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Gewindeformwerkzeug zum bildsamen Formen von Innengewinden Die Erfindung
betrifft ein Gewindeformwerkzeug zum bildsamen Formen von Innengewinden,.an dessen
Werkzeugschaft im Bereich seines einen Schaftendes ein Gewindeformer angeformt ist,
der in gleichem Winkelabstand voneinander mehrere sich entlang von Mantellinien
erstreckende Druckstege aufweist.
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Gewindeformwerkzeuge dieser Art gehören bereits zum Stand der Technik.
Mit ihrer Hilfe lassen sich Innengewinde hoher Genaulykeit spanlos herstellen, indem
der Werkstoff vom Gewindeformen verdrängt wird. Durch die Materialverdränguny bleibt
hierbei die äussere Werkstoffaser erhalten, was eine wesentlicht Erhöhung der Daucr-
bzw. Scherfestigkeit der Gewindegange bewirkt. Weitere wesentliche Vorteile bieten
Gewindeformwerkzeuge den üblichen Gewindebohrern gegenüber noch insofern, als infolge
des Fehlens von Spannuten kein Werkzeugbruch durch eingeklemmte Späne erfolgen-
und das hergestellte
Gewinde beim Werkzeugrücklauf nicht aufgeschnitten
werden kann Mit den bekannten Gewindeformwerkzeugen lassen sich Innengewinde hoher
Genauigkeit jedoch nur herstellen, wenn das Kernloch zuvor in einem gesonderten
Arbeitsgang mit einem separaten Werkzeug vorgeriebcn worden ist, um ein an seiner
Innenumfangsfläche einwandfreies, d.h. sauberes und zylindrisches Kernloch zu erhalten.
Dieser Arbeitsgang ist hierbei obligatorisch bei gestanzten Kernlöchern. Diese zusätzliche
Arbeitsoperation ist technisch aufwendig und gestaltet demgemäss das Gewindeformen
entsprechend umständlich und teuer.
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Hier setzt nun die Erfindung ein.
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Es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, bekannte Csew.indeformwerkzeuge,
wie sie eingangs beschr.ieben sind, konstruktiv derart weiterzubilden, dass auf
die Durchführung des zusätzlichen Arbeitsganges für das Vorreiben des Kernloches
verzichtet werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgcmäss gelöst durch einen koaxial zum
Gewindeformer und an dessen freiem Ende vorgesehenen Schneidenkopf zur spanenden
Feinbearbeitung bzw. zum Vorreiben kern des Gewindoches. Die Kombination von Gewindeformer
und Schneidenkopf ermöglicht es damit, nach der Fertigstellung des Kernloches durch
Bohren oder Stanzen sofort das Gewindeformwerkzeug zum Einsatz bringen zu können,
wobei die gegenseitige Zuordnung von Gewindeformer und Schneidenkopf eine mit einem
iiöshstmass an Genauigkeit erfolgende Einführung des Gewindeformers in das feinbearbeitete
Gewindekernloch und
damit höchste Genauigkeit bezüglich Lage und
Ausbildung des herzustellenden Gewindes gewährleistet. Schliesslich lassen sich
mit Hilfe erfindungsgemässer Gewindeformwerkzeuge Innengewinde in einem Bruchteil
der Zeit herstellen, die bislang bei der konventionellen Art des Gewindeformens
aufgewendet werden musste.
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Der Sciineidenkopf kann mit dem Gewindeformer einstückig, d.h.
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an dessen freiem Ende angeformt sein. E kann aber auch als selbständiges
Werkzeugteil am freien Ende des Gewindeformers befestigt sein. Zu diesem Zweck kann
der Schneidenkopf mit einem zentralen Zapfen ausgestattet sein, der in eine stirnseitig
am Gewindeformer vorgesehene Bohrung eingreift, und dieser Zapfen kann in dieser
Bohrung beispielsweise eingeklebt oder eingelötet sein. Ausser einer guten Verbindung
von Gewindeformer und Schneidenkopf gewährleistet diese Art der Befestigung eine
einwandfreie koaxiale Zuordnung von Werkzeugansatz und Gewindeformer.
