Bohrvorrichtung
Beim Erfindungsgegenstand handelt es sich um Weiterentwicklung der Bohrvorrichtung gemäss dem Hauptpatent Nr.477250. Die Ansprüche die an eine Bohrvorrichtung gestellt werden sind mannigfach; darum ist diese Verbesserung nötig geworden. Sie ist dadurch gekennzeichnet: a) dass eine Koordinatenschiebelehre vorhanden ist, um jede Bohrbüchse auf ein gewünschtes Mass einzustellen, b) dass eine auf einem Kugellagersystem sitzende Grundplatte vorhanden ist, welche mit einer Zwischenplatte kombiniert ist, derart, dass die rollende Wirkung der Kugeln durch Auf- bzw. Abheben der Zwischenplatte verschwindet bzw.
erhalten bleibt, c) dass sie zur Einstellung der Bohrbüchsen für versetzte Bohrungen an runden Werkstücken eine verstellbare Winkelskalascheibe aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Bohrvorrichtung,
Fig. 2 ein Längsschnitt der Bohrvorrichtung längs der Linie AB,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Koordinaten-Schiebelehre, Fig.4 ein Querschnitt derselben längs der Linie CD,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Winkeleinstellvorrichtung für runde Werkstücke,
Fig. 6 die Zeigerbefestigungs-Einrichtung,
Fig. 7 die Schaltvorrichtung des Kugellagers, schematisch.
Grundausführung
Die Grundausführung ist aus Fig. 1 und 2 ersichtlich. Der Grundstock der Bohrvorrichtung besteht aus einer Grundplatte 1 und einer festen Winkelbacke 2 und einer kippbaren Winkelbacke 3 nebst einer Anschlagplatte 4 sowie aus mehreren Trägerschienen 17, 18, welche durch verschiedene Tragsäulen 21 auf der Grundplatte befestigt sind. Auf den Trägerschienen werden die Bohrbüchsenträger befestigt, welche an der Spitze eine Kerbung aufweisen, die dem schwalbenschwanzförmigen Vorsatz der Spannringe 7 angepasst sind. Durch Anziehen einer Schraube wird der die Bohrbüchse haltende Spannring geschlossen. Nun wird die Bohrbüchse in die gewünschte Lage gebracht und mittels Schrauben 13 und 14 auf den Trägerschienen 17 und 18 fixiert.
Die Trägerschienen 17 und 18 sind mit einer Reihe Gewindebohrungen 20 versehen, ihrer ganzen Länge nach führt eine Winkelnute 15, welche dem hakenförmigen Kopf der Schraube 14 angepasst ist, damit die Schraube 14 stufenlos verschoben und fixiert werden kann, um die Bohrbüchse in jeder bestimmten Lage festzuhalten. Die Trägerschienen 17 und 18 können mittels auswechselbaren Säulen 21 in verschiedenen Höhen auf der Grundplatte 1 festgeschraubt werden.
Um das Werkstück festzuspannen, sind zwei Winkelbacken 2 und 3 angeordnet. Winkelbacke 2 ist an der Grundplatte 1 fixiert, Winkelbacke 3 ist auf einer Anschlagplatte 4 kippbar angeordnet. An der Hinterseite der Anschlagplatte 4 ist eine Anschlagschiene 23 festgemacht, an der die kippbare Winkelbacke 3, die mit zwei Schrauben flexibel festgehalten wird, anschlägt. Unten im Vorderschenkel des Winkelbackens 3 sind nebeneinander zwei Federn 27 angebracht, wodurch die Backenseite des Winkels leicht hochgehalten wird. Die Anschlagplatte 4 hat die Aufgabe, die Grobverstellung auf der Grundplatte vorzunehmen. Die Grundplatte 1 enthält zwei Reihen von Gewindebohrungen 9 in konstanten Abständen. Die Anschlagplatte 4 ist mit zwei der Lage der Gewindelöcher angepassten Langlöchern 25 versehen, damit diese, entsprechend dem Werkstück 30, in jeder Lage fixiert werden kann.
Zwecks Feinspannung ist in der Mitte der Winkelbacke 3 eine Schraube 28 angeordnet, die in das Gewindeloch der Anschlagplatte eingeschraubt werden kann. Durch Anziehen der Schraube 28 wird die Winkelbacke 3 nach vorn kippen, wodurch das Werkstück eingespannt und zugleich niedergezogen wird. Durch Kippen der Winkelbacke 3 steht deren Spannfläche nicht parallel zur andern Spannfläche. Um einen Ausgleich zu schaffen, befindet sich eine Reihe halbrunde Nuten auf der Spannfläche, in welche vor dem Spannen jeweils eine halbrunde Welle mit der Flachseite gegen das Werkstück gelegt wird. Dadurch wird die Parallelität der Einspannung durch automatische Drehung der Welle wieder hergestellt.
