DE1043751B

DE1043751B - Differential drive for a facing and drilling head that is detachably arranged on a drilling unit

Info

Publication number: DE1043751B
Application number: DER13624A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm K Meyer
Original assignee: Ruhrstahl AG
Current assignee: Ruhrstahl AG
Priority date: 1954-02-22
Filing date: 1954-02-22
Publication date: 1958-11-13

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.Differential drive for a detachably arranged on a drilling unit Facing and drilling head The invention relates to a drilling unit, which as The basic unit of a production line is suitable for ordinary drilling work at first perform. Such known drilling units are guided and maintained like sledges the axial movement is controlled by a feed and rapid return gear unit contained in the slide bed for the drill. The known drilling units can also be used to carry out Use face, taper or grooving work by making a Facing and drilling head, hereinafter referred to as turning head, attaches. The gears, those for the automatic feed and the rapid return of the steel holder of the named Head are required, are built into the yoke unit. With the The known drilling units of this type are inconveniently large in space. Also the arrangement the main drive becomes annoying as a result. Furthermore, the number of storage locations elevated. Furthermore, the drive wheel is difficult to access for the face feed. These Disadvantages are mainly due to the fact that a differential gear is used for the 1'la.nvorschub is required. The aim of the invention is to make the differential gear from (ier drilling unit to detach.

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.The invention therefore relates to a differential drive for a releasably arranged on the hollow main spindle of a drilling unit, in its Inside a threaded spindle with nut for the radial advance of the against one fixed, an electrical control for the rapid return triggers type impact Facing slide is installed. Here is the drive for the feed and the rapid return by means of arranged in the drilling unit. separate rapid traverse motor and brake passed through the hollow drill spindle.

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.According to the invention, the differential drive for the movement of the facing slide arranged in the rotary head and in this centered in each other via two elements stored together in the main spindle are introduced. Here is that an element designed as a non-rotatable rod, which in the rotating head via screw or helical gears on one of the threaded spindle and nut Adjusting devices, e.g. B. the mother works. The other element is called a die Sleeve surrounding the rod in the drilling unit with the rapid traverse motor and the brake connected and works with the end protruding into the rotary head on the second Adjusting device, e.g. B. the threaded spindle.

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.By thus according to the invention the differential drive in the rotary head and a special design is used for this purpose, one restricts the still in the drilling unit remaining parts, -as the embodiment described below made clear in such a way that the above-mentioned disadvantages are no longer significant. Another known solution to the problem is to change the spindle drive and to accommodate the face feed gear individually in separate housings. this However, not only has not proven itself because of the high costs, but also because of the poorer overall efficiency as a result of the unfavorable transmission the required movements exist.

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 an expedient embodiment of the differential drive according to the invention can be formed from the worm or helical gears and a pinion Drivetrain for the mother a Wechsel_räderstufe be arranged, whose translation determines the radial feed rate. Furthermore, in an expedient embodiment the non-rotatable rod mounted in the sleeve and leading into the drilling unit from a center position caused by a restoring force compared to a when the facing slide engages against a stop on the wheel, the restoring force be displaceable overcoming axial force. This actuates the axial movement the rod a shutdown element.

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 the drawing, the subject matter of the invention is based on an exemplary embodiment shown. It shows Fig. 1 in longitudinal section a drilling unit with one on the hollow drilling spindle seated rotating head, with the main drive for the drilling spindle, the feed drive for the rotary head and with a control element, which symbolically the unit was ausgezeicht_et, Fig.2 the facing head according to Fig.1 in longitudinal section.

