DE3022755C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gewindeschneidfutter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung geht von einem bekannten Gewindeschneid­ futter aus (DE-OS 15 27 166), bei dem der treibende und getriebene Teil durch Federn gegeneinander gehalten und hinsichtlich Länge und Axialdruck von außen einstellbar ist. Hierzu sind die Stellglieder und Federglieder vor­ gesehen.

Bei Verwendung mehrerer derartiger Futter parallel zu­ einander ist es sehr wichtig, daß der Beginn des Gewinde­ schneidens aller Futter gleichzeitig erfolgt. Damit dies möglich wird, ist es vorteilhaft, daß der Ansetzdruck der Gewindeschneidfutter verhältnismäßig hoch ist. Unter Ansetzdruck versteht man den Druck, der auftritt, wenn der Gewindebohrer den Schneidvorgang beginnt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, bei einem gattungsgemäßen Gewindeschneidfutter den Ansetzdruck auf die Werkstückoberfläche im Hinblick auf einen sicheren gleichzeitigen Beginn des Gewinde­ schneidvorgangs für mehrere parallel zueinander angeord­ nete Futter zu erhöhen.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß sind die zwischen den Federgliedern an­ geordneten Stellglieder mit Druckgliedern versehen, die unabhängig von der Lage der Teile zueinander die für die axiale Bewegungsänderung notwendige Verschiebekraft erhöhen. Die Druckglieder sind so ausgebildet, daß sie die Verschiebekraft kurzzeitig zu Beginn des Zusammen­ pressens erhöhen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. So kann gemäß Anspruch 2 nach der kurzzeitigen Erhöhung der Verschiebekraft wenig­ stens ein Teil der erhöhten Verschiebekraft bei weiterer Bewegungsänderung der Teile zueinander erhalten bleiben. Ferner sind für die Druckglieder verschiedene Ausfüh­ rungsformen vorgesehen. Zur Einstellung der Druckkraft der Druckglieder können Einstellmittel vorgesehen sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 axiale Längsschnitte durch das bekannte Gewindeschneidfutter, wobei in Fig. 1 die Vorspannkraft verhältnismäßig gering und in Fig. 2 die Vorspannkraft maximal ist.

Fig. 3 bis 6 axiale Längsschnitte durch die die erhöhte Verschiebekraft bewirkenden Bauteile des Gewindeschneidfutters in verschiedenen Ausführungs­ formen.

Zunächst wird eine zusammenfassende Beschreibung der Konstruktion des herkömmlichen Gewindeschneidfutters gegeben, die zu wesentlichen Teilen mit der Beschreibung in der oben angezogenen DE-OS übereinstimmt.

In den Fig. 1 und 2 hat ein mit dem Bezugszeichen 10 versehenes Gehäuse, das hier den angetriebenen Teil dar­ stellt, an seinem einen Endteil eine Aufnahme 12 zum Einsetzen eines nicht dargestellten Gewindebohrerhalters. In das entgegengesetzte Ende des Gehäuses 10 ist ein Gleit­ körper 14 eingesetzt, der hier den antreibenden Teil dar­ stellt und so ausgeformt ist, daß er sich an eine Spindel od. dgl. einer Werkzeugmaschine anschließen läßt. Wenn das Gewindeschneidfutter arbeitet, wird ein Drehmoment von einer mit dem antreibenden Teil 14 verbundenen nicht gezeigten Kupplung auf das Teil 14 übertra­ gen. Die Teile 10 und 14 sind während der Übertragung des Drehmoments zueinander axial verschiebbar. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse auf der Innenseite mit einer längsverlaufenden Nut 18 und der Gleitkörper 14 auf der Außenseite mit einer ent­ sprechenden Nut 20 versehen. Die Nuten haben im Querschnitt den Umriß eines Kreisbogens, und in ihnen befinden sich zwei Kugeln 22, die bei axialer Verschiebung der Teile 10 und 14 zueinander in den Nuten rollen. Die Kugeln 22 werden von einem Käfig 24 in ihrer Lage gehalten, wozu der Käfig zu dem Durchmesser der Kugeln 22 passende Löcher aufweist. Zwischen die zylind­ rischen Flächen 26, 28 des Gehäuses 10 und des Gleitkörpers 14 sind zweckmäßig unter Initialdruck kleinere Kugeln 30 eingesetzt, die in großer Anzah über den Umkreis des Käfigs 24 verteilt und in ihnen angepaßten Löchern in dem Käfig rollbar untergebracht sind. Wenn die Teile 10 und 14 gegeneinander axial verschoben werden, rollen die Kugeln 30 auf den Ebenen 26 und 28 und sichern hierdurch die vorgesehene Lage des Käfigs und damit die der großen Kugeln 22. Durch Verwendung von zwei Kugeln 22 in den Nuten 18, 20 kann das erforderliche Dreh­ moment mit einem kleinen Momentenarm übertragen werden, was mit dazu beiträgt, daß das Gewindeschneidfutter mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser auskommt. Dies ist be­ sonders wertvoll, wenn eine Vielzahl von Vorrichtungen für gleichzeitiges Schneiden von Gewinden in einer Vielzahl von Löchern mit geringem Abstand der Löchermittlinien vonein­ ander aufgestellt sind.