Masseinstellung der Bohrbüchse
Um die Bohrbüchse 6 nach Zeichnung massstäblich in die gewünschte Lage zu bringen, ist eine Koordinaten-Schiebelehre erdacht worden. Diese ist als Winkel ausgebildet und sowohl in der Ordinaten- als auch in Abszissenrichtung wie eine normale Schiebelehre mit Massen versehen und trägt auf beiden Schenkeln einen Schieber 48 bzw. 49, mit oder ohne Nonius. Schieber 48 dient als Anschlag für die Ordinate an der Schraube 54, die am Ende der Trägerschiene 17 angebracht ist. Somit kann die Schraube 54 zur Feinstellung der Nullage der Schiebelehre verwendet werden. Schieber 49 ist unterhalb mit einem Winkelstück 50, das mit einem Kegelspitzenhalter 51 verbunden ist, versehen. Im Kegelspitzenhalter befindet sich eine nach oben mittels Feder 53 federnd gelagerte Kegelspitze 52.
Das Einstellen der Koordinatenmasse geschieht wie folgt: Verlangt sie eine Bohrung, deren Mittelpunkt - auf der Zeichnung von den Anschlagseiten (Ausgangslinie) her gemessen - eine Ordinate von 42 mm und eine Abszisse von 57 mm aufweise.
Man stellt die entsprechenden Koordinaten nun ein, nämlich 42 mm mit Schieber 48 und 57 mm mit Schieber 49 und legt die durch den Bohrbüchsenträger 5 festgehaltene Bohrbüchse 6 auf die Kegelspitze 52. Dadurch wird diese automatisch zentriert. Der Bohrbüchsenträger kann nun an geeigneter Stelle an der Trägerschiene festgeschraubt werden und die Bohrbüchse 6 ist genau auf den der Zeichnung entsprechenden Massen eingespannt. Unter der Trägerschiene 17 ist längs dieser eine Anschlagschiene 55 angebracht, die zusammen mit Winkelbacke 2 als Anschlag des Werkstückes und zugleich zusammen mit dem am Schieber befestigten Winkelstück 50 als Stütze für die Koordinatenschiebelehre in Messstellung dient.
Die Koordinatenschiebelehre kann auch aus zwei handels üblichen Schiebelehren zusammengesetzt werden.
Verschiebbare Winkelskalascheibe
Sollen in Wellen radial in bestimmten Winkeln zueinander versetzte Bohrungen ausgeführt werden, so stellt sich immer das Problem der genauen Winkeleinstellung. Zur Lösung dieses Problems ist die verschiebbare Winkelskalascheibe erdacht worden, die durch Verschiebung entlang einer Führungsschiene je nach Durchmesser der jeweils zu bearbeitenden Welle in die gewünschte Stellung gebracht werden kann.
Da jede eingespannte Welle, gleich welchen Durchmessers, oben- und rechtsbündig, d.h. zwischen Anschlagfläche 61 der Bohrbüchse und Backe 2, eingespannt werden muss, liegen alle ihre Mittelachsen in der Winkelhalbierungsebene 63 der Anschlagfläche 62 der Backe 2 und der Anschlagfläche 61.
Es wurde aus diesem Grunde seitlich der Spannbacke 2 in einem Winkel von 45" zur Grundfläche eine mit Grundplatte und Trägerschiene 18 fest verbundene Schiene 65, mit einer seiner Länge nach verlaufenden, den verschiedenen Wellendurchmessern zugeordneten Skala 66, so angebracht, dass darauf die halbkreisförmige Winkelskalascheibe 60 so verschiebbar ist, dass deren Mittelpunkt jeweils auf die Mittelachse der zu verarbeitenden Welle zu liegen gebracht werden und dort mittels Schraube fixiert werden kann.
Ein an einem zylinderförmigen Permanentmagneten 69 bzw. prismaförmigen Permanentmagneten 68 festgemachter Zeiger 70 kann nun seitlich an der Welle bzw. bei längeren Wellen an deren Umfang magnetisch so fixiert werden, dass er - radial zur Welle stehend - auf der Skala den genauen Winkel um den die Welle gedreht wurde oder gedreht werden muss, anzeigt. Bei nichtmagnetischen Werkstücken geschieht die Fixierung mittels mechanischer, gabelförmiger Klemmeinrichtung, welche hier nicht näher bezeichnet wird.
Schaltbares Kugellagersystem
Beim Bohren von schweren Werkstücken tritt immer das Problem auf, dass der Bohrer leicht durch die Bohrbüchse von seinem massgeblichen Zentrum abweichen kann. Eine genaue Zentrierung des Bohrers in der Bohrbüchse für verhältnismässig kleine Durchmesser ist im gegebenen Fall bekanntlich sehr schwierig. Aus diesem Grunde besitzt die Bohrvorrichtung ein ein- und ausschaltbares Kugellagersystem, so dass die Bohrvorrichtung durch Rollen der Kugeln des Kugellagers auf der Auflage leicht verschiebbar ist und dadurch die Zentrierung mit dem Bohrer leicht vorgenommen werden kann. Nach der Zentrierung kann durch ein Schaltglied die Wirkung des Kugellagers ausgeschaltet werden, so dass die Lagerplatte 33 wieder auf die Auflage gesenkt wird und festsitzt.
Die Kugeln liegen in im untern Teil konisch verlaufenden Löchern 35 in der Lagerplatte 33 so, dass sie durch vertikalen Druck von oben durch die Zwischenplatte 32 so weit hinein- und hinuntergedrückt werden, dass sie unten herausschauen und als Rollsystem auf der Auflage der Maschine wirken.
Das Hinunterdrücken der Zwischenplatte 32 geschieht durch Keilwirkung zweier gegeneinander verschiebbaren Elemente, und zwar der geringen Reibung wegen mit Kugeln, zusammenwirkend mit zwei schmalen Leisten 40 oder einer breiten Platte 41. Die Leisten der Platte enthalten mehrere Bohrungen 42, deren Durchmesser etwas kleiner als die Kugeln 34 sind, zur Aufnahme letzterer - da die Reibung nahe dem höchsten Punkt der Kugel sehr gering ist - können diese durch Verschiebung der Leisten oder Platte leicht aus den Löchern gestossen werden. Die Kugeln 34 sind möglichst am Rand der Grundplatte 1 angeordnet, aamit diese gleichmässig unterstützt wird. In Fig. 7 zeigt Abbildung a die Kugel, die sich noch im Loch der Leiste befindet. Abbildung b zeigt die Kugel, die durch Verschiebung der Leisten bereits herausgestossen ist.
Entsprechend der Bohrungen in den Leisten oder Platte, sind in der Zwischenplatte 32 ebensoviele, aber tiefere Bohrungen zur Aufnahme der Kugeln 34 abgeordnet. Nach Verschiebung der Leisten oder Platte werden alle Kugeln 34 nach unten hinausgedrückt. Die Zwischenplatte 32, welche die Kugeln 34 aufgenommen hat, wird mit nach unten gezogen. Nun werden durch diesen Vorgang sämtliche Kugeln 35 unter der Zwischenplatte etwas aus der Lagerplatte 33 hinausgedrückt, so dass eine Rollwirkung auf der Auflage entsteht. Die Verschiebung der Leisten oder Platte geschieht durch Schwenkung eines Kugelgriffes 38, 39 mittels dessen exzentrischen Zapfens in der Bohrung eines Hebels 36 oder in der Bohrung der erwähnten Platte 41.
Der mitwirkende Hebel ist in einem in der Grundplatte 1 befestigten Zapfen 36a schwenkbar gelagert, und dessen beide Enden sind mit den obengenannten Leisten 40 gelenkig verbunden, so dass sich die beiden Leisten in Gegenrichtung voneinander, die Platte 41 sich dagegen nur in eine Richtung bewegt, wobei die Kugeln 34, wie oben erwähnt, mit gleicher Wirkung herausgestossen werden.
Das Schaltsystem kann auch so konstruiert werden, dass die Zwischenplatte 32 fest bleibt oder auch ganz wegfällt, d.h. dass die Kugeln 35 direkt mit der Grundplatte 1 in Be rührung kommen. Die Lagerplatte 33 ist dünner als die Ku geln und mittels Schrauben 44 und Feder 43 wird sie stets gegen die Grundplatte angepresst, so dass die Kugeln bei der
Zentrierung etwas hervorragen, wodurch die Grundplatte 1 direkt mittels Kugeln 35 auf der Auflage rollen kann. Nach der Zentrierung wird die Leiste 40 die Kugeln 34 durch
Schwenken des Kugelgriffes 38, 39 samt der Lagerplatte 33 hinunterdrücken, so dass die Bohrvorrichtung wieder auf dem
Maschinenboden festsitzt.
Verbesserung der Spannelemente
In der früheren Ausführung sind die Spannbacke für Grobverstellung und die keilförmige Spannbacke für Feinverstellung getrennt angeordnet. In der neuen Ausführung ist die Grobverstellung und Feinverstellung zusammen auf einer Seite angeordnet. Durch diesen Zusammenschluss ist die Gegenbacke mit der Grundplatte permanent fixiert und dient dadurch zu einem festen Anschlag bzw. Ausgangspunkt der Masseinstellung für die Koordinaten-Schiebelehre. Das Verschieben der keilförmigen Spannbacke geschieht durch eine mit exzentrischem Zapfen versehenen Kurbel, welche in der Mitte der Fixbacke 3 drehbar gelagert ist. Die Trägerschiene 17, 18 ist ebenfalls verbessert worden. Die vorgängige Trägerschiene war mit einer Anzahl langer Schlitze versehen.
Die langen Schlitze können nur mit Fingerfräser hergestellt werden, was sehr kostspielig ist. Aus diesem Grunde ist bei der neuen Ausführung eine der ganzen Länge nach durchgehende Winkelnute 15, welche dem hakenförmigen Kopf der Schraube 14 angepasst ist, angeordnet, was für die Herstellung eine grosse Ersparnis bedeutet. Ein weiterer Vorteil besteht noch darin, dass die neue Ausführung mit ihrer durchgehenden Nute relativ unbegrenzte Verstellmöglichkeit aufweist.