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WO2015181153A1 - Fine-hole drill head system - Google Patents

Fine-hole drill head system Download PDF

Info

Publication number
WO2015181153A1
WO2015181153A1 PCT/EP2015/061565 EP2015061565W WO2015181153A1 WO 2015181153 A1 WO2015181153 A1 WO 2015181153A1 EP 2015061565 W EP2015061565 W EP 2015061565W WO 2015181153 A1 WO2015181153 A1 WO 2015181153A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sliding block
fine boring
fork
boring head
tool
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/061565
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Siegfried Gruhler
Karl Joseph ADE
Martin EMERSBERGER
Christoph HINTERMEIER
Original Assignee
Mauser-Werke Oberndorf Maschinenbau Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mauser-Werke Oberndorf Maschinenbau Gmbh filed Critical Mauser-Werke Oberndorf Maschinenbau Gmbh
Priority to DE112015002484.0T priority Critical patent/DE112015002484A5/en
Publication of WO2015181153A1 publication Critical patent/WO2015181153A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B29/00Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/03Boring heads
    • B23B29/034Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings
    • B23B29/03432Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing
    • B23B29/03457Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing by pivoting the tool carriers or by elastic deformation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/032Diaphragms

Definitions

  • the invention relates to a fine boring head system according to the preamble of patent claim 1.
  • fine boring workpieces such as connecting rods of a connecting rod fine boring heads can be used, which allow a radial adjustment of the cutting tool.
  • a fine boring head has a tool holder which is mounted tiltably on a membrane head.
  • the remote from the tool end portion of the tool holder has a sliding block holder on which a sliding block is mounted, which dips into a fork of an adjusting device.
  • the guide surfaces of the fork are set at an angle to the tool axis.
  • the fork can be displaced in the axial direction, so that the tool holder is pivoted about its pivot point formed by the diaphragm head to effect the radial adjustment of the tool cutting edge.
  • the fine boring head is inserted into a tool spindle through which the rotary drive of the tool cutting edge takes place.
  • the invention has the object to provide a Feinbohrkopfsystem in which the disadvantages described above are eliminated. This object is achieved by a fine boring head system having the features of patent claim 1.
  • the fine boring head system has a tool holder which is tiltably mounted on a membrane head and which is indirectly and directly connected to a sliding block holder, which carries a sliding block. This is guided in a fork with obliquely arranged to the tool axis guide surfaces.
  • the fork can be adjusted for radial adjustment of the tool by means of an adjusting device in the axial direction, so that the tool holder according to the
  • Pivoting the diaphragm head is pivoted. According to the sliding block is performed with bias in the fork. It is preferred if this bias voltage is provided in the zero position of the diaphragm dipping head, so that an adjustment from this zero position out in both adjustment is made possible without play - the fine machining can thus be performed with considerable accuracy.
  • the sliding block is suitable
  • Embodiment torsionally biased Embodiment torsionally biased.
  • the system consisting of the sliding block and the fork can be made still damped.
  • This damping can for example be done by pockets that are filled with a damping medium.
  • the resulting squeeze damping is well known, so that further explanations are unnecessary.
  • additional slots or pockets may be provided which are filled with a damping material to vary damping characteristics.
  • the damping can be further improved if the sliding block holder by means of a Hilfsmassedämpfers (HMD) is damped in the radial direction and optionally also in the axial direction.
  • HMD Hilfsmassedämpfers
  • the damping is particularly effective when damping elements of the system are arranged at the maximum distance to the diaphragm pivot point.
  • the tool spindle carrying the fine boring head is provided with a spindle damping device.
  • a tool damping device can also be provided.
  • the sliding block can be performed on the one hand with twistable sections, which are guided in the above fork.
  • elements can be provided via which torque is transmitted to an actuator of the adjusting device.
  • the play of the fine boring head system can be further reduced, even if the membrane of the membrane head is biased in the zero position.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a fine boring head system according to the invention for machining a connecting rod eye
  • FIG. 2 shows a further basic illustration of a fine boring head system according to the invention
  • FIG. 3 shows the schematic illustration according to FIG. 2 with a replacement diagram characterizing the damping of a cooling block
  • FIG. 4 is a sectional view through a concrete solution of a fine boring head
  • FIG. 5 shows a first exemplary embodiment of a sliding block of a fine boring head according to FIG. 4
  • Figure 6 views of another embodiment of a sliding block
  • Figure 7 is a schematic representation of the elastic deformation of the sliding block of Figure 5 and 6;
  • FIG. 8 replacement diagrams of different embodiments of a fine boring head system according to the invention.
  • FIG. 1 shows in a highly schematized manner a basic diagram of a fine boring head system 1 according to the invention for the fine boring of a connecting-rod eye 2. As shown in Figure 1, the entire system consists in principle of the
  • Machine structure 1 * on which a spindle stand 2 * is mounted with the spindle 3 * .
