DE1295972B - Futter fuer Gewindebohrer mit einem Umkehrgetriebe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Futter für Gewinde- deren Axiallagers vollständig. Der mittels der Spreizbohrer mit einem Umkehrgetriebe, das einen um- vorrichtung ausgeübte axiale, drehmomentabhängige laufenden äußeren Antriebsring, einen innenliegen- Druck wird jetzt auf die Wälzkörper nur durch eine den, entgegengesetzt laufenden Umkehrring und einen rollende Reibung übertragen, so daß auch Gleitzwischen diesen Teilen drehfest angeordneten, die 5 flächen zur Übertragung des Axialdruckes fortfallen, drehrichtungsändernden Wälzkörper enthaltenden Die Betriebstemperatur des erfindungsgemäß ausKäfig aufweist, wobei diese Wälzkörper mit Hilfe gebildeten Getriebes wird einerseits durch den Wegeines innerhalb des Futters entsprechend der Größe fall von Gleitflächen und andererseits durch günstides Umkehrmoments veränderlichen, durch eine gere Ausbildung der den axialen drehmomentabhän-Spreizeinrichtung geschaffenen axialen Druckes zur io gigen Druck übertragenden Flächen wesentlich her-Wirkung kommen. abgesetzt. Der Raumbedarf und der Bauaufwand des

Die deutsche Auslegeschrift 1259 179 bezieht sich erfindungsgemäß ausgebildeten Umkehrgetriebes sind

auf ein derartiges Umkehrgetriebe eines Gewinde- insbesondere durch den Fortfall eines besonderen

bohrerfutters, wobei gemäß dieser Auslegeschrift zwi- Axiallagers wesentlich herabgesetzt. Der Fortfall von

sehen den Umkehrring und den angetriebenen Teil 15 gleitenden Teilen führt auch zu einer Erhöhung der

eine unter dem Druck einer Feder stehende Spreiz- Lebensdauer.

Vorrichtung geschaltet ist, durch die der auf die dreh- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

richtungsändernden Wälzkörper einwirkende axiale dung weist die Spreizvorrichtung Wälzkörper (Spreiz-

Druck dem jeweils zu übertragenden Drehmoment wälzkörper) auf, die sich gegen in Umfangsrichtung

bei der Umkehrbewegung anpaßbar ist. 20 verlaufende Keilflächen stützen, von denen die einen

In der deutschen Auslegeschrift 1259 179 ist die in einem der Teilringe vorgesehen sind. Zweckaus dem äußeren Antriebsring, dem innenliegenden mäßigerweise stehen die Teilringe über die dreh-Umkehrring und den Wälzkörpern einschließlich des richtungsändernden Wälzkörper unter einer axialen Käfigs bestehende Vorrichtung als Umkehrkupplung Vorspannung. Es empfiehlt sich, die Vorspannung bezeichnet. Die gleiche Vorrichtung wird jedoch hier 25 durch ein federndes Element zu bilden, und zwar insals Umkehrgetriebe bezeichnet. besondere durch eine in axialer Richtung nur begrenzt

Bei der Ausführung nach der Auslegeschrift einsetzbare Federringscheibe.

1259 179 wirkt die Spreizvorrichtung über den Um- Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erkehrring auf die eine Stirnfläche der Wälzkörper, die findung weist der drehfest festlegbare Käfig Ausnehals mit geringem Anzüge versehene Kegelrollen aus- 30 mungen für die drehrichtungsverändernden Wälzgebildet sind. Zu diesem Zweck ist zwischen der körper auf, von denen ein Teil, vorzugsweise die Spreizvorrichtung und dem angetriebenen Teil die Hälfte, in seitlicher Richtung gegenüber der Symme-Anordnung eines besonderen Axiallagers erforderlich. trieebene der Ringe und der Rest in seitlich entgegen-Außerdem entsteht bei der Übertragung des Axial- gesetzter Richtung versetzt ist; auf diese Weise werdruckes von dem Umkehrring auf die Stirnfläche der 35 den die beiden Gruppen von Wälzkörpern, die diesen Wälzkörper eine Gleitreibung. Im Axiallager und den beiden Gruppen von Ausnehmungen zugeordnet sind, zwischen dem Umkehrring und dem Wälzkörper vor- in entgegengesetzter Richtung zu den Rollbahnen der gesehenen, den Axialdruck übertragenden Gleit- Ringe verschoben. Hierbei erzeugen die drehrichflächen entsteht durch rollende bzw. gleitende Rei- tungsändernden Wälzkörper einen je nach der Größe bung Wärme, die sich in einer Erhöhung der Betriebs- 40 des zu übertragenden Momentes veränderlichen temperatur dieses so ausgebildeten Gewindebohrer- Axialdruck. Insbesondere bei kleineren Geschwindigfutters auswirkt. Da diese Teile notwendigerweise keiten kann diese Ausbildung des Käfigs der drehinnerhalb des als Gehäuse ausgebildeten treibenden richtungsändernden Wälzkörper die Anordnung einer Teiles angeordnet sind, kann die an diesen Teilen ent- besonderen Spreizvorrichtung völlig ersetzen. Die sostehende rollende und gleitende Reibung nur schwer 45 eben geschilderte Ausbildung des Wälzkörperkäfigs abgeführt werden. Überdies ergibt sich insbesondere kann aber auch zusammen mit einer besonderen mit durch die Anordnung eines besonderen Axiallagers Keilflächen versehenen Spreizvorrichtung benutzt eine Erhöhung des Bauaufwandes. Dieses Axiallager werden.

