DE2244305B2 - In die Werkzeugaufnahme einer Stanzmaschine o.dgl. einsetzbare Vorrichtung zum Gewindebohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine in die Werkzeugaufnahme einer Stanzmaschine od. dgl. einsetzbare Vorrichtung zum Gewindebohren, bei welcher ein Gewindebohrer in einem zentrisch im Vorrichtungsgehäuse angeordneten Kernstück befestigt ist, das mit einem reversierbaren Drehantrieb verbunden ist und mittels eines aus Leitspindel und Leitmutter bestehenden Leitgewindes axial verschiebbar ist, wobei eines dieser Leitgewindeteile am Vorrichtungsgehäuse drehfest und auswechselbar gehalten ist und in das andere mit dem Kernstück verbundene Leitgewindeteil eingreift.

Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt (DE-GM 70 35 414), bei der die Leitspindel mit der Arbeitsspindel fest verbunden ist und sich mit dieser dreht. Die Leitspindel verschraubt sich hierbei in der Spindelmutter und verschiebt gleichzeitig die Werkzeugaufnahme mit dem Werkzeug in Axialrichtung. Da von der Vorschubeinrichtung nur die Leitspindel, nicht aber die Leitmutter mit dem Kernstück verbunden ist, muß beim Auseinandernehmen erst die Leitmutter von der Leitspindel abgesdiraubt werden. Danach ist es erforderlich, einen Sprengring zu entfernen, bevor es möglich ist, die Leitspindel abzunehmen. Die bekannte Einrichtung erlaubt deshalb kein rasches Auswechseln des Gewindeschneidkopfes, sondern das Schneidwerkzeug und die beiden Gewindeteile der Vorschubeinrichtung müssen nacheinander und einzeln vom Kernstück abgenommen und durch ähnliche Teile eintr anderen Vorrichtung ersetzt werden, wenn ein anderes Gewinde geschnitten werden soll. Außerdem ist es nicht möglich, den Gewindeschneidkopf von der Seite her am Umfang anzutreiben, sondern der Antriebsmotor muß mit dem Kernstück und dem Gewindeschneidwerkzeug axial fluchten.

Es ist auch bereits eine Spindel zum Gewindeschneiden bekannt (DE-AS 12 53 557), bei der der Gewindebohrer mitsamt seiner Vorschubeinrichtung aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann. Zu diesem Zwecke muß jedoch erst eine Schraube vollständig herausgedreht werden, und es ist dann schwierig, die verschiedenen Teile der Vorschubeinrichtung in ihrer richtigen Winkellage wieder in das Gehäuse einzusetzen und so über die Keilnuten des Antriebes zu schieben, daß sie richtig ineinandergreifen. Die Einrichtung kann auch nur an einen koaxial sitzenden Antrieb angesetzt werden. Sie hat deshalb eine große Ausdehnung in Axialrichtung und ist nicht als Einsatz für Werkzeugaufnahmen von Stanzpressen verwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Gewindebohren zu schaffen, die zum Einsatz in Stanzmaschinen verwendbar ist und deshalb einen eigenen Drehantrieb benötigt, die ein schnelles Umrüsten auf verschiedene Gewindesteigungen gestattet.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß das am Vorrichtungsgehäuse drehfeste Leitgewindeleil als Leitspindel ausgebildet und mittels einer Federklammer axial gehalten ist und in die in einer Axialbohrung des Kernstücks angebrachte Leitmutter eingreift, wobei das Kernstück drehfest, aber axial verschiebbar in einer Axialbohning eines Antriebsrades eingesetzt ist, und daß das Kernstück Steuerschlitze zum Betätigen von im Vorrichtungsgehäuse angebrachten Schaltstiften für den reversierbaren Drehantrieb aufweist.

Durch diese Ausgestaltung gelingt es, alle für das Gewindeschneiden notwendigen Teile in einer Kartusehe zusammenzufassen, wobei diese nach dem Lösen der Federkammer von Hand mit einem Griff herausgenommen werden kann. Da das Leitgewinde in einer Axialbohrung des Kernstückes selbst angeordnet ist und

die Leitspindel im Gehäuse gehalten wird, ist eine sehr einfache und leicht zu lösende Befestigung der Leitspindel am Gehäuse möglich. Die Leitspindel kann deshalb zusammen mit dem an ihr hängenden Kernstück und zusammen mit dem Gewindeschneider mit einem Griff herausgenommen und wieder eingesetzt und arretiert werden. Diese besonders einfache Konstruktion wird dadurch möglich, daß die gesamte Kartusche in eine Axialbohrung eines Antriebsrades axialverschicblich eingesetzt ist, wobei die drehenden Antriebskräfte am Umfang des Kernstückes angreifen und hierdurch unmittelbar und nicht erst über das Leitgewinde ai»f den Gewindebohrer übertragen werden. Der seitlich am Gewindeschneidkopf angreifende Antrieb ermöglicht den Einsatz der Vorrichtung in die Werkzeugaufni'hmen einer Stanzmaschine, bei der axial oberhalb de⁵; Oewindebohrers kein Raum für einen Drehantrieb *uf Verfügung steht.

Die im Gthäüre fest installierten SchaltSiifte sorgen für die notw&'ndig^; Begrenzung der Gewindeschneidtiefe und des Rücklaufes der Gewindeschneideinrichtung. Hierbei sind die ^teuerschlitze in besonders einfacher Weise auf d^m Umfang des Kernstückes angeordnet und in ihrer Längü Uer Gewindetiefe anzupassen, die mit dem jeweils verwendeten Gewindeschneider erzielt werden soll.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfinduni: ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer numerisch gesteuerten Stanzmaschine mit einer Vorrichtung Gewindebohren nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Gewindebohrvorrichtung nach der Erfindung in einem senkrechten Schnitt.

Fig.3 den Gegenstand der Fig. 2 in einem Schnitt nach der Linie 3-3,

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der in der Gcwindebohrvorrichtung verwendeten einstückigen Kartusche,

F i g. 5 die in der Gewindebohrvorrichtung eingesetzte Kartusche mit Leitmutter, Leitspindel und Gewindebohrer im Längsschnitt,

Fig.6 ein Schaltbild für den Drehantrieb zum automatischen Ein- und Ausfahren des Gewindebohrers,

F i g. 7 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Gewindebohrvorrichtung mit hydraulischem Antrieb im Schnitt und

F i g. 8 einen Querschnitt nach Linie 8-8 der F i g. 7.

In Fig. 1 ist eine numerisch gesteuerte Stanzmaschine 10 dargestellt, die einen Werkzeugrevolver 12 mit austauschbaren Werkzeugeinsätzen aufweist, vor dem ein Werkstückzuführungstisch 14 angeordnet ist. Der Tisch 14 ist mit Werkstückausrichtvorrichtungen 16 ausgerüstet, die durch ein numerisches Steuergerät 18 (N. C.-Gerät) gesteuert werden. Das Steuergerät 18 bringt das Werkstück und den Drehtisch 12 nach einem vorher eingestellten Programm derart in Stellung, daß an dem Werkstück eine gewünschte Bearbeitung durchgeführt wird. Anschließend werden entweder der Drehtisch 12 oder das Werkstück oder beide zusammen neu eingestellt, um den nächsten Bearbeitungsvorgang durchzuführen. Im Werkzeugrevolver 12 ist eine als Einheit konstruierter Gewindebohrvorrichtung 20, der Gegenstand der Erfindung ist, in der gleichen Weise wie die anderen Werkzeugeinsätze befestigt.

Die Gewindebohrvorrichtung ist für eine Stanzmaschine mit Werkzeugrevolver besonders geeignet Sie kann jedoch auch mit Vorteil in einer Stanzmaschine mit einer einzigen, stationären Werkzeugeinsatzhalterung verwendet werden, in welche die Werkzeuge abwechselnd eingesetzt werden.

Wie aus den Fig.2 und 3 hervorgeht, hat die Gewindebohrvorrichtung 20 ein Gehäuse 22, das in geeigneter Weise in einer Werkzeugaufnahme des

ίο Werkzeugrevolvers 12 befestigt wird. An dem Gehäuse 22 sitzt ein reversierbarer, pneumatischer oder elektrischer Motor 24 bekannter Bauart der eine selbsttätige Bremse zum Anhalten der Welle vor aem Umschalten auf die andere Drehrichtung aufweist Die Wirkungs-

Ii weise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in Verbindung mit einem Elektromotor beschrieben, jedoch ist das Prinzip auch bei Verwendung eines pneumatischen Motors das gleiche.

Der Motor 24 für den reversierbaren Drehantrieb hat

λι eine Abtriebswelle 26, die mit der Welle einer Schnecke 28 verbunden ist. Die Schnecke 28 greift in ein Schneckenrad 30 ein, das von der Schnecke in beiden Richtungen angetrieben werden kann. Das Schneckenrad 30 ist im Gehäuse 22 mit Lagern 32 drehbar gelagert

->■) und hat eine Axialbohrung 34, die mit Keilnuten 36 versehen ist. deren Zweck weiter unten noch näher erläutert wird.

Die Gewindebohrvorrichtung 20 hat eine in ihrer Gesamtheit austauschbare Schneidkartusche 38. Diese

jo Schneidkartusche besteht aus einem Kernstück 40, das eine untere Axialbohrung 44 und eine obere Axialbohrung 42 aufweist. In der unteren Axialbohrung 44 ist ein Gewindebohrer 48 bekannter Bauart auswechselbar befestigt, der ein Schneidgewinde mit vorgegebener

r. Steigung aufweist. Im oberen Bereich hat das Kernstück 40 an seinem Außenumfang mehrere Keilzähne 46, die in Keilnuten 36 in der Axialbohrung 34 des Schneckenrades 30 eingreifen und in diesen gleiten können.

Bekanntlich muß der Gewindebohrer 48 gleichzeitig

4(i gedreht und mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit axial in die Bohrung eingetrieben werden, damit das in die Bohrung eingeschnittene Gewinde die richtige Steigung erhält. Der Axialvorschub des Kernstückes 40 für die gewünschte Gewindesteigung wird durch eine

•i"> Leitspindel 50 erzielt, deren Gewinde die gleiche Steigung hat wie die Schneidkanten des Gewindebohrers 48. Auf der Leitspindel 50 läuft eine Leitmutter 52 auf und nieder, die von einer Buchse 52 gebildet wird, welche unbeweglich in der oberen Axialbohrung 42 des

■jo Kernstückes 40 befestigt ist.

Die Leitspindel 50 ist mit einer Kopfschraube 54 im Gehäuse 22 gegen Verdrehung gesichert. Zu diesem Zweck greift die Kopfschraube 54 teilweise in eine Kerbe im Kopf der Leitspindel und teilweise in eine

'i'i Kerbe in einer Halteplatte 56 ein, die von oben her in das Gehäuse 22 eingesetzt ist und die Kartusche in Stellung hält.

Man erkennt, daß bei einer Drehung des Schneckenrades 30 und des mit ihm drehfest verbundenen

in· Kernstückes 40 die Leitmutter 52 und damit auch das Kernstück 40 an der festgehaltenen Leitspindel 50 entlang nach unten geschraubt werden, so daß der Gewindebohrer 48 mit der gewünschten Steigung in das Werkstück Weinschneidet.

Der besondere Vorteil dieses Gewindeschneidkopfes liegt darin, daß die Kartusche 38 sehr leicht aus der Gewindebohrvorrichtung entfernt und gegen eine gleiche Kartusche oder gegen eine solche mit einer

Leitspindel und einem Gewindeschneider für ein anderes Gewinde ausgetauscht werden kann. Zu diesem Zweck ist der Kopf der Leitspindel 50 mit einer Umfangsnute 58 versehen, die mit einer Umfangsrille 60 in der Halteplatte 56 fluchtet, wenn die Kartusche in die Gewindebohrvorrichtung eingesetzt wird. Hierbei wird die Kartusche innerhalb der Halteplatte 56 durch eine Federkammer 62 festgehalten, die in entspanntem Zustand teilweise in der Umfangsnute 58 und teilweise in der Umfangsrille 60 liegt (Fig.4). Die Umfangsnute 58 hat einen kleineren Innendurchmesser als die Bohrung in der Halteplatte, so daß beim Zusammendrücken der Enden der Federklammer 62 der runde Teil der Klammer vollkommen in der Umfangsnute 58 liegt und die Kartusche 38 dann in ihrer Gesamtheit aus der Gewindebohrvorrichtung herausgezogen werden kann. Beim Einsetzen einer neuen Kartusche geht man in umgekehrter Reihenfolge vor. Zunächst wird die Federklammer 62 zusammengedrückt, dann die Kartusche eingesetzt und dann die Federklammer losgelassen, so daß sich diese entspannt und in die Umfangsrille 60 eingreift. Dieser Austausch kann sehr schnell und ohne Spezialwerkzeuge vorgenommen werden.

Ein weiterer Vorteil dieser Gewindebohrvorrichtung liegt darin, daß er automatisch seine Relativstellung zur Tiefe des Gewindebohrers in der Bohrung des Werkstückes abtastet, so daß der Antriebsmotor selbsttätig reversieren und die Leitmutter automatisch zurücklaufen kann. Hierbei können alle diese Vorgänge in das Programm der numerischen Steuerung einbezogen werden.

Zu diesem Zweck ist das Kernstück 40 mit einem Steuerschlitz 64 versehen, in den ein federbelasteter Schaltstift 66 eingreift. Bei einer Axialbewegung des Kernstückes 40 tritt der Schaltstift 66 aus dem Steuerschlitz 68 aus und wirkt auf einen Schaltkontakt LS2 ein. In ähnlicher Weise greift ein Sichaltstift 70 auf der gegenüberliegenden Seite in einen Steuerschlitz 68 im Kernstück 40 ein und betätigt einen Kontakt LSI, wenn er sich im Steuerschlitz 68 befinde t.

Die Kontakte LSt und LS2 sind in den in F i g. 6 gezeigten Steuerkreis eingebaut. Wie am besten aus den F i g. 2 und 6 hervorgeht, ist der Kontakt LS2 geöffnet, wenn der Gewindebohrer zurückgezogen wird und der Schaltstift 66 in den Steuerschlitz 64 eingreift. Gleichzeitig ist der Kontakt LSI geöffnet, wobei der Schaltstift 70 aus dem Steuerschlitz 68 herausgetreten ist. Wenn der Schalter 72 entweder von Hand oder durch ein Signal des Steuergerätes 18 als Teil eines vorher festgelegten Programms geschlossen wird, wird das Relais R 1 über den normalerweise geschlossenen Kontakt R 2 erregt.

Die Relaiskontakte Ri sind geschlossen, um den Schaltkreis durch das Relais Al zu schließen. Durch Schließen der Kontakte R 1 im Motorschaltkreis wird die Vorwärtsbewegung des Motors eingeschaltet, so daß das Schneckenrad 30 in derjenigen Richtung angetrieben wird, die notwendig ist, um den Gewindebohrer 48 auszufahren. Sobald das Kernstück 40 vorgeschoben wird, tritt der Schaltstift 70 in den Steuerschlitz 68 ein und schließt den Kontakt LSI. Da aber der Kontakt LS 2 offen bleibt, tritt im Schaltkreis keine Veränderung ein.

Wenn dann das Kernstück bis zur vorgesehenen Länge ausgefahren wurde und der Gewindebohrer 48 das Gewinde in das Werkstück geschnitten hat, wird der ^ri Schaltstift 66 aus dem Steuerschlitz 64 ausgehoben und schließt den Kontakt LS2. Hierdurch wird der Schaltkreis zum Relais R 2 geschlossen. Die Kontakte R 2 schließen sich, um das Relais R 2 einzuschließen und die Kontakte zum Relais R1 zu öffnen, während

ίο gleichzeitig die Kontakte R 2 geschlossen werden, um die Drehrichtung des Antriebes umzukehren.

Bei Motoren dieses Typs wird der Motor zunächst abgebremst und zum Halten gebracht und beginnt erst dann wieder in entgegengesetzter Richtung zu arbeiten,

r> wobei er das Kernstück 40 nach oben aus dem Werkstück herausschraubt. Sobald das Kernstück die oberste Stellung erreicht hat (F i g. 2), wird der Kontakt LSi wieder geöffnet, wodurch auch der Schaltkreis für das Relais R 2 geöffnet wird. Alle Kontakte im Motorschaltkreis sind dann geöffnet und der Motor wird wieder stillgesetzt, bereit, sich beim nächsten Signal wieder in Betrieb zu setzen. Wenn dies im Programm vorgesehen wird, löst das öffnen des Kontaktes LSi ein Signal an das Steuergerät aus, mit

2> der Durchführung des nächsten, im Programm vorgesehenen Arbeitsganges fortzufahren.

Bei der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform wird eine Schneidkartusche 38 verwendet, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau mit der vorstehend

J" näher erläuterten Kartusche übereinstimmt. Das Gehäuse 22a ist etwas abgewandelt, so daß die Kartusche 38 mit einer Kopfschraube 54a direkt am Gehäuse befestigt werden kann. Die Kopfschraube greift in einander gegenüberliegende Ausnehmungen im Kopf

Ji der Leitspindel 50 und des Gehäuses 22a ein. Das Antriebsrad 80, das ebenso wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform mit dem Kernstück 40 durch eine Keilnutverbindung verbunden ist, wird durch zwei hydraulisch angetriebene Zahnräder 82 in Bewegung gesetzt.

Für den reversierbaren Drehantrieb würde natürlich ein Zahnrad genügen, der doppelte Zahnradantrieb erhöht jedoch in vorteilhafter Weise das auf das Antriebsrad ausgeübte Drehmoment. Die Zahnräder 82 sind im Gehäuse 22a drehbar gelagert und werden simultan von einem gasförmigen oder flüssigen Medium angetrieben, das durch die Öffnungen 84 im Gehäuse eintritt und durch die Öffnungen 86 austritt, wenn das Antriebsrad in der einen Richtung gedreht werden soll,

während das Medium in die Öffnungen 86 eintritt und

aus den Öffnungen 84 austritt, wenn das Antriebsrad in der entgegengesetzten Richtung angetrieben werden soll.

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist grundsätzlich die gleiche wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel: Das. numerische Steuergerät gibt ein Signal art den Flüssigkeitszulauf, der die Flüssigkeit entweder in die öffnungen 84 oder 86 leitet und auf verschiedene Signale von den Schaltern LSI und LS 2 reagiert und den- Drehantrieb stoppt und in seiner Drehrichtung umkehrt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche:

1. Jn die Werkzeugaufnahme einer Stanzmaschine od. dgl. einsetzbare Vorrichtung zum Gewindebohren, bei welcher ein Gewindebohrer in einem zentrisch im Vorrichtungsgehäuse angeordneten Kernstück befestigt ist, das mit einem reversierbaren Drehantrieb verbunden ist und mittels eines aus Leitspindel und Leitmutter bestehenden Leitgewindes axial verschiebbar ist, wobei eines dieser Leitgewindeteile am Vorrichtungsgehäuse drehfest und auswechselbar gehalten ist und in das andere mit dem Kernstück verbundene Leitgewindeteil eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das am Vorrichtungsgehäuse (22) drehfeste Leitgewindeteil als Leitspindel (50) ausgebildet und mittels einer Federklammer (62) axial gehalten ist und in die in einer Axialbohrung (42) des Kernstücks (40) angebrachte Leitmutter (52) eingreift, wobei das Kernstück (40) drehfest, aber axial verschiebbar in einer Axialbohrung (34) eines Antriebsrades (30, 80) eingesetzt ist, und daß das Kernstück (40) Steuerschlitze (64,68) zum Betätigen von im Vorrichtungsgehäuse (22) angebrachten Schaltstiften (66, 70) für den reversierbaren Drehantrieb (24,82) aufweist. 2>

2. Gewindeschneidkopf nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Leitmutter auf der Innenwandung einer in die Axialbohrung (42) des Kernstückes (40) eingesetzten Buchse (52) angeordnet ist. «>

3. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (30) das Schneckenrad (30) eines Schneckengetriebes (28,30) ist, das im Vorrichtungsgehäuse (22) gelagert und mit dem Kernstück (40) durch eine Keil-Nut-Verbindung r> (34,36,46) gekoppelt ist.

4. Gewindeschneidkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (80) das Antriebsritzel eines Hydromotors ist, in das wenigstens zwei flüssigkeitsgetriebene 4» Zahnräder (80, 82) eingreifen, und daß das Antriebsritzel mit dem Kernstück (40) durch eine Keil-Nut-Verbindung gekoppelt ist.

5. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federklammer (62) zusam- αϊ mendrückbar ist und in entspanntem Zustand teilweise in einer Umfangsrille (60) einer im Vorrichtungsgehäuse (22) angeordneten Einsatzbohrung für das Kernstück (40) und teilweise in einer Umfangsnute (58) des Kopfes der Leitspindel (50) ^r>o liegt.

6. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrille (60) in einer Halteplatte (56) angeordnet ist, die an der Oberseite des Vorrichtungsgehäuses (22) befestigt ist. τ>

7. Gewindeschneidkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitspindel (50) am Vorrichtungsgehäuse (22) durch eine Schraube (54 bzw. 54a,) gesichert ist, die teilweise in den Rand der Einsatzbohrung bzw. in die wi Halteplatte (56) und teilweise in den Kopf der Leitspindel (50) eingreift.