DE102016123316A1

DE102016123316A1 - Werkzeug zum Schneiden eines Gewindes

Info

Publication number: DE102016123316A1
Application number: DE102016123316.1A
Authority: DE
Inventors: Karl Landgraf
Original assignee: Leistritz Produktionstechnik GmbH
Current assignee: Leistritz Produktionstechnik GmbH
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-06-07
Anticipated expiration: 2036-12-03
Also published as: DE102016123316B4

Abstract

Werkzeug zum Schneiden eines Gewindes, umfassend einen Werkzeugschaft und einen an diesem ausgebildeten Schneidabschnitt, wobei der Schneidabschnitt (4) sich um weniger als 180° um den Werkzeugschaft (3) herum erstreckt, und dass ein am Werkzeugschaft (3) axial in eine Gegenlagerposition verschiebbares Gegenlagerelement (10) vorgesehen ist, in der es zumindest abschnittsweise auf gleicher Höhe wie der Schneidabschnitt (4) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Schneiden eines Gewindes, umfassend einen Werkzeugschaft und einen an diesem ausgebildeten Schneidabschnitt.
In vielen Anwendungsfällen sind zur festen Verbindung zweier Bauteile im einen Bauteil ein oder mehrere Sacklöcher vorgesehen, die mit einem Innengewinde versehen sind. In ein solches Sackloch kann zur Befestigung des anderen Bauteils eine Schraube eingeschraubt werden. Bei einem mehrfachen Ein- und Ausschrauben kann es mitunter dazu kommen, dass das Sacklochgewinde am Gewindeeingang beschädigt wird. Eine Gewindeschulter kann eingedrückt oder verdrückt sein, so dass am Gewindeeingang ein oder mehrere Gewindegänge zumindest lokal zusammengedrückt sind, also die Ganggeometrie mitunter stark verändert ist. Dies führt dazu, dass eine Schraube mitunter nicht mehr in das Sacklochgewinde eingeschraubt werden kann.
Ein solches beschädigtes Sacklochgewinde kann entweder nur langwierig mit einer Gewindefeile nachgearbeitet werden, was sehr aufwändig ist. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Sacklochgewinde mit einem herkömmlichen Gewindebohrer nachzuarbeiten, also erneut nachzuschneiden. Hier besteht jedoch das Problem, dass auch das Schneidwerkzeug nicht einwandfrei in den Gewindegang eingeführt respektive eingeschraubt werden kann. Es kann beim Nachschneiden daher zu einem kompletten Beschädigen des Gewindes durch Verkanten oder Wegschneiden der noch bestehenden Gänge mit einem Standardgewindeschneider kommen. In einem solchen Fall ist das Sacklochgewinde häufig nicht mehr zu retten, das Bauteil daher im Extremfall komplett beschädigt. Denn auch ein Aufbohren und Einschneiden eines nächstgrößeren Gewindes ist nicht immer möglich.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Werkzeug anzugeben, das auf einfache Weise die Nacharbeit eines beschädigten Sacklochgewindes ermöglicht.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß ein Werkzeug umfassend einen Werkzeugschaft und einen an diesem ausgebildeten Schneidabschnitt vorgesehen, das sich dadurch auszeichnet, dass der Schneidabschnitt sich um weniger als 180° um den Werkzeugschaft herum erstreckt, und dass ein am Werkzeugschaft axial in eine Gegenlagerposition verschiebbares Gegenlagerelement vorgesehen ist, in der es zumindest abschnittsweise auf gleicher Höhe wie der Schneidabschnitt angeordnet ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zumeist nur der oder die ersten wenigen Gänge des Innengewindes beschädigt sind, mithin also die weiter innen im Sackloch liegenden Gänge unbeschädigt sind. Das erfindungsgemäße Werkzeug ermöglicht es nun, einen sich um weniger als 180° um den Werkzeugschaft herum erstreckenden Schneidabschnitt im unteren, unbeschädigten Teil des Gewindes in den oder die unbeschädigten Gewindegänge einzuführen respektive präzise einzufädeln. Da sich der Schneidabschnitt nicht um den gesamten Werkzeugschaft herum erstreckt, wie dies bei üblichen Gewindebohrern der Fall ist, sondern eben nur an einer Seite vorgesehen ist, ist folglich der Werkzeugschaft in diesem Bereich sehr schmal, so dass dieser Schaftabschnitt problemlos in die Sacklochbohrung eingeführt werden kann. Es ist sodann lediglich noch erforderlich, durch radiales und axiales Ausrichten respektive Positionieren den Schneidabschnitt in den oder die Gewindegänge einzuführen.