führt außerdem zu einem erhöhten Raumbedarf der Diese Ausbildung des Wälzkörperkäfigs führt

Gewindeschneideinrichtung, insbesondere in axialer 50 außerdem zu einer Verbesserung der Abstützung des

Richtung. Wälzkörperkäfigs und wirkt damit dem Auftreten von

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Um- Schwingungen entgegen.

kehrgetriebe der gekennzeichneten Art für Gewinde- Weitere Verbesserungen und zweckmäßige Ausbohrerfutter zu schaffen, bei dem während des Be- gestaltungen der Erfindung gehen aus der nachfolgentriebes weniger Wärme erzeugt wird und das damit 55 den Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnunmit einer geringeren Betriebstemperatur zu arbeiten gen hervor, die einige Ausführungsbeispiele der Ervermag. Im Zusammenhang hiermit liegt der Erfin- findung darstellen,
dung die Aufgabe zugrunde, den Bauaufwand und Es zeigt

den Raumbedarf für dieses Umkehrgetriebe herab- Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungs-

zusetzen und den Betrieb zu vereinfachen sowie die 60 gemäß ausgebildetes Gewindebohrerfutter,

Lebensdauer der Vorrichtung zu erhöhen. Fig. 2 einen Teil des Futters in demselben Schnitt,

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch ge- aber in größerem Maßstab,

löst, daß einer der Ringe, vorzugsweise ein radial Fig. 3 einen Teil des Umkehrgetriebes im Schnitt äußerer, in zwei gleichachsig angebrachten Teilringen nach der Linie III-III der F i g. 2 sowie in der Abausgeführt ist, die zusammen eine Rollbahn bilden 65 wicklung,

und unter Einwirkung des veränderlichen Druckes Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Aus-

gegeneinander bewegbar sind. Auf diese Weise ent- führungsf orm der Erfindung,

fällt die Notwendigkeit der Anordnung eines beson- Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 3 ist

der treibende, als Gehäuse ausgebildete Teil 10 eines Gewindebohrerfutters oben an eine Antriebsspindel 12 angeschlossen, die zum Befestigen in einer Werkzeugmaschine bestimmt ist. Auf den anderen, schmaleren Hals 14 des treibenden Gehäuseteils 10 ist eine Kappe 16 aufgeschraubt, die über den Teil 10 hinüberreicht und gegen diesen mittels einer ringförmigen Packung 18 abgedichtet ist. In der Kappe 16 ist ein Ring 20 angebracht, wobei zwischen diesen Teilen eine Sperre vorgesehen ist, die eine in eine schalenförmige Ausnehmung 24 der Kappe eintretende Kugel 22 und eine Feder 26 umfaßt, die in einer radialen Bohrung 28 des Ringes 20 angeordnet ist. Mehrere derartige Ausnehmungen können auf dem Umfang der Kappe 16 vorgesehen sein. Der Ring 20 dient als Befestigung für zwei einander axial gegenüber angebrachte, zweckmäßig hohle Führungsstifte 30, die sich in axiale Bohrungen 32 des antreibenden Teils 10 hinein erstrecken. In einer größeren Anzahl axialer Bohrungen 33 des treibenden Teils 10, die mit einer ao Hülse 35 ausgekleidet sein können, sind Federn 34 angebracht, die sich mit ihrem einen Ende gegen den Ring 20 und mit ihrem anderen Ende gegen Kugeln 36 abstützen.

Die Stifte 30 hindern den Ring 20 an einer Drehung gegenüber dem treibenden Teil 10. Die Sperre 22, 26 hindert ihrerseits die Kappe 16 an einer unbeabsichtigten Drehung. Somit muß die Kappe 16 einem Drehmoment ausgesetzt werden, das die Kugel 22 entgegen der Wirkung der Feder 26 aus der Ausnehmung 24 herauszwingt, damit die Kappe eine Drehbewegung ausführen kann, durch welche der Ring 20 axial geführt und wodurch eine Änderung der Spannung der Federn 34 herbeigeführt wird. Jedesmal, wenn die Kugel 22 in eine Ausnehmung 24 schnappt, macht sich ein Knacklaut bemerkbar, wodurch die Größe der Drehbewegung und damit die Änderung der Spannung der Federn 34 in gewissem Ausmaß von außen feststellbar ist.

Die Kugeln 36 bilden zusammen mit einer Flanschhülse 38 eine Sperrkupplung, die das Moment zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil überträgt. Hierbei liegen die Kugeln 36 in schalenförmigen Ausnehmungen 40 der Flanschhülse 38, aus denen sie unter Zusammendrückung der Federn 34 bei Überschreiten eines von den Federn 34 bestimmten Drehmoments herausrollen.

Eine Hülse 42 ist mit dem treibenden Teil 10 fest verbunden und greift in eine zentrale Bohrung 44 dieses Teils 10 ein. Die getriebene Spindel 46 des Gewindebohrerfutters erstreckt sich von der Unterseite des Teils 10 bis hinein in die Hülse 42, die die getriebene Spindel 46 zentriert. Die Spindel 46 ist im großen und ganzen rohrförmig mit einem kegeligen unteren Fortsatz 48 für den Anschluß eines Gewindebohrerhalters. Die Spindel 46 ist in dem treibenden Teil 10 mit Hilfe einer langen Feder 50 aufgehängt, die am unteren Ende der Spindel 46 mittels einer Gleitscheibe 52 und oben an einer auf der Hülse 42 angebrachten Gleitscheibe 54 befestigt ist. Die Gleitscheiben 52 und 54, die aus Kunststoff, wie beispielsweise Nylon, gefertigt sein können, gestatten eine Drehbewegung des treibenden Teils 10 und der getriebenen Spindel 46 zueinander, ohne daß die Feder einer störenden Verdrehung ausgesetzt wird. Eine weitere Feder 56 größeren Durchmessers ist oben in der Spindel 46 eingesetzt und stützt sich an der Innenseite des Bodens der Hülse 42 ab. Diese Feder wird zusammengedrückt, wenn sich die Spindel 46 dem Boden dieser Hülse 42 nähert.

Das Moment wird bei unmittelbarem Antrieb zwischen den treibenden Teilen 10 und der getriebenen Spindel 46 über die Sperrkupplung 36, 38 sowie über eine andere Kupplung übertragen, die eine Hülse 58 umfaßt, die mit zweckmäßig zwei einander diametral gegenüberliegenden Klauen 60 versehen ist. Den Vorsprüngen 60 entsprechen Ausnehmungen 62 in der Flanschhülse 38. Die Hülse 58 hat eine Anzahl, beispielsweise vier, auf dem Umfang verteilte axiale Rinnen 64 mit halbkreisförmigem Querschnitt, denen Rinnen 66 gleicher Form in dem Teil 46 entsprechen. In zwei einander gegenüberliegenden Rinnenpaaren 64, 66 sind Kugeln 70 untergebracht und in den beiden anderen Federn 72. Die Kugeln 70 gestatten keine drehende, wohl aber eine axiale Bewegung zwischen der Hülse 58 und dem Teil 46. Diese Bewegung wird durch Sperringe 74, 76 begrenzt. Die Federn 72 stützen sich am Boden je einer der Rinnen 66 und am Sperring 74 oder 76 ab.

Die Hülse 58 hat zwei Endlagen, eine obere bei unmittelbarem Antrieb und eine untere bei Umkehrantrieb. Die Hülse wird in diesen beiden Lagen mit Hilfe einer Sperre festgehalten, die von einer Kugel 78 gebildet wird, die mittels einer in einer radialen Bohrung in der Hülse 58 sitzenden Feder 80 in eine von zwei an der Flanschhülse 38 ausgebildeten ringförmigen Rinnen 84, 86 hineingedrückt wird. Nach der Fig. 1 stehen die Klauen 60 der Hülse 58 im Eingriff mit den Ausnehmungen 62 der Flanschhülse 38, so daß eine Momentübertragung zwischen diesen beiden Teilen stattfindet. Die Kugel 78 befindet sich in der oberen Rinne 84. Die Federn 72 sind teilweise zwischen ihren Abstützflächen gespannt, die nunmehr von dem unteren Boden 87 der Rinnen und dem Sperring 76 gebildet werden. Wenn der treibende Teil 10 zwecks Umkehrung der Umlaufrichtung der getriebenen Spindel 46 ihr gegenüber nach aufwärts bewegt wird, nehmen die Flanschhülse 38 und damit auch die Hülse 58 an dieser Aufwärtsbewegung teil. Die Kugeln 70 rollen in ihren Rinnen, und die Federn 72 werden während eines ersten Verlaufs entlastet. Wenn dann die Federn 72 während der weitergehenden axialen Relativbewegung zwischen dem treibenden Teil 10 und der getriebenen Hülse 46 an ihrem unteren Ende von dem Sperring 74 getroffen werden und mit ihrem oberen Ende in Berührung mit dem oberen Ende 89 der Rinnen 66 kommen, werden sie erneut zusammengedrückt, und dadurch wird eine axiale Kraft aufgespeichert, die groß genug ist, um die Kugel 78 entgegen der Wirkung der Feder 80 aus der Rinne 84 zu führen. Infolgedessen führt die Hülse 58 eine Schnappbewegung aus, so daß die Kugel 78 in die Rinne 86 der Flanschhülse 38 eintritt.

