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Die Erfindung betrifft ein Gewindeschneidfutter Gewindeschneidfutter
mit einem Futterkörper und einem in diesen einsetzbaren und mit diesem in Axialrichtung
kuppelbaren Werkzeugeinsatz, dessen Mitnahme mittels einer, aus in Längsrichtung
des Futterkörpers sich erstreckenden Blattfeder und Sperrelementen bestehenden und
zwischen Futterkörper und Werkzeugeinsatz angeordneten Überlastungskupplung erfolgt.
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Derartige Gewindeschneidfutter werden zum maschinellen Gewindeschneiden
eingesetzt, insbesondere für Sacklochbohrungen, bei denen die Gefahr des Bohrerbruches
durch Überlastung sehr groß ist.
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Aus diesem Grund setzen sich in der Praxis schon seit längerer Zeit
Gewindeschneidfutter mit einstellbarer Überlastungskupplung immer mehr durch.
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Hierbei wird der Gewindebohrer zunächst in einen Werkzeugeinsatz eingesetzt,
darin unverrückbar festgeklemmt und durch Zwischenschaltung einer einstellbaren
Überlastungskupplung mit dem Gewindeschneidfutter kraftschlüssig verbunden.
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Bei Überschreitung des an der Kupplung eingestellten Drehmoments rutscht
diese durch, die kraftschlüssige Verbindung zwischen Gewindeschneidfutter und Werkzeugeinsatz
mit dem darin befestigten Schneidwerkzeug wird automatisch unterbrochen und dadurch
ein Werkzeugbruch verhindert.
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Das in der rotierenden Arbeitsspindel aufgenommene Gewindeschneidfutter
dreht sich weiter, jedoch der Gewindebohrer bleibt stehen und kann nicht mehr über
die Bruchgrenze hinaus belastet werden.
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Bei einem bekannten Schnellwechselfutter (deutsche Patentschrift 940
745) kann die Drehmomenteinstellung am auswechselbaren Einsatz vorgenommen werden.
Für verschiedene Gewindebohrerdurchmesser sind jeweils gesonderte Einsätze vorgesehen,
von denen jeder mit einer passend eingestellten Überlastungskupplung ausgerüstet
ist. Das aber bedeutet einen erheblichen Aufwand.
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Es ist weiterhin ein Gewindeschneidfutter bekannt (deutsche Patentschrift
403 756), bei dem die Einstellung des Kupplungsmomentes durch Änderung einer wirksamen
Federlänge erfolgt. Diese Änderung wird jedoch nicht durch den jeweils verwendeten
Werkzeugeinsatz hervorgerufen, es erfolgt also keine automatische Anpassung des
Drehmomentes an den verwendeten Gewindebohrerdurchmesser.
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Schließlich ist noch ein Gewindeschneidfutter bekannt (deutsche Patentschrift
962 396), bei dem die Überlastungskupplung zwischen Futterkörper und Werkzeugeinsatz
angeordnet ist. Bei diesem Futter erfolgt die Anpressung der Kupplungsglieder durch
in Längsrichtung des Gehäuses sich erstreckende Blattfedern. Das übertragbare Drehmoment,
d. h. der Widerstand der Kupplung, ist- von der Größe des eingesetzten Werkzeuges
abhängig und wird durch am Umfang des Werkzeugeinsatzes angeordnete Ausnehmungen
festgelegt.
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Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich demgegenüber durch eine
vereinfachte Ausführung der Überlastungskupplung, die dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Blattfedern verschiebungssicher angeordnet sind und auf einem Teil ihrer
Einspannlänge von einer in Längsrichtung des Futterkörpers verschiebbaren Schiebehülse
umgriffen sind, deren Lage durch einen am Werkzeugeinsatz angeordneten Ansatz festlegbar
ist. Der Ansatz kann durch einen auf dem Werkzeugeinsatz in Längsrichtung des Futters
verstellbar angeordneten Einstellring gebildet sein, der mit seiner Stirnfläche
an der Schiebehülse anliegt.
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Durch diese Ausbildung der Erfindung hat man es im Bedarfsfall in
der Hand, durch Auswechseln des Stellringes auch das übertragbare Drehmoment zu
ändern. Das stellt eine Vereinfachung gegenüber den bekannten Maßnahmen zur Festlegung
des übertragbaren Drehmoments dar.
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Weiterhin kann das erfindungsgemäße Gewinde= schneidfutter dadurch
gekennzeichnet sein, daß auf der Schiebehülse axial fest, aber frei verdrehbar,
ein die gefahrlose Verschiebung -der Schiebehülse zulassender Handring angeordnet
ist. Der Handring kann dabei unter dem Einfluß einer die Schiebehülse an den Ansatz
andrückenden Rückholfeder stehen.
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Durch diese Ausbildung der Erfindung kann eine zusätzliche kurzzeitige
Erhöhung des Kupplungsmomentes sowohl bei stillstehender als auch bei rotierender
Maschinenspindel mittels eines einfachen Handgriffes erreicht werden, indem man
die Schiebehülse an ihrem Handring anfaßt und nach oben rückt.
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Diese Handhabung führt zu einer Verkürzung des federnden Teils der
Blattfedern, was bei konstantem Federweg sowie gleichbleibendem Elastizitätsmodul
und Trägheitsmoment eine theoretisch nach Kubischem
Gesetz ansteigende
horizontale Federkraft zur Folge hat, die das Kupplungsmoment entsprechend erhöht.
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Sobald man den Handring losläßt, wird dieser und die mit ihm verbundene
Schiebehülse durch eine Rückholfeder in die Uisprungslage bzw. bis zur -Anlage am
Stellringansatz nach unten gerückt, und das ursprüngliche Kupplungsmoment ist wieder
eingestellt.
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Diese einfache . Möglichkeit des kurzzeitigen Erhöhungs- und Kupplungsmoments
bei umlaufender Arbeitsspindel ist ein großer Vorteil, denn bei den bekannten Gewindeschneidfuttern
muß die Arbeitsspindel stillgesetzt werden, um mit Verstellwerkzeugen das Kupplungsmoment
bei Bedarf ändern zu können und dann wieder auf dieselbe Weise das ursprünglich
eingestellte Kupplungsmoment zu erhalten.
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Besonders wird von diesem Vorteil der Erfindung dann Gebrauch gemacht,
wenn die Kupplung beim Umschalten der Maschinen zum Rückwärtslauf durchrutscht,
weil durch Späneverstopfung oder zu starken Anlaufens des Gewindebohrers am Grund
der Gewindekernlochbohrung eine Zunahme des Drehmomentes erfolgte und dieses Durchrutschen
.der Kupplung durch kurzzeitige Erhöhung des Kupplungsmomentes abgestellt werden
kann.
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Im übrigen ist das Gewindeschneidfutter mit einer an sich bekannten
Einrichtung zum Schnellwechseln des Werkzeugeinsatzes kombiniert.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gewindeschneidfutters dargestellt. Es zeigt F i g.1 das Futter im Aufriß und in
teilweisem Axialschnitt, F i g. 2 einen Schnitt nach Linie A-B der F i g.1, F i
g. 3 den Werkzeugeinsatz allein im Aufriß und teilweisem Schnitt.
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Das Gewindeschneidfutter besteht aus dem Futterkörper 1 mit Kegelschaft
2 zum Einsetzen in eine Bohrspindel. Der Futterkörper 1 ist in bekannter Weise zum
Einsatz eines Werkzeugeinsatzes 3 ausgebildet, in die der Gewindebohrer 4 eingesetzt
und unter Verwendung eines radial gelagerten Gewindestiftes 5 unverrückbar festgeklemmt
wird.
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Zum Kuppeln des Futterkörpers 1 mit dem eingesetzten Werkzeugeinsatz
3 sind Kugeln 6 vorgesehen, die sich zum Teil in Ausnehmungen 7 des Werkzeugeinsatzes
3 und zum Teil in Ausnehmungen 8 des Futterkörpers 1 erstrecken. Die Kugeln stehen
unter dem Einfluß von in Schlitzen 19 axial gelagerten Blattfedern 9, deren freies
federndes Ende auf den Rücken der Kugeln 6 drückt. Die Blattfedern 9 liegen mit
ihrem übrigen Teil am Futterkörper 1 an und werden durch eine :Schiebehülse 10 an
diesen gedrückt. Eine Verschiebung der Schiebehülse 10 nach oben oder unten verändert
die Einspannlänge der Blattfedern 9 und damit die Federcharakteristik.
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Der Werkzeugeinsatz 3 wird von einem Einstellring 11 umschlossen,
der mittels eines Gewindestiftes 12, der in eine Ausnehmung 13 eingreift, axial
verstell- und feststellbar angeordnet ist. Der Einstellring 11 ist so gestaltet,
daß sein Ringansatz 14 mit seiner oberen Stirnfläche an die Schiebehülse 10 anliegt.
Auf der Schiebehülse 10 ist ein unter dem Einfluß .einer Rückholfeder 18 stehender
Handring 15 ver-*ehbar angeordnet, zwischen dessen Innenumfang und dem Außenumfang
der Schiebehülse 10 ein beiderseits in Ringnuten eingreifender federnder Ring 16
liegt, so daß selbst bei rotierender Maschinenspindel, durch Anheben des Handringes
15
ein Verschieben der Schiebehülse 10 bewirkt werden kann.