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Der Schneidenkopf ist so zu gestalten, dass er, wie oben bereits erwähnt,
die Funktion eines Reibwerkzeuges erfüllen und demgemäss die Abnahme feinster Späne
am Umfang eines Gewindekernloches bewerkstelligen kann. Es ist deshalb günstig,
den Schneidenkopf so zu gestalten, dass sich die spanende Feinbearbeitung des Gewindekernloches
möglichst über die gesamte Länge der Schneiden des Schneidenkopfes gleichmässig
vollzieht, und um dies zu erreichen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform am
Schneidenkopf ein vorderer, sich dem freien Ende zu konisch verjüngender Umfangsteil
vorgesehen, der in einen hinteren zylindrischen Umfangsteil des Schneidenkopfes
übergeht. Die Schneiden des Schneidenkopfes sind hierbei durch
Nuten,
insbesondere Drallnuten bzw. Schrägnuten, gebildet, die in dessen zylindrischem
Teilstück enden. Das sich konisch verjüngende Umfangsteilstück ermöglicht ein vorteilhaftes
Einführen des Gewindeformwerkzeuges in das Gewindekernloch und Anschneiden desselben,
wobei dadurch, dass die die Schneiden bildenden Nuten im zylindrischen Teilstück
des Schneidenkopfes enden, sichergestellt ist, dass der von der Kernlochwand abgenommene
Metallabrieb nicht die Spannuten verlassen und sich in die Gewindeformgänge des
Gewindeformers hineinsetzen und dadurch zu Beschädigungen des Gewindeformers bzw
zum Brechen des Werkzeuges selbst führen kann. Besonders günstige Arbeitsergebnisse
lassen sich hierbei erzielen, wenn, gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung,
die Nuten, insbesondere Drallnuten bzw. Schrägnuten, in Richtung des hinteren zylindrischen
Umfangsteiles des Schneidenkopfes ansteigen und an dessen zylindrischer Umfangsfläche
auslaufen.
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Um schliesslich zu vermeiden, dass die Schneidenrücken des Schneidenkopfes
beim Vorreiben eines Gewindekernloches drücken, wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
des Gewi.ndeformwerkzeuges vorgeschlagen, die Schneiden des Schneidenkopfes mindestens
auf der Länge ihres am konischen Teilstück des Schneidenkopfes verlaufenden Schneidenteils
mit einem Hinterschliff auszustatten.
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Schliesslich sei erwähnt, dass der Schneidenkopf, sofern derselbe
ein vom Gewindeformwerkzeug unabhängiges Werkzeugteil bildet, beispielsweise durch
ein Formteil aus Hartmetall gebildet sein kann. Die Anzahl der Nuten und deren Form
sowie die Grösse des Freiwinkels der Schneiden richtet sich nach den Materialien,
die mit Innengewinde ausgestattet werden sollen.
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In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig.l eine Ansicht eines Gewindeformwerkzeuges, das mit
einem am Gewindeformer angeformten Schneidenkopf ausgestattet ist, Fig.2 einen Querschnitt
des Schneidenkopfes entlang der Linie 2-2 der Fig.l in grösserem Masstab als Fig.l,
Fig.3 einen Querschnitt des Gewindeformers entlang der Linie 3-3 der Fig.l, ebenfalls
in yrösserem Masstab als Fig.l.
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Das in der Zeichnung gezeigte Gewindeformwerkzeug zum bildsamen Formen
von Innengewinden weist einen zylindrischen Werkzeugschaft lo auf, an dessen einem
Ende ein Vierkant 12 angeformt ist. Auf dieses Vierkant lässt sich ein Windeisen
zumnanuellen Gebrauch des Gewindeformwerkzeuges aufstecken. An dem dem Vierkant
gegenüberliegenden Endstück ist am Werkzeugschaft ein als Ganzes mit 14 bezeichneir,an
sich bekannter Gewindeformer angeformt. Dessen Querschnittsform ist aus Fig.3 ersichtlich.
Der Gewindeformer ist demgemäss im Querschnitt nicht rund sondern polygonal, wobei
aus Fig.3 zu ersehen ist, dass beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Gewindeformer
beispielsweise vier Druckstege 16,18,20,22 aufweist, denen die Aufgabe zufällt,
den Werkstoff zu verdrängen, wenn sich bei rotierendem Werkzeug die durch keine
Spannuten unterbrochenen Gewindegänge in die Oberfläche des Gewindekernloches eindrücken.
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Der Gewindeformer kann auch eine kleinere oder grössere Anzahi von
Druckstegen aufweisen, je nachdem, welchen Innendurchmesser
das
Gewinde erhalten soll. Die gemäss Fig.l am linken Ende des Gewindeformers 14 lieyenden,
beim Gewindeschneiden sich zuerst in die Wand des Kernloches eindrückenden Gewindegänge
sind vorzugsweise verhältnismässig spitz und ihr Durchmesser ist etwas kleiner als
der Nenndurchmesser der Formgewindegänge 24, um beim Gewindeformen eine allmähliche
Werkstoffverdrängung herbeizuführen.
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Mit 26 ist als Ganzes ein Schneidenkopf bezeichnet, der am freien
Ende des Gewindeformers 14 vorgesehen ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist
der rotationssymmetrisch ausgebildete Schneidenkopf unmittelbar am Gewindeformer
angeformt, wobei zur Verbindung des Schneidenkopfes mit dem Gewindeformer ein Halsstück
28 dient, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des benachbarten
Endstückes des Gewindeformers ist. Der Schneidenkopf bildet ein Reibwerkzeug und
weist einen vorderen, sich seinem freien Ende zu konisch verjüngenden Umfangsteil
30 auf, der in einen hinteren, zylindrischen Umfangsteil 32 des Schneidenkopfes
übergeht, dessen Aussendurchmesser dem herzustellenden Innendurchmesser des Gewindekernloches
genau entspricht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Schneidenkopf mit
insgesamt drei Schneiden 34,36,38 ausgestattet, die durch vom freien Ende her in
den Schneidenkopf eingebrachte Drallnuten bzw. Schrägnuten 40,42,44 gebildet sind,
die in Richtung des zylindrischen Umfangsteiles 32 des Schneidenkopfes an dessen
Umfangsfläche auslaufen. An seinem Vorderende kann der konische Umfangsteil 30 eine
Kegelspitze 46 aufweisen. Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, sind die einzelnen Schneiden
mindestens im Bereich des konischen Umfangsteils hinterschliffen, d.h. sie weisen
einen Freiwinkel auf. Dieser Freiwinkel ist in Fig.2 bei 48 angedeutet.
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Bei Einsatz des Gewindeformwerkzeuges reibt der Schneidenkopf 26 zunächst
das Gewindekernloch absolut-zylindrisch und massgenau auf den erforderlichen Kernlochdurchmesser.
Der dabei entstehende Materialabrieb bzw. die feinen Späne werden hierbei, da die
Spannuten am zylindrischen Umfangsteil 32 auslaufen, an einem Austritt aus den Spannuten
in Richtung des Gewindeformers gehindert bzw. solange zurückgehalten, bis durch
den anschliessend in das Gewindeloch eindringenden Gewindeformer das Innengewinde
geformt ist. Durch das Vorschalten des Schneidenkopfes wird durch den Gewindeformer
14 ein Gewinde geformt, das sich durch eine beim konventionellen Schneiden von Gewinden
nicht zu erreichende- Sauberkeit, Oberflächengüte und Festigkeit sowie eine absolute
Leerenhaltigkeit auszeichnet.