Die Rückkehr in die Lage für den unmittelbaren Antrieb erfolgt durch einen analogen Wechsel der auf die Federn 72 wirkenden Abstützflächen. Hierbei zieht die Feder 50 die Spindel 46 einwärts, und dabei schnappt die Hülse 58 in die Lage für unmittelbaren Antrieb ein. Das Eindrücken der Kugel 78 kann auch dadurch eingeleitet werden, daß die Kugeln 70 gegen den Sperring 74 bzw. 78 drücken und dadurch die Umstellung der Hülse erzwingen.

Ein Kugellager ist gleichmittig um die Flanschhülse 38 angeordnet und bewirkt dessen Zentrierung, wobei ein Innenring 88 des Lagers auf der Flanschhülse 38 und ein Außenring 90 des Lagers an dem treibenden

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Teil 10 angebracht ist. Kugeln 94 wirken mit an den ten, so daß letztere nur um ihren eigenen Mittelpunkt, beiden Ringen ausgebildeten Rollbahnen zusammen, nicht aber um die Achse der Gewindeschneidvorrichso daß das Lager die Flanschhülse 38 auch in axialer rung umlaufen können.

Richtung gegenüber dem treibenden Teil 10 fixiert, Die Löcher in dem Käfig 140 für die Kugeln 112

der einen Absatz96 hat, an dem sich der Außenring 5 sind vorzugsweise, wie insbesondere aus der Fig. 3 90 abstützt. Der Innenring 88 stützt sich an einem ersichtlich ist, jeweils abwechselnd gegenüber der Absatz 98 der Flanschhülse 38 ab. Die Kupplungs- Symmetrieebene 146 des drehrichtungsändernden ausnehmungen 62 der Flanschhülse 38 liegen, wie aus Wälzlagers versetzt. So sind gemäß der Fig. 3 die der Fig. 1 ersichtlich, in axialer Richtung gesehen, Löcher 148¹ und 148² nach oben im Verhältnis zu innerhalb des Kugellager-Innenringes 88. - io ihren Kugeln 112¹ und 112² verschoben, während das

Ein Innenring 100 eines der Drehrichtungsumkehr zwischen ihnen befindliche Loch 148³ nach unten, dienenden radialen Kugellagers ist zusammen mit also jenseits der Symmetrieebene 146 im Verhältnis zwei Hülsen 102 und 104 gleitbar auf der getriebenen zu der Kugel 112³ versetzt ist.

Spindel 46 gelagert. Die Hülse 102 ist mit Kupplungs- Ein von einer Ringscheibe 150 und einer Sperre

ausnehmungen 106 versehen, die zu den Klauen 60 15 152 umgrenzter, nach innen offener Raum 154 auf der Hülse 58 passen und somit mit diesen Ausneh- der Innenseite des Käfigs enthält ein mit Schmiermungen im Eingriff stehen, wenn sich die Hülse in mittel getränktes Dichtungsmaterial, ihrer Umkehrlage befindet. Gleichmittig zum Lager- Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei un-

