DE2512794C3 - Vorrichtung zum Gewindeschneiden - Google Patents

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.

Aus der Zeitschrift »Fertigungstechnik und Betrieb«,

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 Bohrei 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 mildrehend 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 00 417 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 der Erfindung sind in den Unteransprüchen 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 ein 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 zurückfahrbar sind.

Die Verbindung der äußeren Spindel mit der Riemenscheibe über das vorgeschlagene Keilwellenprofil gewährleistet auf einfache Weise eine cxiale 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 Abweicnungen 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 das Schneidwerkzeug der Ausgleichsstellung des Gew'ndebohrers 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.

F i g. 1 zeigt eine Gesamtdarstellung einer Vorrichtung zum Gewindebohren;

F i g. 2 stellt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1 dar;

F i g. 3 zeigt die Kombination und Einsatzweise eines Gewindebohrers mit einem Plansenkwerkzeug ohne Fasenschneide:

F i g. 4 zeigt die Kombination und Einsatzweise 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 Werkstücke? 40 vornehmen, also übereinanderfahren und ebenso unabhängig voneinander in ihre Ausgangsstellung zurückfahren.

Bei Bearbeitung einer Planfläche mit noch zu schneidender Gewindefase ist gemäß Fig.4 an dem

Vi Plansenkwerkzeug 8 ein Schneidstahl 13 mit Fasenschneide 13a vorgesehen.

In letztgenanntem Falle bewegt sich zunächst der Gewindebohrer 26 in die ieweils bereits vorgefertigte

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 Ausgangslage wird über der. 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 Ta 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 14 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 den Steuernocken 15 und den Endschalter 17 der Antriebsmotor 20 ausgeschaltet wird. Umsteuerung und Rücklauf des Gewindebohrers 26 in die Ausgangslage sowie die Ausschaltung des Antriebsmotors 29 geschehen hier nur durch die Steuernocken 33 und 34 sowie die entsprechenden Endschalter 35 und 36.

Für den Fall, daß gemäß F i g. 4 der Gewindeanschluß mit einer anzuschneidenden Fase mittels Fasenschneide 13a zu versehen ist, bei welcher der Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Gewindebohrers 26, wird über den Steuernocken 33 und den Endschalter 35 der Antriebsmotor 29 in dem Augenblick ausgeschaltet, in welchem der Gewindebohrer 26 seine vorgegebene Bohrtiefe im Werkstück 40 erreicht hat, so liuUUVI \J\r„ lllUVUV/tllVI 111 UVI UUIII UIIg OlbllVII UIVIUU

Ebenfalls wird dann über den Steuernocken 33 und den Endschalter 35 der Antriebsmotor 20 eingeschaltet sowie das Magnetventil 18 in Belüftungsstellung geschaltet, wodurch nun erst der Vorschubkolben 6 in bereits vorbeschriebener Weise vorfährt

Nach Ablauf des Senkvorganges bewegt sich der Vorschubkolben 6 und somit das Plansenkwerkzeug 8 in bereits vorbeschriebener Weise wieder in seine Ausgangsstellung zurück, in welcher über den Steuernocken 15 und den zugehörigen Endschalter 17 darauf der Antriebsmotor 29 derart angesteuert wird, daß dieser in umgekehrter Drehrichtung wieder anläuft und gleichzeitig der Antriebsmotor 20 ausgeschaltet wird.

Durch den Anlauf des Antriebsmotors 29 in die Rückdrehrichtung der Leitspindel 24 wird der Gewindebohrer 26 wieder aus dem Gewindeloch herausgedreht und in seine Ausgangsstellung zurückgeführt, wobei über den Steuernocken 34 und den Endschalter 36 auch der Antriebsmotor 29 ausgeschaltet wird.

Da die Kernlochbohrungen entsprechend der zu bohrenden Gewinde in jedem Falle an dem mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu bearbeitenden Werkstück, Gerät bzw. Geräteteil, vorgefertigt sind, ist eine saubere, schnelle und lotrecht zueinander liegende Anfertigung von Gewinden und zugehörigen Plansenkflächen gewährleistet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

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, ϊ3) bestückt ist, dessen Schneide den Bereich der gebohrten Gewindegänge radial umfaßt

2. Vorrichtung nach dem Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Spindel (7) über ein angeformtes Keilwellenprofil (?a)m\t 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 vei schieblich 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 Dämpfungskoibens (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 Führungsstange (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 I₁ 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.