DE8910085U1

DE8910085U1 - Ausbohrvorrichtung

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Publication number: DE8910085U1
Application number: DE8910085U
Authority: DE
Original assignee: Cross Europa Werk GmbH
Current assignee: Cross Europa Werk GmbH
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1989-10-05
Also published as: US5061125A

Description

ft'teiiMWitt» Ör.'lii. 1. Miir Dlpl.-ta«. ä. P. Barttolt

zügel. Vertreter beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys

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22. AugUSt 1989 TeMon Stuttgart

Gm 5 Oteh (0711)35&bgr;53&bgr; und 359619

TeWlX (0711) 35 9t Telex 7256610 ami

Tek-qrmn PatacKscnutz Eiaingenneckar

Cross Europa-Werk GmbH» Industriegebiet/ WertstraBe 20/ 7317 Wendungen

Ausbohrvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Ausbohrvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Aus der DE-AS 2 055 391 ist ein gattuugsbildender Exzenterspindelstock bekannt. Bei der bekannten Ausbohrvorrichtung ist in der Werkzeugspindel eine zu der Drehachse der Werkzeugspindel exzentrische Bohrung vorhanden, in der eine Innenspindel drehbar und axial unverschieblich gelagert ist. Die Innenspindel trägt an ihrem aus der Werkzeugspindel herausragenden Kopf eine Werkzeugaufnahme. An dem anderen Ende der Innenspindel

Konten: Oeutsche Bank AQ, Fltale Etellngen Nr. 304014 (Bli »iVdo/^ ■ Pwteciieclisjirttgirt «fti-MO, (BLZ 60010070)

ist in der Werkzeugspindel ein Schraubtrieb vorgesehen, durch den die Innenspindel relativ zu der Werkzeugspindel verdrehbar ist. Die Gewindemutter des Schraubtriebes ist drehfest mit der Innenspindel verbunden.

Der Schraufctrieb weist ei :.?n *n der Werkzeugspindel unverdrehbar und axial veriohieblich gelagerten Gewindebolzen auf, der über ein Axiallager an eine in einem ortsfesten Pinolengehäuse längsverschieblich und unverdrehbar gelagerte Pinole gekuppelt ist. über den Schraubtrieb wird die Hubbewegung der Pinole in die Zustellbewegung der jeweiligen Werkzeugschneide umgesetzt.

Zur Festlegung der axialen Lage der Pinole sind zwei Anschläge vorgesehen, zwischen denen die Pinole mit Hilfe eines hydraulischen Schubkolbenmotors schnell hin- und herbewegt werden kann, so daß sie letztlich mit einem der beiden Anschläge in Anlage ist. Wenigstens einer der beiden Anschläge ist als verstellbare Stufenscheibe ausgebildet.

Durch diese Anordnung kann für das in der Werkzeugaufnahme gehalterte Werkzeug der radiale Abstand von der Drehachse der Werkzeugspindel eingestellt werden. Die genaue radiale Lage wird durch die Stufenscheibe bestimmt, die dazu über einen Schrittantrieb verstellt wird. Der maximale Hubweg der Pino,le ist so groß, daß er die Innenspindel gegenüber der Werkzeugspindel gerade um 180° verdreht und damit dem maximal möglichen Zustellbereich des Werkzeuges entspricht.

Bei der bekannten Ausbohrvorrichtung werden die Werkzeuge von Hand gewechselt. Ein automatischer Werkzeugwechsel ist nicht vorgesehen.

Aus der DD-PS 65 346 ist es bekannt, die Pinole von gattungsgemäßen Ausbohrvorrichtungen über einen weitere Schraubtrieb zu betätigen. Der bekannte Stellantrieb enthält dazu einen Antriebsmotor, der über ein Malteserkreuzgetriebe mit dem Schraubtrieb gekuppelt ist, um einen schrittweisen Vorschub der Pinole zu ermöglichen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Ausbohrvorrichtung zu schaffen, die bei geringem apparativem Aufwand einen autoiuGtisehen V/erkzsugwschssl ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine gattunysgemäße Ausbohrvorrichtuny mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Um ein unbeabsichtigtes öffnen der Spannmittel am Ende des Stellbereiches zu verhindern, ist es zweckmäßig, den Lösehub durch einen Sicherheitsbereich von dem Stellbereich zu trennen.

Ist als Zustelleinrichtung ein Exzenterspindelstock mit Schraubtrieb vorgesehen, weist die Zustellbewegung bezüglich der axialen Verschiebung der Kupplungsmittel eine Periodizität auf, so daß es nicht erforderlich ist, die Kupplungsmittel im Überhub von der Zustelleinrichtung abzukoppeln. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich dabei, wenn die Gewindemutter des Schraubtriebes mit der Innenspindel verbunden ist und der Gewindebolzen des Schraubtriebes Teil der Kupplungsmittel ist.

• · t * · &igr;

Wenn die Betatigungsmittel die Spannmittel selbsttätig
geschlossen halben, müssen die Kupplungsmittel lediglich
das öffnen der Spannmittel bewirken, um einen Werkzeugwechsel zu ermöglichen. Der Werkzeugeinzug erfolgt automatisch, sobald die Kupplungsmittel sich zurückbewegen.
Der konstruktive Aufbau der Werkzeugaufnahme wird besonders einfach, wenn die Betätigungsmittel eine Zugstange aufweisen, die durch ein Paket von Tellerfedern
so vorgespannt ist, daß die Spannmittel geschlossen
sind, wenn sich die Kupplungsmittel nicht im Lösehub
befinden, also die Zugstange nicht verschoben haben.

Der Lösehub der Kupplungsmittel läßt sich besonders
problemlos auf die Zugstange übertragen, wenn die
Zugstange ein Druckstück aufweist, das mit einem
Axiallager, insbesondere einem Drucklager, an der
Zugstange gelagert ist. Das Drucklager ermöglicht es,
daß trotz der axialen Kraftaufnahme im Lösehub die
erforderliche relative Drehung zwischen ;;,

der Zugstange und den Kupplungsmitteln ohne größeren I

zusätzlichen Kraftaufwand möglich ist. y

Weist der Stellantrieb einen Schraubtrieb auf, über 1 den die Antriebsqueile die Verschiebung der Kuppiungs- J mittel bewirkt, ist eine besonders feine axiale Ver- § stellung der Kupplungsmittel möglich. Der Stellantrieb
läßt sich besonders einfach an die Zustelleinrichtung
kuppeln, wenn die Kupplungsmittel von einer aus zwei
Abschnitten bestehenden Pinole gebildet sind. Der
erste Abschnitt der Pinoie folgt dabei der Drehbe- f

wegung der Werkzeugspindel, während der zweite Ab- |

schnitt der Pinole über ein Axiallager mit dem ersten | Abschnitt verbunden ist und die Hubbewegung |

des Schraubtriebes auf den ersten Abschnitt der Pinole j überträgt. Die drehfeste Lagerung der Pinole wird be- i sonders vorteilhaft dadurch erreicht, daß die Pinole
ein Polygonprofil aufweist.

Wenn in dem Stellantrieb Anzeigemittel, insbesondere Endschalter, vorhanden sind, die die jeweilige Lage der Kupplungsmittel anzeigen, so kann durch eine Sicherheitsschaltung ein unbeabsichtigtes überfahren der Endlagen verhindert werden. Das bietet einen zusätzlichen Schutz vor einer mechanischen Zerstörung, z.B. der Schraubtriebe oder vor einem unbeabsichtigten Lösen der Spannmittel.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ge-

ISjlfindung dtHTcjests&lgr;.j.t· Es zeigen:

Fig. 1 einen für einen automatischen Werkzeugwechsel ausgelegten Exzenterspindelstock gemäß der Erfindung, im axialen Schnitt in einer Teildarstellung mit angedeuteter VJerkzeugaufnahme und ohne den Stellantrieb,

Fig. 2 den Stellantrieb für den Exzenterspindelstock nach Fig. 1, im axialen Schnitt,

Fig. 3 die Pinole aus dem Stellantrieb nach Fig. 2, im Querschnitt und

Fig. 4 die Werkzeugaufnahme für den Exzenterspindelstock nach Fig. 1, ebenfalls im axialen Schnitt,

In Fig. 1 ist eine in einem Gehäuse 1 drehbar gelagerte Werkzeugspindel 2 gezeigt, die an ihrem hinteren Ende eine durch einen Keil 3 drehfest mit ihr verbundene Riemenscheibe 4 trägt, über die sie in ein&r nicht näher beschriebenen Weise angetrieben wird. Die Lagerung der Werkzeugspindel 2 in dem Gehäuse 1 geschieht über insgesamt fünf Wälzlager 5 in einer allgemein bekannten Weise. Zur axiclen Sicherung der Werkzeugspindel 2 in dem Gehäuse 1 sind zwei Rin^rje 6 vorgesehen, die über nicht näher dargestellte Schrauben mit dem Gehäuse 1 verbunden sind.

Die Werkzeugspindel 2 weist eine zu ihrer bei 7 angedeuteten Drehachse um ein Maß 8 exzentrische, jedoch achsparallele Stufenbohrung 9 auf, in der eine Innen« spindel 11 drehbar gelagert ist, derr &igr; Achse bei 12 angedeutet ist. Die Innenspindel 11 trägt an ihrem aus der Werkzeugspindel 2 herausragenden Kopf 13 eine in Fig. 1 schematisch angedeutete Werkzeugaufnahme 14, in der ein Werkzeug 15 befestigt ist. Die Lagerung der Innenspindel 11 in der Werkzeugspindel 2 geschieht über zwei Wälzlager 16a, 16b am vorderen und am hinteren Ende der Innenspindel 11. In axialer Richtung ist die Innenspindel 11 durch einen Ring 17 und einen auf das von dem Kopf 13 abgelegene hintere Ende der Innen-pindel 11 aufgeschraubten Schraubring 20 unverschieblich zu der Werkzeugspindel 2 gehalten. Der Ring 17 ist mittels gleichmäßig an seinem Umfang verteilter Schrauben mit der Werkzeugspindel 2 verschraubL. ~as Gründen der Übersichtlichkeit sind die Schrauben in Fig. 1 nicht dargestellt.

Die Innenspindel 11 ist durch ein Getriebe in Gestalt eines Schraubtriebes 18 relativ zu der Werkzeugspindel 2 drehbar. Der Schraubtrieb 18 besteht aus einer drehfest mit dem hinteren Ende der Innenspindel 11 verschraubten Gewindemutter 19 _e die mit einem ein nicht

selbsthemmendes Steilgewinde 21 tragenden Gewindebolzen fi, 22 in Eingriff steht, der koaxial zu der Achse 12 der Innenspindel 11 angeordnet ist. Der Gewindebolzen 22 ist fest mit einem axial verschieblich und unverdrehbar in der Werkzeugspindel 2 gelagerten ersten Abschnitt einer Pinole 24 verbunden, die koaxial zu der Drehachse 7 der Werkzeugspindel 2 verläuft- Die Pinole 24 weist einen zweiten Abschnitt 25 auf, der Teil eines in Fig.

dargestellten Stellantriebes 26 ist und mit dem ersten Abschnitt 23 über ein Axiallager 27 drehbar und axial zu ihm unverschieblich verbunden ist.

Die Pinole 24 stellt Kupplungsmittel dar, über die der Stellantrieb 26 mit der aus Innenspindel 11 und Schraubtrieb 18 gebildeten Zustelleinrichtung verbunden ist.

Der erste Abschnitt 23 der Pinole 24 ist in einer zu der Drehachse 7 zentrischen öffnung.28 geführt, die zur drehfesten Lagerung des ersten Abschnittes 23 ebenso wie der erste Abschnitt 23 im Querschnitt ein in Fig. 3 gezeigtes Polygonprofil 29 aufweist. Das Polygonprofil 29 ist viereckig mit leicht nach außen gewölbten Seiten 31 &ldquor;

Der Gewindebolzen 22 ragt mit seinem von der Pinole abgelegenen aktiven Ende 32 durch die Gewindemutter hindurch in eine Bohrung 33 hinein, die zentrisch in der Innenspindel 11 vorgesehen ist und Raum für das Verschieben des Gewindebolzens 22 bietet. In Richtung des Kopfes 13 der Innenspindel 11 ist die zentrische Bohrung 33 erweitert und nimmt einen Betätigungsmachanismus 34 auf, der über einen Verbindungsbolzen 35 mit der Werkzeugaufnahme 14 verbunden ist. Der Betätigungsmechanismus 34 enthält eine zu der Achse 12 konzentrische Zugstange 36, die einen dünnen Schaft 37 und einen dickeren zylindrischen Flansch 38 aufweist, der dem aktiven Ende 32 des Gewindebolzens 22 zugewandt ist und zur Führung der Zugstange 36 in der zu der Achse 12 konzentrischen Erweiterung 39 der zentrischen Bohrung 33 dient. '."'. '·..': "'. : :: i !* !^:··. _ö

Auf dem Schaft 37 sitzt ein Paket von Tellerfedern 41, das sich einenends an dem Flansch 38 und andernends an einem Widerlager in Gestalt einer Scheibe 42 abstützt, die mit Hilfe einer Distanzbüchse 43 in dem zu der Werkzeugaufnahme 14 weisenden Bereich der Erweiterung 39 fixiert ist. Die Distanzbüchse 43 ihrerseits stützt sich an einem nicht näher dargestellten Teil der Werkzeugaufnahme 14 ab, der in den Kopf 13 der Innenspindel 11 hineinragt. Der Verbindungsbolzen ist in das in Sichtung Werkzeugauf nannte 14 durch die Scheiba 42 hindurchgehende und von dieser gerührten Ende 44 des Schaftes 37 eingeschraubt. Durch die Spannkraft der Tellerfedern 41 ist einerseits die Scheibe 42 TRj.ir der Distanzbüchse 43 in Anlage gehalten und andererseits die Zugstange 36 in Fig. 1 nach rechts vorgespannt.

In dem Flansch 38 ist über ein als Drucklager ausgebildetes Axiallager 45 ein Druckstück 46 gelagert, mit dem das aktive Ende 32 des Gewindebolzens 22 in Eingriff bringbar ist. Das dazu erforderliche axiale Verschieben des Gewindebolzens 22 wird in noch näher zu beschreibender Weise über die von dem Stellantrieb 26 angesteuerte Pinole 24 bewirkt.

Fig. 1 zeigt in nicht maßstabsgetreuer Darstellung den dem Zustellen des Werkzeuges 15 dienenden axialen Stellbereich 47 des Gewindebolzens 22. Der Stellberoich ist durch die bei 48 und 49 angedeuteten Endlagen des aktiven Endes 32 des Gewindebolzens 22 begrenzt. Das Steilgewinde 21 und der Stellbereich 47 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Stellbereich 47 gerade eine 180°-Drehung der Innenspindel 11 gegenüber der Werkzeugspindel 2 entspricht.

Die Endlage 49 ist durch einen Sicherheitsbereich 51 von einer Position 52 des aktiven Endes 32 getrennt, in der das aktive Ende 32 mit dem Druckstück 46 in Eingriff kommt. An den Sicherheitsbereich 51 schließt sich ein von einer dritten Endlage 53 begrenzter, noch näher zu erläuternder Lösehub 54 an, in dem der Gewindebolzen 22 mit seinem aktiven Ende 32 die Zugstange 37 und S&mit den Verbindungsbolzen 35 in Richrung der Wezkzeugaufnähme 14 verschiebt.

