DE102005042240A1

DE102005042240A1 - Selbstumkehrendes Gewindeschneidsystem

Info

Publication number: DE102005042240A1
Application number: DE102005042240A
Authority: DE
Inventors: Allan S. Johnson; Mark F. Johnson
Original assignee: Tapmatic Corp
Current assignee: Tapmatic Corp
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2025-09-06
Also published as: US8162573B2; DE102005042240B4; US20060051170A1

Abstract

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine selbstumkehrende Gewindeschneidvorrichtung bzw. ein -system und insbesondere beinhalten Ausführungenformen dieses Systems ein verbessertes Kühlmittelsystem, eine Verringerung von Bauteilen, welche die Drehrichtung umkehren, und stellt eine modulare Gewindeschneidvorrichtung bzw. ein -system zur Verfügung.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die Erfindung betrifft im allgemeinen eine selbstumkehrende Gewindeschneidvorrichtung bzw. -system und insbesondere ein solches System, welches ein verbessertes Kühlmittelsystem beinhaltet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei der mechanischen Bearbeitung von metallischen Werkstücken wird eine als Gewindebohrer bezeichnete Vorrichtung verwendet, um Innengewindebohrungen zum Aufnehmen von Schrauben in den metallischen Werkstücken zu erzeugen. Der Gewindebohrer selbst ist ein Werkzeug mit äußeren Schneidegewinden. Um die Innengewindebohrung in dem Werkstück zu erzeugen, wird der Gewindebohrer rotiert und bis zu der gewünschten Boh rungstiefe in das Werkstück eingeführt, und wenn der Gewindebohrer die gewünschte Tiefe erreicht, wird die Rotation des Antriebs für den Gewindebohrer und folglich der Gewindebohrer selbst umgekehrt und der Gewindebohrer wird aus dem Basismaterial oder Werkstück herausgezogen.
Der Gewindebohrer wird durch einen sogenannten Gewindebohrantrieb, eine Gewindeschneidvorrichtung oder ein Gewindeschneidsystem gehalten und der Gewindebohrerantrieb wird innerhalb einer Maschine gehalten oder gesichert. Es existieren prinzipiell zwei Arten von Gewindeschneidsystemen, nämlich diejenigen, bei denen das Umkehren des Gewindebohrkopfs durch die Maschine, welche die Rotation des Gewindebohrers erzeugt, übernommen wird, und diejenigen Systeme, bei welchen der Gewindebohrkopf selbst die Rotationsumkehr schafft. Die letzteren werden im allgemeinen als selbstumkehrend bezeichnet.
Bei Gewindebohrern, welche bei Dreitausend (3.000) bis Sechstausend (6.000) Umdrehungen pro Minute („U/min.") rotiert werden können, erzeugt das schnelle Anhalten der Vorwärtsrotation und die unmittelbare Umkehr der Rotationsrichtung Belastungen. Des weiteren verwendet ein Teil der selbstumkehrenden Gewindebohrer die axiale Bewegung der Bauteile innerhalb des Gewindebohrkörpers, um die Rotationsumkehr der Antriebsspindel und folglich des Spannfutters, welches den Gewindebohrer hält, sowie des Gewindebohrers selbst, zu beginnen oder zu ermöglichen.
Im Normalfall erfordert das Gewindebohren auch die Schmierung von oder das Zuführen von Kühlmittel zu dem Gewindebohrer und/oder der mit einem Gewinde zu versehenden Bohrungen. Im allgemeinen werden die Arten von Kühlmittelsystemen als innere Kühlmittelsysteme und/oder äußere Kühlmittelsysteme bezeichnet. Die äußeren Kühlmittelsysteme für Gewindebohrer beinhalten üblicherweise das Sprühen von Kühlmittel und/oder Schmiermittel auf das Werkstück und/oder den Gewindebohrer selbst, um der mit einem Gewinde zu versehenden Bohrung Kühlmittel in ausreichender oder gewünschter Menge zuzuführen. In einer typischen Ausführungsform dieses Ansatzes strömt eine erhebliche Menge von Kühlmittel in den Bereich ein. Die inneren Kühlmittelsysteme für Gewindebohrer stellen im allgemeinen Kühlmittel mit einem hohen Druck mittels Durchgängen in dem Gewindebohrkopf zu dem Gewindeschneidbereich zur Verfügung, welche im allgemeinen bei oder in der Nähe davon austreten, wo der Gewindebohrer an dem Gewindebohrerkörper gehalten ist (dies kann auch als das Spannfutter oder der Spannfutterbereich bezeichnet werden).
Es existieren unterschiedliche Arten von Vorrichtungen und Mechanismen, welche innere Kühlmittelsysteme schaffen, und eine solche Bauart wird als ein ausgeglichenes Kühlmittelsystem bezeichnet. Bei vielen oder allen selbstumkehrenden Gewindebohrern bewegt sich die Antriebsspindel axial, wenn sie die Rückwärts- und Vorwärtsrotationskonfiguration einnimmt und/oder beendet und die Kräfte um die umlaufenden Teile oder Bau teile innerhalb des Gewindebohrkopfes sollten beibehalten werden, um die unerwünschte oder zu einem falschen Zeitpunkt stattfindende axiale oder hin- und hergehende Bewegung dieser Bauteile zu verhindern. Falls das unter hohem Druck stehende Kühlmittel lediglich durch den Gewindebohrkopf und zu dem Bereich, an dem der Gewindebohrer angebracht ist, eingeführt wird, kann es dazu tendieren, die axiale Bewegung der Antriebsspindel und anderer Bauteile zu verursachen, wenn eine solche Bewegung nicht erwünscht ist. Um diese Art von unerwünschter axialer Bewegung zu verringern oder zu vermeiden, wird das unter hohem Druck stehende Kühlmittel bei einigen Bauteilen auf zwei Seiten geleitet und/oder so verteilt, dass der Druck auf entsprechende Teile und/oder Flächen ausgeglichen ist und keine unerwünschte axiale Bewegung der inneren Bauteile, wie zum Beispiel der Antriebsspindel erzeugt.

Als Hintergrund für einige Aspekte der Erfindung und um alternative Bauteile zu zeigen, welche bei anderen Aspekten der Erfindung verwendet werden können, beinhalten Beispiele von Patenten zu früheren selbstumkehrenden Gewindebohrköpfen: US Patent Nr. 3,999,642; US Patent Nr. 4,002,348; US Patent Nr. 4,014,421; US Patent Nr. 4,566,829; US Patent Nr. 4,705,437; US Patent Nr. 4,832,542; US Patent Nr. 5,174,424; US Patent Nr. 5,195,624; US Patent Nr. 5,203,651; US Patent Nr. 5,209,616; US Patent Nr. 5,213,413; US Patent Nr. 5,628,593. Die oben genannten Patente und Anmeldungen beschreiben und beanspruchen Gewindebohrköpfe.

Frühere Patente und Vorrichtungen beinhalten eine Haltespindel für den Gewindebohrer und eine simultane Rotation von Vorwärts- und Rückwärtsantriebselementen, wobei die Spindel frei umlaufend und bezüglich der Vorwärts- und Rückwärts-Antriebselemente axial beweglich ist. Während des Vorwärtsantriebs, bei welchem die Haltespindel für den Gesindebohrer durch das Vorwärtsantriebselement angetrieben wird, schneidet der Gewindebohrer eine mit einem Gewinde versehene Bohrung in das Werkstück und schraubt sich dabei selbst in die Bohrung. Nach dem Einstellen des Vorschubs durch die Antriebsmaschine und dem Zurückziehen der Antriebsmaschine ergibt sich eine relative axiale Bewegung zwischen der Gewindebohrer-Haltespindel und den Antriebselementen, so dass das Vorwärtsantriebselement außer Eingriff mit der Gewindebohrerspindel kommt, welche an diesem Punkt, aufgrund der Tatsache, dass der Gewindebohrer mit dem Werkstück verbunden worden ist, relativ stationär gehalten wird. Nach einer weiteren Ausziehbewegung durch die Gewindeschneidmaschine und einer weiteren relativen Bewegung kommt das Rückwärtsantriebselement mit der Gewindebohrerhaltespindel in Eingriff, wodurch die rückwärtige Rotation derselben erzeugt und dadurch der Gewindebohrer aus der Bohrung ausgeschraubt wird. Auf diese Art und Weise wird das Selbstumkehren durch den Gewindebohrkopf selbst im Gegensatz zu dem Umkehren durch die Antriebsmaschine erreicht.

Mit dem Erscheinen von Computer-numerischgesteuerten (CNC)-Bearbeitungszentren wurde das Selbstumkehren immer wichtiger, weil es bewirkt, dass das Umkehren innerhalb des Gewindebohrkopfes erzeugt wird, im Gegensatz zu dem Erfordernis, dass die Antriebsmaschine die Richtung der Rotation umkehrt.

Selbstumkehrende Gewindebohrköpfe haben spezielle Teile, welche aufgrund der besonderen Natur des Selbstumkehrens größeren Belastungen und größerem Verschleiß ausgesetzt sind als andere Teile, insbesondere in Verbindung mit modernem Ultra-Hochgeschwindigkeits-Gewindeschneiden. Ein Teil dieser Belastung und dieses Verschleißes kann hauptsächlich in dem Übergang zwischen Vorwärts und Rückwärts auftreten, wobei die Kugeln in der Kupplung auf der Gewindebohrerhaltespindel durch eine begrenzte neutrale Zone zwischen einem Eingriff mit Keilnuten auf dem Vorwärtsantriebselement und Keilnuten auf dem Rückwärtsantriebselement laufen. Die Masse der Bauteile, welche in der Vorwärtsrichtung rotieren und umgekehrt werden müssen, beeinflusst den Verschleiß, den Betrieb und den Aufwand dieser Gewindebohrköpfe.

Bei selbstumkehrenden Gewindebohrern oder Gewindebohrköpfen ist es außerdem wünschenswert, die Masse der Bauteile, welche mit der Antriebsspindel die Richtung umkehren, aufgrund der zahlreichen offensichtlichen und/oder bekannten Probleme zu minimieren.

Bei Gewindebohrköpfen, welche sowohl die drehende als auch die axiale Bewegung der Antriebsspindel beinhalten, ist es außerdem auch schwieriger, eine abgedichtete Leitung, Durchgang und/oder geschmierten Hohlraum zu schaffen, wenn die Dichtung in einer Umgebung vorgesehen sein muss, in welcher sowohl Rotations- als auch Axialbewegung vorhanden ist. Bei den meisten Dichtungsanwendungen für unter höherem Druck stehendes Kühlmittel oder Flüssigkeit ist es im Normalfall bevorzugt, an einer Position oder Schnittstelle nur eine Dichtung entweder für eine Rotationsbewegung oder für Axialbewegung vorzusehen, jedoch nicht für eine beide an derselben Stelle oder Dichtung.

Aus dem Stand der Technik bekannte selbstumkehrende Gewindebohrköpfe, welche auch ein Kühlmittelsystem beinhalten, integrieren typischerweise die meisten oder sämtliche der Kühlmittelsystembauteile und Dichtungsbauteile in die Antriebsspindel und/oder den Gewindebohrkopfkörper, so dass, wenn ein erheblicher Verschleiß auftritt, der gesamte Gewindebohrkopf ersetzt wird.

Zusätzlich zu den Durchgängen, Leitungen und geschmierten Hohlraumbereichen für unter hohem Druck stehendes Kühlmittel, gibt es innerhalb der Gewindebohrköpfe auch einen oder mehrere innere Hohlräume und die Durchgänge, Leitungen und geschmierte Hohlraumbereiche werden vorzugsweise ohne Kühlmittel darin betrieben. Es existieren jedoch eine Vielzahl von Wegen, gemäß denen Kühlmittel in den inneren Hohlraum gelan gen kann, von den Bereichen für unter hohem Druck stehendes Kühlmittel und/oder von außerhalb (wie zum Beispiel aus einer Pump- oder Saugwirkung der Dichtungen, wenn sich der Gewindebohrkopf in axialer Richtung bewegt). Es ist nicht wünschenswert, es dem Kühlmittel zu erlauben, sich innerhalb des inneren Hohlraums des Körpers des Gewindebohrkopfs zu sammeln oder denselben zu füllen, obwohl bei den meisten Anwendungen die Tendenz besteht, dass dies geschieht. Falls der Hohlraum für den niedrigen Druck eine unerwünschte Menge von Kühlmittel sammelt, kann er den Betrieb des Gewindebohrkopfs auf verschiedene Arten verändern, wie zum Beispiel das Verändern der Anordnung des Gewindebohrers selbst, so dass Ungenauigkeiten oder Fehler auftreten.

Es ist daher eine Aufgabe von einigen Ausführungsformen dieser Erfindung, einen verbesserten selbstumkehrenden Gewindeschneider oder Gewindebohrkopf zu schaffen.

Es ist eine weitere Aufgabe von einigen Ausführungsformen dieser Erfindung, ein Kühlmittelsystem zur Verwendung in einer Gewindeschneidvorrichtung oder einem Gewindeschneidsystem zu schaffen, welches nicht die Rotation mit der Antriebsspindel umkehrt.

Es ist eine weitere Aufgabe von einigen Ausführungsformen dieser Erfindung, ein modulares Kühlmittelsystem zu schaffen, welches an dem Rest des Gewindebohr kopfs angebracht oder von demselben entfernt werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe von einigen Ausführungsformen dieser Erfindung, einen Abfluss oder ein Entleerungssystem für einen Körperhohlraum eines Gewindebohrkopfs zu schaffen.

Es ist eine weitere Aufgabe von einigen Ausführungsformen dieser Erfindung, einen modularen Gewindebohrkopf zu schaffen.

Es ist eine weitere Aufgabe von einigen Ausführungsformen dieser Erfindung, leichtere Bauteile zu schaffen, welche ihre Rotation umkehren, und die Anzahl und das Gewicht der Bauteile, welche die Richtung ihrer Rotation umkehren, zu verringern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgen unter Bezugnahme auf die folgenden beigefügten Zeichnungen beschrieben:
1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines durch die vorliegende Erfindung umfassten Gewindebohrkopfs in der eingezogenen Position, so dass der Gewindebohrer in der Vorwärtsrichtung rotiert wird;
2 ist eine Schnittansicht der Ausführungsform eines durch die vorliegende Erfindung umfassten, in 1 darstellten Gewindebohrkopfs in der ausgefahrenen Position, so dass der Gewindebohrer in der rückwärtigen Richtung rotiert wird;
3 ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform eines sehr kleinen Einsatzstücks, welches in der in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann;
4 ist eine Schnittansicht des in 3 dargestellten sehr kleinen Einsatzstücks;
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform einer Mutter für eine Kühlmittelleitung, welche bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann;
6 ist eine Endansicht der in 5 dargestellten Mutter für die Kühlmittelleitung und kann bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden;
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform eines Dichtungshalters, welcher bei der in 1 darstellten Ausfüh rungsform der Erfindung verwendet werden kann;
8 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform einer Leitspindelmutter, welche bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann;
9 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform einer Antriebsspindel, welche in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann;
10 ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform einer Leitspindel, welche in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann;
11 ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform einer Kühlmittelleitung, welche in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann;
12 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Ausführungsform der in 11 dargestellten Kühlmittelleitung, welche bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann;
13 ist das Detail 13 aus 1;
14 ist das Detail 14 aus 1;
15 ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform eines Kühlmittelsystems, welches bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann; und
16 ist eine perspektivische Ansicht eines Gewindebohrkopfs, welche das Gehäuse und das gesamte Erscheinungsbild zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Viele der Befestigungs-, Verbindungs-, Herstellungs- und anderer Einrichtungen und Bauteile, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind auf breiter Ebene bekannt und werden in dem Bereich der Beschriebenen Erfindung verwendet und ihr genauer Charakter oder ihre Art ist für ein Verständnis und eine Verwendung der Erfindung durch einen Fachmann nicht notwendig; aus diesem Grund werden sie nicht im Detail erörtert. Des weiteren können die verschiedenen hierin gezeigten oder beschriebenen Bauteile für jede spezifische Anwendung der Erfindung variiert oder verändert werden, wie es durch diese Erfindung vorweg genommen wird, und die praktische Umsetzung einer speziellen Anwendung oder Ausführungsform von jedem Element kann bereits auf breiter Ebene bekannt oder von Fachmännern in Stand der Technik verwendet werden; aus diesem Grund wird jedes nicht im Detail erörtert.
Die Bezeichnung „ein", „eine", „einer" und „der", „die", „das", wie sie in den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, werden in Übereinstimmung mit einer bewährten Anspruchsfassung verwendet und sind nicht einschränkend auszulegen. Solange es nicht hierin speziell angegeben ist, sind die Bezeichnungen „ein", „eine", „einer" und „der", „die", „das" nicht auf eines dieser Elemente beschränkt, sondern bedeuten stattdessen „wenigstens ein".
Durch den Fachmann wird auch erkannt werden, dass die Ausführungsformen dieser Erfindung einen ausgeglichenen Behälter (balanced receiver) für die interne Kühlmittelströmung der Maschine einbauen oder verwenden, welcher das Einströmen in die Kühlmittelleitung durch die gesamte Länge ihrer Bewegung ermöglicht, wenn die Gewindebohrerhaltespindel sich axial von der Vorwärtsrotation zu der Rückwärtsrotation bewegt. Diese Kühlmittelleitung 109 bewegt sich axial innerhalb der Leitspindel 121 und wird durch einen gleitenden Sechskantbereich, der mit der die Rückholfeder zurückhaltenden Mutter in Eingriff steht, geführt, welche mittels Gewinden mit der Leitspindel 121 verriegelt ist. Aus diesem Grund rotiert die Kühlmittelleitung 109 mit der Leitspindel 121, welche mit der Aufnahme mittels der Zwangsverriegelung der Leitspindel 121 mit derselben rotiert. Diese Bauteile rotieren stets zusammen in einer Richtung, und zwar in der Vorwärtsrotationsrichtung.
Die Gewindebohrerhaltespindel rotiert sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärtsrotation unabhängig von der Kühlmittelleitung. Diese Konstruktion ermöglicht die Verwendung von Einzweckdichtungen, und zwar zwei, welche die Eingangsströmung des Kühlmittels zu dem gewünschten Bereich beinhalten, wobei ihre einzige Funktion eine gleitende, nicht rotierende Dichtung 125 ist, und eine direkt überhalb des Gewindebohrers, welche nur als feste Rotationsdichtung 138 wirkt. Dies sichert einen langen, störungsfreien Betrieb, da die Erfahrung gezeigt hat, dass multifunktionelle Dichtungen (gleiten, rotieren und umkehren) bei Hochgeschwindigkeits- und Hochdruckanwendungen nicht gut standhalten. Wenn sie verschlissen sind, lecken sie und führen zum Eindringen von Kühlmittel in das Innere des Gewindebohrkopfes.
Zusätzlich ist dieses Kühlmittelsystem so konstruiert, dass es der Gewindebohrerhaltespindel kein zusätzliches Gewicht hinzufügt, es ist unabhängig von diesem Bauteil und ermöglicht somit der Gewindebohrerhaltespindel, welche selbstverständlich ihre Drehrichtung umkehrt, während des Betriebs so leicht wie möglich zu bleiben, was höhere Betriebsgeschwindigkeiten ermöglicht. Je weniger Gewicht bei hoher Geschwindigkeit die Drehrichtung ändert, desto geringere Abnutzung entsteht an den Bauteilen.
Die Feuchtigkeitsausgabeeinrichtung oder das Kühlmittelabführsystem in dem unteren Körper des Gewindebohrkopfes dient als ein Ersatz bzw. eine Unterstützung für das Kühlmittelsystem selbst, weil jegliche Leckage, welche eventuell während einer langen Benutzung auftreten kann, sich nicht innerhalb des Gewindebohrkopfes ansammeln kann. Die Ausgabeeinrichtungen dienen als gefilterte Abflüsse, welche es der Flüssigkeit erlauben, die Einheit entweder in einer vertikalen oder in einer horizontalen Richtung zu verlassen, und zwar durch ihre einzigartige Anordnung in einem Winkel, welcher es ihnen erlaubt, in allen Ebenen des Betriebs effektiv zu funktionieren. Flüssigkeit kann diese Filter nur verlassen und nicht von außerhalb des Werkzeugs eintreten, weil keine Saugwirkung möglich ist. Innerhalb des Körpers des Gewindebohrkopfes wird aufgrund der Verwendung einer Membran in seiner Seite ein konstantes Volumen aufrecht erhalten.
Die Merkmale dieser Erfindung ergeben die Möglichkeit höherer Gewindeschneidgeschwindigkeiten mit höheren inneren Kühlmitteldrücken und geringerer Wartung. Die Gewindebohrerhaltespindel kann abhängig von der Anwendung aus Stahl oder aus Aluminium hergestellt werden, was aufgrund der geringeren Masse der die Drehrichtung umkehrenden Bauteile möglich ist.
Die Kühlmittelleitung und der ausgeglichene Behälter werden vorzugsweise aus korrosionsbeständigen Materialien hergestellt und die Kühlmittelleitung selbst ist mit einem speziellen 0,70 RC-Material in denjenigen Bereichen beschichtet, welche mit Dichtungen im Eingriff stehen, wodurch der ruhigste Betrieb und die längste Lebensdauer der Dichtungen gewährleistet ist.
Die Leitspindelmutter 114, welche die Kühlmittelleitung 109 führt und sie in Rotation mit der Leitspindel durch eine geräumte oder EDM-Verbindung hält, ist vorzugsweise aus Werkzeugstahl hergestellt und mit Wolframkarbid-Kohlenstoff (WCC) beschichtet, um Verschleiß zu reduzieren und Gleitreibung zu minimieren. Der Fachmann wird erkennen dass, obwohl die Arten der Verbindungen Materialien oder Oberflächen hierin genannt sind, die Erfindung nicht auf eine bestimmte Art beschränkt ist.
1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines von dieser Erfindung umfassten Gewindebohrkopfes in der eingezogenen Position, so dass der Gewindebohrer in der Vorwärtsrichtung rotiert wird. In dieser Position würden alle Bauteile in der Vorwärtsrichtung rotieren. 1 stellt den Gewindebohrkopf 100 (dieser kann auch als Gewindeschneidvorrichtung oder Gewindeschneidsystem bezeichnet werden) mit einem Maschinenschaft 101 oder einer Maschinenaufnahme, einem Kühlmitteleinlass 120 in dem Maschinenschaft 101, einer Antriebsspindel 105, einer Maschinenanordnung 104, einem Gehäuse 103 und einem Spannabschnitt 102 zum Halten eines Gewindebohrers dar. Das Kühlmittel tritt an einem Kühlmitteleintritt 132 in den Spannbereich ein, wo es auf eine beliebige einer Vielzahl von Arten, wie zum Beispiel um einen Gewindebohrer herum o der durch eine Bohrung durch einen Gewindebohrer, aufgebracht werden kann, wobei keine Darstellung erforderlich ist, um diese Erfindung in die Praxis umzusetzen.
1 zeigt eine Kühlmittelleitung 109, eine Leitspindelmutter 114 und eine Leitspindel 121, welche ein Außengewinde aufweisen kann, um mit der Leitspindelmutter 114 in Eingriff zu gehen. Ein Kühlmittelleitungskanal 108 innerhalb der Kühlmittelleitung 109 erzeugt ein Rohr oder eine Öffnung, wodurch Kühlmittel aus einer Kühlmittelquelle aufgenommen und zu oder in Richtung zu dem Gewindebohrer geleitet werden kann.
Das Kühlmittelsystem in dieser Ausführungsform der Erfindung weist im allgemeinen eine Kühlmittelleitung 109, einen oberen Dichtungshalter 111 und einen oberen Dichtungshalter 113, die Leitspindelmutter 114 und die Leitspindel 121 auf. Die Leitspindel 121 ist vorzugsweise Teil des Kühlmittelsystems, sie ist jedoch nicht unbedingt notwendig, weil ihre Funktion in anderen Bauteilen enthalten sein kann. Der Fachmann wird des weiteren erkennen, dass bezüglich des Kühlmittelsystems der vorliegenden Erfindung eines oder mehrere der Bauteile integral miteinander ausgeführt werden können, und zwar stets innerhalb des Umfangs dieser Erfindung. Es ist jedoch zu bevorzugen, einige Bauteile separat auszuführen, um bestimmte Probleme anderer Aspekte von anderen Ausführungsformen der Erfindung zu lösen. Elastomere Dichtungen 112 sind innerhalb des oberen Dichtungskörpers 113 zwischen dem oberen Dich tungshalter 111 und dem oberen Dichtungshaltekörper 113 dargestellt.
Der Gehäusekörperabschnitt 106 umgibt den oberen Dichtungshaltekörper 113. O-Ring-Dichtungen 110 sind zwischen dem oberen Dichtungshaltekörper 113 und dem Maschinenschaft 101 vorgesehen. 1 zeigt des weiteren eine Membran 133, welche verhindert, dass sich innerhalb des inneren Hohlraums oder der inneren Hohlräume des Gehäuses des Gewindebohrkopfes ein Vakuum bildet.
In 15 und der sich auf 15 beziehenden Beschreibung sind das Kühlmittelsystem und der Kühlmittelstrom detaillierter beschrieben.
2 ist eine Schnittansicht der Ausführungsform eines von dieser Erfindung umfassten Gewindebohrkopfes, der in 1 dargestellt ist, in der ausgefahrenen oder axial verlängerten Position, so dass der Gewindebohrer in der umgekehrten Richtung rotiert wird, wenn er sich in einer solchen Position befindet. Der zurückgelegte Weg 134 oder der Verlängerungsabstand ist in 2 dargestellt. Die Bauteile sind auf dieselbe Art und Weise nummeriert wie in 1 und werden aus diesem Grund hier nicht wiederholt.
Die Rotation des Gewindebohrers erfolgt in dieser ausgefahrenen Position in einer umgekehrten Richtung. Viele oder die meisten der Bauteile rotieren noch immer in der Vorwärtsrichtung und es rotieren nur die die Drehrichtung umkehrenden Bauteile in der Rückwärtsrichtung. Ein Vorteil von einigen Ausführungsformen dieser Erfindung ist die Verringerung der Anzahl und der Masse der Bauteile und/oder Teile, welche ihre Drehrichtung umkehren wenn die Antriebsspindel die Drehrichtung umkehrt, um die Drehrichtung des Gewindebohrers umzukehren. Dies verringert die Trägheit, das vor der Umkehr der Drehrichtung erforderliche Anhalten, die erforderliche Festigkeit und Masse von bestimmten Teilen, wie zum Beispiel der Antriebsspindel 105. In den in dem 1 & 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Bauteile, welche ihre Drehrichtung umkehren, folgende: die Antriebsspindel 105; der Minieinsatz 102; die Antifriktionsscheibe 330 und die rotierende Dichtungshalteeinrichtung 190.
Die Leitspindelmutter 114 ist eine gleitende Sechskantmutter, die an der Leitspindel 121 und der Kühlmittelleitung 109 angebracht ist, so dass die Kühlmittelleitung 109 und die Leitspindel 121 stets in der Vorwärtsrichtung rotieren. Die Leitspindelmutter 114 ist auch eine Rückhaltemutter für die Leitfeder 139 in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung. Auf der Kühlmittelleitung 109 befindet sich ein entsprechender Sechskant (109c in 11), welcher mit dem inneren Sechskant auf der Leitspindelmutter 114 in Verbindung steht oder mit diesem verbunden ist, um die Kühlmittelleitung 109 zu jedem Zeitpunkt in der Vorwärtsrichtung anzutreiben. Die Kühlmittelleitungsmutter 135 (dargestellt in 1) bewirkt, dass die Kühlmittelleitung 109 sich axial relativ zu der An triebsspindel 105 bewegt, auch wenn sie nicht in der rückwärtigen Drehrichtung mit der Antriebsspindel 105 rotiert.
Der rotierende Dichtungshalter 109 mit den rotierenden Dichtungen 138 (dargestellt in 1) ist dargestellt und dichtet nur die Rotation und nicht die axiale Bewegung ab, weil die Dichtung für die axiale Bewegung oberhalb in sich hin- und herbewegenden Dichtungen 125 vorgesehen ist. Die sich hin- und herbewegenden Dichtungen 125 (dargestellt in 1) erfahren keine Rotations- oder Drehbewegung und es ist aus diesem Grund nicht erforderlich, eine Dichtung hierfür vorzusehen. Diese Arten von Dichtungen sind dem Fachmann gut bekannt und sie werden aus diesem Grund hierin nicht weiter beschrieben. 2 zeigt des weiteren eine Feder 239 und eine Feder 238 um die Antriebsspindel 105.
Eine Antriebskugel 235 bewegt sich alternativ zwischen dem Rückwärtsdrehelement 236 und dem Vorwärtsdrehelement 237, um die Vorwärts- und Rückwärtsrotation der Antriebsspindel zu erzeugen.
3 ist eine vergrößerte Darstellung einer Ausführungsform eines Minieinsatzes 102, welcher in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann. Der Minieinsatz 102 weist Lageröffnungen 141, einen Körper 142, einen Außensechskant 143 und Außengewinde 140 auf. Wie in 2 dargestellt sind die Lager 154 in den Öffnungen gehalten, um den Minieinsatz relativ zu der Antriebsspindel 105 (in 1 und 2 dargestellt) zu halten oder zu befestigen, während der Außensechskant 143 mit einem entsprechenden Innensechskant der Antriebsspindel 105 zusammenwirkt.
4 ist eine Schnittdarstellung des in 3 dargestellten Minieinsatzes 102, welcher den Einsatzkörper 142, einen ersten inneren Hohlraumabschnitt 102a, einen zweiten inneren Hohlraumabschnitt 102b und Lagervertiefungen 141 aufweist.
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform einer Kühlmittelleitungsmutter 180 (auch in 14 dargestellt), welche bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann. Die Kühlmittelleitungsmutter 180 weist ein Innengewinde 182 und Kühlmittelleitungsmutterflügel 181 (zum einfacheren Rotieren der Mutter) auf, welche mit dem Außengewinde 189 auf der Kühlmittelleitung 109 zusammen arbeiten, wie in 12 ausführlicher dargestellt.
6 ist eine Endansicht der in 5 dargestellten Kühlmittelleitungsmutter 180, welche bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann, und zeigt auch die oben unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Kühlmittelleitungsmutterflügel 181.
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform eines Dichtungshalters 190, welcher bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann, wie in 1 dargestellt. 7 zeigt den Dichtungshalter 190 mit einem Dichtungshalterkörper 191, einer Dichtungsaufnahme oder – nut 192 zum Erzeugen einer Rotationsdichtung und einem inneren Hohlraum 193.
Der Fachmann wird erkennen, dass, obwohl eine Sechskantform beschrieben und durch die gesamte Beschreibung verwendet wird, jede einer großen Anzahl an Formen und Vorrichtungen verwendet werden kann, um zu bewirken, dass ein Bauteil mit einem anderen rotiert, ohne dass eine spezielle hiervon erforderlich ist, um die Erfindung in die Praxis umzusetzen.
8 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform einer Leitspindelmutter, welche bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann, welche einen Leitspindelmutterkörper 202 und ein Innengewinde 201 zeigt, welche dafür vorgesehen sind, das Außengewinde 142 auf der Leitspindel 121 (in 10 dargestellt) aufzunehmen und mit demselben zusammenzuwirken. Der innere Sechskanthohlraum 203 in der Leitspindelmutter 114 entspricht einer Sechskantform auf der Außenseite der Kühlmittelleitung, welcher dafür sorgt oder die Kühlmittelleitung 109 (in anderen Figuren dargestellt) so antreibt, dass sie stets mit Führungsleitung 121 in der Vorwärtsrichtung rotiert, auch wenn der Gewindebohrer seine umgekehrte Rotationsrichtung eingenommen hat.
9 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform einer Antriebsspindel 105, welche in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann. 9 stellt ein erstes Ende 105a dar, welches das untere Ende ist, und ein zweites Ende 105b, welches das obere Ende ist, sowie einen inneren Hohlraum 130. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verringert die Tatsache, dass das Kühlmittelsystem die Drehrichtung nicht umkehrt, den Teil der Masse, der die Drehrichtung umkehrt und kann es ermöglichen, dass die Antriebsspindel 105 aus einem leichteren Material hergestellt ist, wodurch das Gewicht oder die Masse der umkehrenden Bauteile in dem System weiter verringert wird. Die Antriebsspindel 105 ist typischerweise aus Stahl hergestellt, obwohl Aluminium oder andere leichtere Materialien nun auch in den Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können.
Die Lagervertiefungen 146 in der Antriebsspindel 105 erzeugen Vertiefungen für einen Anbring- und Entfernungsmechanismus, um unterschiedliche Einsätze für Adapter oder Gewindebohrerverbindungen anzubringen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen der Antriebsspindel 105 und dem Minieinsatz 102 Lager 145 vorgesehen und, wie in 2 dargestellt, mit einer Klammer 144 auf der Außenseite der Antriebsspindel 105, welche eine Kraft zum Halten der Lager 145 in entsprechenden Vertiefungen 141 (in 3 nicht dargestellt) zu halten.
10 ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform einer Leitspindel 121, welche in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann. Diese Ausführungsform zeigt eine im wesentlichen zylindrisch geformte Spindel mit Außengewinden 142 an einem ersten Ende 121b und einem zweiten Ende 121a. Die Leitspindel weist einen inneren Hohlraum auf, dessen Größe so ausgestaltet ist, um die Kühlmittelleitung 109 aufzunehmen, wie in anderen Figuren dargestellt.
11 ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform einer Kühlmittelleitung 109, welche in der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann, mit einem ersten Ende 109a, wobei der innere Hohlraum mit Innengewinde ausgeführt ist, um einen Verschluss darin aufzunehmen (wie in anderen Figuren dargestellt), und mit einem zweiten Ende 109b, welches den Auslass darstellt und an welchem das Kühlmittel in Richtung des Gewindebohrers ausgegeben wird.
12 ist eine vergrößerte Schnittansicht der in 11 dargestellten Ausführungsform der Kühlmittelleitung, welche bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann, und zeigt die Kühlmittelleitung 109 mit einem ersten Ende 109a, einem zweiten Ende 109b, dem Kühlmittelleitungskanal 108, Außengewinden 189 der Kühlmittelleitung und eine Kühlmittelöffnung 107 (wobei eine oder mehrere Öffnungen, vorzugsweise vier, vorgesehen sein können). Ein Abschnitt 109c der Außenseite der Kühlmittelleitung ist sechskantförmig ausgeführt, um mit dem Sechskant-Hohlraum 203 der Leitspindel zu korrespondieren und im wesentlichen in demselben zu passen, sodass die Übereinstimmung der Sechskant-Ausführung dazu führt, dass die Kühlmittelleitung 109 mit der Leitspindelmutter 114 und demzufolge auch mit der Leitspindel rotiert. Für den Fachmann ist klar, dass, obwohl eine Sechskantform der Einfachheithalber verwendet wird, jede beliebige einer Vielzahl von unterschiedlichen Formen und Ausführungen verwendet werden kann, um es der Kühlmittelleitung zu ermöglichen, sich in einer Hin- und Herbewegung innerhalb der Leitspindelmutter 114 zu bewegen, während sie noch immer angetrieben wird, um mit der Leitspindel 121 zu rotieren.
13 ist ein Detail von 1 und zeigt eine Kühlmittelströmung durch den oberen Abschnitt des Gewindebohrkopfs. Kühlmittelströmungspfeile 127, 128, 129 und 131 zeigen aufeinanderfolgend Kühlmittel, welches von der Kühlmitteleintrittsöffnung bzw. dem Kühlmitteleinlass durch Kanäle, durch Kühlmittelleitungsöffnungen 107 und in den inneren Hohlraum 108 der Kühlmittelleitung 109 strömt.
13 zeigt des weiteren einen Kühlmittelleitungsverschluss 124, elastomere O-Ringe 110, elastomere O-Ringe 112, die Leitspindel 121, den Gehäusekörperabschnitt 106, wobei hin- und herbewegende Dichtungen 125 an den Enden des oberen Dichtungshalters 111 vor gesehen sind, um während der Hin- und Herbewegung der Kühlmittelleitung 109 für eine Dichtung zu sorgen, wenn sich der Gewindebohrkopf von einer Vorwärts- zu einer Rückwärtsbewegung und umgekehrt von einer Rückwärts- zu einer Vorwärtsbewegung umkehrt.
13 zeigt auch einen Hochdruckentlastungskanal 299, welcher eine Überdrucksituation innerhalb des Hochdruckteils des Gewindebohrkopfs, d. h. der Zuführung von Kühlmittel zu dem Gewindebohrer, verringern würde. Diese Druckverringerung des Hochdrucksystems darf nicht mit dem Kühlmittelabflusssystem verwechselt werden, welches in 14 detaillierter beschrieben ist, welches sich mit der unerwünschten Ansammlung von Flüssigkeit oder Kühlmittel innerhalb des inneren Hohlraums des Gehäuses beschäftigt, wo Kühlmittel nicht erwünscht ist.
14 ist das Detail 14 von 1 und zeigt bestimmte Aspekte von Ausführungsformen der Erfindung, wie zum Beispiel des Kühlmittelabflusses oder des Kühlmittelevakuierungssystems, welches auch als Feuchtigkeitsausgabeeinrichtung bezeichnet werden kann; sowie andere innere Bauteile. Kühlmittel aus äußeren und/oder inneren Quellen wird sich mit der Zeit innerhalb des inneren Hohlraums oder der Hohlräume 332 des Gehäuses 103 des Gewindebohrkopfs (getrennt von dem Hochdrucksystem) ansammeln, entweder durch Leckage aufgrund von Verschleiß oder weil es von der Betriebsumgebung oder aus äußerem, in der Umgebung des Gewindebohrkopfs zugeführtem Kühlmittel angesaugt wird. Der Gewindebohrkopf arbeitet nicht wie gewünscht, so bald sich eine bestimmte Menge von Kühlmittel innerhalb des inneren Hohlraums oder Hohlräume 332 des Gehäuses 103 angesammelt hat. Das in 14 dargestellte Kühlmittelabführsystem zeigt einen Filter 301, der eine Strömung von den inneren Hohlräumen 332 nach außen ermöglicht, welche sich in dem gesamten Inneren des Gehäuses 103 befinden.
Der Filter 301 kann ein Filter sein, der nur in einer Richtung durchströmt werden kann, ein Ventil, das nur in einer Richtung durchströmt werden kann, oder ein Filter, ein Ventil oder eine andere Sperre, welches die Strömung von Feuchtigkeit oder Kühlmittel in den Gehäusehohlraum verhindert, jedoch das nach außen Strömen von Kühlmittel erlaubt. Der Filter 301 kann auch verhindern, dass Feuchtigkeit, Kühlmittel, Schmutz und andere unerwünschte Materialien in die inneren Hohlräume 332 des Gehäuses im Gewindebohrkopf eintreten, obwohl er nicht in sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung dafür konstruiert oder ausgeführt sein muss, solange das Kühlmittel durch den Filter nach außen abströmen kann.
Das Kühlmittel würde typischerweise nach außen strömen oder fließen, wenn der Gewindebohrkopf nicht in Benutzung ist und wenn er gelagert wird, um auf seine nächste Benutzung zu warten. Es ist zu bevorzugen, obwohl es nicht erforderlich ist, das der Kühlmittelabfluss bzw.- auslass 300 so angeordnet ist, dass Kühlmittel ausfließen kann, wenn der Gewindebohrkopf ver tikal oder horizontal gelagert ist, und die in dieser Figur dargestellte Ausführungsform befindet sich in ungefähr der Stellung und dem Winkel, welche dies erlauben. Falls der Kühlmittelauslass 300 an oder in der Nähe eines untersten vertikalen Punktes und/oder horizontalen Punktes des inneren Hohlraums des Gehäuses angeordnet ist, erzeugt er ein Abflusssystem, welches funktioniert, wenn der Gewindebohrkopf in der vertikalen Position und/oder einer horizontalen Position gelagert ist. Ein Schutzschild 302 kann verwendet werden, um den Filter 301 an seiner Stelle zu halten und um dabei zu helfen, unerwünschte Flüssigkeiten und Verschmutzungen aus dem Filter oder den inneren Hohlräumen des Gehäuses zurückzuhalten.
14 zeigt des weiteren eine Anti-Friktionsscheibe 330 sowie die rotierenden Dichtungen 138 und ein Pfeil 320 stellt die axiale Hin- und Herbewegung eines Teils des Gewindebohrkopfs dar. Die rotierenden Dichtungen 138 und die in anderen Figuren dargestellten hin- und herbewegenden Dichtungen können beliebige einer Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Dichtungen sein, welche dem Fachmann alle bekannt sind, wobei keine spezielle erforderlich ist, um diese Erfindung in die Praxis umzusetzen.
Das Kugellager 315 bewegt sich relativ in der Richtung eines Pfeils 334, wenn der Gewindebohrkopf von der Vorwärtsrotation zu der Rückwärtsrotation umkehrt, wie in bekannten Patenten beschrieben und aus dem Stand der Technik bekannt.
15 ist eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform eines Kühlmittelsystems 119, welches bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann. Die Ausführungsform des Kühlmittelsystems kann in die in 1 und in anderen oben genannten Figuren dargestellte Ausführungsform der Erfindung eingefügt und/oder von dieser entfernt werden und weist die Kühlmittelleitung 109, die Leitspindelmutter 114 und die Leitspindel 121 auf, welche Außengewinde aufweisen kann, um mit der Leitspindelmutter 114 in Eingriff zu gehen. Der Kühlmittelleitungs-kanal 108 innerhalb der Kühlmittelleitung 109 stellt eine Leitung oder Öffnung zur Verfügung, durch welche Kühlmittel aus einer Kühlmittelquelle aufgenommen und zu oder in Richtung zu dem Gewindebohrer geleitet werden kann.
Das Kühlmittelsystem 119 bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist im allgemeinen eine Kühlmittelleitung 109, einen oberen Dichtungshalter 111 und einen oberen Dichtungshaltekörper 113, die Leitspindelmutter 114 und Leitspindel 121 auf. Die Leitspindel 121 ist vorzugsweise ein Teil des Kühlmittelsystems, sie ist jedoch nicht unbedingt notwendig, weil ihre Funktion in anderen Bauteilen integriert sein kann. Für den Fachmann ist des weiteren klar, dass zum Zwecke des Kühlmittelsystemaspekts dieser Erfindung eine oder mehrere der Bauteile einteilig miteinander ausgeführt sein kann, wobei dies alles von der Erfindung umfasst ist. Es ist jedoch zu bevorzugen, einige Bauteile un abhängig voneinander auszuführen, um Aufgaben von anderen Aspekten von anderen Ausführungsformen der Erfindung zu erzielen.
Das Kühlmittel tritt in den Kühlmittelleitungskanal 108 durch Bohrungen oder Kühlmittelöffnungen 107 in der Kühlmittelleitung 109 ein, wo sich die Kühlmittelleitung 109 innerhalb des oberen Dichtungshalters 111 befindet. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann eine beliebige Anzahl von Kühlmittelöffnungen 107 in der Kühlmittelleitung 109 vorgesehen sein, wobei bei dieser Ausführungsform vier Öffnungen 107 verwendet werden.
15 zeigt eine Art und Weise, wie der Strom des Kühlmittels bezüglich des Kühlmittelsystems 119 gemanagt werden kann. Der Kühlmittelleitungspfeil 117 zeigt, wie Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal 118 in den oberen Dichtungshaltekörper 113 eintritt und dann, wie durch den Kühlmittelstrompfeil 123 dargestellt, durch den Kühlmittelkanal 116 des oberen Dichtungshalters in den Kühlmittelkanalspalt 122 zwischen der Kühlmittelleitung 109 und dem oberen Dichtungshalter 111 geleitet wird. Hin- und her bewegliche Dichtungen 125 sind an den Enden des oberen Dichtungshalters 111 vorgesehen, um während der Hin- und Herbewegung der Kühlmittelleitung 109 abzudichten, wenn der Gewindebohrkopf von Vorwärts nach Rückwärts und von Rückwärts zurück zu Vorwärts umschaltet.
Obwohl dies auch nicht in 15 dargestellt ist, wird aus anderen Figuren deutlich, dass obwohl die Leitspindel 121 mit der Leitspindelmutter 114 verschraubt ist, der innere Sechskanthohlraum 203 (in 8 dargestellt) mit einem Außensechskant auf der Kühlmittelleitung 109 korrespondiert und mit demselben zusammenwirkt, um zu bewirken, dass die Kühlmittelleitung 109 mit der Leitspindel 121 rotiert, obwohl durch die Sechskantanordnung die relative Hin- und Herbewegung gesteuert werden kann.
Es ist im allgemeinen eine wünschenswertere und kostengünstigere Dichtung, wenn nur Rotation oder wenn nur eine Hin- und Herbewegung abgedichtet wird, im Vergleich mit der Kombination von sowohl Rotation als auch Hin- und Herbewegung.
Ein wünschenswertes Merkmal dieser Ausführungsform ist, dass, obwohl ein Teil des Kühlmittelsystems sich innerhalb der Antriebsspindel befindet, die Rotation dieses Kühlmittelsystems nicht dieselbe ist wie die Rotation der Antriebsspindel, und dass dieses Kühlmittelsystem nur in der Vorwärtsrichtung rotiert. Die Antriebsspindel kehrt die Drehrichtung als ein Teil der selbstumkehrenden Funktion dieser Erfindung um. Es ist wünschenswert, aus Gründen des Betriebs, des Gewichts, der Trägheit, des Verschleißes von Teilen und der Langlebigkeit des Gewindebohrkopfs so viel wie möglich Gewicht und/oder Masse von den umkehrenden Bauteilen zu entfernen.
16 ist eine perspektivische Ansicht des Gewindebohrkopfs, in welcher das Gehäuse und das gesamte Erscheinungsbild dargestellt sind. Ein Zapfen 250 ist in einer Umhüllung 251, die benachbart zu dem Gehäuse 103 des Gewindebohrkopfs 100 angeordnet ist, angeordnet und erstreckt sich von derselben und ist in bekannter Art und Weise mit der Antriebsmaschine verbindbar, um eine Einschränkung bezüglich der Rotation des Gehäuses 103 des Gewindebohrkopfs 100 zu erzeugen, wenn er mit der Antriebsmaschine verbunden ist, und um unter bestimmten Umständen eine Rotation zu erlauben, wenn er nicht auf diese Art und Weise verbunden ist. Das Gehäuse 103 weist eine zentrale Bohrung zum Aufnehmen eines Antriebsspindelelements (in anderen Figuren dargestellt) auf.
Der Fachmann wird erkennen, dass es sehr viele Ausführungsformen der vorliegende Erfindung und Variationen von Elementen und Bauteilen gibt, welche alle innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Eine Ausführungsform dieser Erfindung ist zum Beispiel ein selbstumkehrender Gewindebohrkopf mit einem Kühlmittelsystem mit einer Antriebsspindel, die in einer Vorwärtsdrehrichtung rotiert und in eine Rückwärtsdrehrichtung umkehrt, wobei das Kühlmittelsystem nur in der Vorwärtsdrehrichtung rotiert.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann ein modulares Kühlmittelsystem zum Einbau in einen selbst umkehrenden Gewindebohrkopf sein, welches eine Antriebsspindel mit einem inneren Hohlraum aufweist, welcher dafür vorgesehen ist, das modulare Kühlmittelsystem aufzunehmen, wobei das Kühlmittelsystem eine Kühlmittelleitung mit einem inneren Hohlraum aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein selbstumkehrender Gewindebohrkopf vorgeschlagen, welcher folgendes aufweist: ein Gehäuse; einen Maschinenschaft, welcher betriebsfähig an dem Gehäuse angebracht und dafür vorgesehen ist, zum Betrieb an einer Rotationsmaschine angebracht zu werden; einen Rotationsumkehrmechanismus, welcher betriebsfähig an dem Maschinenschaft angebracht ist, wobei eine Rotationseingabe betriebsmäßig mit dem Maschinenschaft verbunden ist, und wobei eine Rotationsausgabe umgekehrt werden kann; eine Antriebsspindel innerhalb des Gehäuses, die betriebsfähig an der Rotationsausgabe des Rotationsumkehrmechanismus angebracht ist; ein Spannfutter, welches betriebsfähig an der Antriebsspindel derart angebracht ist, dass das Spannfutter mit der Antriebsspindel rotiert, wobei das Spannfutter so ausgebildet ist, dass es einen Gewindebohrer aufnehmen kann; und ein Kühlmittelsystem innerhalb der Antriebsspindel, wobei das Kühlmittelsystem nur in einer Vorwärtsrichtung rotiert.
Die Ausführungsform der Erfindung in dem vorhergehenden Absatz kann des weiteren so ausgebildet sein, dass das Kühlmittelsystem folgendes aufweist: eine Kühlmittelleitung zur betriebsfähigen Anbringung innerhalb der Antriebsspindel, so dass die Kühlmittelleitung axial bezüglich der Antriebsspindel gleitet und unabhängig von der Antriebsspindel rotiert.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Kühlmittelabführsystem für den Gewindebohrkopf vorgeschlagen, welcher das Abführen von Kühlmittel aus einem inneren Hohlraum eines Gehäuses des Gewindebohrkopfes ermöglicht, wobei das Abführsystem folgendes aufweist:
einen Kühlmittelauslass in dem Gehäuse, der in Fluidverbindung mit dem inneren Hohlraum des Gehäuses steht; einen Kühlmittelfilter in dem Kühlmittelauslass, wobei der Kühlmittelfilter dafür vorgesehen ist, Kühlmittel durch den Kühlmittelauslass nach außen fließen zu lassen. Weitere oder zusätzliche Aspekte dieser Erfindung können vorgesehen sein: wobei der Kühlmittelfilter so ausgebildet ist, dass er ausschließlich den Strom von Kühlmittel in der Richtung nach außen erlaubt; wobei der Kühlmittelfilter verhindert, dass Verunreinigungen in den inneren Hohlraum des Gehäuses strömen; oder wobei der Kühlmittelauslass an oder in der Nähe eines untersten vertikalen Punktes des inneren Hohlraums des Gehäuses angeordnet ist. Der Kühlmittelauslass kann auch oder alternativ an oder in der Nähe eines untersten horizontalen Punktes des inneren Hohlraums des Gehäuses angeordnet sein.
Gemäß dem Gesetz wurde die Erfindung in einer Sprache geschrieben, die bezüglich struktureller und methodischer Merkmale mehr oder weniger spezifisch ist. Dies ist jedoch so zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die speziellen dargestellten und beschriebenen Merkmale beschränkt ist, weil die hierin beschriebenen Einrichtungen bevorzugte Arten zur Umsetzung der Erfindung in die Praxis aufweisen. Die Erfindung wird aus diesem Grund in jeder ihrer Formen oder Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Zeichnungen beansprucht, welche in geeigneter Weise gemäß der Äquivalenztheorie zu interpretieren sind.

Claims

Selbstumkehrender Gewindebohrkopf (100) mit einem Kühlmittelsystem mit einer Antriebsspindel (105), die in einer Vorwärtsdrehrichtung rotiert und in eine Rückwärtsdrehrichtung umkehrt, wobei das Kühlmittelsystem nur in der Vorwärtsdrehrichtung rotiert.
Modulares Kühlmittelsystem zum Einbau in einen selbstumkehrenden Gewindebohrkopf (100), welches eine Antriebsspindel (105) mit einem inneren Hohlraum aufweist, welcher dafür vorgesehen ist, das modulare Kühlmittelsystem aufzunehmen, wobei das Kühlmittelsystem eine Kühlmittelleitung (109) mit einem inneren Hohlraum aufweist.
Selbstumkehrender Gewindebohrkopf, welcher folgendes aufweist: ein Gehäuse (103); einen Maschinenschaft (101), welcher betriebsfertig an dem Gehäuse (103) angebracht und dafür vorgesehen ist, zum Betrieb an einer Rotationsmaschine angebracht zu werden; einen Rotationsumkehrmechanismus, welcher betriebsfähig an dem Maschinenschaft (101) angebracht ist, wobei mit dem Maschinenschaft (101) eine Rotationseingabe betriebsmäßig verbunden ist, und wobei eine Rotationsausgabe umgekehrt werden kann; eine Antriebsspindel (105) innerhalb des Gehäuses (103), die betriebsmäßig an der Rotationsausgabe des Rotationsumkehrmechanismus angebracht ist; ein Spannfutter, welches betriebsfertig an der Antriebsspindel (105) derart angebracht ist, dass das Spannfutter mit der Antriebsspindel (105) rotiert, wobei das Spannfutter so ausgebildet ist, dass es einen Gewindebohrer aufnehmen kann; und ein Kühlmittelsystem innerhalb der Antriebsspindel (105), wobei das Kühlmittelsystem nur einer Vorwärtsrichtung rotiert.
Selbstumkehrender Gewindebohrkopf nach Anspruch 3, wobei das Kühlmittelsystem des weiteren folgendes aufweist: eine Kühlmittelleitung (109) zur betriebsfähigen Anbringung innerhalb der Antriebsspindel (105), so dass die Kühlmittelleitung (109) axial bezüglich der Antriebsspindel (105) gleitet und unabhängig von der Antriebsspindel (105) rotiert.
Kühlmittelabführsystem für einen Gewindebohrkopf (100), welches das Abführen von Kühlmittel aus einem inneren Hohlraum eines Gehäuses (103) des Gewindebohrkopfes (100) ermöglicht, wobei das Abführsystem folgendes aufweist: einen Kühlmittelauslass (300) in dem Gehäuse (103), der in Fluidverbindung mit dem inneren Hohlraum des Gehäuses (103) steht; einen Kühlmittelfilter (301) in dem Kühlmittelauslass (300), wobei der Kühlmittelfilter (301) dafür vorgesehen ist, Kühlmittel durch den Kühlmittelauslass (300) nach außen fließen zu lassen.
Kühlmittelabführsystem für einen Gewindebohrkopf (100) nach Anspruch 5, wobei der Kühlmittelfilter (301) so ausgebildet ist, dass er ausschließlich den Strom von Kühlmittel in der Richtung nach außen erlaubt.
Kühlmittelabführsystem für einen Gewindebohrkopf (100) nach Anspruch 5, wobei der Kühlmittelfilter (301) verhindert, dass Verunreinigungen in den inneren Hohlraum des Gehäuses (103) strömen.
Kühlmittelabführsystem für einen Gewindebohrkopf (100) nach Anspruch 5, wobei der Kühlmittelauslass (300) an oder in der Nähe eines untersten vertikalen Punktes des inneren Hohlraums des Gehäuses (103) angeordnet ist.
Kühlmittelabführsystem für einen Gewindebohrkopf (100) nach Anspruch 8, wobei der Kühlmittelauslass (300) auch an oder in der Nähe eines untersten horizontalen Punktes des inneren Hohlraums des Gehäuses (103) angeordnet ist.
Kühlmittelabführsystem für einen Gewindebohrkopf (100) gemäß Anspruch 8, wobei der Kühlmittelauslass (300) an oder in der Nähe eines untersten horizontalen Punktes des inneren Hohlraums des Gehäuses (103) angeordnet ist.
Kühlmittelabführsystem für einen Gewindebohrkopf (100) gemäß Anspruch 8, welcher des weiteren ein Schutzschild (302) aufweist, welches an dem Gehäuse (103) und über dem Kühlmittelfilter (301) angebracht ist.