
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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zum Konisch-Bohren oder -Drehen
für Werkzeugmaschinen aus. Dabei sollen die Werkzeugmaschinen bevorzugt eine drehbeweglich
angetriebene Frässpindel und eine darin konzentrisch angeordnete, gegenüber der
Frässpindel axial verschiebbare Bohrspindel aufweisen, die drehzahlgleich mit der
Frässpindel umläuft. Ferner sollen die Werkzeugmaschinen einen gegenüber der Frässpindel
einstellbaren, aber ortsfest fixierbaren Frästisch od.dgl. aufweisen. Bei der Erfindung
wird nun eine das Werkzeug tragende Bohrstange vorausgesetzt, die in einer Bohrstangenführung
verschiebbar gelagert ist und gemeinsam mit der Bohrstangenführung in vorbestimmter
Winkelstellung zur Bohrspindelachse fixierbar ist und mit der Bohrspindel umläuft,
wobei die Bohrstangenführung in einem quer zur Bohrspindelachse verlaufenden Schlitten
verstellbar gelagert ist.
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Erfindungsgemäß ist die Bohrstangenführung mit der Frässpindel verdrehungssteif
verbunden und die Bohrstange an ihrem freien, dem Werkzeug abgewandten Ende mittels
einer Kupplung mit der Bohrspindel derart gekoppelt, daß das Werkzeug zwan£sweise
der Axialbewegung der Bohrspindel folgt.
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Die Erfindung ermöglicht eine Variation des Vorschubes auch während
des Betriebes. Es lassen sich ferner unabhängig von der Drehzahl der Bohr- bzw.
Frässpindel Vorschübe in freier, nur durch die Schneidgeschwindigkeit begrenzter
Wahl erzielen.
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Damit ist auch die Voraussetzung geschaffen, größere Winkelbereiche
mit
gleichem Vorschub bezogen auf die Mantelfläche der zu bohrenden oder zu drehenden
Kegel zu beherrschen.
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Es lassen sich vorteilhaft auch konische Gewinde drehen, und zwar
sowohl Au13en- als auch innengewinde. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt
in der einfachen Bauweise, die keine Zahnräder, Zalinstangen, Schnecken oder Schneckenräder
benötigt.
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Die Ausführungsform nach der Erfindung arbeitet störunanfällig und
auch ohne aufwendige Wartungsarbeiten betriebssicher.
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Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung weist die Kupplung eine
quer zur Bohrspindelachse verlaufende Längsausnehmung für ein mit der Bohrstange
verbundenes Schwenklager auf.
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In der Längsausnehmung nimmt das Schwenklager jeweils eine von der
Vorschubstellung der Bohrstange und von der eingestellten Winkelstellung abhängige
Lage ein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Bohrstangenführung
an einem sich parallel zur Bohrspindelachse erstreckenden Träger schwenkbar und
feststellbar gelagert, der in einem radial zur Bohrspindelachse verlaufenden, mit
der Frässpindel fest verankerten Schlitten verstellbar ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsi ist die Bohrstangenführung über
ein Drehlager mit dem Träger verbunden, der einen konzentrisch um das Drehlager
verlaufenden Schlitz aufweist, in dem Feststellelemente verklemmbar geführt sind.
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Die Feststellelemente können dabei von einem den Schlitz durchsetzenden
Gewindebolzen und einer auf den Gewindebolzen aufgeschraubten, gegen den Träger
drückenden Mutter gebildet sein.
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Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung beschrieben.
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Die Fig. 1 zeigt schematisch in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht
eine Vorrichtung zum Konisch-Bohren oder -Drehen.
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In Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II aus Fig. 1 schematisch
dargestellt.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Konisch-Bohren oder -Drehen
ist mit einer Werkzeugmaschine verbunden, die eine drehbar angetriebene Frässpindel
1 aufweist. In dieser Frässpindel 1 ist eine Bohrspindel 2 konzentrisch angeordnet,
die gegenüber der Frässpindel axial verschiebbar ist und mit gleicher Drehzahl wie
die Frässpindel 1 angetrieben wird. Ferner weist die Werkzeugmaschine einen Frästisch
3 als Aufnahme für ein zu bearbeitendes Werkstück 4 auf. Der Drastisch 3 ist in
üblicher Weise gegenüber der Frässpindel einstellbar und in der eingestellten Lage
ortsfest fixierbar.
