CH688338A5 - Gewindeschneidvorrichtung - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft eine Gewindeschneidvorrichtung mit einer Vereinzelungsvorrichtung für mit Innengewinde zu versehende Massenformteile, einem Überlaufgewindebohrer, einer Zuführvorrichtung, mittels derer die Massenformteile einzeln dem Gewindeschneidbereich zugeführt und gegen Verdrehung gesichert übergeschoben werden, einem Drehantriebsorgan, das einen der Form des Schaftes des Überlaufgewindebohrers angepassten Führungskanal für den mit Massenformteilen gefüllten Bohrerschaft aufweist, in welchen der gefüllte Bohrerschaft einschiebbar ist, sowie einer Abwurföffnung für vom Bohrerschaft abfallende Massenformteile. 



  Bei derartigen Überlaufgewindebohrern wird das mit Innengewinde zu versehende Massenformteil über den Gewindeschneidbereich geschoben und dabei unverdrehbar gehalten. Nach der Erzeugung des Gewindes wandert das mit Innengewinde versehene Massenformteil auf dem Schaft des Überlaufgewindebohrers bis zu dessen Ende und wird dort abgeworfen. Bei derartigen im Stand der Technik  bekannten Überlaufgewindebohrern wird mit einer Schnittgeschwindigkeit von 75 m pro Minute und bei Drehzahlen, beispielsweise für M 8, von 3000 Umdrehungen pro Minute gearbeitet. Obwohl an sich höhere Schnittgeschwindigkeiten möglich sind, wird die Drehzahlgrenze von 3000 Umdrehungen pro Minute aber bis heute nicht überschritten, da dies eine erhebliche Gefahr beinhaltet, dass die vom Schaft abgeworfene, insbesondere abgeschleuderte Mutter beim Abwerfen beschädigt wird.

  Im Stand der Technik sind unterschiedliche Schaftformen des Überlaufgewindebohrers bekannt. Überwiegend wird heute mit Überlaufgewindebohrern mit rechtwinklig abgebogenem Schaft gearbeitet. Dabei besteht der Nachteil, dass sich der Bohrerschaft nicht zentrisch zur Mitte des zu gewindenden Teiles dreht, sondern, weil die Krafteinleitung von der mit einem solchen Überlaufgewindebohrer ausgestatteten Gewindeschneidmaschine nur vom äussersten Ende des gekrümmten Bohrerschaftes her erfolgen kann, beschreibt der Bohrerschaft bei seiner Drehbewegung einen Kegelmantel,

   dessen Winkel und Dimension abhängig ist  vom Unterschied zwischen dem Schaftdurchmesser des Gewindebohrers und der Kernbohrung des Innengewindeteiles sowie dem Unterschied zwischen dem Aussendurchmesser des Innengewindeteiles und dem Innendurchmesser des Führungselementes (beispielsweise Traghülse) des mit bereits gewindeten Teilen gefüllten Gewindebohrers. Hieraus resultiert immer ein Gewinde, welches grösser ist als der Durchmesser des Gewindebohrers. Die Einhaltung von engen Gewindetoleranzen ist hierdurch sehr erschwert. Ein weiterer Nachteil dieser Gewindebohrer besteht darin, dass über den gekrümmten Bohrerschaft nur Teile mit einer begrenzten Höhe von etwa 1,5 x Gewindedurchmesser abgeführt werden können.

  Desweiteren wird beim Abfördern der mit Innengewinde versehenen Massenformteile vom Bohrerschaft eine axiale Gegenkraft auf das Massenformteil ausgeübt, welches auf dem Gewindeschneidbereich sitzt, so dass hieraus eine hohe Flankenpressung im Gewindeschneidbereich resultiert, was einen relativ hohen Werkzeugverschleiss zur Folge hat. Der radiale Abwurf der fertigen mit Innengewinde versehenen Massenformteile vom abgewinkelten Bohrerschaft erfolgt mit erheblicher  Geschwindigkeit, so dass Massnahmen getroffen werden müssen, um Beschädigungen der abgeworfenen Massenformteile im Fangkorb der Gewindeschneidvorrichtung zu vermeiden oder solche Beschädigungen wenigstens zu minimieren.

  Zudem muss der Überlaufgewindebohrer beim Einsatz in der Gewindeschneidvorrichtung zum Abwurf der fertigen Massenformteile jeweils axial verschoben werden, so dass ein relativ grosser Vor- und Rücklauf des Bohrers erforderlich ist, was sich nachteilig auf die ausbringbaren Stückzahlen auswirkt. 



  Es sind auch Überlaufgewindebohrer bekannt geworden, bei denen der Schaft im Endbereich zunächst nach radial aussen gekrümmt und dann wiederum nach radial innen gekrümmt verläuft. Diese Formen von Überlaufgewindebohrern haben sich aber im Stand der Technik nicht bewährt, weil sie die Einleitung von zusätzlichen Kräften erforderlich machen, um die Gewindeteile entgegen der Zentrifugalkraft zurückzuführen zu einem kleineren Abwurfradius. Hieraus resultieren nachteilige Wirkungen bezüglich des Werkzeugverschleisses und der Massgenauigkeit der Gewindeausbildung. 



  Solche Bohrerformen sind daher heute praktisch nicht mehr in Gebrauch. 



  Ausgehend von dem eingangs bezeichneten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Überlaufgewindebohrer zu schaffen, der es ermöglicht, bei geringem Werkzeugverschleiss Innengewinde mit hoher Genauigkeit zu erzeugen, wobei zudem das Abwerfen der mit Innengewinde versehenen Massenformteile ohne Beschädigung des Massenformteiles erfolgen kann. 



  Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe mittels einer Gewindeschneidvorrichtung gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 gelöst. 



  Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der Schaft des Überlaufgewindebohrers verkröpft ist, wobei sich an dem Gewindeschneidbereich zunächst ein dazu koaxialer Schaftbereich anschliesst, der in einen schräg abgewinkelten Bereich übergeht, der wiederum in einem Schaftbereich ausläuft, der achsparallel zum koaxialen Schaftbereich verläuft. 



  Durch diese Ausbildung ist sichergestellt, dass das Abfördern der mit Innengewinde versehenen Massenformteile vom Bohrerschaft in einer Weise erfolgen kann, bei der  keine Flankenpressung oder nur eine geringe Flankenpressung auf das jeweils im Gewindeschneidbereich des Bohrers befindliche Massenformteil ausgeübt wird, so dass dem Werkzeugverschleiss entgegengewirkt ist. Zudem ist durch die achsparallele Ausrichtung von dem dem Gewindeschneidbereich nächstliegenden Schaftbereich und dem Ende des Bohrerschaftes eine zweifache Führung des Überlaufgewindebohrers in der Gewindeschneidvorrichtung möglich, was zur Folge hat, dass Taumelbewegungen des Bohrers beim Umlauf des Bohrers vermieden sind. Hierdurch ist es möglich, die Innengewindebereiche der Massenformteile mit hoher Genauigkeit und engen Gewindetoleranzen zu fertigen.

  Durch die Verkröpfung des mittleren Schaftbereiches (Schrägabwinklung) wird sichergestellt, dass die auf dem Bohrerschaft befindlichen Massenformteile durch die Zentrifugalkraft zum Bohrerschaftende abgefördert werden, von wo sie aufgrund der achsparallelen Ausrichtung des Bohrerschaftendes zur Umlaufachse des Bohrers in einfacher Weise und ohne das Auftreten hoher Zentrifugalkräfte abgeworfen werden können. Dies hat  zur Folge, dass auf besondere Schutzmassnahmen im Abwurfbereich verzichtet werden kann, da die abgeworfenen Massenformteile den Abwurfvorgang schadfrei überstehen können. Infolge der Schrägabwinklung des mittleren Bereiches des Schaftes des Gewindebohrers ist es auch möglich, auf diesem Gewindebohrer Massenteile zu fertigen, die eine Höhe von etwa dem dreifachen Gewindedurchmesser aufweisen.

   Zudem kann der erfindungsgemäss ausgebildete Bohrer in seiner Schaftlänge wesentlich kürzer ausgebildet sein als herkömmliche Gewindebohrer mit gekrümmtem Schaftende, was dann von erheblichen Vorteil ist, wenn bei schwer zu spanenden Materialien hohe Drehmomente übertragen werden müssen. 



  Die erfindungsgemässe Ausbildung erlaubt zudem hohe Schnittgeschwindigkeiten des Gewindebohrers von mehr als 150 m pro Minute, wobei z.B. bei Gewinde M 8 Umlaufdrehzahlen von 6000 Umdrehungen pro Minute erreicht werden können, ohne dass die Massenformteile beispielsweise beim Abwerfen vom Bohrerschaft beschädigt werden. 



  Desweiteren ist durch die erfindungsgemässe Ausbildung sichergestellt, dass beim Einsatz eines derartigen Überlaufgewindebohrers in einer Gewindeschneidvorrichtung der Abwurfvorgang von Massenformteilen vom Bohrerschaftende erfolgen kann, ohne dass dazu der Bohrer in Längsrichtung verschoben werden müsste. Hierdurch können die Vor- und Rücklaufwege des Zuführungsorgans, mittels dessen die Massenformteile dem Gewindeschneidbereich des Bohrers zugeführt werden, kürzer ausgebildet sein, wodurch ein höheres Ausbringen von Massenformteilen ermöglicht ist. 



  Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass der Kröpfungswinkel etwa 20 DEG  bis 30 DEG  vorzugsweise 22 DEG bis 25 DEG  beträgt. 



  Desweiteren betrifft die Erfindung eine Gewindeschneidvorrichtung mit einer Vereinzelungsvorrichtung für mit Innengewinde zu versehende Massenformteile, einem Überlaufgewindebohrer, eine Zuführvorrichtung mittels derer die Massenformteile einzeln dem Gewindeschneidbereich zugeführt und gegen Verdrehung gesichert übergeschoben werden, einem Drehantriebsorgan, das einen der Form des  Schaftes des Überlaufgewindebohrers angepassten Führungskanal für den mit Massenformteilen gefüllten Bohrerschaft aufweist, in welchen der gefüllte Bohrerschaft einschiebbar ist, sowie einer Abwurföffnung für vom Bohrerschaft abfallende Massenformteile, wobei der Überlaufgewindebohrer gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2 ausgebildet ist. 



  Zur Lösung der oben bezeichneten Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der gefüllte Bohrerschaft mit seinem dem Gewindeschneidbereich folgenden dazu koaxialen Bereich in einen eng angepassten koaxialen Führungskanal der Vorrichtung eingesetzt ist, der schräg abgewinkelte Bereich und der daran anschliessende zum koaxialen Bereich achsparallele Bereich in einen eng angepassten entsprechend geformten Kanal des koaxial zur Bohrerlängsachse umlaufenden Drehantriebsorgan eingesetzt ist und dieser Bereich axial in eine Kammer mündet, die eine radiale Abgabeöffnung für die Massenformteile aufweist, wobei insbesondere das Bewegungsspiel des gekröpften Überlaufgewindebohrers in axialer Richtung nur wenige Millimeter, vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm, insbesondere etwa 5 mm beträgt. 



  Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Kanalteil, der den schräg abgewinkelten Bereich des gefüllten Überlaufbohrers aufnimmt im Durchmesser grösser als der Maximaldurchmesser des gefüllten schrägen Bereiches des Überlaufbohrers ausgebildet ist, so dass sich ein axiales Bewegungsspiel des Überlaufbohrers von etwa 5 mm ergibt. 



  Durch die im Durchmesser vorzugsweise etwa 5 mm grössere Ausbildung des Führungskanals im Bereich des schrägabgewinkelten Bereiches des Bohrerschaftes ist es möglich, den Gewindebohrer um ca. 5 mm in axialer Richtung vor und zurück zu bewegen, was für das Einsetzen des gefüllten Überlaufgewindebohrers in den Führungskanal ausreicht und ein ausreichendes Bewegungsspiel für die erforderlichen Arbeitsabläufe zur Verfügung stellt. 



  Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. 



  Es zeigt: 
 
   Fig. 1 Eine Gewindeschneidvorrichtung mit einem Überlaufgewindebohrer in Seitenansicht, teilweise geschnitten; 
   Fig. 2 eine Ausführungsvariante in gleicher Darstellung. 
 



  Bei der dargestellten Gewindeschneidvorrichtung ist eine Vereinzelungsvorrichtung 1 für mit Innengewinde zu versehende Massenformteile 2, beispielsweise Schraubenmuttern, gezeigt. Mittels einer Zuführvorrichtung 3 werden die Massenformteile 2 einzeln dem Gewindeschneidbereich 4 eines Überlaufgewindebohrers zugeführt. Die Zuführeinrichtung steht über einen Stössel oder dergleichen mit einer Kurvenscheibe in Verbindung, mittels derer die Vor- und Rückbewegung in Richtung des Pfeiles 5 der Zuführbewegung gesteuert ist. Die Kurvenscheibe ist in Fig. 1 in Abwicklung gezeigt und mit dem Bezugszeichen 6 versehen. Es sind dort die einzelnen  Arbeitspositionen gezeigt. Die Position 7 entspricht der tatsächlichen Position, die in Fig. 1 gezeigt ist.

  Beim Umlauf der Scheibe 8 wird die Zuführeinrichtung 3 zunächst bis zur Position 9 gemäss Kurve 6 bewegt dann auf den Gewindeschneidbereich 4 aufgeschoben und von der Position 10 bis in die Position 11 vorgeschoben, wobei das zu schneidende Massenformteil 2 dann auf dem Gewindeschneidbereich des Überlaufbohrers sitzt und gegen Verdrehung durch eine Einrichtung (Mutterführung) 12 gehalten ist. Der vordere Teil des Gewindebohrers wird dabei durch die Muttern in der Mutternführung zentriert. Bei der Drehung des Überlaufgewindebohrers wird das Massenformteil mit Innengewinde versehen und gelangt dann in den Schaftbereich des Gewindebohrers, der dem Gewindeschneidbereich 4 benachbart ist. Die Zuführeinrichtung 3 wird dann in die Ausgangsposition zurückgeführt, wobei der entsprechende Stössel oder das Stellglied die Position 13 auf der Kurvenscheibe erreicht. 



  Im Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 1 ist die Vorrichtung zum Verhindern der Verdrehung der Massenformteile durch eine Mutternführung 12 gebildet, in welche die Massenformteile vom Schieber (Teil 3) eingeschoben werden  und dann gegen Verdrehung gesichert sind, bis sie aus der Führung (Teil 12) herausgelangen. 



  Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 wird das Massenformteil 2 in einen Halter 14 mit einem Führungsbereich 15 eingesetzt und mit dem Halter über den Gewindeschneidbereich 4 des Überlaufgewindebohrers geschoben. Auch diese Bewegung erfolgt mit Hilfe einer Kurvenscheibe ähnlich der in Fig. 1 rechts dargestellten. Der vordere Teil des Gewindebohrers wird dabei durch die Muttern in einem Führungskanal 15 zentriert. Der Überlaufgewindebohrer sitzt mit einem schräg abgewinkelten Bereich 16 und seinem Abwurfbereich 17 in einem um die Achse 18 umlaufenden Antriebsorgan, welches einen der Form des Schaftes des Überlaufgewindebohrers (Teil 16 und 17) angepassten Führungskanal 19, 20 aufweist. Die Abmessung des Führungskanals 19, 20 ist so vorgenommen, dass der mit Massenformteilen 2 gefüllte Überlaufgewindebohrer in den Führungskanal 19, 20 von dessen Mündung 21 her einschiebbar ist.

   Das insgesamt als Drehantriebsorgan 22 bezeichnete Maschinenelement ist mit einer Antriebswelle 23 fest verbunden und im Maschinengestell 24 mittels Lagern 25 drehbar um die Achse 18 gelagert. 



  Bei 26 ist eine Abwurföffnung in Form einer um das Element 22 umlaufenden tiefen Rinne ausgebildet, die nach radial aussen offen ist und die in Richtung des Pfeiles 27 eine Ausgangsmündung aufweist, aus der die fertigen Massenformteile herausfallen können. 



  Der Überlaufgewindebohrer ist über seinen Längsverlauf verkröpft, wobei sich an den Gewindeschneidbereich 4 zunächst ein dazu koaxialer Bereich 28 anschliesst, der in den schräg abgewinkelten Bereich 16 übergeht, welcher wiederum in einen Schaftbereich 17 ausläuft, der achsparallel zum koaxialen Schaftbereich 28 verläuft. Der Kröpfungswinkel  alpha  beträgt ca. 22 DEG bis 25 DEG . Durch die Führung des gefüllten Bohrers im Endbereich 17 und in dem dazu parallelen Bereich 28 wird eine exakte Führung des Überlaufgewindebohrers beim Umlaufen um die Achse 18 erreicht, so dass eine hohe Massgenauigkeit des geschnittenen Gewindes erreicht wird.

  Zudem wird der Abtransport der fertig geschnittenen Massenformteile 2 vom Bohrerschaft durch den schräg abgewinkelten Bereich 16 erreicht, wobei aber der Abwurf am achsparallel gerichteten Endteil 17 erfolgt also praktisch frei von  Zentrifugalkräften. Dies hat zur Folge, dass die fertigen Massenformteile beschädigungsfrei in den Abgaberaum 26 und von dort in Richtung 27 abgeworfen werden können. Das Abwerfen der Massenformteile 2 erfolgt dabei ohne oder nur unter geringer Verschiebung (maximal 5 mm) des Gewindebohrers in Achsrichtung des Achse 18, so dass die Zuführbewegung des Zuführorgans 3 auf den Hub beschränkt ist, der notwendig ist, um das noch nicht mit Innengewinde versehene Massenformteil aus der in den Zeichnungsfiguren dargestellten Position (in der Zeichnung rechts) bis aus dem Gewindeschneidbereich des Bohrers zu schieben.

   Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 wird das auf den Gewindeschneidbereich aufgesetzte Massenformteil durch die Umlaufbewegung des Gewindeschneidbereiches 4 in Richtung zum hinteren Ende des Gewindeschneidbereiches bewegt, während bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 die Vorschubbewegung des Vorschuborganes 3 so lange beibehalten wird, bis der Gewindeschneidbereich 4 des Überlaufgewindebohrers überwunden ist. 



  Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel. 



  Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen. 

Claims (7)

1. Gewindeschneidvorrichtung mit einer Vereinzelungsvorrichtung für mit Innengewinde zu versehende Massenformteile, einem Überlaufgewindebohrer, einer Zuführvorrichtung, mittels derer die Massenformteile einzeln dem Gewindeschneidbereich zugeführt und gegen Verdrehung gesichert übergeschoben werden, einem Drehantriebsorgan, das einen der Form des Schaftes des Überlaufgewindebohrers angepassten Führungskanal für den mit Massenformteilen gefüllten Bohrerschaft aufweist, in welchen der gefüllte Bohrerschaft einschiebbar ist, sowie einer Abwurföffnung für vom Bohrerschaft abfallende Massenformteile, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft des Überlaufgewindebohrers verkröpft ist, wobei an dem Gewindeschneidbereich (4) zunächst ein dazu koaxialer Schaftbereich (28) anschliesst, der in einen schräg abgewinkelten Bereich (16) übergeht, der wiederum in einem Schaftbereich (17) ausläuft,

der achsparallel zum koaxialen Schaftbereich (28) verläuft, dass der gefüllte Bohrerschaft mit seinem dem Gewindeschneidbereich (4) folgenden dazu koaxialen Bereich (28) in einen eng angepassten koaxialen Führungskanal (12, 15) der Vorrichtung eingesetzt ist, der schräg abgewinkelte Bereich (16) und der daran anschliessende zum koaxialen Bereich (17) achsparallele Bereich in einen eng angepassten entsprechend geformten Kanal (19, 20) des koaxial zur Bohrerlängsachse (18) umlaufenden Drehantriebsorgans (22) eingesetzt ist und dieser Bereich axial in eine Kammer (26) mündet, die eine radiale Abgabeöffnung (27) für die Massenformteile (2) aufweist.

2. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kröpfungswinkel des Überlaufgewindebohrers 20 DEG bis 30 DEG beträgt.

3.

Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kröpfungswinkel 22 bis 25 DEG beträgt.

4. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsspiel des gekröpften Überlaufgewindebohrers in axialer Richtung nur wenige Millimeter beträgt.

5. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsspiel des gekröpften Überlaufgewindebohrers in axialer Richtung 4 bis 8 mm beträgt.

6. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsspiel des gekröpften Überlaufgewindebohrers in axialer Richtung etwa 5 mm beträgt.

7.

Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalteil (19), der den schräg abgewinkelten Bereich (16) des gefüllten Überlaufgewindebohrers aufnimmt, im Durchmesser grösser als der Maximaldurchmesser des gefüllten schrägen Bereiches (16) des Überlaufgewindebohrers ausgebildet ist, so dass sich ein axiales Bewegungsspiel des Überlaufgewindebohrers von etwa 5 mm ergibt.