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Vorrichtung zum Schneiden von konischem Gewinde.
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werden sollen, um dichte Anschlüsse zu ermöglichen.
Die Erfindung betrifft in erster Linie eine Vorrichtung zum selbsttätigen Schneiden von konischem Gewinde und ferner die Anordnung von Arbeitsteilen zum schnellen Einstellen der Vorrichtung, um dieselbe Werkstücken von verschiedenen Dimensionen anzupassen und das Werkstück selbsttätig freizugeben, wenn ein Gewinde von bestimmter Länge geschnitten worden ist, so dass die Vorrichtung entfernt werden kann, ohne zurückgedreht werden zu müssen.
Ferner betrifft die Erfindung die Anordnung von Arbeitsteilen. mittels det ? L die Schneidbacken ohne Zuhilfenahme des Vordrückens von Hand oder einer Leitspindel angetrifen werden können. so da ! 3 dem Arbeiter Arbeit erspart wird und die jetzt existierende Notwendigkeit, das den Schneidbacken haltende Glied von Zeit zu Zeit in eine geeignete Stellung zurückzudrehen, um von Neuem arbeiten zu können, vermieden wird. Indem man von der Verwendung einer Leitschraube Abstand nimmt, ist man ferner in der Lage, die Vorrichtung zum Schneiden von Gewinden verschiedener Steigung zu verwenden und je nach Wunsch entweder Rechts-oder Linksgewinde zu schneiden. ohne andere als geringfügige und bequem zu bewerkstelligende Wechsel in den Teilen der Vorrichtung vornehmen zu müssen.
Zur Vervollständigung der im Obigen aufgezählten Einrichtungen bezieht sich die Erfindung schliesslich noch auf spezielle Vorkehrungen, die nachstehend eingegend erläutert werden sollen.
Die Zeichnungen stellen eine Ausführungsform der neuen Vorrichtung beispielsweise dar. und zwar zeigt Fig. I einen Gcwindeschneidkopf, der die verschiedenen neuen Merkmale aufweist, in Seitenansicht, Fig. 2 denselben in Längs-Querschnitt, Fig. 3 und 4 denselben in Vorderund Rückansichten. Fig. 5 zeigt einen Teil der Vorrichtung in Vorderansicht und veranschaulicht ein auswechselbares Abschneide-Werkzeug. Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5.
Fig. 7 zeigt einen Schneidstahl, der in dem neuen Gewindeschneidkopf verwendet werden soll, in Vorder-und Seitenansicht, Fig. 8 denselben in perspektivischer Ansicht. Fig. 9 zeigt einen Leitring, der ein Merkmal der Erfindung bildet, in Seitenansicht ; Fig. 10 zeigt eine Hemmplatte, die ein anderes Merkmal der Erfindung bildet, in perspektivischer Ansicht.
Wie bereits eingangs angedeutet, ist als Beispiel zur Erläuterung der Erfindung ein Rohrschneidewerkzeug in Form eines Gewindeschneidkopfs gewählt worden. Selbstverständlich kann
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Erfindungsgedanke in Frage kommt, derart eingerichtet werden, dass es anstatt durch Handgriff durch ein geeignetes Getriebe und anstatt von Hand durch Kraft getrieben werden kann.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht das Werkzeug aus zwei Hauptteilen, einem Werkstückhalter A und einem Werkzeughalter oder Kopf B, der drehbar in dem Werkstückhalter gelagert ist. Der Halter A kann auch als aus zwei konaxialen, getrennten, ringförmigen Teilen al, a2 bestehend angesehen werden, die durch in der Längsrichtung angeordnete Verbindungsteile a, a zusammengehalten werden.
Der ringförmige Teil al ist dazu bestimmt, als Werkstückhalter zu dienen und ist zu diesem Zwecke mit einer oder mehreren teleskopartig ineinanderpassenden Stopfbuchsen oder Führungsmuffen en versehen, die durch eine mit einem Handgriff versehene Schraube a4 an ihrer Stelle gehalten werden. Die Schraube a4 tritt durch eine Öffnung ( in der Muffe hindurch, um mit dem
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Rohr P oder sonstigen mit Gewinde zu versehenden Gegenstande in Eingriff zu treten. Um den Werkstückhalter verschiedenen Rohrgrössen anpassen zu können, werden die teleskopartig ineinanderpassenden Stopfbuchsen je nachdem entfernt oder eingesetzt.
Die weiteste Stopfbüchse hat einen inneren Durchmesser, der dem Durchmesser der weitesten Rohrgrösse, welche durch das Werkzeug bearbeitet werden soll, entspricht. Entfernt man die weiteste Stopfbüchse, so kann ein Nippelhalter für die entsprechende Rohrgrösse eingesetzt werden, falls es beim Schneiden eines Nippels erforderlich werden sollte. Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Art des Gewindeschneidwerkzeugs ist natürlich vorausgesetzt, dass das Rohr gegen Drehung in einem geeigneten Schraubstock oder dergl. gehalten wird, und ist dann der Zweck des soeben beschriebenen Werkstückhalters lediglich, den Werkzeughalter an einer Drehung auf dem Rohr zu verhindern.
Ein Schraubstock zum Halten. des Rohres kann aber in Fortfall kommen, wenn man den Rahmen A mit einem Fuss oder dergl. versicht, mittels dessen er auf einer Drehbank oder auf dem Boden befestigt werden kann.
Der ringförmige Teil a2 des Rahmens A bildet in seinem Innern ein Lager für den Werkzeughalter B. Letzterer besteht aus dem Muffenteil BI, der in den Teil a2 eingesetzt werden kann und einem geflanschten Teil B2, welcher zur Aufnahme der Schneidbacken C bestimmt ist. Um den Werkzeughalter B im Werkstückhalter A drehen zu können, ist ersterer mit zwei radial vorstehenden Armen oder Grilles B3 bekannter Art versehen.
Zur Aufnahme der Schneidbacken C sind eine Anzahl, im vorliegenden Falle vier, Radialschlitzc bl in der Vorderseite des geflanschten Teiles B2 des Werkzeughalters B vorgesehen. Der Flansch B2 braucht natürlich nicht massiv zu sein, sondern er kann auch geeignet ausgehöhlt sein, um das Gewicht des Werkzeugs innerhalb vernünftiger Grenzen herabzusetzen. Die Schneidbacken, die später noch genauer beschrieben werden sollen, werden einstellbar in den Schlitzen bl angeordnet. Die Einstellung erfolgt durch eine Daumenscheibe D, die drehbar auf der Vorderseite des Flansches BI sitzt, an welchem sie mittels eines Ringes E festgehalten wird. Die Vorderfläche
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nuten d (Fig. 3) hergestellt. In der Zeichnung ist nur eine Nut veranschaulicht, um eine Konfusion zu verhindern.
Die Nuten entsprechen bezüglich Zahl und Anordnung den Schneidbacken (', die mit Ansätzen oder Stiften c versehen sind (Fig. 3. 7 und 8), welche in die Nuten d eingreifen können. Die Drehung der Daumenscheibe bewirkt je nach der Drehrichtung ein Vorgehen oder Rückwärtsgehen der Schneidbacken in den Schlitzen, und in der äussersten Stellung (Fig. 3) kann infolge der Form der Nuten die Drehung ein vollständiges Lösen der Schneidbacken von den Nuten gestatten. Ein Drehen der Daumenscheibe von Hand wird durch Anbringung eines Handrits 7 auf ihrer Aussenseite erleichtert.
Es hat sich gezeigt, dass, wenn man den Daumennuten c/den geeigneten Neigungsgrad gibt. nicht nur eine direkte Bewegung der Schneidbacken durch die Drehung der Daumenscheibe erzieh werden kann. sondern auch der Auswärtsdruelk der Schneidbacken. wenn diese in Eingriff mit dem Werkstück sind. eine Drehung der Daumenscheibe bewirken wir.d Die Drehungsrichtung hängt natürlich von der Neigungsrichtung der
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um entsprechend verlaufende Gewindegänge zu schneiden.
Das Bestreben der Daumenscheibe, sich zu drehen, wenn die Vorrichtung in Tätigkeit ist, wird durch nachstehende Einrichtung kontrolliert : An einem geeigneten Punkt der Peripherie des Flansches B2 des Werkzeughalters B ist ein Längsschlitz b2 vorgesehen, und in diesem Schlitz ist verschiebbar eine Stande. ? angeordnet, die durch eine Deckplatte lu an einem Heraustreten verhindert wird. Diese Deckplatte ist an dem Flansch befestigt und ragt ein kurzes Stück über diesen vor, so dass sie dem sich nach vorne erstreckenden Ende der Stange Bs als Stütze dient.
Das rückwärtige Ende der Stange BS greift in eine Rinne oder eine Ringnut a3 ein, die den ringförmigen Teil a2 des Rahmens A umgibt, so dass die Stange B5 an einer Längsverschiebung mit Bezug auf den Rahmen A verhindert wird, während sie sich andererseits frei mit dem Halter B
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kann. Die Hemmplatte D2 ist mit zwei Hemmungen versehen, von denen die eine d4 sich nach vorne erstreckt und seitlich mit der Klinke b4 in Eingriff treten kann, die von der Stange B5 herabhängt. Die andere Hemmung (l5 erstreckt sich radial auswärts und kann mit der Stange selbst in Eingriff treten. Die Angriffsfläche der Hemmung d4 ist abgeschrägt (Fig. 3 und 10) und zwar in derselben Richtung, in welcher sich die Daumennuten d vom Mittelpunkt entfernen.
Die schräge Fläche d4 kann daher als Teil einer rechtsgängigen Schraubenfläche bezeichnet werden, da sie in Wirklichkeit so gestaltet ist, dass sie der konform gebildeten Fläche der Klinke b4 eine Oberfläche darbietet, bei welcher jeder Teil in Ebenen rechtwinklig zur Richtung der Bahn der Klinke bo mit Bezug auf die Hemmung radial zur Achse der Vorrichtung liegt. Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, dass das Drehungsbestreben, welches der Daumenscheibe zuerteilt wird, durch das Ineingrifftreten der Hemmung mit der Klinke b negativ beeinnusst und kontrolliert wird.
Die Daumenscheibe wird aber nicht gänzlich an einer Bewegung behindert, da, wenn der Werkzeughalter B in der Längsrichtung im Rahmen A bewegt wird, die Stange Bs und mit dieser die Klinke b4 weiter und weiter über die Vorderfläche der Daumenscheibe vorragt, oder, mit anderen Worten, da die Klinke sich der Fläche der Hemmung d4 entlang nach aussen
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Ineincrrisstretens ist, das vollständige Lösen der Schneidbacken von den sie haltenden Nuten der Daumenscheibe zu verhindern. Dieses Lösen kann nur dann bewerkstelligt werden, wenn man die Stellschrauben löst und die Hemmplatte D2 verschiebt.
Wie ersichtlich, kommt keine Leitschraube zur Verwendung, um den Werkzeughalter B auf dem Werkstück vorzuschieben. Der Vorschub erfolgt von selbst infolge der besonderen Gestalt der Schneidbacken, deren Gewinde konisch verläuft (Fig. 8). Wie aus dieser Figur zu ersehen, sind die Haupt-oder Schneidgängc auf einer schrägen Fläche geschnitten die durch die Konstruktionslinie r-x angedeutet wird, während die Fördergänge auf einer steiler abfallenden Fläche geschnitten sind, die durch die Linie y-y veranschaulicht wird. Die Fördergänge sind ausserdem in der üblichen Weise abgeschrägt, um eine Verjüngung cl des Schneidbackens zu bilden.
Infolge der selbsttätigen Verschiebung nach aulne,. die den Schneidbacken beim Vorrücken gewährt ist, damit die erforderliche Konizität dem Gewinde zuerteilt werden kann, ist es weiterhin möglich, die Schneidkanten der Backen zu verkürzen und somit die zu ihrer Arbeitsleistung erforderliche Kraft erheblich herabzumindern.
Die Wirkung der (nach der Linie y-y geschnittenen) Fördergänge der Schneidbacken
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zufolge der Anordnung der windschiefen Fläche < r* auf der Hemmplatte D2 ermöglicht ist, erfolg. werden die Fördergänge (y-y) ausser Eingriff mit dem Werkstück P gebracht und die Schneid-
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Durch geeignete W. thl des Verhältnisses zwischen dem Mass der Auswärtsbowegung der Schneidbacken, das von der Neigung der Fläche f* der Hemmplatte D2 abhängig ist und der Länge des steiler abfallenden Teiles des Gewindes der Schneidbalken, d. h. der Länge der Fläche, auf welcher
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gängen auf die Hauptgänge der Schneidbacken erfolgen, sobald die Fördergänge ihren Zweck, d. i. das anfängliche Erfassen des Werkstückes, erfüllt haben.
Die Neigung der Fläche f der Hemmplatte korrespondiert mit der Fläche des fertiggestellten Gewindes, d. h. mit jener Fläche der Schneidbacken, auf der die Schneidgänge eingeschnitten sind. Wenn nun die Fläche der Schneidbacken, auf der die Fördergänge eingeschnitten sind, kurz gehalten wird, so erfolgt das Abheben der Fördergänge vom Werkstücke früher, als wenn die Fläche der Fördergänge länger ist. Zweckmässig ist es die Fläche der Fördergänge kurz zu machen, um die Fördergänge von der Last des Gewindeschneiden möglichst zu befreien.
Praktisch wird daher das eigentliche Gewindeschneiden auf dem Werkstück durch diese Hauptgewinde des Schneidbackens ausgeführt, und zwar speziell durch den ersten Gewindegang des Haupt-
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den bereits geschnittenen Nuten folgen, wenngleich sie auch dazu dienen, die Nuten zu reinigen und dem Gewinde die Fertigform zu geben.
Eine weitere Konstruktionseinzelheit des Schneidbackens, welcher Erwähnung getan werden muss, ist die Art des Einsetzens des Stiftes c, durch welchen der Backen mit den Daumen- nuten d der Daumenscheibe D in Eingriff gehalten wird. Dieser Stift c ist mit einem Ansatz C3 I versehen, der etwas breiter ist als das Loch in der Seite des Backens, in welches der Schaft des Stiftes hineingepresst werden muss, bis der Ansatz'. sich fest gegen die Oberfläche des Backens legt. Der Ansatz (3 besitzt einen Durchmesser, der grösser ist als derjenige der Daumennut, in welche *er nachher hineinpassen soll.
Auf seiner Rückseite wird er nach Einsetzen des Stiftes in
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den Backen entsprechend abgeschnitten, so dass eine Fläche c* entsteht, welche die Fläche der Daumennut ergänzt und in den entsprechenden Winkel angeordnet ist, um genau gegen diese Fläche zu passen. Die Grösse des abgeschnittenen Teiles ist so gewählt, dass die grösste Breite des vorstehenden Teiles des Stiftes wesentlich gleich der Breite der Daumennut ist. Hieraus ergibt sich, dass die Berührungsfläche des Stiftes, welche die Beanspruchung aufnimmt, wenn der Schneidbacken in den Schneidkopf eingesetzt wird, eine hinreichende Tragfläche aufweist, um den sich aus der Bewegung des Schneidbackens mit Bezug auf die Daumenscheibe ergebenden Abnutzungsefiekt erheblich zu reduzieren.
Die entgegengesetzte oder Innenseite des Stiftes wird dagegen nur in einer Linie die entsprechende Fläche der Nut berühren. Jegliches Bestreben, sich in der Nut festzuklemmen, was leicht eintreten könnte, wenn beide Seiten des Stiftes sich mit Flächen gegen die Seitenwandungen der Nut legen würden, wird auf diese Weise verhindert.
Gleichzeitig dient der vorstehende Ansatz auf der Innenseite des Stiftes dazu, letzteren gegen den Druck auf seine abgeflachte Seite abzusteifen.
Aus der Konstruktion der Schneidflächen der Backen, in Verbindung mit der Art und Weise der Befestigung der Backen im Schneidkopf B ergibt sich, dass die Backen nicht nur selbstzentrierend, sondern auch selbstgreifend sind. Um jedoch den Anfangsgriff zu unterstützen, wird vorteilhaft ein Ring H angeordnet, der auf dem hinteren Ende der Muffe BI sitzt, welche über den Ringteil a2 des Rahmens A vorragt. Die betreffenden Flächen A, dieses Ringes besitzen die Form paralleler Daumen (Fig. 9), mit welchen ein Stift h und ein unter Federdruck stehender Plunger hl in Eingriff treten können, der in einem Block HI sitzt, welcher mittels einer Schraube h2 lösbar auf der Rückenseite des ringförmigen Teiles a2 befestigt ist (Fig. l und 2).
In der Anlassstellung muss der Stift h an dem abgesetzten oder niedrigsten Punkte der inneren Daumen- fläche h3 des Ringes H ruhen, und in dieser Stellung wird der Plunger l natürlich nahe dem abgesetzten oder höchsten Punkte h6 der hinteren Fläche h4 aufruhen. Auf diese Weise werden die Teile der Vorrichtung lose in einer Stellung gehalten, deren Genauigkeit durch den Eingriff des Stiftes mit dem genannten Absatz h5 bestimmt wird.
Um ferner die Einstellung des Kopfes B in dem Rahmen A zu erleichtern, wird auf der Oberfläche des ringförmigen Teiles a2 eine Ringnut a3 vorgesehen, mit welcher das hintere Ende der Gleitstange B5 vor Beginn der Arbeit in
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wieder auf die Rückseite des Ringes zurückführen zu können, ist in ähnlicher Weise die Kante der Innenfläche, ebenso wie die hintere Kante des Plungers selbst, abgeschrägt (Fig. 9). Zu be- merken ist, dass die Verwendung dieses Leitmechanismus nicht absolut wesentlich ist. Demgemäss braucht z.
B. in solchen Fällen, wo wenig Gelegenheit zum Schneiden von Linksgewinde ist, der Ring H, der als rechtsgäng g veranschaulicht ist, da dies am häufigsten gebraucht wird. nicht durch einen linksgängigen Ring ersetzt zu werden, doch kann durch einfaches Lösen des
Blockes HImit Stift h und Plunger hl das Werkzeug freigegeben werden. so dass es nach Art der gewöhnlichen Schneidköpfe benutzt werden kann. Soll der Schneidkopf allgemein zum
Schneiden von Linksgewinde benutzt werden, so muss der Ring H natürlich durch einen andern
Ring ersetzt werden, bei welchem die Daumen entgegengesetzt angeordnet sind.
In Fig. 5 und 6 ist eine Abschneidevorrichtung veranschaulicht, die in Verbindung mit dem oben beschriebenen Schneidkopf benutzt werden kann. Dieses Werkzeug besteht aus einem
Körper F, der auf dem Schneidkopf befestigt werden kann. Sein inneres Ende ist mit einem Ansatz. f versehen, der sich gegen die Innenkante des Ringes E legt und sein äusseres Ende ist imit einem Flansch oder Bügel. f1 versehen, mittels dessen er an der Peripherie des Flansches befestigt werden kann. Der Zwischenteil umspannt hierbei die Daumenscheibe D. In dem Körper. F ist, durch eine Deckplatte F'festgehalten, das eigentliche Messer/ verschiebbar an- geordnet.
Das Messer kann durch eine Schraube f3 eingestellt werden, die mittels eines Hand- rades/^ gedreht werden kann und eine Mutter trägt, die in das Messer eingreift (Fig. 6). Diese
Abschneidevorrichtung kann, wie ersichtlich, je nach Bedarf bequem befestigt und abgenommen werden, und, wenn sie an ihrer Stelle ist, wird sie infolge des vorstehenden inneren Endes und
Bügels fest gegen jegliche äussere Beanspruchung, die z. B. durch das Messer, wenn es gegen das Rohr gepresst wird (Fig. 5), übertragen werden kann, geschützt. In Verbindung mit dem
Messer werden anstatt der Schneidbacken massive Backen Cl benutzt, um das äussere Ende des Rohres geeignet zu zentrieren und zu stützen.
Aus Obigem ergibt sich die Wirkungsweise der Vorrichtung für den Sachverständigen ohne Weiteres, und es braucht deshalb nur noch als Schlussfolgerung erwähnt zu werden, dass es infolge der neuen Anordnung und Konstruktion der Daumenscheibe möglich ist, ein selbst- tätiges Vorgehen und Lösen der Schneidbacken zu sichern, ohne Verwendung irgendwelcher direkt betätigten Antriebsmittel, indem der Aussendruck der Schneidbacken selbst dazu benutzt wird, das angestrebte Resultat zu erzielen. Ein sehr wünschenswertes Resultat ist somit in ganz einfacher und wirksamer Weise gesichert.
Gleichzeitig ist durch die neue Schneidbacken-
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konstruktion in Verbindung mit dem selbsttätigen Vorrücken ermöglicht, das Werkzeug auf dem Werkstück in Tätigkeit zu-setzen. und vorzuschieben, ohne dass es hierzu einer Leitschraube bedarf, so dass die zahlreichen Beanständungen und Verzögerungen, die auf der Verwendung derselben basieren, vermieden werden. Die Anordnung des Stiftes h und Plungers "l in Verbindung mit einem Leitring H gewährt schliesslich die Möglichkeit, den einzelnen Teilen ihre richtige Lage zu geben, bevor das Arbeiten beginnt und die Teile lose in solcher Lage zu halten, ganz abgesehen von der anfänglichen Hilfe, die den Schneidbacken beim Erfassen des Werkstücks dadurch gewährt wird.
PATENT. ANSPRÜCHE :
1. Eine Vorrichtung zum Schneiden konischer Gewinde, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer mit Bezug auf den Schneidbackenträger (B) verdrehbaren Scheibe oder Platte (D) angeordneten und die Schneidbacken radial verstellenden Daumenelemente (d) ihre wirksamen Flächen so geneigt haben, (d. h. ihre wirksamen Flächen unter einem Winkel angeordnet haben, dessen Tangente grösser ist als der Reibungskoeffizient zwischen den Flächen der Daumen d und den mit diesen in Eingriff stehenden Flächen (4 der Schneidbackenzapfen), dass der beim Gewindeschneiden auftretende, auswärtsgerichtete Druck der Schneidbacken (C) die, die er-
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durch ein Hemmstück D zurückgehalten wird, das auf der genannten Scheibe (D) befestigt ist und an einen Vorsprung (b4) angreift, der.
obgleich mit dem Schneidbackenträger (B) drehbar an einer in Bezug auf das Werkstück (P) achsialen Bewegung verhindert ist, so dass, wenn sich der Schneidbackenträger während des Gewindeschneidens längs des Werkstückes bewegt, die
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der Daumenscheibe (D) gestattet, sich in Bezug auf den Schneidbackenträger (B) relativ zu verdrehen, wodurch ermöglicht wird, dass sich die Schneidbacken (C) um ein Mass. weiches der Neigung der Fläche (d4) entspricht, nach auswärts zu bewegen und so ein Schraubengewinde von entsprechender Konizität zu erzeugen.