DE2820165B2 - Bohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrmaschine mit einer drehbaren und axial bewegbaren Spindel, in die ein einen axialen Durchgangskanal für ein Kühl- und Schmiermittel aufweisendes Bohrwerkzeug einsteckbar ist, wobei der Durchgangskanal beim Einstecken des Bohrwerkzeuges mit einer Zuleitung verbindbar ist und wobei anstelle des Kühl- und Schmiermittels auch Druckluft zum Reinigen der fertigen Bohrung aufbringbar ist

Werden Bohrwerkzeuge dieser Art mit innerem Durchgang (GB-PS 14 35 166) verwendet so werden die Werkzeuge teuer, weil die Bildung des Durchganges aufwendig und teuer ist Außerdem ist die Reinigungswirkung begrenzt weil insbesondere der Austritt von Spänen aus dem Bohrloch durch die Zähne des Bohrwerkzeuges behindert ist

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bohrmaschine der einleitend genannten Art so auszuführen, daß mit einfacheren Mitteln einwandfreie Reinigung von Bohrungen möglich ist Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß zum Reinigen der Bohrung eine den Durchgangskanal aufweisende Sonde mit einem Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser der zu reinigenden Bohrung in die Spindel einsteckbar ist

Es ist zwar bereits eine Bohrmaschine bekannt (japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung 9 827/ 74), in deren Spindel, die keinen Durchgang zum Zuführen von Kühlflüssigkeit Schmiermittel od. dgl. besitzt eine mit einem Durchgang versehene Sonde zum Reinigen von Bohrungen mittels Druckluft eingesteckt werden kann. Die Sonde wird nach dem Einstecken mit einer gesonderten Druckluftzuleitung verbunden. Hierbei ist es nicht erforderlich, in dem Bohrwerkzeug selbst den inneren Durchgang auszubilden bzw. herzustellen. Die Herstellung dieses inneren Durchganges ist nämlich ein sehr aufwendiges und teueres Arbeitsverfahren, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Bohrwerkzeuge aus Spezialstahl bestehen, in welchem ein Durchgang nur schwierig hergestellt werden kann. Es können übliche Bohrwerkzeuga ohne Durchgang verwendet werden, und es können dann mit der Sonde bequem sämtliche Löcher gereinigt werden, die von verschiedenen Bohrwerkzeugen gebohrt werden, die sich im Magazin eines Bearbeitungszentrums befinden. Die Sonde hat einen solchen Durchmesser, daß, wenn die Sonde in die zu reinigende Bohrung eingefahren wird, zwar Flüssigkeit, jedoch praktisch keine Spane aus der Bohrung entfernt werden können, weil der Zwischenraum zwischen der Außenfläche der Sonde und der Innenfläche der Bohrung vergleichsweise klein ist Wird dagegen ein Reinigungsvorgang ausgeführt, ohne daß die Sonde in die Bohrung eingefahren wird, so kann ebenfalls nicht gewährleistet werden, daß insbesondere Späne tatsächlich aus der Bohrung herausgeblasen werden.

Die Verwendung einer Sonde gemäß der Erfindung ίο ist besonders nützlich in Verbindung mit Bearbeitungszentren, die mit einem Werkzeugwechselmechanismus ausgerüstet sind in solchen Bearbeitungszentren kann die Sonde an einer geeigneten Stelle in dem vorhandenen Werkzeugmagazin angeordnet werden 5 und im Bedarfsfall vergleichsweise schnell in die Spindel eingesetzt werden.

Der eigentliche Vorteil der Erfindung betrifft die

Reinigungswirkung an sich. Die Sonde gemäß der Erfindung hat einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser der zu reinigenden Bohrung ist so daß beim Einfahren der Sonde in die Bohrung ein Spielraum zwischen der Außenfläche der Sonde und der Wand der Bohrung vorhanden ist Dies ermöglicht daß Späne, Kühlmittel u. dgl., die in der Bohrung vorhanden sind, leicht und vollständig aus der Bohrung herausgespült werden können. Wird dagegen ein Bohrwerkzeug mit innerem Durchgang verwendet, ist der Austritt von Spänen, Kühlmittel u.dgl. aus der Bohrung durch die Zähne und die Seiten des Bohrwerkzeuges weitgehend

ίο behindert

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine axiale Schnittansicht einer bevorzugten Vi Ausführungsform der Erfindung an einer Bohrmaschine, bei welcher Kühlmittel durch das Werkzeug hindurch zugeführt wird,