ring 100 ist ein aus zwei Teilen 108,110 bestehender mittelbarem Antrieb nehmen die verschiedenen Teile äußerer Lagerring angebracht. Zwischen den Lager- 20 des Gewindebohrerfutters die in der Fig. 1 verringen sind mehrere Wälzkörper eingelegt, in dem anschaulichte Lage ein. Das Antriebsmoment wird Ausführungsbeispiel Kugeln 112, die mit einer Wälz- von der Spindel 12 zu dem Teil 10, den federbelastebahnll4 mit sehalenförmigem Querprofil auf dem ten Kugeln 36, der Flanschhülse 38, der Hülse 58, Innenring 100 zusammenwirken. Die beiden Teilringe den Kugeln 70 und weiter zu der getriebenen Spindel 108,110 haben Wälzbahnen 116 bzw. 118, die zu- 25 46 übertragen. Der auf letzteren aufgesetzte Gewindesammen ein schalenförmiges Querprofil entsprechend bohrer führt einen Gewindeschneidvorgang durch, dem der Wälzbahn 114 haben. Die Wälzbahnen sind, Nach dessen Vollendung kann der Widerstand so wie aus der Fig. 2 in größerem Maßstab ersichtlich groß werden, daß die Antriebsverbindung zwischen ist, im Querschnitt mit etwas größerem Krümmungs- den Teilen 36 und 38 der Sperrkupplung unterbrohalbmesser ausgebildet als die Kugeln 112, Der Teil- 30 chen wird. Dann laufen die Kugeln 36 zusammen mit ring 108 wird von der zylindrischen Innenfläche 120 dem treibenden Teil 10 gegenüber der stillstehenden des treibenden Teils 10 zentriert. Der Teilring 110 FlanschhülseSSumundspringendabeiinschlagartigen hat einen Spielraum gegenüber derselben Fläche. Bewegungen in deren Ausnehmungen 40 hinein und

Ein in das untere Ende des Teils 10 eingeschraub- wieder aus ihnen heraus. Die Feder 34 bestimmen das ter Ring 122 ist mit einer Anzahl auf dem Umfang 35 größte Moment, das die Sperrkupplung 36, 38 überverteilter schalen- oder keilförmig profilierter Rinnen trägt, und es wird so eingestellt, daß die Belastungen 124 versehen. Der Teilring 110 hat schalen- oder keil- der Sperrkupplung bei Freilauf möglichst klein bieiförmig profilierte Rinnen 126 entsprechender Form ben. Wenn danach der treibende Teil 10 von dem die und Anzahl, und zwischen den Rinnen sind Kugeln Vorrichtung bedienenden Arbeiter aufwärts geführt 128 eingelegt, die von einem Kugelhalter oder-käfig 40 wird, nehmen die verschiedenen Teile der Vorrichtung 130 geführt sein können. Wenn sich der Ring 122 an dieser Aufwärtsbewegung teil mit Ausnahme der gegenüber dem Teilring 110 dreht, rollen die Kugeln getriebenen Spindel 46, und diese bewirkt die Um-128 in axialer Richtung auf die Seitenwände der Rin- stellung der Hülse 58 in ihre andere Endlage, in weinen 134, 126 hinaus, was zur Folge hat,' daß der Teil- eher die Kugeln 78 in die untere Rinne 86 eintreten, ring 110 axial in Richtung zu den Kugeln 112 hin 45 Damit wird eine Antriebsverbindung zwischen der verschoben wird. Gleichzeitig ist der zentrierte Teil- Hülse 102 und der Hülse 58 anstatt wie bisher zwiring 108 axial verschiebbar entgegen der Belastung sehen letzterer und der Flanschhülse 38 geschaffen, durch eine Federringscheibe 132, die mit ihrem Das Antriebsmoment von der Spindel 12 geht jetzt inneren Umfang an einem mit einem Absatz 136 ver- durch den treibenden Teil 10, den mit diesem Teil sehenen Ring 134 anliegt. Zwischen dem Ring 134 50 fest verbundenen Ring 122, die Kugeln 128, den Teil- und dem Außenring 90 des darüber gelegenen Lagers ring 110, die Kugeln 112, den inneren Lagerring 100, können eine oder mehrere ringförmige Zwischen- die Hülse 102, die Klauen 60, die Hülse 98 und die scheiben 138 vorgesehen sein. Die Federringscheibe Kugeln 70 zu der getriebenen Spindel 46. Der Geist zweckmäßig vorgespannt, so daß sie normaler- windebohrer setzt der Umkehrbewegung einen größeweise an ihrem Außenumfang in den Absatz 136 hin- 55 ren oder kleineren Widerstand entgegen, und damit ein abgebogen ist. Wenn die Kugeln 128 wirksam entsteht ein veränderliches, auf die zwischen den Rinwerden und die Teilringe 108,110 in axialer Rieh- gen 122 und 110 vorgesehene Kupplung wirkendes rung führen, kann sich die Federringscheibe 132 so Moment. Der Ring 122 führt eine drehende Bewegung flach biegen, daß sie zum Anliegen an den Absatz 136 gegenüber dem Teilring 110 aus, was zur Folge hat, gelangt. 60 daß die Kugeln 126 aus der in der F i g. 3 gezeigten

Ein hülsenförmiger Kugelkäfig 140 erstreckt sich Mittellage in den Rinnen 124,126 herum seitwärts von unten zwischen die Lagerringe 100,108 und 110 rollen. Hierdurch wird der Teüring 110 aufwärts gehinein und ist mit Löchern 148 für die Kugeln 112 preßt. Der hierdurch auf die Kugeln 112 wirkende versehen. Der Käfig 140 hat einen nach unten gerich- Druck wird axial auf den Teilring 108 übertragen, der teten Vorsprung 142, mit dem ein Arm 144 verbun- 65 deshalb ebenfalls aufwärts verschoben wird, und zwar den ist, der in radialer Richtung aus dem Gewinde- unter Spannung der Federringscheibe 132. Wenn der bohrerfutter hinausragt und die Aufgabe hat, den axiale Druck groß genug wird, kommt die Federring-Käfig 140 und damit die Kugeln 112 drehfest zu hai- scheibe in Berührung mit dem Absatz 136 des Zwi-

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schenrings 134. Dies verursacht eine Steigerung der der F i g. 3 ist angenommen, daß die Kugeln 112¹ und

radialen Klemmkraft zwischen den Kugeln 112 und 112² an den Lochwänden bei den Punkten 156¹ und

den mit ihnen zusammenarbeitenden Ringen, und da- 156² anliegen, während die dazwischen befindlichen

durch erhält das Umkehrgetriebe eine gesteigerte Kugeln 112³ bei dem Punkt 156³ an der Lochwand

Fähigkeit zur Momentübertragung zwischen dem trei- 5 liegen. Das Ergebnis ist zunächst, daß der Kugelkäfig

benden und dem getriebenen Teil der Vorrichtung. 140 und der Arm 144 besser abgestützt und damit

Das Ansetzen des Umkehrgetriebes erfolgt somit frei von Schwingungen werden, die sonst auftreten

selbsttätig je nach der Größe des für das Heraus- würden, weil der Kugelkäfig frei hängt,

drehen des Gewindebohrers aus dem fertig gebohrten Der Druck zwischen den Kugeln 112 und dem

Loch benötigten Antriebsmomentes. io Kugelkäfig 140 bewirkt gleichzeitig auch eine Ver-

Der äußere, geteilte Ring 108,110 des Umkehr- lagerung der Anliegepunkte der Kugeln an den getriebes ist mit einer Kraft vorgespannt, die verhält- Außen- und Innenringen des Umkehrlagers. Die Kunismäßig gering und deren Größe mit Hilfe einer oder geln werden axial quer zur Symmetrieebene 146 vermehrerer Zwischenscheiben 138 regelbar ist. Durch schoben, so daß jede zweite Kugel ihren Anliegepunkt Verwendung einer mit dem ebenen Ring 134 zusam- 15 am Innenring 100 unterhalb der Symmetrieebene 146 menwirkenden ebenen Federringscheibe 132 wird nach der F i g. 2 und jede andere zweite Kugel ihren sichergestellt, daß das zum Umkehrgetriebe gehörende Anliegepunkt oberhalb dieser Ebene erhalten wird. Kugellager mit seinen Rollbahnen senkrecht zur Um- In derselben Weise werden die Kugeln zu abwechselnlaufachse steht und etwaige dennoch vorkommende dem Anliegen an dem unteren und dem oberen Teil-Abweichungen im Vergleich zu den Abweichungen so ring 110 und 108 verschoben. Die Wirkung der Ausmit den üblichen Scheibenfedern u. ä. außerordent- gestaltung des Kugelkäfigs 140 ist damit die gleiche lieh klein werden. Das Ansetzen wird federungsfrei, wie die der Kupplung zwischen den Ringen 110 und sobald die Belastung des Umkehrgetriebes einen be- 122, indem die Kugeln 112 einen je nach der Größe stimmten Wert übersteigt, ohne daß die Federring- des zu übertragenden Moments veränderlichen axialen scheibe 132 übermäßig hart belastet wird. 25 Druck auf die Innen- und Außenringe des Umkehr-

Da der axiale Ansetzdruck auf das Umkehrlager lagers erzeugen. Der Druck zwischen den Kugeln 112 nur auf den geteilten Außenring 108,110 wirkt und und dem Kugelkäfig 140 wächst mit dem vom Gesomit nicht durch den Innenring 100 hindurchgeht, windebohrerfutter zu übertragenden Drehmoment, bedarf es keines besonderen Axiallagers für die Kraft- Der Winkel, um den die Kugeln zur Verlagerung ihrer Übertragung. Der auf die Kugeln 112 wirkende Axial- 30 Angriffspunkte zu den Lagen 156 verschoben werden, druck wird somit zwischen Teilen übertragen, die im ändert sich mit dem Antriebsmoment innerhalb des Ausführungsbeispiel sämtlich an den treibenden Teil Elastizitätsbereiches der Lagerringe, des Kugelkäfigs 10 angeschlossen sind, nämlich dem Haltering 122, und des vorspannenden Elementes. Wenn die Anzahl den Kugeln 128, den Teilringen 108,110, der Feder- der in beiden Richtungen wirksamen Kugeln gleich ringscheibe 132, dem Zwischenring 134, der Zwi- 35 groß ist, entsteht keine verbleibende, auf den Innenschenscheibe 138 und dem äußeren Lagerring 90, der ring oder den Außenring wirkende axiale Kraftsich seinerseits gegen den Absatz 96 des treibenden komponente.
Teils 10 abstützt. In gewissen Fällen, wenigstens bei kleineren Ge-

Die Außen- und Innenringe des drehrichtungs- schwindigkeiten, ist es möglich, das veränderliche, ändernden Wälzlagers laufen in einander entgegen- 40 selbsttätige Ansetzen nur mittels eines gemäß der Begesetzter Richtung um, wobei der Innenring 100 sogar Schreibung ausgeführten Kugelkäfigs vorzunehmen, eine höhere Geschwindigkeit als der geteilte Außen- wobei die beiden Ringe des drehrichtungsändernden ring 108,110 hat. Dies hat zur Folge, daß die relative Wälzlagers ungeteilt sein können. Zwecks Erleichte-Geschwindigkeit zwischen den Ringen sehr hoch wird. rung des Zusammenbaus kann dann der Kugelkäfig Infolge des Umstandes, daß gemäß der Erfindung 45 beispielsweise entlang der Symmetrieebene 146 geteilt zwischen Lagerteilen mit entgegengesetzter Umlauf- ausgebildet oder mit von der Seite ausgehenden Rinrichtung keine axialen Kräfte übertragen zu werden nen zum Einsetzen des Käfigs über die Kugeln 112 brauchen, bleibt die Betriebstemperatur des Lagers versehen sein.

niedrig. Zu diesem Vorteil trägt auch das Nicht- Die Ausführungsform nach der F i g. 4, bei der die-

vorhandensein eines gesonderten Axiallagers für das 5° selben Bezugszeichen für gleiche Teile der vorigen

Ansetzen des Umkehrgetriebes bei. Ausführungsform benutzt worden sind, unterscheidet

Der obere Teilring 108 erfüllt dieselbe Aufgabe wie sich von letzterer hauptsächlich dadurch, daß die

ein radiales Lager mit Kugeln und Rinne und zen- Teilringe 108,110 des drehrichtungsändernden Wälz-

triert den Innenring 100. Der untere Teilring 110 ist lagers ihre Plätze miteinander vertauscht haben. So

frei von einer radialen Führung und damit in der 55 befindet sich der Teilring 110, der gleichzeitig einen

Umfangsrichtung leicht beweglich. Infolge kleiner Teil der Keilkupplung bildet, dem oberen Lager 90,

Schwungmasse und kleiner Reibungsbremsung gegen- 94, 88 am nächsten, dessen Außenring 90 in der Um-

über den umgebenden Elementen kann das Ansetzen fangsrichtung mittels eines sich in eine in dem Ring

auch bei hohen Geschwindigkeiten störungsfrei er- ausgebildete Rinne 160 erstreckenden Haltebolzens

folgen. 60 158 verriegelt ist. Der Außenring 90 ist mit Rinnen

Während der Umkehrung werden die Kugeln 112 124 mit keilförmiger Seitenwand versehen, und die durch den Kugelkäfig 140 unbeweglich gegenüber der Kugeln 128 der Keilkupplung arbeiten mit diesen Achse des Gewindebohrerfutters gehalten. Hierbei Rinnen und den Rinnen 126 des Teilrings 110 zuerzeugen die Kugeln 112 einen Druck auf den Kugel- sammen. Der Teilring 108 ist ebenso wie bei der käfig 140. Da nun die Löcher 148 im Käfig abwech- 65 ersten Ausführungsform auf der zylindrischen Innenselnd quer zur Symmetrieebene 146 versetzt sind, lie- fläche 120 des treibenden Teils zentriert. Die axiale gen die Kugeln an dem Käfig mit einem bestimmten Lage des Teilrings 108 wird von einer Sperrscheibe Winkel, beispielsweise 75°, zu dieser Ebene an. In 162 festgelegt, wobei zwischen dem Teilring und der

Sperrscheibe eine oder mehrere Zwischenscheiben 138 vorgesehen sein können.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des ihr zugründe hegenden Erfindungsgedankens abwandelbar. So kann der Innenring 100 an Stelle des Außenringes in dem drehrichtungsändernden Wälzlager zwecks Zusammenarbeit mit einer Kupplung 124,126,128 geteilt sein. Die Löcher 148 im Kugelkäfig 140 brau- ίο chen nicht kreisrund zu sein, sondern können eine andere Form zum Zweck der Herbeiführung der selbsttätigen axialen Kletterbewegung der Kugeln 112 in einander entgegengesetzter Richtung entsprechend der Größe des Antriebsmomentes bei der Drehrichtungsumkehr aufweisen. In gewissen Fällen kann der nicht treibende Teil des geteilten Ringes, bei dem Ausführungsbeispiel der obere Teilring 108, den axialen Ansetzdruck über Wälzkörper übertragen. Die Vorspannung des Umkehrwälzlagers läßt sich in ao vielerlei Weise regem, z. B. radial durch ein negatives Spiel zwischen den Lagerringen und den Wälzkörpern. Der Wälzkörper wirkt durch seine besondere Bauweise auch vorspannend. Daher ist es auch möglich, die Umkehreinrichtung ohne axial federnde Glieder auszuführen, wie z.B. in der Ausführungsform der Fig. 4 gezeigt.

Desgleichen kann das Umkehrwälzlager in mannigfacher Weise abgewandelt werden. Die Wälzlager können kegelige, doppelkegelige, elliptische, zylindrische und ähnliche Form haben. Die Wälzbahnen brauchen dann keinen schalenförmigen Querschnitt aufzuweisen, sondern müssen der Form der Wälzkörper angepaßt werden. Des weiteren ist "die Form des Wälzkörperkäfigs der Ausgestaltung des drehrichtungsändernden Wälzlagers anzupassen. Ferner kann dieses Lager mehr als einen Ring mit Wälzkörpern haben, was bei einigen der aufgezählten Fälle notwendig ist.

Die Keilkupplung der Spreizeinrichtung kann mit Keilen an Stelle der Wälzkörper 128 ausgeführt sein. Nur einer der mit diesen Keilen oder Wälzkörpern zusammenwirkenden Ringe braucht einfach oder doppelt schräggestellte Rinnen aufzuweisen.

Claims (7)

Patentansprüche: 45

1. Futter für Gewindebohrer mit einem Umkehrgetriebe, das einen umlaufenden äußeren Antriebsring, einen innenliegenden, entgegengesetzt laufenden Umkehrring und einen zwischen diesen Teilen drehfest angeordneten, die drehrichtungsändernden Wälzkörper enthaltenden Käfig aufweist, wobei diese Wälzkörper mit Hilfe eines innerhalb der Vorrichtung entsprechend der Größe des Umkehrmoments veränderlichen, durch eine Spreizeinrichtung geschaffenen axialen Druckes zur Wirkung kommen, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Ringe, vorzugsweise ein radial äußerer, in zwei gleichachsig angebrachten Teilringen (108,110) ausgeführt ist, die zusammen eine Rollbahn bilden und unter Einwirkung des veränderlichen Druckes gegeneinander bewegbar sind.

2. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizeinrichtung Wälzkörper (128) (Spreizwälzkörper) aufweist, die sich gegen in Umfangsrichtung verlaufende Keilflächen (124, 126) abstützen, von denen die einen (126) in einem (110) der Teilringe (108,11) vorgesehen sind. ■ ■ -

3. Futter nach den Ansprüchen 1 und/oder 2 mit geteiltem Außenring, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilring (110), auf den der von der Spreizeinrichtung ausgehende axiale Druck zuerst wirkt, mit Spiel gegenüber dem umgebenden treibenden Teil (10) angeordnet ist.

4. Futter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Teilring (108) in dem treibenden Teil (10) zentriert ist und damit über die drehrichtungsändernden Wälzkörper (112) den Innenring (100) zentriert.

5. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilringe (108, 110) über die drehrichtungsändernden Wälzkörper (112) unter einer axialen Vorspannung stehen.

6. Getriebe nach Anspruch 5," dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung durch ein federndes Element, insbesondere eine in axialer Richtung nur begrenzt ansetzbare Federringscheibe (132) gebildet ist.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der drehfest festlegbare Käfig (140) Ausnehmungen (148) für die drehrichtungsverändernden Wälzkörper (112) aufweist, von denen ein Teil (148¹, 148²), vorzugsweise die Hälfte, in seitlicher Richtung gegenüber der Symmetrieebene (146) der Ringe (100,108, 110) und der Rest(148³) in seitlich entgegengesetzter Richtung versetzt ist, derart, daß die beiden Gruppen von Wälzkörpern (112¹, 112²; 112³), die diesen beiden Gruppen von Ausnehmungen zugeordnet sind, in entgegengesetzter Richtung zu den Rollbahnen (114,116) der Ringe verschoben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen