DE2409721B2 - DRILLING AND ROTATING DEVICE WITH A DEVICE CONTROLLED BY LIQUID PRESSURE TO LIFT THE CUTTING FROM A WORKED SURFACE - Google Patents
DRILLING AND ROTATING DEVICE WITH A DEVICE CONTROLLED BY LIQUID PRESSURE TO LIFT THE CUTTING FROM A WORKED SURFACEInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bohr- und Drehvorrichtung mit einer durch Flüssigkeitsdruck gesteuerten Einrichtung zum Abheben der Schneide eines in einer Spindel radial eingesetzten Werkzeuges von einer bearbeiteten Fläche durch radiales Verlagern der Spindel vor einem axialen Zurückfahren des Werkzeuges in eine Ausgangsstellung mit umlaufender ein gegebenenfalls einstellbares Spiel aufweisender Spindel, wobei die f>o zum Abheben dienende Radialkraft in einem von der Flüssigkeitsdrucklagerung Gebrauch machenden Gleitlager durch Ausbilden eines mit der Spindel und dem Werkzeug umlaufenden Flüssigkeitsdruckpolsters erzeugbar und über Steuerteile in seinem Druck einstell- (15 bar ist.The invention relates to a drilling and turning device with a fluid pressure-controlled device for lifting the cutting edge of a tool radially inserted in a spindle from a machined surface by radially displacing the spindle before axially moving the tool back into an initial position with a circumferential, optionally adjustable play Spindle, where the radial force used for lifting can be generated in a slide bearing that makes use of the fluid pressure bearing by forming a fluid pressure cushion that rotates with the spindle and the tool and its pressure can be adjusted (1 5 bar via control parts).
Die Vorrichtung dieser Art (DT-PS 18 12 671) wird das Abheben des Werkzeuges über ein radiales Verlaeern der Spindel durch ein hydrostatisches Druckpolster erreicht Es wird außerhalb der Spindel erzeugt und bedarf zur Erzielung der erforderlichen Druckhöhe eines erheblichen baulichen Aufwandes, der eine erhöhte Gefahr von Betriebsstörungen insbesondere von Undichtigkeiten in den Zuführungen mit sich bringt.The device of this type (DT-PS 18 12 671) is the lifting of the tool over a radial Verlaeern The spindle is reached by a hydrostatic pressure cushion. It is generated outside the spindle and requires a considerable structural effort to achieve the required pressure level, which increases There is a risk of malfunctions, especially leaks in the feeders.
Darüber hinaus sind Einrichtungen zum Schneidenabheben bekannt (DT-PS 7 30 652, OE-PS 2 40 130). welche jeweils die Abhebebewegungen über einen Kniehebel erreichen. Diese wirken jedoch unmittelbar auf den Werkzeughalter bzw. das Werkzeug selbst und haben auf Grund der erforderlichen zahlreichen Arbeitsspiele während des Gebrauchs einen verhältnismäßig raschen Verschleiß an den Führungen zur Folge, welches schnell zu Ungenauigkeiten bzw. Versatz der Schneidenposition fthrt.In addition, devices for cutting edge lifting are known (DT-PS 7 30 652, OE-PS 2 40 130). which each achieve the lifting movements via a toggle lever. However, these have an immediate effect on the tool holder or the tool itself and have numerous work cycles due to the required number of working cycles result in relatively rapid wear on the guides during use, which quickly leads to inaccuracies or offset of the cutting edge position.
Ausgehend von dem eingangs genannten Stande der Technik liegt hier die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Gaüung zu schaffen, deren Einrichtung zum Abheben der Schneide von einer bearbeiteten Fläche einfacher im Aufbau und störunanfälliger als jene bekannte Vorrichtung ist.On the basis of the prior art mentioned at the beginning, the object here is to develop a device to create the approval in question, their Device for lifting the cutting edge from a machined surface has a simpler structure and is less susceptible to failure than that known device.
Zur Lösung dieser Aufgabe soll zum Ausbilden des umlaufenden Flüssigkeitsdruckpolsters innerhalb des Gleitlagers von der bekannten hydrodynamischen Druckwirkung eines Keilspaltes durch Verlagerung eines als Teil des Gleitlagers auf der Spindel vorgesehenen Ringes in eine exzentrische Lage zur Spindelachse Gebrauch gemacht werden.To solve this problem, to form the circumferential liquid pressure cushion within the Plain bearings from the well-known hydrodynamic pressure effect of a wedge gap by displacement a ring provided as part of the plain bearing on the spindle in an eccentric position to the spindle axis Be made use of.
Das Erzeugen einer hydrodynamischen Druckwirkung in einem Gleitlager durch Ausbilden eines Kcilspaltes ist an sich bekannt (Hütte-Taschenbuch für den Maschinenbau, Teil A, Berlin 1954. Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, S. 66. Bild 11).The creation of a hydrodynamic pressure effect in a plain bearing by forming a Kcilspaltes is known per se (Hütte-Taschenbuch für den Maschinenbau, Part A, Berlin 1954. Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, p. 66. Fig. 11).
Für den hier herausgestellten Zusammenhang bot sich diese Maßnahme nicht ohne weiteres an.For the context highlighted here, this measure was not an obvious choice.
In vorteilhafter Ausgestaltung des im Hauptanspruch herausgestellten Erfindungsgedankens soll bei einer Bohr- und Drehvorrichtung der eingangs genannten Gattung, bei welcher die Steuerteile durch eine Druckleitung mit dem Gleitlager in Verbindung stehen, der Verlagerung des Ringes ein zwischen Spindel und Ring eingelegter Dichtungsring sowie ein zwischen der Spindel und dem Ring innerhalb des von dem Dichtungsring eingeschlossenen Raumes aufstaubarer Druck dienen, wobei dieser Druck größer als jener durch den Keilspalt in dem Gleitlager erzeugte Druck ist, und der Ring zu seiner exzentrisch gelagerten Seite hin eine einen Teil der Druckleitung zum Gleitlager hin bildende radiale Bohrung aufweist.In an advantageous embodiment of the inventive concept highlighted in the main claim, in a Drilling and turning device of the type mentioned at the outset, in which the control parts are fed through a pressure line are connected to the plain bearing, the displacement of the ring between the spindle and the ring inserted sealing ring and one between the spindle and the ring within the of the sealing ring The enclosed space is used for accumulative pressure, this pressure being greater than that through the wedge gap is pressure generated in the sliding bearing, and the ring to its eccentrically mounted side is a has a part of the pressure line to the plain bearing forming radial bore.
Hierdurch gestaltet sich der Aufbau der Vorrichtung besonders einfach. Gemäß einer anderen Art der Ausgestaltung des im Hauptanspruch herausgestellten Erfindungsgedankens soll der Verlagerung des Ringes ein bei Einrichtungen zur Schneidenabhebung bekannter Kniehebel dienen.This makes the structure of the device particularly simple. According to another type of configuration of the inventive idea highlighted in the main claim is to relocate the ring Known toggle levers are used in devices for cutting off the cutting edge.
Diese Art des Kniehebelgebrauchs wirkt sich nicht nachteilig auf die Führung des Werkzeughalters wie bei den bekannten unmittelbar an diesem bzw. am Werkzeug angreifenden Einrichtungen aus.This type of toggle lever use does not adversely affect the management of the tool holder as in the known devices acting directly on this or on the tool.
Um auszuschließen, daß durch zu weite exzentrische Verlagerung der Spindel deren Lager Schaden nehmen, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Größe der exzentrischen Verlagerung des Ringes durch ein festes Anschlagteil begrenzt. An Hand von Figuren ist das in den Ansprüchen als erfindungswesentlich Herausgestellte für zwei Ausführungsbeispiele erläutert.To prevent the spindle from being damaged by eccentric displacement too far, is, according to a further advantageous embodiment of the invention, the size of the eccentric displacement of the ring limited by a fixed stop part. On the basis of figures, this is in the claims as Essential to the invention highlighted for two embodiments explained.
F i g. 1 Ansicht einer Bohr- und Drehvorrichtung mit verschließbarer Druckleitung, teilweise im Schnitt;F i g. 1 view of a drilling and turning device with closable pressure line, partially in section;
F i g. 2 Ansicht einer Bohr- und Drehvorrichtung mit Verstellung durch Kniehebel, teilweise im Schnitt.F i g. 2 View of a drilling and turning device with adjustment by means of a toggle lever, partly in section.
Die Drehspindel 1 ist nach F i g. 1 am Antriebs- und Werkzeugende in je einer Gleit- oder Wälzlagerung in einem Spindelstock-Gehäuse gelagert; sie besitzt beispielsweise an ihrem auskragenden Ende ein Drehoder Bohrwerkzeug 2.The rotating spindle 1 is shown in FIG. 1 at the end of the drive and tool in a slide or roller bearing in each mounted on a headstock housing; it has a rotating or, for example, at its protruding end Drilling tool 2.
Vor oder zweckmäßigerweise hinter der Lagerung an der Werkzeugseite ist als ein schmales Gleitlager 3 im Gehäuse der Drehspindel 1 ein Abhebering 4 mit gewissem radialen Spiel angeordnet, so daß derselbe sich nach einer Seite exzentrisch zur Spindelachse 1 bewegen kann. Auf der dazu gegenüberliegenden Seite ist der Abhebering 4 durch einen Stift 13 mit der Spindel so verbunden, daß er mit dieser umläuft. An der Seite des vorgesehenen radial-exzentrischen Spielraumes zwischen Ring und Spindel 1 ist etwa zur Hälfte der Umfangsersireckung dieses Spielraumes eine Nut 7 in die Drehspindel eingefräst, in welche ein elastischer Gummi- oder Kunststoff-Dichtungsring 8 eingelegt ist, so daß in diesem Bereich durch diesen abgedichtet ein Zwischenraum 9 zwischen Wellen-Umfangfläche und Ring-Innenfläche entsteht.In front of or expediently behind the bearing on the tool side is a narrow slide bearing 3 In the housing of the rotating spindle 1, a lifting ring 4 is arranged with a certain radial play, so that the same can move eccentrically to the spindle axis 1 to one side. On the opposite side the lifting ring 4 is connected by a pin 13 to the spindle so that it rotates with this. At the Side of the provided radial-eccentric clearance between ring and spindle 1 is about half the circumferential clearance of this clearance has a groove 7 milled into the rotating spindle, in which an elastic Rubber or plastic sealing ring 8 is inserted so that it is sealed in this area Gap 9 is created between the circumferential surface of the shaft and the inner surface of the ring.
Im Ring 4 ist zur größten Exzentrizität hin eine kleine radiale Bohrung 5 angeordnet, die die Lagerfläche des Gleitlagers 3 mit dem abgedichteten Zwischenraum 9 verbindet.In ring 4 there is a small one towards the greatest eccentricity radial bore 5 arranged, which the bearing surface of the sliding bearing 3 with the sealed space 9 connects.
Andererseits ist dieser Zwischenraum 9 beispielsweise durch einen radialen Kanal 11 und einen axialen Kanal 12 mit einem Steuerventil 10 mit Steuerschieber verbunden, so daß entweder über die K inäle 11 und 12 ein Druckmedium, beispielsweise öl, wahlweise frei nach beiden Seiten hin durchfließen kann oder aber <s funktionsgemäß die Kanäle 11 und 12 gesperrt sind.On the other hand, this space 9 is, for example, by a radial channel 11 and an axial one Channel 12 connected to a control valve 10 with control slide, so that either channels 11 and 12 a pressure medium, for example oil, can optionally flow through freely to both sides or else <s The channels 11 and 12 are functionally blocked.
Bei Umlauf der Drehspindel 1 mit einer gewissen Drehzahl tritt folgender Funktionsablauf ein:When the rotating spindle 1 rotates at a certain speed, the following functional sequence occurs:
Da der Ring 4 eine geringe exzentrische Lage zur Spindelachse teilweise durch eine geringe Vorspannung des Dichtungsringes 8 besitzt, bildet sich im engeren Lagerspalt zwischen der äußeren Lagerfläche des Gleitlagers 3 und der Umfangsfläche des exzentrisch liegenden Ringes 4 ein hydrodynamisches Druckfeld mittels des vorhandenen bzw. zugeführten Schmieröls im Lagerspalt 6 und zwar ein mit der exzentrischen Richtung des Ringes 4 umlaufendes Druckfeld an der durch die Exzentrizität gebildeten engsten Lagerstelle. Das Schmieröl tritt an dieser Stelle durch die radiale Bohrung 5 in den abgedichteten Raum 9 zwischen Spindeloberfläche und innenfläche des Ringes 4 ein und wird durch die Kanäle 11 und 12 zum Steuerventil 10 geleitet, welches in geöffneter Stellung das Schmieröl frei nach außen durchfließen läßt. Das hydrodynamische Druckfeld im Gleitlager 3 mit dem Ring 4 wird je nach Durchflußmenge fast ganz abgebaut.Since the ring 4 is slightly eccentric to the spindle axis, partly due to a low preload of the sealing ring 8 has, forms in the narrower bearing gap between the outer bearing surface of the Plain bearing 3 and the circumferential surface of the eccentrically located ring 4, a hydrodynamic pressure field by means of the existing or supplied lubricating oil in the bearing gap 6, namely one with the eccentric Direction of the ring 4 circumferential pressure field at the narrowest bearing point formed by the eccentricity. The lubricating oil occurs at this point through the radial bore 5 into the sealed space 9 between Spindle surface and inner surface of the ring 4 and is through the channels 11 and 12 to the control valve 10, which in the open position allows the lubricating oil to flow freely to the outside. The hydrodynamic Pressure field in the plain bearing 3 with the ring 4 is almost completely reduced depending on the flow rate.
Dies ist der normale Betriebszustand für die umlaufende Drehspindel für den Dreh- bzw. Feindreh-Arbeitsvorgang. Mit Betätigen des Steuerschiebers im Steuerventil 10 wird der Abflußkanal 11, 12. wie in der Zeichnung dargestellt, gesperrt und nunmehr bildet sich im Zwischenraum 9 ein Druckfeld, das größer ist als das hydrodynamische Druckfeld des Gleitlagers 3 mit dem exzentrischen Ring 4. Dadurch wird der Ring 4 weiter nach außen gedrückt und dort gehalten und durch beispielsweise eine Stell- bzw. Anlageschraube an einer weiteren Verlagerung gehindert, so daß ein engstmögliches Lagerspiel ohne die Gefahr einer metallischen Berührung der Lagerflächen entstehen kann. Auf Grund der beschriebenen Druckverhältnisse erfolgt eine radiale Verlagerung der Drehspindel nach innen, so daß die Werkzeugschneiden von der Obeifläche abgehoben werden.This is the normal operating condition for the circulating Turning spindle for turning or precision turning work. By actuating the control slide in Control valve 10 is the drainage channel 11, 12. as in the Drawing shown, locked and now forms in the space 9, a pressure field that is larger than the hydrodynamic pressure field of the plain bearing 3 with the eccentric ring 4. As a result, the ring 4 pressed further outwards and held there and by, for example, an adjusting or contact screw prevented from further displacement, so that the closest possible bearing clearance without the risk of a metallic Contact with the storage surfaces can occur. Based on the pressure conditions described a radial displacement of the rotary spindle inwards, so that the tool cutting edge from the surface be lifted off.
Die Drehspindel bzw. der Drehspindelstock kann nun in seine Ausgangsstellung zurückgefahren werden, ohne daß Riefen in die fertiggedrehte Oberfläche des Werkstückes gezogen werden.The turning spindle or the turning headstock can now be moved back to its starting position, without grooves being drawn into the finished surface of the workpiece.
Für den nachfolgenden Arbeitsgang wird das Steuerventil 10 entweder hydraulisch oder elektrisch betätigt wieder in die Stellung gebracht, die einen freien Durchfluß des Druckmittels gestattet.For the following operation, the control valve 10 is operated either hydraulically or electrically brought back into the position that allows a free flow of the pressure medium.
Nach F i g. 2 ist in der Drehspindel 1 ein sogenanntes Kniehebelsystem 14, 15 eingebaut, dessen einer Schenkel 15 sich an der Spindel abstützt und der andere Schenkel 14 gegen die Innenwandung des Ringes 4 anliegt. According to FIG. 2, a so-called toggle lever system 14, 15 is installed in the rotary spindle 1, one leg of which 15 is supported on the spindle and the other leg 14 rests against the inner wall of the ring 4.
Mittels einer Zug- und Druckstange 16, die in der Längsachse der Drehspindel 1 angeordnet ist, erfolgt die exzentrische Verlagerung des Ringes 4, so daß, wie anfangs beschrieben, durch die hydrodynamische Lagerdruckwirkung des Lagers 3 die Drehspindel radial nach innen verlagert und das damit verbundene Dreh- oder Bohrwerkzeug 2 für den freien Rückzug von der bearbeiteten Oberfläche abgehoben wird.By means of a pull and push rod 16, which is arranged in the longitudinal axis of the rotating spindle 1, takes place the eccentric displacement of the ring 4, so that, as described at the beginning, by the hydrodynamic Bearing pressure effect of the bearing 3 shifts the rotary spindle radially inward and the associated Turning or drilling tool 2 is lifted for free withdrawal from the machined surface.
Die Betätigung der vorgenannten Druck- und Zugstange 16 kann über mechanische, hydraulische oder elektromagnetische Einrichtungsteile erfolgen.The operation of the aforementioned push and pull rod 16 can be mechanical, hydraulic or electromagnetic equipment.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: FREDERICHS, GEORG GERT, 3501 NIEDENSTEIN, DE |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |