DE2207045C3 - Vorrichtung zum Gewindeschneiden - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine in die Werkzeugaufnahme einer Stanz- oder Nibbelmaschine einsetzbare Vorrichtung zum Einschneiden von Gewinde in kreisförmige Löcher mit einem Gewindebohrer, der über ein vorgeschaltetes Getriebe dreh- und in axialer Richtung zustellbar ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Herstellen von Gewindebohrungcn auf einer Stanzmaschine (DD-Ρίί 686) sind das Stanz- und Gewindewerkzeug seitlich so zueinander versetzt, weswegen eine Verschiebung des Werkstücks erforderlich ist, wenn in das gestanzte Loch ein Gewinde eingeschnitten werden soll.

Sowohl das Umspannen als auch das Verschieben des Werkstücks sind zeitaufwendige Arbeitsgänge. Sofern ^r>'< man — was an sich üblich ist — hohe Ansprüche an die Genauigkeit stellt, resultiert aus der Verschiebung des Werkstücks gegenüber den Werkzeugen ein beträchtlicher maschineller und/oder zeitlicher Aufwand. Unter dem Aspekt des Zeitgewinns bringt die vorbekannte "ii Vorrichtung somit keine oder zumindest keine nennenswerten Vorteile mit sich.

Des weiteren ist bereits eine Stanzmaschine mi! einem Gewindeschneidkopf vorgeschlagen worden (DE-OS 22 44 305), bei der letzterer im Austausch gegen " > ein Stanzwerkzeug in die Werkzeughalterung der Stanzmaschine eingesetzt werden kann. Die Stanzmaschine besitzt einen Werkzeugrevolver, der auch den Gewindeschneidkopf aufnimmt. Aufgrund der besonderen Ausbildung des Gewindeschneidkopfgehäuses muß die zur Aufnahme des Gewindeschneidkopfes vorgesehene Station des Werkzeugrevolvers speziell gestaltet sein. Infolgedessen kann letzterer nur die von vorne herein vorgesehene Anzahl von Gewindeschneidköpfen aufnehmen. Ist beispielsweise nur eine derartige Aufnahme vorgesehen, so ist ein einfacher und rascher Übergang von einer Gewindegröße auf eine andere nicht möglich.

Außerdem muß bei dieser Konstruktion der fest an den Gewindeschneidkopf angebaute Elektromotor beim Einwechseln noch an das elektrische Netz angeschlossen werden, was gewisse Probleme aufwirft. Wie diese im einzelnen zu lösen sind, ist dieser nicht vorveröffentlichten Druckschrift nicht zu entnehmen. Es kommt noch hinzu, daß das vergleichsweise große Gewicht des angebauten Motors das automatische Ein- und Auswechseln dieses Gewindeschneidkopfes erschwert und nur relativ geringe Wechselgeschwindigkeiten zuläßt. Überdies verlangt die förmliche Ausbildung des Gewindeschneidkopfes eine besonders gestaltete Werkzeughalterung der Stanzmaschine, weswegen der Gewindeschneidkopf nicht in Verbindung mit jeder herkömmlichen, insbesondere nicht mit jeder bereits bestehenden Stanzmaschine verwendet werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird infolgedessen darin gesehen, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein Umspannen oder Verschieben des Werkstücks beim Übergang vom Stanzen oder Nibbeln zum Gewindebohren bzw. umgekehrt entbehrlich macht und bei der das Ein- und Auswechseln, das Bereithalten in einem Revolver, Magazin od. dgl. sowie die Verbindung mit dem Antrieb zumindest nicht schwieriger ist als beim Stanz- oder Nibbelwerkzeug.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine in die Werkzeugaufnahme einer Stanz- oder Nibbelmaschine einsetzbare Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs ausgebildet ist. Die besondere Gehäuseausbildung ermöglicht das Einsetzen dieser Gewindeschneidvor-ichtung in die Matrizen- oder Stempelhalterung der Stanz- oder Nibbelmaschine und damit natürlich auch in entsprechende, zum Einsetzen eines Stanz- oder Nibbelwerkzeugteils geeignete Aufnahmen eines Revolvers oder einer ähnlichen Einrichtung. Aufgrund der fluchtenden Anordnung der Mittelachsen von Gewindebohrer und Maschinenhaiterung ist eine aufwendige Verschiebung des Werkstücks beim Übergang vom Stanzen oder Nibbeln zum Gewindeschneiden und umgekehrt entbehrlich. In sehr vorteilhafter Weise können nun unter Ausnutzung des vorhandenen Programms der Maschine mehrere Gewindebohrungen nacheinander angesteuert und ggfs. Gewinde unterschiedlicher Größe geschnitten werden, ohne daß es hierzu eines Umspannens des Werkstücks bedarf.

Nachdem das Gehäuse der Vorrichtung zumindest in einem Teilbereich einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Durchmesser dem der Matrizenhalterung bzw. der Stanz- oder Nibbelstempelhalterung entspricht, kann sie nicht nur in die Werkzeugaufnahme einer Stanz- oder Nibbelmaschine eingesetzt, sondern dort auch mit den gleichen Mitteln eingeriegelt und festgehalten werden, wie das sonst in diese Maschinenhaiterung einsetzbare Werkzeug bzw. Werkzeugteil. Beim Umstellen vom Stanzen oder Nibbeln auf das Gewindeschneiden sind demnach auch in dieser

Hinsicht keine besonderen Vorkehrungen zu treffen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Antriebsmotor für den Gewindebohrer zumindest in seiner Arbeitslage unverschiebbar. Da der Gewindebohrer bei stillstehendem Werkstück eine der Gewindesteigerung entsprechende Vorschubbewegung ausführt, muß er bei ortsfestem Antriebsmotor ggf. unter Zwischenschaltung einer entsprechenden Vorrichtung relativ zur Motorantriebswelle längsverschiebbar sein. Denkbar ist beispielsweise eine teleskopartig ausfahrbare Kupplung beider Teile. Falls die beiden Kupplungshälften beim Einsetzen der Gewindeschneidvorrichtung in die Werkzeugaufnahme einer Stanzoder Nibbelmaschine nicht unmittelbar gekuppelt werden, muß man den Antriebsmotor noch in seine Arbeitsstellung bringen. Ob man ihn zu diesem Zweck in Richtung seiner Längsachse verschiebt oder um eine zu seiner Längsachse parallele Achse verschwenkt, hängt vor den örtlichen Gegebenheiten und der Ausbildung der Kupplungshälften ab. Das Verschwenken od. dgl. des Antriebsmotors hat jedenfalls den Vorteil, daß man ihn bei Nichtgebrauch in eine Ausgangsstellung bringen kann, welche die Zugänglichkeit der Maschine beim Stanzen oder Nibbeln möglicherweise verbessert.

Eine besondere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß der Gewindebohrer mit einem Antriebsglied in Längsrichtung verschiebbar verbunden ist. Letzteres wird vom Motor angetrieben und führt eine reine Drehbewegung durch. Der Gewindebohrer führt zusätzlich zur Drehbewegung auch noch eine Axialbewegung durch, deren Größe durch die Gewindesteigung bestimmt ist. Aufgrund der verschiebbaren Verbindung von Antriebsglied und Gewindebohrer kann letzterer die für das Gewindeschneiden notwendige überlagerte Dreh- und Verschiebebewegung durchführen. Die Gewindetiefe ist dabei durch die maxima! zulässige Verschiebebewegung des Gewindebohrers gegenüber dem Antriebsglied vorgegeben. Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebohrer mittels eines Leitgewindes längsverschiebbar ist. Dies führt in an sich bekannter Weise in besonders guten Arbeitsergebnissen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Gewindebohrer über ein mit ihm verbundenes Teil drehfest gekuppelt und durch das Leitgewinde längsverschiebbar geführt, in einem konzentrisch zu ihm angeordneten Antriebszahnrad steckt, das über ein Kitzel antreibbar ist. Bei unterschiedlicher Ausbildung der Zahnräder kann die Drezahl des Motors insbesondere untersetzt werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine zentrische Anordnung des Gewindebohrers und dessen einwandfreie Führung in Dreh- und Zustellrichtung.

in der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1—4 vier verschiedene Varianten der vorliegenden Erfindung als schematische Prinzipdarstellungen,

F i g. 5 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei den Ausführungsbeispielen der F i g. 1 und 2 ist mit 1 eine hülsenförmige Halterung für einen Stanzoder Nibbelstempel bezeichnet. Nach dessen Entnahme wird in deren Bohrung 2 ein Zapfen 3 bzw. 4 einer Vorrichtung zum Einschneiden von Gewinden eingeschoben und in nicht näher dargestellter Weise festgehalten. Aus Fi g. 2 geht hervor, wie dieser Zapfen

