DE102014113245A1

DE102014113245A1 - Gewindeformwerkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Gewindes

Info

Publication number: DE102014113245A1
Application number: DE102014113245.9A
Authority: DE
Inventors: Helmut Glimpel; Dietmar Hechtle
Original assignee: Emuge Werk Richard Glimpel GmbH and Co KG Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge
Current assignee: Emuge Werk Richard Glimpel GmbH and Co KG Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Gewindeformwerkzeug zur spanlosen Erzeugung eines Innengewindes, umfassend einen Schaft (20) an dem wenigstens ein erster Gewindeformzahn (Z100, ..., Zn; Z200, ..., Zn) und ein zweiter Gewindeformzahn (Z100, ..., Zn; Z200, ..., Zn) vorgesehen sind, wobei der zweite Gewindeformzahn (Z100, ..., Zn; Z200, ..., Zn) bezogen auf eine Werkzeuglängsachse (A) axial zu dem ersten Gewindeformzahn (Z100, ..., Zn; Z200, ..., Zn) versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Gewindeformzahn (Z100, ..., Zn; Z200, ..., Zn) und dem zweiten Gewindeformzahn (Z100, ..., Zn; Z200, ..., Zn) in axialer Richtung eine Zahnlücke (ZL) vorgesehen ist, so dass der axiale Abstand zwischen erstem Gewindeformzahn (Z100, ..., Zn; Z200, ..., Zn) und zweitem Gewindeformzahn (Z100, ..., Zn; Z200, ..., Zn) größer oder gleich wie zwei mal die zu erzeugende Gewindesteigung (P) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gewindeformwerkzeug zur spanlosen Erzeugung eines Innengewindes, umfassend einen Schaft an dem wenigstens ein erster Gewindeformzahn und ein zweiter Gewindeformzahn vorgesehen sind, wobei der zweite Gewindeformzahn bezogen auf eine Werkzeuglängsachse axial zu dem ersten Gewindeformzahn versetzt angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines solchen Gewindeformwerkzeugs in einem Verfahren zum Herstellen eines Gewindes.
Aus der DE 10 2011 001 772 A1 sind Gewindeerzeugungswerkzeuge bekannt, deren Werkzeugschäfte in der Regel wenigstens annährend zylindrisch um ihre Längsachse ausgeführt sind und/oder mit seinem vom Werkstück abgewandten Ende im Spannfutter einer Werkzeugmaschine aufgenommen und gehalten sind. Das Gewindeerzeugungswerkzeug weist Nuterzeugungsbereiche zum Erzeugen jeweils einer Nut in einem Werkstück und eine Anzahl von Gewindeerzeugungsbereichen zum Erzeugen eines Gewindes auf, wobei jeder der Gewindeerzeugungsbereiche in einer axialen Projektion parallel zur Werkzeugachse hinter einem der Nuterzeugungsbereiche angeordnet ist.
Die DE 10 2012 105 183 A1 beschreibt Gewinderzeugungswerkzeuge deren Nuterzeugungsbereiche um eine Werkzeugachse gedrallt ausgebildet sind, wobei helikale Gewindeerzeugungsbereiche hinter den Nuterzeugungsbereichen angeordnet sind. Die Gewindeerzeugungsbereiche sind ebenfalls um die Werkzeugachse gedrallt ausgebildet und folgen dem Drall der Nuterzeugungsbereiche.
Die DE 10 2005 051 174 B4 beschreibt Gewindeformwerkzeuge mit einem ersten und einem zweiten Drückstollen, deren Fußbereiche oder deren Scheitelbereiche in axialer Richtung versetzt sind. Der erste Drückstollen kann von dem zweiten Drückstollen in axialer Richtung um 1 bis 50% der Gewindesteigung beabstandet sein, bevorzugt ist ein Bereich von 3 bis 20%, besonders bevorzugt ist ein Bereich von 10%.
Bei beiden im Stand der Technik beschriebenen Gewindeerzeugungswerkzeugen erfolgt die Gewindeherstellung so, dass zunächst das Gewindeerzeungswerkzeug mit den Nuterzeugungsbereichen in ein Kernloch des Werkstücks eingeführt wird und in der Wandung des Kernlochs Nuten erzeugt, bis das Gewinderzeugungswerkzeug die erforderliche Tiefe erreicht. Die Gewindeerzeugungsbereiche folgen dabei den Nuterzeugungsbereichen so, dass bei Erreichen der Zieltiefe durch eine teilweise oder vollständige Umdrehung das Gewinde erzeugt werden kann. Dies erlaubt die Herstellung von Nuten und Gewinde mit nur einem Werkzeug.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe ein Gewindeformwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in vorteilhafter Weise weiter zu entwickeln sowie ein Verfahren unter Verwendung eines solchen Gewindeformwerkzeugs bereitzustellen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an einem Gewindeformwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zwischen dem ersten Gewindeformzahn und dem zweiten Gewindeformzahn in axialer Richtung eine Zahnlücke vorgesehen ist, so dass der axiale Abstand zwischen erstem Gewindeformzahn und zweitem Gewindeformzahn größer oder gleich wie zwei mal die zu erzeugende Gewindesteigung ist.
Eine Zahnlücke, die einen axialen Abstand der Gewindeformzähne voneinander von wenigstens zwei mal der zu erzeugenden Gewindesteigung definiert, entspricht einer Aussparung mit der Dimension eines vollständigen Gewindeformzahns. Als Zahnlücke soll eine Lücke oder ein Abstand zwischen den Gewindeformzähnen verstanden werden, die oder der so dimensioniert ist, dass der axiale Abstand zwischen den Gewindeformzähnen gleich oder größer wie ein vollständiger Gewindeformzahn ist. Als axialer Abstand soll derjenige Abstand der Gewindeformzähne voneinander verstanden werden, den diese, beispielsweise bezogen auf deren Zahnspitzen oder Vergleichspunkte der Zahnflanken, auf einer Achse parallel zu einer Werkzeuglängsachse zueinander haben. Durch das Vorsehen von Zahnlücken zwischen Gewindeformzähnen, oder mit anderen Worten, dem Aussetzen von Zähnen, kommen beim Gewindeformvorgang weniger Zähne mit dem Werkstück in Eingriff, so dass das maximal auftretende Drehmoment beim Gewindeformen reduziert ist. Das Werkzeug wird weniger belastet und die Standzeit des Werkzeugs erhöht sich. Ferner können durch die Reduzierung des maximal auftretenden Drehmoments die Gewindeformzähne jeweils größer ausgebildet werden, so dass größere Gewindetiefen erzielt werden können. Ein weiterer Vorteil entsteht dadurch, dass in einer ersten Phase des Gewindeformvorgangs Werkstoff in einen Werkstückbereich gedrückt wird, der zunächst aufgrund der Zahnlücke weniger beeinflusst ist und dort verfestigt. Beim Weiterdrehen des Werkzeugs wird in einer zweiten Phase des Gewindeformvorgangs der Gewindegang in den bereits verfestigten Werkstückbereich gedrückt. Auf diese Weise ist es möglich ein sehr festes Gewinde herzustellen. Zudem ermöglicht das Aussparen von einzelnen Zähnen eine einfache Herstellungsweise der Gewindeformwerkzeuge, sowie sehr maßgenaues Erzeugen von Gewinden durch derartige Gewindeformwerkzeuge.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens, vorzugsweise genau, zwei Gewindeerzeugungsbereiche vorgesehen, die bezogen auf eine Werkzeugachse in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, und, insbesondere spiralförmig oder schraubenlinienförmig, um die Werkzeugachse angeordnet sind, wobei der erste Gewindeformzahn und der zweite Gewindeformzahn auf demselben Gewindeerzeugungsbereich angeordnet sind oder wobei der erste Gewindeformzahn und der zweite Gewindeformzahn auf unterschiedlichen Gewindeerzeugungsbereichen angeordnet sind.
