DE2512794B2 - Vorrichtung zum Gewindeschneiden - Google Patents
Vorrichtung zum GewindeschneidenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewindeschneiden mit zwei koaxial ineinander angeordneten
und unabhängig voneinander drehantreibbaren Werkzeugspindeln, insbesondere zum Bearbeiten von Gewindeanschlüssen
an Teilen von druckmittelbeaufschlagbaren Gehäusen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Gewindeanschlüsse an Teilen von druckmittelbeaufschlagbaren Gehäusen sind aus einem Anschluß mit
einem präzise eingebrachten Gewinde und einer Dichtfläche gebildet, wobei die Dichtfläche einen
dauerhaften Dichtsitz gewährleistet, wenn ihre Oberfläche lotrecht zum Gewinde und ansatzlos neben
ausgebildet ist.
ίο
μ)
9. Jahrgang, Heft 9, September 1959, Seite 576, ist ein über eine Arbeitsspindel antreibbares Kombinationswerkzeug
mit einer Bearbeitungsfolge vorbohren, plansenken und gewindeschneiden bekannt, wobei ein
im unteren Teil zum Vorbohren und im oberen Teil zum
Gewindeschneiden einstückig ausgebildeter Bohrer in einem hohlen Planfräser im Gewindeschneidbereich
ein- und ausschiebbar angeordnet ist Gewindeschneiden und Ansenken erfolgen dabei bereits in einer
Aufspannung des Werkstücks. Dabei ist jedoch nachteilig, daß das Gewindeschneiden bei fehlendem
Leitgewinde unzureichend präzise erfolgt, daß der Vorbohrer dem Gewindebohrer beim Gewindeschneiden
stets vorgelagert ist und daß die Dichtfläche einer Nachbearbeitung bedarf, weil die Schneide eines
Plansenkwerkzeuges die gebohrten Gewindegänge unvollständig umfaßt und das Plansenken bei in das
hohle Plansenkwerkzeug zurückzunehmendem Gewindebohrbereich und in der Gewindebohrung mitdrehend
verbleibendem Vor-Bohrer werkstückseitig praktisch ungeführt erfolgt, wobei eine Beschädigung eines zuvor
geschnittenen Gewindes unvermeidbar erscheint
Außerdem sind Werkzeuge bekannt, bei welchen ein hohles Plansenkwerkzeug auf dem Schaft eines
Gewindebohrers mitdrehend axial verschieblich und gegen das Werkstück federbelastet angeordnet ist.
Dabei ist nachteilig, daß der Gewindebohrer dem Plansenkwerkzeug stets mitdrehend vorgelagert ist und
daß das unter Federwirkung arbeitende Plansenkwerkzeug beim Reversieren Ansätze auf der Dichtfläche
hinterläßt und auf der Dichtfläche schabt, wodurch die Dichtfläche nachzubearbeiten ist und das Plansenkwerkzeug
stumpf wird.
Schließlich ist aus der DE-AS 13 00417 eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung mit
zwei koaxial ineinander angeordneten und unabhängig voneinander drehantreibbaren Werkzeugspindeln bekannt,
welche gemeinsam axial verschiebbar und von einem mit dem Drehantrieb der äußeren Spindel
antriebsmäßig verbundenen Vorschubantrieb über eine mit der äußeren Spindel über ein Leitgewinde
zusammenwirkende Vorschubspindel gemeinsam betätigbar sind. Dabei ist nachteilig, daß eine solche
Vorrichtung auf Anwendungen für eine gleichzeitige Betätigung zweier Werkzeuge auf der Basis einer von
der Drehzahl der äußeren Spindel abhängigen Vorschubbewegung, beispielsweise zum gleichzeitigen
Schneiden zweier Gewinde unterschiedlicher Steigung, begrenzt ist. Eine Folgesteuerung der Vorschubbewegung
der einen und der anderen Werkzeugspindel ist nicht durchführbar. Es ist auch nicht möglich, ein mit der
äußeren Spindel zu verbindendes Plansenkwerkzeug bei angemessener Drehzahl mit einem gegen »Null«
verringerbaren Vorschub zu betätigen, wodurch bei der Fertigung von Gewindeanschlüssen der eingangs
beschriebenen Art eine Nachbearbeitung der Dichtflächen unvermeidlich ist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart
auszubilden, daß unter Beibehaltung des in einer Aufspannung möglichen Gewindebohrens und Ansenkens
Gewindeanschlüsse so genau bearbeitet werden sollen, daß diese ohne weitere Nachbearbeitung
druckmitteldicht sind.
Die Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebene Erfindung gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen
Aus der Zeitschrift »Fertigungstechnik und Betrieb«, der Erfindung sind in den Untsrasisprüchen aufgezeigt.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die beiden koaxial ineinander
angeordneten und unabhängig voneinander drehantreibbaren Werkzeugspindeln aufgrund ihrer voneinander
unabhängigen Vorschubantriebe sowohl zugleich als auch in Folge steuerbar sind, wodurch ein sinnvoll
aufeinander abgestimmtes Zusammenspiel, beispielsweise eines Gewindebohrens und Plansenkens für die
Bearbeitung von Gewindeanschlüssen ermöglicht wird.
Dabei ist außerdem durch den vorgeschlagenen Vorschubantrieb vorteilhaft daß die mit dem Plansenkwerkzeug
zu verbindende äußere Spindel bei in ausgefahrener Stellung ruhender innerer Spindel mit
beliebiger Drehzahl und gegen »Null« verringerbarem Vorschub betätigbar ist, wodurch ein mit der inneren
Spindel verbundener Gewindebohrer zunächst bei in Ruhestellung verbleibender äußerer Spindel zum
Gewindebohren betätigbar und sodann e:n mit der äußeren Spindel verbundenes Plansenkwerkzeug bei in
einer Arbeitsstellung ruhender innerer Spindel, wobei sich der Gewindebohrer in der Gewindebohrung
befindet, im Eilvorschub an das Werkstück heranfahrbar und zum Schneiden einer ansatzlosen Dichtfläche mit
beliebig verzögerbarem Vorschub betätigbar und schließlich beide Werkzeuge nacheinander oder zugleich
sogar bei ausgeschaltetem Drehantrieb der äußeren Spindel in die Ausgangsstellung zurückf jhrbar
sind.
Die Verbindung der äußeren Spindel mit der Riemenscheibe über das vorgeschlagene Keilwellenpiofil
gewährleistet auf einfache Weise eine axiale Verschieblichkeit der äußeren Spindel bei bleibendem
Formschluß und ungestörtem Drehantrieb.
Der durch einen druckmittelbetätigbaren Vorschubkolben
gebildete Drehantrieb zeichnet sich durch eine flexible Arbeitsweise aus, indem der Kolbenhub auf
einfache Weise durch ein dem Vorschubkolben zugeordnetes Anschlagteil in Verbindung mit einem
einstellbaren Festanschlag und einen Dämpfungskolben wegabhängig dämpf- und begrenzbar ist.
Dem Anschlagteil ist außerdem in recht einfacher Weise eine Führungsstange für die Aufnahme von
variabel befestigbaren Steuernocken zuordenbar, über welche Endschalter für die Steuerung der zuvor
erwähnten Bearbeitungsfolge betätigbar sind.
Die Befestigung des Gewindebohrers mit der inneren Spindel über ein Pendelfutter erbringt bekanntermaßen
den Vorteil einer radial nachgiebigen Betätigung des Gewindebohrers, wodurch axiale Abweichungen bei
vorgebohrten oder entsprechend gegossenen Werkstücken ausgleichbar sind. Dabei ist vorteilhaft, wenn
das Pendelfutter werkzeughalterseitig in der äußeren Spindel drehbar sowie axial verschieblich und radial
nachgiebig geführt zugeordnet ist, weil dadurch aas Schneidwerkzeug der Ausgleichsstellung des Gewindebohrers
entsprechend geführt betätigbar und somit eine einwandfrei lotrecht zum Gewinde geschnittene Dichtfläche
herstellbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher
beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtdarstellung einer Vorrichtung zum Gewindebohren;
F i g. 2 stellt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. I dar;
Fig.3 zeigt die Kombination und Einsatzweise eines
Gewindebohrers mit einem Plansenkwerkzeug ohne
F i g. 4 zeigt die Kombination und Ersatzweise eines
Gewindebohrers mit einem Plansenkwerkzeug mit Fasenschneide.
Mit einer Grundplatte 1 ist ein Zylinder 2 sowie ein Lagerbock 3 fest verbunden. In dem Zylinder 2 befinden
sich zwei Anschlüsse 4 und 5 für gasförmige oder flüssige Medien, die auf einen Vorschubkolben 6
einwirken, in welchem eine äußere Spindel 7 gelagert ist, die an ihrem vorderen äußeren Ende ein Plansenkwerkzeug
8 trägt
Der Vorschubkolben 6 ist mit einem Anschlagteil 9 versehen, welches gegen einen verstellbaren Festanschlag
10 und gegen einen hydraulischen Dämpfungskolben 11 fährt
Weiter ist mit dem Anschlagteil 9 eine Führungsstange 12 verbunden, die zwei verstellbare Steuernocken 14
und 15 trägt, welche über Endschalter 16 und 17 Magnetventile 18 und 19 steuern.
Auf dem Lagerbock 3 ist ein Antriebsmotor 20 befestigt, der über einen Zahnriemen 21 eine mit einem
Keilwellenprofil versehene Riemenscheibe 22 antreibt, in die die äußere Spindel 7 aufgrund eines angeformten
Keilwellenprofils 7a längsverschieblich hineinragt.
Im Lagerbock 3 ist eine Leitmutter 23 befestigt, in welche eine innere Spindel 24 eingeschraubt ist, die mit
einem koaxialen Pendelfutter 25 verbunden ist, das in seiner Aufnahme den Gewindebohrer 26 trägt.
Die innere Spindel 24 ist durch eine Schraube 27 über eine Antriebswelle 28 mit einem Antriebsmotor 29 für
den Gewindeablauf fest verbunden, der an eine Führungsplatte 30 angeflanscht ist. Die Führungsplatte
30 wird durch zwei Führungssäulen 31 geführt und gegen Verdrehen gesichert.
Zur weiteren Steuerung des Gewindeschneid- und Plansenkvorganges ist die Führungsplatte 30 mit einer
Führungsstange 32 verbunden, die zwei verstellbare Steuernocken 33 und 34 trägt, welche über Endschalter
35 und 36 und ein Hydroventil 38 bzw. den Antriebsmotor 29, insbesondere Hub und Haltepositionen
der inneren Spindel 24 bestimmen. Ein Faltenbalg 37 schützt dabei die innere Spindel vor Verschmutzung.
Das Plansenkwerkzeug 8 ist mit einem Schneidstahl 13 bestückt, welcher für die verschiedenen Arbeitsabläufe
in zwei Ausführungen, mit und ohne Fasenschneide 13a vorgesehen ist.
Der Vorschub der äußeren Spindel 7 erfolgt mittels durch Druckleitungen P zugeführter pneumatischer
oder hydraulischer Druckmedien über den Vorschubkolben 6, in welchem die äußere Spindel drehbar
gelagert ist, axial jedoch von diesem mitgenommen wird.
Soll ein Gewindeanschluß mit vorgefertigter Fase angefertigt werden, dann muß gemäß Fig. 3 der
Innendurchmesser des Plansenkwerkzeuges 8 bzw, dessen innerer Rotationsdurchmesser etwas größer sein
als der Außendurchmesser des Gewindebohrers 26, und der Schneidstahl 13 weist keine Fasenschneide auf.
Dadurch können Gewindebohrer 26 und Plansenkwerkzeug 8 unabhängig voneinander die entsprechende
Bearbeitung des Werkstückes 4O vornehmen, also übereinanderfahren und ebenso unabhängig voneinander
in ihre Ausgangsstellung zurückfahren.
Bei Bearbeitung einer Planfläche mit noch zu schneidender Gewindefase ist gemäß F i g. 4 an dem
Plansenkwerkzeug 8 ein Schneidstahl 13 mit Fasenschneide 13a vorgesehen.
In letztgenanntem Falle bewegt sich zunächst der Gewindebohrer 26 in die ieweiis bereits voreeteniete
Kernlochbohrung des Werstückes 40 und erst darauf kann, abhängig von der Stellung des Gewindebohrers
das Plansenkwerkzeug 8 an das Werkstück herangefahren werden, da der innere Rotationsdurchmesser des
Plansenkwerkzeuges 8 kleiner ist als der Außendurchmesser des Gewindebohrers 26.
Der Antriebsmotor 29 für den Gewindeschneidvorgang wird durch die Drehung der inneren Spindel 24, die
in der Leitmutter 23 zwangsläufig geführt wird, ebenfalls selbst in axialer Richtung bewegt.
Eine Umkehrung der Drehrichtung des Antriebsmotors 29 und somit der inneren Spindel 24 nach Erreichen
der Gewindetiefe wird über den Steuernocken 33 und den Endschalter 35 gesteuert.
Der Stillstand des Antriebsmotors 29 in seiner Ausgangsiäge wird über den Nocken 34 und den
Endschalter 36 gesteuert.
Gleichzeitig mit dem Anlaufen des Antriebsmotors 29 läuft, wenn die Planfläche mit vorgefertigter Fase und
Gewinde gleichzeitig bearbeitet werden sollen, der Antriebsmotor 20 an, der über den Zahnriemen 21 und
die Riemenscheibe 22, die mit dem Keilwellenprofil 7a zwecks formschlüssigen Drehantriebs versehene äußere
Spindel 7 und das außerhalb angeschraubte Plansenkwerkzeug 8 in eine drehende Bewegung versetzt.
Mit dem gleichen Impuls, mit dem die beiden Antriebsmotoren 20 und 29 eingeschaltet werden, wird
das Magnetventil 18 geschaltet, so daß das gasförmige oder flüssige Medium von der entsprechenden Druckleitung
P durch den Anschluß 4 in den Zylinder 2 gelangt und den Vorschubkolben 6 mit dem Anschlagteil 9 im
Eilhub auf den hydraulischen Dämpfungskolben 11 und dann im normalen Vorschub für den Plansenkvorgang
über den Steuernocken <4 und den Endschalter 16 auf
den Festanschlag 10 transportiert.
Der Endschalter 16 schaltet gleichzeitig ein nicht dargestelltes Zeitrelais, welches nach einer kurzen
Freischneidezeit das Magnetventil 18 wieder in Entlüftungsstellung und das Magnetventil in Belüftungsstellung schaltet.
Hierdurch kann das Druckmedium in umgekehrter Richtung in den Zylinder 2 gelangen und der
Vorschubkolben 6, und somit das Plansenkwerkzeug 8 fährt in seine Ausgangslage zurück, wobei über dei
Steuernocken 15 und den Endschalter 17 der Antriebs motor 20 ausgeschaltet wird. Umsteuerung um
Rücklauf des Gewindebohrers 26 in die Ausgangstag-
r) sowie die Ausschaltung des Antriebsmotors 29 gesche
hen hier nur durch die Steuernocken 33 und 34 sowie dii entsprechenden Endschalter 35 und 36.
Für den Fall, daß gemäß F i g. 4 der Gewindeanschlul mit einer anzuschneidenden Fase mittels Fasenschneidi
ίο 13a zu versehen ist, bei weicher der Innendurchmesse
kleiner ist als der Außendurchmesser des Gewindeboh rers 26, wird über den Steuernocken 33 und dei
Endschalter 35 der Antriebsmotor 29 in dem Augenblicl ausgeschaltet, in welchem der Gewindebohrer 26 sein<
vorgegebene Bohrtiefe im Werkstück 40 erreicht hat, s( daß der Gewindebohrer in der Bohrung stehen bleibt.
Ebenfalls wird dann über den Steuernocken 33 un< den Endschalter 35 der Antriebsmotor 20 eingeschalte
sowie das Magnetventil 18 in Belüftungsstellunf geschaltet, wodurch nun erst der Vorschubkolben 6 it
bereits vorbeschriebener Weise vorfährt.
Nach Ablauf des Senkvorganges bewegt sich de Vorschubkolben 6 und somit das Plansenkwerkzeug 8 it
bereits vorbeschriebener Weise wieder in seini Ausgangsstellung zurück, in welcher über den Steuer
nocken 15 und den zugehörigen Endschalter 17 darau der Antriebsmotor 29 derart angesteuert wird, dat
dieser in umgekehrter Drehrichtung wieder anläuft unc gleichzeitig der Antriebsmotor 20 ausgeschaltet wird.
Durch den Anlauf des Antriebsmotors 29 in die Rückdrehrichtung der Leitspindel 24 wird der Gewinde
bohrer 26 wieder aus dem Gewindeloch herausgedrehi und in seine Ausgangsstellung zurückgeführt, wöbe
über den Steuernocken 34 und den Endschalter 36 auch der Antriebsmotor 29 ausgeschaltet wird.
Da die Kernlochbohrungen entsprechend der zi bohrenden Gewinde in jedem Falle an dem mit dei
erfindungsgemäßen Vorrichtung zu bearbeitender Werkstück, Gerät bzw. Geräteteil, vorgefertigt sind, isi
eine saubere, schnelle und lotrecht zueinander liegende Anfertigung von Gewinden und zugehörigen Plansenkflächen
gewährleistet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Gewindebohren mit zwei koaxial ineinander angeordneten und unabhängig
voneinander drehantreibbaren Werkzeugspindeln, insbesondere zum Bearbeiten von Gewindeanschlüssen
an Teilen von druckmittelbeaufschlagbaren Gehäusen, wobei die radial innere, den
Gewindebohrer aufnehmende Spindel mit einem Leitgewinde versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die radial äußere Spindel (7) einen unabhängig betätigbaren Vorschubantrieb (4, 5, 6)
aufweist und mit einem Plansenkwerkzeug (8, 13) bestückt ist, dessen Schneide den Bereich der
gebohrten Gewindegänge radial umfaßt
2. Vorrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Spindel (7) über ein
angeformtes Keilwellenprofil (Ja)mh einer Riemenscheibe
(22) verbunden und über diese bei axialer Verschiebbarkeit drehantreibbar angeordnet ist
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubantrieb
(4, 5, 6) für die äußere Spindel (7) durch einen druckmittelbetätigbaren Vorschubkolben (6) gebildet
ist.
4. Vorrichtung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Spindel (7) in dem
Vorschubkolben (6) drehbar und mit dem Vorschubkolben (6) axial verschieblich gelagert ist.
5. Vorrichtung nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubkolben (6) ein
Anschlagteil (9) aufweist, über welches der Vorschubkolben (6) ab einem vorbestimmbaren Hub
gegen die Wirkung eines Dämpfungskolbens (11) betätigbar und der Vorschub durch einen einstellbaren
Festanschlag (10) begrenzbar ist.
6. Vorrichtung nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagteil (9) eine an ihm
befestigte Fühmngsstange (12) mit verstellbar daran befestigbaren Steuernocken (14 und 15) aufweist,
über welche Endschalter (16 und 17) für die Umsteuerung des Vorschubkolbens (6) betätigbar
sind.
7. Vorrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebohrer (26) mit
der inneren Spindel (24) über ein Pendelfutter (25) verbunden ist, welches werkzeughalterseitig in der
äußeren Spindel (7) drehbar sowie axial verschieblich und radial nachgiebig geführt ist.
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