F i g. 2 eine axiale Schnittansicht eines Werkzeughalters, der eine hohle Sonde aufweist um Späne und Kühlmittel aus Bohrungen in einem Werkstück herauszublasen,

F i g. 3 eine teilweise geschnittene schaubildliche Teilansicht, der Sonde gemäß F i g. 2 im Einsatz,

Fig.4 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an einer Bohrmaschine, mit geänderter Kühlmittelzuführung,

F i g. 5 eine Querschnittansicht nach Linie 5-5 der Fig. 4,

Fig.6 eine Querschnittansicht nach Linie 6-6 der Fig. 4,

F i g. 7 eine Seitenansicht nach Linie 7-7 der F i g. 4.

F i g. 1 ist eine axiale Schnittansicht der Spindel 10 eines horizontalen Bearbeitungszentrums. Die Spindel 10 ist mittels Lagern 14,16 und 18 in einem Spindelkopf 12 gelagert und sie wird von einem nicht dargestellten Motor über ein Antriebszahnrad 20 gedreht, das an der Spindel 10 starr angebracht ist. Der Spindelkopf 12, der in F i g. 1 teilweise dargestellt ist, ist von üblicher Ausführung, genau wie die übrigen Teile des Bearbeitungszentrums, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Die äußeren Teile der Spindel 10 sind in ihrer Ausführung bekannt, jedoch sind die inneren Teile für die Zwecke der vorliegenden Erfindung abgewandelt.
Der innere Teil der Spindel 10 hat eine axiale Bohrung 22, die sich über die volle Länge der Spindel 10 erstreckt und an einem F.nde in eine Werkzeughalterfassung 24 mündet, die so gestaltet ist, daß sie übliche

Werkzeughalter aufnehmen kann. Ein Werkzeughalter 26 ist in der Werkzeughalterfassung 24 angeordnet dargestellt, und gemäß der Darstellung ist er in der Fassung 24 mittels einer Einzugsklemme 28 festgeklemmt, die mit einem Halteknopf 30 am inneren Ende des Werkzeughalters 26 in Eingriff tritt. Der vordere Teil des Werkzeughalters 26 ist in F i g 2 dargestellt und wird später beschrieben.

Ein zylindrischer Zugbolzen 32 ist in der Spindelbohrung 22 für Bewegung zwischen einer in Fig. 1 wiedergegebenen zurückgezogenen Stellung und einer vorgeschobenen Stellung axial verschiebbar angeordnet, in welcher der Zugbolzen 32 gemäß F i g. 1 nach links bewegt ist. Der Zugbolzen 32 ist in seine zurückgezogene Stellung federbelastet, und zwar mittels eines Stapels von nicht dargestellten Federn, welche den Zugbolzen 32 gemäß F i g. 1 nach rechts drücken. Ein nicht dargestellter hydraulischer Zylinder ist vorgesehen, um den Zugbolzen 32 in seine vorgeschobene Stellung gemäß F i g. 1 nad: links gegen die Kraft der Federn zu bewegen, und zwar durch Stoßen gegen eine einstellbare Muffe 34 am inneren Ende des Zugbolzens 32. Die Muffe 34 kann eingestellt und in der eingestellten Stellung mittels einer Stellschraube 36 gesichert werden, um die vorgeschobene Stellung des Zugbolzens 32 zu regeln.

Die Klemme 28 ist am Außenende des Zugbolzens 32 angebracht. Die Klemme 28 umfaßt eine Schlitzhülse 38, die an dem gemäß Fig. 1 rechten Ende Innengewinde 40, und am anderen Ende Backenelemente 42 aufweist, Die Schlitzhülse 38 ist aus Federmaterial gebildet, und die Backenelemente 42 sind nach außen federbelastet, sie werden jedoch durch Zusammenwirken mit einem Bund 44 nach innen bewegt, wenn der Zugbolzen 32 in seine zurückgezogene Stellung bewegt wird. Die Innenfläche des Bundes 44 und die Außenfläche der Backenelemente 42 sind so gestaltet, daß die Backenelemente 42 unter einer Art Nockenwirkung in Richtung gegeneinander bewegt werden, wenn der Zugbolzen 32 in seine in Fig. 1 wiedergegebene zurückgezogene Stellung bewegt wird, wodurch die Backenelemente 42 an dem Halteknopf 30 festgeklemmt werden. Wenn der Zugbolzen 32 gemäß F i g. 1 nach links in seine vorgeschobene Stellung bewegt wird, ermöglichen es die Nockenflächen, daß die Backenelemente 42 sich unter der federnden Wirkung öffnen und den Halteknopf 30 freigeben.

