DE2747776A1

DE2747776A1 - In eine gewindeschneidmaschine oder einen ratschenhebel einsetzbarer gewindeschneidkopf

Info

Publication number: DE2747776A1
Application number: DE19772747776
Authority: DE
Inventors: Gerhard Baumann; Hans Tanner; @@ Wuchner Xaver
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Priority date: 1976-11-04
Filing date: 1977-10-25
Publication date: 1978-05-11
Also published as: SE430956B; DE2747776C2; NL7711181A; IT1091715B; BR7707386A; FR2369897A1; GB1540786A; SE7712470L; BE860409A; NL179792C; JPS5357597A; JPS5748332B2; US4132495A; CH602250A5; NL179792B; FR2369897B1; ES463799A1

Description

PATENTANWÄLTE „,_777fi

H-''NZ-JO O-.JM HUBER 3

RF.INLR P-.iETSCH
MDNCHEN 21
GOTTHARDSTR.81

GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, 8201 Schaffhausen

In eine Gewindeschneidmaschine oder einen Ratschenhebel einsetzbarer Gewindeschneidkopf

Die Erfindung betrifft einen in eine Gewindeschneidmaschine oder einen Ratschenhebel einsetzbaren Gewindeschneidkopf mit auswechselbaren Gewindeschneidbacken, die in einem Backenträger radial geführt und von in die Gewindeschneidbacken eingreifenden Haltenocken einer Nockenbüchse in Arbeitsstellung gehalten sind und von einem im Backenträger angeordneten, vom Werkstück betätigbaren, durch die Kraft mindestens einer Feder beaufschlagten Oeffnungsmechanismus, ausrückbar sind.

Bei einem derartigen aus der CH-PS 489 212 bekannten Gewindeschneidkopf ist in einem Backenträger ein die Gewindeschneidbacken radial haltender, gegenüber dem Backenträger verdrehbarer, mit zv/ei ringsegmentförmigen Nocken versehener Stellring eingesetzt, dem zwei Druckfedern zugeordnet sind. Die Druckfedern sind hier bestrebt, den Stellring in Anlage an eine Anschlagfläche eines Verriegelungsbolzens und damit die Schneidbacken in Arbeitsstellung zu halten. Eine die Länge des auf ein Rohr geschnittenen Gewindes bestimmender Fühler hebt bei Erreichen einer vorbestimmten

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Gewindelänge den von ihm gesteuerten Verriegelungsbolzen vom Nocken des Stelli-inges ab.

Dadurch kommt die Druckfeder zur Wirkung und verdreht den Stellring, wodurch die Gewindeschneidbacken aus der Arbeitsstellung abgehoben werden. Bei diesem Gewindeschneidkopf ist ein Teil des Fühler- und Auslösemechanismus, welcher zur Rückstellung der Schneidbacken betätigt werden muss, am Backenträger exzentrisch und vorstehend angeordnet. Dies bedeutet eine gewisse Unfallgefahr bei umlaufendem Schneidkopf und ist insofern nachteilig, dass die Rückstellung nur im Stillstand des Gewindeschneidkopfes möglich ist. Zudem wird durch die teilweise Einengung der Schneidbacken im Backenträger gegenüber dem zu schneidenden Rohrgewinde der Abfluss der Schneidspäne sehr gehemmt, und diese dabei teilweise gestaucht, wodurch der SchneidVorgang gestört und deshalb die Standzeit der Schneidbacken merkbar verringert wird. Im weiteren ist eine regelmässige Betätigimg des Fühlers des Auslösemechanismus v/eitgehend von der Beschaffenheit des Rohrendes abhängig, was die Reproduzierbarkeit gleicher Gewindelängen nachteilig beeinflusst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstöffnenden, sowohl in einen Ratschenhebel als auch in eine Gewindeschneidmaschine einsetzbaren Gewindeschneidkopf gemäss der Gattung zu schaffen, dessen Schneidbacken beim Einsatz in eine Gewindeschneidmaschine auch bei umlaufendem Schneidkopf gefahrlos in die Arbeitsstellung zurückstellbar sind und die Oeffnung zwischen den Schneidbacken derart dimensioniert ist, dass e^n einwandfreier Späneabfluss ermöglicht wird, sowie die Funktion des vom Rohrstück beaufschlagten Teiles des Oeffnungsmechanisrnus ohne Rücksicht auf die Beschaffenheit des Rohrendes gewährleistet ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die im Patentanspruch angegebene Lehre gelöst. Weitere Merkmale und Einzelheiten sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 einen Längsschnitt in der Ebene der* Symmetrieachse nach der Linie I - I von Fig. 3,

Fig. 2 einen Längsschnitt in der Ebene der Symmetrieachse nach der Linie II - II von Fig. 3,

Fig. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung A von Fig. 1 mitteilweise abgedeckten Gewindeschneidbacken, und

Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung B von Fig. 1.