ίο

mit dem Gehäuse 5 der Vcrricntung verbunden werden kann. Dieses Gehäuse ist in F i g. 1 der Übersichtlichkeit wegen weggelassen. Der Zapfen 3 besitzt ein als Leitgewinde 6 benutzbares Innengewinde, weswegen man ihn als Leitpatrone ansehen kann. Mit diesem Leitgewinde 6 ist das innere, als Schraubspindel ausgebildete Ende 8 eines Gewindebohrers 7 verschraubbar. Letzterer ist drehfest und unverschiebbar mit einem Zahnrad 9 verbunden, welches von einem anderen Zahnrad 10 größerer Breite angetrieben wird. Die mit dem nicht gezeigten Antriebsmotor kuppelbare Getriebewelle ist mit 11 bezeichnet Da einerseits das Zahnrad 10 unverschiebbar im Vorrichtungsgehäuse gelagert ist und andererseits das Zahnrad 9 aufgrund seiner festen Verbindung mit dem Gewindebohrer 7 nicht nur eine Dreh- sondern auch eine Verschiebebewegung in Richtung des Pfeils 12 durchführt, muß eines der beiden Zahnräder — hier das Zahnrad 10 — etwa um den Betrag der Hubverstellung breiter ausgeführt werden als das andere. Im übrigen ist bei sämtlichen fünf Ausführungsbeispielen das Schneidwerkzeug als Gewindebohrer ausgebildet und koaxial zum abgenommenen Nibbel- bzw. Stanzwerkzeug bzw. -teil angeordnet.

Auch in Fig.2 wird der Gewindebohrer über ein Zahnradgetriebe angetrieben, das aus dem Zahnrad tO und einem außen verzahnten Antriebsglied 14 besteht. In diesem Falle besitzen beide Getriebeteile gleiche Breite. Das Antriebsglied 14 weist einen Innenvierkant 15 auf, in welchen das Vierkantende 16 des Gewindebohrers 13 eingesteckt ist. Außerdem ist dieses Antriebsglied lediglich drehbar, aber unverschiebbar im Gehäuse 5 gelagert. Die Führung des Gewindebohrers 13 wird von dem Leitgewinde 17 übernommen. In der einen Drehrichtung, genauer gesagt in der Arbeitsdrehrichtung beim Gewindeschneiden, läuft das Vierkantende 16 in Richtung des Pfeils 38 aus dem Innenvierkant 15 heraus, während es bei urngekehrter Drehbewegung, also bei der Rückstellung des Gewindebohrers 13, wieder tiefer in diesen Innenvierkant eintritt. Selbstverständlich ist dafür gesorgt, daß das Vierkantende 16 stets mit dem Innenvierkant des Antriebsglied 14 verbunden bleibt.

Eine besonders unkomplizierte Vorrichtung zeigt die Fig.3. Das scheibenförmige Vorrichtungsteil 18 mit seinem zentrischen Leitgewinde 19 ist dabei in die unten befindliche Matrizenhalterung 20 der Werkzeugaufnahme einer mit strichpunktierten Linien teilweise angedeuteten Stanzmaschine 21 eingesetzt und festgehalten. Es tritt an die Stelle der sonst dort eingesetzten Matrize des Stanzwerkzeuges. Der Antriebsmotor 22 ist über eine als Gegenkupplungshälfte 23 dienende Vierkantbohrung mit dem Vierkantende 16 des Gewindebohrers 13 kuppel- und in Richtung des Pfeils 24 zustelibar. Die Eingriffstiefe des Vierkantendes 16 bleibt hier während des gesamten Gewindeschneidvorganges stets die gleiche.

Auch das Gehäuse 25 der in F i g. 4 gezeigten Vorrichtung wird in die Matrizenhalterung 20 der Werkzeugaufnahme einer Stanzmaschine 21 eingesetzt. Der Antrieb erfolgt wieder von unten her, da auch in diesem Falle, ebenso wie in F i g. 3 und im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen der F i g. 1 und 2, das Gewinde von unten nach oben geschnitten wird. Der Vierkant 26 der Getriebewelle 11 ist, wie in Fig. 2, mit dem Antriebsmotor oder einem zwischengeschalteten Antrieb kuppelbar. Statt eines separaten Motors, wie ihn die Vorrichtung der F i g. 3 aufweist, kann hier auch der Antriebsmotor der Stanz- oder Nibbelmaschine

zum Antrieb des Gewindebohrers herangezogen werden, jedoch sind dabei noch besondere Vorkehrungen zu treffen. Insbesondere muß sichergestellt werden, daß die Hubbewegung des Stößels für das Stanz- oder Nibbelwerkzeug abschaltbar ist, was beispielsweise mit Hilfe einer Kupplung erreicht werden kann. Das Anschließen der Vorrichtung selbst müßte ebenfalls mit Hilfe einer Kupplung erfolgen. Wesentlich zweckmäßiger ist es indessen, wenn für den Antrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein separater, insbe- in sondere in den Arbeitsbereich schwenkbarer und leicht kuppelbarer Motor verwendet wird.

Das Zahnrad 27 der Vorrichtung gemäß Fig.4 ist über eine Paßfeder 28, einen Keil od. dgl. drehfest mit einem Schraubglied 29 gekuppelt. Letzteres kann in einem Leitgewinde 30 des Gehäuses 25 der Vorrichtung verschraubt werden. Der Gewindebohrer 13 ist drehfest mit dem Schraubglied 29 verbunden. Eine Drehung des Ritzels 10 bewirkt eine Drehbewegung des Zahnrades 27, welches seinerseits über die Paßfeder 28 das 2u Schraubglied 29 mitnimmt. Da letzteres im Leitgewinde 30 der Vorrichtung geführt ist, überlagert sich seine Drehbewegung einer Zustell- bzw. Rückstellbewegung.

Eine detaillierte Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt F i g. 5. Das Gehäuse 25 ist wiederum zum Einsetzen in die unten gelegene Matrizenhalterung 20 der nicht gezeigten Stanz- oder Nibbelmaschine gedacht. Der Antrieb erfolgt über das Ritzel 31, dessen Kupplungshälfte 32 mit einer entsprechend ausgebildeten Gegenkupplungs hälfie des nichl gezeigten Antriebs verbindbar ist E versetzt das Antriebszahnrad 33 in Drehung, weiche wiederum über eine Paßfeder 34 das als Schraubgliei ausgebildete Teil 35 mitnimmt. Letzteres arbeitet m einem Leitgewinde 36 des Gehäuses 25 zusammen un hält den Gewindebohrer 13 undreii sowie unverschieb bar fest.

Die Arbeitsweise ist mit derjenigen des Ausführungs beispiels der Fig.4 vergleichbar. Die Drehbewegun des Antriebsmotors wird über das Getriebe 31, 3 untersetzt. In der einen Drehrichtung wird das Teil 3 mit dem Gewindebohrer 13 aus dem Vorrichtungsge häuse 25 herausgeschraubt, wobei es das Gewinde in da zugeordnete Gewindeloch schneidet, während ein Rückdrehung aiier drehbaren Teile in der andere Drehrichtung das Herausschrauben des Gewindeboh rers 13 aus dem fertig geschnittenen Gewinde bewirkt.

Bei der vorliegenden Erfindung ist in erster Lini daran gedacht, in eine Blechtafel Löcher zu stanzen unc wenigstens einen Teil dieser Löcher mittels de erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Gewinde versehen. Dabei bleibt das Werkstück in eine Aufspannung, wodurch eine programmgesteuerte auto matische Herstellung unterschiedlicher Gewinde ohn Schwierigkeiten möglich ist. Das Werkstück kan selbstverständlich außer den Gewinden auch noc andere Ausnehmungen und Ausstanzungen aufweisen insbesondere Befestigungslöcher oder -schlitze.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. in die Werkzeugaufnahme einer Stanz- oder Nibbelmaschine einsetzbare Vorrichtung zum Einschneiden von Gewinde in kreisförmige Löcher mit einem Gewindebohrer, der über ein vorgeschaltetes Getriebe dreh- und in axialer Richtung zustellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (25) der Vorrichtung zumindest in einem Teilbereich einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Durchmesser dem der Matrizenhalterung bzw. der Stanz- oder Nibbelstempelhalterung (1, 20) der Werkzeugaufnahme entspricht, der Gewindebohrer (7, 13) mit dessen Mittelachse fluchtend angeordnet ist, und daß die Getriebeantriebswelle (11) eine Kupplungshälfte zum Ankuppeln an einen mit der Gegenkupplungshälfte (23) versehenen, am Maschinengestell der Stanz- und Nibbelmaschine befestigten Antriebsmotor (22) besitzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (22) in seiner Arbeitslage unverschiebbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebohrer (7, 13) mit einem Antriebsglied (14) in Längsrichtung verschiebbar verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebohrer (7, 13) mittels eines Leitgewindes (6,7,19,30,36) längsverschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebohrer (13) über ein mit ihm verbundenes Teil (35) drehfest gekuppelt und durch das Leitgewinde (36) längsverschiebbar geführt, in einem konzentrisch zu ihm angeordneten Antriebszahnrad (33) steckt, das über ein Ritzel (31) aiureibbar ist.