DE3001805A1

DE3001805A1 - Zusammenziehbare bohrwelle

Info

Publication number: DE3001805A1
Application number: DE19803001805
Authority: DE
Inventors: Donald L Bartley
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1980-07-24
Also published as: GB2039809A; CA1109299A; US4229127A; DE3001805C2; FR2446691A1; IT1193366B; GB2039809B; BE881256A; IT8019330A0; FR2446691B1

Description

Latrobe/ Pennsylvania 15650 /V.St.A.

Unser Zeichen: K 1055

Zusammenziehbare Bohrwelle

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrwelle für die Verwendung bei der Metallbearbeitung« Bei der Metallbearbeitung und insbesondere bei der Erzeugung von Innendurchmessern in Werkstücken ist es erwünscht, ein als Kompensationsbohrwelle bekanntes Werkzeug zu verwenden. Kompensationsbohrwellen weisen Schneideinsätze auf, die am Umfang des Arbeitsendes der Welle angebracht sind.

Die Schneideinsätze sind in Werkzeugeinheiten eingesetzt, die eine gewisse radiale Einstellung bezüglich der Bohrwelle
durchführen können. Der Bereich der radialen Einstellung muß nicht groß sein, jedoch sollte er so groß sein, daß die Bohrwelle aus einem Feinschnitt herausgezogen werden kann, ohne
daß das Werkstück verkratzt wird. Zur Erzielung dieser Einstellung sind Mechanismen vorgesehen, mit deren Hilfe die
Werkzeugeinheiten und die Schneideinsätze radial nach innen
verstellt werden können, damit ein Spielraum zwischen der

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fertigen Bohrungsgröße und dem Schneidurchmesser der Einsätze geschaffen wird. Wenn dies gewöhnlich nach der Durchführung des Feinschnitts erreicht ist, kann die Werkzeugeinheit sicher aus dem Werkstück entfernt werden.

In bekannten Bohrwellen mit Einstellmechanismen wurden zur Einstellung der Werkzeugeinheiten in radialer Richtung konische Rampen und zusammen mit diesen konischen Rampen Bolzenglieder -mit konstantem Durchmesser benutzt.

Bei der Verwendung der bekannten Bohrwellen sind viele Probleme aufgetreten, da die konischen Rampen nur an einem Punkt mit den Werkzeugeinheiten in Kontakt kamen und den Werkzeugeinheiten ermöglichten, während der Schneidvorgänge die Positionen zu verschieben. Außerdem war es bei den bisher verwendeten Abstandsgliedern mit konstantem Durchmesser möglich, daß sich die Toleranzen der einzelnen Teile der Welle addierten und die Gesamttoleranzen der Position der Schneideinsätze beeinflußten.

Sowohl das Verschieben der Einsätze und das Addieren der Toleranzen zur Einstellung der Einsätze sind unerwünschte Eigenschäften, wenn versucht wird, sehr genaue Feinschnitte in Werkstücken durchzuführen.

Je nachdem, was vorgezogen wird, können eine Werkzeugeinheit oder auch mehrere Werkzeugeinheiten benutzt werden.

Mit Hilfe der Erfindung wird eine zusammenziehbare Bohrwelle geschaffen, die eine Zugstange aufweist, die mit einem Ende an eine Wechselkraftübertragungsquelle angeschlossen werden kann. Das andere Ende der Zugstange ist mit einem Kolben verbunden, der teleskopartig in einen Endabschnitt eines Kopfteils eingreift.

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Das Kopfteil weist einen zweiten gegenüberliegenden Endabschnitt auf, der teleskopartig mit einem Abstandsglied in Eingriff steht und gegen dieses stößt. Rampenglieder sind vorzugsweise aus Blöcken gebildet, die bei seitlicher Betrachtung keilförmig sind und zwei gegenüberliegende Wände aufweisen, die gegeneinander konvergieren. Vorzugsweise weist eine gerade Basiswand eine gegen sie konvergierende Gegenwand auf. Das Rampenglied ist vorzugsweise mit einem Gewindeelement versehen, das in Längsrichtung durch seine Mitte verläuft, so daß es mit dem Kolben verbunden werden kann.

Im zusammengebauten Zustand liegen die Rampenglieder vorzugsweise in Nuten, die in der Umfangsflache des Abstandsglieds so angebracht sind, daß ihre Gewindeelemente mit dem Kolben verbunden sind. An der Umfangsflache des Kopfs sind in radialer Richtung bewegliche Werkzeugeinheiten angebracht, die mit Einsatzlagern und Klemmen zum Tragen von Schneideinsätzen versehen sind.