Der Zugbolzen 32 hat einen mittleren axialen Kanal 46, der sich durch ihn hindurch erstreckt, und an seinem gemäß F i g. 1 linken oder äußeren Ende ist ein Rohr 48 eingesetzt, welches an einem Ende mit dem Kanal 46 verbunden und so angeordnet ist, daß es am anderen Ende in eine öffnung 50 in dem Halteknopf 30 des Werkzeughalters 26 eingesetzt werden kann. Dieses Einsetzrohr 48 ist an dem Außenende des Zugbolzens 32 mittels einer Gewindehülse 52 festgeklemmt, die über ein Schraubengewinde 54 mit dem Außenende oder gemäß F i g. 1 linken Ende des Zugbolzens 32 verbunden ist.

Ein O-Ring 56 am inneren oder gemäß F1 g. 1 rechten Ende des Rohres 48 dichtet das innere Ende des Rohres 48 ab und schafft auch geringes Spiel für einen Ausgleich von kleinen Ungenauigkeiten hinsichtlich der Lage des Rohres 48 und der öffnung 50 im Halteknopf 30.

Am anderen Ende des Zugbolzens 32 ist ein übliches Drehverbindungsstück 58 vorgesehen, welches zwei Einlaßleitungen 60 und 62 hat, von denen die Leitung 60 für Druckluft und die Leitung 62 für Kühlmittel dient.

Das Drehverbindungsstück 58 ist mit dem Zugbolzen 32 und mit dem in diesem befindlichen Kanal 46 verbunden. Die Leitung 62 ist mit einer nicht dargestellten Kühlmittelquelle und mit einem üblichen Solenoidver.til 63 für die Zufuhr von Kühlmittel durch das Werkzeug hindurch verbunden. Die Kühlmittelpumpe und das Verteilersystem sind in ihrer Ausführung und in ihrer Funktion konventionell und sie sind demgemäß in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Leitung 60 ist über ein

ίο übliches Solenoidventii 66 mit einem Druckluftbehälter 64 verbunden. Wenn das Solenoidventii 66 geöffnet wird, kann Druckluft durch die Leitung 60 und das Drehverbindungsstück 58 in den Kanal 46, und von dem Kanal 46 durch das Rohr 48 hindurch in die öffnung 50 im Halteknopf 30 strömen. Diese Druckluft wird dazu verwendet. Späne und Kühlmittel aus Löchern in einem Werkstück durch einen abgewandelten Werkzeughalter hindurch, der in den Fig.2 und 3 dargestellt ist, herauszublasen.

Gemäß Fig. 2 hat der Werkzeughalter 26 einen axialen Kanal 68, der in die öffnung 50 im Halteknopf 30 mündet und sich durch den Werkzeughalter 26 erstreckt. Eine hohle langgestreckte zylindrische Sonde 70 ist am Vorderende des Kanals 68 angebracht und mittels einer Stellschraube 72 in diesem gehalten. Die Sonde 70 hat einen schlanken Vorderteil 74, der so dimensioniert ist, daß er in die Löcher paßt, die gereinigt werden sollen. Außerdem hat die Sonde 70 an ihrem Außenende eine Düse 75. F i g. 3 zeigt den Vorderteil 74

jo der Sonde 70, wie er in ein Loch 76 in einem Werkstück 78 eingesetzt ist, wobei die Düse 75 sich nahe dem Boden des Loches 76 befindet. Wenn die Sonde 70 sich in dieser Stellung befindet, wird Druckluft mittels der oben beschriebenen Bauteile durch die Sonde 70

r, hindurch strömen gelassen, um Späne und Kühlmittel aus dem Loch 76 herauszublasen. Wenn die Druckluft anfänglich an das Drehverbindungsstück 58 angelegt wird, kann vcm vorhergehenden Kühlvorgang etwas Kühlmittel im Kanal 46 vorhanden sein, und dieses noch vorhandene Kühlmittel wird durch die Druckluft aus dem Kanal 46 und dann aus dem Loch 76 herausgeblasen. Innerhalb kurzer Zeit bläst die Druckluft sowohl das Kühlmittel als auch Späne aus dem Loch 76 heraus. Der Werkzeughalter 26 hat äußere Standardgestalt mit einem automatischen Werkzeugwechselflansch 80, und er kann mittels einer üblichen automatischen Werkzeugwechselvorrichtung gehandhabt werden. Andere Werkzeuge, die in Kombination mit dem Werkzeughalter 26 verwendet werden, haben eine öffnung 50 in ihrem Halteknopf 30 zur Aufnahme des Endes des Rohres 48. Das Anordnen des Vorderteiles 74 der Sonde 70 in einem zu reinigendem Loch 76 wird ausgeführt durch die üblichen Positionierungssteuerungen des Bearbeitungszentrums. Dies kann dadurch ausgeführt werden, daß der Spindelkopf 12 in bezug auf das Werkstück 78 bewegt wird, oder dadurch, daß das Werkstück 78 in bezug auf den Spindelkopf 12 bewegt wird, oder durch eine Kombination beider Maßnahmen.

Fig.4 bis 7 zeigen eine zweite bevorzugte Ausfüh-

bo rungsform an einer Bohrmaschine, bei welcher Kühlung durch das Werkzeug hindurch erfolgt, und bei dieser Ausführungsform wird das Kühlmittel durch eine Drehverbindung im Werkzeughalter hindurch geführt und nicht durch einen axialen Kanal einer Spindel.

Geii.äß F i g. 4 hat der Werkzeughalter 82 für diese Ausführungsform im wesentlichen zylindrische Gestalt und er ist in eine Spindel 84 eingeklemmt dargestellt, die durch nicht dargestellte übliche Mittel in einem

Spindelkopf 86 drehbar angebracht ist. Ein Spindelring 88 ist mittels Bolzen 90 starr mit dem Spindelkopf 86 verbunden (Fig. 5). Der Spindelring 88 umgibt die Spindel 84 und dient als Träger für die Kühlmittelleitung und die Fassung, die nachstehend beschrieben wird. Diejenigen Teile der Werkzeugmaschine, welche die Spindel 84 und den Spindelkopf 86 tragen, sind von üblicher Ausführung und demgemäß sind sie in der Zeichnung nicht dargestellt.

Ein Zufuhrblock 92 für Kühlmittel und Druckluft mit einer Fassung oder Ausnehmung 94 für Kühlmittel und Luft ist mit dem Spindelring 88 neben der Spindel 84 verbolzt. Eine Zufuhrleitung 96 für Kühlmittel und Druckluft ist mit dem Zuführblock 92 verbunden und sie steht mit der Ausnehmung 94 über einen Kanal 98 in Verbindung (Fig. 7). Kühlmittel wird der Leitung 96 von einer nicht dargestellten üblichen Kühlmittelquelle zugeführt, die nicht dargestellte Ventile enthält, um auch Druckluft zur Leitung % zu führen, die auch als Druckluftleitung für die Zwecke der vorliegenden Erfindung dient. Das Kühlmittel wird in die Leitung 96 eingeführt, wenn ein üblicher Werkzeughalter für Kühlung durch das Werkzeug hindurch verwendet wird, und Druckluft wird in die Leitung 96 eingeführt, wenn ein abgewandelter Werkzeughalter 82, wie er in den F i g. 4 bis 7 dargestellt ist, verwendet wird, um Späne und Kühlmittel aus einem Gewindeloch oder aus einem glatten Loch herauszublasen.

Durch eine Drehverbindung 100 wird Kühlmittel oder Druckluft dem Werkzeughalter 82 zugeführt, während dieser sich dreht. Die Drehverbindung 100 ist in einem im wesentlichen rechteckigen Block 102 aufgenommen, der zur Aufnahme des Werkzeughalters 82 eine Bohrung 104 aufweist (Fig.4). Zwei Buchsen 106 und 108 stützen den Werkzeughalter 82 in der Bohrung 104 drehbar ab. Die Buchsen 106 und 108 befinden sich in axialem Abstand voneinander und bilden einen Spalt 110, in welchen Kühlmittel oder Druckluft gedrückt wird. O-Ringe 112 und 114 an der Innenfläche der Buchsen 106 und 108 schaffen eine Abdichtung gegenüber dem Kühlmittel oder der Druckluft an der Drehverbindung zwischen den Buchsen 106 und 108 und dem Werkzeughalter 82. Die Buchse 108 ist mittels eines Flansches 116 am Werkzeughalter 82 in ihrer Stellung gehatten, und die Buchse 106 ist mittels eines Sicherungsringes 118 in ihrer Stellung gehalten.

