DE629772C - Tangentialgewindeschneidbacke - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
11. MAI 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49 e GRUPPEIl

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Mai 1930 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf Tangential schneidbacken zum Schneiden von Schraubengewinde. Solche Backen weisen eine Reihe von parallel nebeneinanderliegenden Zähnen auf, von denen die ersten dem Werkstück zuerst dargebotenen Anschnittzähne um fortlaufend kleiner werdende Beträge, vom ersten Zahn an gerechnet, abgeschrägt sind, um die Zerspanungsarbeit zwischen ihnen zu verteilen, während die übrigen, nicht abgeschrägten Zähne als Führungszähne dienen.

Gemäß der Erfindung sind bei einer solchen Schneidbacke die Flanken der Anschnittzähne allein oder auch die der Führungszähne in ihrer Länge mit einander anschließenden Aushöhlungen versehen, deren Flächen in Krümmung und Größe so gestaltet sind, daß die beiden Durchdringungslinien jeder einzelnen zwischen Gewindekopf und Gewindegrund liegenden zylindrischen Mantelfläche des Werkstücks mit den mit den Aushöhlungen versehenen Flanken jedes Schneidzahnes von je zwei gekrümmten Linien gebildet werden, die bei der Abwicklung der zylindrischen Mantelfläche in eine Ebene zwei zueinander parallele gerade oder annähernd gerade Linien bilden, so daß durch die Gesamtheit aller dieser gekrümmten Linien auf die Flanken des herzustellenden Gewindes keine Quetsch- oder Schneidwirkung verursachenden Flächen gebildet werden, und daß nach dem Stumpfwerden der Schneidkanten die Schneidbacke bis zur nächsten Aushöhlung abgeschliffen werden kann. Bei dieser Gestaltung der Aushöhlungen arbeiten die Zähne der Backe ohne Freischnitt.

Soll die Schneidbacke mit einem geringen Freischnitt der Zähne arbeiten, dann können die Aushöhlungen so gestaltet sein, daß die beiden Durchdringungslinien in einem zur Erzielung dieses geringen Freischnitts nötigen Maße in der Abwicklung nur angenähert parallel zueinander sind.

Die Aushöhlungen können sowohl in den Flanken der Zähne von prismatischen Gewindeschneidbacken als auch in den Flanken der Zähne von zylindrischen Gewindeschneidbacken angebracht sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können auf der Rückseite der Schneidbacke auf Leisten im Abstand der Aushöhlungen Sperrzähne angebracht sein, welche auch nach einem neuen Anschliff die Schneidbacken in richtigem Abstand von dem Werkstück festhalten.

Die gemäß der Erfindung in den Flanken der Zähne vorgesehenen Aushöhlungen werden auf mechanischem Wege hergestellt, z. B. mit einem schraubenförmigen Fräs- oder Läppwerkzeug, dessen Durchmesser demjeni-

gen der zu schneidenden Schraube entspricht. Dieses Werkzeug wird in die glattflankigen Zähne dei Schnei'dbackainiiden Abständen der zu bildenden Aushöhlungen eingelegt und entsprechend der verlangten Tiefe der Aushöhlungen vorgeschoben, wodurch sich zwangläufig die Aushöhlungen von der gewünschten Form und Größe ergeben.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise beschrieben.

Fig. ι ist eine Seitenansicht eines Satzes von vier prismatischen Schneidbacken, wobei das zu schneidende Werkstück, an dem die Schneidbacken angreifen, im Schnitt dargestellt ist.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine der prismatischen Schneidbacken und das ziemlich fertiggeschnittene Werkstück. Fig. 3 ist eine schaubildliche Darstellung eines Teils der Anschnittzähne mit den Aushöhlungen in den Flanken.

Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Anschnittzähneeiner noch nicht fertiggestellten Schneidbacke.

Fig. 5 zeigt die Lage des zur Herstellung der Aushöhlungen dienenden Läppwerkzeugs in bezug auf die Schneidbacke. .

Fig. 6 ist eine Seitenansicht einer zyiindrisehen Schneidbacke, zum Teil im Schnitt,

Fig. 7 ist eine zum Teil geschnittene Vorderansicht der zylindrischen Schneidbacke nach Fig. 6. ,

Die Fig. 8 bis 11 sind schematische Dar-Stellungen, welche die Wirkung der Verände-■ rung der Lage der Spitze von Schneidzähnen ohne und mit Flankenaushöhlungen in bezug auf das Werkstück zeigen.

