DE1043751B - Differentialantrieb fuer einen loesbar an einer Bohreinheit angeordneten Plandreh- und Bohrkopf - Google Patents

Description

• Differentialantrieb für einen lösbar an einer Bohreinheit angeordneten Plandreh- und Bohrkopf Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohreinheit, die als Grundeinheit einer Fertigungsstraße geeignet ist, zunächst gewöhnliche Bohrarbeiten durchzuführen. Solche bekannten Bohreinheiten sind wie Schlitten geführt und erhalten von einem im Schlittenbett enthaltenen Vorschub- und Eilrücklaufgetriebe die Axialbewegung für den Bohrer. Man kann die bekannten Bohreinheiten auch für die Durchführung von Plan-, Kegel- oder Einstecharbeiten verwenden, indem man an der Bohrspindel einen Plandreh- und Bohrkopf, im folgenden mit Drehkopf bezeichnet, anbringt. Die Getriebe, die für den selbsttätigen Vorschub und den Eilrücklauf des Stahlhalters des genannten Kopfes benötigt werden, baut man in der Iohreinheit ein. Durch den hierfür benötigten Raum werden die bekannten derartigen Bohreinheiten unbequein groß. Auch die Anordnung des Hauptantriebes wird hierdurch umstädlich. Ferner wird die Anzahl der Lagerstellen erhöht. Ferner ist das Antriebsrad für den Planvorschub schwer zugänglich. Diese Nachteile sind vor allem darin begründet, daß für den 1'la.nvorschub ein Differentialgetriebe benötigt -wird. Die Erfindung bezweckt, das Differentialgetriebe aus (ier Bohreinheit herauszulösen.
• Die Erfindung betrifft demnach einen Differentialantrieb für einen lösbar an der hohlen Hauptspindel einer Bohreinheit angeordneten Drehkopf, in dessen Innerem eine Gewindespindel mit Mutter für den radialen Vorschub des gegen einen festen, eine elektrische Steuerung für den Eilrücklauf auslösenden Artschlag fahrenden Planschiebers eingebaut ist. Hierbei ist der Antrieb für den Vorschub und den Eilrücklauf mittels in der Bohreinheit angeordneten,. gesonderten Eilgangmotors und Bremse durch die hohle Bohrspindel hindurchgeführt.
• Gemäß der Erfindung wird der Differentialantrieb für die Bewegung des Planschiebers im Drehkopf angeordnet und in diesen über zwei zentrisch ineinander lind gemeinsam in der Hauptspindel gelagerte Elemente eingeleitet. Hierbei ist das eine Element als nicht drehbare Stange ausgebildet, die im Drehkopf über Schnecken- oder Schraubenräder auf das eine der aus der Gewindespindel und Mutter bestehenden Verstellorgane, z. B. die Mutter, arbeitet. Das andere Element ist als eine die Stange umschließende Hülse in der Bohreinheit mit dem Eilgangmotor und der Bremse verbunden und arbeitet mit dem in den Drehhopf hineinragenden Ende auf das zweite Verstellorgan, z. B. die Gewindespindel.
• Indem man also erfindungsgemäß den Differentialantrieb im Drehkopf anordnet und hierfür eine besondere Bauart verwendet, beschränkt man die noch in der Bohreinheit verbleibenden Teile, -wie das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel verdeutlicht, derart, daß die obengenannten Nachteile nicht mehr ins Gewicht fallen. Eine andere bekannte Lösung des Problems besteht- darin, den Spindelantrieb und das Planvorschubgetriebe je für sich in getrennten Gehäusen unterzubringen. Dies hat sich allerdings nicht nur wegen der hohen Kosten nicht bewährt, sondern auch wegen des schlechteren Gesamtwirkungsgrades, der infolge der ungünstigen übertragung der erforderlichen Bewegungen besteht.
• In zweckmäßiger Ausführungsform des erfindungsgemäßen Differentialantriebes kann in dem aus den Schnecken- oder Schraubenrädern sowie einem Ritzel gebildeten Antriebsstrang für die Mutter eine Wechsel_räderstufe angeordnet sein, deren Übersetzung die radiale Vorschubgeschwindigkeit bestimmt. Ferner kann in zweckmäßiger Ausführungsform die nicht drehbare, in der Hülse gelagerte, in die Bohreinheit hineinführende Stange aus einer durch eine Rückstellkraft bewirkten Mittellage heraus gegenüber einer beim Anlaufen des Planschiebers gegen einen Anschlag am Rad angreifenden, die Rückstellkraft überwindenden Axialkraft verschiebbar sein. Hierbei betätigt die axiale Bewegung der Stange ein Abschaltelement.
• in der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Fig. 1 im Längsschnitt eine Bohreinheit mit einem auf der hohlen Bohrspindel sitzenden Drehkopf, mit dem Hauptantrieb für die Bohrspindel, dem Vorschubantrieb für den Drehkopf und mit einem Steuerorgan, das symbolisch aus der Einheit herausgezeicht_et wurde, Fig.2 den Plandrehkopf nach Fig.1 im Längsschnitt.
