SE507234C2 - Förfarande och anordning för manövrering eller drivning av ett verktyg med hjälp av ett trycksatt medium - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 507234 BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande och en anordning enligt ingressen som inte uppvisar de hittils kända apparaternas nackdelar. Förfa- rande avser manövrering eller drivning av ett verktyg för skärande bearbetning av ett föremål, varvid verktyget är anordnat i en verktygshållare till en verktygsmaskin in- nefattande en roterbar drivspindel, och varvid en ström av ett trycksatt medium t ex en skärvätska för kylning, smörjning respektive spåntransport är riktad mot verk- tyget och föremålet.

Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av att mediet (skärvätskan) bringas att utöva en kraft på verktygshållaren som därvid kan anslutas till eller fri- kopplas från en kraftöverförande förbindning med driv- spindeln respektive bibringas en separat drivning skild från drivningen genom drivspindeln.

Uppfinningen innefattar även en gängapparat för invändig gängning av hål innefattande vilket är avsett att anslutas till en ett spindelhuvud, spindel på en verk- tygsmaskin, samt en gängtappshållare, i vilken en gäng- tapp är anordnad under gängningsoperationen, varvid spin- delhuvudet och gängtappshållaren sträcker sig utmed en gemensam axelriktning, och varvid gängtappshållaren står i förbindelse med spindelhuvudet via en planetväxel.

Gängapparaten enligt uppfinningen kännetecknas av att planetväxeln innefattar en inkopplings- respektive fri- kopplingsanordning och att ett medium (skärvätska) under tryck kan bringas att utöva en kraft på in-/frikopplings- anordningen och inkoppla respektive frikoplla verktygs- hållaren i förhållande till spindelhuvudet.

Uppfinningen innefattar även ett alternativt utförande av en gängapparat för invändig gängning av hål likaså innefattande ett spindelhuvud, vilket är avsett att anslutas till en spindel på en verktygsmaskin, samt en gängtappshållare, i vilken en gängtapp är anordnad under gängningsoperationen. Gängapparaten enligt 10 15 20 25 30 35 507234 uppfinningen i detta alternativa utförande kännetecknas av att gängtappshållaren i ingängningsläget står i en kraftöverförande förbindelse med spindelhuvudet via medbringarorgan och i urgängningsläget är fritt roterbar i förhållande till spindelhuvudet, och att gängtappshål- laren uppbär åtminstone ett drivorgan som är anordnat att påverkas av det utströmmande mediet (skärvätskan).

Uppfinningen innefattar även ett gängningsförfa- rande som kännetecknas av att - spindelhuset bibringas en rotation och en linjär in- matningsrörelse, - att gängtappshållaren bringas i kraftöverförande in- grepp med spindelhuset under ingängning av gängtappen i hålet, - att spindelhusets rotation och inmatningsrörelse stop- pas när gängtappen uppnått önskat gängdjup, - att spindelhuset därefter ges en linjär utmatnings- rörelse, och - att gängtappshållaren bibringas en rotation i en rikt- ning som är motsatt rotationsriktningen vid ingängning- en av gängtappen varigenom gängtappen urgängas ur hå- let.

Det nya och kännetecknande för gängappareten enligt föreliggande uppfinning ligger således i att gäng- tappshållaren med gängtappen frikopplas i kraftöverföran- de mening från spindelhuset under urgängningsförloppet och bibringas en rotation under urgängningen med hjälp av en under tryck stående skärvätska. Genom att gängtapps- hållaren och spindelhuset bringas ur ingrepp när önskat gängdjup uppnåtts kan verktygsmaskinens spindel tillåtas att rotera under urmatningsrörelsen såväl som vara stil- lastående.

Företrädesvis bringas gängtappshållaren att rotera med hjälp av ett drivorgan som är anordnat att påverkas av utströmmande skärvätska, men det ligger inom ramen för uppfinningen att påverka drivorganet med ett annat tryckmedium t ex tryckluft. 507234 10 15 20 25 30 35 Uppfinningen är därför inte begränsad till det exempel som beskrivs nedan utan kan varieras inom ramen för patentkraven. Ytterligare detaljer och kännetecken rörande uppfinningen framgår av beskrivningen till figur- blad nedan samt av patentkraven.

BESKRIVNING TILL FIGURBLAD Uppfinningen beskrivs nedan i form av ett utfö- ringsexempel i anslutning till bifogade figurblad.

Figur 1 visar schematiskt en gängapparat enligt uppfinningen i ett längdsnitt.

Figur 2 visar ett tvärsnitt genom gängapparaten enligt figur 1 längs linjen I-I.

Gängapparaten som visas på figur 1 är avsedd att användas vid gängning av hål i en operation innefattande ansättning samt ingängning och urgängning av en gängtapp uppvisande skär som motsvarar den önskade gängan i hålet.

Gängapparaten innefattar ett spindelhuvud 1, som är av- sett att anbringas i en verktygsmaskin, t ex en dator- styrd fleroperationsmaskin. Spindelhuvudet 1 innefattar en första del 2, som är försedd med en spindeltapp 3 som står i förbindelse med en drivspindel på verktygsmaski- nen, samt en på denna fast anbringad andra del N.

En gängtappshållare 5 är roterbart lagrad i spindelhuvudet 1 och innefattar en långsträckt hållar- kropp 6, uppvisande radiallagerytor 7, 8 som står i för- bindelse med motsvarande lagerytor i spindelhuvudets 1 första del 2 och även andra del N, samt ett på hållar- kroppen 6 anordnat ringformigt utskjutande element i form av en stödring 9. Stödringen 9 är avsedd att förskjutas axiellt i ett motsvarande cylinderformiga utrymme för att uppta axialkrafter från ett på ena sidan av densamma an- ordnat axiallager 11, visat som axialkullager på figur 1, vilket på sin andra sida står i kontakt med två skruv- fjädrar 12 som löper ringformigt i en cylinderformig ur- tagning i spindelhuvudets 1 andra del U. Hållarkroppens 6 inre ände utgör en kolvyta 10 för skärvätska under tryck, som då det höjs förskjuter hållarkroppen 6 axiellt utåt 10 15 20 25 30 35 från spindelhuvudet 1. Hållarkroppens 6 fria ände som skjuter ut från spindelhuvudet 1 uppvisar ett invändigt fäste för en gängtapp 13 försedd med ett genomgående hål 10 i sin längdriktning för tillförsel av skärvätska till gängtappens 13 spets under gängning.

Hållarkroppen 6 uppbär i anslutning till spin- delhuvudets 1 andra del 4 en medbringarskiva 14 som är försedd med medbringarogan i form av medbringartänder 15 som är riktade mot spindelhuvudet 1, vars andra del H är försedd med motsvarande medbringartänder 16 riktade mot medbringarskivan 14. Hâllarkroppen 6 hålls i gängnings- läget intryckt i spindelhuvudet 1 dels med hjälp av fjäd- rarna 12, som verkar mellan axiallagret 11 och spindel- huvudets 1 nedre del U, dels med hjälp av matningskraften från verktygsmaskinens spindel som står i förbindelse med spindelhuvudet 1. I intryckt läge står de mot varandra riktade medbringartänderna 15, 16 i ingrepp varigenom spindelhuvudets 1 rotation överförs till hållarkroppen 6 och gängtappen 13, som därvid kan bringas att skruva sig in i det hål som skall gängas.

Hållarkroppen 6 uppvisar vidare en i dess cent- rumlinje löpande kanal 17 genom vilken skärvätska från motsvarande kanal i verktygsmaskinens spindel kan nå det genomgående hålet 1H i gängtappen 13. Hållarkroppen 6 uppbär vidare vid sin fria ände två drivorgan i form av munstycken 18 som står i förbindelse med kanalen 17 för skärvätska. Munstyckenas 18 öppningar 19 är anordnade diametralt och riktade från varandra och tangentiellt från en cirkel som löper i ett plan vinkelrätt mot hål- larkroppens 6 längdriktning. Skärvätska från kanalen 17 i hållarkroppen kan strömma ut genom munstycksöppningarna antingen helt fritt eller efter öppnig av en fjäderbelas- tad ventilkägla i respektive munstycke 19, ej visad på figurerna. När trycket på skärvätskan höjs utöver det vid gängningsrörelsen rådande trycket bringar skärvätske- trycket hållarkroppen 6 som helhet att röra sig mot verkan av fjädrarna 12 ut från spindelhuvudet 1, 10 15 20 25 30 35 507234 varigenom medbringartänderna 15, 16 bringas ur ingrepp.

Samtidigt ökar hastigheten på den från munstyckena 18 utströmmande skärvätskan vilket medför att hållarkroppen 6 genom reaktionskraften från den utströmmande skärvät- skan börjar rotera i en riktning som är motsatt rota- tionsriktningen hos verktygsmaskinens spindel och spin- delhuvudet 1. Munstyckena 18 utgör därvid en reaktions- turbin som driver rotationen hos hållarkroppen 6.

Vid gängning av ett hål hålls trycket på skär- vätskan först så lågt att det via kolvytan 10 inte förmår pressa samman fjädrarna 12. Vid ett högergängat hål bringas spindelhuvudet 1 tillsammans med hållarkroppen 6 att rotera medurs betraktat i en riktning mot hålets in- föringsöppning. När spindelhuvudet 1 matas mot hålet bör- jar gängtappen 13 att skära gängor i hålet och gör så till dess att ett önskat gängat djup erhållits. Under tiden strömmar skärvätska under lågt tryck ut från spet- sen på gängtappen 13. Då önskat gängdjup erhållits stop- pas spindelhuvudets rotation och ökas trycket på skär- vätskan samtidigt som verktygsmaskinens spindel dras bort med en bestämd hastighet. Gängtappen 13 står stilla i det gängade hålet under bortdragningen av spindeln till dess att medbringartänderna 15, 16 går ur ingrepp då hållar- kroppen 6 börjar rotera moturs genom reaktionskraften från den från munstyckena 18 utströmmande skärvätskan.

Hållarkroppens 6 rotation moturs i förhållande till spin- delhuvudet 1 medför att gängtappen 13 gängas ut ur det färdiggängade hålet. Om hållarkroppen 6 därvid skulle få en så hög rotationshastighet att hållarkroppens 6 axiella hastighet överstiger spindelns axiella hastighet går med- bringartänderna 15, 16 åter i ingrepp och stoppar hållar- kroppens 6 rotation till dess att spindeln rört sig bort ytterligare ett stycke.

Man bör observera att denna samverkan mellan spindelhuvud 1 och hållarkropp 6 kan åstadkommas även utan att stödringen 9 utsätts för fjädertryck från ena sidan och kolvytan 10 förhöjt vätsketryck från andra 10 15 20 25 30 35 507234 Det är emellertid önskvärt att tillförsäkra ett ingrepp mellan medbringartänderna 15, 16 redan innan gängtappen 13 ansätts mot hålet som skall gängas, vilket åstadkommas med hjälp av fjädrarna 12, liksom att till- försäkra att medbringartänderna 15, sidan. 16 går ur ingrepp under urgängning av gängtappen 13, vilket åstadkommes genom en tryckhöjning i skärvätskan.

Det ligger inom ramen för uppfinningen att ut- forma reaktionsturbinen som utgörs av munstyckena 18 på många olika kända sätt, turbinhjul. kan reaktionsturbinen, som driver hållarkroppens 6 rota- t ex i form av ett konventionellt I ett alternativt utförande av uppfinningen tion, vara ersatt av en aktionsturbin, ej visad på figu- rerna, där t ex ett skovelhjul är anordnat på hållarkrop- pen 6 och skärvätska under hög hastighet bringas att strömma ut från munstycksöppningar i spindelhuvudet 1.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 507234 PATENTKRAV

1. Förfarande för manövrering eller drivning av ett verktyg (13) för skärande bearbetning av ett föremål, varvid verktyget (13) är anordnat i en verktygshållare (5) till en verktygsmaskin innefattande en roterbar driv- spindel, och varvid en ström av ett trycksatt medium t ex en skärvätska för kylning, smörjning respektive spån- transport är riktad mot verktyget (13) och föremålet, k ä n n e t e c k n a d av att tryckmediet bringas att utöva en kraft på verktygshållaren (5) som därvid kan anslutas till eller frikopplas från en kraftöverförande förbindning med drivspindeln respektive bibringas en se- parat drivning skild från drivningen genom drivspindeln.