Die Gewindeerzeugungsbereiche können sich bezogen auf die Werkzeuglängsachse gegenüberliegen, oder abhängig von ihrer Anzahl um die Werkzeuglängsachse herum angeordnet sein. Das Vorsehen mehrerer Gewindeerzeugungsbereiche leitet die beim Gewindeformen auftretenden Kräfte über mehrere Abstützungspunkte ab. Zudem ist ein Aufbau mit mehreren Gewindeerzeugungsbereichen Voraussetzung für die Verwendung eines solchen Gewindeformwerkzeugs in vorgenuteten Kernlöchern oder für die Verwendung als Kombinationswerkzeug mit integrierten Nuterzeugungsbereichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schließt sich an den ersten Gewindeformzahn in axialer Richtung der Zahnlücke gegenüberliegend ein weiterer Gewindeformzahn mit einem Abstand gleich der Gewindesteigung an und/oder schließt sich an den zweite Gewindeformzahn in axialer Richtung der Zahnlücke gegenüberliegend ein weiterer Gewindeformzahn mit einem Abstand gleich der Gewindesteigung an, insbesondere so, dass Gewindeformzahnpaare gebildet sind, die jeweils durch eine Zahnlücke voneinander getrennt sind.
Die Bildung von Gewindeformzahnpaaren, die jeweils durch Zahnlücken voneinander getrennt sind wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf das maximal notwendige Drehmoment aus. Die Formgenauigkeit des hergestellten Gewindes ist bei der Verwendung von Gewindeformzahnpaaren sehr hoch. Zudem kann die Herstellung eines Gewindes durch weniger als zwei Umdrehungen möglich sein, wodurch eine sehr effiziente Herstellung möglich ist.
In einer vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein erstes Gewindeformzahnpaar auf einem ersten Gewindeerzeugungsbereich und wenigstens ein zweites Gewindeformzahnpaar auf einem zweiten Gewindeerzeugungsbereich angeordnet und wobei der axiale Abstand zwischen einem ersten Gewindeformzahn des ersten Gewindeformzahnpaares auf dem ersten Gewindeerzeugungsbereich und einem ersten Gewindeformzahn des zweiten Gewindeformzahnpaares auf dem zweiten Gewindeerzeugungsbereich gleich oder mehr als 1,5 mal die zu erzeugende Gewindesteigung beträgt.
In einer solchen Ausgestaltung der Erfindung kann ein Gewinde fertig ausgeformt werden, indem das Werkzeug eine Drehung um 2 × 180° ausführt. Eine wirtschaftlich vorteilhafte Nutzung des Werkzeugs ist also möglich, bei zugleich reduziertem notwendigen Drehmoments.
In einer vorteilhaften alternativen Weiterbildung der Erfindung ist jeder Gewindeformzahn von den ihm in axialer Richtung nächsten Gewindeformzähnen desselben Gewindeerzeugungsbereichs durch eine Zahnlücke getrennt.
Die Verwendung eines so gestalteten Werkzeugs reduziert das maximal notwendige Drehmoment gegenüber einer Ausführungsform mit mehreren Gewindeformzahnpaaren noch weiter. Das Gewindeformwerkzeg muss für die Herstellung eines Gewindes zweimal um seine Achse gedreht werden, wodurch ein sehr effizientes Werkzeug bereitgestellt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Zahnlücke durch eine Aussparung gebildet ist, so dass der Abstand zwischen erstem Gewindeformzahn und zweitem Gewindeformzahn gleich oder mehr als 2,5 mal die zu erzeugende Gewindesteigung oder gleich drei mal die zu erzeugende Gewindesteigung.
Derartige Gewindeformwerkzeuge können in einfacher Weise hergestellt werden. Zugleich sind die Stabilität und die Bruchfestigkeit des Werkzeugs nicht beeinträchtigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Zahnlücke durch eine Aussparung gebildet, deren axiale Länge der axialen Ausdehnung eines Gewindeformzahns und der zweifachen axialen Ausdehnung eines zwischen zwei benachbarten Gewindeformzähnen liegenden Zahngrundes entspricht.
Auf diese Weise kann ein Gewindeformwerkzeug hergestellt werden, dessen Zahnlücke genau den Ausmaßen und Dimensionen eines Gewindeformzahns entspricht. Dadurch kann dieses Gewindeformwerkzeug in einfacher Weise hergestellt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung den Gewindeerzeugungsbereichen axial vorgelagert Nuterzeugungsbereiche ausgebildet sind, durch die Nuten in der Wandung eines Werkstücks, insbesondere in der Wandung eines Kernlochs in einem Werkstück, erzeugbar sind, wobei jeder Gewindeerzeugungsbereich in einer axialen Projektion parallel zur Werkzeuglängsachse hinter wenigstens einem Nuterzeugungsbereich angeordnet ist und im Querschnitt in der axialen Projektion eine kleinere Ausdehnung aufweist als der jeweils zugeordnete Nuterzeugungsbereich.
Die Vorteile der Erfindung kommen besonders bei Verwendung an Werkzeugen mit integrierten Nuterzeugungsbereichen zum Tragen. Mit derartigen Werkzeugen kann in einem Arbeitsschritt eine Nut in die Wandung eines Kernlochs eingearbeitet werden und in einem weiteren Schritt das Gewinde eingeformt werden, wobei für die Ausbildung des Gewindes, je nach Anzahl der Gewindeerzeugungsbereiche bereits Teile einer Umdrehung oder sehr wenige Umdrehungen des Werkzeugs ausreichen können. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht dabei in äußerst vorteilhafter Weise niedrigere maximale Drehmomente bei der Herstellung des Gewindes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung axial ist zwischen wenigstens einem unmittelbar zu einem Nuterzeugungsbereich benachbarten Gewindeformzahn und dem Nuterzeugungsbereich wenigstens eine Zahnlücke vorgesehen ist, insbesondere so dass der Abstand zwischen Nuterzeugungsbereich und Gewindeformzahn gleich oder mehr als ein, insbesondere ganzzahliges, Vielfaches der zu erzeugenden Gewindesteigung ist, vorzugsweise gleich zwei mal die zu erzeugende Gewindesteigung der gleich drei mal die zu erzeugende Gewindesteigung.
Die spanend ausgebildeten Nuterzeugungsbereiche schneiden auch während des Gewindeformvorgangs dem Gewinde vorauslaufend eine Aussparung in das Werkstück. Diese Aussparung weist in radialer Richtung eine Ausdehnung auf, die größer ist als die radiale Ausdehnung der Gewindeformzähne. Da dieser Schneidvorgang ist nicht vermeidbar ist, kann es günstig sein, den Abstand zwischen Nuterzeugungsbereichen und Gewindeformzähnen so zu wählen, dass der vorderste Gewindeformzahn beim Gewindeformvorgang vollständig im vollen Material drückt. Ist der Abstand zu gering, so tritt der vorderste Gewindeformzahn in die Aussparung aus, bevor der Gewindeformvorgang abgeschlossen ist.
Die Erfindungsaufgabe wird außerdem vorteilhaft gelöst, in dem ein erfindungsgemäßes Gewindeformwerkzeug in einem Gewindeerzeugungsverfahren mit den folgenden Verfahrensschritten eingesetzt wird:

a) Erzeugen einer Anzahl n ≥ 1 von gedrallten Nuten in einer eine Gewindeachse umlaufenden Wandung des Werkstückes oder Erzeugen einer eine Anzahl n ≥ 1 von gedrallten Nuten aufweisenden und eine Gewindeachse umlaufenden Wandung des Werkstückes,
b) Einführen von jeweils einem in Anpassung an den Drall der gedrallten Nuten gedrallten Gewindeerzeugungsbereich eines Werkzeuges in jede der gedrallten Nuten in einer dem Drall der zugehörigen Nut angepassten gedrallten Einführbewegung,
c) Erzeugen eines Gewindes in jedem an die Nut(en) angrenzenden Wandungsteilbereich der Wandung des Werkstücks durch Drehen des Werkzeuges um die Gewindeachse und gleichzeitigen axialen Vorschub des Werkzeuges koaxial zur Gewindeachse mit einer an die Drehgeschwindigkeit der Drehbewegung und die Gewindesteigung angepassten axialen Vorschubgeschwindigkeit, wobei während der Drehung und dem gleichzeitigen axialen Vorschub jeder Gewindeerzeugungsbereich in den zugehörigen Wandungsteilbereich eingreift und einen zugehörigen Teil eines Gewindeganges erzeugt und nach der Drehung wieder in dieselbe Nut oder eine andere Nut in der Wandung ragt,
d) Herausbewegen jedes Gewindeerzeugungsbereiches des Werkzeuges aus der zugehörigen Nut in einer an den Drall der zugehörigen gedrallten Nut angepassten gedrallten Herausführbewegung.

Insbesondere bei dem Schritt nach Merkmal c) ist das notwendige Drehmoment durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Werkzeugs reduziert, wodurch bei dem beschriebenen Verfahren eine Energieeinsparung erzielt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführung des weist das Verfahren eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf:

a) jede gedrallte Nut wird im Wesentlichen als helikal, vorzugsweise auf einer Zylinderfläche oder einem Konus, um die Gewindeachse verlaufende Nut erzeugt,
b) jeder Gewindeerzeugungsbereich verläuft beim Erzeugen des Gewindes im Wesentlichen helikal, vorzugsweise auf einer Zylinderfläche oder einem Konus, um die Gewindeachse,
c) jede Nut und jeder Gewindeerzeugungsbereich weisen den gleichen Drall sowohl im Umlaufsinn um die Gewindeachse oder Werkzeugachse als auch in der Drallsteigung oder im Drallwinkel auf,
d) die Nutdrallsteigung ist deutlich größer gewählt als die Gewindesteigung, im Allgemeinen wenigstens viermal so groß, insbesondere wenigstens sechsmal so groß, vorzugsweise wenigstens achtzehnmal so groß oder sogar wenigstens sechsunddreißig mal so groß,
e) der Nutdrallwinkel ist deutlich größer als der Gewindesteigungswinkel gewählt, insbesondere größer als das zweifache und vorzugsweise größer als das Vierfache, wobei die Winkel jeweils gemessen zur gegenüber der Querschnittsebene senkrecht zur Gewindeachse bzw. Werkzeugachse sind,
f) der Nutdrallwinkel liegt in einem Bereich zwischen 2° und 70°, insbesondere zwischen 5° und 45° und vorzugsweise zwischen r und 25°,
g) die Drallrichtungen oder Umlaufsinne von Nuten und Gewinde um die Gewindeachse sind gleich, als beide rechts oder beide links herum, oder entgegengesetzt, also eines rechts und eines links herum.

In einem solchen Verfahren können besonders Nuten in besonders vorteilhafter Weise hergestellt werden, d. h. mit sehr geringer Aufwendung von Axialkraft und Drehmoment.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens ist wenigstens eines dieser Merkmale vorgesehen:

a) wenigstens eine, vorzugsweise jede, Nut wird spanabhebend erzeugt, insbesondere mit einem spanabhebend arbeitenden entlang der gewünschten Nut bewegten Nuterzeugungswerkzeug oder Nuterzeugungsbereich eines Werkzeugs, beispielsweise einem Räum- oder Hobelwerkzeug wie einer Räumnadel oder auch mit einem Fräser, insbesondere Nutfräser,
b) wenigstens eine, vorzugsweise jede, Nut wird spanlos erzeugt, insbesondere mit einem in Richtung der gewünschten Nut bewegten spanlos arbeitenden Nuterzeugungswerkzeug oder Nuterzeugungsbereich eines Werkzeugs,
c) die Wandung des Werkstückes und die Nuten in der Wandung werden gemeinsam in einem Bearbeitungsverfahrensschritt oder mit einem Bearbeitungswerkzeug erzeugt.

In einem derartigen Verfahren können Nuten und Gewinde oder sogar Kernloch, Nuten und Gewinde in einem einzigen oder sehr wenigen Verfahrensschritt(en) hergestellt werden, so dass ein sehr wirtschaftliches Verfahren mit hohem Durchsatz entsteht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ragt beim Einführen in die zugehörige Nut der Gewindeerzeugungsbereich in zur Gewindeachse radialer Richtung in die zugehörige Nut unter Einhaltung eines radialen Abstandes zum Nutgrund und vorzugsweise auch eines Abstandes zu den Nutflanken.
Dadurch wird gleichzeitig mit der Erzeugung der Nut der Gewindeerzeugungsbereich in den Eingriffsbereich bewegt, so dass unmittelbar anschließend an die Nuterzeugung das Gewinde erzeugt werden kann. Auch diese Maßnahme führt zu einem sehr wirtschaftlichen Verfahren.
Ferner ist ein Verfahren vorteilhaft, wenn die Wandung des Werkstückes, in der das Gewinde erzeugt wird, eine Kernlochwandung eines Kernloches, insbesondere eines Sackloches oder eines Durchgangsloches, in dem Werkstück ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung ist geschaffen, wenn die Nuten und das Gewinde mit einem einzigen Werkzeug, das dazu neben dem wenigstens einen gedrallten Gewindeerzeugungsbereich(en) zusätzlich wenigstens einen gedrallten Nuterzeugungsbereich aufweist, und/oder in einem einzigen Arbeitschritt erzeugt werden, wobei entweder ausschließlich der oder die Nuterzeugungsbereich(e) die Nuten erzeugt bzw. erzeugen oder auch der oder die Gewindeerzeugungsbereich(e) zusätzlich die von dem oder den Nuterzeugungsbereich(en) erzeugte(n) Nut(en) nachbearbeitet bzw. nachbearbeiten oder mit erzeugt bzw. mit erzeugen.
Dadurch wird ein sehr schnelles und genaues Gewindeerzeugungsverfahren geschaffen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist wenigstens eines der folgenden Merkmale vorgesehen:

a) das Außenprofil nur eines Gewindeformzahnes eines Gewindeerzeugungswerkzeuges bestimmt bereits das endgültige Gewindeprofil des von diesem Zahn erzeugten Gewindegangabschnitts,
b) das Gewinde wird mit wenigstens zwei axial versetzten Gewindeteilbereichen mit unterschiedlichen Gewindeprofilen erzeugt, wobei insbesondere beliebige Gewindeprofile in beliebiger Abfolge kombinierbar sind,
c) ein erster Gewindeteilbereich weist ein Gewindeprofil mit wenigstens teilweise kleineren Maßen oder Außenabmessungen, insbesondere am Gewindegrund und/oder an den Gewindeflanken, auf als ein zweiter Gewindeteilbereich,
d) der erste Gewindeteilbereich ist ein vorderer Gewindeteilbereich und der zweite Gewindeteilbereich ist ein hinterer Gewindeteilbereich, wobei der vordere Gewindeteilbereich axial oder in Vorschubrichtung vor dem hinteren Gewindeteilbereich liegt,
e) der erste, vorzugsweise vordere, Gewindeteilbereich hat in seinem Gewindeprofil eine Abflachung im Gewindegrund,
f) der zweite, insbesondere hintere, Gewindeteilbereich hat ein Gewindeprofil, das einen radial weiter außen liegenden Gewindegrund aufweist als das Gewindeprofil des ersten, vorzugsweise vorderen, Gewindeteilbereichs,
g) der Durchmesser eines Gewindeteilbereichs, insbesondere des ersten Gewindeteilbereichs oder des vorderen Gewindeteilbereichs, ist kleiner als der Durchmesser eines anderen Gewindeteilbereichs, insbesondere des zweiten Gewindeteilbereichs oder hinteren Gewindeteilbereichs.

Auf diese Weise ist es möglich sehr genaue Gewinde herzustellen und diese darüber hinaus in wirtschaftlich günstiger Weise.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auch auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen, in jeweils schematisch dargestellt ist:
1 ein Gewindeerzeugungswerkzeug gemäß dem Stand der Technik in einer Seitenansicht;
2 ein alternatives Gewindeerzeugungswerkzeug gemäß dem Stand der Technik in einer Seitenansicht;
3 einen Abschnitt eines Gewindeerzeugungswerkzeugs gemäß dem Stand der Technik in Eingriff in einem Werkstück;
4 ein Gewindeformwerkzeug gemäß der Erfindung in geschnittener Darstellung in einer ersten Ausführungsform;
5 ein Gewindeformwerkzeug gemäß der Erfindung in geschnittener Darstellung in einer zweiten Ausführungsform;
6 ein Gewindeformwerkzeug gemäß der Erfindung in geschnittener Darstellung in einer dritten Ausführungsform;
Einander entsprechende Teile und Größen sind in den 1 bis 6 mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Gewindeerzeugungswerkzeug 10 mit einem Schaft 20, bei dem in einem vorderen Abschnitt 30 zwei Gewindeerzeugungsbereichen 60 und 70 vorgesehen sind, wobei an der Stirnseite 110 ein Nuterzeugungsbereich 80 dem Gewindeerzeugungsbereich 60 und ein Nuterzeugungsbereich 90 dem Gewindeerzeugungsbereich 70 axial vorgelagert sind. Ein hinterer Abschnitt 40 weist einen Vielkant 50 auf, mit dem das Gewindeerzeugungswerkzeug 10 in einer Spanneinrichtung fixiert werden kann.
Jeder Nuterzeugungsbereich 80 und 90 weist eine axial nach vorne gerichtete an der Stirnseite 110 befindliche Nutschneide auf. Die Nutschneiden sind die radial am Weitesten nach außen ragende sowie von den radial außen befindlichen Bereichen axial am Weitesten vorne befindlichen Bereiche des Werkzeuges 10 in dessen vorderem Abschnitt 30. Als radiale Begrenzung weisen die Nuterzeugungsbereiche radial nach außen weisende Freiflächen 80A, 90A auf.
Die beiden Gewindeerzeugungsbereiche 60 und 70 bei dem Kombinationswerkzeug gemäß 1 können schneidend, also das Gewinde spanend erzeugend, oder formend, also das Gewinde spanlos erzeugend, ausgebildet sein und haben mehrere im Drehsinn S um die Werkzeuglängsachse A vorne angeordnete Gewindeerzeugungszähne 120 und 130, deren Außenkontur der Form des zu erzeugenden Gewindeprofils angepasst sind.
2 zeigt ein alternativ zu demjenigen aus 1 ausgebildetes Gewindeerzeugungswerkzeug 10, bei dem die Nuterzeugungsbereiche 80, 90 und die Gewindeerzeugungsbereiche 60 und 70 gedrallt ausgebildet sind. Bei einer solchen Ausbildung des Gewindeerzeugungswerkzeugs 10 sind die beim Nuten erforderlichen Axialkräfte reduziert.
In beiden Ausführungsformen ragen die Gewindeerzeugungsbereiche 60, 70 radial weiter nach außen als die Außenflächen 100. Die Gewindeerzeugungsbereiche 60, 70 weisen auf einer dem zu erzeugenden Gewinde in der Gewindesteigung entsprechenden Spirale oder Schraubenlinie um die Werkzeuglängsachse A angeordnete Gewindeerzeugungszähne 120 und 130 auf. Die Gewindeerzeugungszähne 120 und 130 sind die radial am Weitesten nach außen ragenden Bereiche der Gewindeerzeugungsbereiche 60, 70.
3 zeigt ein Werkstück 140 mit einem entstandenen Innengewinde 150. Beim Innengewindeformen oder Innengewindefurchen wird das Werkstück 140 mit einem bestimmten Vorbohrdurchmesser vorgebohrt, wobei der Gewindeformer in einem an den Vorbohrvorgang anschließenden Form- oder Furchschritt an den Innenwänden des vorgebohrten Loches das Innengewinde ausbildet. Die Kontur des Innengewindes 150 weist Gewindeflanken 160 auf, die der Kontur des Gewindeformers entsprechen. In dem gezeigten Fall sind vier Gewindeformzähne Z₁₀₀, Z₁₀₁, Z₁₀₂, Z₁₀₃ in Eingriff mit dem Werkstück. Der Abstand P der einzelnen Gewindeformzähne Z₁₀₀, Z₁₀₁, Z₁₀₂, Z₁₀₃ voneinander legt die Steigung P des erzeugten Gewindes fest, also diejenige Distanz, die eine Schraube bei genau einer Umdrehung in dem fertigen Gewinde zurücklegen würde.
4 zeigt den vorderen Abschnitt 30 eines Gewindeformwerkzeugs 10 gemäß der Erfindung in geschnittener Darstellung in einer ersten Ausführungsform. An der Stirnseite 110 des Gewindeformwerkzeugs 10 sind Nuterzeugungsbereiche 80, 90 angeordnet, die den Gewindeerzeugungsbereichen 60, 70 axial vorgelagert sind. Der Gewindeerzeugungsbereich 60 weist Gewindeformzähne Z₁₀₀ bis Z₁₁₃ und diesen gegenüberliegend Gewindeformzähne Z₂₀₀ bis Z₂₁₃ auf, und zwar so, dass jeweils zwei Gewindeformzähne, bspw. Z₁₀₀, Z₁₀₁ und Z₂₀₀, Z₂₀₁, Paare bilden, wobei die auf einer Gewindeerzeugungsbereich 60, 70 liegenden Paare, bspw. das Paar Z₁₀₀, Z₁₀₁ und das Paar Z₁₀₃, Z₁₀₀ jeweils voneinander durch eine Zahnlücke Z_L getrennt sind. Die Zahnlücke Z_L wird durch ein Aussetzen eines gestrichelt angedeuteten Gewindeformzahns, bspw. Z₁₀₂, Z₁₀₅, Z₁₀₈ oder Z₁₁₁ gebildet. Der Abstand zwischen den unmittelbar benachbart stehenden Gewindeformzähnen Z₁₀₀, Z₁₀₁ und Z₂₀₀, Z₂₀₁ beträgt jeweils die Gewindesteigung P. Der Abstand zwischen den durch eine Zahnlücke Z_L getrennten Gewindeformzähnen Z₁₀₁ und Z₁₀₃ beträgt zweimal die Gewindesteigung, also 2P.
Der dem ersten Gewindeerzeugungsbereich 60 gegenüberliegende Gewindeerzeugungsbereich 70 weist entsprechend angeordnete Gewindeformzahnpaare Z₂₀₀, Z₂₀₁ sowie Z₂₀₃, Z₂₀₄ auf. Der axiale Abstand zwischen dem Gewindeformzahn Z₁₀₀ und dem diesen gegenüberliegenden Gewindeformzahn Z₂₀₀ beträgt, wie auch der Abstand zwischen Z₂₀₀ und Z₁₀₁, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel P/2, da sich die Gewindeerzeugungsbereiche 60, 70, auf denen die Gewindeformzähne Z₁₀₀ und Z₂₀₀ angeordnet sind, wie in 4 dargestellt, genau gegenüberliegen, bzw. diese zueinander um 180° versetzt sind. Es ist selbstverständlich möglich, beispielsweise wenn drei Gewindeerzeugungsbereiche vorhanden sind, die jeweils um 60° zueinander versetzt sind, den axialen Abstand zwischen bestimmten Gewindeformzähnen entsprechend vorzusehen.
Die in axialer Richtung zuvorderst angeordneten Gewindeformzähne Z₁₀₀ und Z₂₀₀ sind von den jeweiligen Nuterzeugungsbereichen 80, 90 durch Zahnlücken Z_L oder Freiflächen 190 und 290 getrennt. Der Abstand zwischen vorderstem Gewindeformzahn Z₁₀₀, Z₂₀₀ und Nuterzeugungsbereich 80, 90 kann auch beispielsweise P/2, P oder 2P betragen. In dieser Ausführungsform benötigt das Gewindeformwerkzeug 10 eine Drehbewung oder Umdrehung von 3 × 180° um ein Gewinde fertig auszubilden. Dies folgt daraus, dass der Zahn Z₁₀₃ auf den ersten 180°-Abschnitt der Werkzeugdrehung den ihm selbst zugeordneten Gewindegang erzeugt, auf dem zweiten 180°-Abschnitt den Gewindegang des ausgesetzten Zahnes Z₂₀₂ und auf dem dritten 180°-Abschnitt den Gewindegang des ausgesetzten Zahnes Z₁₀₂. Zusätzlich zu der Umdrehung von 3 × 180° ist noch eine Ein- und eine Ausfahrdrehung oder -bewegung der Gewindeformzähne in die Nutwand hinein und aus der Nutwand heraus zu berücksichtigen.

Die Zahnanordnung in kann in tabellarischer Form so dargestellt werden: Tabelle 1 (linke Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 60, rechte Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 70):

Z₁₀₀	Z₂₀₀
Z₁₀₁	Z₂₀₁
Z₁₀₂ ausgesetzt	Z₂₀₂ ausgesetzt
Z₁₀₃	Z₂₀₃
Z₁₀₄	Z₂₀₄
Z₁₀₅ ausgesetzt	Z₂₀₅ ausgesetzt
Z₁₀₆	Z₂₀₆
Z₁₀₇	Z₂₀₇
Z₁₀₈ ausgesetzt	Z₂₀₈ ausgesetzt
Z₁₀₉	Z₂₀₉
Z₁₁₀	Z₂₁₀
Z₁₁₁ ausgesetzt	Z₂₁₁ ausgesetzt
Z₁₁₂	Z₂₁₂
Z₁₁₃	Z₂₁₃

5 zeigt ein Gewindeformwerkzeug 10 gemäß der Erfindung in geschnittener Darstellung in einer zweiten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform sind die Gewindeformzähne Z₁₀₀, Z₁₀₂, Z₁₀₄, Z₁₀₆, Z₁₀₈, Z₁₁₀, Z₁₁₂ und Z₁₁₄ sowie, Z₂₀₀, Z₂₀₂, Z₂₀₄, Z₂₀₆, Z₂₀₈, Z₂₁₀, Z₂₁₂ jeweils vereinzelt angeordnet, das heißt jeder Gewindeformzahn ist von den benachbarten Gewindeformzähnen durch eine Zahnlücke Z₁₀₁, Z₁₀₃, Z₁₀₅, Z₁₀₇, Z₁₀₉, Z₁₁₁ und Z₁₁₃ sowie Z₂₀₁, Z₂₀₃, Z₂₀₅, Z₂₀₇, Z₂₀₉, Z₂₁₁ und Z₂₁₃ getrennt. Die Gewindeformzähne jeweils eines Gewindeerzeugungsbereichs 60 oder 70 sind somit jeweils durch Zahnlücken mit dem Abstand 2P voneinander getrennt. Die vordersten Gewindeformzähne Z₁₀₀, Z₂₀₀ sind von den axial vorgelagerten Nuterzeugungsbereichen 80, 90 durch Zahnlücken oder Freiflächen 200, 210 getrennt. In dieser Ausführungsform benötigt das Gewindeformwerkzeug 10, wie auch in der Ausführungsform gemäß 4, eine Drehung von 3 × 180° um ein Gewinde fertig auszubilden. Entsprechend zur Ausführungsform nach 4 benötigt beispielsweise der Zahn Z₁₀₂ auf den ersten 180°-Abschnitt der Werkzeugdrehung den ihm selbst zugeordneten Gewindegang erzeugt, auf dem zweiten 180°-Abschnitt den Gewindegang des ausgesetzten Zahnes Z₂₀₁ und auf dem dritten 180°-Abschnitt den Gewindegang des ausgesetzten Zahnes Z₁₀₁. Die Zahnanordnung der Ausführungsform gemäß 5 kann in tabellarischer Form so dargestellt werden: Tabelle 2 (linke Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 60, rechte Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 70):

Z₁₀₀	Z₂₀₀
Z₁₀₁ ausgesetzt	Z₂₀₁ ausgesetzt
Z₁₀₂	Z₂₀₂
Z₁₀₃ ausgesetzt	Z₂₀₃ ausgesetzt
Z₁₀₄	Z₂₀₄
Z₁₀₅ ausgesetzt	Z₂₀₅ ausgesetzt
Z₁₀₆	Z₂₀₆
Z₁₀₇ ausgesetzt	Z₂₀₇ ausgesetzt
Z₁₀₈	Z₂₀₈
Z₁₀₉ ausgesetzt	Z₂₀₉ ausgesetzt
Z₁₁₀	Z₂₁₀
Z₁₁₁ ausgesetzt	Z₂₁₁ ausgesetzt
Z₁₁₂	Z₂₁₂
Z₁₁₃ ausgesetzt	Z₂₁₃ ausgesetzt

6 zeigt ein Gewindeformwerkzeug 10 gemäß der Erfindung in geschnittener Darstellung in einer dritten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform weist der Gewindeerzeugungsbereich 60 Gewindeformzähne Z₁₀₀, Z₁₀₁, Z₁₀₃, Z₁₀₄, Z₁₀₆, Z₁₀₇, Z₁₀₉, Z₁₁₀ und Z₁₁₂, Z₁₁₃ auf, und zwar so, dass jeweils zwei Gewindeformzähne Z₁₀₀, Z₁₀₁ und Z₁₀₃, Z₁₀₄ und sofort Paare bilden, die voneinander durch jeweils eine Zahnlücke getrennt sind. Der Abstand zwischen den unmittelbar benachbart stehenden Gewindeformzähnen Z₁₀₀, Z₁₀₁ und Z₁₀₃, Z₁₀₄ beträgt jeweils die Gewindesteigung P. Die vorgesehenen Zahnlücken sind durch das Aussetzen von jeweils einem Zahn gebildet, so zum Beispiel Z₁₀₂, Z₁₀₅, Z₁₀₈ und Z₁₁₁. Der Abstand zwischen den durch die Zahnlücke oder die ausgesetzten Zähne jewiels getrennten Gewindeformzähnen, bspw Z₁₀₁ und Z₁₀₃ beträgt zweimal die Gewindesteigung, also 2P.
Der dem ersten Gewindeerzeugungsbereich 60 gegenüberliegende Gewindeerzeugungsbereich 70 weist Gewindeformzahnpaare Z₂₀₁, Z₂₀₂ und Z₂₀₄, Z₂₀₅ und sofort auf. Der axiale Abstand zwischen dem vordersten Gewindeformzahn Z₁₀₀ des Gewindeerzeugungsbereichs 60 und dem vordersten Gewindeformzahn Z₂₀₁ des Gewindeerzeugungsbereichs 70 beträgt 1,5 × die Gewindesteigung P, in dem Fall, dass sich die Gewindeerzeugungsbereiche 60, 70 auf denen sich die Gewindeformzähne 120 und 320 wie in 6 genau gegenüberliegen. Entsprechend sind die axialen Abstände der hinteren Gewindeformzähne gestalttet. In dieser Ausführungsform benötigt das Gewindeformwerkzeug 10 folglich 2 × 180° Drehungen um ein Gewinde fertig auszuformen, zuzüglich Ein- und Ausfahrdrehungen.

Die Zahnanordnung der Ausführungsform gemäß 6 kann in tabellarischer Form so dargestellt werden: Tabelle 3 (linke Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 60, rechte Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 70):

Z₁₀₀	Z₂₀₀ ausgesetzt
Z₁₀₁	Z₂₀₁
Z₁₀₂ ausgesetzt	Z₂₀₂
Z₁₀₃	Z₂₀₃ ausgesetzt
Z₁₀₄	Z₂₀₄
Z₁₀₅ ausgesetzt	Z₂₀₅
Z₁₀₆	Z₂₀₆ ausgesetzt
Z₁₀₇	Z₂₀₇
Z₁₀₈ ausgesetzt	Z₂₀₈
Z₁₀₉	Z₂₀₉ ausgesetzt
Z₁₁₀	Z₂₁₀
Z₁₁₁ ausgesetzt	Z₂₁₁
Z₁₁₂	Z₂₁₂ ausgesetzt
Z₁₁₃	Z₂₁₃

7 zeigt ein Gewindeformwerkzeug gemäß der Erfindung in geschnittener Darstellung in einer vierten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform weist der Gewindeerzeugungsbereich 60 Gewindeformzähne Z₁₀₀, Z₁₀₁, Z₁₀₄, Z₁₀₅, Z₁₀₈, Z₁₀₉, Z₁₁₂ und Z₁₁₃ auf, und zwar so, dass jeweils zwei Gewindeformzähne Z₁₀₀, Z₁₀₁ und Z₁₀₄, Z₁₀₅ und sofort Paare bilden, die voneinander durch jeweils eine Zahnlücke getrennt sind. Der Abstand zwischen den unmittelbar benachbart stehenden Gewindeformzähnen Z₁₀₀, Z₁₀₁ und Z₁₀₄, Z₁₀₅ beträgt jeweils die Gewindesteigung P. Die vorgesehenen Zahnlücken sind durch das Aussetzen von jeweils zwei Zähnen gebildet, so zum Beispiel Z₁₀₂, Z₁₀₃, Z₁₀₅, Z₁₀₇ oder Z₁₁₀, Z₁₁₁. Der Abstand zwischen den durch die Zahnlücke oder die ausgesetzten Zähne Z₁₀₂, Z₁₀₃ getrennten Gewindeformzähnen Z₁₀₁ und Z₁₀₄ beträgt dreimal die Gewindesteigung, also 3P.
Der dem ersten Gewindeerzeugungsbereich 60 gegenüberliegende Gewindeerzeugungsbereich 70 weist entsprechend angeordnete Gewindeformzahnpaare Z₂₀₂, Z₂₀₃ und Z₂₀₆, Z₂₀₇ und sofort auf. Der axiale Abstand zwischen dem vordersten Gewindeformzahn Z₁₀₀ des Gewindeerzeugungsbereichs 60 und dem vordersten Gewindeformzahn Z₂₀₂ des Gewindeerzeugungsbereichs 70 beträgt 2,5 × die Gewindesteigung P, in dem Fall, dass sich die Gewindeerzeugungsbereiche 60, 70 auf denen sich die Gewindeformzähne 120 und 320 wie in 6 genau gegenüberliegen. Entsprechend sind die axialen Abstände der hinteren Gewindeformzähne gestalttet. In dieser Ausführungsform benötigt das Gewindeformwerkzeug 10 3 × 180° Drehungen um ein Gewinde fertig auszuformen, zuzüglich Ein- und Ausfahrdrehungen.

Die Zahnanordnung der Ausführungsform gemäß 7 kann in tabellarischer Form so dargestellt werden: Tabelle 4 (linke Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 60, rechte Spalte: Gewindeerzeugungsbereich 70):

Z₁₀₀	Z₂₀₀ ausgesetzt
Z₁₀₁	Z₂₀₁ ausgesetzt
Z₁₀₂ ausgesetzt	Z₂₀₂
Z₁₀₃ ausgesetzt	Z₂₀₃
Z₁₀₄	Z₂₀₄ ausgesetzt
Z₁₀₅	Z₂₀₅ ausgesetzt
Z₁₀₆ ausgesetzt	Z₂₀₆
Z₁₀₇ ausgesetzt	Z₂₀₇
Z₁₀₈	Z₂₀₈ ausgesetzt
Z₁₀₉	Z₂₀₉ ausgesetzt
Z₁₁₀ ausgesetzt	Z₂₁₀
Z₁₁₁ ausgesetzt	Z₂₁₁
Z₁₁₂	Z₂₁₂ ausgesetzt
Z₁₁₃	Z₂₁₃ ausgesetzt

In allen Ausführungsformen kann selbstverständlich die Gesamtanzahl Z_n der Gewindeformzähne höher oder niedriger sein als zur jeweiligen Ausführungsform angegeben, also größer oder kleiner als Z₁₁₄ oder Z₂₁₄.
Bezugszeichenliste

10: Gewindeerzeugungswerkzeug
20: Schaft
30: vorderer Abschnitt
40: hinterer Abschnitt
50: Vielkant
60, 70: Gewindeerzeugungsbereiche
80, 90: Nuterzeugungsbereiche
80A, 90A: Freifläche
100: Außenfläche
110: Stirnseite
Z₁₀₀, Z₁₀₁, ..., Z_n: Gewindeformzähne
Z₂₀₀, Z₂₀₁, ..., Z_n: Gewindeformzähne
Z_L: Zahnlücke
140: Werkstück
150: Innengewinde
160: Gewindeflanken
A: Werkzeuglängsachse
P: Gewindesteigung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011001772 A1 [0002]
DE 102012105183 A1 [0003]
DE 102005051174 B4 [0004]

Claims

Gewindeformwerkzeug zur spanlosen Erzeugung eines Innengewindes, umfassend einen Schaft (20) an dem wenigstens ein erster Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) und ein zweiter Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) vorgesehen sind, wobei der zweite Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) bezogen auf eine Werkzeuglängsachse (A) axial zu dem ersten Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) und dem zweiten Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) in axialer Richtung eine Zahnlücke (Z_L) vorgesehen ist, so dass der axiale Abstand zwischen erstem Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) und zweitem Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) größer oder gleich wie zwei mal die zu erzeugende Gewindesteigung (P) ist.
Gewindeformwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens, vorzugsweise genau, zwei Gewindeerzeugungsbereiche (60, 70) vorgesehen sind, die bezogen auf eine Werkzeuglängsachse (A) in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, und, insbesondere spiralförmig oder schraubenlinienförmig, um die Werkzeuglängsachse (A) angeordnet sind, wobei der erste Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) und der zweite Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) auf demselben Gewindeerzeugungsbereich (60, 70) angeordnet sind oder wobei der erste Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n) und der zweite Gewindeformzahn (Z₂₀₀, ..., Z_n) auf unterschiedlichen Gewindeerzeugungsbereichen (60, 70) angeordnet sind.
Gewindeformwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den ersten Gewindeformzahn (Z₁₀₁; Z₂₀₁) in axialer Richtung der Zahnlücke (Z₁₀₂; Z₂₀₂) gegenüberliegend ein weiterer Gewindeformzahn (Z₁₀₀,; Z₂₀₀) mit einem Abstand gleich der Gewindesteigung P anschließt und/oder dass sich an den zweite Gewindeformzahn (Z₁₀₃, Z₂₀₃) in axialer Richtung der Zahnlücke (Z₁₀₂; Z₂₀₂) gegenüberliegend ein weiterer Gewindeformzahn (Z₁₀₄, Z₂₀₄) mit einem Abstand gleich der Gewindesteigung P anschließt, insbesondere so, dass Gewindeformzahnpaare gebildet sind, die jeweils durch eine Zahnlücke (Z₁₀₂, Z₂₀₂) voneinander getrennt sind.
Gewindeformwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Gewindeformzahnpaar (Z₁₀₀, Z₁₀₁; Z₁₀₃, Z₁₀₄; Z₁₀₆, Z₁₀₇; Z₁₀₉, Z₁₁₀; Z₁₁₂, Z₁₁₃) auf einem ersten Gewindeerzeugungsbereich (60) und wenigstens ein zweites Gewindeformzahnpaar (Z₂₀₁, Z₂₀₂; Z₂₀₄, Z₂₀₅; Z₂₀₇, Z₂₀₈; Z₂₁₀, Z₂₁₁; Z₂₁₃, Z₂₁₄) auf einem zweiten Gewindeerzeugungsbereich (70) angeordnet ist und wobei der axiale Abstand zwischen einem ersten Gewindeformzahn (Z₁₀₀; Z₁₀₃; Z₁₀₆; Z₁₀₉; Z₁₁₂) des ersten Gewindeformzahnpaares auf dem ersten Gewindeerzeugungsbereich (60) und einem ersten Gewindeformzahn (Z₂₀₁; Z₂₀₄; Z₂₀₇; Z₂₁₀; Z₂₁₃) des zweiten Gewindeformzahnpaares auf dem zweiten Gewindeerzeugungsbereich (70) gleich oder mehr als 1,5 mal die zu erzeugende Gewindesteigung (P) beträgt.
Gewindeformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Gewindeformzahn (Z₁₀₀, Z₁₀₂, Z₁₀₄, ..., Z_n; Z₂₀₀, Z₂₀₂, Z₂₀₄, ..., Z_n) von den ihm in axialer Richtung nächsten Gewindeformzähnen (Z₁₀₀, Z₁₀₂, Z₁₀₄, ..., Z_n; Z₂₀₀, Z₂₀₂, Z₂₀₄, ..., Z_n) desselben Gewindeerzeugungsbereichs (60, 70) durch eine Zahnlücke (Z₁₀₁, Z₁₀₃, Z₁₀₅, ..., Z_n; Z₂₀₁, Z₂₀₃, Z₂₀₅, ..., Z_n) getrennt ist.
Gewindeformwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnlücke (Z_L) durch eine Aussparung gebildet ist, so dass der Abstand zwischen erstem Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) und zweitem Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) gleich oder mehr als 2,5 mal die zu erzeugende Gewindesteigung (P) oder gleich drei mal die zu erzeugende Gewindesteigung (P) beträgt.
Gewindeformwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnlücke (Z_L) durch eine Aussparung gebildet ist, deren axiale Länge der axialen Ausdehnung eines Gewindeformzahns (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) und der zweifachen axialen Ausdehnung eines zwischen zwei benachbarten Gewindeformzähnen liegenden Zahngrundes entspricht.
Gewindeformwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Gewindeerzeugungsbereichen (60, 70) axial vorgelagert Nuterzeugungsbereiche (80, 90) ausgebildet sind, durch die Nuten in der Wandung eines Werkstücks, insbesondere in der Wandung eines Kernlochs in einem Werkstück, erzeugbar sind, wobei jeder Gewindeerzeugungsbereich (60, 70) in einer axialen Projektion parallel zur Werkzeuglängsachse hinter wenigstens einem Nuterzeugungsbereich (80, 90) angeordnet ist und im Querschnitt in der axialen Projektion eine kleinere Ausdehnung aufweist als der jeweils zugeordnete Nuterzeugungsbereich (80, 90).
Gewindeformwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen wenigstens einem unmittelbar zu einem Nuterzeugungsbereich (80, 90) benachbarten Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) und dem Nuterzeugungsbereich wenigstens eine Zahnlücke (Z_L) vorgesehen ist, insbesondere so dass der Abstand zwischen Nuterzeugungsbereich und Gewindeformzahn (Z₁₀₀, ..., Z_n; Z₂₀₀, ..., Z_n) gleich oder mehr als ein, insbesondere ganzzahliges, Vielfaches der zu erzeugenden Gewindesteigung (P) ist, vorzugsweise gleich zwei mal die zu erzeugende Gewindesteigung (P) oder gleich drei mal die zu erzeugende Gewindesteigung (P).
Verfahren zum Herstellen eines Gewindes in einem Werkstück unter Verwendung eines Gewindeformwerkzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den folgenden Verfahrensschritten: a) Erzeugen einer Anzahl n ≥ 1 von gedrallten Nuten in einer eine Gewindeachse umlaufenden Wandung des Werkstückes oder Erzeugen einer eine Anzahl n ≥ 1 von gedrallten Nuten aufweisenden und eine Gewindeachse umlaufenden Wandung des Werkstückes, b) Einführen von jeweils einem in Anpassung an den Drall der gedrallten Nuten gedrallten Gewindeerzeugungsbereich eines Werkzeuges in jede der gedrallten Nuten in einer dem Drall der zugehörigen Nut angepassten gedrallten Einführbewegung, c) Erzeugen eines Gewindes in jedem an die Nut(en) angrenzenden Wandungsteilbereich der Wandung des Werkstücks durch Drehen des Werkzeuges um die Gewindeachse und gleichzeitigen axialen Vorschub des Werkzeuges koaxial zur Gewindeachse mit einer an die Drehgeschwindigkeit der Drehbewegung und die Gewindesteigung angepassten axialen Vorschubgeschwindigkeit, wobei während der Drehung und dem gleichzeitigen axialen Vorschub jeder Gewindeerzeugungsbereich in den zugehörigen Wandungsteilbereich eingreift und einen zugehörigen Teil eines Gewindeganges erzeugt und nach der Drehung wieder in dieselbe Nut oder eine andere Nut in der Wandung ragt, d) Herausbewegen jedes Gewindeerzeugungsbereiches des Werkzeuges aus der zugehörigen Nut in einer an den Drall der zugehörigen gedrallten Nut angepassten gedrallten Herausführbewegung.
Verfahren nach Anspruch 10 mit wenigstens einem der folgenden Merkmale: a) jede gedrallte Nut wird im Wesentlichen als helikal, vorzugsweise auf einer Zylinderfläche oder einem Konus, um die Gewindeachse verlaufende Nut erzeugt, b) jeder Gewindeerzeugungsbereich verläuft beim Erzeugen des Gewindes im Wesentlichen helikal, vorzugsweise auf einer Zylinderfläche oder einem Konus, um die Gewindeachse, c) jede Nut und jeder Gewindeerzeugungsbereich weisen den gleichen Drall sowohl im Umlaufsinn um die Gewindeachse oder Werkzeugachse als auch in der Drallsteigung oder im Drallwinkel auf, d) die Nutdrallsteigung ist deutlich größer gewählt als die Gewindesteigung, im Allgemeinen wenigstens viermal so groß, insbesondere wenigstens sechsmal so groß, vorzugsweise wenigstens achtzehnmal so groß oder sogar wenigstens sechsunddreißig mal so groß, e) der Nutdrallwinkel ist deutlich größer als der Gewindesteigungswinkel gewählt, insbesondere größer als das zweifache und vorzugsweise größer als das Vierfache, wobei die Winkel jeweils gemessen zur gegenüber der Querschnittsebene senkrecht zur Gewindeachse bzw. Werkzeugachse sind, f) der Nutdrallwinkel liegt in einem Bereich zwischen 2° und 70°, insbesondere zwischen 5° und 45° und vorzugsweise zwischen r und 25°, g) die Drallrichtungen oder Umlaufsinne von Nuten und Gewinde um die Gewindeachse sind gleich, als beide rechts oder beide links herum, oder entgegengesetzt, also eines rechts und eines links herum.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11 mit wenigstens einem oder einer beliebigen Kombination der folgenden Merkmale: a) wenigstens eine, vorzugsweise jede, Nut wird spanabhebend erzeugt, insbesondere mit einem spanabhebend arbeitenden entlang der gewünschten Nut bewegten Nuterzeugungswerkzeug oder Nuterzeugungsbereich eines Werkzeugs, beispielsweise einem Räum- oder Hobelwerkzeug wie einer Räumnadel oder auch mit einem Fräser, insbesondere Nutfräser, b) wenigstens eine, vorzugsweise jede, Nut wird spanlos erzeugt, insbesondere mit einem in Richtung der gewünschten Nut bewegten spanlos arbeitenden Nuterzeugungswerkzeug oder Nuterzeugungsbereich eines Werkzeugs, c) die Wandung des Werkstückes und die Nuten in der Wandung werden gemeinsam in einem Bearbeitungsverfahrensschritt oder mit einem Bearbeitungswerkzeug erzeugt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem beim Einführen in die zugehörige Nut der Gewindeerzeugungsbereich in zur Gewindeachse radialer Richtung in die zugehörige Nut unter Einhaltung eines radialen Abstandes zum Nutgrund und vorzugsweise auch eines Abstandes zu den Nutflanken ragt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem die Wandung des Werkstückes, in der das Gewinde erzeugt wird, eine Kernlochwandung eines Kernloches, insbesondere eines Sackloches oder eines Durchgangsloches, in dem Werkstück ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem die Nuten und das Gewinde mit einem einzigen Werkzeug, das dazu neben dem wenigstens einen gedrallten Gewindeerzeugungsbereich(en) zusätzlich wenigstens einen gedrallten Nuterzeugungsbereich aufweist, und/oder in einem einzigen Arbeitschritt erzeugt werden, wobei entweder ausschließlich der oder die Nuterzeugungsbereich(e) die Nuten erzeugt bzw. erzeugen oder auch der oder die Gewindeerzeugungsbereich(e) zusätzlich die von dem oder den Nuterzeugungsbereich(en) erzeugte(n) Nut(en) nachbearbeitet bzw. nachbearbeiten oder mit erzeugt bzw. mit erzeugen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15 mit wenigstens einem oder einer beliebigen Kombination der folgenden Merkmale: a) das Außenprofil nur eines Gewindeformzahnes eines Gewindeerzeugungswerkzeuges bestimmt bereits das endgültige Gewindeprofil des von diesem Zahn erzeugten Gewindegangabschnitts, b) das Gewinde wird mit wenigstens zwei axial versetzten Gewindeteilbereichen mit unterschiedlichen Gewindeprofilen erzeugt, wobei insbesondere beliebige Gewindeprofile in beliebiger Abfolge kombinierbar sind, c) ein erster Gewindeteilbereich weist ein Gewindeprofil mit wenigstens teilweise kleineren Maßen oder Außenabmessungen, insbesondere am Gewindegrund und/oder an den Gewindeflanken, auf als ein zweiter Gewindeteilbereich, d) der erste Gewindeteilbereich ist ein vorderer Gewindeteilbereich und der zweite Gewindeteilbereich ist ein hinterer Gewindeteilbereich, wobei der vordere Gewindeteilbereich axial oder in Vorschubrichtung vor dem hinteren Gewindeteilbereich liegt, e) der erste, vorzugsweise vordere, Gewindeteilbereich hat in seinem Gewindeprofil eine Abflachung im Gewindegrund, f) der zweite, insbesondere hintere, Gewindeteilbereich hat ein Gewindeprofil, das einen radial weiter außen liegenden Gewindegrund aufweist als das Gewindeprofil des ersten, vorzugsweise vorderen, Gewindeteilbereichs, g) der Durchmesser eines Gewindeteilbereichs, insbesondere des ersten Gewindeteilbereichs oder des vorderen Gewindeteilbereichs, ist kleiner als der Durchmesser eines anderen Gewindeteilbereichs, insbesondere des zweiten Gewindeteilbereichs oder hinteren Gewindeteilbereichs.