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Im übrigen ist das Gewindeschneidfutter mit einer Einrichtung bekannter
Bauart ausgerüstet, die ein Schnellwechseln des Werkzeugeinsatzes 3 einschließlich
Gewindebohrer 4 ermöglicht. Durch eine axial verschiebbare, federbelastete
Greifhülse 17 kann die Schnellwechseleinrichtung sowohl im Stillstand als auch bei
rotierendem Futter bedient werden, dabei ist nur eine Hand erforderlich.
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Die Arbeitsweise des Gewindeschneidfutters ist wie folgt: Für jede
zu schneidende Gewindegröße liegen der Bedienungsperson Gewindebohrer 4 verschiedener
Größe vor, Jeder Gewindebohrer 4 wird in den ihm entsprechenden Werkzeugeinsatz
3 eingesetzt und darin mittels eines Gewindestiftes 5 unverrückbar festgeklemmt.
Nun kann der Werkzeugeinsatz 3 mit dem Gewindebohrer 4 durch Bedienung der Schnellwechseleinrichtung
in den Futterkörper 1. eingesetzt und von diesem gelöst werden.
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Das Einsetzen geschieht in der Weise, daß mit der einen Hand die Greifhülse
17 entgegen dem auf ihr einwirkenden Federdruck so weit nach-unten geschoben wird,
.daß die Haltekugeln in die Ausdrehung der Greifhülse 17 zurücktreten können. Sodann
wird mit der anderen Hand der Werkzeugeinsatz 3 zeit dem Gewindebohrer 4 in den
Futterkörper 1 soweit als möglich eingeführt und die Greifhülse 17 losgelassen.
Die Druckfeder schiebt jetzt die Greifhülse 17 nach oben bis zu den durch einen
federnden Ring gebildeten Anschlag am Futterkörper 1 und sperrt nun den Kugelaustritt.
Der Werkzeugeinsatz 3 ist somit gegen ein Herausfallen aus dem Futterkörper 1 gesichert,
Zugleich sind die Kugeln 6 der überlastungskupplung in die Ausnehmungen 7 eingerastet,
so daß zwischen dein Futterkörper 1 und dem Werkzeugeinsatz 3 über die Blattfedern
9 und die Schiebehülse 10 eine kraftschlüssige Verbindung besteht. Das Herausnehmen
erfolgt wiederum dadurch, daß mit der einen Hand die Greifhülse 17 nach unten so
weit gerückt wird, daß die Haltekugeln in die Ausdrehung der Greifhülse 17 zurücktreten
können und dadurch der Werkzeugeinsatz 3 herausfällt.
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Entsprechend der Gewindebohrergröße ändert sich bei .dem dazugehörigen
Werkzeugeinsatz 3 die Länge des Ansatzes 14 an dem mit dem Werkzeugeinsatz 3 verbundenen
Stellring 11, so daß be"un Einsetzen des Werkzeugeinsatzes 3 mit dem Gewindebohrer
4 in den Futterkörper 1 die Schiebehülse 10
mehr oder weniger
hoch angehoben wird, Hat z. B. der Gewindebohrer 4 einen größeren Durchmesser, so
ist der Ansatz 14 länger und verschiebt beim Einsetzen die Schiebehülse 10 mehr
nach oben, so daß das freie und federnde Ende der eingespannten Blattfeder 9 verkürzt
wird und damit den Kupplungskugeln 6 für den Austritt aus den Ausnelnmungen 7 einen
größeren Widerstand entgegengesetzt. Das Kupplungsmoment ist dadurch größer. Wenn
ein Gewindebohrer kleineren Durchmessers eingesetzt wird, dann wird die Schiebehülse
10 wegen der kürzeren Länge des Stellringansatzes 14 weniger angehoben, .so daß
das freie ungespannte Ende der Blattfeder 9 länger und das Kupplungsmoment somit
kleiner wird.
Sollte die Kupplung, wie das in der Praxis immer wieder
festzustellen ist, beim Umschalten der Maschine auf Links- bzw. Rückwärtslauf durchrutschen,
weil durch Späneverstopfung oder zu starkes Anlaufen des Gewindebohrers am Grund
der Gewindekernlochbohrung die auf den Werkzeugeinsatz 3 einwirkende Umsatzkraft
zunimmt und das eingestellte Kupplungsmoment nicht mehr ausreicht, so kann durch
den neuartigen Kupplungsmechanismus und die neuartige Kupplungsmomenteinstellung
das Kupplungsmoment kurzzeitig sehr einfach dadurch erhöht werden, daß man von Hand
die Schiebehülse 10
mittels des mit ihr verbundenen Handringes 15 entsprechend
weit nach oben rückt und damit das freie federnde Ende der Blattfeder 9 verkürzt.
Die Einstellung des Kupplungsmomentes auf das jeweils maximal zulässige Drehmoment
einer bestimmten Gewindebohrergröße erfolgt somit unabhängig von dem Zutun der Bedienungsperson.