  • This spindle 3 * carries a fine boring head 4 with the membrane head 4.
  • the tool for machining the workpiece 6 * is provided in Figure 1 with the reference numeral 5 * .
  • the positions of possible damping elements which are accordingly in the range of the machine construction, spindle box, the spindle bearing or the spindle, the Feinbohrkopfs (diaphragm head), the tool and the workpiece clamping (see reference I, II, III, IV , V) can be arranged. Any combination of such damping elements can be provided to increase the accuracy.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the fine boring head system 1 from FIG. 1. This has a fine boring head 4 with a tool holder 6, which on a
  • Membrane head 8 is pivotally mounted in the arrow direction.
  • a sliding block holder 10 In extension of the tool holder 6, a sliding block holder 10 is arranged, which carries a sliding block 12. This is guided in a fork 14 of an adjusting device 1 6, which is designed for example as a suit.
  • guide surfaces 20, 22 of the fork 14 are employed obliquely for the sliding block 12, so that when the fork 14 is axially displaced by means of the adjusting device 16, the radial adjustment of the tool cutting edge takes place.
  • the entire fine boring head 4 is rotatably connected to a spindle 10, so that the rotational movement of the spindle 10 is transmitted via the diaphragm head 8 to the tool holder 6 and thus the tool.
  • Figure 2 In Figure 2 below is a plan view the membrane head 6 shown. One recognizes the centrally arranged membrane 1 8, which allows the pivoting of the tool holder.
  • FIG. 3 shows a torsional vibration model of the system.
  • the sliding block 1 2 is received with a bias in the leadership of the fork 14.
  • the sliding block 12 is formed with pockets 20 which are designed such that a squeeze oil film damping comes into effect. These pockets are provided in Figure 2 by the reference numeral 1 9.
  • the symbols of the resulting damping elements are likewise identified by the reference numeral 1 9.
  • FIG. 4 shows a concrete solution of the fine boring head 4 (without spindle).
  • FIG. 5 shows an individual representation of a sliding block 12 which can be used in a fine boring head 4 according to FIG. This has two contact surfaces 26, 28, with which it rests against the associated guide surfaces 20, 22. Shown is dash-dotted a torsion axis 30 to which the sliding block 12 when inserted into the
  • Fork 14 is twisted so that it is received in the zero position of the system with a bias in the fork 14.
  • the sliding block 1 2 thus acts as a play-free transmission element, via which the linear displacement of the fork 14 is implemented without play in a pivoting of the tool holder.
  • the torsion is supported by laterally opening slots 32a, 32b and 34a, 34b, which extend transversely to the torsion axis 30. This runs transversely to the tool axis. Further, bores 36a extend transverse to the slots 32, 34, 36b and 38a, 38b, which cut the slots 32, 34 and thus form the slot bottom.
  • FIG. 6 shows a variant of the sliding block 1 2 from FIG. 5 in a front view (a), a side view (b) and a top view (c).
  • the central part 40 in the front view (a) and the top view (c) corresponds to FIG.
  • Figure 7 shows in a highly schematic manner the elastic deformation of the sliding block 1 2 according to Figures 5 and 6 when inserted into the fork 14. It can be seen that the slots 32a, 32b and 34a, 34b delimiting areas when inserted into the fork 14 elastic be deformed and thus allow the Torsionsvorschreib.
  • FIG. 8 again shows the replacement diagrams of different variants of a fine boring head system according to the invention.
  • the diagram marked A.) shows two variants.
  • the tool is provided with an auxiliary mass damper (HMD).
  • HMD auxiliary mass damper
  • a spindle-side auxiliary mass damper (HMD) is provided.
  • the embodiment according to B.) shows a roller bearing spindle with a damped in the context of the invention sliding block and another separate damper of Kulissensteinnems in the region of the diaphragm head.
  • the inventive variant ensures that the linear movement of the Planzugs is unrestricted and free of play converted into a radial adjustment of the tool cutting edge.
  • the system according to the invention makes it possible to rotate / drill precise contours without a reversal span, whereby at the same time chamfering over a large angular range is possible. This is made possible by the symmetrical deflection and preload in the curb stone.
  • the system is also in the zero position without balancing problems with different length and heavy tools used even at high speeds, but the tools must be balanced individually.
  • the torsional axis of the sliding block 12 is transverse to the actual torsion axis of the surface guide, so that the torsion of the sliding surface can be compensated for about the axis of rotation of the control plan.
  • a Fei nboh rkopfsystem with a tiltably held on a membrane head tool holder, in the extension of a sliding block holder is provided, which carries a sliding block.
  • This sliding block is added with preload in a fork of an adjusting device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

The invention relates to a fine-hole drill head system comprising a tool holder (9) that is tiltably held by a membrane head (8), a slide block holder (10) carrying a slide block (12) being provided in the extension of said tool holder. The slide block is received in a fork (14) of an adjusting device (16) with pretension.

Description

Feinbohrkopfsystem  Fine boring head system
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Feinbohrkopfsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . The invention relates to a fine boring head system according to the preamble of patent claim 1.
Beim Feinbohren von Werkstücken, beispielsweise von Pleuelaugen eines Pleuel können Feinbohrköpfe verwendet werden, die eine radiale Verstellung der Werkzeugschneide ermöglichen. When fine boring workpieces, such as connecting rods of a connecting rod fine boring heads can be used, which allow a radial adjustment of the cutting tool.
Derartige Feinbohrköpfe sind beispielsweise in der DE-OS 2 040 020 oder der AT 404 001 B offenbart. Demgemäß hat ein Feinbohrkopf eine Werkzeugaufnahme, die an einem Membrankopf kippbar gelagert ist. Der vom Werkzeug entfernte Endabschnitt der Werkzeugaufnahme hat einen Kulissensteinhalter, an dem ein Kulissenstein befestigt ist, der in eine Gabel einer Stelleinrichtung eintaucht. Die Führungsflächen der Gabel sind schräg zur Werkzeugachse angestellt. Mittels der Stelleinrichtung kann die Gabel in Axialrichtung verschoben werden, so dass der Werkzeughalter um seinen durch den Membrankopf gebildeten Drehpunkt verschwenkt, um die Radialverstellung der Werkzeugschneide zu bewirken. Der Feinbohrkopf wird in eine Werkzeugspindel eingesetzt, durch die der Drehantrieb der Werkzeugschneide erfolgt. Such fine boring heads are disclosed for example in DE-OS 2 040 020 or AT 404 001 B. Accordingly, a fine boring head has a tool holder which is mounted tiltably on a membrane head. The remote from the tool end portion of the tool holder has a sliding block holder on which a sliding block is mounted, which dips into a fork of an adjusting device. The guide surfaces of the fork are set at an angle to the tool axis. By means of the adjusting device, the fork can be displaced in the axial direction, so that the tool holder is pivoted about its pivot point formed by the diaphragm head to effect the radial adjustment of the tool cutting edge. The fine boring head is inserted into a tool spindle through which the rotary drive of the tool cutting edge takes place.
Diese bekannten Feinbohrköpfe werden mit unterschiedlich langen und schweren Werkzeugen bestückt - dementsprechend besteht ein Problem darin, das gesamte System bestehend aus dem Feinbohrkopf und der Werkzeugspindel exakt zu wuchten, so dass die für derartige Feinbohrkopfsysteme erforderlichen hohen Drehzahlen fahrbar sind. Ein weiteres Problem besteht darin, dass diese Systeme ein gewisses Spiel aufweisen, das die Bearbeitungsgenauigkeit, insbesondere beim Umsteuern der Werkzeugschneide begrenzt. These known fine boring heads are equipped with different length and heavy tools - accordingly there is a problem in exactly balancing the entire system consisting of the fine boring head and the tool spindle, so that the high speeds required for such Feinbohrkopfsysteme are mobile. Another problem is that these systems have a certain amount of play, which limits the machining accuracy, especially when reversing the tool cutting edge.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Feinbohrkopfsystem zu schaffen, bei dem die oben geschilderten Nachteile beseitigt sind. Diese Aufgabe wird durch ein Feinbohrkopfsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. In contrast, the invention has the object to provide a Feinbohrkopfsystem in which the disadvantages described above are eliminated. This object is achieved by a fine boring head system having the features of patent claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß hat das Feinbohrkopfsystem eine Werkzeugaufnahme, die an einem Membrankopf kippbar gelagert ist und die mittelbar und unmittelbar mit einem Kulissensteinhalter verbunden ist, der einen Kulissenstein trägt. Dieser ist in einer Gabel mit schräg zur Werkzeugachse angeordneten Führungsflächen geführt. Die Gabel lässt sich zur Radialverstellung des Werkzeugs mittels einer Stelleinrichtung in Axial richtung verstellen, so dass die Werkzeugaufnahme entsprechend um den According to the fine boring head system has a tool holder which is tiltably mounted on a membrane head and which is indirectly and directly connected to a sliding block holder, which carries a sliding block. This is guided in a fork with obliquely arranged to the tool axis guide surfaces. The fork can be adjusted for radial adjustment of the tool by means of an adjusting device in the axial direction, so that the tool holder according to the
Schwenkpunkt den Membrankopfs verschwenkt wird. Erfindungsgemäß ist der Kulissenstein mit Vorspannung in der Gabel geführt. Dabei wird es bevorzugt, wenn diese Vorspannung in der Nulllage des Membrankippkopfes vorgesehen ist, so dass eine Verstellung aus dieser Nulllage heraus in beide Verstellrichtungen spielfrei ermöglicht ist - die Feinbearbeitung kann somit mit erheblicher Genauigkeit durchgeführt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kulissenstein durch geeignetePivoting the diaphragm head is pivoted. According to the sliding block is performed with bias in the fork. It is preferred if this bias voltage is provided in the zero position of the diaphragm dipping head, so that an adjustment from this zero position out in both adjustment is made possible without play - the fine machining can thus be performed with considerable accuracy. In a preferred embodiment, the sliding block is suitable
Ausgestaltung torsionsvorgespannt. Embodiment torsionally biased.
Erfindungsgemäß kann das System bestehend aus dem Kulissenstein und der Gabel noch gedämpft ausgeführt sein. Diese Dämpfung kann beispielsweise durch Taschen erfolgen, die mit einem Dämpfungsmedium gefüllt sind. Die dabei entstehende Squeeze-Dämpfung ist allgemein bekannt, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind. According to the invention, the system consisting of the sliding block and the fork can be made still damped. This damping can for example be done by pockets that are filled with a damping medium. The resulting squeeze damping is well known, so that further explanations are unnecessary.
Zusätzlich können weitere Schlitze oder Taschen vorgesehen werden, die mit einem dämpfenden Material aufgefüllt sind, um Dämpfungseigenschaften zu variieren. Die Dämpfung lässt sich weiter verbessern, wenn der Kulissensteinhalter mittels eines Hilfsmassedämpfers (HMD) in Radial richtung und gegebenenfalls auch in Axialrichtung gedämpft ist. Additionally, additional slots or pockets may be provided which are filled with a damping material to vary damping characteristics. The damping can be further improved if the sliding block holder by means of a Hilfsmassedämpfers (HMD) is damped in the radial direction and optionally also in the axial direction.
Die Dämpfung ist besonders effektiv, wenn Dämpfungselemente des Systems im maximalen Abstand zum Membranschwenkpunkt angeordnet sind. The damping is particularly effective when damping elements of the system are arranged at the maximum distance to the diaphragm pivot point.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die den Feinbohrkopf tragende Werkzeugspindel mit einer Spindeldämpfungseinrichtung versehen. In the exemplary embodiment of the invention, the tool spindle carrying the fine boring head is provided with a spindle damping device.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Werkzeugdämpfungseinrichtung vorgesehen sein. Alternatively or additionally, a tool damping device can also be provided.
Der Kulissenstein kann einerseits mit tordierbaren Abschnitten ausgeführt sein, die in der oben genannten Gabel geführt sind. Zum anderen können Elemente vorgesehen sein, über die eine Drehmomentübertragung an ein Stellglied der Stelleinrichtung erfolgt. The sliding block can be performed on the one hand with twistable sections, which are guided in the above fork. On the other hand, elements can be provided via which torque is transmitted to an actuator of the adjusting device.
Das Spiel des Feinbohrkopfsystems lässt sich weiter verringern, wenn auch die Membran des Membrankopfs in der Nulllage vorgespannt ist. The play of the fine boring head system can be further reduced, even if the membrane of the membrane head is biased in the zero position.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine Schemadarstellung eines erfindungsgemäßen Feinbohrkopfsystems zur Bearbeitung eines Pleuelauges; Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. FIG. 1 shows a schematic view of a fine boring head system according to the invention for machining a connecting rod eye;
Figur 2 eine weitere Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Feinbohrkopfsystems;  FIG. 2 shows a further basic illustration of a fine boring head system according to the invention;
Figur 3 die Prinzipdarstellung gemäß Figur 2 mit einem die Dämpfung eines Ku- lissensteins kennzeichnenden Ersatzschaubild;  FIG. 3 shows the schematic illustration according to FIG. 2 with a replacement diagram characterizing the damping of a cooling block;
Figur 4 eine Schnittdarstellung durch eine konkrete Lösung eines Feinbohrkopfs; Figur 5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kulissensteins eines Feinbohrkopfs gemäß Figur 4; Figur 6 Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kulissensteins; Figur 7 eine Prinzipdarstellung der elastischen Verformung des Kulissensteins aus Figur 5 und 6; Figure 4 is a sectional view through a concrete solution of a fine boring head; FIG. 5 shows a first exemplary embodiment of a sliding block of a fine boring head according to FIG. 4; Figure 6 views of another embodiment of a sliding block; Figure 7 is a schematic representation of the elastic deformation of the sliding block of Figure 5 and 6;
Figur 8 Ersatzschaubilder unterschiedlicher Ausführungsbeispiele eines er- findungsgemäßen Feinbohrkopfsystems.  FIG. 8 replacement diagrams of different embodiments of a fine boring head system according to the invention.
In Figur 1 ist in stark schematisierter Weise ein Grundschema eines erfindungsgemäßen Feinbohrkopfsystems 1 zum Feinbohren eines Pleuelauges 2 dargestellt. Wie in Figur 1 eingezeichnet, besteht das gesamte System im Prinzip aus demFIG. 1 shows in a highly schematized manner a basic diagram of a fine boring head system 1 according to the invention for the fine boring of a connecting-rod eye 2. As shown in Figure 1, the entire system consists in principle of the
Maschinenaufbau 1 *, auf dem ein Spindel bock 2* mit der Spindel 3* gelagert ist. Diese Spindel 3* trägt einen Feinbohrkopf 4 mit dem Membrankopf 4. Das Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks 6* ist in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 5* versehen. Eingezeichnet in Figur 1 sind des Weiteren die Positionen von möglichen Dämpfungselementen, die demgemäß im Bereich des Maschinenaufbaus, Spindel box, der Spindellagerung beziehungsweise der Spindel, des Feinbohrkopfs (Membrankopf), des Werkzeugs und der Werkstückaufspannung (siehe Bezugszeichen I, II, III, IV, V) angeordnet sein können. Es können dabei beliebige Kombinationen derartiger Dämpfungs- elemente zur Erhöhung der Genauigkeit vorgesehen werden. Machine structure 1 * , on which a spindle stand 2 * is mounted with the spindle 3 * . This spindle 3 * carries a fine boring head 4 with the membrane head 4. The tool for machining the workpiece 6 * is provided in Figure 1 with the reference numeral 5 * . Furthermore, in FIG. 1, the positions of possible damping elements which are accordingly in the range of the machine construction, spindle box, the spindle bearing or the spindle, the Feinbohrkopfs (diaphragm head), the tool and the workpiece clamping (see reference I, II, III, IV , V) can be arranged. Any combination of such damping elements can be provided to increase the accuracy.
Figur 2 zeigt eine Prinzipdarstellung des Feinbohrkopfsystems 1 aus Figur 1 . Dieses hat einen Feinbohrkopf 4 mit einer Werkzeugaufnahme 6, die an einem FIG. 2 shows a schematic representation of the fine boring head system 1 from FIG. 1. This has a fine boring head 4 with a tool holder 6, which on a
Membrankopf 8 in Pfeilrichtung schwenkbar gelagert ist. In Verlängerung der Werk- zeugaufnahme 6 ist ein Kulissensteinhalter 10 angeordnet, der einen Kulissenstein 12 trägt. Dieser ist in einer Gabel 14 einer Stelleinrichtung 1 6 geführt, die beispielsweise als Planzug ausgeführt ist. Wie erläutert sind Führungsflächen 20, 22 der Gabel 14 für den Kulissenstein 12 schräg angestellt, so dass bei einer Axialverschiebung der Gabel 14 mittels der Stelleinrichtung 1 6 die Radialverstellung der Werkzeugschneide erfolgt. Der gesamte Feinbohrkopf 4 ist drehfest mit einer Spindel 10 verbunden, so dass die Rotationsbewegung der Spindel 10 über den Membrankopf 8 auf die Werkzeugaufnahme 6 und somit das Werkzeug übertragen wird. In Figur 2 unten ist eine Draufsicht des Membrankopfs 6 dargestellt. Man erkannt die mittig angeordnete Membran 1 8, die die Verschwenkung der Werkzeugaufnahme ermöglicht. Membrane head 8 is pivotally mounted in the arrow direction. In extension of the tool holder 6, a sliding block holder 10 is arranged, which carries a sliding block 12. This is guided in a fork 14 of an adjusting device 1 6, which is designed for example as a suit. As explained, guide surfaces 20, 22 of the fork 14 are employed obliquely for the sliding block 12, so that when the fork 14 is axially displaced by means of the adjusting device 16, the radial adjustment of the tool cutting edge takes place. The entire fine boring head 4 is rotatably connected to a spindle 10, so that the rotational movement of the spindle 10 is transmitted via the diaphragm head 8 to the tool holder 6 and thus the tool. In Figure 2 below is a plan view the membrane head 6 shown. One recognizes the centrally arranged membrane 1 8, which allows the pivoting of the tool holder.
In Figur 3 ist ein Drehschwingungsmodell des Systems gezeigt. Bei diesem ist, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, der Kulissenstein 1 2 mit einer Vorspannung in der Führung der Gabel 14 aufgenommen. Des Weiteren ist der Kulissenstein 12 mit Taschen 20 ausgebildet, die derart ausgelegt sind, dass eine Squeeze-Öl- filmdämpfung zur Wirkung kommt. Diese Taschen sind in Figur 2 mit dem Bezugszeichen 1 9 versehen. In Figur 3 sind die Symbole der resultierenden Dämpfungs- elemente ebenfalls mit dem Bezugszeichen 1 9 gekennzeichnet. FIG. 3 shows a torsional vibration model of the system. In this, as will be explained in more detail below, the sliding block 1 2 is received with a bias in the leadership of the fork 14. Furthermore, the sliding block 12 is formed with pockets 20 which are designed such that a squeeze oil film damping comes into effect. These pockets are provided in Figure 2 by the reference numeral 1 9. In FIG. 3, the symbols of the resulting damping elements are likewise identified by the reference numeral 1 9.
Figur 4 zeigt eine konkrete Lösung des Feinbohrkopfs 4 (ohne Spindel). FIG. 4 shows a concrete solution of the fine boring head 4 (without spindle).
Man erkennt die Werkzeugaufnahme 4, an die ein Werkzeughalter eines Werk- zeugs gespannt werden kann. Diese Werkzeugaufnahme 4 ist kippbar an einem Membrankopf 8 gehalten. In Verlängerung der Werkzeugaufnahme 4 ist der Kulissenstein- halter 1 0 vorgesehen, der den Kulissenstein 1 2 trägt. Diese taucht in die Gabel 14 ein und liegt flächig ohne Spiel an deren Führungsflächen 20, 22 an. Die Gabel 14 kann über einen Planzug in Axial richtung verstellt werden, um die Werkzeugaufnahme 4 um den Schwenkpunkt 24 des Membrankopfs 8 zu verschwenken. One recognizes the tool holder 4 to which a tool holder of a tool can be clamped. This tool holder 4 is held tiltably on a membrane head 8. In extension of the tool holder 4 of the sliding block holder 1 0 is provided, which carries the sliding block 1 2. This dips into the fork 14 and lies flat on the guide surfaces 20, 22 without play. The fork 14 can be adjusted via a Planzug in the axial direction to pivot the tool holder 4 about the pivot point 24 of the diaphragm head 8.
Figur 5 zeigt eine Einzeldarstellung eines Kulissensteins 12, der bei einem Feinbohrkopf 4 gemäß Figur 4 verwendbar ist. Diese hat zwei Anlageflächen 26, 28, mit denen er an den zugeordneten Führungsflächen 20, 22 anliegt. Eingezeichnet ist strich- punktiert eine Torsionsachse 30, um die der Kulissenstein 12 beim Einsetzen in dieFIG. 5 shows an individual representation of a sliding block 12 which can be used in a fine boring head 4 according to FIG. This has two contact surfaces 26, 28, with which it rests against the associated guide surfaces 20, 22. Shown is dash-dotted a torsion axis 30 to which the sliding block 12 when inserted into the
Gabel 14 tordiert wird, so dass er in der Nulllage des Systems mit einer Vorspannung in der Gabel 14 aufgenommen ist. Der Kulissenstein 1 2 wirkt somit als spielfreies Übertragungselement, über das die Linearverschiebung der Gabel 14 spielfrei in eine Verschwenkung der Werkzeugaufnahme umgesetzt wird. Fork 14 is twisted so that it is received in the zero position of the system with a bias in the fork 14. The sliding block 1 2 thus acts as a play-free transmission element, via which the linear displacement of the fork 14 is implemented without play in a pivoting of the tool holder.
Die Torsion wird durch seitlich mündende Schlitze 32a, 32b beziehungsweise 34a, 34b, unterstützt, die quer zur Torsionsachse 30 verlaufen. Diese verläuft quer zur Werkzeugachse. Quer zu den Schlitzen 32, 34 verlaufen des Weiteren Bohrungen 36a, 36b beziehungsweise 38a, 38b, die die Schlitze 32, 34 schneiden und somit den Schlitzgrund ausbilden. The torsion is supported by laterally opening slots 32a, 32b and 34a, 34b, which extend transversely to the torsion axis 30. This runs transversely to the tool axis. Further, bores 36a extend transverse to the slots 32, 34, 36b and 38a, 38b, which cut the slots 32, 34 and thus form the slot bottom.
Gestrichelt sind in Figur 5 noch die erwähnten Taschen 20 zur Realisierung des Squeeze-Effekts ausgebildet. Dashed lines are still formed in Figure 5, the aforementioned 20 pockets for the realization of the squeeze effect.
Figur 6 zeigt eine Variante des Kulissensteins 1 2 aus Figur 5 in einer Vorderansicht (a), einer Seitenansicht (b) und einer Draufsicht (c). Der in der Vorderansicht (a) und der Draufsicht (c) mittige Teil 40 entspricht demFIG. 6 shows a variant of the sliding block 1 2 from FIG. 5 in a front view (a), a side view (b) and a top view (c). The central part 40 in the front view (a) and the top view (c) corresponds to FIG
Kulissenstein 1 2 gemäß Figur 5, der tordiert in die Gabel 14 eingesetzt ist. Man erkennt die seitlich mündenden Schlitze, die die erforderliche Elastizität bereitstellen. Sliding block 1 2 according to Figure 5, which is twisted inserted into the fork 14. One recognizes the laterally opening slots which provide the required elasticity.
In der Vorderansicht (a) und der Draufsicht (c) sind seitlich an den mittleren Teil 40 des Kulissensteins Drehmomentmitnehmer 42, 44 ausgebildet, über die der Kulissenstein 1 2 (Teil 40) an die Stelleinrichtung 1 6, im vorliegenden Fall den rotierenden Planschieber des Planzugs angekoppelt ist. In der Vorderansicht (a) sind diese Drehmomentmitnehmer 42, 44 mit einer etwa trapezförmigen Grundfläche ausgeführt. Die Verbindung mit dem Planschieber erfolgt durch Verschrauben. In the front view (a) and the top view (c) are laterally formed on the middle part 40 of the sliding block Drehmomentmitnehmer 42, 44, via which the sliding block 1 2 (part 40) to the adjusting device 1 6, in the present case, the rotating gate valve of Planzugs is docked. In the front view (a), these torque drivers 42, 44 are designed with an approximately trapezoidal base. The connection with the flat slide is done by screwing.
Figur 7 zeigt in stark schematisierter Weise die elastische Deformation des Kulissensteins 1 2 gemäß den Figuren 5 und 6 beim Einsetzen in die Gabel 14. Man erkennt, dass die die Schlitze 32a, 32b und 34a, 34b begrenzenden Bereiche beim Einsetzen in die Gabel 14 elastisch deformiert werden und somit die Torsionsvorspannung ermöglichen. Figure 7 shows in a highly schematic manner the elastic deformation of the sliding block 1 2 according to Figures 5 and 6 when inserted into the fork 14. It can be seen that the slots 32a, 32b and 34a, 34b delimiting areas when inserted into the fork 14 elastic be deformed and thus allow the Torsionsvorspannung.
Figur 8 zeigt nochmals die Ersatzschaubilder unterschiedlicher Varianten eines erfindungsgemäßen Feinbohrkopfsystems. Bei dem mit A.) gekennzeichneten Schaubild sind zwei Varianten dargestellt. Bei der oben eingezeichneten Variante a) ist das Werkzeug mit einem Hilfsmassedämpfer (HMD) versehen. FIG. 8 again shows the replacement diagrams of different variants of a fine boring head system according to the invention. The diagram marked A.) shows two variants. In the variant a) shown above, the tool is provided with an auxiliary mass damper (HMD).
Bei der Variante b) ist ein spindelseitiger Hilfsmassedämpfer (HMD) vorgesehen. Das Ausführungsbeispiel gemäß B.) zeigt eine wälzgelagerte Spindel mit einem im Sinne der Erfindung gedämpften Kulissenstein und einem weiteren separaten Dämpfer des Kulissensteinträgers im Bereich des Membrankopfs. Durch die erfindungsgemäße Variante ist gewährleistet, dass die Linearbewegung des Planzugs unbeschränkt und spielfrei in eine Radialverstellung der Werkzeugschneide umgesetzt wird. In variant b), a spindle-side auxiliary mass damper (HMD) is provided. The embodiment according to B.) shows a roller bearing spindle with a damped in the context of the invention sliding block and another separate damper of Kulissensteinträgers in the region of the diaphragm head. The inventive variant ensures that the linear movement of the Planzugs is unrestricted and free of play converted into a radial adjustment of the tool cutting edge.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems bestehen somit in einer Spielfreiheit der Gabel/Kulissensteinpaarung. Des Weiteren wird eine höhere Steifigkeit und verbesserte Dämpfung des Feinbohrkopfsystems ermöglicht. The advantages of the system according to the invention thus consist in a backlash of the fork / Kulissensteinpaarung. Furthermore, a higher rigidity and improved damping of the fine boring head system is made possible.
Wie bereits eingangs erwähnt, kann zur weiteren Verbesserung der Dämpfung der Membrankopf durch eine schräg geschliffene Scheibe am Membrankörper ausgebildet sein. As already mentioned, can be formed by an obliquely ground disc on the membrane body to further improve the damping of the diaphragm head.
Das erfindungsgemäße System ermöglicht es, ohne Umkehrspanne genaue Konturen zu drehen/bohren, wobei gleichzeitig über einen großen Winkelbereich gefast werden kann. Dies wird durch die symmetrische Auslenkung und Vorspannung im Ku- lissenstein ermöglicht. Das System ist auch in der Nulllage ohne Wuchtprobleme bei unterschiedlich langen und schweren Werkzeugen auch bei hohen Drehzahlen einsetzbar, wobei die Werkzeuge jedoch einzeln gewuchtet werden müssen. The system according to the invention makes it possible to rotate / drill precise contours without a reversal span, whereby at the same time chamfering over a large angular range is possible. This is made possible by the symmetrical deflection and preload in the curb stone. The system is also in the zero position without balancing problems with different length and heavy tools used even at high speeds, but the tools must be balanced individually.
Die Torsionsachse des Kulissensteins 12 erfolgt quer zur eigentlichen Torsions- achse der Flächenführung, so dass die Torsion der Gleitfläche um die Drehachse der Plansteuerung ausgeglichen werden kann. The torsional axis of the sliding block 12 is transverse to the actual torsion axis of the surface guide, so that the torsion of the sliding surface can be compensated for about the axis of rotation of the control plan.
Offenbart ist ein Fei nboh rkopfsystem mit einer kippbar an einem Membrankopf gehaltenen Werkzeugaufnahme, in deren Verlängerung ein Kulissensteinhalter vorge- sehen ist, der einen Kulissenstein trägt. Dieser Kulissenstein ist mit Vorspannung in einer Gabel einer Stelleinrichtung aufgenommen. Bezuaszeichen: Disclosed is a Fei nboh rkopfsystem with a tiltably held on a membrane head tool holder, in the extension of a sliding block holder is provided, which carries a sliding block. This sliding block is added with preload in a fork of an adjusting device. Bezuaszeichen:
1 Feinbohrkopfsystem1 fine boring head system
2 Pleuelauge 2 connecting rod eye
4 Feinbohrkopf  4 fine boring head
6 Werkzeughalter  6 tool holder
8 Membran köpf  8 membrane head
10 Kulissensteinhalter 10 sliding stone holder
12 Kulissenstein 12 sliding block
14 Gabel  14 fork
1 6 Stelleinrichtung  1 6 adjusting device
18 Membran  18 membrane
19 Tasche  19 bag
20 Führungsfläche  20 guide surface
22 Führungsfläche  22 guide surface
24 Schwenkpunkt  24 pivot point
26 Anlagefläche  26 contact surface
28 Anlagefläche  28 contact surface
30 Torsionsachse  30 torsion axis
32 Schlitz  32 slot
34 Schlitz  34 slot
36 Bohrung  36 bore
38 Bohrung  38 bore
40 Teil des Kulissensteins 40 part of the Kulissenstein
42 Drehmomentmitnehmer42 torque cam
44 Drehmomentmitnehmer44 torque driver
46 Hilfsmassendämpfer 46 auxiliary mass damper

Claims

Patentansprüche  claims
Feinbohrkopfsystem mit einer Werkzeugaufnahme (6), die an einem Membrankopf (8) kippbar gelagert ist und die mittelbar oder unmittelbar mit einem Kulissen- steinhalter (10) verbunden ist, der einen Kulissenstein (12) trägt, der seinerseits in einer Gabel (14) mit schräg zur Achse angeordneten Führungsflächen (20, 22) geführt ist, wobei die Gabel mittels einer Stelleinrichtung (16) in Axialrichtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kulissenstein (12) mit Vorspannung in der Gabel (14) aufgenommen ist. Fine boring head system with a tool holder (6), which is tiltably mounted on a membrane head (8) and which is indirectly or directly connected to a sliding block holder (10) carrying a sliding block (12), which in turn is mounted in a fork (14). guided with obliquely to the axis guide surfaces (20, 22), wherein the fork by means of an adjusting device (16) is adjustable in the axial direction, characterized in that the sliding block (12) is received with bias in the fork (14).
Fei n bo h rko pf System nach Patentanspruch 1 , wobei der Kulissenstein (12) torsionsvorgespannt ist. Fei n bo h rko pf system according to claim 1, wherein the sliding block (12) is torsionsvorgespannt.
Feinbohrkopfsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Kulissenstein (12) im Anlagebereich an die Führungsflächen (20, 22) mit Taschen (19) ausgeführt ist, die mit einem Dämpfungsmedium gefüllt sind. Feinbohrkopfsystem according to any one of the preceding claims, wherein the sliding block (12) in the contact area to the guide surfaces (20, 22) with pockets (19) is executed, which are filled with a damping medium.
Feinbohrkopfsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Kulissensteinhalter (10) mittels eines Hilfsmassendämpfers (HMD) in Radial rich- tung gedämpft ist. Fine boring head system according to one of the preceding claims, wherein the sliding block holder (10) is attenuated in the radial direction by means of an auxiliary mass damper (HMD).
Feinbohrkopfsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Werkzeugspindel zum Antreiben des Feinbohrkopfs (4), die mit einer Spindeldämpfungseinrichtung ausgeführt ist. Fine boring head system according to one of the preceding claims, comprising a tool spindle for driving the fine boring head (4), which is designed with a spindle damping device.
Feinbohrkopfsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Werkzeug-Dämpfungseinrichtung. Fine boring head system according to one of the preceding claims, with a tool damping device.
Feinbohrkopfsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Kulissenstein (12) einen Abschnitt zur Drehmomentübertragung auf ein Stellglied der Stelleinrichtung (1 6) hat. Feinbohrkopfsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Membrankopf (8) in der Nulllage vorgespannt ist. Feinbohrkopfsystem according to any one of the preceding claims, wherein the sliding block (12) has a portion for transmitting torque to an actuator of the adjusting device (1 6). A fine boring head system according to any one of the preceding claims, wherein the membrane head (8) is biased in the zero position.
Fei n bo h rko pf System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Dämpfungseinrichtungen im maximalen Abstand zum Schwenkpunkt (24) des Membrankopfs (8) ausgebildet sind. Fei n bo h rko pf system according to any one of the preceding claims, wherein the damping means are formed at the maximum distance from the pivot point (24) of the membrane head (8).
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