In dem angetriebenen Teil 10 sitzt unbeweglich ein Mitnehmerzapfen 32. An diesem Zapfen stützt sich eine mit einem Kopf 35 versehene Schraube 34 ab. Ein Federglied 36, das zwei oder mehr Zugfedern umfassen kann, erstreckt sich durch entsprechend geformte Bohrungen 38 im Gleitkörper 14 und umgreift mit ösen­ förmigen Endteilen 40 einen in Anschluß an den Zapfen 32 angeordneten Stift 42. Das andere Ende 43 jeder Zugfeder umgreift mit dem ösenförmigen End­ teil ein zu deren Aufnahme ausgeformtes, in den Gleitkörper 14 eingesetztes Element 44.

Ein Teilstück der Schraube 34 ist mit einem äußeren Gewinde 46 versehen. Dieses Gewinde befindet sich in einem Teil des Gleitkörpers mit einer inneren nicht­ runden Oberfläche 48, die im Querschnitt beispielsweise die Form eines Sechsecks aufweist. Dieser Fläche entspricht der Außenumriß einer Mutter 50, die auf das Gewinde 46 aufgeschraubt und mit einer herkömmlichen, selbstschließenden Dichtung 51 versehen ist. Wenn nun die Schraube 34 sich gegenüber dem Gleitkörper 14 dreht, ver­ schiebt sich die Mutter 50 axial gegenüber der Schraube, dreht sich aber nicht gegenüber dem Gleitkörper. Eine Ver­ drehung der Schraube wird mit Hilfe eines in eine Aus­ nehmung 53 des Zapfens einführbaren, nicht in der Zeich­ nung dargestellten Sechskantschlüssels ermöglicht. Dies bedeutet, daß der antreibende Teil 14 verschiedene axiale Lagen gegenüber der Schraube einnehmen kann, wodurch ungleiche Grade der Verspannung erreicht werden.

Das aus den Federn 36 bestehende Federglied ist etwas vorgespannt. Seine Zugkraft wird auf den Mitnehmer­ zapfen 32 übertragen.

Am unteren Ende der Schraube 34 befindet sich ein Federhalter 52, und zwischen ihm und Ansätzen 54 bzw. 56 am Unterteil des Gleitkörpers 14 sind zwei Feder­ glieder 58, 60 (Druckfedern) gleichmittig zueinander eingesetzt. Der Anspannungsgrad der Federglieder 58, 60 wird von der Lage der Mutter 50 gegenüber der Schraube 34 bestimmt. In der Zeichnung nimmt die Mutter 50 ihre vor­ gespannte Ausgangslage ein, indem sie an einem Ansatz 62 auf dem Gleitkörper 14 anliegt. In diesem Fall kann das untere Ende 64 des Gleitkörpers 14 Kontakt mit einem Ansatz 66 des Federhalters 52 haben (siehe Fig. 2). Dies bedeutet, daß die Federglieder 58, 60 maximal zusammenge­ drückt sind. Die andere Endlage der Mutter 50 wird durch einen Stoppring 68 bestimmt. Wenn der Stoppring an der Mutter 50 anliegt, haben die Federn 58, 60 ihre größte Länge. Sie sind in geeigneter Weise vorgespannt.

In der in der Fig. 2 gezeigten Endlage wird der an­ getriebene Teil 10 von dem Federglied 36 betätigt, wenn er sich abwärts von dem in der Werkzeugmaschine aufgespannten, antreibenden Teil 14 wegbewegt. Diese Bewegungsfreiheit der Teile zueinander wird von der Länge der Nuten 18, 20 bestimmt. Eine in den an­ treibenden Teil 14 eingesetzte Stoppkugel 70, die sich in der Nut 18 bewegt, und ein Stoppring 72 in dem angetrie­ benen Teil 10 begrenzen die Bewegung des letzteren in der Richtung weg von dem antreibenden Teil.

Sobald sich die Ansätze 54, 56 von dem Ansatz 66 auf dem Federhalter 52 entfernen, wenn nämlich die Mutter 50 auf dem Gewinde 46 aufwärts geschraubt wird, kann sich der angetriebene Teil 10 in Richtung zu dem antreibenden Teil 14 hin unter Zusammendrückung der Federn 58, 60 be­ wegen. Die Stärke der Druckfedern ist größer als die Kraft in dem Federglied 36. Der angetriebene Teil 10 wird in Richtung von dem treibenden Teil 14 in demselben Ausmaß verschoben, wie die Mutter 50 auf dem Gewinde der Schraube 34 aufwärts oder abwärts geschraubt wird. Dies be­ deutet, daß sich innerhalb des Rahmens der gesamten axialen Bewegungsfreiheit der Teile zueinander die Bewegungs­ komponenten in der Richtung nach vorwärts und nach rückwärts beliebig ändern lassen. Eine andere vorteilhafte Folge be­ steht darin, daß der Gewindebohrer verschiedene Höhenlage erhalten kann. Hierdurch lassen sich bei gleichzeitigem Gewindeschneiden mit mehreren Schneidgeräten die einzelnen Gewindebohrer an ungleiche Höhenlagen von im Werkstück vorgesehenen Bohrlöchern anpassen. Die Lage der Mutter 50 im Verhältnis zur Schraube 34 ist bestimmend für die Bewegungsmöglichkeiten des angetriebenen Teils 10 in beiden Richtungen.

Der oben bereits erwähnte Gewindebohrerhalter ist an den Mitnehmerzapfen 32 ansetzbar. Der angetriebene Teil 10 hat eine Anzahl von um den Umkreis verteilten Löchern 74, beispielsweise drei, die eine solche Form erhalten haben, daß sie eine begrenzte, radial nach innen gerichtete Bewegung von Kugeln 76 gestatten. Auf der Außenseite der Löcher 74 ist eine Hülse 78 unter Einwirkung einer Feder 82 axial zu einem Anschlag 80 verschiebbar. Wenn die Hülse 78 unter Zu­ sammendrückung einer Feder 82 zum Anliegen an einem Anschlags­ nocken 84 verschoben wird, kommt eine Ausnehmung 86 genau vor die Kugeln 76. Hierdurch werden die Kugeln so weit frei­ gelegt, daß sie sich ganz aus der Bohrung 12 herausbewegen können. Sie fallen jedoch nicht ins Freie. Nunmehr läßt sich der Gewindebohrerhalter in die Bohrung hineinschieben, und wenn dann die Hülse 78 durch Einwirkung der Feder 82 ihre Sperrstellung wieder einnimmt, zwingt sie die Kugeln 76 ein­ wärts, wobei diese in eine Nut am Außenumfang des Gewinde­ bohrerhalters eintreten und den Halter in axialer Richtung verriegeln. Der Gewindebohrerhalter läßt sich somit mit einfachen Handgriffen aufspannen und abnehmen.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 3-6 beschrieben. Die vier alternativen Ausführungsbeispiele sollen eine Erhöhung des Ansetzdrucks ermöglichen, wobei der Druck auch während des übrigen Ge­ windeschneidvorgangs beibehalten (Fig. 3) oder kurzzeitig zu Beginn des Zusammendrückens des Gewindeschneidfutters gesteigert wird.

Die Teile in den Fig. 3-6, die ihr Gegenstück in den Fig. 1 und 2 haben, sind mit denselben Bezugs­ zeichen versehen.

Bei der in der Fig. 3 veranschaulichten Ausführungs­ form enthält das Druckglied 88 einen Druckring, der sich in einer Ringnut 90 in der Mutter 50 befindet. Der Druck­ ring, der einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitts­ umriß hat, erstreckt sich bei der in der Zeichnungsfigur dargestellten Ausgangslage mit seinem Außenteil auch in eine Ringnut 92 im Gleitkörper 14. Sobald die Zusammen­ pressung eingeleitet ist, wird der Druckring 88 unter augen­ blicklich kräftigem Widerstand einwärts an den Boden der Ringnut 90 gepreßt, wonach die Außenumfangsfläche des Rings gegen die innere Oberfläche 94 des Gleitkörpers 14 angepreßt wird. Der Druckring 88 drückt auf den Gleitkörper während der ganzen Zusammenpressung und auch noch während der Rückführung der Mutter 50 in die Ausgangslage. Wenn der Ring wieder in dieselbe Höhenlage kommt wie die Nut 92 des Gleitkörpers 14, wird er aufgrund seiner eigenen Vorspannung in diese Nut hineingeführt.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 4 erhöht sich der Ansetzdruck kurzzeitig nur beim Beginn der Zusam­ menpressung. Bei dieser Ausführung sind eine oder mehrere Kugeln 96 als Druckglieder so angeordnet, daß sie in der Ausgangslage aus einer querverlaufenden Bohrung 98 in dem Gleitkörper 14 gegen die Mutter 50 drücken, wobei der hierzu erforderliche Druck von je einer zu jeder Kugel gehörenden Druckfeder 100 ausgeübt wird. Jede Kugel 96 springt bei der gezeigten Lage der Mutter in eine entsprechende Ausnehmung 102 in der Mutter vor. Die Druckschrift der Kugel ist mittels einer Verstellschraube 104 einstellbar, wobei diese Schraube in die mit entsprechendem Gewinde versehene Bohrung 98 eingeschraubt werden kann. Die Lage der Verstellschraube wird mit Hilfe eines nicht zeichnerisch dargestellten Sechskantschlüssels eingestellt. Bei Verschiebung der Mutter 50 aufwärts gegenüber dem Gleitkörper 14 werden die Kugeln 96 aus ihren Ausnehmungen 102 herausgeführt, jedoch an ihrem ursprünglichen Platz in den Bohrungen 98 aufgrund der Form dieser Bohrungen zurückgehalten. Während der Zusammenpressung und auch während der Rückführung der Schraube 34 und der Mutter 50 wird keine Druckwirkung vonseiten der Kugeln 96 ausgeübt. Die Mutter 50 ist an der Unterseite bei 106 abgeschrägt, um bei der Rück­ führung der Mutter den Rückgang der Kugeln 96 zu den zu­ gehörigen Ausnehmungen 102 zu erleichtern.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 enthält Kugeln 108 als Druckglieder mit derselben Arbeitsaufgabe wie die Kugeln 96 bei der Ausführungsform der Fig. 4. Anstelle der Federn 100 kommen in diesem Fall jedoch Federn 110 und Druckstifte 112 zur Anwendung, die in zugehörigen, in der Längsrichtung des Gleitkörpers 14 verlaufenden Bohrungen 114 unterge­ bracht sind. Die den Kugeln 108 zugekehrten Enden 115 der Druckstifte 112 sind kegelig abgeschrägt.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 6 wird gleich­ falls der Ansetzdruck kurzzeitig zu Beginn der Zusammen­ drückung gesteigert. Bei dieser Ausführung wird anstelle von Kugeln, die gegen die Mutter 50 gepreßt werden, ein geschlitzter Flansch 116, der abwärts von der Mutter vor­ springt, benutzt. Die Mutter und der Flansch bestehen aus einem Stück. Im Anfangsstadium liegt der Flansch 116 einem nach innen vorspringenden Kamm 118 des Gleitkörpers 14 an, wobei ein ringförmiger Ansatz 120 unter den Kamm greift. Beim Ansetzen wird der ringförmige Ansatz über den Innen­ umfang des Ansatzes gedrückt. Nach kurzer Zeit schnappt der Ansatz wieder heraus und danach geht die weitere Zu­ sammendrückung vor sich, ohne daß der Flansch eine Preß­ wirkung ausübt. Bei der Rückführung der Mutter 50 schiebt sich schließlich der Flansch 116 über den Kamm 118 vor und nimmt wieder die in der Fig. 6 veranschaulichte Ausgangs­ lage ein.

Die Stellglieder, mit denen im voraus die axiale Lage des Gewindeschneidfutters einstellbar ist, d. h. die Schraube 34 und die Mutter 50, können für eine stufenweise Einstellung ausgestaltet sein. Dies ist in den Zeichnungen nicht besonders veranschaulicht. Es können aber die Stellglieder 34, 50 beispielsweise mit einer gesonderten, zweckmäßig geschlitzten Hülse sowie einem Federring ausgerüstet sein, wobei dieser Federring in auf verschiedener Höhe in der Hülse bzw. dem Gleitkörper 14 vorgesehene Nuten einschnappen kann. Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine axiale Einstellung der Hülse in verschiedenen Lagen gegenüber dem Gleitkörper und damit eine Veränderung der Zusammendrückbarkeit der Ansetzfeder er­ möglicht.

Claims (7)

1. Gewindeschneidfutter mit einem antreibenden Teil und einem angetriebenen Teil und zwischen diesen vorge­ sehenen, momentübertragenden Gliedern, die eine axiale Verschiebung der Teile zueinander gestatten, sowie zwischen diesen Teilen angebrachten Federgliedern, von denen eines bei Verschiebung der Teile voneinander und ein anderes bei Verschiebung in entgegengesetzter Rich­ tung gespannt werden, wobei zwischen den Federgliedern befindliche Stellglieder zur Abgleichung der Bewegungs­ freiheit der Teile von- und zueinander von einer durch die Vorspannung der Federglieder bedingten Ausgangslage vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellgliedern (34, 50) Druckglieder (88; 96; 108; 116) zur kurzzeitigen Erhöhung der für eine axiale Bewegungsveränderung der Teile zueinander notwendigen Verschiebekraft zu Beginn der Zusammenpressung vor­ gesehen sind.

2. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckglieder (88; 96; 108; 116) bei weiterer Bewegungsänderung der Teile wenigstens einen Teil der erhöhten Verschiebekraft aufrechterhalten.

3. Gewindeschneidfutter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckglieder (88; 96, 108) wenigstens in der Aus­ gangslage teilweise in Ausnehmungen (90, 92; 98, 102; 114) in den Druckgliedern (34, 50) hineinragen.

4. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einstellmittel (104) zur Regelung der Druckkraft der Druckglieder vorgesehen sind.

5. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Druck­ glieder federbetätigte Kugeln (96; 108) umfassen.

6. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Druck­ glieder aus wenigstens einem Federring (88) bestehen, der in der Ausgangslage mit seinem Außenteil in eine Ringnut (92) in dem antreibenden Teil (14) eingreift.

7. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckglieder aus einem geschlitzten, federnden Flanschen (116) be­ stehen, der in axialer Richtung aus einem der Stell­ glieder (34, 50) vorspringt.