Die Fig. 8a bis na sind Schnitte durch die entsprechenden Fig. 8 bis ii, und zwar längs *■ · der strichpunktierten Linie der jeweiligen .Figur.

Fig. 12 zeigt einen Teil des Werkstücks und des ersten Anschnittzähnes der Schneidbacke im Schnitt.

^: Fig. 13 ist ein waagerechter Schnitt durch einen Teil der Zähne der Schneidbacke und die Gewindegänge des Werkstücks.

Fig. 14 ist eine schematische konstruktive Darstellung der Durchdringungslinien.

Iu den Fig. 1 bis 3 bezeichnet 1 eine prismatische Schneidbacke, die auf der einen Seite eine glatte, als Anlage dienende Fläche 2 (Fig. 2) besitzt und die mit Schneid- und Führungszähnen 3 versehen ist, weiche entsprechend der Steigung des zu schneidenden Gewindes schräg zu der glatten Seitenfläche 2 verlaufen, die senkrecht zur Achse des Werkstücks 9 liegt. ,

Die den Zähnen gegenüberliegende Rückseite 4 (Fig, 1) der Backe weist eine längsverlaufende, schwalbenschwanzförmige Leiste 5 auf, in welcher genau gearbeitete Sperrzähne 6 angebracht sind, die beim Nachschleifen der stumpf gewordenen Schneidbacke das Maß bestimmen, um welches die Schneidbacke bis zur nächsten Aushöhlung weggeschlifEen wird. Die Abstände zwischen den einzelnen Sperrzähnen 6 entsprechen daher genau den Abständen zwischen den aneinander anschließenden Aushöhlungen 7, welche in dem dargestellten Beispiel in den Flanken der Zähne 3 angebracht sind.

In Fig. 4, in welcher die Aushöhlungen in den Flanken der Anschnittzähne durch zu ⁷S den Zahnflanken parallel laufende punktierte Linien h wiedergegeben sind, ist durch die geneigte Linie a-a angedeutet, in welcher Weise die Anschnittzähne abgeschrägt werden.

Die Aushöhlungen 7 werden, wie in Fig. 5 dargestellt, in den Flanken der Zähne unter Verwendung eines Läppwerkzeugs in der Form einer Schraube 8 gebildet, die einen etwas größeren Durchmesser als das zu schneidende Werkstück 9 hat; dabei ist in Fig. 5 angenommen, daß nicht nur die Anschnittzähne, sondern auch die Führungszähne mit den Aushöhlungen 7 versehen werden sollen. Dadurch, daß dem Läppwerkzeug 8 ein Durchmesser gegeben wird, der etwas größer als der des Werkstücks ist, wird ein geringer Freischnitt der Schneidzähne erzielt,, so daß deren Flanken nicht nur wie eine Mutter frei gleiten, sondern eine wenn auch geringe Schneidwirkung haben.

In den Fig. 6 und 7 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Schneidbacke nach der Erfindung dargestellt, bei welcher Aushöhlungen 10 in den Flanken von Zähnen π eines zylindrischen Strählers 12 von im übrigen bekannter Bauart vorgesehen sind. Das Neuschärfen des zylindrischen Strahlers 12 erfolgt auch hier wie bei der prismatischen Schneidbacke von Aushöhlung zu Aushöhlung entsprechend den Abständen zwischen konzentrisch angeordneten Sperrzähnen 13. deren Anzahl mit der Anzahl der Aushöhlungen 10 auf dem Umfang des zylindrischen Strählers 12 übereinstimmt. Auf diese Weise wird beim Schärfen der Backen das gleiche n«¹ Maß des Nachschleif ens und die .gleiche Stellung mehrerer gleichzeitig verwendeter Schneidbacken in bezug auf das Werkstück gewährleistet. Die Nachstellung der einzelnen zylindrischen Backen erfolgt in dem dargestellten Beispiel mit Hilfe eines Schneckentriebs 14, 15, 16, i^, 18.

Die Wirkung der »gemäß der Erfindung in den Zahnflanken vorgesehenen konkaven Aushöhlungen soll nachstehend unter Bezugnahme auf die FigrS bis 11 und Sa bis na näher auseinandergesetzt werden.

In den schematischen Darstellungen der

Fig. 8 bis io und 8a bis ioa ist die Wirkung der Lage der Spitze eines Zahnes mit glatten Flanken in bezug auf das Werkstück wieder-

S gegeben.

Wenn die Spitze eines Zahns mit nicht abgeschrägter Stirnfläche, d. h. also eines Führungszahnes, in der senkrechten, durch die Achse des Werkstücks gelegten Mittelebene liegt (Fig. 8 und 8a), dann liegt die Schneidkante in der größten Tiefe des Gewindeganges, so daß die Flanken des Zahns in der Mittelebene tangential zu den Flanken des Gewindeganges liegen und sich dann erst nach hinten verjüngen und infolgedessen kein wesentliches Bestreben haben, weiter in das Werkstück einzudringen, d. h. sie wirken im wesentlichen gleitend wie Teile einer Mutter und haben praktisch keine Schneidwirkung.

Liegt die Spitze des Zahns jedoch vor dieser senkrechten Mittelebene (Fig. 9 und 9a), dann wird keine Schneidwirkung erhalten, da, wie dies aus Fig. 9 hervorgeht, die Schneidkante über dem Punkte größter Schnittiefe liegt und da. wie dies aus Fig. 9a ersichtlich ist, die wirksame Brustfläche des Zahns vor der senkrechten Mittelebene liegt. Die dem Werkstück dargebotene Schnittfläche ist daher kleiner als der größte in der Mittelebene liegende Zahnquerschnitt. Infolgedessen muß der Zahn, dessen Flanken sich zuerst etwas verbreitern, in das Werkstück hineingedrückt werden, und es wird eine Quetschwirkung mit großer Reibung entstehen.

Wenn die Spitze des Zahns hinter der senkrechten Mittelebene liegt (Fig. 10 und ioa), dann sucht die Schneidkante tiefer in das Werkstück einzudringen. Die sich stark nach hinten verjüngenden Flanken weisen dann einen starken Freischnitt auf und haben das Bestreben, in die eine oder andere Seitenfläche des Gewindeganges einzuschneiden, d.h. der Zahn befindet sich in einer unstabilen Lage, was zu Ungenauigkeiten und Steigungsfehlern führt. Diese Verhältnisse gehen auch aus Fig. 12 hervor, in welcher der erste am Werkstück angreifende Schneidzahn der Schneidbacke dargestellt ist. Die Vorschubrichtung der Backe ist durch den langen Pfeil wiedergegeben. Das beim Eindringen des Schneidzahns dem Werkstück dargebotene Profil wird durch die längere schräge Kante

19 und die ebenfalls schräge kürzere Kante

20 bestimmt. Die Kanten 19 und 20 sind also Schneidkanten. Wenn nun die Kante 20 Freischnitt besitzt, weil sie hinter der senkrechten Mittelebene liegt (Fig. 10), so hat die Schneidbacke das Bestreben, in das Werkstück einzudringen und in der Richtung des kürzeren Teils seitlich zu kanten. Das Ergebnis würde eine zu große Steigung in dem zu schneidenden Gewinde sein, besonders da die Schneidbacke noch keine Führung durch die nachfolgenden, in den schon geschnittenen Gewindegängen des Werkstücks zur Anlage kommenden Führungszähnen erfährt. Um eine genaue Steigung zu erzielen, muß also vermieden werden, daß die Flankenteile der Schneidzähne zuviel Freischnitt haben. Wenn nun die Spitze des Zahns hinter der senkrechten Mittelebene liegt, so entsteht aber, wie oben auseinandergesetzt, zuviel Freischnitt. Da nun die Stirnfläche der Anschnittzähne der Schneidbacke geneigt ist, liegen die Anschnittzähne (weil sie stets abgeschrägt sind, Fig. 4) hinter der senkrechten Mittelebene, wenn die Spitze der nicht gekürzten Zähne in der Mittelebene Hegt, d. h. sich in der größten Gewindetiefe befindet. Die Anschnittzähne haben somit zuviel Freischnitt und liefern inf olgedessen kein genau geschnittenes Gewinde.

Durch Anbringung der Aushöhlungen 7 und 10 in den Flanken der Zähne werden alle die vorgenannten Nachteile vermieden. Wie aus den Fig. ir und na hervorgeht, legen sich die ausgehöhlten Flankenteile wie eine Mutter an das Werkstück an, so daß sie nicht das Bestreben zeigen, in die Seitenflächen des bereits gebildeten Gewindes einzuschneiden, so daß immer eine genaue Führung und ein Gewinde mit richtiger Steigung geschnitten wird. Im Gegensatz zu der Darstellung in den Fig. 11 und na wird die Stirnfläche der Anschnittzähne zur Bildung eines Brustwinkels immer abgeschrägt sein, und solange dieser abgeschrägte Teil innerhalb des Raumes bleibt, der durch die punktierten Linien 21 und 22 angedeutet ist, wirkt ein Teil der Zahnflanken stets wie eine Mutter, d. h. es wird kein Freischnitt wie bei den Anordnungen nach den Fig. 10 und ioa erhalten. Aus der Fig. 13 ist außerdem zu erkennen, in welcher Weise die ausgehöhlten Zähne und die Gewindegänge miteinander in Eingriff sind.

Fig. 14 ist eine schematische konstruktive Darstellung der beiden Durchdr.ingungslinien D₁ welche eine zwischen dem Gewindekopf K und dem Gewindegrund G im Halbmesser r vom Mittelpunkt M des Werkstücks W liegende zylindrische Mantelfläche F des Werkstücks mit den mit den Aushöhlungen versehenen Flanken eines Schneidzahns bildet. Der untere rechte Teil der Figur zeigt, daß die beiden Durchdringungslinien D bei der Abwicklung der Mantelfläche F in eine Ebene parallel zueinander laufen, da angenommen ist, daß die Aushöhlungen derart gestaltet sind, daß die Schneidzähne ohne Freischnitt arbeiten (die Achse y-y stellt die mitabgewickelte Durchdringungslinie der Symmetriefläche der Aushöhlungen mit der

Mantelfläche Jf dar). ' Bei einer 'derartigen Gestaltung der Aushöhlungen (bei der also die Durchdringungslinien D parallel laufen) kann jedoch die Möglichkeit bestehen, daß die Flanken der Zähne am Scheitel leicht ausreißen, was besonders bei Benutzung des immer mehr zur Anwendung kommenden hochwertigen Schraubenstahls gilt. Auch kann wegen der verhältnismäßig hohen Flächenpressung oft ein Fressen auf den Flanken eintreten. Es ist daher vorzuziehen, die Aushöhlungen derart zu gestalten, daß ein geringer Freischnitt erhalten wird, wodurch die vorgenannten Erscheinungen zum Verschwinden gebracht werden können. In diesem Fall verlaufen die Durchdringungslinien D in der Abwicklung nur angenähert parallel. Bei den gewöhnlichen, d. h. nicht mit ausgehöhlten, sondern glatten Zähnen versehenen Schneidbacken würde sich aber schon ein solcher geringer Freischnitt in einer verminderten Führung der geschnittenen Gewindegänge an den Flanken der Schneidzähne auswirken, was zu Steigungsfehlern führt. Die gemäß der Eras findung vorgesehenen Aushöhlungen stellen demgegenüber gekrümmte Flächen dar, die sich den Gewindegängen auch dann noch anschmiegen, wenn man den Zähnen einen geringen, aber ausreichenden Freischnitt gibt. Dies kann dadurch geschehen, daß man die Aushöhlungen mit einem schraubenförmigen Werkzeug attsfräst, dessen Durchmesser um eine Kleinigkeit größer ist als der des zu schneidenden Werkstücks.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Tangentialgewindeschneidbacke, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Anschnittzähne allein oder auch, der Führungszähne in ihrer Länge mit aneinander anschließenden Aushöhlungen (7) versehen sind, deren Flächen in Krümmung und Größe so gestaltet sind, daß die beiden Durchdringungslinien jeder einzelnen zwischen Gewindekopf und Gewindegrund liegenden zylindrischen Mantelfläche des Werkstücks mit den mit'den Aushöhlungen (7) versehenen Flanken jedes Schneidzahnes von je zwei gekrümmten Linien (D) gebildet werden, die bei der Abwicklung der zylindrischen Mantelfläche in eine Ebene zwei zueinander parallele gerade oder annähernd gerade Linien bilden, so daß durch die Gesamtheit aller dieser gekrümmten Linien (D) auf die Flanken des herzustellenden Gewindes keine Quetschoder Schneidwirkung verursachenden Flächen gebildet werden, und daß nach dem Stumpfwerden der Schneidkanten die Schneidbacke bis zur nächsten Aushöhlung abgeschliffen werden kann.
2. 2. Tangentialgewindeschneidbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Durchdringungslinien in einem zur Erzielung eines geringen Freischnitts nötigen Maße in der Abwicklung nur angenähert parallel zueinander sind.
3. 3. Tangentialgewindeschneidbacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushöhlungen (7) in den Flanken prismatischer Gewindeschneidbacken angebracht sind.
4. 4. Tangentialgewindeschneidbacke nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite der Schneidbacken auf Leisten (5) im Abstand der Aushöhlungen (7) Sperrzähne (6) angebracht sind, welche auch nach einem neuen Anschliff die Schneidbacken im richtigen Abstande vom Werkstück festhalten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen