DE102005062519A1 - Werkzeug zur spanlosen Formgebung von Gewinden, insbesondere zum Formen von Innengewinden - Google Patents
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Abstract
Das
Werkzeug hat einen Einspannschaft und ein Arbeitsteil, das in Form
eines Formgebungsbereiches mit Gewinderillen gestaltet ist. Der
Formgebungsbereich hat polygonalen Querschnitt. Im Bereich der Querschnittsecken
befinden sich zylindrische Leisten, die in axial verlaufende Nuten
des Formgebungsbereiches eingelötet
sind. Solche Werkzeuge sind schwierig zu fertigen.
Damit das Werkzeug günstig und einfach hergestellt werden kann, ist das Arbeitsteil ein auf dem Einspannschaft in Achsrichtung kraftschlüssig gehaltenes Bauteil. In dem Arbeitsteil lassen sich die Gewinderillen problemlos mit einer Schleifscheibe einbringen. Das Arbeitsteil kann auch einfach auf dem Einspannschaft befestigt werden.
Das Werkzeug wird insbesondere zur spanlosen Formgebung von Gewinden eingesetzt.
Damit das Werkzeug günstig und einfach hergestellt werden kann, ist das Arbeitsteil ein auf dem Einspannschaft in Achsrichtung kraftschlüssig gehaltenes Bauteil. In dem Arbeitsteil lassen sich die Gewinderillen problemlos mit einer Schleifscheibe einbringen. Das Arbeitsteil kann auch einfach auf dem Einspannschaft befestigt werden.
Das Werkzeug wird insbesondere zur spanlosen Formgebung von Gewinden eingesetzt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanlosen Formgebung von Gewinden, insbesondere zum Formen von Innengewinden, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Es sind Werkzeuge zur spanlosen Formgebung von Gewinden bekannt, bei denen das freie Ende des Einspannschaftes als Arbeitsteil in Form eines Formgebungsbereiches mit Gewinderillen gestaltet ist. Der Formgebungsbereich hat polygonalen Querschnitt. Im Bereich der Querschnittsecken befinden sich zylindrische Leisten aus hartem und verschleißfestem Werkstoff, die in axial verlaufende Nuten dieses Formgebungsbereiches eingelötet sind. Solche Werkzeuge sind schwierig zu fertigen. Insbesondere das gemeinsame Profilschleifen zur Herstellung der Gewinderillen im Formgebungsbereich und in den eingesetzten Leisten führt zu Schwierigkeiten, weil die hierfür eingestellten Schleifscheiben rasch zusetzen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Werkzeug so auszubilden, daß es günstig und einfach gefertigt werden kann.
- Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Werkzeug erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
- Beim erfindungsgemäßen Werkzeug ist das Arbeitsteil ein am Einspannschaft in Achsrichtung kraftschlüssig befestigtes Bauteil, das als Hülse oder als Massivkopf ausgebildet sein kann. In diesem Arbeitsteil lassen sich die Gewinderillen problemlos mit einer Schleifscheibe einbringen. Das Arbeitsteil läßt sich einfach auf dem Einspannschaft befestigen, beispielsweise durch Kleben, durch Löten oder durch Aufschrumpfen.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
- Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen
-
1 in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Werkzeug zur spanlosen Formgebung von Gewinden, -
2 eine Stirnansicht des Werkzeuges gemäß1 ,3 bis5 jeweils in vergrößerter Darstellung einen Formgebungsbereich von weiteren Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Werkzeugen. - Mit den im folgenden beschriebenen Werkzeugen werden Gewinde, insbesondere Innengewinde, durch spanlose Formgebung hergestellt. Das Werkzeug gemäß den
1 und2 hat einen vorzugsweise zylindrischen Spannschaft1 , mit dem das Werkzeug in einer Werkzeugaufnahme aufgenommen wird. Der Einspannschaft1 besteht vorteilhaft aus Stahl oder einem zähen Hartmetall. Das in1 linke Ende2 des Einspannschaftes1 ist im Querschnitt verjüngt ausgebildet. Auf diesem Schaftende2 ist eine Hülse3 befestigt, die auf dem Schaftende2 aufgelötet, aufgeklebt oder auch aufgeschrumpft sein kann. Die Hülse3 besteht vorteilhaft aus Hartmetall und hat am freien Ende einen Anschnitteil4 , dessen axiale Länge kleiner ist als die halbe Länge der Hülse3 . Der Anschnitteil4 verjüngt sich in Richtung auf sein freies Ende. Der an den Anschnitteil4 anschließende Bereich5 ist als Polygon ausgebildet (2 ) und weist am Umfang in Radialebenen liegende Gewinderillen auf. Im Ausführungsbeispiel hat der als Führungsgewinde dienende Bereich5 der Hülse3 vier axial verlaufende Kanten6 bis9 , die jeweils einen Winkelabstand von 90° voneinander haben. Im Bereich zwischen benachbarten Kanten6 bis9 verläuft der Mantelabschnitt des Bereiches5 jeweils konvex. In diesen konvexen Mantelabschnitten befinden sich die (nicht dargestellten) Gewinderillen, die vorzugsweise in die Mantelabschnitte eingeschliffen werden. - Der Hülsenbereich
5 kann auch einen anderen Polygonquerschnitt haben. Auch ein von einem Polygon abweichender Querschnitt des Hülsenbereiches5 ist möglich. - Die Herstellung des Werkzeuges ist einfach, da sich die ringförmige Hülse
3 problemlos auf dem Schaftende2 befestigen läßt. Die Gewinderillen lassen sich in die Hülse3 problemlos einschleifen. Da die Schleifscheibe beim Schleifvorgang nur mit dem Material der Hülse3 in Berührung kommt, ist die Gefahr des Zuschmierens der Schleifscheibe gering. -
2 zeigt eine Variante der Verbindung zwischen dem Schaftende2 und der Hülse3 . Beim Ausführungsbeispiel nach1 liegt die Innenwand10 der Hülse3 auf einem Zylindermantel. Das Schaftende2 erstreckt sich bis zur ebenen Stirnseite11 der Hülse3 . - In
2 ist eine Variante dargestellt, bei der die Innenwand10 der Hülse3 polygonförmig ausgebildet ist. Auf diese Weise wird zwischen dem Schaftende2 und der Hülse3 in Drehrichtung des Werkzeuges ein Formschluß erreicht. Im Ausführungsbeispiel hat die Innenwand10 der Hülse3 und dementsprechend auch die Außenwand des Schaftendes2 drei in Achsrichtung verlaufende Kanten12 bis14 , die einen Winkelabstand von 120° von einander haben. Im Bereich zwischen den Kanten12 bis14 sind die Wandabschnitte konvex ausgebildet. Die Kanten12 und13 liegen winkelversetzt zu den Kanten6 ,7 ,9 der Hülse3 , während die Kante14 der Innenwand10 in derselben Ebene liegt wie die Kanten6 und8 der Hülse3 . Die Innenwand10 der Hülse3 kann zur Erzielung eines Formschlusses mit dem Schaftende2 auch jeden anderen, von einer Kreisform abweichenden Querschnitt haben. Im übrigen ist das Werkzeug gemäß2 gleich ausgebildet wie die Ausführungsform nach1 . -
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Schaftende2 eine abgesetzte Außenkontur hat. Der an den Einspannschaft1 anschließende Schaftabschnitt15 hat kleinere Querschnittsfläche als der außerhalb der Hülse3 liegende Teil des zylindrischen Einspannschaftes1 . Der an den Schaftabschnitt15 anschließende Schaftabschnitt16 ist im Ausführungsbeispiel länger als der Schaftabschnitt15 und hat seinerseits kleineren Querschnitt als der Schaftabschnitt15 . Über die axiale Länge haben die Schaftabschnitte15 und16 jeweils konstanten Querschnitt. Die Schaftabschnitte15 ,16 können wie beim Ausführungsbeispiel nach1 zylindrisch ausgebildet sein, können aber auch entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach2 polygonförmig gestaltet sein. Es ist auch möglich, die beiden Schaftabschnitte15 und16 in ihrer Querschnittsform unterschiedlich auszubilden. Die abgesetzte Kontur des Schaftendes2 erhöht die Stabilität der Hülse3 im Anschnitteil4 . - Wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen sitzt die Hülse
3 auf dem radialen ringförmigen Absatz17 auf, der am Übergang vom Einspannschaft1 zum Schaftabschnitt15 gebildet wird. Die Innenwand10 der Hülse3 ist an die Umrißform der Schaftabschnitte15 ,16 angepaßt. Wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen kann die Hülse3 auf den Schaftabschnitten15 ,16 durch Löten, Kleben oder Schrumpfen befestigt sein. Der Schaftabschnitt16 erstreckt sich bis zur Stirnseite11 des Anschnitteiles4 , so daß die Hülse3 sicher auf den Schaftabschnitten15 ,16 sitzt. Entsprechend den vorigen Ausführungsformen steht die Hülse3 mit ihrem Formgebungsbereich5 , der die Gewinderillen enthält, über den Einspannschaft1 radial über, so daß eine einwandfreie spanlose Herstellung der Gewinde gewährleistet ist. - Beim Ausführungsbeispiel nach
4 ist das Schaftende2 in Richtung auf sein freies Ende stetig verjüngt ausgebildet. Das Schaftende2 kann konisch verjüngt ausgebildet sein. Die Verjüngung des Schaftendes2 kann aber auch beispielsweise bei einer polygonförmigen Gestaltung oder einer anderen, von einer im Querschnitt von einer Kreisform abweichenden Formgestaltung vorgesehen sein. Auch durch diese Ausbildung des Schaftendes2 wird die Stabilität der Hülse3 im Bereich des Anschnitteiles4 erhöht. Die Innenwand10 der Hülse3 ist an die Umrißform des Schaftendes2 angepaßt, so daß eine sichere Verbindung zwischen dem Schaftende2 und der Hülse3 sichergestellt ist. - Die Hülse
3 steht radial über den Einspannschaft1 vor. Sie ist außerdem gleich ausgebildet wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen. -
5 zeigt die Möglichkeit, statt einer Hülse einen Massivkopf18 zu verwenden, der den Anschnitteil4 und den die Gewinderillen enthaltenden Bereich5 aufweist. In der Außenform ist der Massivkopf18 somit gleich ausgebildet wie die Hülse3 . Der Massivkopf18 weist an seiner einen Stirnseite19 ein Sackloch20 auf, in das das Schaftende2 ragt. Das Sackloch20 erstreckt sich beispielhaft nur über die halbe axiale Länge des die Gewinderillen aufweisenden Bereiches5 des Massivkopfes18 . Das Schaftende2 kann eine zylindrische, eine polygonförmige oder jede andere geeignete Außenkontur haben. Dementsprechend ist die Innenwand10 des Sackloches20 geformt. Der Massivkopf18 besteht vorteilhaft aus Hartmetall und wird auf dem Schachtende2 durch Löten, Kleben oder Schrumpfen befestigt. Das Sackloch20 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel über seine axiale Länge konstanten Querschnitt. Es ist auch möglich, das Sackloch20 so zu gestalten, daß sein Querschnitt axial nach innen abnimmt, vorzugsweise stetig. - Der Massivkopf
18 steht radial über den Einspannschaft1 vor und liegt mit seiner Stirnseite19 am ringförmigen Absatz17 des Einspannschaftes1 an. -
2 zeigt beispielhaft die Möglichkeit, das Werkzeug mit einer inneren Kühlmittelzufuhr21 zu versehen. Sie wird durch wenigstens eine Kühlmittelbohrung gebildet, die sich axial durch den Einspannschaft1 sowie das Schaftende2 bzw. die Schaftabschnitte15 ,16 erstreckt und in die Stirnseite11 des Anschnitteiles4 mündet. - Am Übergang vom zylindrischen Einspannschaft
2 zu dem in der Querschnittsfläche verkleinerten Schaftende2 bzw. den Schaftabschnitten15 ,16 ist vorteilhaft eine Übergangsfase, ein Übergangsradius oder eine vergleichbare Kontur vorgesehen, um die Kerbwirkung in diesen Bereichen zu verringern. Auch zwischen den Schaftabschnitten15 ,16 ist vorteilhaft eine solche Übergangsfase, Übergangsradius und dergleichen vorgesehen. - Die beschriebenen Werkzeuge lassen sich sehr einfach und kostengünstig herstellen. Mit den Werkzeugen können hochbelastbare Gewinde ohne einen Zerspanungsvorgang hergestellt werden. Mit den im Bereich
5 der Hülse3 bzw. des Massivkopfes18 vorgesehenen Gewinderillen wird das Gewinde durch einen Prägevorgang im Werkstück hergestellt. Durch die beschriebene Ausbildung der Werkzeuge werden die bei der spanlosen Gewindeherstellung aufgrund der Werkstoffverdrängung im Werkstück auftretenden hohen Belastungen zuverlässig aufgenommen. Die bei der Herstellung auftretenden radial gerichteten Druckkräfte werden von der Hülse3 bzw. vom Massivkopf18 in das Schaftende2 bzw. die Schaftabschnitte15 ,16 und von dort in den Einspannschaft1 abgeleitet.
Claims (21)
- Werkzeug zur spanlosen Formgebung von Gewinden, insbesondere zum Formen von Innengewinden, mit einem Einspannschaft und einem Arbeitsteil, das an seiner Außenseite mit Gewinderillen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ,18 ) ein auf dem Einspannschaft (1 ) in Achsrichtung kraftschlüssig gehaltenes Bauteil ist. - Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ,18 ) auf einem im Querschnitt verringerten Bereich (2 ;15 ,16 ) des Einspannschaftes (1 ) befestigt ist. - Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der im Querschnitt verringerte Bereich (
2 ;15 ,16 ) des Einspannschaftes (1 ) bis zum freien Ende des Arbeitsteiles (3 ,18 ) erstreckt. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ) eine Hülse ist, die in Umfangsrichtung kraft- und/oder formschlüssig auf dem Einspannschaft (1 ) befestigt ist. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
18 ) ein massiver Kopf ist, der ein Sackloch (20 ) zur Aufnahme des Endes (2 ) des Einspannschaftes (1 ) aufweist. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannschaft (
1 ) im Befestigungsbereich (2 ;15 ,16 ) des Arbeitsteiles (3 ,8 ) runden Querschnitt hat. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannschaft (
1 ) im Befestigungsbereich (2 ;15 ,16 ) des Arbeitsteiles (3 ,18 ) unrunden Querschnitt hat. - Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannschaft (
1 ) im Befestigungsbereich (2 ;15 ,16 ) des Arbeitsteiles (3 ,18 ) Polygonform hat. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ,18 ) zumindest im Bereich seiner Gewinderillen größeren Querschnitt hat als der Einspannschaft (1 ). - Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang vom Einspannschaft (
1 ) zum Befestigungsbereich (2 ;15 ,16 ) für das Arbeitsteil (3 ,18 ) eine Fase, eine Rundung oder dergleichen vorgesehen ist. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsbereich (
15 ,16 ) des Einspannschaftes (1 ) gestuft ausgebildet ist. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsbereich (
2 ) des Einspannschaftes (1 ) zunehmend sich verjüngenden Querschnitt aufweist. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der die Gewinderillen aufweisende Bereich (
5 ) des Arbeitsteiles (3 ,18 ) Polygonform hat. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ,18 ) mit einem Anschnitteil (4 ) versehen ist. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ,18 ) auf den Einspannschaft (1 ) aufgelötet ist. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ,18 ) auf den Einspannschaft (1 ) aufgeklebt ist. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ,18 ) auf den Einspannschaft (1 ) aufgeschrumpft ist. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ,18 ) aus Hartmetall besteht. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannschaft (
1 ) mit wenigstens einer inneren Kühlmittelzuführung (21 ) versehen ist. - Werkzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzuführung (
21 ) in die Stirnseite des Einspannschaftes (1 ) mündet. - Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsteil (
3 ,18 ) an einem ringförmigen Absatz (17 ) des Einspannschaftes (1 ) anliegt.
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