Eine radiale öffnung 120 im Werkzeughalter 82 schafft eine Verbindung zwischen dem Ringspalt 110 und einem axialen Kanal 122 im Werkzeughalter 82. Der axiale Kanal 122 ist mit einem radialen Kanal 124 verbunden, der seinerseits mit einem mittleren axialen Kanal 126 in einer Sonde 128 verbunden ist, die mittels einer Stellschraube 130 im Werkzeughalter abnehmbar gehalten ist. Die Sonde 128 hat ein schlankes langgestrecktes Außenende 132, welches in einer Düse 134 endet. Im Betrieb dieser Ausführungsform strömt Druckluft vom Spalt UO durch die öffnung 120 und durch die Kanäle 122,124 und 126 und aus der Düse 134 s heraus, um Späne und Kühlmittel aus einem glatten Loch oder aus einem Gewindeloch herauszublasen, in welches das Sondenende 132 eingesetzt ist. Wenn jedoch in den Werkzeughalter 82 anstelle der Sonde 128 ein Werkzeug eingesetzt wird, durch welches hindurch

κι Kühlmittel fließen kann, kann Kühlmittel vom Spalt 110 durch die öffnung 120 und die Kanäle 122 und 124 zu einem solchen Werkzeug geführt werden.

Die Verbindung zwischen der Kühlmittelausnehmung oder dem Kühlmittelanschluß 94 und dem Spalt 110 erfolgt durch ein Verbindungsrohr 136, welches in einem mit dem Drehverbindungsblock 102 verbundenen Block 138 angebracht ist und das mit dem Spalt i iö über einen Kanal 140 im Block 102 in Verbindung steht. Das Verbindungsrohr 136 weist einen O-Ring 142 auf, der mit einer Buchse 144 zusammenwirkt, um die Verbindung zwischen dem Anschluß 94 und dem Verbindungsrohr 136 abzudichten. Entweder Kühlmittel oder Druckluft kann von dem Anschluß 94 über das Verbindungsrohr 136 und den Kanal 140 zum Spalt 110 geführt werden.

Um richtige Ausrichtung zwischen dem Verbindungsrohr 136 und dem Anschluß 94 hervorzurufen, ist ein Ausrichtungsstift 146 in einem Schlitz 149 (Fig.4) im Block 138 für Bewegung in eine oder aus einer Nut 147 (Fig. 6) in einem benachbarten Flansch 148 des Werkzeughalters 82 bewegbar, um den Werkzeughalter 82 in einer vorbestimmten Winkelstellung in bezug auf den Drehverbindungsblock 102 zu sichern, wenn er in einem nicht dargestellten Werkzeugmagazin gelagert oder zwischen dem Werkzeugmagazin und der Spindel 84 bewegt wird. Der Ausrichtstift 146 ist mit einem Kolben oder Stößel 150 verbunden, der in einer axialen Bohrung 152 im Block 138 verschiebbar und gewöhnlich durch eine Druckfeder 154 nach innen federbelastet ist.

Ein Widerlager 156 ist gegenüber dem inneren Ende des Stößels 150 legt siclli gegen den Stößel 150, um den Ausrichtungsstift 146 von dem Flansch 148 wegzubewegen, wenn der Werkzeughalter 82 in der Spindel 84 angebracht ist. Wenn der Werkzeughalter 82 aus der Spindel 84 entfernt wird, drückt die Feder 154 den Stößel 150 nach innen und bewirkt daß der Ausrichtstift 146 mit der Nut 147 im Flansch 148 in Eingriff tritt.

Eine ringförmige Spritzabschirmung 158 ist an der Vorderseite des Drehverbindungsblocks 102 rund um

so den Werkzeughalter 82 angebracht, um das Wegspritzen von Spänen und Kühlmittel zu begrenzen, unabhängig davon, ob dem Werkzeughalter 82 Kühlmittel oder Druckluft zugeführt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Bohrmaschine mit einer drehbaren und axial bewegbaren Spindel, in die ein einen axialen Durchgangskanal für ein KQhI- und Schmiermittel aufweisendes Bohrwerkzeug einsteckbar ist, wobei der Durchgangskanal beim Einstecken des Bohrwerkzeuges mit einer Zuleitung verbindbar ist und wobei anstelle des Kühl- und Schmiermittels auch Druckluft zum Reinigen der fertigen Bohrung aufbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Reinigen der Bohrung eine den Durchgangskana! (75, 126) aufweisende Sonde mit einem Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser der zu reinigenden Bohrung in die Spindel (10) einsteckbar ist