Werkzeug zur spanlosen Herstellung von Außen- oder Tool for non-cutting production of external or
InnenkonturenInner contours
B e s c h r e i b u n gDescription
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zur spanlo¬ sen Herstellung von Außen- oder Innenkonturen an Werk¬ stücken und insbesondere von Außen- oder Innengewinden.The invention relates to a tool for the chipless production of external or internal contours on workpieces and in particular of external or internal threads.
Stand der TechnikState of the art
Außen- oder Innengewinde werden derzeit im wesentlichen gerollt, gedrückt, geschnitten oder gegossen.External or internal threads are currently essentially rolled, pressed, cut or cast.
Dabei eignet sich das Gewinderollen hauptsächlich für massive Werkstücke, wobei es eine hohe Kaltverfestigung und einen ununterbrochenen Faserverlauf bei geringer Bearbeitungsdauer bewirkt.The thread rolling is mainly suitable for solid workpieces, whereby it results in a high work hardening and an uninterrupted fiber flow with a short processing time.
Das Gewindedrücken eignet sich im wesentlichen für dünnwandige, rotationssymmetrische Teile, vorzugsweise aus Aluminium. Mit zwei profilierten Rollen, von denen eine fest angeordnet und die andere zustellbar ist, wird das Gewinde durch Durchdrücken des dünnwandigen Teiles zwischen den Rollen erzeugt. Dabei muß das Teil jedoch rotieren.Threading is essentially suitable for thin-walled, rotationally symmetrical parts, preferably made of aluminum. With two profiled rollers, one of which is arranged in a fixed position and the other is adjustable, the thread is created by pushing the thin-walled part between the rollers. However, the part must rotate.
Das Gewindeschneiden ist nur bei ausreichenden Materi¬ alstärken geeignet und erzeugt einen unterbrochenen Faserverlauf bei großer Bearbeitungsdauer.
Letztlich ist das Gießen eines Gewindes sehr aufwendig; dennoch ergibt sich eine oft nicht ausreichende Genau¬ igkeit bei sehr hoher Bearbeitungsdauer.Thread cutting is only suitable if the material thickness is sufficient and produces an interrupted fiber course with a long machining time. Ultimately, casting a thread is very complex; nevertheless there is often insufficient accuracy with a very long processing time.
Aus der DE 32 00 755 AI ist ein Werkzeug zur spanlosen Herstellung von Innengewinden bekannt, von dem bei der Bildung des Oberbegriffs des Anspruchs 2 ausgegangen wird. Dieses bekannte Werkzeug weist zwei Segmente auf, die in einem Grundzustand derart angeordnet sind, daß sie in das rohrförmige Werkstück einführbar sind. Ein Spreizelement überführt die Segmente durch eine Bewe¬ gung in Radialrichtung in einen Eingriffszustand, in dem die Segmente an dem rohrförmigen Bauteil derart angedrückt werden, daß sie das Gewinde (teilweise) formen.From DE 32 00 755 AI a tool for the non-cutting production of internal threads is known, which is assumed in the formation of the preamble of claim 2. This known tool has two segments which are arranged in a basic state such that they can be inserted into the tubular workpiece. A spreading element transfers the segments by a movement in the radial direction into an engagement state in which the segments are pressed against the tubular component in such a way that they (partially) form the thread.
Dieses bekannte gattungsgemäße Werkzeug hat jedoch den Nachteil, daß mit ihm nicht ohne weiteres technisch nutzbare Innengewinde hergestellt werden können:However, this known generic tool has the disadvantage that it cannot be used to easily produce technically usable internal threads:
Insbesondere erhält man mit diesem Werkzeug, wenn es beim Einsatz nicht gedreht und verschoben wird, kein vollständiges Gewinde, da zwischen den Segmenten Lücken vorhanden sind. Somit kann in das mit diesem Werkzeug ohne zusätzliche Bearbeitungsvorgänge hergestellte Innengewinde keine Schraube eingedreht werden kann.In particular, this tool does not provide a complete thread if it is not rotated and moved during use, as there are gaps between the segments. This means that no screw can be screwed into the internal thread produced with this tool without additional machining processes.
Folgerichtig ist in der DE 32 00 755 AI angegeben, daß zum Einprägen eines vollständigen Gewindes das Werkzeug um ca. 90° gedreht und zusätzlich um eine viertel Stei¬ gung linear verschoben wird. Dies erhöht aber nicht nur den Fertigungsaufwand, sondern kann auch zu Fertigungs¬ fehlern führen. Darüberhinaus wird der Verschleiß des Werkzeugs erhöht.
Wohl aus diesem Grunde hat das aus der DE 32 00 755 AI bekannte Werkzeug keine weitergehende Bedeutung erlangtIt is consequently stated in DE 32 00 755 AI that the tool is rotated by approximately 90 ° to impress a complete thread and is additionally shifted linearly by a quarter pitch. However, this not only increases the manufacturing effort, but can also lead to manufacturing errors. In addition, the wear on the tool is increased. It is for this reason that the tool known from DE 32 00 755 AI has no further significance
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zur spanlosen Herstellung von Außen- oder Innenkonturen an Werkstücken und insbesondere von Außen- oder Innen¬ gewinden anzugeben, das bei kurzer Bearbeitungsdauer die Herstellung beispielsweise von "in sich geschlosse¬ nen", d.h. rundumlaufenden Konturen und insbesondere von Gewinden mit hoher Genauigkeit und Oberflächengüte erlaubt, ohne daß das Werkzeug schnell verschleißen würde. Darüberhinaus soll es mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug gegebenenfalls möglich sein, Schneid- bzw. Trennvorgänge durchzuführen.The invention is based on the object of specifying a tool for the non-cutting production of external or internal contours on workpieces and in particular of external or internal threads, which, for a short machining time, can produce, for example, "self-contained", i.e. All-round contours and especially threads with high accuracy and surface quality allowed without the tool would wear out quickly. Furthermore, the tool according to the invention should, if appropriate, make it possible to carry out cutting or separating processes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Herstellung von Außenkonturen durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 12 und für die Herstellung von Innenkonturen durch die Merkmale des Anspruchs 2 bzw. 13 gelöst. Weiterbil¬ dungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved according to the invention for the production of outer contours by the features of claims 1 and 12 and for the production of inner contours by the features of claims 2 and 13. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Werkzeug zur spanlosen Herstellung von Außenkonturen an Werkstücken und insbesondere von Außengewinden, weist mehrere Werkzeugelemente auf, die in einem Grundzustand derart angeordnet sind, daß in sie das Werkstück einführbar ist. Ein Spreizelement überführt die Werkzeugelemente durch eine Bewegung im wesentlichen in Radialrichtung in einen Eingriffszu¬ stand, in dem die Werkzeugelemente an dem Werkstück derart angedrückt werden, daß sie ohne Zwischenraum aneinander anschließen und die gewünschte Kontur for¬ men.
Entsprechend weist das erfindungsgemäße Werkzeug zur spanlosen Herstellung von Innenkonturen an Ausnehmungen in Werkstücken und insbesondere von Innengewinden, mehrere Werkzeugelemente auf, die in einem Grundzustand derart angeordnet sind, daß sie in die Ausnehmung des Werkstücks bzw. in ein rohrförmiges Werkstück einführ¬ bar sind. Ein Spreizelement überführt die Werkzeugele¬ mente durch eine Bewegung im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks bzw. in Radialrichtung in einen Eingriffszustand, in dem die Werkzeugelemente an dem rohrförmigen Werkstück derart angedrückt werden, daß sie die gewünschte Kontur formen.The tool according to the invention for the non-cutting production of external contours on workpieces and in particular of external threads has several tool elements which are arranged in a basic state in such a way that the workpiece can be inserted into them. A spreading element transfers the tool elements into a state of engagement essentially in a radial direction, in which the tool elements are pressed onto the workpiece in such a way that they adjoin one another without space and form the desired contour. Accordingly, the tool according to the invention for the non-cutting production of internal contours on recesses in workpieces and in particular internal threads has a plurality of tool elements which are arranged in a basic state in such a way that they can be inserted into the recess of the workpiece or into a tubular workpiece. A spreading element transfers the tool elements into a state of engagement by movement substantially perpendicular to the surface of the workpiece or in the radial direction, in which the tool elements are pressed onto the tubular workpiece in such a way that they form the desired contour.
Erfindungsgemäß sind dabei wenigstens drei Werkzeugele¬ mente vorgesehen, die im Eingriffszustand so angeordnet sind, daß sie ohne Zwischenraum aneinander anschließen.According to the invention, at least three tool elements are provided, which are arranged in the engaged state in such a way that they connect to one another without a gap.
Hierbei sind selbstverständlich die Werkzeugelemente an ihrer Eingriffsfläche mit einer Kontur versehen, die komplementär zu der gewünschten Innenkontur ist.Here, of course, the tool elements are provided on their engagement surface with a contour that is complementary to the desired inner contour.
Die Kontur der jeweiligen Eingriffsflächen muß nicht notwendiger Weise so ausgebildet sein, daß ein Gewinde hergestellt wird. Vielmehr können die Werkzeugelemente anstelle eines Gewindes auch mit einer anderen (auch ungleichmäßigen) Form versehen werden, so daß beliebige Innen- oder Außenkonturen erzeugt werden können. Diese Konturen können - wenn gefordert - einen geschlossenen Kreis (360°) ergeben.The contour of the respective engagement surfaces does not necessarily have to be designed such that a thread is produced. Rather, the tool elements can be provided with a different (even non-uniform) shape instead of a thread, so that any internal or external contours can be created. If required, these contours can result in a closed circle (360 °).
Selbstverständlich ist es gemäß Anspruch 9 aber auch möglich, daß die einzelnen Werkzeugelemente an ihrer Eingriffsfläche mit jeweils unterschiedlichen Konturen versehen sind. Damit ist es beispielsweise möglich, ein
Gewinde lediglich über einen Teil des ümfangs einzu¬ bringen, und das Material des Werkstücks in dem Teil des Ümfangs, in den kein Gewinde eingebracht werden soll, "hinter den Gewindeboden" zurückzudrücken.Of course, it is also possible, according to claim 9, for the individual tool elements to be provided with different contours on their engagement surface. This makes it possible, for example, to To bring in threads only over part of the circumference and to push back the material of the workpiece in the part of the circumference into which no thread is to be introduced, "behind the threaded base".
In jedem Falle können sehr dünnwandige, kaltverformbare Werkstoffe ohne Trennung des Faserverlaufs und einer großen Kaltverfestigung bearbeitet werden, zusätzlich besteht die'Möglichkeit, Dichtflächen einzuarbeiten bzw. schon erzeugte Dichtflächen zu kalibrieren oder vor einer möglichen Beschädigung zu schützen. Auch können die Elemente nicht nur eine Linearbewegung, sondern auch eine aus mehreren Linearbewegungen zusam¬ mengesetzte Bewegung ausführen. Dabei erfordert das erfindungsgemäße Werkzeug keine rotierenden Werkzeug¬ elemente oder Gegenhalter, d.h., es werden einfache Anforderungen an die Antriebe gestellt.In any case, very thin-walled, cold-formable materials can be processed without separating the fiber course and a large work hardening, in addition there is the possibility to incorporate sealing surfaces or to calibrate sealing surfaces that have already been created or to protect them from possible damage. The elements can also perform not only a linear movement, but also a movement composed of several linear movements. The tool according to the invention does not require any rotating tool elements or counterholders, i.e. simple requirements are imposed on the drives.
Damit können mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten Werkzeug mit einfachen Maschinen Gewinde hergestellt werden, wobei die Standzeiten der Werkzeuge groß sind.In this way, threads can be produced with simple tools using a tool designed according to the invention, the tool life being long.
In den Ansprüchen 12 folgende sind Realisierungen des erfindungsgemäßen Grundgedankens beschrieben, die das Schneiden von rohrförmigen Werkstücken oder von Werk¬ stücken mit beliebigem Querschnitt von innen nach außen ohne Umformung des Rohres ermöglichen. Darüberhinaus ermöglichen diese Realisierungen die spanlose Herstel¬ lung von Außen- oder Innenkonturen an Werkstücken ge¬ schaffen, die im Querschnitt frei wählbare Forme.n auf¬ weisen, also beispielsweise als Rechteckprofile, oder oval, oder als Konturen zusammengesetzt aus einzelnen Kurventeilen, ausgebildet sind.
Letztlich kann neben Umformarbeiten auch das vollstän¬ dige oder teilweise Trennen bzw. Schneiden von Werk¬ stücken oder das Einbringen von Durchbrüchen in die Wandung des Werkstücks realisiert werden.In the following claims 12 implementations of the basic idea according to the invention are described which enable the cutting of tubular workpieces or workpieces with any cross-section from the inside to the outside without reshaping the tube. In addition, these realizations enable the non-cutting production of outer or inner contours on workpieces which have freely selectable cross-sections, that is to say, for example, as rectangular profiles, or oval, or as contours composed of individual curve parts . Ultimately, in addition to forming work, it is also possible to completely or partially cut or cut workpieces or to make openings in the wall of the workpiece.
Das erfindungsgemäße Werkzeug zur spanlosen Herstellung von Außenkonturen an Werkstücken freien Querschnitts bzw. zur Durchführung von Trennarbeiten von außen nach innen weist mehrere Werkzeugelemente auf, die im Grund¬ zustand derart geordnet sind, daß das Werkstück in das Werkzeug einführbar ist. Ein Spreizelement überführt die Werkzeugelemente durch eine Bewegung senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks in einen Eingriffszustand, in dem die Werkzeugelemente an dem Werkstück derart ange¬ drückt werden, daß sie die gewünschte Kontur formen bzw. Schneid-, Kerb- oder Perforierarbeiten durchfüh¬ ren.The tool according to the invention for the non-cutting production of external contours on workpieces with a free cross-section or for carrying out cutting work from the outside inwards has a plurality of tool elements which are arranged in the basic state such that the workpiece can be inserted into the tool. By means of a movement perpendicular to the surface of the workpiece, an expanding element converts the tool elements into an engagement state in which the tool elements are pressed onto the workpiece in such a way that they form the desired contour or carry out cutting, notching or perforating work.
Entsprechend weist das erfindungsgemäße Werkzeug zur spanlosen Herstellung von Innenkonturen an Werkstück- ausnehmungen freien Querschnitts bzw. zur Durchfüh¬ rung von Trennarbeiten solcher Werkstücke von innen nach außen mehrere Werkzeugelemente auf, die im Grund¬ zustand derart angeordnet sind, daß sie in die Aus¬ nehmung des Werkstücks einführbar sind. Ein Spreizele¬ ment überführt die Werkzeugelemente durch eine Bewegung im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks in einen Eingriffszustand, in dem die Werkstückelemente an den Werkstückwandungen derart angedrückt werden, daß sie die gewünschte Kontur formen bzw. Schneid-, Kerb¬ oder Perforierarbeiten durchführen.Accordingly, the tool according to the invention for the non-cutting production of internal contours on workpiece recesses with a free cross-section or for carrying out cutting work of such workpieces from the inside to the outside has a plurality of tool elements which are arranged in the basic state such that they are recessed of the workpiece are insertable. A spreader element brings the tool elements into a state of engagement by movement substantially perpendicular to the surface of the workpiece, in which the workpiece elements are pressed against the workpiece walls in such a way that they form the desired contour or perform cutting, notching or perforating work.
Erfindungsgemäß sind dabei die Werkzeugelemente im Eingriffszustand so angeordnet, daß sie zumindest für
den vollständigen Schneid- bzw. Abschervorgang (Segmen¬ tierung) des Werkstückes ohne Zwischenraum aneinander anschließen.According to the invention, the tool elements are arranged in the engaged state so that they are at least for Connect the complete cutting or shearing process (segmentation) of the workpiece to one another without any space.
Die Zahl der Werkzeugelemente wird vom jeweiligen Quer¬ schnitt des Werkstückes vorgegeben. Für Dreieck- und Rechteckprofile des Werkstückes entspricht die Seiten¬ bzw. Eckenzahl des Polygons der jeweiligen Zahl der erforderlichen vorauseilenden und nacheilenden Werk¬ zeugelemente. Weist das Werkstück beispielsweise ein Rechteckprofil auf, so sind vier vorauseilende und vier nacheilende Werkzeugelemente erforderlich.The number of tool elements is predetermined by the respective cross section of the workpiece. For triangular and rectangular profiles of the workpiece, the number of sides or corners of the polygon corresponds to the number of required leading and trailing tool elements. For example, if the workpiece has a rectangular profile, four leading and four lagging tool elements are required.
Das vollständige Trennen am Umfang des Werkstückes (Segmentieren) oder das Herstellen von Durchbrüchen, Perforierungen, Einkerbungen usw. läßt sich auch bei nichtmetallischen Werkstoffen, z.B. Pappröhren, Kunst¬ stoffteile bzw. -profile u.a.m. durchführen.The complete separation on the circumference of the workpiece (segmentation) or the creation of openings, perforations, notches, etc. can also be done with non-metallic materials, e.g. Cardboard tubes, plastic parts or profiles, etc. carry out.
Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs¬ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla¬ risch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten er¬ findungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:The invention is described below by way of example without limitation of the general inventive concept by means of exemplary embodiments with reference to the drawing, to which reference is expressly made with regard to the disclosure of all details according to the invention not explained in detail in the text. Show it:
Fig. la einen Längsschnitt, undFig. La shows a longitudinal section, and
Fig. lb und lc einen Querschnitt durch ein erstes Aus¬ führungsbeispiel,1b and 1c a cross section through a first exemplary embodiment,
Fig. 2a bis 2c entsprechende Darstellungen für eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 3a bis 3d entsprechende Darstellung für eine wei¬ tere Variante des ersten Ausführungsbeispiels,2a to 2c corresponding representations for a variant of the first embodiment, 3a to 3d corresponding representation for a further variant of the first embodiment,
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein zweites Ausfüh¬ rungsbeispiel,4 shows a cross section through a second exemplary embodiment,
Fig. 5a einen Längsschnitt, und5a shows a longitudinal section, and
Fig. 5b und 5c einen Querschnitt durch ein drittes Aus¬ führungsbeispiel,5b and 5c a cross section through a third exemplary embodiment,
Fig. 6 ein Werkzeug mit der zusätzlichen Möglichkeit der Herstellung von Dichtflächen, undFig. 6 shows a tool with the additional possibility of producing sealing surfaces, and
Fig. 7a einen Längsschnitt, und7a shows a longitudinal section, and
Fig. 7b und 7c einen Querschnitt durch eine Anordnung zum Schneiden bzw. Abscheren von Rechteckhohl¬ profilen.7b and 7c a cross section through an arrangement for cutting or shearing off rectangular hollow profiles.
Darstellung von AusführungsbeispielenRepresentation of exemplary embodiments
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Werkzeugen für die Herstellung von Innengewinden beschrieben. Die erfindungsgemäßen Grundgedanken lassen sich entspre¬ chend auch auf Werkzeuge für die Herstellung von Außen¬ gewinden übertragen.The invention is described below using tools for producing internal threads. The basic ideas according to the invention can accordingly also be transferred to tools for producing external threads.
Weiterhin sind in den folgenden Figuren jeweils gleiche oder entsprechende Teile mit folgenden Bezugszeichen:Furthermore, the same or corresponding parts with the following reference numerals are in the following figures:
1 Werkzeugelement(e)1 tool element (s)
1.1 voreilendes Werkzeugelement1.1 leading tool element
1.2 nacheilendes Werkzeugelement1.2 lagging tool element
2 Führungsplatte n)2 guide plate n)
2.1 keilförmige Hilfselemente2.1 wedge-shaped auxiliary elements
3 Keil/Konus
4 Rückführelement3 wedge / cone 4 feedback element
5 Gegenhalter (teilbar)5 counterholders (divisible)
6 zu bearbeitende Werkstück6 workpiece to be machined
7 Element zum Formen/Erhalten einer Dichtlippe7 Element for forming / maintaining a sealing lip
bezeichnet, so daß auf eine erneute Vorstellung ver¬ zichtet wird, und lediglich die Abweichungen der in diesen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele ge¬ genüber dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wer¬ den:referred to, so that there is no renewed presentation, and only the deviations of the exemplary embodiments shown in these figures from the first exemplary embodiment are explained:
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung, das vier vorauseilende Werkzeugelemente (Haupt¬ elemente) 1.1 mit einer Gewindestruktur auf der Außen¬ fläche und vier (Nebenelemente) 1.2 aufweist, die eben¬ falls mit einer Gewindestruktur versehen sind. Die Werkzeugelemente 1.1 und 1.2 haben jeweils die Form von Kreissegmenten. Die Hauptelemente 1.1 sind durch eine Deckel- und Bodenplatte 2 mit Stiften und Langlöchern in den Hauptelementen oder durch sonstige geeignete Führungssysteme geführt. Die Nebenelemente 1.2 sind durch ineinandergreifende Führungen mit den Hauptele¬ menten 1.3 und einem Außenkonus 3 verbunden, so daß eine Zwangsrückführung entsteht. Ferner sind ein teil¬ barer Außenring 5 mit oder ohne Gewindestruktur sowie ein kreuzförmiger Ausfahrkonus 3 mit oder ohne ineinan¬ dergreifende Führungen für die Nebenelemente 1.2 vorge¬ sehen.1 shows a first exemplary embodiment of the invention, which has four leading tool elements (main elements) 1.1 with a thread structure on the outer surface and four (secondary elements) 1.2, which are also provided with a thread structure. The tool elements 1.1 and 1.2 each have the shape of circular segments. The main elements 1.1 are guided by a cover and base plate 2 with pins and elongated holes in the main elements or by other suitable guide systems. The secondary elements 1.2 are connected by interlocking guides with the main elements 1.3 and an outer cone 3, so that a forced return occurs. Furthermore, a divisible outer ring 5 with or without a threaded structure and a cruciform extension cone 3 with or without interlocking guides for the secondary elements 1.2 are provided.
In folgenden soll die Funktionsweise dieses Werkzeugs erläutert werden:The functionality of this tool is explained below:
Zunächst wird der Außenring 5 auf einen vorgeformten zylindrischen Abschnitt eines Werkstückes 6 aufgesetzt.
(Fig. lb), Durch Einschieben des Ausfahrkonus 3 werden die Hauptelemente 1.1 durch die Nebenelemente 1.2 aus¬ geschoben und erzeugen das Gewinde (Fig. lc). Durch das Zurückführen des Konus 3 werden die Elemente 1.1 und 1.2 rückgestellt (Fig. lb). Abschließend wird das Werk¬ zeug ausgefahren und der Außenring 5 abgenommen.First, the outer ring 5 is placed on a preformed cylindrical section of a workpiece 6. (Fig. Lb), by pushing in the extension cone 3, the main elements 1.1 are pushed out by the secondary elements 1.2 and produce the thread (FIG. 1c). By returning the cone 3, the elements 1.1 and 1.2 are reset (Fig. Lb). Finally, the tool is extended and the outer ring 5 is removed.
Durch eine entsprechende Außengestaltung von Haupt- und Nebenelementen kann also ein vollständig umlaufendes Gewinde erzeugt werden. Die Elemente sind dabei so aus¬ gestaltet, daß sie ausgehend von einer Ausgangslage (Durchmesser kleiner als Gewindekerndurchmesser) eine Endlage erreichen, in welcher sie ein vollständiges Gewinde erzeugen, d.h. eine Endlage, in der zwischen den einzelnen Segmenten im ausgefahrenen Zustand keine Spalte vorhanden sind.A completely circumferential thread can thus be created by appropriately designing the main and secondary elements. The elements are designed so that, starting from an initial position (diameter smaller than the thread core diameter), they reach an end position in which they produce a complete thread, i.e. an end position in which there are no gaps between the individual segments when extended.
Die Fig. 2a bis 2c zeigen Fig. 1 entsprechende Darstel¬ lungen für eine Variante des ersten Ausführungsbei¬ spiels, das sich von dem in Fig. 1 dargestellten Bei¬ spiel dadurch unterscheidet, daß anstelle von vier Werkzeugelementen (Hauptelemente) 1.1 mit einer Gewin¬ destruktur auf der Außenfläche und vier nacheilenden Werkzeugelementen (Nebenelemente) 1.2 jeweils drei Elemente vorhanden sind. Entsprechend ist ein sechsek- kiger Ausfahrkonus 3 vorgesehen.2a to 2c show FIG. 1 corresponding representations for a variant of the first embodiment which differs from the example shown in FIG. 1 in that instead of four tool elements (main elements) 1.1 with a gain ¬ destructive structure on the outer surface and four trailing tool elements (secondary elements) 1.2 three elements are present. Accordingly, a hexagonal extension cone 3 is provided.
Die weitere Ausbildung und die Funktionsweise entspre¬ chen dem ersten Ausführungsbeispiel.The further training and the mode of operation correspond to the first embodiment.
Fig. 3a zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Variante des ersten Ausführungsbeispiels; die Fig. 3a bis 3d zeigen entsprechende Querschnitte, wobei Fig. 3d eine Modifikation der in den Fig. 3b und 3c dargestell-
ten Ausbildung zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden je drei Haupt- und Nebenelemente 1.1 bzw. 1.2 aus einem Grundzustand linear nach außen bewegt und erzeugen ein vollständig umlaufendes Gewinde (Fig. 3c). Ein "Zwischenschritt" ist in Fig. 3b dargestellt. Be¬ züglich weiterer Einzelheiten wird auf die Zeichnung verwiesen.3a shows a longitudinal section through a further variant of the first exemplary embodiment; 3a to 3d show corresponding cross sections, with FIG. 3d a modification of the in FIGS. 3b and 3c shows training. In this embodiment, three main and secondary elements 1.1 and 1.2 are moved linearly outward from a basic state and produce a completely circumferential thread (FIG. 3c). An "intermediate step" is shown in Fig. 3b. With regard to further details, reference is made to the drawing.
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem zwei als Kreisabschnitte ausgebildete Hauptelemente 1.1 einseitig drehbar gelagert und durch ein Nebenele¬ ment 1.2 auf Kreisbahnen nach außen bewegt werden. Der Vorgang kann auch als Spreizvorgang zweier "Backen" betrachtet werden.4 shows a second exemplary embodiment in which two main elements 1.1 designed as circular sections are rotatably supported on one side and are moved outwards on circular paths by a secondary element 1.2. The process can also be viewed as a spreading process between two "jaws".
Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem lediglich auf jedem zweiten Segment eine Gewindekontur vorgesehen ist. Die Segmente ohne Gewindekontur werden über die Außenkontur der Segmente mit Gewindekontur "vorgefahren", so daß das Material des Werkstücks in dem Teil des Ümfangs, in den kein Gewinde eingebracht werden soll, "hinter den Gewindeboden" zurückgedrückt wird (Fig. 5c).5 shows a third exemplary embodiment, in which a thread contour is provided only on every second segment. The segments without a thread contour are "advanced" over the outer contour of the segments with a thread contour, so that the material of the workpiece is pushed back "behind the thread base" in the part of the circumference into which no thread is to be introduced (FIG. 5c).
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei durch ein entsprechende Ausgestaltung der Werkzeugelemente im Bereich des Gewindes eine Dichtfläche erzeugt werden kann. Eine Dichtfläche ist dann vorzusehen, wenn in das zu erzeugende Gewinde ein Verschließmittel mit Dicht¬ funktion eingebracht werden soll. Diese Dichtfläche kann sowohl bei Außen- als auch bei Innengewinden durch die Werkzeugelemente und/oder zusätzliche formunter¬ stützende bzw. formerzeugende Hilfselemente 7 erzeugt werden.
Werden beim Erzeugen der Dichtfläche Hinterschneidungen erzeugt, so sind teilbare Gegenhalter 5 einzusetzen.FIG. 6 shows an exemplary embodiment in which a sealing surface can be produced by a corresponding design of the tool elements in the area of the thread. A sealing surface is to be provided if a closure means with a sealing function is to be introduced into the thread to be produced. This sealing surface can be produced both in the case of external and internal threads by the tool elements and / or additional shape-supporting or shape-producing auxiliary elements 7. If undercuts are created when creating the sealing surface, separable counterholders 5 must be used.
Anstelle dem Ausfahren der Werkzeugelemente durch einen konusför igen Dorn, der senkrecht zur Ausfahrbewegung der Werkzeugelemente bewegt wird, wie er bei den be¬ schriebenen Ausführungsbeispiel verwendet wird, können selbstverständlich auch andere Ausfahrmechanismen ver¬ wendet werden:Instead of extending the tool elements by means of a cone-shaped mandrel which is moved perpendicular to the extending movement of the tool elements, as is used in the exemplary embodiment described, other extending mechanisms can of course also be used:
AusfahrnockenExtension cam
Hierbei wird eine exzentrisch gelagerte Kreisscheibe oder eine Kurvenscheibe gedreht und führt damit die Werkzeugelemente nach außen. Der Nocken kann auch in einer besonderen Kurvenform ausgebildet sein, um eine gezielte Umformung bzw. Krafteinwirkung zu ermöglichen.Here, an eccentrically mounted circular disc or a cam disc is rotated and thus leads the tool elements to the outside. The cam can also be designed in a special curve shape in order to enable targeted shaping or the application of force.
HebelmechanismusLever mechanism
Das Ausfahren der Werkzeugelemente kann auch durch einen Hebelmechanismus erfolgen, z.B. Knickhebelprin¬ zip. Hierbei ergibt sich eine Zwangsrückführung.The tool elements can also be extended by a lever mechanism, e.g. Articulated lever principle. This results in a forced return.
AusfahrkeilExit wedge
Die Werkzeugelemente werden durch eine z.B. radialeThe tool elements are e.g. radial
Bewegung eines Keiles ausgefahren.Movement of a wedge extended.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist als Führungssyste Außenführung der Werkzeugelemen¬ te verwendet worden. Hierbei werden die Werkzeugelemen¬ te durch eine unten bzw. oben angeordnete Platte ,oder beidseitig angeordnete Platten 2 mit integrierten line¬ aren Führungselementen geführt. Als Führungselemente können Schienen verschiedener Form sowie Kugel oder Stiftführungen eingesetzt werden.
Selbstverständlich kann auch eine innengelegene Werk¬ zeugführung verwendet werden. Hierbei werden lineare Führungselemente in die Werkzeugelemente integriert. Die Führungselemente können als Platten mit Führungs¬ schienen in verschiedenen Formen oder als Stiftführun¬ gen ausgeführt werden.In the exemplary embodiments described above, external guidance of the tool elements has been used as the guide system. Here, the tool elements are guided through a plate arranged below or above, or plates 2 arranged on both sides with integrated linear guide elements. Rails of various shapes as well as ball or pin guides can be used as guide elements. An internal tool guide can of course also be used. Here linear guide elements are integrated into the tool elements. The guide elements can be designed as plates with guide rails in various shapes or as pin guides.
Weiterhin können auch Radial- oder Axiallager verwendet werden. Derartige Lager werden insbesondere bei Hebel¬ systemen eingesetzt und ersetzen die linearen Führungs¬ elemente.Radial or axial bearings can also be used. Such bearings are used in particular in lever systems and replace the linear guide elements.
Als Rückstellmechanismus für Werkzeugelemente können insbesondere Federrückstellungen 4 eingesetzt werden. Hierbei können Federn in den verschiedenen Formen, wie z.B.Spring resets 4 can in particular be used as the resetting mechanism for tool elements. Feathers in various forms, e.g.
- Blattfeder- leaf spring
- Zugfeder- tension spring
- Druckfeder welche auf jedes Element einzeln wirken, eingesetzt werden. Die zweite Möglichkeit der Federrückstellung kann als elastisches Band ausgebildet sein (z.B. Spi¬ ralfeder), welches auf alle beteiligten Werkzeugelemen¬ te gleichzeitig wirkt.- Compression springs, which act on each element individually, are used. The second possibility of spring return can be designed as an elastic band (e.g. spiral spring), which acts on all the tool elements involved at the same time.
Die Zwangsrückführung kann durch einen Hebelmechanis¬ mus, welcher das Aus- und Einfahren der Werkzeugelemen¬ te bewirkt, erzeugt werden. Eine weitere Möglichkeit der Zwangsrückstellung kann durch ineinandergreifende Führungssysteme sowohl in den Werkzeugelementen als auch in einem Ausfahrkonus oder Keil erfolgen. Dadurch werden die Werkzeugelemente beim Rückhub des Ausfahr¬ konus zwangsweise wieder eingefahren.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeipiel für ein Werkzeug für die Durchführung vollständiger Trennvorgänge (Seg¬ mentierung) von innen nach außen.The forced return can be generated by a lever mechanism, which causes the tool elements to be extended and retracted. Another possibility of the forced reset can be done by interlocking guide systems both in the tool elements and in an extension cone or wedge. As a result, the tool elements are forcibly retracted when the extension cone is returned. FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a tool for carrying out complete separation processes (segmentation) from the inside to the outside.
Das Werkzeug wird in das Hohlprofil eingefahren.The tool is inserted into the hollow profile.
Die vorauseilenden Werkzeugelemente 1.1 (Hauptelemente) spannen quasi die vier Ecken des Werkstückes mit Recht¬ eckhohlprofil auf. Durch die nacheilenden Werkzeugele¬ mente 1.2 (Nebenelemente) wird im ausgefahrenen Zustand die Schneidkante des Schnittwerkzeuges entlang des Ümfangs des Rechteckprofils der Ausnehmung geschlossen.The leading tool elements 1.1 (main elements) virtually span the four corners of the workpiece with a rectangular hollow profile. The trailing tool elements 1.2 (secondary elements) close the cutting edge of the cutting tool along the circumference of the rectangular profile of the recess in the extended state.
Der Ein- und Ausfahrvorgang der Werkzeugelemente 1.2 erfolgt mittels eines kreuzförmigen Ausfahrkonus 3 als Spreizelement.The tool elements 1.2 are retracted and extended by means of a cross-shaped extension cone 3 as a spreading element.
Die Werkzeugelemente 1.1 sind durch eine Deckel- und Bodenplatte 2 mit Stiften und Langlöchern in den Werk¬ zeugelementen oder durch sonstige geeignete Führungssy- steme geführt. Die Nebenelemente 1.2 sind durch inein¬ andergreifende Führungen mit den Hauptelementen und dem Außenkonus 3 verbunden, so daß eine Zwangsvor- bzw. -rückführung entsteht.
The tool elements 1.1 are guided through a cover and base plate 2 with pins and elongated holes in the tool elements or through other suitable guide systems. The secondary elements 1.2 are connected by interlocking guides with the main elements and the outer cone 3, so that a positive advance or return occurs.