DD147325B1 - Einstechwerkzeug fuer das eindrehen von ringnuten in bohrungen - Google Patents

Description

Titel der Erfindung

Einstechwerkzeug für das Eindrehen von Ringnuten in Bohrungen - Klasse B 23 B 51/16 -

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Einstechwerkzeug für das Eindrehen von Ringnuten in Bohrungen, insbesondere zum Einstechen von Nuten für Sicherungsringe in Getriebegehäuse bzw. Lagerkörper. Das Einstechwerkzeug soll für Einfachoder Doppelnuten verwendbar sein. Der Einsatz der Einrichtung ist sowohl in waagerechter als auch senkrechter Lage, vorzugsweise auf Bohr- und Präswerken, aber tauch auf Bohrmaschinen möglich.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Durch das DD-WP 12 057 ist eine Vorrichtung zum Einstechen von Ringnuten bekannt, die nach dem QuerSchieberprinzip arbeitet» An einem die Drehbewegung übertragenden Körper ist eine während des Einstechvorganges feststehende Büchse angeordnet, die einen einstellbaren, sich auf das Werkstück auflegenden Ring trägt. Ein mit dem Drehkörper fest verbundener Werkzeugkopf besitzt einen das Werkzeug tragenden Querechieber. Eine außermittig im Drehkörper befindliche

Schubstange besitzt einen formachlüsaig mit dem Querachieber verbundenen um zwei Achsen schwenkbaren Kipphebel. Bei Bewegung der Bohrspindel drückt der in der Einsparung des Querschieber a liegende Kipphebel daa Werkzeug radial nach außen.

Diese Vorrichtung besitzt den Nachteil, daß sehr ungünstige Pührungs- bzw. AndrUckverhältnisse eintreten· Zwischen der Schubstange und dem Kipphebel ist ein Verbindungsglied eingebaut, ao daß zwei Gelenkstellen vorhanden sind. Da außerdem noch ein bestimmtes Spiel zwischen der Aussparung im Querschieber und dem Kipphebel vorhanden sein muß, ist eine erhöhte Störanfälligkeit und ein ungenaues Andrücken des Querschiebers zu verzeichnen» Es treten unbeherrschbare Momente auf, wodurch ea zu Brüchen am Einstechmeißel oder zum Abscheren der Gelenkstifte kommt» Der Quer schieber ist gegen Späne und Kühlflüssigkeiten ungeschützt, was die Störanfälligkeit im Bereich des Querschiebers besonders erhöht. Auf Grund der erforderlichen Punktionsteile ergibt sich eine lange Bauform der Vorrichtung·

Eine weitere Vorrichtung zum Einstechen von Ringnuten ist durch das DD-WP 40 756 bekannt. Diese Vorrichtung besitzt einen exzentrisch gelagerten Werkzeugträger. Im Mantel einer Werkzeugaufnähme iat eine schraubenförmige Nut eingearbeitet. In dieser Nut ist ein abgeflachter Führungsstift aufgenommen, der in einem Schiebebolzen steckt oder eingeschraubt ist. Der Schiebebolzen ist über eine Kreuzscheibe mit einer in einer Führungshülse exzentrisch gelagerten Einstechstahlaufnahme in Verbindung gebracht. Beim Betätigen аев SpindelvorSchubes setzt sich die Vorrichtung auf das Werkstück auf. Die Axialbewegung der Einatechatahlaufnähme wird bei diesem Vorgang in eine Schwenkbewegung umgewandelt und der in die Bohrung eingeführte Einstechstahl dreht eine Nut in die Bohrung· Diese Einstechwerkzeuge besitzen folgende Nachteile. Die einseitige Anordnung des Führungsstiftes im Schiebebolzen, der in der schraubenförmigen Nut im Mantel der Werkzeug-

aufnahme eingreift, bewirkt, daß nur kleine Schnittbelastungen übertragbar sind. Es entsteht ein hoher Verschleiß an Führ längsteilen und bei Überlastungen kommt es zu erhöhter Bruchgefahr. Die Störanfälligkeit dieser Ausführung ist auch auf die funktionsbedingte Kreuzscheibe, die zur Übertragung der Schwenkbewegung zwischen dem zentrisch gelagerten Schiebebolzen und der exzentrisch gelagerten Werkzeugaufnähme erforderlich ist, zurückzuführen. Diese Kreuzscheibe ist durch ihre ständige Hin- und Herbewegung einem hohen Verschleiß ausgesetzt, und es können nur kleine Drehmomente übertragen werden· Die schraubenförmige Nut im Mantel der Werkzeugaufnahme hat einen schrägen Auslauf. Bei der geringsten Abweichung der Arbeitsspindel zum Werkstück in Axialrichtung verändert sich sofort der Eindrehdurchmesser. Diese Vorrichtungen müssen daher unbedingt mit zusätzlichen Anschlagringen versehen sein. Beim überfahren der für die Maßhaltigkeit des Einstiches notwendigen Endstellung besteht die Gefahr der Beschädigung von Werkzeug, Arbeitsmaschine und Werkstück,

Bei den bekannten Typen von Einstechwerkzeugen besteht der gemeinsame Nachteil, daß sie nur als Einzweckwerkzeug verwendbar sind· Es ist erforderlich für alle sich voneinander unterscheidenden Eindrehformen oder Eindrehgrößen spezielle Einstechwerkzeuge zu entwickeln und zu bauen. Da es erfahrungsgemäß nur sehr selten eine völlige Übereinstimmung von Form und Größe des Einstiches oder der Bohrung gibt, ist der Anteil der benötigten Einstechwerkzeuge sehr hoch· Solche Einstechwerkzeuge sind in ihrer Herstellung teuer, so daß ein rentabler Einsatz nur bei einer Großserienfertigung vertretbar ist·

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, ein Einstechwerkzeug für das Eindrehen von Ringnuten in Bohrungen zu schaffen, das sich

durch eine geschützte Bauweise, eine geringere Störanfälligkeit und dadurch einer höheren Lebensdauer auszeichnet. Es soll ein Mehrzweckwerkzeug entstehen, welches einen hohen Genauigkeitsgrad besitzt und höheren Schnittbelaatungen standhält.

Darlegung des Weaena der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einstechwerkzeug für das Eindrehen von Ringnuten in Bohrungen zu entwickeln, welches in möglichst kurzer Bauweise mit wenigen aber kompakten Übertragungsgliedern bia zum Einstechmeißel ausgeatattet ist. Die Arbeitawerkzeuge sollen auswechselbar sein und beim Erreichen der Endstellung des Einatechmeißels müssen Beschädigungen am Einstechwerkzeug oder am Werkstück ausgeschlossen werden.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß an einem Grundkörper j der aus einer zentrisch an einem Aufnahmekegel befestigten Außenhülse und einer in der Außenhülse axial verschiebbaren Innenhülse sowie einer innerhalb der Lagerung und in einer Puhrungsbohrung des Aufnahmekegels exzentrisch gelagerten Aufnahmehülse gebildet ist, Werkzeugträger für unterschiedliche Nutgrößen bzw. Bohrungsdurchmeaaer anbringbar sind. Die exzentrisch in der Lagerung aufgenommene Aufnahmehülse ist von einer am Aufnahmekegel anliegenden Druckfeder umschlossen. Im Bereich der Puhrungsbohrung ist die Aufnahmehülse mit einer wendeiförmigen Doppelnut versehen, durch die ein in einer Bohrung des Aufnahmekegels aufgenommener Führungsstift geführt ist. Damit die durch die Axialverschiebung des Pührungsstiftes in der wendeiförmigen Doppelnut bewirkte exzentrische Verdrehung der Aufnahmehülse bei zunehmender Vorschubbewegung beendet wird, iat am Ende der Doppelnut ein gerade verlaufender Sicherheitsauslauf vorgesehen. Die auf dem Aufnahmekegel befestigte Außenhülse besitzt einen Gleitstein und ist über der Innenhülse in einer

Führungsnut axial verschiebbar.

Der am Grundkörper anbringbare auswechselbare Werkzeugträger besteht aus einem Meißelhalter, einem darin verstellbaren Einstechmeißel und einem dem Bohrungsdurchmesser entsprechenden Zentrierring. Ein mit einer Spannschraube in der exzentrisch verdrehbaren Aufnahmehülse befestigter Werkzeugkegel besitzt einen Aufnahmeflansch mit einem stirnseitig angeordneten Zentrierzapfen, an dem der Meißelhalter aufgenommen und mittels Schraubverbindungen befestigt ist. Ein im Aufnahmeflansch sitzender Arretierungsstift verhindert hierbei eine Fehlmontage. Der Zentrierring ist durch Schrauben mit einem auf der Lagerung befindlichen Stellring verbunden. Der Einstechmeißel ist über ein im Meißelhalter befindliches Distanzstück durch eine Stellschraube einstellbar und durch eine Klemmschraube im Müißelhalter arretiert»

Das Einstechwerkzeug wird in komplettierter Form mit dem Aufnahmekegel in der Werkzeugmaschine aufgenommen und gegen selbständiges Lösen gesichert. Beim Auslösen der Vorschubbewegung liegt nach Durchfahren des Leerhubes der Zentrierring mit seiner Planfläche auf der Stirnseite der Werkstückbohrung auf. Die weitere Vorschubbewegung bewirkt eine Axialverschiebung innerhalb des Grundkörpers. Der Aufnahmekegel und die an ihm befestigte Außenhülse bewegt sich gegen die Innenhülse und die mit der Druckfeder umgebenen Aufnahmehülse. Hierbei drückt sich die Druckfeder gegen den Aufnahmekegel und die Verdrehsicherung übernimmt der Gleitstein der Außenhülse. Gleichzeitig wird die Aufnahmehülse durch den Führungsstift der in der wendeiförmigen Doppelnut aufgenommen i3t, exzentrisch geschwenkt. Der im Meißelhalter befindliche Einstechmeißel bewegt sich bei dieser Schwenkbewegung nach außen und durch die 3ich drehende Arbeitsspindel erfolgt das Eindrehen der Nut in die Werkstückbohrung. Die maximale Eindrehtiefe ist dann erreicht, wenn der Führungsstift aus dem wendeiförmigen Teil der Doppelnut austritt und in den axial

verlaufenden Sicherheitaauslauf eintritt. Bei einer noch andauernden Vorschubbewegung bewegt sich der Einstechmeißel nicht weiter und die erreichte Nuttiefe wird unverändert beibehalten. Beim Zurückfahren der Arbeitsspindel bewirkt die Druckfeder einen entgegengesetzten Bewegungsablauf; dabei wird der Einstechmeißel in seine Ausgangsstellung zurückgeführt«

Die erfindungsgemäße Lösung bringt den Vorteil, daß durch die bauliche Trennung des Einstechwerkzeuges in einen Grundkörper, der die bewegungstechnischen Elemente enthält und in einen Werkzeugträger, der aus dem Meißelhalter, dem Einstechmeißel und einem Zentrierring besteht, eine Lagerhaltung von voreinge3tellten Werkzeugträgern für unterschiedliche Bohrungsdurchmesser bzw« Nutgrößen ermöglicht wird. Die stirnseitige Anordnung der auswechselbaren Werkzeugträger ermöglicht eine einfache und schnelle Montage. Der Austausch der Werkzeugträger kann auch bei einem in der Werkzeugmaschine ein» gespannten Grundlcörper erfolgen. Diese recht einfache Ausführung und Austauschbarkeit der Werkzeugträger ermöglicht einen äußerst wirtschaftlichen Einaatz vom Versuchsbau über die Kleinserienfertigung bis hin zur Großserienfertigung, weil die Grundkörper immer wieder einsetzbar sind und nur die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnenden Werkzeugträger herzustellen bzw. dem Werkzeuglager zu entnehmen sind.

Die rotationssymmetrische Gestaltung der Hauptelemente des Grundkörpers wirkt sich äußerst kostengünstig auf die Fertigung sowie in hohem Maße verschleißmindernd wählend des Einsatzes aus. Sämtliche beweglichen Teile sind nach außen hin so abgesichert, daß ein maximaler Schutz gegen Späne und Kühlflüssigkeit besteht. Die in der Aufnahmehülse angebrachte wendeiförmige Doppelnut erlaubt eine zweiseitige Lagerung des Pühxungastiftea, dadurch können sehr große Drehmomente übertragen werden und es sind höchste Schnittbelaatungen möglich. Durch den gerade verlaufenden Teil

der Doppelnut, den Sicherheitsauslauf, tritt auch beim überfahren des erforderlichen Arbeitsweges keine Beschädigung des Einstechwerkzeuges oder des Werkstückes ein« Die Maßhaltigkeit der einzustechenden Nut wird durch den geraden Sicherheitsauslauf auch noch beim Überfahren des Vorschubweges gewährleistet. Durch den konstanten Hub des Einstechwerkzeuges ist ein sehr unkompliziertes Voreinstellen der Einstechmeißel möglich und zwar sowohl im komplettierten Zustand, als auch am losen Werkzeugträger. Die gedrungene Ausführung des Einstechwerkzeuges ermöglicht auch die Benutzung kleinerer Werkzeugmaschinen»

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1; eine Schnittdarstellung des Einstechwerkzeuges,

Pig. 2: eine Teilabwicklung der Aufnahmehülse,

Pig. 3: eine Schnittdarstellung des Werkzeugträgers,

Pig. 4: eine Draufsicht nach Fig. 3·

Daa Einsatzwerkzeug ist aus einem Grundkörper und einem Werkzeugträger gebildet. Der Grundkörper besteht aus einem Aufnahmekegel 1, der in einer exzentrisch eingearbeiteten Fun*· rungsbohrung 2 eine verschiebbare Aufnahmehülse 3 aufnimmt. Die Aufnahmehülse 3 ist von einer an einer Lagerung 4 aufgenommenen Innenhülse 5 umgeben, die wiederum von einer am Aufnahmekegel 1 befestigten Außenhülse 6 umschlossen und durch einen Gleitstein 7 in einer Führungsnut 8 der Innenhülse 5, gegen Verdrehung gesichert ist. Im freien Raum zwischen der Innenhülse 5 und der exzentrisch gelagerten Aufnahmehülse 3 ist eine am Aufnahmekegel 1 anliegende Druckfeder 9 untergebracht. Die Aufnahmehülse 3 besitzt im

Bereich des Aufnahmekegela 1 eine wendeiförmige Doppelnut Ein im Aufnahmekegel 1 in einer Bohrung 11 festsitzender FUhrungsstift 12 ist von der wendeiförmigen Doppelnut 10 umschlossen· Werkstückseitig ist in der Aufnahmehülse 3 ein mit einem Aufnahmeflansch 13 versehener Werkzeugkegel 14 eingesteckt, der durch eine Spannschraube 15 gesichert ist. Der Werkzeugträger besteht aus einen auf dem Aufnahmeflansch 13 aufsteckbaren Meißelhalter 16 und einen auf einem Stellring 17 des Grundkörpers anschraubbaren Zentrierring 18.

Durch diese zweiteilige Gestaltung ist es möglich, für unterschiedlichste Bohrungen und Nutgrößen entsprechende Einstechmeißel 19 im Meißelhalter 16 anzubringen bzw. der jeweiligen Bohrung entsprechende Zentrierringe 18 zu verwenden. Der G_rundkörper kann beim Auswechseln des Werkzeugträgers in der Arbeitsmaschine verbleiben. Damit sich der entsprechende Meißelhalter 16 mit seinem Einstechmeißel 19 beim Aufstecken auf den Aufnahmeflansch 13 immer in der richtigen Ausgangsstellung befindet, ist im Aufnahmeflansch 13 ein Arretierstift 20 angeordnet, der in eine für diesen Zweck angebrachten Arretierungsbohrungen 21 des Meißelhalters 16 hineinragt. Anschließend wird der Meißelhalter 16 durch Schrauben 22 auf dem Aufnahmeflansch 13 befestigt. Der Zentrierring 18 ist durch Schrauben 23 mit dem Stellring 17 des Grundkörpers verbunden. Zum Einstellen des Einstechmeißels ist im Meißelhalter 16 ein Distanzbolzen 24 und eine Stellschraube 25 vorgesehen. Eine Klemmschraube 26 arretiert den Einstechmeißel 19 in der eingestellten Arbeitstiefe im Meißelhalter 16. Die Wirkungsweise des Einstechwerkzeuges erfolgt wie nachfolgend aufgeführt:

Das Einstechwerkzeug wird in komplettierter Form, Grundkörper und Werkzeugträger wie beschrieben zusammengebaut, mit dem Aufnahmekegel 1 in der Werkzeugmaschine aufgenommen und gegen selbständiges Lösen gesichert. Nach Auslösen der Vorschubbewegung liegt nach Durchfahren des Leerhubes der Zentrierring 18 mit seiner Planfläche 27 auf der Stirnseite der

Werkstückbohrung auf. Durch die weitere Vorschubbewegung erfolgt eine Axialverschiebung innerhalb des Grundkörpers, indem aich der Aufnahmekegel 1 und die darauf befestigte Außenhülse 6 gegen die Innenhülse 5 und die Aufnahmehülse 3 bewegt. Hierbei drückt sich die am Aufnahmekegel 1 anliegende Druckfeder 9 zusammen, die Verdrehsicherung zwischen der Außenhülse 6 und der Innenhülse 5 ist durch den Gleitstein 7 gegeben, der in der axial angeordneten Führungsnut 8 der Innenhülse 5 verschiebbar ist. Bei dieser Axialverschiebung wird die exzentrisch im Aufnahmekegel 1 und in der Lagerung 4 aufgenommene Aufnahmehülse 3 über die wendeiförmige Doppelnut durch den im Aufnahmekegeli befindlichen Führungsstift 12 gleichzeitig exzentrisch geschwenkt. Der am Aufnahmeflansch 13 des Y/erkzeugkegels 14 befestigte Werkzeugträger bewegt sich hierbei mit dem im Meißelhalter 16 befindlichen Einstechmeißel 19 nach außen und durch die sich drohende Arbeitsspindel erfolgt das Einstechen der Nut in die V/erkstückbohrung

Die maximale Einstechtiefe ist erreicht, wenn der Führungsstift 12 aus dem wendeiförmigen Teil der Doppelnut 10 austritt und in den axial verlaufenden Teil, der in Pig. 2 als Sicherheitsauslauf 28 bezeichnet ist, eintritt. Bei noch andauernder Vorschubbewegung wird der Einstechmeißel 19 nicht weiter bewegt und die erreichte Huttiefe unverändert beibehalten. Die Vorschubbewegung wird abgebrochen, wenn sich der Pührungsstift 12 etwa in der Hälfte des gerade verlaufenden Teils des Sicherheitsauslaufes 28 befindet. Beim Zurückfahren der Arbeitsspindel bewirkt die Druckfeder 9 einen entgegengesetzten Bewegungsablauf und bringt den Einstechmeißel 19 wieder in seine Ausgangsstellung zurück.

Claims (4)

1. Patentansprüche

   1. Einstechwerkzeug für das Eindrehen von Rignuten in Bohrungen, mit einer exzentrisch gelagerten EinstechmeiBelaufnähme, deren radiale Zustellung über längsbewegliche Hülsen und eine spiralförmige Führungsnut erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer exzentrisch im Aufnahmekegel (1) eines die bewegungstechnischen Bauteile aufnehmenden Grundkörpers angeordneten Führungsbohrung (2) eine Aufnahmehülse (3) gelagert ist, die einmal im Bereich der Pührungsbohrung (2) eine, einen

   im Aufnahmekegel (1)befestigten Führungsstift (12) wendelförmig umschließende Doppelnut (10) besitzt und zum anderen stirnseitig mit einem Aufnahmeflanscn (13) bestückt ist, an dem wahlweise auswechselbare Werkzeugträger für unterschiedliche Nut- und Bohrungsgrößen anbringbar sind.
2. 2. Einstechwerkzeug nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Aufnahmehülse (3) wendelförmig angeordnete Doppelnut (10) in einem gerade verlaufenden Sicherheitsauslauf (28) endet und daß die Aufnahmehülse (3) von einer am Aufnahmekegel (1) anliegenden Durckfeder (9) umgeben ist,
3. 3. Einstechwerkzeug nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auswechselbare Werkzeugträger aus einem Meißelhalter (16), einem darin verstellbaren.Einstechmeißel (19) und einem den Bohrungsdurchmesser entsprechenden Zentrierring (18) gebildet ist.
4. 4. Einstechwerkzeug nach den Punkt en 1 und 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Meißelhalter (16) auf dem Aufnahmeflansch (13) eines mit einer Spannschraube (15) in der Aufnahmehülse (3) befestigten Werkzeugkegels (14) durch einen Arretierungsstift (20) fixiert und mittels Schrauben (22) befestigt ist, wogegen der Zentrierring (18) durch Schrauben (23) mit einem Stellring (17) der Lagerung (4) verbunden ist.

   Hierzu A Seiten Zeichnungen