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 the drilling unit 15 sits on the journal of a drilling motor 1 Pinion 2, which is a seated on the drive shaft of a sliding wheel block of three 4 Spur gear3 drives. A spur gear is seated on the output shaft of the sliding gear block 4 5, which drives the drilling spindle 7 via the spur gear 6. A rapid traverse motor 10 drives by means of Spur gears 12, 13 have a sleeve designated 8 as a feed shaft. The wave of wheel 12 carries an electrically switchable brake clutch 11. Sleeve 8 takes one Shift rod 14 in itself, which is axially movable and a rack part a pinion 42 can drive. By means of a square 41, the shift rod 14 is attached prevented from rotating. Pinion42 sits on a shaft that has a bridge 43 and a cam plate 46 carries. The bridge 43 is in the zero position by a spring sleeve 44 held. The cam plate 46 is used to make contact with an electrical switch Swinging out the bridge 43 beyond a predetermined angular dimension. At the end of A spur gear 23 is attached to the sleeve 8 (FIG. 2), which via spur gears 24, 25, 26 with a helical gear stage 27, 28 and thus with a threaded spindle 22 in connection stands. The shift rod 14 emerges from the sleeve 8 and leads to a consequence of the square 41 non-rotatable helical gear 16. This meshes with a helical gear 17, via change gears 18, 19 and via a crack] 20 with one on the spindle 22 rotatable nut 21 of the adjusting member is in connection. The mother is 21 rotatably mounted in a facing slide 29 serving as a steel holder. The spindle 22 and the nut 21 form the feed member for the facing slide 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.In the end position of the facing slide 29 shown in FIG. 2, it rests against the stop 47. It is assumed that the rotary head 9 is in rotary motion. The helical gear 17 encircling the helical gear 16 rolls on the former and transmits this rotary movement to the nut 21 via the gears 18, 19, 20. As a result of the stop 47, the nut 23 on the threaded spindle 22 cannot perform a longitudinal movement outward, but drives the threaded spindle 22, which in turn transmits the rotary movement to the sleeve 8 via the wheels 27, 28, 26, 25, 24, -23 . The sleeve 8 sets the disengaged electrical brake clutch 11 and the rotor of the rapid traverse motor 10 in rotation via the wheels 13 and 12. If the electrical brake clutch 11 is now actuated by a switch button, the spur gear 23 comes to a standstill. The wheel 24 revolving around wheel 23 rolls onto wheel 23 with the effect that a relative rotation to nut 21 is given via wheels 25, 26, 27, 28 of threaded spindle 22. Nut 21 thus migrates in the direction of the axis of the rotary head. In this way, the cross slide 29 with the steel holder C is given a feed movement. The cross slide 29 finally moves against the adjustable stop 45. Since the electric brake clutch is rigid, the helical gear 17 now exerts such a pressure on helical gear 16 that it moves the switching rod 14, which via the pinion 42 and the I` cam disc 46 is an electrical one Switch operated, which releases the electric brake clutch 11 and switches on the rapid traverse motor 10. The rapid traverse motor 10 now gives the threaded spindle 22, via the sleeve 8 etc., a reverse rotation relative to the nut 21 as before, so that the nut 21 moves outwards (rapid retreat) until the stop 47 ends the movement process . Then again an axial movement of the switching rod 14 occurs via the helical gear pair 16, 17, which, however, runs in the opposite direction, as described first, and allows the other switch to respond by means of the Noclcenscllvihe 46. The rapid traverse motor 10 is switched off by this, and the original state is restored.

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.The understanding of the mode of action is through the inferential consideration the friction conditions are facilitated: that of the nut 21 when the facing head is rotating The transmission train to be dragged through must be broken down into two parts for consideration will. In the first part, the frictional forces cause the spindle bearings 22, the helical gears 27, 28, the spur gears 26, 25 and 24, 23 a frictional torque, which has a braking effect on the spindle 22. This has the nut 21 with the facing slide 29 the effort to lay firmly against the stop 47. In the second part effected the storage of the sleeve 8 with the following wheels 13, 12 and the armature of the motor 10 a frictional torque that tries to give the spindle 22 a rotation that causes the facing slide 29 to run away from the stop 47. Both frictional moments, in particular taking into account the large frictional forces in the helical gear drive 27, 28 weighed against each other, show that the facing slide 29 is in contact with the stop 47 is absolutely guaranteed. Is the armature of the motor 10 by the brake 11 braked, it is in overcoming the frictional forces of the above-described first Part of the facing slide 29 granted a feed movement. In the case of rapid decline, at which the brake 11 is released and the motor 10 is switched on, is the direction of rotation of the motor counter to that generated by the friction conditions as above Direction of rotation.

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.The feed rate and, relatively, also the rapid return speed can by replacing the change gears 18, 19 with one in the drawing Comb not included intermediate gear in the usual way, optionally predetermined.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Differential drive for a detachable on the hollow Main spindle of a drilling unit arranged facing and drilling head with inside of the head arranged threaded spindle and nut for the radial advance of the against a fixed stop that triggers an electrical control for rapid return moving facing slide, with the drive for feed and rapid return by means of arranged in the drilling unit, separate rapid traverse motor and brake by the hollow drilling spindle is passed, characterized in that the differential drive arranged for the movement of the facing slide (29) in the rotary head (9) and in these via two elements that are centrally located one inside the other and together in the main spindle (7) (8, 14) is introduced, the one element as a non-rotatable rod (14) is formed, which in the rotating head (9) via worm or helical gears (16, 17) on one of the adjusting elements consisting of the threaded spindle (22) and nut (21), z. B. the nut (21), works, and the other element as a rod (14) surrounding sleeve (8) in the drilling unit with the rapid traverse motor (10) and the brake (11) is connected, and with the end protruding into the rotary head on the second Adjusting device, e.g. B. the threaded spindle (22) works.

2. Differential drive after Claim 1, characterized in that in that from the worm or helical gears (16, 17) and a pinion <20) formed drive train for the nut (21) a change gear stage (18, 19) is arranged, the translation of which determines the radial feed rate.

3. Differential drive according to claim 1 or 2, characterized in that the non-rotatable, mounted in the sleeve (8), into the drilling unit (15) leading rod (14) from a by a restoring force caused middle position out compared to one when starting the facing slide (29) acting against a stop (45) on the wheel (16), overcoming the restoring force Axial force is displaceable and that the axial movement of the rod (14) is a shutdown element (42, 43, 44, 46) actuated. Publications considered: German patent specification No. 817,672; German patent application G 6850I b / 49 a (published January 15, 53); "Workshop technology and mechanical engineering", Oct. 1951, pp. 385 to 391; S ch r ey e r: "Tool clamp", Springer-Verlag, 1951, p. 205, para. 571.