DE19702490A1 - Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs für ein Außen-Mehrfachgewinde - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs für ein Außen-MehrfachgewindeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
Formwerkzeugs, mit dem ein Objektivtubus aus Kunstharz mit
Mehrfachgewinde hergestellt werden kann.
Das Mehrfachgewinde eines Objektivtubus hat einander benach
barte trapezförmige Gewindestege und -nuten, die in Umfangs
richtung abwechselnd angeordnet sind. Bei einem metrischen
Gewinde sind die Winkel der Trapezgewinde und der Nuten in
einem Schnitt, in dem die Achse des Objektivtubus liegt,
identisch. In der Abwicklung sind sie unabhängig davon, ob
sie extern oder intern liegen, durch einen identischen Winkel
definiert. In der Praxis ist der Winkel der Trapeznuten je
doch größer als der Winkel der Trapezstege in einem Schnitt
senkrecht zur Richtung der Gewindegänge. Wenn der Steigungs
winkel zunimmt und beispielsweise 30° überschreitet, so nimmt
auch der Unterschied des Winkels der Trapeznuten und
der Trapezstege zu. Der Grund besteht darin, daß das mit den
Stegen und Nuten, die durch einen identischen Winkel in der
Abwicklung definiert sind, geformte Mehrfachgewinde auf einen
zylindrischen Objektivtubus aufgebracht wird. Der Winkelun
terschied ist unvermeidbar, solange die Stege und Nuten durch
einen übereinstimmenden Winkel definiert sind.
Bei einem konventionellen Mehrfachgewinde mit kleinem Stei
gungswinkel ist der Eingriffsfehler durch die Winkeldifferenz
der trapezförmigen Stege und Nuten vernachlässigbar. Ist der
Steigungswinkel jedoch groß, so kann dieser Fehler nicht mehr
vernachlässigt werden, da die Mehrfachgewinde dadurch nicht
in flächigen, sondern in Linienkontakt kommen.
Theoretisch kann die Form der Trapezstege oder der Trapeznu
ten in einem Schnitt senkrecht zur Richtung der Gewindegänge
automatisch bestimmt werden, wenn sie vorgegeben ist. Es ist
jedoch schwierig, die Form der Trapezstege und -nuten genau
zu analysieren. Diese Schwierigkeit nimmt mit zunehmenden
Steigungswinkel zu. Es ist daher extrem schwierig, Formwerk
zeuge für Elemente mit Mehrfachgewinden herzustellen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen
eines Formwerkzeugs für einen Objektivtubus anzugeben, insbe
sondere für einen Objektivtubus mit Mehrfachgewinde und gro
ßem Steigungswinkel, bei dem eine genaue Analyse der Form der
Trapezstege und -nuten nicht erforderlich ist.
Außerdem soll ein Objektivtubus angegeben werden, der mit ei
nem solchen Formwerkzeug hergestellt wird.
Das Grundkonzept der Erfindung besteht darin, daß bei Bear
beitung der Außen- und Innen-Mehrfachgewindeteile von Form
werkzeugen mit einem identischen Schneidwerkzeug die mit sol
chen Formwerkzeugen hergestellten Außen- und Innen-Mehrfach
gewinde als mit ein und demselben Schneidwerkzeug hergestellt
anzusehen sind, so daß ein guter Eingriff der beiden Mehr
fachgewinde ohne komplizierte mathematische Analyse der Form
der Mehrfachgewinde erzielt werden kann. Es ist aber prak
tisch unmöglich, die Außen- und Innen-Mehrfachgewindeteile
der Formwerkzeuge für Außen- und Innengewinde mit ein und
demselben Schneidwerkzeug herzustellen. Gemäß der Erfindung
wird der Innen- oder der Außen-Mehrfachgewindeteil von Innen
gewinde- bzw. Außengewindeformwerkzeugen sowie eine Funke
nerosionselektrode zum Herstellen des Mehrfachgewindeteils
des jeweils anderen Werkzeugs mit ein und demselben Werkzeug
bearbeitet.
Somit sieht die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines
Formwerkzeugs für ein Außen-Mehrfachgewinde vor, mit dem ein
Innentubus mit einem Außen-Mehrfachgewinde hergestellt werden
kann, sowie zum Herstellen eines Formwerkzeugs für ein Innen-
Mehrfachgewinde, mit dem ein Außentubus mit einem Innen-Mehr
fachgewinde hergestellt werden kann, der mit dem Innentubus
und dessen Außen-Mehrfachgewinde in Eingriff gebracht wird.
Bei dem Verfahren wird zunächst der Winkel der trapezförmigen
Gewindestege des Außen-Mehrfachgewindes dem Winkel der Trape
znuten des Innen-Mehrfachgewindes in einem Schnitt senkrecht
zur Richtung der Gewindegänge gleichgesetzt und ein Schneid
werkzeug mit diesem Winkel hergestellt. Dann wird das Form
werkzeug für das Außen-Mehrfachgewinde mit diesem Schneid
werkzeug bearbeitet. Danach wird unter Verwendung des
Schneidwerkzeugs in einem mechanischen Schneidvorgang eine
Funkenerosionselektrode mit einem Mehrfachgewindeteil herge
stellt, dessen Form identisch mit der Form des Mehrfachgewin
deteils des Formwerkzeugs für das Außen-Mehrfachgewinde ist.
Dann wird ein Mehrfachgewindeteil des Formwerkzeugs für das
Innen-Mehrfachgewinde durch Funkenerosion mit der Funkenero
sionselektrode hergestellt.
Alternativ ist es möglich, den Winkel der Trapezstege des Au
ßen-Mehrfachgewindes dem Winkel der Trapeznuten des Innen-
Mehrfachgewindes gleichzusetzen. Bei dieser Alternative ist
ein Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs für ein Au
ßen-Mehrfachgewinde vorgesehen, mit dem ein Innentubus mit
einem Außen-Mehrfachgewinde hergestellt werden kann, sowie
zum Herstellen eines Formwerkzeugs für ein Innen-Mehrfachge
winde, mit dem ein Außentubus mit einem Innen-Mehrfachgewinde
hergestellt werden kann, der mit dem Außen-Mehrfachgewinde
des Innentubus in Eingriff gebracht wird. Bei diesem Verfah
ren wird zunächst der Winkel der Trapeznuten des Außen-Mehr
fachgewindes dem Winkel der Trapezstege des Innen-Mehrfachge
windes in einem Schnitt senkrecht zur Richtung der Gewinde
gänge gleichgesetzt und ein Schneidwerkzeug mit einem diesem
Winkel identischen Winkel hergestellt. Dann wird das Form
werkzeug für das Innen-Mehrfachgewinde zum Ausbilden eines
Mehrfachgewindes mit diesem Schneidwerkzeug bearbeitet. Da
nach wird mit dem Schneidwerkzeug eine Funkenerosionselektro
de mit einem Gewindeteil hergestellt, dessen Form mit derje
nigen des Formwerkzeugs für den Mehrfachgewindeteil des In
nen-Mehrfachgewindes übereinstimmt.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung können ein Innen- und
ein Außentubus hergestellt werden, deren Winkel der Trapeznu
ten (Trapezstege) bei dem Außen-Mehrfachgewinde mit dem Win
kel der Trapezstege (Trapeznuten) des Innen-Mehrfachgewindes
übereinstimmt, ohne eine komplizierte Analyse von Gewinde
stegwinkeln und Gewindenutenwinkeln durchführen zu müssen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Objektiv
mit einem Innentubus aus Kunstharz mit Außen-Mehrfachgewinde
und einem Außentubus aus Kunstharz mit Innen-Mehrfachgewinde
vorgesehen, die miteinander in Eingriff stehen. Der Winkel
der Trapeznuten des Außen-Mehrfachgewindes und der Winkel der
Trapezstege des Innen-Mehrfachgewindes stimmen in einem
Schnitt senkrecht zur Richtung der Gewindegänge überein.
Alternativ sind der Winkel der Trapezstege des Außen-Mehr
fachgewindes und der Winkel der Trapeznuten des Innen-Mehr
fachgewindes in einem Schnitt senkrecht zur Richtung der Ge
windegänge gleich.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher
erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung von Kunstharz
objektivtuben mit Mehrfachgewinden,
Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines
Innentubus mit einem Außen-Mehrfachgewinde,
Fig. 3 die Draufsicht auf den in Fig. 2 gezeigten Objek
tivtubus,
Fig. 4 den Schnitt eines Außen-Mehrfachgewindes in einer
Schnittebene 13 nach Fig. 3,
Fig. 5A und 5B schematische Darstellungen eines Formwerkzeugs und
einer Funkenerosionselektrode nach der Erfindung,
und
Fig. 6 das Konzept einer Funkenerosionsbearbeitung zum
Herstellen eines der Kerne einer Außengewinde-
Formwerkzeuganordnung mit einer Elektrode der in
Fig. 5B gezeigten Art, und
Fig. 7 den Querschnitt einer Formwerkzeuganordnung aus
mehreren Kernen nach Fig. 6.
Fig. 1 zeigt das Beispiel eines Innentubus 10 und eines Au
ßentubus 20, die aus Kunstharz gefertigt sind und die mit ei
ner Formwerkzeuganordnung nach der Erfindung hergestellt wur
den.
Der Innentubus 10 hat ein Außen-Mehrfachgewinde 11. Dieses
hat einen großen Steigungswinkel, der über 30° liegt und in
dem Ausführungsbeispiel etwa 45° beträgt. Der Außentubus
(stationärer Tubus) 20 hat ein Innen-Mehrfachgewinde 21. Die
ses steht mit dem Außen-Mehrfachgewinde 11 in Eingriff. Beide
Mehrfachgewinde haben trapezförmige Gewindestege 11a, 21a und
trapezförmige Gewindenuten 11b, 21b. Die Form des Außen-Mehr
fachgewindes 11 wird im folgenden anhand der Fig. 2 bis 4 er
läutert.
Wenn der Innentubus 10 längs einer Ebene 13 senkrecht zur
Richtung der Gewindestege des Außen-Mehrfachgewindes 11 ge
schnitten wird, so hat die Schnittfläche die Form einer in
Fig. 2 gezeigten Ellipse 14. Der Winkel B zwischen den Flan
ken der trapezförmigen Gewindestege 11a des Außen-Mehrfachge
windes 11 stimmt nicht mit dem Winkel A zwischen den Flanken
der trapezförmigen Nuten 11b in dem elliptischen Querschnitt
überein, es ist also A größer als B. Wenn der Winkel B′ zwi
schen den Flanken des trapezförmigen Gewindes 21a des Innen-
Mehrfachgewindes 21 dem Winkel B der trapezförmigen Gewinde
stege 11a des Außen-Mehrfachgewindes 11 gleich ist, so kommen
die Mehrfachgewinde 11 und 21 nicht in flächige Berührung.
Die Erfindung sieht nun vor, nach dem Bestimmen der Form des
Außen-Mehrfachgewindes 11 und des Innen-Mehrfachgewindes 21
den Winkel der Gewindestege 11a und der entsprechenden Nuten
des Innen-Mehrfachgewindes 21 zu bestimmen und danach ein
Schneidwerkzeug 30 entsprechend diesem Winkel herzustellen.
Wenn ein Formwerkzeug 31 zum Erzeugen eines Außen-Mehrfachge
windes für den Innentubus 10 und ein Formwerkzeug 36 für das
Innen-Mehrfachgewinde 21 des Außentubus 20 hergestellt ist,
werden ein Gewindeteil 32 des Formwerkzeugs 31 für den Innen
tubus 10 und ein Gewindenutenteil 34 für eine Funkenerosion
selektrode 33 zum Bearbeiten des Formwerkzeugs 36 für das In
nen-Mehrfachgewinde 21 des Außentubus 20 mit dem Schneidwerk
zeug 30 geschnitten, wie in Fig. 5A und 5B gezeigt.
Die Funkenerosionselektrode 33, auf der der Gewindenutenteil
34 des Mehrfachgewindes erzeugt wurde, wird in eine elektri
sche Entladungsmaschine 40 zum Bearbeiten der Kerne 36a und
36b des Formwerkzeugs 36 für das Innen-Mehrfachgewinde zum
Herstellen des Außentubus 20 eingesetzt, der dem Innen-Mehr
fachgewinde 21 entspricht, wie Fig. 6 und 7 zeigt. Das
Schneidwerkzeug 30 ist nicht auf die in Fig. 5A und 5B ge
zeigte Anordnung beschränkt, und in der Praxis kann als
Schneidwerkzeug 30 auch ein Schaftfräser eingesetzt werden.