Zylindrische Rollen sind in Durchbrüchen des Kopfs angebracht, die eine Verbindung zwischen den Werkzeugeinheiten und den Rampengliedern herstellen. Auf beiden Seiten der Rollen ist zwischen den Werkzeugeinheiten und den Rampengliedern ein Linienkontakt hergestellt. Die Rollen stoßen sowohl gegen die Rampenglieder als auch gegen die Werkzeugeinheiten, so daß die Rampenglieder dann, wenn der Kolben von der Zugstange bewegt wird, die Werkzeugeinheiten in radialer Richtung an der Bohrwelle bewegen.

Das Abstandsglied weist vorzugsweise einen konisch verlaufenden Außenumfang auf, der dann, wenn das Abstandsglied in der im Kopf gebildeten Ausnehmung eingebaut ist, gegen den Durchmesser der Kopfausnehmung stößt, so daß sich das Abstandsglied im Kopf selbständig zentriert.

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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht der Bohrwelle nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Bohrwelle nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Ansicht längs der Linie III-III von Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht längs der Linie IV-IV von Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht längs der Linie V-V von Fig. 3 und

Fig. 6 eine Explosionsdarstellung der vorderen Baugruppe des Werkzeughalters.

In Fig. 1 ist eine Bohrwelle 10 dargestellt, die einen Flansch 12 aufweist, mit dessen Hilfe sie an_oeiner Maschine befestigt werden kann. Sie weist ferner Werkzeugeinsätze 14 auf, die am Umfang des vorderen Arbeitsendes der Bohrwelle 10 angebracht sind. Die Werkzeugeinsätze 14 nehmen Schneideinsätze 16 auf und klemmen diese fest.

Der Schneideinsatz 16 und die Werkzeugeinheiten 14 müssen unbedingt nach der Durchführung eines Feinschnitts in einer Bohrung verstellt werden, damit die Bohrwelle 10 aus der Bohrung entfernt werden kann.

Wie Fig. 2 zeigt, weist die Bohrwelle 10 mit dem Flansch 12 außerdem eine Zugstange 18 auf, die sich über ihre Längenausdehnung erstreckt. Die Zugstange 18 ist mit einem Flansch 20 versehen, der an der Wechselkraftübertragungsvorrichtung eingehakt werden kann; außerdem weist die Zugstange 18 ein Steuerglied 22 für die Bohrwelle 10 auf.

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Wie in der Zeichnung noch zu erkennen sein wird, ergibt eine Hin- und Herbewegung der Zugstange 18 eine Bewegung der Schneideinsätze 16 in radialer Richtung bezüglich der Lohrwelle 10.

In Fig. 3 ist die Zugstange 18 in ihrer Verbindung mit einem Kolben 24 dargestellt, wobei der Kolben 24 teleskopartig mit dem Kopf 26 der Bohrwelle 10 in Eingriff steht. Es ist ein Abstandsglied 28 dargestellt/ das ebenfalls teleskopartig am anderen Ende mit dem Kopf 26 in Eingriff steht und eine Deckplatte 3O aufweist, die über das Abstandsglied 28 paßt und dieses im Kopf 26 hält.

Der Kolben 24 ist über Verbindungsglieder 34 am Kolben 24 mit Rampengliedern 32 verbunden. Die Rampenglieder 32 sind an ihrer oberen Fläche mit Auflagen 36 versehen, die gegen zylindrische Rollen 38 stoßen, die ihrerseits gegen die Rückwand 40 der Werkzeugeinheiten 14 stoßen.

Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, zieht der Kolben 24 die Rampenglieder 32 in der Bohrwelle nach hinten, wenn die Zugstange nach rückwärts in die Maschine gezogen wird. Da die Rampenglieder 32 mit einer flachen Seite 42 ausgestattet sind, die in. Nuten im Umfang des Abstandsglieds 28 passen, und da sie außerdem eine schräg verlaufende Seite 44 aufweisen, die die zylindrischen Rollen 38 berührt, werden die Werkzeugeinheiten in eine voll ausgedehnte Position nach außen gedrückt. In dieser Position kann der Feinschnitt in der Bohrung erzielt werden.

Nach Fig. 3 sind die Werkzeugeinheiten 14 mit Hilfe von Bolzen 46 federnd am Kopf 26 befestigt. Wie zu erkennen ist, bildet der Kerbabschnitt 48 in der Längenausdehnung der Werkzeugeinheiten 14 eine federnde Kehlverbindung 50. Wenn die Zugstange 18 nach vorne geschoben wird, erlauben die schräg

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verlaufenden Rampenglieder 32 den Werkzeugeinheiten 14, in eine zurückgezogene Position zurückzukehren, so daß die Bohrwelle aus der Bohrung herausgenommen werden kann.

In Fig. 4 sind Verschleißauflagen 52 dargestellt, die mit Hilfe von Bolzen am Umfang des Kopfs 26 der Bohrwelle 10 befestigt sind und sich nahezu über deren Längenausdehnung erstrecken, damit eine Stütze im Schaft der Bohrwelle 10 entsteht. Werkzeugeinheiten 14 sind rund um den Umfang der Bohrwelle dargestellt, und die Verbindungsglieder 34 sind mittels Bolzen an der Oberseite des Kolbens 26 befestigt.

Die Verbindungsglieder 34 ermöglichen die Befestigung der Rampenglieder am Kopf 26; sie lassen auch Toleranzprobleme zu, die zwischen der Position der Rampenbaugruppen und der Lage der gebohrten Löcher an der Kolbenbaugruppe auftreten können, die zum Halten der Rampenbaugruppen notwendig sind.

In Fig. 5 sind die Werkzeugeinheiten 15 rund um den Umfang des Kopfs 26 sowie das Abstandsglied 28 und die Rampenglieder 32 dargestellt, die in Nuten 56 am Umfang des Abstandsglieds 28 angebracht sind. Die zylindrischen Rollen 38 sind in Anlage an die Auflagen 36 auf den Rampengliedern 32 dargestellt, wobei sie auch gegen die Rückwand 40 der Werkzeugeinheiten 14 stoßen.

Fig. 5 zeigt auch, daß das Abstandsglied 28 von einem Ende zum anderen konisch verläuft, wobei sein größter Durchmesser bei 58 gestrichelt angegeben ist, während sein kleinster Durchmesser bei 60 gestrichelt angegeben ist.

In Fig. 6 ist das konische Abstandsglied 28 dargestellt, das in seiner Umfangsflache die Nuten 56 aufweist, in denen die

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Rampenglieder 32 angebracht sind. Der Kopf 56 ist mit einem Durchbruch 62 ausgestattet, der von der Werkzeugeinheit 14 zum Rampenglied 32 reicht. Auf diese Weise wird die Rolle im Durchbruch 62 ortsfest gehalten, während das Rampenglied 32 in Längsrichtung der Bohrwelle hin= und herbewegt wird und dadurch die Schneideinsätze in radialer Richtung der Bohrwelle bewegt.

Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sind im Rahmen der Erfindung möglich.

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Claims

Patentanwälte

Oipl.-tng. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

KENNAMETAL INC. ₁₈. Januar 1980

One Lloyd Avenue

Latrobe, Pennsylvania 15650 /V.St.A.

unser Zeichen: K 1055

Patentansprüche

( 1.J Zusammenziehbare Bohrwelle mit einer Zugstange, einer mit einem Ende der Zugstange verbundenen Kolben vorrichtung,, einem Kopf, der mit einem ersten Ende die Kolbenvorrichtung teleskopartig erfaßt, ein Abstandsglied, das teleskopartig mit dem zweiten Ende des Kopfs in Eingriff steht und gegen dieses zweitö Ende stößt, einer Rampenvorrichtung, die auf dem Abstandsglied axial verschiebbar und starr mit der Kolben vorrichtung verbunden ist, und einer radial beweglichen Werkzeugeinheit, die am Umfang des Kopfs befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kopf zylindrisch geformte Rollenvorrichtungen angebracht sind, die die einzelnen Rampenvorrichtungen mit den einzelnen Werkzeugeinheiten in Linienkontakt bringen, so daß eine Axialbewegung der Kolbenvorrichtung die Werkzeugeinheiten in radialer Richtung bewegte
2. Bohrwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der konische Außendurchmesser des Abstandsglieds mit seiner Ausdehnung an der Bohrwelle nach hinten nach innen verjüngt»

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3. Bohrwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenumfangsfläche des Abstandsglieds axial verlaufende Schlitze im Abstand voneinander angebracht sind, wobei einzelne Rampenvorrichtungen in diesen Schlitzen angebracht sind.

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