2. Gängapparat för invändig gängning av hål innefattande ett spindelhuvud (1), vilket är avsett att anslutas till en spindel på en verktygsmaskin, samt en gängtappshållare (5), i vilken en gängtapp (13) är anord- nad under gängningsoperationen, varvid spindelhuvudet (1) och gängtappshållaren (5) sträcker sig utmed en gemensam axelriktning, och varvid gängtappshållaren (5) står i förbindelse med spindelhuvudet (1) via en planetväxel, k ä n n e t e c k n a d av att planetväxeln innefattar en inkopplings- respektive frikopplingsanordning genom vilken ett tryckmedium kan bringas att utöva en kraft på in-/frikopplingsanordningen och inkoppla respektive fri- koppla verktygshållaren (5) i förhållande till spindel- huvudet (1).

3. Gängapparat för invändig gängning av hål innefattande ett spindelhuvud (1), vilket är avsett att anslutas till en spindel på en verktygsmaskin, samt en gängtappshållare (5), i vilken en gängtapp (13) är anord- nad under gängningsoperationen, varvid spindelhuvudet (1) och gängtappshållaren (5) sträcker sig utmed en gemensam axelriktning, k ä n n e t e c k n a d av att gängtapps- hållaren (5) i ingängningsläget står i en kraftöverföran- de förbindelse med spindelhuvudet (1) via medbringarorgan (15, 16) och i urgängningsläget är fritt roterbar i 10 15 20 25 30 35 507234 förhållande till spindelhuvudet (1), att gängtappshâlla- ren (5) före ingänging av gängtappen (13) hålls tryckt mot spindelhuvudet (1) med hjälp av fjäderorgan (12) så att medbringarorganen (15, 16) befinner sig i ingrepp, att gängtappshâllaren (5) under urgängning av gängtappen (13) hålls tryckt från spindelhuvudet (1) med hjälp av ett tryckmedium som verkar på gängtappshâllaren (5) så att medbringarorganen (15, 16) befinner sig ur ingrepp, och att gängtappshâllaren (5) uppbär åtminstone ett driv- organ (18) som är anordnat att påverkas av utströmmande tryckmedium. _

4. U. Gängapparat enligt krav 3, k ä n n e - t e c k n a d av att drivorganet (18) utgörs av en reak- tionsturbin och att tryckmediet utgörs av skärvätska.

5. Gängapparat enligt något av kraven 3-U, k ä n n e t e c k n a d av att medbringarorganen utgörs av första medbringartänder (15) anordnade på gängtapps- hâllaren (5) och andra medbringartänder (16) anordnade på spindelhuvudet (1), att de första medbringartänderna (15) är riktade mot de andra medbringartänderna (16) och axi- ellt förskjutbara inbördes mellan ett ingreppsläge och ett frikopplingsläge.

6. Gängapparat enligt krav 5, k ä n n e - t e c k n a d 16) i fri- kopplingsläget är bringade ur ingrepp från varandra genom av att medbringartänderna (15, en axiell förskjutning av gängtappshâllaren (5) i förhål- lande till spindelhuvudet (1).

7. Gängapparat enligt något av kraven 3-6, k ä n n e t e c k n a d av att gängtappshâllaren (5) uppvisar en kolvyta (10) vid sin inre i spindelhuset (1) belägna ände som står i förbindelse med tillförselkanalen för skärvätska i spindelhuset (1).

8. Gängningsförfarande, för att förse ett hål med en invändig gängning med hjälp av en gängapparat in- nefattande ett spindelhuvud (1), vilket står i förbin- delse med en spindel på en verktygsmaskin, samt en gäng- tappshållare (5), i vilken en gängtapp (13) är anordnad, 10 15 20 25 30 35 507254 10 ä n n e t e c k n a t av att spindelhuset (1) bibringas en rotation och en linjär inmatningsrörelse, gängtappshållaren (5) bringas i kraftöverförande in- grepp med spindelhuset (1) under ingängning av gäng- tappen (13) i hålet, spindelhusets (1) linjära inmatningsrörelse stoppas när gängtappen (13) uppnått önskat gängdjup, spindelhuset (1) därefter ges en linjär utmatnings- (rörelse, och gängtappshållaren (5) bibringas en rotation med hjälp av en av drivanordning som drivs av ett tryck- medium i en riktning som är motsatt rotationsriktningen vid ingängningen av gängtappen (13) varigenom gängtap- pen (13) urgängas ur hålet.