In Fig. 1 bis 4 ist ein Gewindeschneidkopf dargestellt, der einen Backenträger 1 aufweist, der stirnseitig in einzelne gleichmässig angeordnete Vorsprünge 2 unterteilt ist, in welchen in radialen Nuten 3 geführt Gewindeschneidbacken 4 eingesetzt sind. Die zwischen den Vorsprüngen 2 entstehenden Zwischenräume 5 sind derart dimensioniert, dass beim Gewindeschneiden ein einwandfreier Späneabfluss gewährleistet werden kann.

Stirnseitig der Vorsprünge 2 sind einzelne den Vorsprüngen 2 angeglichene Platten 6 aufgesetzt, welche die Nuten 3 abdecken und mit Schrauben 7 lösbar mit den Vorsprüngen 2 verbunden sind.

An einer der Längsschmalseiten der Gewindeschneidbacken 4 sind Haltenuten 8 angebracht, welche von der -Symmetrieachse 48 des Backenträgers 1 gleiche Abstände aufweisen. In die Haltenuten 8 greifen Haltenocken 9 ein, welche stirnseitig an einer im Backenträger 1 axial verschiebbar eingesetzten Nockenbüchse 10 angeordnet sind. Die den Haltenocken 9 abgewandte Rückseite der Nokkenbüchse 10 ist zu einem hohlzylindrischen Teil 11 reduziert, welcher in einer zentralen Bohrung 12 eines im Backenträger 1

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axial einstellbar angeordneten Lagerflansches 13 geführt ist. Der Lagerflansch 13 ist hierbei vorzugsweise mit dem Backenträger 1 schraubbar verbunden, wozu der äussere Umfang des Lagerflansches 13 mit Aussengewinde versehen ist und dementsprechend der Backenträger 1 mit desgleichem Innengewinde. Zur Verdrehsicherung des Lagerflansches 13, in der beschriebenen Gewindepartie, ist dieser mit einem vom Aussendurchmesser senkrecht zur Symmetrieachse gerichteten Querschlitz 14 versehen, zu dem rechtwinklig verlaufend im Lagerflansch 13 eine Schraube 15 eingesetzt ist, mittels welcher die durch den Querschlitz 14 getrennten Teile des Lagerflansches 13 verspannt werden können.

In der zentralen Bohrung des reduzierten Teiles 11 der Nockenbüchse 10 ist ein Schaltzapfen l6 eingesetzt, der am einen vorderen Ende einen abgesetzten Schaftteil 17 aufweist und am anderen hinteren Ende mit einem den Schaftteil vergrößernden Bund l8 versehen ist. Zwecks Verdrehsicherung des Schaltzapfens l6 gegenüber der Nockenbüchse 10 ist der Bund 18 als Polygon, vorzugsweise als Sechskant, ausgebildet wobei an einer der Flächen I9 der Kopf einer im reduzierten Teil 11 der Nockenbüchse 10 eingedrehten Arretierschraube 20 zur Anlage gebracht werden kann.

Zwischen dem abgesetzten Schaftteil 17 und dem Bund l8 des Schaltzapfens 16 ist eine Ringnut 21 vorgesehen, in welche ein radial in der Wandung des reduzierten Teiles 11 der Nockenbüchse 10 eingesetzter Gewindestift 22 mit dessen zylindrischem Bolzenteil eingreifen kann. Die Breite der Ringnut 21 ist entsprechend dem maximalen Verschiebeweg des Schaltzapfens l6 in der Bohrung des reduzierten Teiles 11 gewählt und steht in direktem Zusammenhang mit der Breite des reduzierten Schaftteiles 17 des Schaltzapfens 16. Bei einem überschreiten des Verschiebeweges des Schaltzapfens 16 oder dem nicht wirken der Feder 42 bezweckt die Anordnung der Ringnut ?.l eine Schaltsicherung für den Oeffnungcmechanismus, indem die Ringt; chult er der Ringnut 21 zur Anlage an den Bolzenteil 23 gebracht wird und dadurch die Nockenbüchse 10 axial verschoben wird.

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In der Wandung des reduzierten Teiles 11 der Nockenbüchse 10 ist ein dem Oeffnungsmechanismus zugeordneter, radial in einer Bohrung 24 eingesetzter Verriegelungszapfen 25 vorgesehen, der mit einem Ende, in Arbeitsstellung der Schneidbacken, in eine konzentrische Ausnehmung 26 der zentralen Bohrung 12 im Lagerflansch 13 eingreifen kann und dabei mit dem anderen Ende am Umfang des Schaftteiles des Schaltzapfens 16 aufliegt. Die zur Aufnahme äov, Verriegelunßszapfens 25 vorgesehene Bohrung 24 ist mit einer Schulter 27 versehen, an welcher sich eine Feder 28 mit deren einem Ende abstützen kann, während deren anderes Ende an der Schulter des Verriegelungszapfens 25 anliegt. Diese Feder 28 bezweckt den Verriegelungszapfen 25 stets in Richtung zur konzentrischen Ausnehmung 26 der zentralen Bohrung 12 im Lagerflansch 13 zu bewegen. Zur Schaltbegünstigung sind die Enden des Verriegelungszapfens konisch ausgebildet und angleichend dessen Anlagefläche an der Ausnehmung 26 des Lagerflansches 13 und an der Schulter des reduzierten Schaftteiles 17 des Schaltzapfens l6. Abgestimmt auf die Länge des Verriegelungszapfens 25 ist die Schulterhöhe des reduzierten Schaftteiles 17 zum Aussendurchmesser des Schaltzapfens l6 mindestens der Tiefe der konzentrischen Ausnehmung in der Bohrung 12 des Lagerflansches 13 ausgeführt.

Mit dem Schaltzapfen 16 ist ein Fühlerbolzen 29 gewindeverbunden, welcher mit einem Flansch 30 ausgebildet ist, der in einer Bohrung 31 des Backenträgers 1 axial verschiebbar geführt ist. Mittels der Gewindeverbindung ist der Fühlerbolzen 29 gegenüber dem Schaltzapfen 16 axial einstellbar, wodurch der Abstand zwischen dem Fühlerbolzen 29 und dem Ende des mit Gewinde zu versehenen Werkstückes, beispielsweise eines Rohrstückes 32, verändert werden kann.

An der zum Rohrstück 32 zugekehrten Seite ist der Flansch 30 des Fühlerbolzens 29 mit mindestens einem, vorzugsweise vier zur Anlage an das Rohrende ausgebildeten Anschlapiocken 33 versehen. Das äusscre Abmass 34 dieser Anschlagnocken 33 sur Symmetrieachse

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des Robrstückes 32 entspricht annähernd dem Radius des Aussendurchmessers des zu schneidenden Gewindes des Rohrstückes 32.

Die zum Rohrende zugekehrten Seiten der Anschlagnocken 33 sind als kegelige Flächen 36 ausgebildet und stellen Teile der Mantelfläche eines zura Flanschinnern vfeisenden ideellen Kegels dar. Die To.tluncsobfitäncle der Anschlagnocken 33 sind durch die Breite der für die Gehneidbacken 4 vorgesehenen Aussparungen 47 begrenzt. Der zwischen der senkrechten zur Symmetrieachse 48 und der kegeligen Fläche ~j>6 gebildete Winkel 35 ist annähernd oder gleich dem halben Flankenwinkel des zu schneidenden Geviindes des Rohrstückes 32 vorgesehen. Um eine gleichmässige Anlage der Anschlagnocken 33 an das Rohrende zu ermöglichen, ist ein die Anschlagnocken 33 tragender Flanschteil 45 angeordnet, der im Flansch 30 sphärisch gelagert und mittels einer FUhrungsschraube 46 mit dem Flansch 30 verbunden ist. Dadurch,dass die Anschlagnockcn 33 stets an einer von den Schneidbacken 4 bearbeiteten Fläche, d.h. an einer Flanke des Gewindes des Rohrstückes 32 zur Anlage gelangen, können auch mangelhaft getrennte Rohre mit reproduzierbarer Gewindelänge versehen werden.

Zwischen der Rückseite des Flansches 30 des Fühlerbolzens 29 und der Schulter einer Zentrierbohrung 37 in der Nockenbüchse 10 ist zur Einhaltung der Lage des Fühlerbolzens 29 in dessen Ausgangsstellung (Fig. 1), eine Feder 38 eingesetzt.

Zur Verdrehsicherung des Fühlerbolzens 29 gegenüber der Nockenbüchse 10 ist parallel zur Symmetrieachse 48 im Flansch 30 des Fühlerbolzens 29 ein Zylinderstift 39 eingesetzt, der in eine in der Nockenbüchse 10 vorgesehene Bohrung 40 eingreift.

Zwischen den Haltenocken 9 ist stirnseitig der Nockeribüchse 10 mindestens ein achsparalleles Sackloch 4l angeordnet, in welchem eine Feder 42 geführt ist, die sich einerseits am Grunde des Sack-

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loches und andererseits an einer Ringfläche 4j5 des Backenträgers 1 abstützt, wobei entsprechend der Grosse des Schneidkopfes vorzugsweise mehrere solcher Anordnungen von Federn 42 zur Anwendung gelangen.

Zur Mitnahme des Schneidkopfes in einer Gewindeschneidmaschine oder einem Ratschenhebel ist der Backenträger 1 mit einer Mehrzahl, vorzugsweise drei Mitnahmenocken 44 ausgebildet.

Die dargestellte Ausführung des erfindungsgemässen Schneidkopfes zeigt das von einer nicht dargestellten Spannvorrichtung gehaltene Rohrstück 352 zu Beginn des Bearbeitungsvorganges.

Die Wirkungsweise vorliegender Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass der Schneidkopf mit den in Arbeitsstellung befindlichen Schneidbacken 4 an das Rohrende des zu schneidenden Rohrstückes 32 gebracht wird, wonach der Schneidvorgang in bekannter Art erfolgt. Kurz vor Beendigung des Schneidvorganges gelangt das Rohrende in Berührung mit den Anschlagnocken 33 und verschiebt in der Folge den Fühlerbolzen 29 und damit den Schaltzapfen l6 in axialer Richtung, bis der reduzierte Schaftteil das Ende des Verriegelungszapfens 25 freigibt. Durch die Kraft der im Sackloch 41 in der Nockenbüchse 10 eingesetzten Feder 42, wird die Nockenbüchse 10 axial und der Verriegelungszapfen 25 radial verschoben, wodurch die in die Schneidbacken 4 eingreifenden Haltenocken 9 aus den Nuten 8 der Schneidbacken 4 gezogen werden und damit die Schneidbacken 4 radial nach aussen über den Gewindedurchmesser des Rohrstückes 52 bewegt. In dieser Stellung der Schneidbacken 4 kann das Rohrstück 32 aus dem Schneidkopf bzw. der Schneidkopf vom Rohrstück 32 entfernt werden.

Um die Schneidbacken 4 wieder in Arbeitsstellung zu bringen, wird ein Druck auf den Bund l8 des Sehaltzapfens l6 gegeben, und damit die Nockenbüchse 10 und folglich die Haltenocken 9 In die

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Haltenuten 8 der Schneidbacken 4 verschoben, womit die Schneidbacken 4 radial zur Symmetrieachse 48 hin bewegt werden. In dieser Stellung ist der Verriegelungszapfen 25 gleichzeitig in die Ebene der Ausnehmung 26 im Lagerflansch I^ gebracht und kann nunmehr unter Unterstützung der Feder 28 über die Schalter des reduzierten Schaftteiles 17 in die Ausnehmung 26 verschoben werden. Durch weiteres Verschieben des Scbaltzapfcm, J 6 wird der Fühler-bolzen 29 in dessen Ausgangslage gebracht, welche dem Beginn des Gewindeschneidens entspricht.

Zur Gewindejustierung der Schneidbacken 4 wird die Schraube 15 im Lagerflansch 12 gelöst und der Lagerflansch 13 im Gewinde drehend bewegt, wodurch die Nockenbüehse 10 und damit die Haltenocken 9 axial verschoben werden. Nach erfolgter Justierung wird die Schraube 15 festgezogen und damit der Lagerflansch 1.3 verdrehgesichert. Zwecks Einstellung der axialen Lage des Fühlerbolzens 29 zum Rohrende, und damit des Abstandes zur Bestimmung der Gewindelänge, wird die Arretierscbraube 20 entfernt und der Schaltzapfen 16 um dessen Achse gedreht, wodurch der Fühlerbolzen 29 je nach dem Drehsinn des Schaltzapfens l6 vor- oder zurückgestellt wird. Nach erfolgter Einstellung wird eine der Flächen 19 am Bund l8 des Schaltzapfens l6 zur Deckung mit dem Gewindeloch für die Arretierschraube 20 gebracht und die Arretierschraube 20 wieder eingesetzt.

Die mit der vorliegenden Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit einem Minimum an mechanisch bewegten Teilen ein selbstöffnender Schneidkopf geschaffen ist, dessen Oeffnungs- bzw. Schliessineohanismus auch bei drehendem Schneidkopf gefahrlos betätigt werden kann. Des weiteren ist durch die besondere Gestaltung der Zwischenräume zwischen den die Schneidbackenführungen aufweisenden Vorsprüngen ein einwandfreier Späneabfluss geschaffen, und damit die Anhäufung von Schneidspänen sicher vermieden, was auf die Standzeit der Werkzeuge rnassgeben-

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den Einfluss hat und den Unterhalt des Schneidkopfes auf ein Minimum beschänkt. Dazu kann die Einhaltung einer gleichbleibenden Gewindelänge gewährleistet werden, da die Auslösung des Oeffnungsmechanismus stets von einer sauber bearbeiteten Fläche aus erfolgt.

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Claims

Patente η s prUche

In eine Gewindeschneidmaschine oder einen Ratschenhebel eiiisetzbarer Gewindeschneidkopf mit auswechselbaren Gewindeschneidbacken, die in einem Backenträger radial geführt und von in die Gewindesohneidbacken eingreifenden Haltenocken einer Nockenbüchse in Arbeitsstellung gehalten sind und von einem im Backen träger angeordneten vom V/erkstück betätigbaren, durch die Kraft mindestens einer Feder beaufschlagten Oeffnungsmechanismus, ausrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeschneidbacken (²O in stirnseitig des Backenträgers (1) angeordneten Vorsprüngen (2) eingesetzt und von einzelnen, den VorSprüngen (2) angeglichenen Platten (6) abgedeckt sind und die Nockenbüchse (10) koaxial im Backenträger (1) verschiebbar gelagert und mit einem rückseitigen reduzierten Teil (11) in einem, im Backenträger (1) axial einstellbaren Lagerflansch (13) geführt ist und der reduzierte Teil (11) eine zentrale Bohrung (12) aufweist, in welcher ein verschiebbarer und verriegelbarer Schaltzapfen (16) eingesetzt ist, welcher mit einem verdrehgesicherten Fühlerbolzen (29) verbunden ist, der einen Flansch (30) aufweist an welchem in Richtung zum Werkstück (32) mindestens ein Anschlagnocken (33) angeordnet ist, dessen zum Ende des Werkstückes (32) zugekehrte Seite als kegelige Fläche (36) ausgebildet ist.

2. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (35) zwischen der kegeligen Fläche (36) der Anschlaßnocken (33) und der Senkrechten zur Symmetrieachse (48) annähernd oder gleich dem Flankenwinkel des zu schneidenden Gewindes vorgesehen ist.

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3. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Anschlagnocken (33) tragende Flanschten (45) im Flansch (30) des Fühlerbolzens (29) sphärisch gelagert 1st.

4. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere radiale Abmasc (34) der Anachlagnocken (33) zur Symmetrieachse (48) des Werkstückes· (j>2) annähernd dem Radius des Aussendurchrnsssers des zu schneidenden Gewindes des Werkstückes (32) entspricht.

5. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerflansch (13) schraubbar und verdrchgesichert im Dackenträger (1) angeordnet ist.

6. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Sohnltzapfens (16) eine Ringnut (21) vorgesehen ist, in welche ein in der Wandung des reduzierten Teiles (11) der Nockenbüchse (10) eingesetzter Bolzen (23) eingreift.

7. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flansch (30) des FUhlerbolzens (29) und der Nockenbüchse (10) mindestens eine Feder (38) angeordnet ist.

8. Gewindeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühlerbolzen (29) mit dem Schaltzapfen (l6) schraubbar verbunden ist.

9· Gev.'indeschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltzapfen (16) gegenüber dein Fühlerbolzen (29) verdrehgesichert ist.

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