DE102009005213B4

DE102009005213B4 - Gewindeschneidvorrichtung

Info

Publication number: DE102009005213B4
Application number: DE200910005213
Authority: DE
Inventors: Joachim-Andreas Wozar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-01-21
Also published as: DE102009005213A1

Abstract

Es wird eine Gewindeschneidvorrichtung (1) vorgeschlagen, die einen Arbeitskopf (4) mit einem Spindelträger (32) und einer darin drehbar gelagerten Arbeitsspindel (42) aufweist. Die Arbeitsspindel (42) ist durch eine Antriebswelle (15) rotativ antreibbar. Zwischen die Antriebswelle (15) und die Arbeitsspindel (42) ist eine Überlastkupplung (64) eingeschaltet, die bei zu hohem Drehmoment aktiviert wird. Damit auch bei aktivierter Überlastkupplung (64) die Vorschubbewegung der Antriebswelle (15) ungehindert fortgesetzt werden kann, ist der Arbeitskopf (4) relativ zur Antriebswelle (15) verschiebbar, wobei die beiden Komponenten durch eine Stützfedereinrichtung (53) in eine Grundstellung vorgespannt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gewindeschneidvorrichtung, mit einem Arbeitskopf, der einen Spindelträger aufweist, in dem mindestens eine mit einem Gewindeschneidwerkzeug bestückbare Arbeitsspindel drehgelagert ist, die mit einer motorisch zu einer rotativen Antriebsbewegung antreibbaren Antriebswelle in Drehantriebsverbindung steht, die während eines Gewindeschneidvorganges eine lineare Vorschub- und Rückfahrbewegung in der Achsrichtung ihrer Längsachse ausführen kann, wobei zwischen die Antriebswelle und die mindestens eine Arbeitsspindel eine bei einen Grenzwert überschreitendem Drehmoment auslösende und dadurch die Drehmomentübertragung unterbrechende Überlastkupplung eingeschaltet ist.
Die DE 43 44 037 C1 zeigt eine Gewindeschneidvorrichtung in mehrspindliger Ausführung. Die mit Gewindeschneidwerkzeugen bestückbaren Arbeitsspindeln sind in einem Spindelträger eines Arbeitskopfes drehbar gelagert, der gleichzeitig die Drehlagerung einer Antriebswelle übernimmt, über die das Antriebsdrehmoment eingeleitet wird. Während eines Gewindeschneidvorganges führt der Arbeitskopf zusammen mit der Antriebswelle nacheinander zunächst eine Vorschubbewegung und dann eine Rückfahrbewegung aus, um die Gewindeschneidwerkzeuge zunächst in ein Werkstück einzudrehen und dann wieder herauszudrehen. Die bekannte Gewindeschneidvorrichtung ist mit einem Wendegetriebe ausgestattet, über das der Rechts-/Linkslauf der Arbeitsspindeln von der unidirektional rotierenden Antriebswelle abgeleitet wird, in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Arbeitskopfes bei mit dem Werkstück in Eingriff stehenden Gewindeschneidwerkzeugen.
Wie bei maschinell angetriebenen Gewindeschneidvorrichtungen aller Art unterliegt auch die bekannte Gewindeschneidvorrichtung der Problematik eines eventuellen Bruches eines Gewindeschneidwerkzeuges. Aufgrund von Werkzeugverschleiß und/oder Unregelmäßigkeiten in der Werkstoffstruktur des Werkstückes kann ein Gewindeschneidwerkzeug brechen und bleibt teilweise im Werkstück stecken, das dann in vielen Fällen nur noch Ausschuss darstellt. Wird vom Bedienpersonal auf einen Werkzeugbruch nicht sehr schnell reagiert, um den weiteren Maschinenvorschub zu stoppen, drohen zudem Folgeschäden auch an der Maschine.
Aus der DE 26 59 925 C2 geht eine Gewindeschneidvorrichtung der eingangs genannten Art hervor, die mit einer Überlastkupplung ausgestattet ist, die beim Auftreten einer Überlast ausrückt und dadurch die Arbeitsspindel drehmomentmäßig von der Antriebswelle abkoppelt. Findet nach einem solchen Ausrücken eine Vorschubbewegung der Antriebswelle statt, können gleichwohl Schäden am Gewindeschneidwerkzeug und/oder Werkstück auftreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beim maschinellen Schneiden von Gewinden auftretende Problematik einer Zerstörung des Gewindeschneidwerkzeuges zumindest weitgehendst auszuräumen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Gewindeschneidvorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Antriebswelle und der Arbeitskopf in Richtung der Vorschub- und Rückfahrbewegung zur Ausführung einer Kompensationsbewegung relativ zueinander verschiebbar sind und durch eine zwischen ihnen wirkende Stützfedereinrichtung in eine den Gewinde schneidvorgang ermöglichende Grundstellung vorgespannt sind, derart, dass eine Kompensationsbewegung ausführbar ist, wenn die Antriebswelle bei aufgrund ausgelöster Überlastkupplung stillstehender Arbeitsspindel ihre Vorschubbewegung relativ zum Arbeitskopf fortsetzt.
Auf diese Weise kann in den allermeisten Fällen der Bruch eines Gewindeschneidwerkzeuges vermieden werden. Die Überlastkupplung trennt die Arbeitsspindel und mithin das daran gespannte Gewindeschneidwerkzeug von der Antriebswelle ab, wenn während der Vorschubbewegung ein voreingestellter Drehmoment-Grenzwert überschritten wird. Der Grenzwert ist beispielsweise ein berechneter oder empirisch bestimmter Erfahrungswert, der im Normalfall die Übertragung des für den Schneidvorgang mindestens erforderlichen Drehmomentes gewährleistet, gleichzeitig aber ausreichend weit unterhalb derjenigen Schwelle liegt, bei der eine Zerstörung des Werkzeuges zu befürchten wäre. Allerdings wird nicht isoliert auf die Anwendung einer Überlastkupplung gesetzt, sondern die Funktionalität der Überlastkupplung mit der Möglichkeit einer Kompensationsbewegung zwischen dem Arbeitskopf und der Antriebswelle kombiniert. Wenn die Überlastkupplung während einer Vorschubbewegung der Antriebswelle anspricht, stoppt wegen des dann nicht mehr weiter rotierenden Gewindeschneidwerkzeuges augenblicklich auch die Vorschubbewegung des Arbeitskopfes, während sich die Vorschubbewegung der Antriebswelle fortsetzen kann. Hierbei können sich Antriebswelle und Arbeitskopf erfindungsgemäß zur Kompensation der Vorschubdifferenz relativ zueinander axial bewegen, was ein Auftreten von Schäden verhindert. In den meisten Fällen wird sich sogar eine Not-Aus-Betätigung der Bearbeitungsmaschine erübrigen. Die Stützfedereinrichtung sorgt während nicht ausgelöster Überlastkupplung für die zuverlässige Einhaltung einer Grundstellung zwischen den relativ zueinander verschieblichen Teilen ohne bei Auslösung der Überlastkupplung die Kompensationsbewegung zu behindern. Ein schwergängiges oder festsitzendes, nicht abgebrochenes Gewindeschneidwerkzeug lässt sich normalerweise ohne Beschädigung relativ einfach wieder aus dem Werkstück entfernen, so dass ein Nacharbeiten des Werkstückes möglich ist und die Aus schussrate erheblich reduziert werden kann. Von Vorteil ist hierbei, wenn das Herausdrehen des Gewindeschneidwerkzeuges durch die in eine Ausdrehrichtung umschaltbare Arbeitsspindel selbst bewerkstelligt wird und kein manueller Eingriff notwendig wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Zweckmäßigerweise ist die Antriebswelle in einem Lagergehäuse einer Antriebseinheit drehbar und zugleich axial unbeweglich gelagert. Die Kompensationsbewegung ist somit auch eine Relativbewegung zwischen dem Lagergehäuse der Antriebseinheit und dem Spindelträger des Arbeitskopfes. Die normalerweise für die Aufrechterhaltung der Grundstellung zuständige Stützfedereinrichtung stützt sich zweckmäßigerweise einerseits am Spindelträger und andererseits am Lagergehäuse ab.
Eine sehr präzise Kompensationsbewegung ohne Verkantungsgefahr und mithin ohne Beschädigungsgefahr für ein festsitzendes Gewindeschneidwerkzeug lässt sich besonders zuverlässig gewährleisten, wenn der Arbeitskopf am Lagergehäuse der Antriebseinheit verschiebbar gelagert ist. Diese Lagerung findet zweckmäßigerweise zwischen dem Außenumfang des Spindelträgers und dem Innenumfang einer bevorzugt im Wesentlichen hohlzylindrischen Seitenwand des Lagergehäuses statt.
Das Lagergehäuse selbst verfügt zweckmäßigerweise zusätzlich zu der schon erwähnten Seitenwand über eine rückseitige Bodenwand, wobei diese Wände einen Aufnahmeraum begrenzen, in den von der offenen Vorderseite her der Arbeitskopf linear verschiebbar eintaucht. Zu Gunsten kompakter Abmessungen kann das Lagergehäuse vor allem topfförmig ausgebildet sein.
Um unerwünschte Einflüsse des Antriebsdrehmomentes auf den Spindelträger zu vermeiden, empfiehlt sich eine Verdrehsicherung des Spindelträgers bezüglich des Lagergehäuses. Hierzu kann am Außenumfang des Spindelträgers mindestens eine Längsnut vorhanden sein, die mit einer Längsnut des Lagergehäuses korrespondiert, wobei in beide Längsnuten gleichzeitig eine Verriegelungskugel eingreift.
Die Stützfedereinrichtung befindet sich zweckmäßigerweise im Innern des Aufnahmeraumes des Lagergehäuses und kann folglich zur Umgebung hin gekapselt sein. Vorzugsweise besteht sie aus einer Schraubendruckfeder.
Die Überlastkupplung ist vorzugsweise als Bestandteil des Arbeitskopfes ausgebildet. Sie ist hierbei insbesondere im Aufnahmeraum des Lagergehäuses untergebracht und sitzt zweckmäßigerweise rückseitig am Arbeitskopf. Durch das Lagergehäuse ist die Überlastkupplung somit sehr gut nach außen hin abgeschirmt.
Vorzugsweise umfasst die Überlastkupplung ein Eingangsteil, über das das Antriebsdrehmoment von der Antriebswelle eingeleitet wird. Prinzipiell könnte das Eingangsteil unmittelbar selbst die Antriebswelle sein. Zur Ausgabe des Drehmomentes ist ein bezüglich des Eingangsteils gesondertes Ausgangsteil vorhanden, das mit der Arbeitsspindel in Antriebsverbindung steht. Je nach Ausführung wäre es sogar denkbar, das Ausgangsteil unmittelbar als Bestandteil der Arbeitsspindel auszuführen. Zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil wirken geeignete Drehmitnahmemittel, die bei nicht ausgelöster Überlastkupplung das Antriebsdrehmoment zuverlässig und insbesondere auch schlupffrei übertragen. Erst wenn die Überlastkupplung anspricht, wird die Antriebsverbindung unterbro chen und das Ausgangsteil drehmomentmäßig vom Eingangsteil abgekoppelt.
Es wäre prinzipiell denkbar, die Drehmitnahmemittel auf Reibschluss basierend auszubilden. Wegen der hierbei allerdings auftretenden Verschleißproblematik wird es als vorteilhafter angesehen, ein oder mehrere Verriegelungsmittel als Drehmitnahmemittel vorzusehen, die im nicht ausgelösten Zustand der Überlastkupplung eine auf Formschluss basierende Drehmitnahme gewährleisten. Wird der vorgegebene Drehmoment-Grenzwert überschritten, erfolgt ein Ausrücken der Verriegelungsmittel. Im Normalfall wird der Verriegelungseingriff durch eine Kupplungs-Federeinrichtung aufrechterhalten, deren Vorspannkraft ein Maß für den das Auslösen der Überlastkupplung bestimmenden Drehmoment-Grenzwert ist.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausgestaltung der Verriegelungsmittel als Wälzelemente. Wenn sie durch Ansprechen der Überlastkupplung beispielsweise aus dem Ausgangsteil ausgerückt sind, können sie weiterhin auf einer neben den Verriegelungsausnehmungen liegenden ringförmigen Abwälzbahn abrollen, wenn sich das Eingangsteil und das Ausgangsteil relativ zueinander drehen. Die Abwälzbahn liegt zweckmäßigerweise radial innerhalb eines Teilkreises, auf dem die Verriegelungsausnehmungen liegen. Die an dem Ausgangsteil sich abwälzenden Wälzelemente verursachen nahezu keinen Verschleiß, was eine lange Lebensdauer verspricht.
Indem die ausgerückten Verriegelungselemente vom Teilkreis der Verriegelungsausnehmungen wegbewegt sind, kann man auch einen unerwünschten Ratscheneffekt vermeiden. Es treten keine Schaltschläge auf. Das Restdrehmoment ist nahezu bei Null.
Es ist von Vorteil, wenn die Kupplungs-Federeinrichtung ohne Zerlegen der Gewindeschneidvorrichtung von außen her einstellbar ist, um den Drehmoment-Grenzwert zu variieren. Auf diese Weise kann man beim Gewindeschneiden auftretenden unterschiedlichen Anforderungen Rechnung tragen, insbesondere unterschiedlichen Gewindegrößen.
Eine platzsparende Mechanik zur zuverlässigen Variation des Drehmoment-Grenzwertes umfasst ein Schneckengetriebe, das durch eine von außen her zugängliche Schneckenwelle, insbesondere manuell, aktiviert wird. Die Schneckenwelle wirkt mit einem Schneckenrad zusammen, das bei seiner Betätigung einen insbesondere als Druckring ausgebildeten Druckkörper axial verlagert, um die Federmittel der Kupplungs-Federeinrichtung hinsichtlich ihrer Vorspannung zu variieren.
Ist die Überlastkupplung ein Bestandteil des Arbeitskopfes, empfiehlt sich eine bezüglich der Antriebswelle separate Ausgestaltung des Eingangsteils der Überlastkupplung. Bei der Kompensationsbewegung findet hierbei eine axiale Relativbewegung zwischen dem Eingangsteil und der Antriebswelle statt. Damit gleichwohl eine Übertragung des Antriebsdrehmomentes von der Antriebswelle auf das Eingangsteil ununterbrochen gewährleistet ist, stehen das Eingangsteil und die Antriebswelle zweckmäßigerweise derart drehfest miteinander in Eingriff, dass gleichzeitig eine axial teleskopierende Relativbewegung zwischen den Komponenten möglich ist.
Als optimal wird derzeit eine Bauform angesehen, die bei ausgelöster Überlastkupplung eine Rotation der Arbeitsspindel in der Ausdrehrichtung hervorruft, wenn nach Beendigung einer vorherigen Kompensationsphase zwischen dem Arbeitskopf und der Antriebswelle bzw. der Antriebseinheit bei der Rückfahrbewegung wieder die Grundstellung eingenommen wird. Somit wird das zuvor während der Kompensationsphase und der hierbei ablaufenden Vorschubbewegung im Werkstück stillstehende Gewindeschneidwerkzeug durch die Gewindeschneidvorrichtung selbst wieder herausgedreht, wenn die Antriebswelle nach sich wieder eingestellter Grundstellung ihre axiale Rückfahrbewegung fortsetzt.
Damit ist der große Vorteil verbunden, dass ein Bearbeitungsvorgang gänzlich ungestört und ohne Stillsetzen der Bearbeitungsmaschine abgewickelt werden kann, als ob es sich um einen normalen, ungestörten Bearbeitungsvorgang handeln würde. Man erspart sich jeglichen manuellen Zusatzaufwand für das Herausdrehen des in der Regel als Gewindebohrer ausgebildeten Gewindeschneidwerkzeuges aus der unvollständig geschnittenen Gewindebohrung.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist die Gewindeschneidvorrichtung mit mindestens einem Wendegetriebe ausgestattet, das es ermöglicht, eine zugeordnete Arbeitsspindel wahlweise im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn drehen zu lassen und beide Drehbewegungen von einer stets mit gleichem Richtungssinn rotierenden Antriebswelle abzuleiten. Die für das Eindrehen des Gewindeschneidwerkzeuges in ein Werkstück relevante Drehrichtung kann als Eindrehrichtung bezeichnet werden, die entgegengesetzte Drehrichtung als Ausdrehrichtung, weil mit ihr das Gewindeschneidwerkzeug aus dem eingeschnittenen Gewinde wieder herausgedreht wird.
Ist die Gewindeschneidvorrichtung mit nur einer Arbeitsspindel ausgestattet, ist auch nur ein Wendegetriebe vorhanden. Verfügt die Gewindeschneidvorrichtung über mehrere Arbeitsspindeln, kann sämtlichen Arbeitsspindeln gemeinsam ein einziges Wendegetriebe zugeordnet sein, oder es verfügt jede Ar beitsspindel nach dem Vorbild der DE 43 44 037 C1 über jeweils ein eigenes Wendegetriebe.
Jedenfalls ist das Wendegetriebe zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass die Drehrichtungsänderung der Arbeitsspindel dadurch ausgelöst wird, dass die Antriebswelle beziehungsweise die Antriebseinheit aus der für das Eindrehen relevanten Vorschubbewegung in die für das Ausdrehen relevante Rückfahrbewegung umgeschaltet wird. Der Umschaltvorgang basiert insbesondere auf einer dadurch hervorgerufenen axialen Relativbewegung zwischen der Arbeitsspindel und dem diese lagernden Spindelträger.
Die Gewindeschneidvorrichtung kann schließlich auch noch mit Detektionsmitteln zur Detektion der Ausführung einer Kompensationsbewegung ausgestattet sein. Die Detektionsmittel können im einfachsten Fall aus einer an einem der relativ zueinander bewegbaren Teile angeordneten Markierung bestehen, deren Änderung der Relativlage man visuell wahrnehmen kann. Andere Detektionsmittel, insbesondere solche, die zur Ausgabe elektrischer Signale ausgebildet sind und vorzugsweise solche mit elektronischem Aufbau, sind jedoch ebenfalls möglich. Beispielsweise kann auf diese Weise das Stattfinden einer Kompensationsphase an eine elektronische Steuereinrichtung gemeldet werden, die dann zum Beispiel ein Warnsignal ausgibt und/oder in der Folge veranlasst, dass das unvollständig bearbeitete Werkstück aussortiert und einer Nachbearbeitung zugeführt wird und/oder die sonstige geeignete Maßnahmen veranlasst.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 einen Längsschnitt durch die Gewindeschneidvorrichtung gemäß Schnittlinie I-I aus 2, wobei die Grundstellung vorliegt und die Überlastkupplung nicht ausgelöst hat,
2 die Gewindeschneidvorrichtung in einem Längsschnitt entsprechend 1 bei ausgerückter Überlastkupplung bei beendeter Vorschubbewegung der Antriebswelle während der Kompensationsphase,
3 einen Querschnitt der Gewindeschneidvorrichtung gemäß Schnittlinie A-A aus 2 ohne Darstellung des Lagergehäuses,
4 einen weiteren Querschnitt der Gewindeschneidvorrichtung gemäß Schnittlinie B-B aus 2, und
5 erneut einen Querschnitt der Gewindeschneidvorrichtung, hier gemäß Schnittlinie C-C aus 2.
Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Gewindeschneidvorrichtung ist im Betrieb mit ihrer Rückseite voraus an einer lediglich schematisch angedeuteten Spannvorrichtung 2 einer Bearbeitungsmaschine festgespannt. Durch die nach Bedarf gesteuerte Bewegung der Spannvorrichtung 2 wird die Bewegung der Gewindeschneidvorrichtung 1 vorgegeben.
Die Gewindeschneidvorrichtung 1 verfügt über einen im vorderen Bereich angeordneten Arbeitskopf 4 und eine diesbezüglich separate, rückseitig angeordnete Antriebseinheit 5. Diese beiden Komponenten 4, 5 sind in Achsrichtung einer Hauptachse 3 aufeinanderfolgend angeordnet und sind in der Lage, relativ zueinander eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Kompensa tionsbewegung 6 in der Achsrichtung der Hauptachse 3 auszuführen.
Die Antriebseinheit 5 verfügt über ein Lagergehäuse 7, das zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen topfförmig gestaltet ist. Es weist im Bereich seiner Rückseite eine Bodenwand 8 auf, von der eine bevorzugt im Wesentlichen hohlzylindrische Seitenwand 12 koaxial nach vorne absteht. Bodenwand 8 und Seitenwand 12 umgrenzen einen Aufnahmeraum 13, der über eine der Bodenwand 8 axial entgegengesetzte vordere Öffnung 14 von vorne außen her zugänglich ist.
In dem Lagergehäuse 7 ist eine Antriebswelle 15 drehbar und zugleich axial unbeweglich gelagert. Ihre Längsachse 16 fällt zweckmäßigerweise mit der Hauptachse 3 zusammen.
Für die Lagerung zuständig ist zweckmäßigerweise eine aus mehreren koaxial aufeinanderfolgend angeordneten Wälzlagern bestehende Wälzlageranordnung 17. Diese sitzt konzentrisch zwischen dem Außenumfang der Antriebswelle 15 und dem Innenumfang einer zentralen Durchbrechung der Bodenwand 8. Der Lagerungsbereich verfügt über eine relativ große axiale Länge und kann somit zuverlässig auch hohe Querkräfte aufnehmen. Um die große Länge des Lagerungsbereiches zu realisieren, verfügt die Bodenwand 8 im Anschluss an einen der Rückseite des Lagergehäuses 7 zugeordneten scheibenförmigen Wandabschnitt 18 über einen axial in Richtung zum Arbeitskopf 4 ragenden hülsenförmigen Lagerungsdom 22 mit bezüglich des scheibenförmigen Wandabschnittes 18 kleinerem Außendurchmesser. Die Bodenwand 8 kann auf diese Weise eine hutähnliche Gestalt haben.
Die Antriebswelle 15 ragt rückseitig mit einem Antriebsabschnitt 23 aus der Bodenwand 8 heraus. Mit diesem Antriebsab schnitt 23 ist sie im Betrieb der Gewindeschneidvorrichtung 1 an der maschinell zu einer Rotationsbewegung antreibbaren Maschinenspindel 24 der Bearbeitungsmaschine festgespannt. Dies erfolgt beispielsweise unter Zwischenschaltung eines an der Antriebswelle 15 fixierten Steilkegels 25 oder anderer Haltemittel.
Über die Maschinenspindel 24 kann die Antriebswelle 15 im Betrieb zu einer unidirektionalen rotativen Antriebsbewegung 26 angetrieben werden, und zwar relativ zum Lagergehäuse 7, das über maschinenspezifisch ausgebildete Haltemittel 27 an der Spannvorrichtung 2 unverdrehbar gehalten ist. Dadurch ist sichergestellt, dass das Lagergehäuse 7 die Rotationsbewegung der Antriebswelle 15 nicht mitmacht.
Durch die Bearbeitungsmaschine kann die Antriebswelle 15 und mithin das gesamte Lagergehäuse 7 zu einer nach vorne, in 1 und 2 nach links gerichteten Vorschubbewegung 28 oder alternativ zu einer entgegengesetzt gerichteten, ebenfalls linearen Rückfahrbewegung 29 angetrieben werden. Die beiden Bewegungen sind durch Pfeile markiert und verlaufen in Achsrichtung der Längsachse 16.
Der Arbeitskopf 4 taucht von vorne her, durch die vordere Öffnung 14 hindurch, in den vom Lagergehäuse 7 umgrenzten Aufnahmeraum 13 hinein. Er ist dabei, zur Ermöglichung der oben angesprochenen Kompensationsbewegung 6, an dem Lagergehäuse 7 linear verschiebbar geführt.
Genauer gesagt enthält der Arbeitskopf 4 zweckmäßigerweise einen ein- oder mehrteiligen Spindelträger 32, der den Querschnitt des Aufnahmeraumes 13 ausfüllt und mit seinem radial nach außen orientierten Außenumfang 33 am Innenumfang 34 der Seitenwand 12 linear gleitverschieblich anliegt. Verdrehsi cherungsmittel 35 verhindern eine relative Drehbewegung zwischen dem Spindelträger 32 und dem Lagergehäuse 7 bezüglich der Hauptachse 3. Die Verdrehsicherungsmittel 35 umfassen beispielsweise am Spindelträger 32 angeordnete, entlang dessen Außenumfanges 33 verteilte innere Längsnuten 36 sowie eine in Anzahl und Verteilung gleiche Anordnung mehrerer äußerer Längsnuten 37, die sich mit den inneren Längsnuten 36 jeweils paarweise gegenüberliegen und axial überlappen. In jedem Paar innerer und äußerer Längsnuten 36, 37 sitzt ein abrollfähiger Kugelkörper 38, der durch Formschlusskontakt mit den Flanken der Längsnuten 36, 37 die Verdrehsicherung bewirkt und gleichzeitig am jeweiligen Nutgrund abrollen kann, um die lineare Kompensationsbewegung 6 zuzulassen. Die maximale Wegstrecke der Kompensationsbewegung 6 beträgt auf diese Weise etwa die zweifache Länge einer Längsnut.
In dem Spindelträger 32 ist in zu der Hauptachse 3 koaxialer Anordnung eine Arbeitsspindel 42 drehbar gelagert. Um einen später noch erläuterten Drehrichtungswechsel hervorrufen zu können, ist die Arbeitsspindel 42 außerdem zweckmäßigerweise in Achsrichtung der Hauptachse 3 relativ zu dem Spindelträger 32 verschiebbar. Sie kann dadurch wahlweise in der aus 1 und 2 hervorgehenden eingefahrenen Stellung oder in einer diesbezüglich axial weiter ausgefahrenen Stellung positioniert werden. Normalerweise, und ohne Einwirkung eines Werkstückes, liegt die eingefahrene Stellung vor, die durch eine im Innern des Spindelträgers 32 koaxial um die Arbeitsspindel 42 herum angeordnete Rückstellfedereinrichtung 43 aufrechterhalten wird. Letztere beaufschlagt die Arbeitsspindel 42 axial nach rückwärts, wobei die eingefahrene Position durch einen sich am Spindelträger 32 abstützenden Anschlagbund 44 oder andere Anschlagmittel der Arbeitsspindel 42 exakt vorgegeben werden kann.
Für die Drehlagerung der Arbeitsspindel 42 zuständig ist insbesondere eine äußere Wälzlagereinheit 45, die die Arbeitsspindel 42 im Innern des Spindelträgers 32 umschließt. Die äußere Wälzlagereinheit 45 sitzt in einer bevorzugt kreiszylindrischen Ausnehmung 46 des Spindelträgers 32, die zu der Hauptachse 3 koaxial angeordnet ist und in die auch die Arbeitsspindel 42 von außen her koaxial eintaucht.
Die Rückstellfedereinrichtung 43 stützt sich nach axial vorne hin am Spindelträger 32 ab, insbesondere über die äußere Wälzlagereinheit 45. Mit ihrem axial innenliegenden Endabschnitt beaufschlagt sie eine die Arbeitsspindel 42 umschließende Drucktasse 47, die sich über einen Sicherungsring an der Arbeitsspindel 42 axial abstützt, so dass auf die Arbeitsspindel 42 ständig eine in Richtung der eingefahrenen Stellung wirkende Einfahrkraft wirkt.
Die Arbeitsspindel 42 weist an ihrem außerhalb des Spindelträgers 32 liegenden vorderen Endabschnitt ein Spannfutter 48 auf, an dem sich ein strichpunktiert angedeutetes Gewindeschneidwerkzeug 52, insbesondere ein Gewindebohrer, auswechselbar festlegen lässt.
Im Innern des Aufnahmeraumes 13 befindet sich eine Stützfedereinrichtung 53, die zwischen dem Arbeitskopf 4 und dem Lagergehäuse 7 wirksam ist und diese beiden Komponenten in eine aus 1 ersichtliche auseinandergefahrene Grundstellung vorspannt. Die Grundstellung wird durch Anschlagmittel definiert, die exemplarisch von einem die vordere Öffnung 14 umgrenzenden, nach radial innen vorstehenden Anschlagkragen 54 gebildet sind sowie einem dem Anschlagkragen 54 axial innen gegenüberliegenden, am Außenumfang des Spindelträgers 32 angeordneten und nach radial außen ragenden Anschlagbund 55. Wenn ansonsten keine äußeren Kräfte auf das System einwirken, drückt die Stützfedereinrichtung 53 den Anschlagbund 55 gegen den Anschlagkragen 54, so dass sich eine stabile Grundstellung ergibt. Diese Grundstellung liegt dann selbstverständlich auch zwischen einerseits dem Spindelträger 32 und andererseits der Antriebswelle 15 beziehungsweise dem Lagergehäuse 7 vor.
Die Stützfedereinrichtung 53 hat zweckmäßigerweise einen relativ großen Durchmesser und kann unmittelbar am Innenumfang 34 der Seitenwand 12 anliegen. Exemplarisch ist sie als Schraubendruckfeder ausgebildet. Ihr vorderer Endabschnitt drückt gegen den Arbeitskopf 4, insbesondere gegen den Spindelträger 32. Ihr rückwärtiger Endabschnitt drückt gegen die axial orientierte Innenfläche des scheibenförmigen Wandabschnittes 18. Um eine relativ große Federlänge zu ermöglichen, greift die Stützfedereinrichtung 53 ein Stückweit axial am Außenumfang des Spindelträgers 32 vorbei, der zu diesem Zweck außen abgestuft ist, so dass sich zwischen seinem Außenumfang 33 und der Seitenwand 12 ein konzentrischer Ringspalt 56 ergibt, in den die Stützfedereinrichtung 53 je nach Relativposition von Arbeitskopf 4 teilweise (1) oder vollständig (2) eintaucht.
Unter Ausführung der Kompensationsbewegung 6 kann der Arbeitskopf 4 ausgehend von der in 1 gezeigten Grundstellung relativ zur Antriebseinheit 5 axial weiter in den Aufnahmeraum 13 einfahren. Hierbei nähert sich der Spindelträger 32 axial an die Bodenwand 8 an. Die eingefahrene Stellung des Arbeitskopfes 4 sei im Folgenden als Kompensations-Endstellung bezeichnet. Hierbei sind Arbeitskopf 4 und Antriebseinheit 5 regelmäßig weniger weit axial zusammengefahren, als es die mechanischen Gegebenheiten tatsächlich zulassen würden.
Während eines Gewindeschneidvorganges führt die Antriebswelle 15 die Antriebsbewegung 26 aus und die Antriebseinheit 5 wird zunächst zu der Vorschubbewegung 28 angetrieben. Im Innern des Spindelträgers 32 getroffene Maßnahmen rufen hierbei eine mit der Drehrichtung der Antriebsbewegung 26 gleichgerichtete Rotationsbewegung der Arbeitsspindel 42 hervor, wobei deren. Drehbewegung als Eindrehbewegung 57 bezeichnet sei und die zugehörige Drehrichtung als Eindrehrichtung. Bei einem störungsfreien Gewindeschneidvorgang macht der Spindelträger 32 einschließlich der Arbeitsspindel 42 die Vorschubbewegung 28 mit, wobei durch die Stützfedereinrichtung 53 insoweit die Grundstellung zwischen Arbeitskopf 4 und Antriebseinheit 5 stabilisiert und aufrechterhalten wird.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass ausgehend von der Grundstellung prinzipiell jederzeit die Kompensationsbewegung 6 stattfinden kann, wenn der Arbeitskopf 4 aufgrund irgendwelcher Hindernisse an einem Mitmachen der Vorschubbewegung 28 gehindert ist, beispielsweise wenn versehentlich kein Kernloch für das zu erzeugende Gewinde gebohrt worden ist. Der Arbeitskopf 4 verharrt dann in seiner momentanen Stellung, wobei er wegen der weiterhin stattfindenden Vorschubbewegung 28 der Antriebseinheit 5 in Richtung der Kompensations-Endstellung in das Lagergehäuse 7 einfahren kann. Dass hierbei innerhalb des das Drehmoment übertragenden Antriebsstranges in der axialen Richtung keine Blockade auftritt, ist einer noch zu erläuternden Teleskopverbindung 63 zu verdanken.
Ist die gewünschte Gewindeschneidtiefe erreicht, wird auf noch zu erläuternde Weise mittels eines im Spindelträger 32 untergebrachten Wendegetriebes 58 eine Änderung des Drehrichtungssinnes der Arbeitsspindel 42 hervorgerufen. Diese führt fortan eine durch einen Pfeil angedeutete Ausdrehbewegung 62 mit als Ausdrehrichtung bezeichneter Rotationsrichtung aus und schraubt sich daher aus dem zuvor eingeschnittenen Gewinde des nicht näher gezeigten Werkstückes wieder heraus. Dies geht einher mit der zuvor hervorgerufenen Rückfahrbewegung 29, die von der Antriebseinheit 5 und vom Arbeitskopf 4 einheitlich gemeinsam ausgeführt wird.
Die relative Verfahrbarkeit zwischen Antriebseinheit 5 und Arbeitskopf 4 wird in Verbindung mit einer in den Kraftfluss zwischen Antriebswelle 15 und Arbeitsspindel 42 eingeschaltete Überlastkupplung 64 in vorteilhafter Weise ausgenutzt. Die Überlastkupplung 64 stellt normalerweise eine den Drehmomentfluss gewährleistende Antriebsverbindung her. Tritt im Antriebsstrang jedoch ein einen vorgegebenen Grenzwert überschreitendes Drehmoment auf, spricht die Überlastkupplung 64 an und unterbricht die Drehmomentübertragung.
Der Drehmoment-Grenzwert ist so eingestellt, dass das maximal durchleitbare Drehmoment geringer ist als ein Drehmoment, das zum Abbrechen oder sonstigen Zerstören des Gewindeschneidwerkzeuges 52 erforderlich wäre, wenn dieses Gewindeschneidwerkzeug 52, zum Beispiel durch ein zu wenig tief vorgebohrtes Kernloch, an einer Drehbewegung gehindert wird.
Das Verhindern einer Drehbewegung des Gewindeschneidwerkzeuges 52 tritt typischerweise dann auf, wenn es zu einem Verklemmen mit dem zu bearbeitenden Werkstück kommt. In diesem Fall wird wegen der Drehmoment-Begrenzung ein Abscheren des Gewindeschneidwerkzeuges 52 verhindert. Vielmehr wird die Überlastkupplung 64 ausgelöst, so dass die Antriebswelle 15 ohne Mitnahme der Arbeitsspindel 42 weiter rotiert. Aufgrund des festsitzenden Gewindeschneidwerkzeuges 52 kann die Arbeitsspindel 42 der der Antriebseinheit 5 von der zugeordneten Bearbeitungsmaschine auferlegten Vorschubbewegung nicht folgen. Dass gleichwohl keine Schäden auftreten, hat seine Ursache in der schon erwähnten Möglichkeit zur Ausführung der Kompensationsbewegung 6. Die Antriebswelle 15 ist zusammen mit der gesamten Antriebseinheit 5 in der Lage, ihre Vorschubbewegung 28 relativ zu dem wegen der stillstehenden Arbeitsspindel 42 ebenfalls an Ort und Stelle verharrenden Arbeitskopf 4 fortzusetzen, wobei Letzterer in der schon geschilderten Weise unter Ausführung der Kompensationsbewegung 6 in das Lagergehäuse 7 einfährt, der Arbeitskopf 4 und die Antriebseinheit 5 also aufeinander zu fahren.
Vorzugsweise ist die Überlastkupplung 64 am Arbeitskopf 4 angeordnet. Sie sitzt insbesondere gut geschützt rückseitig am Arbeitskopf 4 zwischen dem Spindelträger 32 und der Bodenwand 8 im Innern des Aufnahmeraumes 13.
Bevor nun die Funktionsweise der Überlastkupplung 64 weiter erläutert wird, soll auf das Wirkprinzip des Wendegetriebes 58 eingegangen werden. Das Wendegetriebe 58 ermöglicht ohne Änderung der Drehrichtung der Antriebswelle 15 eine Umkehrung der Drehrichtung der Arbeitsspindel 42, und zwar allein durch das Umschalten aus der Vorschubbewegung 28 in die Rückfahrbewegung 29. Da die grundlegende Funktionsweise des Wendegetriebes 58 bereits ausführlich in der DE 43 44 037 C1 beschrieben ist, wird auf die dortigen Ausführungen ausdrücklich verwiesen und beschränken sich die weiteren Darlegungen auf die grundsätzlichen Maßnahmen.
Wesentlich für die Funktion des Wendegetriebes 58 ist die Ausbildung zweier paralleler Antriebszweige ausgehend von der Antriebswelle 15.
Das Wendegetriebe 58 enthält ein Eindreh-Antriebsrad 65 und ein hierzu axial benachbartes, koaxiales Ausdreh-Antriebsrad 66. Beide Antriebsräder 65, 66 sind buchsen- oder hülsenför mig ausgebildet und umschließen die Arbeitsspindel 42 innerhalb der Ausnehmung 46 in koaxialer Anordnung. Beide Antriebsräder 65, 66 sind, insbesondere durch Wälzlagermittel 67, drehbar bezüglich dieser Hauptachse 3 gelagert, zugleich aber mit Bezug zum Spindelträger 32 in Achsrichtung der Hauptachse 3 unbeweglich fixiert.
Das Eindreh-Antriebsrad 65 sitzt näher zur Bodenwand 18 als das Ausdreh-Antriebsrad 66.
Das Eindreh-Antriebsrad 65 bildet das Ausgangsteil 68 der Überlastkupplung 64, das unter Zwischenschaltung von Drehmitnahmemitteln 72 mit einem axial rückseitig vorgeschalteten Eingangsteil 73 der Überlastkupplung 64 in drehfester Verbindung steht, solange der Drehmoment-Grenzwert nicht überschritten ist. Alternativ könnte auch ein eigenständiges Ausgangsteil 68 vorhanden sein, mit dem das Eindreh-Antriebsrad 65 dann drehfest verbunden wäre.
Bei entsprechender Anordnung der Überlastkupplung 64 könnte das Eingangsteil 73 unmittelbar von der Antriebswelle 15 gebildet sein. Nachdem vorliegend jedoch die Überlastkupplung 64 am Arbeitskopf 4 sitzt, bedarf es Maßnahmen, die während der Kompensationsbewegung 6 eine Relativbewegung zwischen dem Eingangsteil 73 und der Antriebswelle 15 ermöglichen. Das Eingangsteil 73 ist deshalb bezüglich der Antriebswelle 15 separat ausgebildet und steht mit der Antriebswelle 15 zum einen drehfest, zum anderen aber auch axial teleskopierbar in Eingriff. Hierzu dient die schon erwähnte Teleskopverbindung 63.
Exemplarisch verfügt das Eingangsteil 73 über einen wellenförmigen Antriebsabschnitt 74, der koaxial in die sich axial anschließende Antriebswelle 15 eintaucht, welche an ihrem dem Arbeitskopf 4 zugewandten vorderen Endabschnitt mit einem Hohlwellenabschnitt 75 versehen ist.
Nach dem Vorbild der Verdrehsicherungsmittel 35 sind am Außenumfang des Antriebsabschnittes 74 und am Innenumfang des Hohlwellenabschnittes 75 einander paarweise zugeordnete innere und äußere Längsnuten 76, 77 ausgebildet, in die jeweils ein Kugelkörper 78 als Drehmitnahmeelement eingreift.
Um eine äußerst exakte Teleskopführung zu erzielen, kann koaxial zwischen den Hohlwellenabschnitt 75 und den Antriebsabschnitt 74 eine Kugelbüchse 82 eingesetzt sein, die eine sehr verschleißarme Linearführung gewährleistet. Sie fungiert zweckmäßigerweise gleichzeitig als Käfig zum Festhalten der Kugelkörper 78.
Wenn die Antriebswelle 15 mit ihrer Antriebsbewegung 26 rotiert, so rotiert gleichfalls das mit dem Ausgangsteil 68 in Baueinheit ausgeführte Eindreh-Antriebsrad 65 mit gleichem Richtungssinn, der vorliegend die Eindrehrichtung darstellt. Auf diese Weise ist ein Eindreh-Antriebszweig des Antriebsstranges realisiert.
Gleichzeitig ist aber auch ein zu dem Eindreh-Antriebszweig paralleler Ausdreh-Antriebszweig wirksam. Er verursacht, dass das Ausdreh-Antriebsrad 66 mit bezüglich des Eindreh-Antriebsrads 65 entgegengesetztem Richtungssinn rotiert, wobei es sich hier um die Ausdrehrichtung handelt.
Der Ausdreh-Antriebszweig beinhaltet im Spindelträger 32 gelagerte Getriebemittel 83, die für die Drehrichtungsumkehr verantwortlich sind. Zu den Getriebemitteln 83 gehört eine erste Zahnradeinheit 84, die mit dem Eingangsteil 73 kämmt, und zwar insbesondere mit einer Außenverzahnung eines topfförmigen Abtriebsabschnittes 85 des Eingangsteils 73, der das Eindreh-Antriebsrad 65 koaxial übergreift.
Eine bezüglich der ersten Zahnradeinheit 84 ein Stückweit in Umfangsrichtung um die Arbeitsspindel 42 versetzt angeordnete zweite Zahnradeinheit 86 (3) kämmt gleichzeitig mit der ersten Zahnradeinheit 84 und dem Ausdreh-Antriebsrad 66. Auf diese Weise kommt die Änderung des Drehrichtungssinnes zustande.
Zur Vermeidung von Schaltschlägen kann die erste Zahnradeinheit 84 aus zwei zueinander koaxialen Einzelzahnrädern 84a, 84b bestehen, die über einen Torsionsdämpfer 87 miteinander in Drehantriebsverbindung stehen. Das eine Einzelzahnrad 84a kämmt mit dem Eingangsteil 74, das andere Einzelzahnrad 84b mit der insbesondere aus nur einem einzigen Zahnrad bestehenden zweiten Zahnradeinheit 86.
Man hat somit die Möglichkeit, eine Aufteilung der Umschaltstoß-Torsionsdämpfung in den für die Ausdrehbewegung relevanten Torsionsdämpfer 87 und die quasi als Eindreh-Torsionsdämpfer fungierende und gewünscht ”härtere” federbelastete Überlastkupplung 64 vorzunehmen.
Je nachdem, welche Axialposition die Arbeitsspindel 42 bezüglich des Spindelträgers 32 einnimmt, steht sie entweder mit dem Eindreh-Antriebsrad 65 oder mit dem Ausdreh-Antriebsrad 66 in Antriebsverbindung. Beide Antriebsräder 65, 66 haben an ihrem Innenumfang einen oder mehrere Mitnahmenocken 88, mit denen von der Arbeitsspindel 42 getragene Schaltkugeln 89 alternativ in Eingriff bringbar sind, um eine Drehmitnahmeverbindung herzustellen oder aufzuheben.
Die Schaltkugeln 89 sind in axialen Längsnuten am Außenumfang der Arbeitsspindel 42 axial beweglich aufgenommen und stehen unter der Vorspannung einer axial wirkenden Federeinrichtung 93, die den Drehmitnahmeeingriff in Abhängigkeit von der bezüglich des Spindelträgers 32 eingenommenen Relativposition der Arbeitsspindel 42 koordiniert.
Während eines Gewindeschneidvorganges stehen bei nicht ausgelöster Überlastkupplung 64 beide Antriebsräder 65, 66 ständig mit dem Eingangsteil 73 der Überlastkupplung 64 in Drehantriebsverbindung. Welches der beiden Antriebsräder 65, 66 jedoch tatsächlich das Antriebsdrehmoment auf die Arbeitsspindel 42 überträgt, hängt davon ab, ob die Arbeitsspindel 42 bezüglich dem Spindelträger 32 die eingefahrene Stellung oder die nicht weiter abgebildete ausgefahrene Stellung einnimmt. In der eingefahrenen Stellung ist das Eindreh-Antriebsrad 65 eingekuppelt und es findet die Eindrehbewegung statt. In der ausgefahrenen Stellung ist das Ausdreh-Antriebsrad 66 eingekuppelt und es findet die Ausdrehbewegung statt.
Um die zur Änderung der Drehrichtung erforderliche Änderung der Axialposition der Arbeitsspindel 42 hervorzurufen, ist lediglich der Vorschubantrieb der Antriebseinheit 5 aus der Vorschubbewegung 28 in die Rückfahrbewegung 29 umzuschalten. Der Spindelträger 32 wird dadurch bezüglich der aufgrund des Gewindeeingriffes im Werkstück festgehaltenen Arbeitsspindel 42 zurückgezogen, so dass die Arbeitsspindel 42 aus dem Spindelträger 32 ausfährt.
Allein durch das Umschalten zwischen der Vorschubbewegung 28 und der Rückhubbewegung 29 kann also der Drehrichtungssinn der Arbeitsspindel 42 von der Eindrehrichtung in die Ausdrehrichtung umgeschaltet werden. Ein Reversieren der Antriebswelle 15 ist hierzu nicht erforderlich. Letztere kann kon stant durchlaufen, was einen sehr ökonomischen Betrieb ermöglicht.
Nun zu weiteren vorteilhaften Details der Überlastkupplung 64.
Zu Gunsten eines geringen Verschleißes sind die Drehmitnahmemittel 72 beim Ausführungsbeispiel als Verriegelungsmittel 94 ausgebildet, die das Drehmoment durch formschlüssige Verriegelung übertragen. Dadurch kann auch unerwünschter Schlupf vermieden werden.
Exemplarisch ist in der axial der Bodenwand 8 zugewandten rückseitigen Stirnfläche 95 des Ausgangsteils 68 eine Vielzahl von Verriegelungsausnehmungen 96 ausgebildet, die allesamt auf einer gemeinsamen, zur Hauptachse 3 konzentrischen Kreislinie 97 liegen. Es handelt sich insbesondere um konische Vertiefungen.
Das Eingangsteil 73 verfügt über einen der Stirnfläche 95 axial vorgelagerten scheibenförmigen Wandabschnitt 98, der insbesondere den Boden des becherförmigen Abtriebsabschnittes 85 bildet und der mit mehreren um die Hauptachse 3 herum verteilten, schräg radial ausgerichteten Führungsschlitzen 99 versehen ist. Die Führungsschlitze 99 haben einen radial äußeren Schlitzendabschnitt, dessen Zentrum auf der Kreislinie 97 liegt, sowie einen radial näher zur Hauptachse 3 angeordneten inneren Schlitzendabschnitt 100. Das Zentrum aller inneren Schlitzendabschnitte 100 liegt auf einer durch eine gestrichelte Kreislinie angedeuteten Abwälzbahn 101, die sich auf der Stirnfläche 95 mit radialem Abstand zu den taschenförmigen Verriegelungsausnehmungen 96 konzentrisch um die Hauptachse 3 herum erstreckt.
In jedem Führungsschlitz 99 sitzt ein Verriegelungsmittel 94, das als Wälzelement 94a in Form einer Kugel ausgebildet ist.
Die Dicke des scheibenförmigen Wandabschnittes 98 ist so auf den Durchmesser der Wälzelemente 94a abgestimmt, dass diese an der dem Ausgangsteil 68 axial entgegengesetzten Seite über den scheibenförmigen Wandabschnitt 98 vorstehen, wenn sie in einer Verriegelungsausnehmung 96 einsitzen. An diesen überstehenden Abschnitten der Wälzelemente 94a liegt ein dem scheibenförmigen Wandabschnitt 98 axial rückseitig vorgelagerter Druckring 102 an, der zweckmäßigerweise Bestandteil einer in Achsrichtung der Hauptachse 3 beweglichen Drucktasse 103 ist, die von einer Kupplungs-Federeinrichtung 104 axial, in Richtung zu den Verriegelungsmitteln 94, beaufschlagt ist.
Die Kupplungs-Federeinrichtung 104 drückt die Verriegelungsmittel 94 mittels der Drucktasse 103 unter Vorspannung in die Verriegelungsausnehmungen 96 hinein. Da sich die Verriegelungsmittel 94 gleichzeitig im äußeren Schlitzendabschnitt an der Flanke des jeweils zugeordneten Führungsschlitzes 99 abstützen, liegt unter Vermittlung der Verriegelungsmittel 94 eine formschlüssige Drehmitnahmeverbindung zwischen dem Eingangsteil 73 und dem Ausgangsteil 68 der Überlastkupplung 64 vor.
Die Vorspannkraft der Kupplungs-Federeinrichtung 104 ist ausreichend groß gewählt, um ein Drehmoment in der gewünschten Höhe übertragen zu können, ohne dass die Verriegelungsmittel 94 aus den Verriegelungsausnehmungen 96 ausgerückt werden. Überschreitet das Drehmoment jedoch einen durch die Federvorspannung vorgegebenen Grenzwert, rasten die Verriegelungsmittel 94 aus den Verriegelungsausnehmungen 96 aus, so dass die Antriebsverbindung unterbrochen ist und das Eingangsteil 73 nurmehr leer, d. h. mit praktisch nahezu keinem Restdrehmoment mehr, ohne Mitnahme des Ausgangsteils 68, rotiert.
Das Ausrücken der Verriegelungsmittel 94 wird durch schräge Innenflächen der Verriegelungsausnehmungen 96 hervorgerufen, die die Verriegelungsmittel 94 axial nach hinten drücken. Durch die Verriegelungsmittel 94 wird dabei auch die Drucktasse 103 ein Stückweit axial verschoben, bei gleichzeitiger Komprimierung der auf die Drucktasse 103 einwirkenden Federmittel 105 der Kupplungs-Federeinrichtung 104.
Beim Ausrücken verlagern sich die Verriegelungsmittel 94 gemäß Pfeilen 94b in 4 in den Bereich der inneren Schlitzendabschnitte 100 der Führungsschlitze 99. Diese ausgerückte Position der Verriegelungsmittel 94 ist in 1 und 2 gestrichelt angedeutet. In Bezug auf 2 ist hierbei anzumerken, dass die Überlastkupplung 64 der Einfachheit halber im nicht ausgerückten Zustand gezeigt ist und tatsächlich, bei der hier gegebenen Relativposition von Antriebseinheit 5 und Arbeitskopf 4, die Verriegelungsmittel die gestrichelt gezeigte ausgerückte Position einnehmen.
Wenn die Verriegelungsmittel 94 ausgerückt sind, liegen sie – geführt durch die Führungsschlitze 99 – an der glattflächigen und keine Vertiefungen aufweisenden Abwälzbahn 101 an. An dieser können sie sich bei der zwischen dem Eingangsteil 73 und dem Ausgangsteil 68 stattfindenden relativen Rotationsbewegung reibungsarm abwälzen. In gleicher Weise wälzen sie sich an dem sie ständig beaufschlagenden Druckring 102 ab.
Das Verlagern der ausgerückten Verriegelungsmittel 94 auf eine zu der Kreislinie 97 konzentrische, diesbezüglich radial beabstandete Abwälzbahn 101 hat den Vorteil, dass bei ausge rückter Überlastkupplung 64 ein Ratscheneffekt vermieden wird und keine Schläge auftreten.
Pro Führungsschlitz 99 ist ein Verriegelungsmittel 94 vorhanden. Zweckmäßigerweise ist die Anzahl der Verriegelungsausnehmungen 96 jedoch größer als diejenige der Verriegelungsmittel 94 und weisen untereinander, in der Umfangsrichtung um die Hauptachse 3 herum gemessen, auch einen geringeren Abstand auf. Auf diese Weise wird die Länge des Ausrückweges vorteilhaft reduziert und das Ansprechverhalten verbessert.
Vorzugsweise ist die Kupplungs-Federeinrichtung 104 hinsichtlich der auf die Verriegelungsmittel 94 ausgeübten Vorspannkraft von außen her variabel einstellbar. Zweckmäßigerweise wird die Einstellbarkeit durch ein Schneckengetriebe 106 gewährleistet.
Die Federmittel 105 stützen sich mit ihrem vorderen axialen Endabschnitt an einem äußeren ringförmigen Randabschnitt 107 der Drucktasse 103 ab, insbesondere unter Zwischenschaltung eines für geringe Reibung sorgenden Axiallagers. Axial rückseitig stützen sich die Federmittel 105 an einem verdrehsicher und axial verschieblich am Spindelträger 32 fixierten Druckring 108 ab, der über ein Außengewinde verfügt, mit dem er mit dem Innengewinde eines Schneckenrades 109 des Schneckengetriebes 106 in Gewindeeingriff steht. Das Schneckenrad 109 seinerseits kämmt mittels einer an seinem Außenumfang angeordneten Schrägverzahnung mit dem externen Schneckenprofil einer im Spindelträger 32 axial fest und drehbar gelagerten Schneckenwelle 110 des Schneckengetriebes 106. Das Schneckenrad 109 ist koaxial zu der Hauptachse 3 angeordnet, die Schneckenwelle 110 erstreckt sich rechtwinkelig dazu. Vorzugsweise sitzt die Schneckenwelle 110 in einem radial in der Nähe der Seitenwand 12 liegenden Bereich und fluchtet axial mit einer die Seitenwand 12 durchsetzenden Wanddurchbrechung 111. Durch die Wanddurchbrechung 111 hindurch lässt sich ein Drehwerkzeug an einen Betätigungsabschnitt 112 der Schneckenwelle 110 ansetzen, um diese wahlweise im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu verdrehen.
Je nach Drehrichtung der Schneckenwelle 110 verdreht sich das Schneckenrad 109 in der einen oder anderen Richtung und schraubt aufgrund seines diesbezüglichen Gewindeeingriffes den Druckring 108 entweder nach vorne in Richtung zur Drucktasse 103 oder in entgegengesetzter Richtung. Auf diese Weise werden die Federmittel 105, die beim Ausführungsbeispiel aus einem von axial geschichteten Tellerfedern gebildeten Federpaket bestehen, entweder komprimiert oder dekomprimiert. Somit lässt sich die Vorspannung der Federmittel 105 variabel einstellen, was sich unmittelbar auf den Drehmoment-Grenzwert auswirkt, weil dadurch die Verriegelungsmittel 94 mehr oder weniger stark in die Verriegelungsausnehmungen 96 gedrückt werden.
Die Federmittel 105 sind zweckmäßigerweise in einer Federkammer 113 aufgenommen, die im rückwärtigen Endabschnitt des Spindelträgers 32 ausgebildet ist. Zur Bodenwand 8 hin weist die Federkammer 113 rückseitig eine zentrale Öffnung 114 auf, in die der Lagerdom 22 in Abhängigkeit von der momentan zwischen dem Arbeitskopf 4 und der Antriebseinheit 5 eingenommenen Relativposition mehr oder weniger weit eintaucht.
Die periphere Umfangswand der Federkammer 113 wird von einem zum bevorzugt mehrteiligen Spindelträger 32 gehörenden Ringkörper 115 gebildet, der auch die Schneckenwelle 110 und das Schneckenrad 109 trägt. Der oben erwähnte Ringspalt 56 ist radial innen von dem Ringkörper 115 begrenzt.
Anstelle aus Tellerfedern könnten die Federmittel 105 selbstverständlich auch aus einer anderen Federarten aufgebaut sein.
Wenn bei einem Gewindeschneidvorgang während der Vorschubbewegung 28 und der damit einhergehenden Eindrehbewegung der Arbeitsspindel 42 ein Verklemmen des Gewindeschneidwerkzeuges 52 auftritt, übersteigt das im Eindreh-Antriebszweig des Antriebsstranges herrschende Drehmoment den durch die Kupplungs-Federeinrichtung 104 vorgegebenen Drehmoment-Grenzwert. Somit spricht die Überlastkupplung 64 an und die Verriegelungsmittel 94 werden ausgerückt. Ab diesem Moment steht das Eindreh-Antriebsrad 65 ebenso still wie die über die Schaltkugeln 89 mit dem Eindreh-Antriebsrad 65 in Drehantriebsverbindung stehende Arbeitsspindel 42. Wegen der Möglichkeit zur Ausführung der Kompensationsbewegung 6 kann sich die Vorschubbewegung 28 dabei ungehindert fortsetzen, ganz so, wie wenn der Gewindeschneidvorgang ordnungsgemäß ablaufen würde. Allerdings macht der Spindelträger 32 die Vorschubbewegung nicht mit, sondern verharrt an Ort und Stelle und taucht dadurch in die Antriebseinheit 5 ein.
Bei Erreichen einer in Abhängigkeit von der gewünschten Gewindelänge vorgegebenen Vorschubposition schaltet die Bearbeitungsmaschine von der Vorschubbewegung 28 in die Rückfahrbewegung 29 um. Seitens der Gewindeschneidvorrichtung 1 verlagert sich hierbei zunächst nur die Antriebseinheit 5 zurück, da der Arbeitskopf 4 über das mit dem Werkstück in Gewindeeingriff stehende Gewindeschneidwerkzeug 52 axial unbeweglich festgehalten wird. Hierbei fährt der Spindelträger 32 allmählich wieder aus der Antriebseinheit 5 aus, bis die ursprünglich eingenommene Grundstellung wieder erreicht ist. Ab diesem Punkt führen die Antriebseinheit 5 und der Spindelträger 32 die Rückfahrbewegung 29 gemeinsam durch. Die Arbeits spindel 42 steht allerdings weiterhin still, weil der Drehmoment-Grenzwert ja überschritten ist.
Hier kommt nun die Funktionalität des Wendegetriebes 58 ins Spiel. Die oben erwähnte axiale Beweglichkeit der Arbeitsspindel 42 relativ zum Spindelträger 32 führt dazu, dass die Arbeitsspindel 42 bei der Rückfahrbewegung des Spindelträgers 32 aus Letzterem herausgezogen wird. Folglich gelangen die Schaltkugeln 89 außer Eingriff mit dem Eindreh-Antriebsrad 65 und in Eingriff mit dem weiterhin ununterbrochen in der Ausdrehrichtung rotierenden Ausdreh-Antriebsrad 66. Nun wird die Arbeitsspindel 42 in der Ausdrehrichtung angetrieben und kann das bis dahin festsitzende Gewindeschneidwerkzeug 52 während der restlichen Rückfahrbewegung 29 aus dem Bohrloch ausdrehen. Sobald das Gewindeschneidwerkzeug 52 außer Eingriff mit dem Werkstück steht, wird die Arbeitsspindel 42 durch die Rückstellfedereinrichtung 43 in die eingefahrene Stellung zurückverlagert. Wegen der hierbei noch vorhandenen Restenergie der Arbeitsspindel 42 wird das mit ihr wieder in Eingriff gelangende Eindreh-Antriebsrad 65 ein Stückweit in der Ausdrehrichtung mitbewegt, was den Verriegelungsmitteln 94 ermöglicht, selbsttätig wieder in die Verriegelungsausnehmungen 96 einzurasten. Dadurch ist die Überlastkupplung 64 wieder im nicht ausgelösten, betriebsbereiten Zustand.
Detektionsmittel 116 in Gestalt einer am Spindelträger 32 angeordneten Markierung ermöglichen jederzeit eine Überwachung dahingehend, ob eine Kompensationsphase stattfindet. Die Markierung liegt in der Grundstellung außerhalb des Lagergehäuses 7 unmittelbar vor der die vordere Öffnung 14 begrenzenden Gehäusekante. Die Kompensationsphase lässt sich also durch den Umstand detektieren, dass die Markierung in das Lagergehäuse 7 einfährt und verdeckt wird.
Andere Detektionsmittel sind allerdings ebenfalls möglich. Beispielsweise könnten Detektionsmittel 116 verwendet werden, die die Durchführung einer Kompensationsphase durch die Abgabe mindestens eines elektrischen Signals anzeigen, das sich dann beliebig weiterverarbeiten lässt. Zur Detektion des Verlassens der Grundstellung könnten beispielsweise mechanische Schalter oder magnetfeldempfindliche Sensoren eingesetzt werden.
Bei 117 ist noch ein die diversen Wellen durchsetzender Kühlmittelkanal einer Kühlmittelzuführeinrichtung ersichtlich.
Kurz zusammengefasst sind mit der beispielhaften Gewindeschneidvorrichtung insbesondere folgende Vorteile verbunden:

– Das Gewindeschneidwerkzeug, zum Beispiel ein Gewindebohrer oder Gewindeformer, kann standzeitmäßig voll ausgenutzt werden, da es durch die Überlastkupplung vor dem sonst unweigerlichen Gewindewerkzeugbruch geschützt wird.
– Damit kann auch in der Produktion das Gewindeschneidwerkzeug-Verschließende problemlos und sicher ermittelt werden.
– Bei fehlerhaft vorbearbeiteten Werkstücken, in die beispielsweise durch Bruch des Kernlochbohrers kein oder nur teilweise ein Kernloch eingebracht wurde, spricht die Überlastkupplung zuverlässig an.
– In diesen Fällen kann die Vorrichtung auch zum Detektieren des Fehlers herangezogen werden. Dazu wird im Fehlerfall eine stattgefundene Kompensationsbewegung sensorisch erfasst und als Signal an eine prozessübergeordnete Steuerung gesendet.

In der Massenproduktion kann es im verketteten automatischen Zyklus von Vorteil sein, wenn über Unregelmäßigkeiten im Fehlerfalle – entweder kein oder nur teilweise vorhandenes Kernloch – oder die Erkennung des Verschleißendes des Gewindeschneidwerkzeuges ein Signal an die prozessübergeordnete Steuerung gesendet wird, die dann die Ausschleusung des betroffenen Werkstücks ohne Beschädigung veranlasst und/oder den Gewindebohrerwechsel anzeigt, bzw. direkt durch ein Schwesterwerkzeug veranlasst. Diese komplexe Aufgabenstellung lässt sich mit der erfindungsgemäßen Gewindeschneidvorrichtung in ihrer vorteilhaften Ausgestaltung bewältigen.
Weitere besondere Merkmale sind:

– Hohe Produktivität bei maximaler Sicherheit durch eine wälzgelagerte Überlastkupplung mit nahezu keinem Restdrehmoment nach dem Auslösen. (Kein Ratscheneffekt!)
– Feinfühlige Variierung des Sicherheitskupplungsmomentes durch ein Schneckengetriebe.
– Alle auftretenden dynamischen Vorgänge werden elastisch gedämpft. Das erbringt maximale Werkzeugstandzeiten und sehr hohe realisierbare Produktionsstückzahlen bei maximaler Flexibilität.
– Dadurch einhergehend eine hohe Lebensdauer bei maximaler Produktivität durch Torsionsdämpfung beim Eindrehen des Gewindewerkzeuges durch die federbedämpfte wälzgelagerte Sicherheitskupplung und den separaten Torsionsdämpfer im Ausdrehgetriebezug.
– Verschiedene Spindelsysteme, beispielsweise mit Doppelspannung oder Schnellwechselspindel oder mit Spannzange, sind realisierbar.
– Innere Kühlschmiermittelversorgung des Gewindewerkzeuges ist problemlos möglich.
– Universale Anbindung an alle Werkzeugmaschinen kann bei Bedarf gewährleistet werden.
– Integration von Detektierungssystemen ist möglich.
– Die Vorrichtung ist auch für Mehrspindelbohrkästen geeignet.

Claims

Gewindeschneidvorrichtung, mit einem Arbeitskopf (4), der einen Spindelträger (32) aufweist, in dem mindestens eine mit einem Gewindeschneidwerkzeug (52) bestückbare Arbeitsspindel (42) drehgelagert ist, die mit einer motorisch zu einer rotativen Antriebsbewegung (26) antreibbaren Antriebswelle (15) in Drehantriebsverbindung steht, die während eines Gewindeschneidvorganges eine lineare Vorschub- und Rückfahrbewegung (28, 29) in der Achsrichtung ihrer Längsachse (16) ausführen kann, wobei zwischen die Antriebswelle (15) und die mindestens eine Arbeitsspindel (42) eine bei einen Grenzwert überschreitendem Drehmoment auslösende und dadurch die Drehmomentübertragung unterbrechende Überlastkupplung (64) eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (15) und der Arbeitskopf (4) in Richtung der Vorschub- und Rückfahrbewegung (28, 29) zur Ausführung einer Kompensationsbewegung (6) relativ zueinander verschiebbar sind und durch eine zwischen ihnen wirkende Stützfedereinrichtung (53) in eine den Gewindeschneidvorgang ermöglichende Grundstellung vorgespannt sind, derart, dass eine Kompensationsbewegung (6) ausführbar ist, wenn die Antriebswelle (15) bei aufgrund ausgelöster Überlastkupplung (64) stillstehender Arbeitsspindel (42) ihre Vorschubbewegung (28) relativ zum Arbeitskopf (4) fortsetzt.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (15) Bestandteil einer Antriebseinheit (5) ist, die ein Lagergehäuse (7) aufweist, in dem die Antriebswelle (15) drehbar und zugleich axial unbeweglich gelagert ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stützfedereinrichtung (53) seitens der Antriebseinheit (5) an dem Lagergehäuse (7) abstützt.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskopf (4) an dem Lagergehäuse (7) in Richtung der Vorschub- und Rückfahrbewegung (28, 29) verschiebbar gelagert ist, derart, dass die Kompensationsbewegung (6) eine Relativbewegung zwischen dem Arbeitskopf (4) und dem Lagergehäuse (7) ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (7) eine rückseitige Bodenwand (8) aufweist, in der die Antriebswelle (15) gelagert ist und die gemeinsam mit einer sich nach vorne hin anschließenden Seitenwand (12) des Lagergehäuses (7) einen an der Vorderseite offenen Aufnahmeraum (13) begrenzt, in den der Arbeitskopf (4) von vorne her linear verschiebbar eintaucht.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (7) topfförmig ausgebildet ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (7) außen eine kreiszylindrische Seitenwand (12) aufweist.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelträger (32) am Innenumfang der Seitenwand (12) des Lagergehäuses (7) linear verschiebbar gelagert ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelträger (32) bezüglich des Lagergehäuses (7) verdrehgesichert ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung durch mindestens einen in je eine Längsnut (36, 37) des Spindelträgers (32) und des Lagergehäuses (7) eingreifenden Kugelkörper (38) erfolgt.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfedereinrichtung (53) im Innern des Aufnahmeraumes (13) des Lagergehäuses (7) angeordnet ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütztfedereinrichtung (53) axial zwischen dem Spindelträger (32) und der Bodenwand (8) des Lagergehäuses (7) angeordnet ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfedereinrichtung (53) von einer Schraubendruckfeder gebildet ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (64) ein Bestandteil des Arbeitskopfes (4) ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 14 in Verbindung mit einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (64) rückseitig am Arbeitskopf (4) angeordnet ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (7) einen vorne offenen Aufnahmeraum (13) bildet, in den der Arbeitskopf (4) axial verschiebbar eintaucht, wobei die Überlastkupplung (64) in dem Aufnahmeraum (13) angeordnet ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (64) ein zur Drehmomenteinleitung genutztes Eingangsteil (73), ein das eingeleitete Drehmoment an die Arbeitsspindel (42) ausgebendes Ausgangsteil (68) und zwischen dem Eingangsteil (73) und dem Ausgangsteil (68) wirkende Drehmitnahmemittel (72) aufweist, wobei die Drehmitnahmemittel (72) bei Überschreiten des vorgegebenen Drehmoment-Grenzwertes die Antriebsverbindung zwischen dem Eingangsteil (73) und dem Ausgangsteil (68) unterbrechen.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmitnahmemittel (72) durch eine den Drehmoment-Grenzwert vorgebende, mit Federmitteln (105) ausgestattete Kupplungs-Federeinrichtung (104) in einen das Eingangsteil (73) mit dem Ausgangsteil (68) drehfest verbindenden Mitnahmeeingriff vorgespannt sind.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmitnahmemittel (72) als Verriegelungsmittel (94) ausgebildet sind, die durch die Kupplungs-Federeinrichtung (104) in einen das Eingangsteil (73) mit dem Ausgangsteil (68) durch Formschluss verriegelnden Mitnahmeeingriff vorgespannt sind und bei Überschreiten des Drehmoment-Grenzwertes unter Überwindung der Vorspannkraft der Kupplungs-Federeinrichtung (104) aus dem Mitnahmeeingriff in eine Freigabestellung ausgerückt werden.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsmittel (94) als Wälzelemente (94a) ausgebildet sind, die bei nicht ausgelöster Überlastkupplung (64) formschlüssig in Verriegelungsausnehmungen (96) des Eingangs- oder Ausgangsteils (73, 68) eingreifen und bei ausgelöster Überlastkupplung (64) außer Eingriff mit den Verriegelungsausnehmungen (96) stehen und an einer neben den Verriegelungsausnehmungen (96) angeordneten Abwälzbahn (101) abrollen, wenn das Eingangsteil (73) relativ zum Ausgangsteil (68) rotiert.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzelemente (94a) von Kugeln gebildet sind.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsausnehmungen (96) taschenförmig ausgebildet sind.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungs-Federeinrichtung (104) über Federmittel (105) verfügt, die ein mehrere axial geschichtete Tellerfedern aufweisendes Federpaket enthalten.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungs-Federeinrichtung (104) zur variablen Vorgabe der den Drehmoment-Grenzwert bestimmenden Vorspannkraft von außen her einstellbar ausgebildet ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (64) zur Einstellung der Vorspannkraft ein Schneckengetriebe (106) mit durch Drehen einer Schneckenwelle (110) drehbarem Schneckenrad (109) aufweist, wobei das Schneckenrad (109) mit einem am Spindelträger (32) unverdrehbar und zugleich axial verschiebbar angeordneten Druckring (108) in Gewindeeingriff steht, an dem sich die Federmittel (105) der Kupplungs-Federeinrichtung (104) abstützen.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (73) bezüglich der Antriebswelle (15) separat ausgebildet ist und mit der Antriebswelle (15) drehfest und zugleich axial teleskopierbar in Eingriff steht, so dass auch während der Kompensationsbewegung (6) eine Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle (15) und dem Eingangsteil (73) stattfinden kann.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine während der Kompensationsphase einsetzende Rückfahrbewegung (29) der Antriebswelle (15) ab neuerlicher Einnahme der Grundstellung eine Rotation der Arbeitsspindel (42) in einer Ausdrehrichtung (62) aktivierbar ist, derart, dass das während der Kompensationsphase im Werkstück stillstehende Gewindeschneidwerkzeug (52) anschließend wieder herausgedreht wird.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Arbeitsspindel (42) ein Wendegetriebe (58) zugeordnet ist, das bei ununterbrochen gleichsinnig rotierender Antriebswelle (15) die Drehrichtung der Arbeitsspindel (42) umkehren kann, so dass die Arbeitsspindel (42) entweder in einer Eindrehrichtung (57) beim Eindrehen des Gewindeschneidwerkzeuges (52) in ein Werkstück oder in einer entgegengesetzten Ausdrehrichtung (62) beim Herausdrehen des Gewindeschneidwerkzeuges (52) aus dem Werkstück rotiert.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Wendegetriebe (58) derart ausgebildet ist, dass die Drehrichtungsänderung der Arbeitsspindel (42) durch das Umschalten der Antriebswelle (15) aus der Vorschubbewegung (28) in die Rückfahrbewegung (29) ausgelöst wird.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zwischen der Antriebswelle (15) und der Arbeitsspindel (42) vorhandene Drehantriebsverbindung in einen das Drehmoment für die Eindrehrichtung (57) übertragenden Eindreh-Antriebszweig und einen hierzu parallelgeschalteten, das Drehmoment für die Ausdrehrichtung (62) übertragenden Ausdreh-Antriebszweig verzweigt, die bei einem Gewindeschneidvorgang abwechselnd aktiviert sind.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (64) in den Eindreh-Antriebszweig eingeschaltet ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausdreh-Antriebszweig über Getriebemittel (83) verfügt, die ein eingangsseitiges Einzelzahnrad (84a) und ein mit diesem über einen Torsionsdämpfer (87) in Drehantriebsverbindung stehendes ausgangsseitiges Einzelzahnrad (84b) enthalten.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Wendegetriebe (58), in zur Arbeitsspindel (42) koaxialer Anordnung, ein in der Eindrehrichtung (57) rotierbares Eindreh-Antriebsrad (65) und ein entgegengesetzt in der Ausdrehrichtung (62) rotierbares Ausdreh-Antriebsrad (66) enthält, die im Spindelträger (32) axial unbewegbar fixiert sind und die in Abhängigkeit von der bezüglich des Spindelträgers (32) eingenommenen axialen Relativposition der Arbeitsspindel (42) mit der Arbeitsspindel (42) abwechselnd in Drehantriebsverbindung stehen, wobei beide Antriebsräder (65, 66) während eines Gewindeschneidvorganges ständig mit einem Eingangsteil (73) der Überlastkupplung (64) in Drehantriebsverbindung stehen und wobei das Eindreh-Antriebsrad (65) ein Ausgangsteil (68) der Überlastkupplung (64) bildet oder drehfest mit diesem verbunden ist.
Gewindeschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, gekennzeichnet durch Detektionsmittel (116) zur Detektion der Ausführung einer Kompensationsbewegung.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsmittel (116) zur Abgabe elektrischer Signale ausgebildet sind.
Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsmittel (116) mindestens eine optisch und/oder magnetisch aktivierbare Sensoreinrichtung enthalten.