Wenn der Innentubus 10 und der Außentubus 20 mit dem Form
werkzeug 31 des Außen-Mehrfachgewindes und dem Formwerkzeug
36 des Innen-Mehrfachgewindes hergestellt werden, ist der
Winkel der Gewindestege 11a des Außen-Mehrfachgewindes 11
identisch mit dem Winkel zwischen den Flanken der Trapeznuten
des Innen-Mehrfachgewindes 21, die mit den Gewindestegen 11a
in Eingriff kommen. Daher ergibt sich ein stetiger Eingriff
zwischen den Gewindestegen und den entsprechenden Gewindenu
ten. Die Form des Außen-Mehrfachgewindes 11 des Innentubus
10, die mit dem Formwerkzeug 31 hergestellt wird, entspricht
der Form des Formwerkzeugs 31 Außen-Mehrfachgewinde, wie es
in Fig. 5A gestrichelt schraffiert dargestellt ist. Die Form
des Innen-Mehrfachgewindes 21 des Innentubus 20, die mit der
Formwerkzeuganordnung 36 hergestellt wird, stimmt mit der
Form der Funkenerosionselektrode 33 überein, da diese Form
auf das Formwerkzeug 36 für das Innengewinde übertragen wird,
dessen Form dann an dem Innen-Mehrfachgewinde 21 des Außentu
bus 20 reproduziert wird. Die Gewindestege des Außen-Mehr
fachgewindes 11 des Innentubus 10 und die Gewindenuten des
Innen-Mehrfachgewindes 21 des Außentubus 20 können als mit
ein und demselben Schneidwerkzeug 30 hergestellt angesehen
werden. Somit haben die Gewindestege des Außen-Mehrfachgewin
des 11 und die Gewindenuten des Innen-Mehrfachgewindes 21
übereinstimmende Winkel. Die Gewindestege des Außen-Mehrfach
gewindes 11 können daher glatt und stetig mit den Gewindenu
ten des Innen-Mehrfachgewindes 21 in Eingriff kommen, da ihre
Form komplementär ist, wie es auch Fig. 5A und 5B zeigen.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach
dem Bestimmen der Form des Außen-Mehrfachgewindes 11 und des
Innen-Mehrfachgewindes 21 der Winkel A zwischen den Flanken
der Gewindenuten 11b des Außen-Mehrfachgewindes 11 und der
eingeschlossene Winkel B′ zwischen den Flanken der Gewinde
stege des Innen-Mehrfachgewindes 21 bestimmt. Bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel werden mit ein und demselben Schneidwerk
zeug 30 der Mehrfachgewindeteil des Formwerkzeugs für den In
nengewindeteil des Außentubus und der Mehrfachgewindeteil ei
ner Funkenerosionselektrode zum Bearbeiten des Formwerkzeugs
für das Außen-Mehrfachgewinde des Innentubus geschnitten. Der
Mehrfachgewindeteil des Formwerkzeugs für das Außen-Mehrfach
gewinde wird mit Funkenerosion erzeugt, bei der die Funke
nerosionselektrode verwendet wird.
Nach der Erfindung können das Formwerkzeug für einen Objekti
vtubus mit Mehrfachgewinde insbesondere bei großem Steigungs
winkel und der Objektivtubus selbst leicht und ohne eine de
taillierte Analyse der Trapezformen der Gewindestege und der
Gewindenuten hergestellt werden.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs für ein Au
ßen-Mehrfachgewinde zum Formen eines Innentubus mit einem
Außen-Mehrfachgewinde und zum Herstellen eines Formwerk
zeugs für ein Innen-Mehrfachgewinde zum Formen eines Au
ßentubus mit einem Innen-Mehrfachgewinde, das mit dem Au
ßen-Mehrfachgewinde des Innentubus in Eingriff zu bringen
ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Gleichsetzen des eingeschlossenen Winkels der trapezför migen Gewindestege des Außen-Mehrfachgewindes und des eingeschlossenen Winkels der trapezförmigen Gewindenuten des Innen-Mehrfachgewindes in einem Schnitt senkrecht zur Richtung der Gewinde und Herstellen eines Schneidwerk zeugs mit einem den gleichgesetzten Winkeln identischen Winkel,
Bearbeiten des Formwerkzeugs für das Außen-Mehrfachgewin de mit dem Schneidwerkzeug zum Herstellen eines Mehrfach gewindeteils,
Herstellen einer Funkenerosionselektrode mit einem Mehr fachgewindeteil, dessen Form identisch mit der Form des Mehrfachgewindeteils des Formwerkzeugs für das Außen- Mehrfachgewinde ist, unter Verwendung des Schneidwerk zeugs, und
Bilden eines Mehrfachgewindeteils des Formwerkzeugs für das Innen-Mehrfachgewinde durch Funkenerosion unter Ver wendung der Funkenerosionselektrode.
Gleichsetzen des eingeschlossenen Winkels der trapezför migen Gewindestege des Außen-Mehrfachgewindes und des eingeschlossenen Winkels der trapezförmigen Gewindenuten des Innen-Mehrfachgewindes in einem Schnitt senkrecht zur Richtung der Gewinde und Herstellen eines Schneidwerk zeugs mit einem den gleichgesetzten Winkeln identischen Winkel,
Bearbeiten des Formwerkzeugs für das Außen-Mehrfachgewin de mit dem Schneidwerkzeug zum Herstellen eines Mehrfach gewindeteils,
Herstellen einer Funkenerosionselektrode mit einem Mehr fachgewindeteil, dessen Form identisch mit der Form des Mehrfachgewindeteils des Formwerkzeugs für das Außen- Mehrfachgewinde ist, unter Verwendung des Schneidwerk zeugs, und
Bilden eines Mehrfachgewindeteils des Formwerkzeugs für das Innen-Mehrfachgewinde durch Funkenerosion unter Ver wendung der Funkenerosionselektrode.
2. Verfahren zum Herstellen eines Formwerkzeugs für ein Au
ßen-Mehrfachgewinde zum Formen eines Innentubus mit einem
Außen-Mehrfachgewinde und zum Herstellen eines Formwerk
zeugs für ein Innen-Mehrfachgewinde zum Formen eines Au
ßentubus mit einem Innen-Mehrfachgewinde, das mit dem Au
ßen-Mehrfachgewinde des Innentubus in Eingriff zu bringen
ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Gleichsetzen des eingeschlossenen Winkels der trapezför migen Gewindenuten des Außen-Mehrfachgewindes und des eingeschlossenen Winkels der trapezförmigen Gewindestege des Innen-Mehrfachgewindes in einem Schnitt senkrecht zur Richtung der Gewinde und Herstellen eines Schneidwerk zeugs mit einem den gleichgesetzten Winkeln identischen Winkel,
Bearbeiten des Formwerkzeugs für das Innen-Mehrfachgewin de mit dem Schneidwerkzeug zum Herstellen eines Mehrfach gewindeteils,
Herstellen einer Funkenerosionselektrode mit einem Mehr fachgewindeteil, dessen Form identisch mit der Form des Mehrfachgewindeteils des Formwerkzeugs für das Innen- Mehrfachgewinde ist, unter Verwendung des Schneidwerk zeugs, und
Bilden eines Mehrfachgewindeteils des Formwerkzeugs für das Außen-Mehrfachgewinde durch Funkenerosion unter Ver wendung der Funkenerosionselektrode.
Gleichsetzen des eingeschlossenen Winkels der trapezför migen Gewindenuten des Außen-Mehrfachgewindes und des eingeschlossenen Winkels der trapezförmigen Gewindestege des Innen-Mehrfachgewindes in einem Schnitt senkrecht zur Richtung der Gewinde und Herstellen eines Schneidwerk zeugs mit einem den gleichgesetzten Winkeln identischen Winkel,
Bearbeiten des Formwerkzeugs für das Innen-Mehrfachgewin de mit dem Schneidwerkzeug zum Herstellen eines Mehrfach gewindeteils,
Herstellen einer Funkenerosionselektrode mit einem Mehr fachgewindeteil, dessen Form identisch mit der Form des Mehrfachgewindeteils des Formwerkzeugs für das Innen- Mehrfachgewinde ist, unter Verwendung des Schneidwerk zeugs, und
Bilden eines Mehrfachgewindeteils des Formwerkzeugs für das Außen-Mehrfachgewinde durch Funkenerosion unter Ver wendung der Funkenerosionselektrode.
3. Kunstharzobjektivtubus mit einem Innentubus mit Außen-
Mehrfachgewinde und einem Außentubus mit Innen-Mehrfach
gewinde zum Eingriff mit dem Außen-Mehrfachgewinde, da
durch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel der
trapezförmigen Gewindenuten des Außen-Mehrfachgewindes
und der eingeschlossene Winkel der trapezförmigen Stege
des Innen-Mehrfachgewindes in einem Schnitt senkrecht zur
Gewinderichtung identisch sind.
4. Kunstharzobjektivtubus mit einem Innentubus mit Außen-
Mehrfachgewinde und einem Außentubus mit Innen-Mehrfach
gewinde zum Eingriff mit dem Außen-Mehrfachgewinde, da
durch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel der
trapezförmigen Gewindestege des Außen-Mehrfachgewindes
und der eingeschlossene Winkel der trapezförmigen Nuten
des Innen-Mehrfachgewindes in einem Schnitt senkrecht zur
Gewinderichtung identisch sind.
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