Gewindeschneidfutter Bei maschinellem Gewindeschneiden, insbeson dere in Sacklochbohrungen mittels Gewindeschneid futter ohne einstellbare Überlastungskupplung ist die Gefahr des Bohrerbruches durch Überlastung sehr gross.
Aus diesem Grunde setzen sich in der Praxis schon seit längerer Zeit die Gewindeschneidfutter mit einstellbarer Überlastungskupplung immer mehr durch.
Hierbei wird der Gewindebohrer zunächst in eine Werkzeugträgerhülse eingesetzt, darin unverrückbar festgeklemmt und nach Zwischenschaltung einer ein stellbaren Überlastungskupplung mit dem Gewinde schneidfutter kraftschlüssig verbunden.
Bei Überschreitung des an der Kupplung einge stellten Drehmoments rutscht die Kupplung durch, die kraftschlüssige Verbindung zwischen Gewinde schneidfutter und der Werkzeugträgerhülse mit dem darin befestigten Schneidwerkzeug ist automatisch unterbrochen, ein Werkzeugbruch verhindert.
Das in der rotierenden Arbeitsspindel aufgenom mene Gewindeschneidfutter dreht sich weiter, jedoch der Gewindebohrer bleibt stehen und kann über des sen Bruchgrenze hinaus nicht mehr überlastet werden.
Unabhängig davon, welche Art von Kupplung (Klauen-, Lamellen-, Kugelrastenkupplung usw.) bei bekannten Gewindeschneid-Sicherheitsfuttern zum Einbau gelangen, meist sind Druck-, z. B. Tellerfedern jenes Konstruktionselement, das für die Regulierung des von der Kupplung aufzunehmenden Drehmo ments Anwendung finden. Dabei geschieht diese Re gulierung in der Weise, dass man die Federn den Er fordernissen entsprechend stark oder weniger stark zusammendrückt.
Wenn die bisher auf dem Markt angebotenen Ge windeschneidfutter trotz eingebauter Überlastungs- Sicherheitskupplung immer noch nicht ganz befriedi gen, d. h. die Wünsche der Benutzer dieser Werk zeuge in der spangebenden Fertigung der Metallin dustrie nicht erfüllen, so hat das seinen Grund: a) dass die Kupplung für jede Gewindebohrer- grösse speziell eingestellt werden muss, da die Bruch grenze des Gewindebohrers mit dessen Durchmesser steigt und fällt.
b) dass die Handhabung des Kupplungsmecha nismus zur richtigen Drehmomenteinstellung von den mit den Futtern an den Maschinen arbeitenden, meist ungelernten Bedienungspersonen nicht beherrscht wird und deshalb durch fehlerhafte Bedienung sehr häufig Bohrerbrüche vorkommen.
Diese Mängel werden durch das erfindungsge mässe Gewindeschneidfutter beseitigt.
Das erfindungsgemässe Gewindeschneidfutter mit durch einstellbare Druckfedern gebildeter überlast kupplung, bestehend aus einem Futterkörper und einer in diesen einsetzbaren und mit diesem kuppel baren Trägerhülse für das Werkzeug, ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Druckfedern der überlast kupplung mindestens zum Teil im Eingriffsbereich eines in Richtung des Futters gerichteten Ansatzes der Trägerhülse liegen und der Ansatz sowie die Fe dern zum gegenseitigen Eingriff, bzw. zur gegensei tigen Beeinflussung ausgebildet sind.
Die beiliegende Zeichnung zeigt eine Ausfüh rungsform eines erfindungsgemässen Gewinde schneidfutters; und zwar Fig. 1 das Futter im Aufriss in teilweisem Axial schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B der Fig.1, Fig. 3 die Trägerhülse für sich allein im Aufriss und teilweisem Schnitt.
Das Gewindeschneidfutter besteht aus dem Fut- terkörper 1 mit Kegelschaft 2 zum Einsetzen in eine Bohrspindel. An die Stelle des Kegelschaftes 2 kann auch eine andere Anschäftung treten, z. B. mit Steil- kegelschaft, zylindrischem Schaft, Schnellwechsel schaft usw.
Der Futterkörper 1 ist in bekannter Weise zum Einsatz einer Trägerhülse 3 ausgebildet, in die der Gewindebohrer 4 eingesetzt und unter Verwendung eines radial gelagerten Gewindestiftes 5 unverrück bar festgeklemmt wird.
Zur Kupplung des Futterkörpers 1 mit der einge setzten Trägerhülse 3 sind Kugeln 6 vorgesehen, die sich zum Teil in Ausnehmungen 7 der Trägerhülse 3 und zum Teil in Ausnehmungen 8 des Futterkörpers 1 erstrecken. Die Kugeln stehen unter dem Bela- stungseinfluss von in Schlitzen 19 axial gelagerten Blattfedern 9, deren freies federndes Ende auf den Rücken der Kugeln 6 zu drücken bestimmt ist.
Die Federn 9 liegen zum übrigen Teil an der Masse des Futterkörpers 1 an und sind durch eine Schiebehülse 10 in Kontakt mit dem Futterkörper 1 gehalten. Eine Verschiebung der Schiebehülse 10 nach oben oder unten verändert den Einspannbereich bzw. die Ein spannlänge der Blattfedern 9 mit der Folge der Ver änderung der Federcharakteristik.
Die Trägerhülse 3 wird von einem Stellring 11 umschlossen, der mittels eines Gewindestiftes 12, der in eine Ausfräsung 13 eingreift, axial verstell- und feststellbar angeordnet ist. Der Stellring 11 ist so ge staltet, dass sein Ringansatz 14 mit dem oberen Ende in Kontakt mit der Schiebehülse 10 liegt. Selbstver ständlich kann unter Wegfall des Stellringes 11 und des Gewindstiftes 12 sowie der Ausfräsung 13 die Trägerhülse 3 selbst so gestaltet werden, dass an die ser der Stellringsansatz direkt angearbeitet ist.
Auf der Schiebehülse 10 ist ein unter einer Rück holfeder 18 stehender Handring 15 verdrehbar an geordnet, zwischen dessen Innenumfang und dem Aussenumfang der Schiebehülse 10 ein beiderseits in Ringnuten eingreifender Federring 16 liegt, so dass vollkommen gefahrlos, selbst bei rotierender Ma schinenspindel, durch Anheben des Handringes 15 gleichzeitig ein Verschieben der Schiebehülse 10 be wirkt werden kann.
Im übrigen ist das Gewindeschneidfutter mit einer Einrichtung bekannter Bauart ausgerüstet, die ein Schnellwechseln der Trägerhülse 3 einschliesslich Ge windebohrer 4 ermöglicht. Durch eine axial ver schiebbare, federbelastete Greifhülse 17 kann die Schnellwechseleinrichtung vollkommen gefahrlos, so wohl im Stillstand als auch bei rotierendem Futter bedient werden, dabei ist nur eine Hand erforderlich.
Die Funktion des Gewindeschneidfutters ist wie folgt: Für jede zu schneidende Gewindeabmessung lie gen der Bedienungsperson Gewindebohrer 4 verschie dener Grösse vor. Jeder Gewindebohrer 4 wird in die zu ihm bezüglich seines Schaftes passende Trägerhülse 3 eingesetzt und darin mittels eines Gewindestiftes 5 unverrückbar festgeklemmt. Nun kann die Träger- hülse 3 einschliesslich Gewindebohrer 4 durch Be dienung der Schnellwechseleinrichtung in den Futter körper 1 eingesetzt und von diesem gelöst werden.
Das Einsetzen geschieht in der Weise, dass mit der einen Hand die Greifhülse 17 entgegen dem auf ihr einwirkenden Federdruck so weit nach unten ge rückt wird, dass die Haltekugeln in die Ausdrehung der Greifhülse 17 zurücktreten können. Sodann wird mit der anderen Hand die Trägerhülse 3 einschliess- lich dem Gewindebohrer 4 in den Futterkörper 1 so weit als möglich eingeführt und die Greifhülse 17 losgelassen. Die Druckfeder schiebt jetzt die Greif hülse 17 nach oben bis zu dem durch einen Federring gebildeten Anschlag am Futterkörper 1 und sperrt nun den Kugelaustritt. Die Trägerhülse 3 ist somit gegen ein Herausfallen aus dem Futterkörper 1 ge sichert.
Zugleich sind die Kugeln 6 der Überlastungs kupplung in die Ausnehmungen 7 der Trägerhülse 3 eingerastet, so dass zwischen dem Futterkörper 1 und der Trägerhülse 3 über die Blattfedern 9 und der Schiebehülse 10 eine kraftschlüssige Verbindung be steht. Das Herausnehmen erfolgt wiederum dadurch, dass mit der einen Hand die Greifhülse 17 so weit nach unten gerückt wird, dass die Haltekugeln in die Ausdrehung der Greifhülse 17 zurücktreten können und dass man dann mit der anderen Hand die heraus fallende Trägerhülse -3 auffängt.
Je nach Anzahl der zu schneidenden Gewinde von verschiedenen Durchmessern kann im Schnell wechselverfahren mittels eines einfachen Handgriffs, gefahrlos und sekundenschnell die vorherige mit der nächstfolgenden Trägerhülse einschliesslich Gewin debohrer ausgetauscht werden.
Entsprechend der Gewindebohrergrösse ändert sich bei der zugeordneten Trägerhülse 3 die Länge des Ansatzes 14 bei dem mit der Trägerhülse 3 ver bundenen Stellring 11, so dass beim Einsetzen der Trägerhülse 3 mit dem Gewindebohrer 4 in den Futterkörper 1 die Schiebehülse 10 mehr oder weni ger hoch angehoben wird. Ist z.
B. der Gewindeboh rer 4 grösseren Durchmessers, so ist der Ansatz 14 länger und verschiebt beim Einsetzen die Schiebe hülse 10 mehr nach oben, so dass das freie unge- spannte und deshalb federnde Ende der eingespann ten Blattfeder 9 verkürzt wird und damit den Kupp lungskugeln 6 für den Austritt aus den Ausnehmun- gen 7 ein grösserer Widerstand entgegenwirkt. Das Kupplungsmoment ist stärker.
Umgekehrt ist die Kupplung schwächer, wenn ein Gewindebohrer klei neren Durchmessers eingesetzt wird, denn die Schie behülse 10 wird in diesem Falle wegen der kürzeren Länge des Stellringansatzes 14 weniger hoch angeho ben, so dass das freie ungespannte Ende der Blatt feder 9 länger und das Kupplungsmoment somit schwächer wird.
Sollte die Kupplung, wie das in, der Praxis immer wieder festzustellen ist, beim. Umschalten der Maschine auf Links- bzw.
Rückwärtslauf durchrutschen, weil durch Späneverstopfung oder zu starkem Anlaufen des Gewindebohrers am Grund der Gewmde-Kernloch Bohrung eine Zunahme der auf die Trägerhülse 3 ein wirkenden Umfangskraft erfolgte, der gegenüber das eingestellte Kupplungsmoment nicht mehr imstande ist, das Gleichgewicht zu halten, so kann dank des neuartigen Kupplungsmechanismus und der neuarti gen Kupplungsmomenteinstellung die kurzzeitige Nachstellung der Kupplung auf ein Kupplungsmo ment, das beispielsweise den festgesessenen Gewinde bohrer wieder zu lösen vermag,
sehr einfach dadurch gehandhabt werden, dass man von Hand die Schiebe hülse 10 mittels des mit ihr verbundenen Handringes 15 entsprechend weit nach oben rückt. Dadurch wird das freie federnde Ende der Blattfedern 9 verkürzt und das Kupplungsmoment verstärkt.
Es ist ersichtlich, dass das vorliegende Gewinde schneidfutter sozusagen narrensicher ist, insofern als die Einstellung des Kupplungsmomentes auf das jeweils maximal zulässige Drehmoment einer be stimmten Gewindebohrergrösse vollautomatisch, also unablässig von dem Zutun der Bedienungsperson er folgt.
Die sehr einfache Weise, mit der für besondere Fälle eine kurzzeitige Erhöhung des Kupplungsmo mentes herbeigeführt werden kann, bedeutet ausser- dem eine grosse Zeitersparnis. Schliesslich ist der ganze Konstruktionsaufbau dieses Gewindeschneid futters sehr einfach, so dass eine wirtschaftliche Fer tigung dieses Werkzeuges gewährleistet ist.
Die Kupplungsmomenteinstellung bzw. Festle gung des zur Gewindebohrergrösse zugeordneten ma ximal zulässigen Drehmoments erfolgt somit automa tisch beim Einsetzen der Trägerhülse mit dem darin aufgenommenen Gewindebohrer in das Futter und zwar in der Weise, dass der die Trägerhülse um- schliessende Stellring die auf dem Futterkörper axial verschiebbar angeordnete Schiebehülse je nach der Länge des Stellringsansatzes hoch oder weniger hoch anhebt.
Durch die daraus resultierende Veränderung von Hebelarm und Einspannlänge der Überlastungskupp- lungfedern, die zweckmässig als Blatt- oder Rund stabfedern ausgebildet sind, wird jene über die Fe dern eingeleitete horizontale Federkraft erzielt, die einerseits so gross ist, dass sie der Vertikalkompo nente der Umfangskraft der Trägerhülse das Gleich gewicht hält und andererseits wiederum nur so stark ist, dass dieses Geichgewicht vor Überschreitung des für den Gewindebohrer zulässigen Drehmomentes un terbrochen und ein Bohrerbruch unterbunden wird.
Der für diese Kupplungsmoment-Einstellungsauto matik je nach Gewindebohrergrösse sich ändernde Anhebehub für die Schiebehülse wird erreicht durch Verwendung entsprechend der Gewindebohrergrösse angepasster Trägerhülsen, wobei die Höhe des Stell ringansatzes nach dem experimentell ermittelten An hebehub abgestimmt ist.
Die zusätzliche kurzzeitige Erhöhung des Kupp lungsmomentes sowohl bei stillstehender als auch bei rotierender Maschinenspindel wird somit mittels eines einfachen Handgriffes in Sekundenschnelle vollzo- gen, indem man die Schiebehülse an ihrem Handring anfasst und nach oben rückt.
Diese Handhabung führt zu einer Verkürzung des federnden Teils der Blattfedern, was bei konstantem F (Durchfederung) sowie E (Elastizitätsmodul) und J (Trägheitsmoment), eine theoretisch nach Kubi schem Gesetz ansteigende horizontale Federkraft zur Folge hat, die das Kupplungsmoment (Umfangskraft) entsprechend erhöht.
Sobald man den Handring loslässt, wird dieser und die mit ihm verbundene Schiebehülse durch eine Druckfeder in die Ursprungslage bzw. bis zur An lage am Stellringansatz nach unten gerückt und das ursprünglich automatisch eingestellte Kupplungsmo ment ist wieder hergestellt.
Diese äusserst einfache Variiermöglichkeit des Kupplungsmoments bei umlaufender Arbeitsspindel ist ein grosser Vorteil, denn bei den bekannten Ge windeschneidfuttern muss die Arbeitsspindel stillge setzt werden, um umständlich mit Schraubenziehern und sonstigen Handhabungen das Kupplungsmoment bei Bedarf verändern zu können und dann wieder auf dieselbe Weise das ursprünglich eingestellte Kupp lungsmoment zu erhalten.
Besonders offenkundig wird der grosse Vorteil des vorliegenden Gewindeschneidfutters, wenn bei spielsweise die Kupplung beim Umschalten der Ma schinen zum Rückwärtslauf durchrutscht, weil durch Späneverstopfung oder zu starkem Anlaufen des Ge windebohrers am Grund der Gewindekernlochboh rung eine Zunahme des Drehmomentes erfolgte und dieses Durchrutschen der Kupplung nur mit kurzzei tiger Erhöhung des Kupplungsmomentes abgestellt werden kann.