• In der Bohreinheit 15 sitzt auf dem Zapfen eines Bohrmotors 1 ein Ritzel 2, das ein auf der Antriebswelle eines Schieberäder-Dreierblocks 4 sitzendes Stirnrad3 antreibt. Auf derAbtriebswelle des Schieberäder-Dreierblocks 4 sitzt ein Stirnrad 5, das über Stirnrad 6 die Bohrspindel 7 antreibt. Ein Eilgangmotor 10 treibt mittels Stirnräderpaar 12, 13 eine mit 8 bezeichnete Hülse als Vorschubwelle. Die Welle von Rad 12 trägt eine elektrisch schaltbare Bremskupplung 11. Hülse 8 nimmt eine Schaltstange 14 in sich auf, die axial beweglich ist und über einen Zahnstangenteil ein Ritzel 42 antreiben kann. Durch einen Vierkant 41 wird die Schaltstange 14 an einer Drehung gehindert. Ritzel42 sitzt auf einer Welle, die eine Brücke 43 und eine Nockenscheibe 46 trägt. Die Brücke 43 wird durch eine Federhülse 44 in Nulllage gehalten. Die Nockenscheibe 46 dient zur Kontaktgabe elektrischer Schalter bei einem Ausschwenleen der Brücke 43 über ein vorgegebenes Winkelmaß hinaus. Am Ende der Hülse 8 ist ein Stirnrad 23 angebracht (Fig. 2), das über Stirnräder 24, 25, 26 mit einer Schraubenradstufe 27, 28 und damit mit einer Gewindespindel 22 in Verbindung steht. Aus der Hülse 8 tritt die Schaltstange 14 heraus und führt zu einem infolge des Vierkantes 41 nicht drehbaren Schraubenrad 16. Dieses kämmt mit einem Schraubenrad 17, das über Wechselräder 18, 19 und über ein Ritze] 20 mit einer auf der Spindel 22 drehbaren Mutter 21 des Verstellorgans in Verbindung steht. Die Mutter 21 ist in einem als Stahlhalter dienenden Planschieber 29 drehbar gelagert. Die Spindel 22 und die Mutter 21 bilden das Vorschuborgan für den Planschieber 29.
• In der in Fig. 2 gezeichneten Endstellung des Planschiebers 29 liegt dieser am Anschlag 47 an. Es ist angenommen, daß sich der Drehkopf 9 in Drehbewegung befindet. Dabei wälzt sich das das Schraubenrad 16 umkreisende Schraubenrad 17 auf ersterem ab und leitet diese Drehbewegung über die Räder 18, 19, 20 an die Mutter 21 weiter. Infolge des Anschlages 47 kann die Mutter 23. auf der Gewindespindel 22 keine Längsbewegung nach außen ausführen, sondern treibt die Gewindespindel 22 an, die ihrerseits die Drehbewegung über die Räder 27, 28, 26, 25, 24,-23 an die Hülse 8 überträgt. Die Hülse 8 setzt über die Räder 13 und 12 die in Losstellung befindliche elektrische Bremskupplung 11 und den Läufer des Eilgangmotors 10 in Drehung. Wird nun durch einen Schaltknopf die elektrische Bremskupplung 11 betätigt, so kommt das Stirnrad 23 zum Stillstand. Das um Rad 23 kreisende Rad 24 wälzt sich auf Rad 23 ab mit der Wirkung, daß über die Räder 25, 26, 27, 28 der Gewindespindel 22 eine Relativdrehung zur Mutter 21 gegeben wird. Mutter 21 wandert damit in Richtung zur Achse des Drehkopfes. Damit wird dem Planschlitten 29 mit dem Stahlhalter C eine Vorschubbewegung erteilt. Der Planschlitten 29 fährt schließlich gegen den einstellbaren Anschlag 45. Da die elektrische Bremskupplung unnachgiebig ist, übt nun das Schraubenrad 17 einen solchen Druck auf Schraubenrad 16 aus, daß dieses die Schaltstange 14 verschiebt, die über das Ritzel42 und die I`Tockenscheibe 46 einen elektrischen Schalter betätigt, welcher die elektrische Bremskupplung 11 löst und den Eilgangmotor 10 einschaltet. Der Eilgangmotor 10 verleiht nun über die Hülse 8 usw. der Gewindespindel 22 eine relativ zur Mutter 21 umgekehrte Drehung wie vorher, so daß die Mutter 21 unter Mitnahme des Planschlittens 29 so zweit nach außen wandert (Eilrückgang), bis der Anschlag 47 den Bewegungsvorgang beendet. Alsdann tritt über das Schraubenradpaar 16, 17 wiederum eine Axialbewegung der Schaltstange 14 auf, die jedoch in umgekehrter Richtung, wie zuerst beschrieben, verläuft und mittels der Noclcenscllvihe 46 den anderen Schalter ansprechen läßt. Der Eilgangmotor 10 wird durch diesen abgeschaltet, und der ursprüngliche Zustand ist wiederhergestellt.
• Das Verständnis der Wirkungsweise wird durch die folgernde Betrachtung der Reibungsverhältnisse erleichtert: Der von der Mutter 21 bei sich drehendem Plandrehkopf durchzuschleppende Getriebestrang muß für die Betrachtung in zwei Teile zerlegt werden. Im ersten Teil bewirken die Reibungskräfte in den Lagerungen der Spindel 22, der Schraubenräder 27, 28, der Stirnräder 26, 25 sowie 24, 23 ein Reibungsmoment, das bremsend auf die Spindel 22 wirkt. Hierdurch hat die Mutter 21 mit dem Planschieber 29 das Bestreben, sich fest gegen den Anschlag 47 zu legen. Im zweiten Teil bewirkt die Lagerung der Hülse 8 mit den nachfolgenden Rädern 13, 12 und dem Anker des Motors 10 ein Reibungsmoment, das versucht, der Spindel 22 eine Drehung mitzugeben, die ein Ablaufen des Planschiebers 29 vom Anschlag 47 weg bewirkt. Beide Reibungsmomente, insbesondere unter Beachtung der großen Reibungskräfte im Schraubenrädertrieb 27, 28 gegeneinander abgewogen, ergeben, daß ein Anliegen des Planschiebers 29 an Anschlag 47 unbedingt gewährleistet ist. Wird der Anker des Motors 10 durch die Bremse 11 festgebremst, so wird in Überwindung der Reibungskräfte des vorbeschriebenen ersten Teiles dem Planschieber 29 eine Vorschubbewegung erteilt. Beim Eilrückgang, bei dem die Bremse 11 gelöst und der Motor 10 eingeschaltet ist, ist die Drehrichtung des Motors gegenläufig zu der wie oben durch die Reibungsverhältnisse erzeugten Drehrichtung.
• Die Vorschubgeschwindigkeit und relativ damit auch die Eilrücklaufgeschwindigkeit kann durch das Auswechseln der Wechselräder 18, 19, die mit einem in der Zeichnung nicht enthaltenen Zwischenrad in üblicher Weise kämmen, wahlweise vorbestimmt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRitCHE: 1. Differentialantrieb für einen lösbar an der hohlen Hauptspindel einer Bohreinheit angeordneten Plandreh- und Bohrkopf mit innerhalb des Kopfes angeordneter Gewindespindel und Mutter für den radialen Vorschub des gegen einen festen, eine elektrische Steuerung für Eilrücklauf auslösenden Anschlag fahrenden Planschiebers, wobei der Antrieb für Vorschub und Eilrücklauf mittels in der Bohreinheit angeordneten, gesonderten Eilgangmotors und Bremse durch die hohle Bohrspindel hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialantrieb für die Bewegung des Planschiebers (29) im Drehkopf (9) angeordnet- und in diesen über zwei zentrisch ineinander und gemeinsam in der Hauptspindel (7) gelagerte Elemente (8, 14) eingeleitet wird, wobei das eine Element als nicht drehbare Stange (14) ausgebildet ist, die im Drehkopf (9) über Schnecken- -oder Schraubenräder (16, 17) auf das eine-der aus Gewindespindel (22) und Mutter (21) bestehenden Verstellorgane, z. B. die Mutter (21), arbeitet, und das andere Element als eine die Stange (14) umschließende Hülse (8) in der Bohreinheit mit dem Eilgangmotor (10) und der Bremse (11) verbunden ist, und mit dem in den Drehkopf hineinragenden Ende auf das zweite Verstellorgan, z. B. die Gewindespindel (22), arbeitet.
2. 2. Differentialantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem aus den Schnecken-oder Schraubenrädern (16, 17) sowie einem Ritzel <20) gebildeten Antriebsstrang für die Mutter (21) eine Wechselräderstufe (18, 19) angeordnet ist, deren Übersetzung die radiale Vorschubgeschwindigkeit bestimmt.
3. 3. Differentialantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht drehbare, in der Hülse (8) gelagerte, in die Bohreinheit (15) hineinführende Stange (14) aus einer durch eine Rückstellkraft bewirkten Mittellage heraus gegenüber einer beim Anlaufen des Planschiebers (29) gegen einen Anschlag (45) am Rad (16) angreifenden, die Rückstellkraft überwindenden Axialkraft verschiebbar ist und daß die axiale Bewegung der Stange (14) ein Abschaltelement (42, 43, 44, 46) betätigt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 817 672; deutsche Patentanmeldung G 6850I b/49 a (bekanntgemacht am 15. 1. 53); »Werkstattstechnik u. Maschinenbau«, Okt. 1951, S. 385 bis 391; S ch r ey e r : »Werkzeugspanner«, Springer-Verlag, 1951, S. 205, Abs. 571.