DE4308104A1 - Vorrichtung zum Gewindeschneiden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewindeschneiden, insofern eine handzubetätigende Gewindeschneidvorrichtung für Außengewinde den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei bekannten Vorrichtungen der Ausführungsart gemäß den Schriften DE-OS 26 20 663, DE-OS 33 29 468, DE-GM 71 38 492 und DE-GM 74 19 632 werden für die Gestaltung der Gesamtvorrichtung ein Schneideisenhalter, ein Schneideisen und eine verschiedene Anzahl weiterer Einzelteile, die einesteils zur Halterung des Schneideisens im Schneideisenhalter und zur Sicherung der diversen Teile sowie andererseits zur axialen Führung der Gesamtvorrichtung auf dem zu bearbeitenden Werkstück dienen sollen, eingesetzt. Die Nachteile solcher Vorrichtungen bestehen in der Vielzahl der zu fertigenden Teile mit all ihren nachteiligen Folgewirkungen wie z. B. erhöhtem Fertigungs- und Montageaufwand in Zeit und Kosten, differenzierte Lagerhaltung oder Behinderungen durch das Mitführen vieler verschiedener Teile bei externen Reparaturarbeiten. Die Vielzahl der Teile bewirkt in der Vorrichtung zur Sicherung ihrer einwandfreien Funktion eine exakte Abstimmung der Flächen, Maße und somit auch Toleranzbereiche der einzelnen jeweils zu kombinierenden Teile. Beim Einsatz bestimmter Werkstoffe, beispielsweise "weicher" Materialien oder Leichtmetallguß wird die Dauerhaltbarkeit wie auch die Qualität der Führungsfunktion der Vorrichtung im Lauf der Zeit negativ beeinflußt. Ein offenkundiger Nachteil der Vorrichtungen nach DE-OS 26 20 663, DE-OS 33 29 468 und DE-GM 71 38 492 besteht darin, daß die Führungsfunktion in erheblichem Abstand vom Schnitt im Werkstoff ansetzt, somit eine Momentenwirkung durch diesen Abstand und die unbestimmten Maßverhältnisse bei der Führung durch nicht definierte Durchgangsbohrungsgröße in der Führungshülse eintritt, was zur Folge haben muß, daß die eigentlich bezweckte Koaxialität von Werkstückachse und Werkzeug-/Gewindeachse zumindest zeitweise verlorengeht und es auch hierbei trotzdem wieder manueller Korrekturen mit all ihren negativen Auswirkungen, z. B. Werkzeugbeschädigung oder -bruch, in der Führung bedarf. Diese negativen Auswirkungen werden, wie eine Vielzahl von Versuchen zeigten, insbesondere durch im Werkstück vorhandenen aber auch nicht zu vermeidenden partiellen Härteunterschiede im Kernmaterial, insbesondere aber im Oberflächenbereich verstärkt. Ein weiterer, entscheidender Nachteil dieser Vorrichtung wirkt sich beim Ansatz des Werkzeuges zum Anschnitt aus. Es ist kein zwangsläufiges, koaxiales Anschneiden am Bolzen möglich, da die Möglichkeit des Kippens beim Ansatz bzw. Anschnitt auf Grund der oben beschriebenen Momentenwirkung ständig gegeben ist und die Zwangsführung, wenn überhaupt, erst nach einigen Umdrehungen, d. h. wenn das Schneideisen das Werkstück in seiner vollen Länge umfaßt hat, einsetzen kann. Bei Vorrichtungen oben beschriebener Art kann aus Gründen ihres Aufbaues keine Depotwirkung für das Schmiermittel zum und beim Schneidvorgang eintreten. Es läuft ab und ein Trockenlauf des Schneidwerkzeuges ist möglich. Ein Nachteil der DE-OS 33 29 468 mit der Spanabfuhr nach "unten" besteht darin, daß diese Vorrichtung ohne zusätzliche Maßnahmen, die sich, wie die Praxis zeigt, erschwerend auswirken, in solchen Fällen, wo kein Späneabfallen nach unten eintreten darf, z. B. beim Gewindeschneiden über offenen Getrieben, nicht einsetzbar ist. In den Fällen, wo diese zusätzlichen Maßnahmen nicht einsetzbar sind, verbietet sich auch das Schneiden von Gewinden mit der Vorrichtung nach DE-OS 33 29 468.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Gewindeschneiden für handzuschneidende Außengewinde zu schaffen, mit der eine verbesserte Führung am Werkstück unter weitestgehendem Ausschluß von Momentenwirkungen, eine Schmiermitteldepotwirkung sowie eine weitestgehende Einfachheit des Vorrichtungsbaues erreicht wird ohne in die Kategorie eines kurzlebigen Artikels zu gelangen, der dann in seiner Gesamtheit schwieriger zu entsorgen ist, wenn z. B. dafür zusätzlich ein Kunststoff eingesetzt wird. Dadurch sollen niedrige Fertigungskosten, einfachere Lagerhaltung und eine Erhöhung der funktionellen Sicherheit und Zuverlässigkeit erreicht werden.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Dadurch wird erreicht, daß es zu keiner Momentenwirkung kommen kann, da die sich bisher als nachteilig herausgestellten, im Abstand vom Schneideisen befindlichen Führungen, in Verbindung mit Maßunterschieden zwischen Werkstückdurchmesser und Führungsdurchmesser bzw. radiale Führungsteillänge sowie Instabilitäten der Führungseinrichtung an sich bei zwangsläufig vorhandenen Krafteinleitungen immer in einem mehr oder weniger großen, von den vorgenannten Bedingungen abhängigen Kippmoment befinden müssen. Werkstückachse und Werkzeug- somit auch Gewindeachse werden mit der erfindungsgemäßen Art der Führung immer zwangsweise koaxial gehalten. Korrekturkrafteinleitungen beim Schneidvorgang sind somit auch nicht mehr erforderlich, wodurch dann auch die Gefahr des Werkzeugbruches vermieden wird. Insbesondere haben Erprobungen dies als überraschende Wirkungen bei nicht vermeidbaren Härteunterschieden insbesondere in der Werkstückoberfläche, die zusätzliche Kräfte, damit auch Kippmomente erzeugen können, deutlich gezeigt. Die Führungsbohrung schützt darüber hinaus das Werkzeug vor Beschädigungen und Zerstörungen durch Überlastungen, die durch übermaßige Bolzen entstehen können. In solch einem Fall wirkt die erfindungsgemäße Führung als Sicherung, da sich übermäßige Bolzen nicht in die Führung einführen lassen. Das Handling dieser Vorrichtung ist einfacher, da die Führung nur auf das Werkstück aufgesteckt und die Vorrichtung ohne weitere Justierung und ohne des manuellen Vorganges des "Anschnäbelns" des Schneideisens am Bolzenanfang in Drehrichtung versetzt werden braucht, wobei sich "automatisch" die zukünftige Gewindeachse koaxial der Werkstückachse zuordnet. Das zeitaufwendige Anfasen und Herstellen einer exakten rechtwinkligen Stirnfläche am Werkstück ist somit nicht mehr zwingend erforderlich. Als weitere vorteilhafte Wirkung tritt eine Depotwirkung bezüglich des Schmiermittels ein, da durch die größere Länge der Gesamtführungsflächen und ihr sehr enges Beieinanderliegen eine Kapillarwirkung eintritt und nur noch das Schmiermittel, welches gegebenenfalls im Überfluß vorhanden ist, abfließt. Ansonsten verursacht die Kapillarwirkung ein gleichmäßiges Benetzen der Werkstückoberfläche, führt Schmiermittel mit dem Werkzeug beim Schnittfortschritt mit nach und bewirkt somit eine Halte- bzw. Depotwirkung hinsichtlich des eingebrachten Schmiermittels, wodurch es zuzüglich noch zu einem sparsameren Schmiermitteleinsatz kommt, da nicht mehr Schmiermittel zum Ausgleich trocken gebliebener Stellen aufgebracht werden muß. Von besonderer Bedeutung ist die Auswirkung, daß keine Späne oder Spanteile mehr nach unten fallen können, sondern, wie die Untersuchungen zeigten, da "unten" kein Raum mehr zur Verfügung steht, nach "oben" abgedrängt und dort entsorgt werden können. Dies ist dort von besonderem Vorteil, wo keine Späne in Einrichtungen, beispielsweise darunter befindliche Getriebeteile bzw. -öffnungen oder andere nicht mehr zu reinigende Hohlräume fallen dürfen. Herstellbar ist dieser Schneideisenhalter z. B. als Massenprodukt aus einem Stahlwerkstoff, somit einem in der Regel haltbareren Material als andere bekannte Ausführungen, auf CNC-Drehautomaten, ohne daß weitere Komplettierungsarbeiten erforderlich sind.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 Werkstück und Werkzeug im Schneidvorgang, Seitenansicht in teil­ weise geschnittener Darstellung.

Fig. 2 Vorrichtung, bestehend aus Schneideisenhalter und Schneideisen in der Draufsicht.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung zum Gewindeschneiden zeigt das Außengewindeschneiden am Bolzen. Dabei besteht der Schneideisenhalter 1 mit der Führung 4 aus einem Stück aus einem Stahlwerkstoff. Die Führung 4 besitzt einen Durchmesser x, mit x = 1,01·z, und eine Höhe y, mit y = 0,9·z, wobei sich z als Maß für den Durchmesser des Werkstückes 3 darstellt und sich in diesem Ausführungsbeispiel mit 12 mm bemißt. Das Schneideisen 2 ist auswechselbar in die diesbezügliche Ausnehmung im Schneideisenhalter 1 eingelegt und mit den Feststellschrauben 5 befestigt. Beim dargestellten Schnittvorgang befindet sich im 0,06 mm dünnen Spalt zwischen Werkstückaußendurchmesser und Führungsdurchmesser infolge der Kapillarwirkung immer Öl, was zur Folge hat, daß die Führung und damit die Werkstückoberfläche ständig mit Öl benetzt ist, wodurch einesteils die Führung im Drehvorgang andererseits die Schneidkante beim Eingriff in das zu schneidende Material immer mit Öl benetzt ist und keine trockenen Stellen entstehen können.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Gewindeschneiden von Außengewinden, wobei die Vorrichtung, ausgenommen die Befestigungsschrauben zur lösbaren und damit auswechsel­ baren Befestigung des Schneideisens, aus zwei Bestandteilen besteht, dem Schneideisen und dem eine Führungsbohrung aufweisenden Schneideisenhalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideisenhalter (1) eine mit der Ausnehmung für das Schneideisen (2) sehr genau koaxial angeordnete, von dieser aus in Schneidrichtung befindliche und möglichst eng am Werkstück (3) anliegende Führungsbohrung (4) mit den Abmessungen x, mit x < 1,002·z und x < 1,03·z, vorzugsweise x = 1,01·z und y, mit y < 0,6·z und y < 1,5·z, vorzugsweise y = 0,9·z aufweist.

2. Vorrichtung zum Gewindeschneiden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneideisenhalter (1) ganzstückig aus einem Stahlwerkstoff besteht.