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Zum Bohren einer konischen Ausnehmung 5 innerhalb des Werkstückes
4 kann dieses durch eine zylindrische Ausnehmung zunächst vorbereitet sein. Die
in der Fig. 1 gezeichnete Ausführung enthält bereits eine Ausnehmung 5 mit konischer
Mantelfläche. Das hierfür dienende Werkzeug 6, z.B. ein Schneidstahl, sitzt verdrehungssteif
am freien Ende 7 einer Bohrstange 8, die in einer Bohrstangenführung 9 verschiebbar,
aber bevorzugt verdrehungssicher, läuft. Das andere Ende 10 der Bohrstange 8 trägt
ein Schwenklager 11. Das Schwenklager 11 ist in einer Längsausnehmung 12 einer Kupplung
13 geführt, die mittels eines Konusstückes 14 fest mit der Bohrspindel 2 verbunden
ist.
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Die Bohrstangenführung 9 ist über ein Drehlager 16 mit einem Träger
15 verbunden, der sich im wesentlichen parallel zur Bohrspindelachse erstreckt und
in einem Schlitten 17 quer zur Bohrspindelachse verstellbar ist. Der Schlitten 17
ist, wie beispielsweise die Fig. 2 zeigt, von einer schwalbenschwanzartigen Führung
17a,17b gebildet. Das Teil 17a gehört einer latte 18 an, die fest mit der Frässpindel
1 verbunden ist.
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Die beschriebene Ausführuny;sform wird wie folgt zum Bealbeite von
Werkstücken vorbereitet:
Entsprechend dem größten Anfangsdurchmesser
der konischen Werkstückbohrung und entsprechend dem Neigungswinkel der Mantelfläche
wird das Werkzeug 6 in eine Position gebracht, die durch die Winkellage der Bohrstange
8 und durch deren Radiallage bestimmt ist. Die Winkellage wird über die Bohrstangenführung
9 eingestellt, die gegenüber dem Träger 15 um das Drehlager 16 schwenkbar in Pfeilrichtung
19 ist. Um das Drehlager 16 verläuft konzentrisch ein im Träger 15 angeordneter
Schlitz 20, in dem ein Gewindebolzen mit einer Feststellmutter 21 läuft. Mit der
Peststellmutter 21 wird die Winkellage der Bohrstange fixiert. Es ist möglich, im
Bereich des Schlitzes in Winkelgraden geeichte Markierungen anzubringen, um die
Einstellung zu erleichtern.
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Die Radiallage wird durch Verstellen des Trägers 15 in Pfeilrichtung
22 bestimmt, wobei der Träger 15 mit dem Schlitten 17b auf dem Teil 17a gleitet.
Die vorbestimmte Radiallage wird beispielsweise durch ein Feststellelement 25 fixiert.
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Nach dem Einstellen der Winkel- und Radiallage ist es möglich, mit
von der Drehzahl der Fräs- bzw. Bohrspindel unabhangigem Vorschub der Bohrstange
zu arbeiten. Das Werkzeug 6 folgt exakt jeder Vorschubbewegung der Bohrspindel 2,
die in üblicher Weise bewegt wird. Da bei der Vorschubbewegung der Bohrstange 8
sich die Radiallage des Schwenklagers 11 ändern muß, ist die Längsauanehmung 12
zur Führung des Schwenklagers 11 vorbereitet.
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Infolge der Unabhängigkeit des i3ohrstangenvorschubes von der Drehzahl
der ßohrspindel ist dieser in weiten Grenzen bei Winkelstellungen zwischen 0° und
45 variierbar. Es lassen sich bei geeigneter Steuerung des Vorschubes der Bohrspindelachse
mit Vorteil konische Gewinde schneiden.
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Die erfindungsgemäße Ausführungsform zeichnet sich durch eine gegenüber
dem ßekannten große Einfachheit aus. Da aufwendige Za@nrad- und @chneckengetriebe
im bereich der Vorrichtung nach ier Erfindung fehlen, iit eine große Betriebssicherheit
bei @eichzeitig verringerte@ Wart@ngsaufward gegeben.