Derartige, in Fig. 4 vereinfacht dargestellte aufnahmen 14 für üblicha Spannzeuge, wie z.B. den hier angedeuteten Sii.likev .schaft 55, sind an sich ebsnso bekannt wie ihre Bef *. iigung ar. dem Kopf 13 der Inners~indel Vi und müssen hier ni/vht näher beschrieben werden. In der in Fig. 4 dargest *i>lr -n Position des Verbindungsbolzen 35 befindet sich der Gewindebolzen 22 im StellbereiJh 4^r oder im Sicherheitsbereich 51, sein Ende ist also ac^er Eingriff mit dem Druckstück 46.

In dem nicht näher dargestellten Gehäuse der Werkzeugaufnahme 14 ist eine konzentrisch zu der achse 12 der Innenspindel 11 verlaufende Bohrung 56 vorgesehen, die sich von der Innenspindel 11 wegweisend zur Aufnahme des Steilkegelschaftes 55 konisch erweitert. In den auf die Innenspindel 11 zeigenden Bereich der Bohrung 56 ist eine Muffe 57 eingeschraubt, in der eine Spannzange 50 längsverschieblich gelagert ist. Die Lagerung der Spannzange 58 ist an sich bekannt und in Fig. 4 nicht weiter dargestellt.

Die Spannzange 58 weist zwei radial nach innen zeigende Schultern 59 und 60 auf, die in Richtung der Achse 12 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die dem Steilkegelschaft 55 zugewandte Schulter 59 ist mit einem in den Steilkegelschaft 55 eingeschraubten An-

zugsbolzen 61 und die Schulter 6O mit dem Kopf 62 des Verbindungsbolzens 35 in Eingriff bringbar. An der Spannzange 58 ist ein radial außen liegender und der konischen Erweiterung der Bohrung 56 zugewandter Wulst vorgesehen, mit dem sich die Spannzange 58 an einer Innenwand 64 der Muffe 57 abstützt, wenn die Spannzange 5S in Fig. 4 gans ruich rechts bewegt ist. Diese Situation ist in Fig. 4 dargestellt.

Die Innenwand 64 der Muffe 57 weist einen zurückspringenden Bereich 65 mit vergrößertem Durchmesser aufder sich in den von dem Verbindungsbolzen 35 aogelegenen Ende der Muffe 57 befindet. Bei in Fig. 4 nach links verschobener Spannzange 58 befindet sich der Wulst 63 wegen der radial nach außen gerichteten, hier nicht näher beschriebenen Vorspannung der Spannzange 58 in dem zurückspringenden Bereich 65, der dem öffnen der Spannzange 58 dient.

Wie bereits erwähnt, ist zum axialen Verschieben der Pinole 24 der Stellantrieb 26 vorgesehen, der jetzt anhand von Fig. 2 genauer beschrieben wird.

Der Stellantrieb 26 ist in einem zweiten ortsfesten Gehäuse 66 untergebracht, an dem ein Servomotor 67 mit einer Ausgangswelle 68 mit Hilfe von Schrauben 69 festgeschraubt ist. Die Ausgangswelle 68 ist in einem in dem Gehäuse 66 vorgesehenen Lager 71 um die Drehachse 7 der Werkzeugspindel 2 drehbar gelagert und über einen zweiten Schraubtrieb 72 mit dem zweiten Abschnitt 25 der Pinole 24 verbunden. Der zweite Schraubtrieb 72 ist in einem Freiraum 73 in den Gehäuse 66 angeordnet und weist eine Kugelgewindespindel 74 auf, die drehfest und konzentrisch zu der Drehachse 7 mit der Ausgangswelle 68 verbunden ist. Auf der Kugelgewindespindel 74 sitzt eine spiel-

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ItIl

frei vorgespannte Kugelgewindemutter 75, die an ihrem dem Servomotor 67 zugewandten Ende einen Flansch 76 aufweist. In Anlage mit dem Flansch 76 sitzt auf der Kugelgewindemutter 75 ein Träger Die Kugelgewindemutter 75 steckt so in einer zentrisehen Bohrung 78 in dem zweiten Abschnitt 25 der Pinole 24, daß der Träger 77 an der Wandung 79 der zentrischen Bohrung 78 anliegt. Die Kugelgewindemuttsr 75 'Jr.d der Träger 77 sind mit Hilfe von durch den Flansch 76 und den Träger 77 hindurchgehenden Schrauben mit dem zweiten Abschnitt 25 der Pinole 24 fest verschraubt,

Der zu der Drehachse 7 der Werkzeugspindel 2 koaxial verlaufende zweite Abschnitt 25 der Pinole 24 ist axial verschieblich und unverdrehbar in einer Führungsbuchse 82 gelagert, die mit Hilfe von Schrauben 83 mit dem Gehäuse 66 verschraubt ist. Zur drehfesten Lagerung weisen der Abschnitt 25 und die Führungsbuchse 82 im Querschnitt als Innen- bzw. Außenprofii das in Fig. 3 gezeigte Polygonprofil 2 9 auf.

In den Träger 77 ist sin Abstandsbolzen 34 eingeschraubt_; der parallel zu der Drehachse der Kugelgewindespindel 74, die mit der Drehachse 7 der Werkzeugspindel 2 zusammenfällt, ausgerichtet ist. Durch zwei an dem Gehäuse 66 vorgesehene Anschläge 85 und 86, mit denen der Abstandsbolzen 84 in Anschlag bringbar ist, wird ein maximaler axialer Verstellbereich für die Kugelgewindemutter 75 und damit für die Pinole 24 begrenzt. Innerhalb dieses maximalen Verstellbereiches liegen der Stellbereich 47, der Sicherheitsbereich und der Lösehub 54, die schon aus Fig. 1 bekannt sind.

An dem Träger 77 ist ein ebenfalls parallel zu der Drehachse 7 ausgerichteter Ausleger 87 befestigt, der zum Betätigen von Endschaltern 88 eine Schaltnase 89 aufweist. Die Befestigung der Endschalter 88,

von denen in Fig. 2 lediglich zwei gezeigt sind, ist nicht weiter dargestellt. Die Endschalter 88 sind so zueinander und zu der Schaltnase 89 angeordnet, daß jeweils ein Endschalter 88 mit der Schaltnase 89 in Eingriff ist, wenn die Kugelgewindemutter 75 eine ausgezeichnete, einem Benutzer anzuzeigende axiale Stellung einnimmt. Der Endschalter 88b beispielsweise zeigt an, daß sich die Kugelgewindemutter 75 und damit der über die Pinole 24 axial unverschieblich mit ihr verbundene Gewindebolzen 22 in der hinteren Endlage 48 des Stellbereiches 47 befindet. Die Endschalter melden die jeweilige Endlage der Kugelgewindemutter 75, kurz bevor der mechanische Uberfahrschutz durch Anschlagen des Abstandsbolzens 84 an die Anschläge 85, 86 wirksam wird, und ermöglichen so eine zusätzliche elektrische Sicherung gegen Verstellfehler.

Das Zusammenwirken der einzelnen Teile der neuen Ausbohrvorrichtung soll jetzt anhand der Bewegungsabläufe bei einem Werkzeugwechsel und einem anschließenden Zustellen des neu eingespannten Werkzeuges erläuterwerden. Dazu wird von der in den Fig. 1, 2 und 4 gezeigten Annahme ausgegangen, daß in der Werkzeügaufnähme 14 ein Steilkegelschaft 55 mit einem Werkzeug 15 eingespannt ist und daß sich der Gewindebolzen 22 in der durch den Endschalter 88b angezeigten hinteren Endlage 48 des Stellbereiches 47 befindet:

Durch die Kraft der Tellerfedern 41 spannt der Kopf des Verbindungsbolzens 35 die Spannzange 58 über die Schulter 60 in Fig. 4 nach rechts vor. Die Spannzange 58 hält mit ihrer Schulter 59 den Anzugsbolzen 61 des Steilkegelschaftes 55 fest und zieht ihn durch die Kraft der Tellerfedern 41 in Fig. 4 nach rechts, so daß der Steilkegelschaft 55 in eine reibschlüssige

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Anlage mit der Wandung der konischen Öffnung 56 kommt.

Als Antriebsquelle für den nun zu schildernden Ablauf dient der Servomotor 67, die Steuerung erfolgt über die Wahl &idiagr; der Drehrichtung seiner Ausgangswelle 68 und den

Drehwinkel, um den die Ausgangswelle 68 gedreht werden soll. Dieser Drehwinkel kann sehr kleine Werte anneh-

jj men, aber auch ein Vielfaches von 360° betragen. Im

J Stillstand bringt der Servomotor 67 ein HaltemomenL

&igr; auf und verhindert dadurch ein unbeabsichtigtes Ver-

drehen seiner Ausgangswelle 68 durch solche Kräfte, die

&igr; beim Zerspanen eines Werkstückes auftreten und be-

strebt sind, die Zustellung des Werkzeuges 15 zu verändern. Es ist selbstverständlich, daß statt les Servomotors 67 auch ein Schrittmotor verwendet werden kann.

Die Kugelgewindespindel 74 macht die Drehbewegung der Ausgangswelle 68 mit und setzt sie in eine axiale Verschiebung der Kugelgewindemutter 7 5 um, die durch den in der Führungsbuchse 82 unverdrehbar gelagerten zweiten Abschnitt 25 der Pinole 24 unverdrehbar gehalten ist. Bei entsprechender Wahl der Drehrichtung der Ausgangswelle 68 bewegt sich die Kugelgewindemutter und mit ihr der Ausleger 87 und der zweite Abschnitt 25 der Pinole 24 in Fig. 2 nach links. Damit bewegt sich auch die Schaltnase 89 nach links und der Endschalter 88b zeigt an, daß die hintere Endlage 48 des Stellbereiches 47 verlassen wurde.

Die axiale Verschiebung des zweiten Abschnitts 25 der Pinole 24 wird über das Axiallager 27 auf den ersten Abschnitt 23 und den Gewindebolzen 22 übertragen. Der erste Schraubtrieb 18 setzt diese Axialbewegung in eine relative Verdrehung der Innenspindel 11 gegenüber der Werkzeugspindel 2 um, da einerseits der Gewindebolzen 22 von dem ersten Abschnitt 23 unver—

drehbar gehalten ist und andererseits die Gewindemutter 19 an der axial unverschieblichen Innenspindel 11 befestigt ist. Aufgrund der exzentrischen Lagerung der Innenspindel 11 in der Werkzeugspindel 2 führt diese Verdrehung dazu, daß sich der radiale Abstand des Werkzeuges 15 von der Drehachse 7 der Werkzeugspindel 2 und damit der Flugkreis der nicht näher dargestellte Werkzeugschneide verändert.

wird. Has MaR R der Exzentrizität mit e und der radiale Abstand der Werkzeugschneide von der Achse 12 der Innenspindel 11 mit r bezeichnet, so berechnet sich für den Radius R des Flugkreises (radialer Abstand der Werkzeugschneide von der Drehachse 7 der Werkzeugspindel 2) als maximaler Wert: R = r + e und als minimaler Wert: R . = r - e. Diese beiden Extremlagen der Werkzeugschneide sind durch eine relative Verdrehung der Innenspindel 11 gegenüber der Werkzeugspindel 2 um 180° ineinander überführbar. Wie bereits erwähnt, sind die Steigung des Steilgewindes 21 und der Verstellbereich 47 so ausgelegt, daß die Endlage 48 der radial äußeren Stellung (R_m_&ldquor;)und die Endlage 49 der radial

IUaX

n P"+-o11 liner (R . ) der Werkzeuaschneide entspre- _, -_min-

chend.

Durch die axiale Verschiebung des Gewindebolzens 22 in Fig. 1 aus der Endlage 48 nach links wird der radiale Abstand R jetzt kleiner, bis ?r -einen kleinsten Wert (^R _mn) annimmt, wenn sich der Gewindebolzen in der Endlage 49 befindet. Durch weiteres Verdrehen der Ausgangswelle 68 kommt der Gewindebolzen 22 jetzt in den Sicherheitsbereich 51 und der radiale Abstand des Werkzeuges 15 wird wieder größer. Zum Zustellen des Werkzeuges 15 werden der Sicherheitsbereich 51 und der Lösehub 54, die eir-r:-~ Überhub darstellen, nicht verwendet, denn die

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in ihnen auftretenden Werkzeugpositionen sind bereits durch den Stellbereich 47 abgedeckt. Aufgabe des Sicherheitsbereiches 51 ist es, bei einem versehentlichen Überfahren der Endlage 49 zu verhindern, daß das aktive Ende 32 unbeabsichtigt mit dem Druckstück 46 in Eingriff kommt.

Durch weiteres Verschieben des Gewindebolzens 22 kommt sein aktives Ende 32 schließlich bei Position 52 mit dem Druckstück 46 in Eingriff. Im Lösehub 54 verschiebt der Gewindebolzen 22 jetzt die Zugstange 36 gegen die Kraft der Te Her federn 41 in Fig. 1 nach links. Die dabei auftretende Reaktionskraft wird über die Scheibe 42 und die Distanzbüchse 43 in die Werkzeugaufnahme 14 und von da in die Innenspindel 11 geleitet, die infolgedessen bestrebt, ist, sich von dem aktiven Ende 32 weg in Fig. 1 nach links zu bewegen. Die von der Innenspindel 11 aufgenommene Reaktionskraft wird über den Schraubring 20, das Wälzlager 16b und ein Distanzrohr 91 auf das Wälzlager i6a und von da in den Deckel 17 geleitet, der mit der Werkzeugspindel 2 verschraubt ist, so daß die Innenspindel 11 in Fig. 1 nicht nach links ausweichen, kann. Eine von dem Werkzeug 15 über die Werkzeugaufnahme 14 auf die Innenspindel 11 ausgeübte Kraft in Fig. 1 nach rechts wird über eine nicht näher bezeichnete Schulter der Innenspindel 11 auf das Wälzlager 16a übertragen und von diesem über das Distanzrohr 91 und das Wälzlager 16b in eine ebenfalls nicht näher bezeichnete Schulter der Werkzeugspindel 2 eingeleitet, so daß die Innenspindel 11 in Fig. 1 auch nxcht nach rechts ausweichen kann.

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Auch im Lösehub 54 verdreht der Schraubtrieb 18 die Innenspindel 11 gegenüber der Werkzeugspindel 2, und damit die Zugstange 36 gegenüber dem Gewindebolzen 22, der mit seinem aktiven Ende 32 durch die Kraft der Tellerfedern 41 reibschlüssig mit dem Druckstück 46 in Anlage ist. Die auftretenden Reibungskräfte werden durch das Drucklager 45 zwischen der Zugstange 36 und dem Druckstück 46 verringert.

Im Lösehub 54 bewegt sich der Verbindungsbolzen 33 in Fig. 4 nac'i 7 inks, kommt mit seinem Kopf c2 mit dem Anzugsbolzen 61 in Anlage und verschiebt so den Anzugsbolzen 61 und o.en Steilkegelschaft 55 und über die Schulter 59 die Spannzange 58 nach links. Der Wulst 63 kommt dabei in den zurückspringenden Bereich 65 der Muffe 57, so daß sich die Spannzange 58 öffnet und den Anzugsbolzen 61 freigibt. Ein nicht näher dargestellter Werkzeugwechsler kann den Steilkegelschaft 55 jetzt an seiner Greiferrille 92 fassen, aus der Werkzeugaufnahme 14 herausziehen und einen anderen Steilkegelschaft 55 mit einem neuen Werkzeug 15 hineinschieben.

Durch Umkehr der Drehrichtung des Servomotors 67 wird jetzt der Gewindebolzen 22 in die Endlage 49 zurückgefahren/ was von dem Endschalter 88a angezeigt wird. Die von den Tellerfedern 41 hervorgerufene Zugkraft bewirkt, daß die Spannzange 58 den Anzugsbolz&jt 61 ergreift und über ihn den Steilkegelschaft 55 in die Werkzeugaufnähme 14 einzieht. Dabei gleitet der Wulst 63 aus dem zurückspringenden Bereich 65 der Muffe 57 heraus, die Spannzange 58 schließt sich und hält den Anzugsbolzen 61 fest. Die Zugkraft der Tellerfedern 41 wird über den Kopf 62 des Verbindungsbolzens 35

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I · t ·

auf die Schulter-60 und von dieser über die Schulter 59 auf den Anzugsbolzen 61 geleitet. Diese Zugkraft ist so groß, daß der Steilkegelschaft 55 reibschlüssig in der konischen öffnung der Bohrung 56 gehalten wird.

Zum Zustellen des Werkzeuges 15 in eine gewünschte radiale Stellung wird der Gewindebolzen 22 über den-Servomotor 67 und den zweiten Schraubtrieb 72 jetzt in die entsprechende Position in dem Stellbereich 47 gebracht. Dieses Zustellen ist auch bei bereits umlaufender Werkzeugspindel 2 möglich; v/eil der erste 23 und der zweite Abschnitt 25 der Pinole 24 axial uiiverschieblich .,nd qegeaeinander'verdrehbar über das Axiallager 27 verbunden; sin<?.uad konzentrisch zu der Drehachse 7 der Werkzeu^spinde■ 1 verlaufen. Diese Zweiteilung der Einole 24 erlaubt also auch eine Verstellung des Werkzeuges 15 bei bereits umlaufender Werkzeugspindel 2.

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Claims

Schutzansprüche:

1. Ausbohrvorrichtung mit einer in einem Gehäuse (1) ortsfest drehbar gelagerten und angetriebenen umlaufenden Werkzeugspindel (2 ), die an ihrem Vorderende eine Zustelleinrichtung (11, 18) trägt, ander eine dadurch radial ve-stellbare Werkzeugaufnahme (14) für ein darin gehaltenes Werkzeug (15) vorgesehen ist, und mit einem Stellantrieb (26), der zum Verstellen der Zustelleinrichtung (11, 18) mit der Zustelleinrichtung über Kupplungsmittel (24) verbunden ist, die zumindest teilweise in der Werkzeugspindel (2 ) längsverschieblieh geführt sind und zwischen zwei einen maximalen Stellbereich (47) definierenden Endlagen (48, 49) beliebig hin- und herbewegbar sind, wobei sich die Werkzeugaufnahme (14) in der einen Endlage (49) der Kupplungsmittel (24) radial ganz innen und in der anderen Endlage (48) der Kupplungsmittel (24) radial ganz außen befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahme (14) Spannmittel (58) für das Werkzeug C5) enthält, daß zum Betätigen der Spannmittel (58) Betätigungsmittel (34) vorhanden sind, die ein Eingriff nel-*- ment ( 46) aufweisen, mit dem die Kupplungsmittal (24) wahlweise in Eingriff bringbar sind, daß die Kupplungsmittel ( 24) einen sich an eine der baid*sn Endlagen (48, 49) anschließenden und von einer dritten Endlage (53) begrenzten Uberhub (51, 54) aufweisen, in dem die Kupplungsmittel ( 24, 32) mit dem Eingriffselement (46) im Sinne des öffnens der Spannmittel (58) zum Freigeben des Werkzeuges (15) in Eingriff zu bringen sind.

2. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel (24) erst nach Überschreiten der einen Endlage (49) in Richtung auf die dritte Endlage (53) um einen einem Sicherhrits-

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weg entsprechenden Betrag (51) in einem Lösehub (54) mit Eingriffselement (46) in Eingriff kommen.

3. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Zustelleinrichtung (11, 18) ein an der Werkzeugspindel (2 ) beweglich gelagertes Glied (11) aufweist, dem ein Gelenk oder Getriebe (18) zugeordnet ist, und daß ein Teil des Gelenkes oder Getriebes (19) mit dem beweglich gelagerten Glied (11) und ein anderer Teil des Gelenkes oder Getriebes (22) mit den Kupplungsmitteln (24) verbunden ist.

4. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Glied (11) eine in einer in der Werkzeugspindel (2 ) parallel und exzentrisch zu der Drehachse (7) der Werkzeugspindel (2) verlaufenden Exzenterbohrung (9 ) axial unverschieblich und drehbar gelagerte Innenspindel (11 ) aufweist, an deren aus dem Vorderende der Werkzeugspindel (2 ) herausragenden Kopf (13) die Werkzeugaufnahme (14) vorgesehen ist, und daß das Gelenk oder Getriebe (18) zur relativen Drehung der Innanspindel (11) gegenüber der Werkzeugspindel (2 ) einen ersten Schraubtrieb (18) aufweist, der in der Werkzeugspindel (2 ) an einem von dem Kopf (13) abgelegenen Ende der Innenspindel (11) vorgesehen ist und durch den die Innenspindel (11 ) drehfest mit der Werkzeugspindel (2 ) verbindbar ist.

5. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schraubtrieb (18) einen drehfest mit der Werkzeugspindel ( 2) verbundenen und axial hin- und herbewegbaren Gewindebolzen (22 ) und eine drehfest mit der Innenspindel (11 ) verbundene GewinJdemutter (19) aufweist, und daß der Gewinde-

bolzen (22) einen Teil der Kupplungsmittel (24)
bildet.

6* Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (22) und die Gewindemutter (19) ein nicht selbsthemmendes Gewinde (21)
aufweisen.

7. Ausbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmit- A

tel (34) im Sinne des Geschiossenhaitens der spann- a

mittel (58) selbsttätig (41) wirksam sind. |

8. Ausbohrvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, da- |j

durch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel (34) >i

eine in dem beweglichen Glied (11) axial verschieb- fj

lieh gelagerte Zugstange (36) aufweisen, die zum "\

selbsttätigen Geschlossenhalten der Spannmittel (58) ;' von einem Federspeicher (41 ) beaufschlagt ist,

der sich einenends (33) an der Zugstange (36) und ande- ?&idiagr;

renends (42) an dem beweglichen Glied (11) abstützt, $

daß die Zugstange (36) mit den Spannmitteln (58) |

gekuppelt (35) ist und daß die Kupplungsmittel (24) *

mit ihrem zu der Zugstange (36 ) weisenden Ende (32 ) J

bei im Lösehub befindlichen Kupplungsmitteln (24 ) ^

gegen die Kraft des Federspeichers auf die Zug- %

stange (36) einwirken. |

9. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- \ zeichnet, daß der Federspeicher (41 ) ein Paket &ngr;

von Tellerfedern (41 ) aufweist, die zentrisch auf | der Zugstange (36) angeordnet und zwischen einem | den Kupplungsmitteln (24) zugewandten zylindrischen | Fortsatz (38) der Zugstange (36) sowie einem an
dem beweglichen Glied (11 ) vorgesehenen Auflager (42 )
eingespannt sind.

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10. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem den Kupplungsmitteln (24) zugewandten Ende (38) der Zugstange (36) und den Kupplungsmittel . (24) zur übertragung des Lösehubes (54) auf die Zugstange (36) ein mit einem Axiallager (45) gelagertes Druckstück (46) vorgesehen ist,-über das die Kupplungsmittel (24) und die Zugstange (36) in Eingriff bringbar sind.

11. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet., daß das Druckstück (46) an dem den Kupplungsmitteln (24) zugewandten Ende (38) der Zugstange (36) mit dem Axiallager (45) gelagert ist und daß das Axiallager (45) ein Drucklager (46) ist.

12. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (26) eine über ein weiteres Gelenk oder ein weiteres Getriebe (72) auf die Kupplungsmittel (24) einwirkende Antriebsquelle (67) aufweist.

13. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Teil des weiteren Gelenkes oder weiteren Getriebes (72) ein zweiter Schraubtri^b (74.75) vorgesehen ist und daß ein Teil (74) des zweiten Schraubtriebes an die Antriebsquelle (67) gekuppelt und ein anderer Teil (75) dss zweiten Schraubtriebes nif den Kupplungsmitteln (24) verbunden ist.

14. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplungsmittel (24) eine Pinole (24) umfassen, die einen in der Weukzeugspindel (2 ) drehtest und axial verschieblich gelagerten ersten Abschnitt (23) und einen gegenüber dem ersten Abschnitt (23) drehbaren zweiten Abschnitt (25) aufweist.

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5 . Ausbohrvorrichtung nach den Ansprüchen 13 tu-iri '; 4 .. dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsquelle (67) einen Stellmotor (67) mit einer Ausgangswelle (68) umfaßt, daß die Ausgangswelle (68) an die in einer gestellfesten Lagerung (71) axial unbeweglich gelagerte Gewindespindel (74) des zweiten Schraubtriebes gekuppelt ist, und daß die Gewindemutter (7 5) des zweiten Schraubtriebes mit dem zweiten Abschnitt (25) der Pinole (24) verbunden ist, der zur Umsetzung der Drehbewegung der Ausgangswelle in eine Axialbewegung der Kupplungsmittel in einer weiteren gestellfesten Lagerung (82) unverdrehbar und längsverschieblich gelagert ist.

16. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der erste oder der zweite Abschnitt (23,25) der Pinole (?1) zur drehfesten Lagerung ein Polygonprofil (29) aufweist.

17. Ausbohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (26) Anzeigemittel (88) zum Anzeigen der jeweiligen Lage der Kupplungsmittel (24) aufweist.

18. Ausbohrvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel (88) zumindest einen Endschalter (88a, 38b) umfassen.

19. Ausbohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel (58) zur Aufnahme eines üblichen Werkzeugspannzeuges (55) eine Werkzeugkupplung (57, 59, 60) aufweisen.

20. Ausbohrvorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (22) fest mit dem ersten Abschnitt (23) der Pinole (24) verbunden ist.