Um nun den Schneidabschnitt in dem oder den Gewindegängen zu fixieren, ist erfindungsgemäß ein am Werkzeugschaft axial in eine Gegenlagerposition verschiebbares Gegenlagerelement vorgesehen. Nach dem Positionieren des Schneidabschnitts in dem oder den Gewindegängen wird folglich das Gegenlagerelement axial entlang des Werkzeugschaftes ebenfalls in die Sacklochbohrung eingeschoben. In der Gegenlagerposition befindet es sich zumindest abschnittsweise auf gleicher Höhe wie der Schneidabschnitt. Das Gegenlagerelement wird bevorzugt bis nahe an oder an das freie Ende des Werkzeugschafts geschoben, so dass es den Schneidabschnitt gänzlich übergreift, also über die ganze Schneidabschnittslänge neben dem Schneidabschnitt liegt. Der Schneidabschnitt respektive der Werkzeugschaft ist nun über dieses Gegenlagerelement am Innengewinde respektive den Gewindeflanken abgestützt, das heißt, dass die Radialbeweglichkeit des Werkzeugschafts über das Gegenlagerelement begrenzt respektive gesperrt ist. Der Schneidabschnitt ist folglich in seiner eingefädelten Position in dem oder den Gewindegängen fixiert.
Das auf diese Weise präzise mit dem Schneidabschnitt in den unbeschädigten Gewindegängen positionierte Schneidwerkzeug kann nun auf einfache Weise aus dem Sacklochgewinde herausgeschraubt werden. Denn es ist mit dem Schneidabschnitt exakt in dem oder den Gewindegängen geführt, es folgt also bei einer Ausdrehung des Werkzeugs exakt dem Gewinde. Bei diesem Ausschrauben gelangt nun der Schneidabschnitt auch in den Bereich des oder der beschädigten Gewindegänge. Aufgrund der exakten Führung kann nun der oder können die beschädigten Gewindegänge mit dem Schneidabschnitt nachbearbeitet, also nachgeschnitten werden, so dass die verdrückten Gewindegänge in ihrer ursprünglichen Geometrie wieder hergestellt werden und folglich sämtliche Gewindegänge wieder unbeschädigt sind, so dass ein Einschrauben einer Schraube wieder möglich ist. Ein Verkanten oder Zerschneiden der noch funktionstüchtigen, unbeschädigten Gewindegänge wird aufgrund der Führung des Schneidabschnitts in eben diesen Gewindegängen, resultierend aus der Gegenlagerung, vollständig verhindert, was ein präzises und exaktes Nachschneiden ermöglicht. Darüber hinaus ist ein präzisier Übergang vom unbeschädigten zum nachgearbeiteten Gewindebereich gewährleistet.
Die Handhabung des Werkzeugs ist sehr einfach, da lediglich der Werkzeugschaft mit noch nicht in die Gegenlagerposition verschobenem Gegenlagerelement in die Sacklochbohrung einzuführen und der Schneidabschnitt in dem oder den Gewindegängen zu positionieren ist. Sodann muss lediglich das Gegenlagerelement in die Gegenlagerposition im Sackloch geschoben werden, um den Werkzeugschaft im Sacklochgewinde zu fixieren. Anschließend erfolgt das Ausschrauben und das geführte Nacharbeiten respektive Nachschneiden. Sobald das Werkzeug respektive der Schneidabschnitt komplett herausgeschraubt ist, ist das Gewinde wieder einsatzfähig.
Der Schneidabschnitt selbst erstreckt sich wie ausgeführt um weniger als 180° um den Werkzeugschaft, um zu ermöglichen, dass der Werkzeugschaft mit dem an seinem freien Ende oder benachbart zum Ende positionierten Schneidabschnitt in das Sackloch eingeschoben werden kann. Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn sich der Schneidabschnitt um maximal 150°, vorzugsweise um maximal 120° um den Werkzeugschaft erstreckt. Mit einer solchen Schneidabschnittlänge ist eine hinreichende Führung desselben in dem oder den Gewindegängen sichergestellt. Die Schneidabschnittlänge sollte jedoch 45° nicht unterschreiten.
Der Schneidabschnitt selbst kann im einfachsten Fall nur einen Schneidzug aufweisen, der in einen Gewindegang eingeführt wird. Bevorzugt jedoch weist der Schneidabschnitt mehrere axial voneinander beabstandete Schneidzüge auf, so dass er mit jedem Schneidzug in einem separaten Gewindegang aufgenommen werden kann, wobei natürlich jeder einzelne Schneidzug eine gewisse Steigung, die exakt der Gewindesteigung entspricht, aufweist. Der Vorteil der mehreren Schneidzüge besteht, neben der exakten, an mehreren Positionen erfolgenden Führung, auch darin, dass natürlich der oder die beschädigten Gewindegänge mehrfach von den axial aufeinander folgenden Schneidzügen nachbearbeitet werden.
Das Gegenlagerelement selbst kann in Weiterbildung der Erfindung verdrehfest am Werkzeugschaft angeordnet sein. Das heißt, dass das Gegenlagerelement axial beweglich, jedoch nicht um die Werkzeuglängsachse verdrehbar angeordnet ist. Dies ist nicht nur realisiert, wenn das Gegenlagerelement in der Gegenlagerposition ist, sondern auch, wenn es axial vom Schneidabschnitt entfernt ist. Dies hat den Vorteil, dass sich das Gegenlagerelement nicht relativ zum Schneidabschnitt verdrehen kann, was zur Folge hätte, dass das Gegenlagerelement, wenn es in die Gegenlagerposition geschoben werden soll, erst umfangsmäßig korrekt positioniert werden müsste, um sodann axial in das Bohrloch geschoben zu werden.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Gegenlagerelement am Werkzeugschaft gegen eine Radialbewegung gesichert ist. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung kann das Gegenlagerelement nicht vom Werkzeugschaft radial abgezogen werden, ist also letztlich verliergesichert am Werkzeugschaft aufgenommen. In Verbindung mit einer gegebenenfalls vorgesehenen Verdrehsicherung ist folglich das Gegenlagerelement sicher und positionskorrekt am Werkzeugschaft gehaltert.
Schließlich ist es zweckmäßig, wenn am Werkzeugschaft wenigstens ein das axiale Abziehen des Gegenlagerelements vom Werkzeugschaft verhindernder Anschlag vorgesehen ist. Über diesen Anschlag wird schließlich sichergestellt, dass das Gegenlagerelement auch axial nicht vom Werkzeugschaft gezogen respektive rutschen kann. Ist auch eine radiale Verliersicherung gegeben, so kann folglich das Gegenlagerelement überhaupt nicht vom Werkzeugschaft getrennt werden, es ist lediglich axial an ihm zwischen der Gegenlagerposition und einer Ruheposition verschiebbar, bevorzugt in Verbindung mit einer zusätzlichen Verdrehsicherung.
Die axiale Fixierung kann über verschiedene Anschlagvarianten erfolgen. Gemäß einer ersten Alternative kann der Anschlag mittels eines am Werkzeugschaft angeordneten Anschlagelements, beispielsweise einem in einer schaftseitigen Nut aufgenommenem Anschlagring realisiert sein. Es ist beispielsweise denkbar, am freien Ende des Werkzeugschafts, beispielsweise unmittelbar axial dem Schneidabschnitt folgend, eine teilweise oder vollständig umlaufende Radialnut vorzusehen, in die ein teilweise oder vollständig umlaufender Anschlagring eingeschnappt ist. Dieser Anschlagring steht radial geringfügig so weit hervor, dass er einen Anschlag für das Gegenlagerelement bildet. Der Vorteil eines solchen Anschlagrings liegt in seiner Auswechselbarkeit. Einerseits kann, sollte der Anschlagring bei häufigem Werkzeugeinsatz beschädigt sein, der Anschlagring ausgetauscht werden. Daneben ist es natürlich auch möglich, sollte das Gegenlagerelement bei häufigem Werkzeugeinsatz Schaden nehmen, den Anschlagring zu entfernen und das Gegenlagerelement abzuziehen und ein neues aufzuschieben, wonach der Anschlagring wieder positioniert wird.
Alternativ zur Ausbildung des Anschlags über einen derartigen Anschlagring ist es denkbar, den Anschlag mittels wenigstens einer lokalen Materialanhäufung zu realisieren. Eine solche Materialanhäufung kann beispielsweise ein kleiner, radial vorstehender Schweißpunkt am unteren Ende des Werkzeugschaftes sein, oder eine lokale Verstemmung, also Deformation des Werkzeugschaftes oder Ähnliches. Auch eine derartige, radial vorstehende Materialanhäufung bildet einen sicheren Axialanschlag, gegen den das Gegenlagerelement laufen kann.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich der Durchmesser des Werkzeugschafts in einem axial vom Schneidabschnitt entfernten Bereich erweitert, wobei der Übergangsbereich einen axialen Anschlag für das Gegenlagerelement bildet. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung ist auch der axiale Verschiebebereich nach oben, also vom Schneidabschnitt weg in Richtung der Werkzeughandhabe begrenzt. Das Gegenlagerelement kann also auch nicht über die gesamte Länge des Werkzeugschaftes nach oben abgezogen werden.
Neben dem nur teilweise umlaufenden Schneidabschnitt ist das Gegenlagerelement ein zentrales Bauteil des erfindungsgemäßen Werkzeugs. Gemäß einer ersten Erfindungsalternative kann das Gegenlagerelement eine längsgeschlitzte Hülse sein, die auf den Werkzeugschaft aufgeschoben oder aufschiebbar ist. Die Hülse kann entweder, wenn keine entsprechenden Verliersicherungen vorgesehen sind, austauschbar am Werkzeugschaft aufgenommen sein, das heißt, dass ein Hülsenwechsel möglich ist, gegebenenfalls auch für eine Anpassung bei einem Nachschneiden in mehreren Stufen. Es ist dann möglich, verschiedene Hülsen, deren Außendurchmesser sich nur um wenige Zehntel unterscheidet, am Werkzeugschaft anzuordnen. Über den Hülsenaußendurchmesser wird letztlich die Radialposition des Schneidabschnitts definiert, da die Hülse mit ihrem Außenumfang wie beschrieben an den Gewindeflanken gegengelagert ist. Je größer der Hülsendurchmesser ist, desto tiefer wird der Schneidabschnitt in dem oder den Gewindegängen positioniert. Durch Verwendung unterschiedlicher Wechselhülsen kann folglich ein stufenweises Nachschneiden erfolgen. Ein solcher Hülsenwechsel ist auch beispielsweise bei Ausbildung eines lösbaren axialen Anschlagelements am Werkzeugschaft denkbar.
Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Hülse den Werkzeugschaft um mehr als 180° umgreift, wobei der hülsenseitige Schlitz wenigstens das Winkelsegment des Schneidabschnitts freimacht. Durch den um mehr als 180° erfolgenden Umgriff ist die auf den Werkzeugschaft aufgeschobene Hülse gleichzeitig radial gesichert, sie kann also nicht radial zur Seite hin abgezogen werden. Der hülsenseitige Schlitz ist so bemessen, dass er mindestens, in Umfangsrichtung gesehen, so lang respektive breit ist, wie der Schneidabschnitt sich in Umfangsrichtung erstreckt, so dass die Hülse problemlos seitlich am Schneidabschnitt vorbei in die Gegenlagerposition geschoben werden kann.
Dabei kann der hülsenseitige Schlitz so bemessen sein, dass die Hülse in der Gegenlagerposition direkt an den Schneidabschnitt in Umfangsrichtung anschließt. Das heißt, dass, abgesehen von einem geringen Spiel, das für das axiale Verschieben neben den Schneidabschnitt erforderlich ist, der hülsenseitige Schlitz nur geringfügig breiter ist als der Schneidabschnitt. Alternativ kann der Schlitz auch deutlich breiter sein als der Schneidabschnitt. Bei einem Verdrehen des Werkzeugs kann, sofern die Hülse nicht verdrehgesichert am Werkzeugschaft aufgenommen ist, der Schneidabschnitt umfangsmäßig in Richtung der Hülse wandern und gegebenenfalls an der Hülsenschlitzflanke anliegen, so dass bei fortgesetzter Drehung die Hülse zwangsläufig mitgenommen wird.
Bevorzugt jedoch ist die Hülse verdrehgesichert. Dies kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass der Werkzeugschaft zumindest in dem Bereich, in dem die Hülse verschiebbar ist, eine von einem Kreis abweichende Querschnittsform und die Hülse eine dazu komplementäre Innenform aufweist. Durch diese von einer Kreisform abweichende Geometrie ist sichergestellt, dass sich die Hülse nicht relativ zum Werkzeugschaft verdrehen kann.
Die axiale Länge der Hülse selbst entspricht wenigstens der axialen Länge des Schneidabschnitts, bevorzugt jedoch ist sie länger als der Schneidabschnitt, so dass ein Verkippen des Werkzeuges respektive Werkzeugschafts innerhalb des Sacklochs verhindert wird.
Alternativ zur Verwendung einer axial verschiebbaren Hülse ist es auch denkbar, das Gegenlagerelement in Form eines in der schaftseitigen Führungsnut aufgenommenen Stifts zu realisieren. Dieser Stift kann ebenfalls ohne weiteres axial aus einer Ruheposition in eine Gegenlagerposition verschoben werden. Auch in der Gegenlagerposition liegt der Stift mit seiner Außenseite an den Gewindeflanken an und fixiert so den Schneidabschnitt in dem oder den Gewindegängen.
Auch die Ausführung des Gegenlagerelements als nutgeführter Stift ermöglicht es, ihn entsprechend gesichert am Werkzeugschaft anzuordnen. So kann die Führungsnut erfindungsgemäß beidseits hinterschnitten sein, was dazu führt, dass der Stift hierüber radial gesichert ist, mithin also nicht aus der Nut radial herausgezogen werden oder herausfallen kann. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, die Führungsnut zum unteren Ende hin axial zu schließen oder über einen Anschlag zu begrenzen, so dass der Stift aus der Führungsnut axial nach unten nicht herausfallen kann. Selbstverständlich ist auch ein entsprechender Anschlag in der anderen Richtung zweckmäßig, so dass der Stift auch nicht nach oben, also in Richtung der Werkzeughandhabe, aus der Nut gezogen werden kann. Ein solcher Anschlag kann wiederum über ein lösbares Anschlagelement, beispielsweise einen entsprechenden Ring ausgebildet werden, wobei der Ring wiederum in eine entsprechende Nut aufgenommen sein kann, so dass er gegebenenfalls lösbar ist. Eine Nutbegrenzung axial zum freien Ende hin kann durch eine Materialanhäufung im Bereich des Nutendes ausgebildet sein.
Weiterhin ist es besonders zweckmäßig, wenn die Führungsnut und der Stift aufeinander abgleitende Keilflächen aufweisen. Dies ermöglicht es, dass der Stift beim Schieben in die Gegenlagerposition über die Gleitflächenführung geringfügig radial nach außen geführt wird und durch das Bewegen in die Gegenlagerposition quasi aktiv gegen die Gewindeflanken gedrückt wird. Hierüber kann folglich der Durchmesser des Werkzeugs im Schneidbereich variiert werden.
Der Stift selbst kann mit einem ihn axial verschiebenden Einstellelement gekoppelt sein. Dieses Einstellelement, beispielsweise nach Art einer Mikrometerschraube, lässt ein exaktes Verschieben des Stiftes längs der Führungsnut zu. Ist eine Keilflächenführung vorgesehen, so kann über dieses Einstellelement der Druck des Keilstifts gegen das Gewinde und damit auch der Druck des Schneidabschnitts, mit dem es gegen das Gewinde gespannt ist, eingestellt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung einer Seitenansicht eines Werkzeugschafts nebst daran ausgebildetem Schneidabschnitt eines erfindungsgemäßen Werkzeugs,
2 eine Schnittansicht durch den Werkzeugschaft in Richtung der Linie II - II aus 1,
3 eine Aufsicht auf ein Gegenlagerelement in Form einer längsgeschlitzten Hülse,
4 eine Seitenansicht der Hülse aus 3,
5 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug entsprechend der Linie II - II aus 1, jedoch mit auf den Werkzeugschaft aufgeschobener Hülse aus 3,
6 eine Schnittansicht vergleichbar mit 5, jedoch mit einer von einer Kreisform abweichenden Querschnittsform des Werkzeugschaftes zumindest im Bereich der Hülsenverschiebbarkeit,
7 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit Hülse beim Einsetzen in ein Sacklochgewinde,
8 das Werkzeug aus 7 in der Arbeitsposition mit in die Gegenlagerposition verschobener Hülse,
9 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Werkzeugs in der Arbeitsposition mit einem am Schaftende befindlichen Axialanschlag, realisiert über einen Anschlagring,
10 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs in der Arbeitsposition, mit am Schaftende ausgebildeten Anschlägen in Form von Materialanhäufungen,
11 eine Prinzipdarstellung eines Werkzeugs einer weiteren Ausführungsform mit einem Gegenlagerelement in Form eines axial verschieblichen, keilflächengeführten Stiftes in der Einsetzposition, und
12 das Werkzeug aus 11 in der Arbeitsposition.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug 1, wobei hier nur der eigentliche Werkzeuggrundkörper 2 gezeigt ist. Dieser weist einen länglichen Werkzeugschaft 3 auf, an dessen unterem Ende ein Schneidabschnitt 4 umfassend mehrere separate Schneidzüge 5 ausgebildet ist. Wie 2 zu entnehmen ist, erstreckt sich der Schneidabschnitt 4 nur um ein bestimmtes Winkelinkrement α um den Werkzeugschaft 3, wobei α kleiner 180° ist, vorzugsweise maximal 150° und insbesondere maximal 120° beträgt. α sollte jedoch nicht kleiner als 45° sein. Die Schneidzüge 5 dienen dazu, ein Innengewinde nachzuschneiden. Sie weisen daher eine entsprechende, der Steigung des zu bearbeitenden Gewindes entsprechende Steigung auf.
Der Schneidabschnitt 5 ist am unteren Ende des Werkzeugschaftes 3 ausgebildet. Der Werkzeugschaft 3 weist in einem Schaftabschnitt 6 einen ersten, kleineren Durchmesser auf, wobei sich dieser Schaftabschnitt 6 deutlich länger erstreckt als der Schneidabschnitt 4. In einem zweiten Schaftbereich 7 erweitert sich der Werkzeugschaftdurchmesser unter Bildung eines Anschlages 8. Am oberen Ende des Schaftabschnitts 7 ist eine Halteaufnahme 9 für eine Handhabe zum Drehen des Werkzeugs 1 ausgebildet, beispielsweise ein Vierkant oder Ähnliches.
Auf dem Werkzeugschaft 3 respektive dem Schaftabschnitt 6 ist ein Gegenlagerelement 10 in Form einer Hülse 11, wie in 3 und 4 gezeigt, anzuordnen. Diese Hülse 11 weist einen Längsschlitz 12 auf, der ein Winkelsegment β freimacht, wobei β größer α ist, so dass es möglich ist, die Hülse, axial gesehen, auf gleiche Höhe des Schneidabschnitts 4 zu schieben.
Der Innendurchmesser d_i der Hülse 11 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser d_a am Werkzeugschaft 3 respektive am Schaftabschnitt 6, so dass die Hülse 11 auf ihn aufschiebbar und axial entlang verschiebbar ist. Das heißt, dass d_i größer d_a ist, wobei das Spiel möglichst gering ist.
Der Außendurchmesser D respektive der Außenradius r_a ist kleiner als der Radius r_s des Schneidabschnitts 4, wie in 5 gezeigt. In dieser Schnittansicht ist die Hülse 11 auf den Schaftabschnitt 6 aufgeschoben und benachbart zum Schneidabschnitt 4 positioniert.
Wie 5 zeigt, läuft die Hülse 11 um mehr als 180° um den Werkzeugschaft 3 respektive den Schaftabschnitt 6 um, was dazu führt, dass die aufgeschobene Hülse 11 gegen ein radiales Abziehen gesichert ist. Sie erstreckt sich bis nahe an den Schneidabschnitt 4, wie in 5 dargestellt ist.
Die Länge L der Hülse, siehe 4, ist kürzer bemessen als die Länge des Abschnitts des Schaftabschnitts 6 gemessen vom Ende des Schneidabschnitts 4 zum Bereich des sich erweiternden Schaftdurchmessers, also bis nahe dem Anschlag 8. Diese Länge respektive dieser Abstand ist in 1 mit L+x angegeben. Dies ermöglicht es, die Hülse 11 in einen Bereich oberhalb des Schneidabschnitts 4 zu schieben, das heißt, dass sich die Hülse 11 in dieser dann eingenommenen Ruhe- oder Nichtarbeitsposition deutlich entfernt vom Schneidabschnitt 4 befindet.
Der Außendurchmesser D der Hülse 11, die als Gegenlagerelement dient, ist auf den Innendurchmesser des nachzuarbeitenden Gewindes abgestimmt. Denn in der Arbeitsposition, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, liegt die Hülse 11 mit ihrer Außenseite an den Flanken des nachzuarbeitenden Innengewindes an, ist dort also abgestützt.
6 zeigt eine Ausgestaltung ähnlich 5, jedoch weist hier der Schaftabschnitt 6 eine von einer Kreisform, wie in 5 gezeigt, abweichende Querschnittsgeometrie auf. Dies ist exemplarisch leicht tropfenförmig ausgeführt, kann aber auch anders sein. Die Hülse 11 weist eine näherungsweise komplementäre Innenform auf. Dies führt dazu, dass die Hülse 11, auch wenn sie in die Ruheposition hochgeschoben ist, mithin also in dem Abschnitt zwischen dem Schneidabschnitt 4 und dem Anschlag 8 liegt, nicht um die Werkzeuglängsachse gedreht werden kann, also eine Verdrehsicherung realisiert ist. In der Arbeitsposition, wenn sei also in die Gegenlagerposition geschoben ist, ist sie ohnehin verdrehgesichert.
7 zeigt das Werkzeug 1 in der in ein Gewindesackloch 13 eingesetzten Position.
Ersichtlich ist die Hülse 11 am Schaftabschnitt 6 nach oben geschoben, sie befindet sich nahe oder am Anschlag 8. Sie ist folglich zum Schneidabschnitt 4 deutlich beabstandet.
Dies ermöglicht es, den Schaftabschnitt 6 mit dem Schneidabschnitt 4 in das Innengewindesackloch 13 einzuschieben. Nach hinreichend weitem Einschieben in axialer Richtung wird der Schaftabschnitt 6 respektive der Werkzeugschaft 3 derart radial und axial positioniert, dass der Schneidabschnitt 4, also die Schneidzüge 5 in das Innengewinde 14 bzw. die einzelnen Gewindegänge 15 eingreifen, mithin also präzise eingefädelt sind. Die Hülse 11 befindet sich nach wie vor in der nach oben geschobenen Position außerhalb des Innengewindesacklochs 13.
Sind die Schneidzüge 5 in die Gewindegänge 15 eingeführt und positioniert, so wird die Hülse 11, siehe 8, nach unten geschoben. Da der Hülsenaußendurchmesser D auf den Gewindeinnendurchmesser angepasst ist, kann die Hülse folglich bis zum Schaftende geschoben werden. Sie liegt dann, siehe 8, benachbart zum Schneidabschnitt 4 und, da sie länger als der Schneidabschnitt 4 ist, übergreift diesen über seine ganze Länge. Mit ihrer Außenseite 16 liegt die Hülse an den Flanken 17 des Innengewindes 14 an, ist dort also abgestützt. Damit ist der Schneidabschnitt 4 respektive sind die Schneidzüge 5 gegengelagert und abgestützt.
Nachfolgend wird nun, um das Innengewinde 14, das angenommenermaßen einen oder mehrere am Gewindeeingang befindliche, verdrückte, also beschädigte Gewindegänge 15 aufweist, nachzuarbeiten, axial aus dem Innengewinde 14 geschraubt. Diese Schraubbewegung ist durch den Eingriff der Schneidzüge 5 in die Gewindegänge 15 exakt geführt, gleichzeitig ist die Bewegung auch radial über die Hülse 11 abgestützt. Ein Verkanten während des Ausschraubens ist hierdurch unterbunden.
Beim Ausschrauben gelangen nun die Schneidzüge 5 auch in den Bereich des oder der beschädigten Gewindegänge, die bei weiterem Herausdrehen sodann zwangsläufig über die Schneidzüge 15 nachbearbeitet, also ausgeschnitten werden. Ist das Werkzeug 1 komplett ausgeschraubt, so ist das Innengewinde 14 wieder funktionsfähig, alle Gewindegänge sind offen. Das Werkzeug bzw. der Schneidabschnitt 4 ist bis zum kompletten Ausschrauben über die Hülse 11 gegengelagert.
Bei dem Werkzeug 1, wie in den vorstehenden Figuren beschrieben, ist die Hülse 11 in jedem Fall axial nach oben über den Anschlag 8 gesichert. Ist, wie in 6 gezeigt, eine unrunde Querschnittsform am Schaftabschnitt 6 vorgesehen, so ist auch eine Verdrehsicherung gegeben.
Um die Hülse 11 gegen ein axiales Abziehen vom Werkzeugschaft 3 respektive vom Schaftabschnitt 6 zu sichern, ist es denkbar, am unteren Ende des Schaftabschnitts 6 einen Anschlag 18 vorzusehen. 9 zeigt eine Möglichkeit der Ausbildung eines solchen Anschlags mittels eines Federrings 19, der in eine nur teilweise umlaufende Nut 20 eingesetzt respektive eingeschnappt ist. Der Federring 19 ist also geöffnet. Er ragt, wie 9 zeigt, radial etwas vom Schaftabschnitt 6 ab, so dass die eng am Schaftabschnitt 6 geführte Hülse 11 dagegenläuft und folglich axial gesichert ist.
Die Verwendung eines solchen Anschlagrings 19 ist dahingehend von Vorteil, als dieser bei Bedarf entfernt und die Hülse 11 abgezogen werden kann. Dies ermöglicht es, sie bei Beschädigung gegen eine neue Hülse auszutauschen. Denkbar ist es aber auch, dass das Werkzeug 1 als Set ausgeführt ist und einem bestimmten Gewindeinnendurchmesser mehrere im Durchmesser gestufte Hülsen zugeordnet sind. Die Hülsen unterscheiden sich im Außendurchmesser nur um wenige Zehntel oder Hundertstel Millimeter. Dies ermöglicht es, die Art der Gegenlagerung respektive Verspannung des Werkzeugs im Innengewinde zu variieren. Denn je nach Hülsendurchmesser wird der Schneidabschnitt 4 mehr oder weniger tief innerhalb der Gewindezüge 15 positioniert, greift also mehr oder weniger tief ein. Beim Ausschrauben kann so je nach Eingriffstiefe mehr oder weniger Material am beschädigten Gewindezug abgetragen werden.
Werden nun Hülsen unterschiedlichen Durchmessers sukzessiv aufgesetzt, so kann ein stufenweises Nachschneiden erfolgen. Beispielsweise ist es denkbar, eine erste Hülse zum Vorschneiden, eine zweite, im Durchmesser etwas größere Hülse zum Mittelschneiden und eine dritte Hülse zum Fertigschneiden zu verwenden.
Für den Hülsenwechsel ist lediglich der Anschlagring 19 abzuziehen, die nicht benötigte Hülse herunterzuziehen, die neue Hülse aufzuschieben und sodann der Anschlagring 19 wieder zu setzen.
Eine alternative Ausführung der Bildung eines Anschlags 18 zeigt 10. Dort sind mehrere lokale Materialanhäufungen 21, z. B. kleine Schweißpunkte, beispielsweise Laserschweißpunkte, am Schaftende angebracht. Auch diese stehen radial gesehen etwas hervor, so dass die Hülse 11 gegen diese Anschläge 18 läuft und axial gesichert ist. Bei dieser Ausgestaltung ist ein Hülsenwechsel nicht möglich.
Auch für die Ausführungen der 9 und 10 gilt, dass selbstverständlich der Schaftabschnitt 6 rund, aber auch unrund sein kann. Die Hülse 11 umgreift in jedem Fall den Schaftabschnitt 6 um mehr als 180°.
Die 11 und 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs 1, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Auch hier ist ein Werkzeugschaft 3 mit einem Schaftabschnitt 6 vorgesehen, an dessen unterem Ende ein Schneidabschnitt 4 umfassend auch hier drei Schneidzüge 5 ausgebildet ist.
In einem oberen Bereich des Schaftabschnitts 6 ist wiederum ein Anschlag 8 ausgebildet, hier jedoch in Form eines in eine Ringnut 22 eingeschnappten Anschlagrings 23, der radial etwas über den Umfang des Schaftabschnitts 6 heraussteht.
Auch hier ist ein Gegenlagerelement 10 vorgesehen, das hier in Form eines Stiftes 24 ausgebildet ist. Dieser Stift 24 ist in einer beispielsweise beidseitig leicht hinterschnittenen Nut 25, die am Schaftabschnitt 6 in einem unteren Keilbereich 26 ausgeführt ist, axial beweglich geführt. Die Nut 25 weist eine Keilfläche 27 auf. Auf dieser läuft eine entsprechende Keilfläche 28 des Stiftes 24. Durch die Führung in der vorzugsweise leicht hinterschnittenen Nut 25, in die der Stift 24 eingefädelt werden kann, solange der Anschlagring 23 noch nicht positioniert ist, ist eine Verdrehsicherung sowie eine radiale Sicherung gegeben. Zur axialen Sicherung am Nutende kann dort beispielsweise wiederum ein Anschlag 18, z. B. in Form eines Schweißpunktes, vorgesehen sein.
In der in 11 gezeigten Ruhe- oder Löseposition ist der Stift 24 relativ weit nach oben geschoben, er befindet sich quasi am oberen Nutende. In dieser Position kann das Werkzeug 1 ohne weiteres in das Innengewindesackloch 13 eingeschoben und durch radiales Bewegen die Schneidzüge 5 in die Gewindezüge 15 des Innengewindes 14 eingeführt werden.
Zur Positionsfixierung sowie zur Gegenlagerung wird sodann der Stift 24 axial nach unten geschoben (siehe 12), die beiden Keilflächen 27 und 28 gleiten aufeinander ab. Es kommt zu einer axialen, aber auch einer radialen Verschiebung des Stiftes 24 in Richtung der Gewindeflanken 17 des Innengewindes 14. In der Endstellung liegt der Stift 24 an den Gewindeflanken an, der Schneidabschnitt 4 ist abgestützt und gegengelagert.
Auch hier wird zum Nachschneiden des verdrückten Innengewindes das Werkzeug wieder aus dieser tiefen Position herausgeschraubt, das Werkzeug ist über die eingreifenden Schneidzüge 5 sicher und präzise geführt und gleichzeitig über den Stift 24 gegengelagert. Beim Herausschrauben gelangen die Schneidzüge 5 wiederum in den Bereich des oder der beschädigten Gewindezüge 15, die bei weiterem Ausschrauben über die Schneidzüge 5 nachgeschnitten werden.
Der Werkzeugschaft 3 respektive der Schaftabschnitt 6 mit den Schneidzügen 5 bestehen aus einem gehärteten Stahl, wie für Gewindeschneidwerkzeuge üblich. Die Hülse 11 oder der Stift 24 sind aus Stahl, können aber auch aus gehärtetem Stahl sein. Kommt ein oder kommen mehrere Anschlagringe zum Einsatz, so sind auch diese bevorzugt aus Metall.

Claims

Werkzeug zum Schneiden eines Gewindes, umfassend einen Werkzeugschaft und einen an diesem ausgebildeten Schneidabschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidabschnitt (4) sich um weniger als 180° um den Werkzeugschaft (3) herum erstreckt, und dass ein am Werkzeugschaft (3) axial in eine Gegenlagerposition verschiebbares Gegenlagerelement (10) vorgesehen ist, in der es zumindest abschnittsweise auf gleicher Höhe wie der Schneidabschnitt (4) angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schneidabschnitt (4) um maximal 150°, vorzugsweise um maximal 120° um den Werkzeugschaft (3) erstreckt.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidabschnitt (4) mehrere axial voneinander beabstandete Schneidzüge (5) aufweist.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlagerelement (10) verdrehfest am Werkzeugschaft (3) angeordnet ist.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlagerelement (10) am Werkzeugschaft (3) gegen eine Radialbewegung gesichert angeordnet ist.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeugschaft (3) wenigstens ein das axiale Abziehen des Gegenlagerelements (10) vom Werkzeugschaft (3) verhindernder Anschlag (18) vorgesehen ist.
Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (18) mittels eines am Werkzeugschaft (3) angeordneten Anschlagelements, insbesondere einem in einer schaftseitigen Nut (20) aufgenommenen Anschlagring (19) oder mittels wenigstens einer lokalen Materialanhäufung (21) realisiert ist.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchmesser des Werkzeugschafts (3) in einem axial vom Schneidabschnitt (4) entfernten Bereich erweitert, wobei der Übergangsbereich einen axialen Anschlag (8) für das Gegenlagerelement (10) bildet.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlagerelement (10) eine längsgeschlitzte Hülse (11) ist, die auf den Werkzeugschaft (3) aufgeschoben oder aufschiebbar ist.
Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) den Werkzeugschaft (3) um mehr als 180° umgreift, wobei der hülsenseitige Schlitz (12) wenigstens das Winkelsegment des Schneidabschnitts (4) freimacht.
Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) in der Gegenlagerposition direkt an den Schneidabschnitt (4) in Umfangsrichtung anschließt, oder von diesem beanstandet ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschaft (3) zumindest in dem Bereich, in dem die Hülse (11) verschiebbar ist, eine von einem Kreis abweichende Querschnittsform und die Hülse (11) eine dazu komplementäre Innenform aufweist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der Hülse (11) wenigstens der axialen Länge des Schneidabschnitts (4) entspricht.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlagerelement (10) ein in einer schaftseitigen Führungsnut (25) aufgenommener Stift (24) ist.
Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnut (25) beidseits hinterschnitten ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnut (25) axial geschlossen oder über einen Anschlag (18) begrenzt ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnut (25) und der Stift (24) aufeinander abgleitende Keilflächen (27, 28) aufweisen.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Stift (24) axial verschiebendes Einstellelement vorgesehen ist.