DE102015117348B4

DE102015117348B4 - Device for processing workpieces with a rotating tool

Info

Publication number: DE102015117348B4
Application number: DE102015117348.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Engelhardt
Original assignee: Fibro GmbH
Current assignee: Fibro GmbH
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2023-10-19
Anticipated expiration: 2035-10-13
Also published as: DE102015117348A1

Abstract

Bearbeitungseinheit (1) zur Bearbeitung von Werkstücken (100), wobei die Bearbeitungseinheit (1) mit einer Lagerschale (30) ausgebildet ist, in der eine Kolbenstange (20) drehbar gelagert ist sowie mit einem drehenden Werkzeug (2) umfassend eine Spindel (10) zur Ausführung einer drehenden Bewegung des Werkzeugs (2) um eine Rotationsachse (A), wobei die Spindel (10) an der Kolbenstange (20) linearbeweglich gelagert ist, wobeidie Spindel (10) mittels eines Verdrehsicherungsmittel (11) drehfest mit der Kolbenstange (20) verbunden ist und das Verdrehsicherungsmittel (11) ferner als Gleitlagerbuchse (11a) für die Kolbenstange (20) ausbildet ist, durch welche die Kolbenstange (20) hindurch axialbeweglich gelagert ist.Processing unit (1) for processing workpieces (100), wherein the processing unit (1) is designed with a bearing shell (30) in which a piston rod (20) is rotatably mounted and with a rotating tool (2) comprising a spindle (10 ) for carrying out a rotating movement of the tool (2) about a rotation axis (A), the spindle (10) being mounted on the piston rod (20) in a linearly movable manner, the spindle (10) being secured against rotation to the piston rod (11) by means of an anti-rotation means (11). 20) is connected and the anti-rotation means (11) is also designed as a plain bearing bushing (11a) for the piston rod (20), through which the piston rod (20) is mounted so that it can move axially.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem drehenden Werkzeug.The invention relates to a processing unit for processing workpieces with a rotating tool.

Bei der Teilefertigung, insbesondere in Fertigungsstraßen, werden zunehmend Bearbeitungsschritte mit hoher Prozessgeschwindigkeit implementiert, die von Bearbeitungseinheiten oder entsprechenden Vorrichtungen ausgeführt werden.In parts production, especially in production lines, processing steps are increasingly being implemented at high process speeds, which are carried out by processing units or corresponding devices.

So werden z. B. Löcher in die zu bearbeitenden Werkstücken eingebracht und in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt mit einem Gewinde versehen. Im Bereich des Werkzeug- und Maschinenbaus müssen diese mit ausreichender Genauigkeit und Geschwindigkeit in gleichbleibender Qualität herstellbar sein. Zur Erzeugung eines Gewindes werden typischerweise Gewindeformer oder Gewindeschneider verwendet.For example, B. holes are made in the workpieces to be machined and provided with a thread in a subsequent processing step. In the area of tool and mechanical engineering, these must be able to be manufactured with sufficient accuracy and speed and consistent quality. Thread formers or thread cutters are typically used to create a thread.

Nachfolgend wird der Einfachheit halber der Begriff Gewindeformer einheitlich für beide Varianten verwendet, so dass diese Bezeichnung stets auch das Gewindeschneiden einschließen soll.For the sake of simplicity, the term thread former is used uniformly for both variants below, so that this term should always include thread cutting.

Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass solche Gewindeformer in einen Gewindeformkopf drehend antreibbar eingebracht werden. Der Gewindeformkopf bildet zusammen mit dem Gewindeformer und einer Antriebseinheit, wie z.B. einem Elektromotor eine Gewindeformeinheit.Furthermore, it is known from the prior art that such thread formers are inserted into a thread forming head in a rotationally drivable manner. The thread forming head, together with the thread former and a drive unit, such as an electric motor, forms a thread forming unit.

Solche Gewindeformeinheiten werden an der zuvor gefertigten Bohrung angesetzt, um eine Gewinde einzubringen.Such thread forming units are attached to the previously made hole in order to introduce a thread.

Aus der DE 202013103426 U1 ist eine solche beispielhafte Gewindeformeinheit bekannt, der in einer Presse angeordnet ist.From the DE 202013103426 U1 Such an exemplary thread forming unit is known, which is arranged in a press.

Es ist bei der automatischen Teilefertigung, bei welcher Pressen zum Umformen, Stanzen und Schneiden der Werkstücke verwendet werden, auch bekannt die Presse mit ihrem Hubantrieb auch für den Antrieb des Gewindeformkopfes zu verwenden. In diesem Fall wird die oszillierende Bewegung eines Oberteils der Presse gegenüber dem statischen Unterteil in eine rotatorische Bewegung zum rotatorischen Antrieb des Gewindeformers im Gewindeformerkopf verwendet.In automatic parts production, in which presses are used for forming, punching and cutting the workpieces, it is also known to use the press with its lifting drive to drive the thread forming head. In this case, the oscillating movement of an upper part of the press relative to the static lower part is converted into a rotary movement for the rotational drive of the thread former in the thread former head.

Die DE 10 2008 047 073 A1 offenbart hierzu eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Bohrung in einem Werkstück oder eines Gewindes in einer Bohrung eines Werkstückes, die ein statisches Unterteil und einen gegen dieses oszillierend bewegbares Oberteil aufweist, mit einem drehend antreibbaren Bohrungs- oder Gewindeformer, und mit einer Vorrichtung zur Übertragung der oszillierenden Bewegung des Oberteils in eine rotatorische Bewegung wenigstens einer Antriebswelle der Antriebseinheit.The DE 10 2008 047 073 A1 discloses a device for producing a hole in a workpiece or a thread in a hole in a workpiece, which has a static lower part and an upper part that can be moved in an oscillating manner against it, with a rotatably drivable hole or thread former, and with a device for transmitting the oscillating Movement of the upper part into a rotational movement of at least one drive shaft of the drive unit.

Die Druckschriften JP S63-216624 A , DE 34 36 512 A1 und US 2 580 061 A betreffen weitere Vorrichten mit drehbaren Werkzeugeinrichtungen.The printed matter JP S63-216624 A , DE 34 36 512 A1 and US 2,580,061 A relate to further devices with rotatable tool devices.

Weiterentwicklungen zu mechanischen Gewindeformeinheiten sind die elektronischen Gewindeformeinheiten, welche eine verbesserte Variante der herkömmlich eingesetzten mechanischen Gewindeformeinheiten darstellen. Durch eine elektronische Prozessüberwachung ist die Prozesssicherheit wesentlich höher als bei herkömmlichen Vorrichtungen. Durch die Verwendung von Elektromotoren wie z. B. Servomotoren zusammen mit einer Steuerung, welche mögliche Prozessfehler durch geeignete Überwachungsmodule überwachen und detektieren, kann eine wesentlich schnellere Prozesszeit und eine höhere Prozesssicherheit erreicht werden.Further developments to mechanical thread forming units are the electronic thread forming units, which represent an improved variant of the conventionally used mechanical thread forming units. Electronic process monitoring ensures process reliability is significantly higher than with conventional devices. By using electric motors such as B. servo motors together with a controller that monitors and detects possible process errors using suitable monitoring modules, a significantly faster process time and higher process reliability can be achieved.

Durch die extrem hohen Prozesszyklen entsteht Wärme im Prozess, der sich wiederum ungünstig auf das Ergebnis auswirken kann. Die Gewindeformer können ggf. durch Überhitzung Schaden nehmen, was wiederum zu Folgeschäden führen kann. Zur Reduzierung dieses Problems werden herkömmliche Öl-Schmierungen eingesetzt, die z. B. auf der Basis eines Schlauchsystems mit Sprühlanze arbeiten.The extremely high process cycles generate heat in the process, which in turn can have an unfavorable effect on the result. The thread formers may be damaged by overheating, which in turn can lead to consequential damage. To reduce this problem, conventional oil lubricants are used, e.g. B. work on the basis of a hose system with a spray lance.

Bei einem solchen aus dem Stand der Technik bekannten System wird eine bestimmte Menge Öl genau getaktet über eine Öllanze zum vorgegebenen Zeitpunkt an den Former gespritzt. Da aber der Gewindeformer mit einer sehr hohen Drehgeschwindigkeit betrieben wird, ist es problematisch die jeweils erforderliche Ölmenge, zum richtigen Zeitpunkt, an der richtigen Stelle zu applizieren. Die Applikationsmenge, Zeitpunkt und Applikationsort stellen dabei Prozessfaktoren dar, die unzureichend beherrscht werden.In such a system known from the prior art, a specific amount of oil is sprayed onto the former via an oil lance at a predetermined time in a precisely timed manner. However, since the thread former is operated at a very high rotational speed, it is problematic to apply the required amount of oil at the right time and in the right place. The amount of application, time and place of application represent process factors that are inadequately controlled.

Durch die hohe Prozessgeschwindigkeit ist es sehr schwer den richtigen Moment für die Schmierung der Gewindeformer zu treffen. Das Problem bei einer zu frühen Schmierung ist, dass der auf dem Gewindeformer aufgebrachte Ölfilm durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit vor dem Beginn des Formvorgangs wieder wegspritzt oder jedenfalls Teilmengen durch die Zentrifugalkraft unerwünscht entfernt werden. Weitere Probleme treten beim Formen von tiefen Tuben auf. Durch die nur oberflächige Beölung der Tube und des Formers gelangt zu wenig Schmieröl an die umzuformende Stelle. Die Folge ist eine geringe Standzeit der Gewindeformer, da diese durch die hohen Temperatur ausglühen oder überhitzen. Problematisch ist zudem die betriebssichere Anbringung der Lanze, da diese durch die starken Vibrationen im Werkzeug leicht ihre Position verändern kann.Due to the high process speed, it is very difficult to find the right moment for lubricating the thread formers. The problem with lubrication too early is that the oil film applied to the thread former sprays away again before the start of the forming process due to the high rotation speed or, in any case, partial quantities are undesirably removed by the centrifugal force. Further problems arise when forming deep tubes. Because the tube and the former are only oiled on the surface, too little lubricating oil reaches the area to be formed. The result is a short service life of the thread formers, as they burn out due to the high temperature overheat. The reliable attachment of the lance is also problematic, as it can easily change its position due to the strong vibrations in the tool.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine verbesserte Bearbeitungseinheit bereit zu stellen, die bevorzugt auch in bestehenden Bearbeitungsvorrichtungen eingesetzt bzw. implementiert werden kann, einen geringen Bauraum benötigt und zuverlässig im Betrieb ist.The invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and of providing an improved processing unit which can preferably also be used or implemented in existing processing devices, requires little installation space and is reliable in operation.

Diese Aufgabe wird durch eine Bearbeitungseinheit mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.This task is solved by a processing unit with the features of claim 1.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung wird anhand einer Bearbeitungseinheit in der Form eines Gewindeformkopfes im Folgenden näher erläutert. Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft daher die Anordnung einer Schmiermittelzuführung, welche erfindungsgemäß im Inneren der Bearbeitungseinheit sprich des Gewindeformkopfes, angeordnet wird. Erfindungsgemäß wird hierzu ein Schmiermittelkanal durch den Gewindeformkopf hindurch von einer Zuführseite zu einer Applikationsseite im Werkzeug eingebracht. Das Schmiermittel wird daher anders als im Stand der Technik nicht über eine Öllanze an das Werkzeug bzw. den Gewindeformer angespritzt, sondern wird durch den Gewindeformkopf hindurch entlang des zuvor erwähnten Schmiermittelkanals und vorzugsweise durch einen Kanal im Werkzeug, sprich im Gewindeformer, an die gewünschte Stelle appliziert.The basic idea of the present invention is explained in more detail below using a processing unit in the form of a thread forming head. A first aspect of the present invention therefore relates to the arrangement of a lubricant supply, which according to the invention is arranged inside the processing unit, i.e. the thread forming head. According to the invention, a lubricant channel is introduced through the thread forming head from a feed side to an application side in the tool. The lubricant is therefore, unlike in the prior art, not sprayed onto the tool or the thread former via an oil lance, but is passed through the thread forming head along the previously mentioned lubricant channel and preferably through a channel in the tool, i.e. in the thread former, to the desired location applied.

Auf diese Weise kann auch sichergestellt werden, dass beim Eindrehen des Gewindeformers in ein Werkstück, sozusagen während der Erzeugung des Gewindes jeweils eine gewünschte Menge Schmiermittel appliziert werden kann.In this way it can also be ensured that a desired amount of lubricant can be applied when screwing the thread former into a workpiece, so to speak during the creation of the thread.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die geometrische Ausgestaltung der Bearbeitungseinheit, welche eine Innenverlegung der Schmiermittelkanäle durch die Bearbeitungseinheit hindurch ermöglicht. Da die am Markt erhältlichen standardisierten Dichtungen entweder für eine Radialdichtung oder alternativ für eine Axialdichtung ausgebildet werden, besteht das Problem in der geeigneten Abdichtung der sowohl drehenden als auch axial verschieblichen Bewegung beim Erzeugen eines Gewindes. Es ist bekanntermaßen erforderlich, dass beim Erzeugen eines Gewindes mit einem Gewindeformer sich der Gewindeformer sowohl rotatorisch als auch translatorisch bewegt. Insofern sind zwei Bewegungsabläufe abzubilden und mittels geeigneter Dichtungen, die durch die Bearbeitungseinheit angeordneten Schmiermittelkanäle entsprechend abzudichten.A second aspect of the present invention relates to the geometric design of the processing unit, which enables the lubricant channels to be laid internally through the processing unit. Since the standardized seals available on the market are designed either for a radial seal or alternatively for an axial seal, the problem lies in the appropriate sealing of both the rotating and axially displaceable movement when creating a thread. As is known, it is necessary that when producing a thread with a thread former, the thread former moves both rotationally and translationally. In this respect, two movement sequences must be depicted and the lubricant channels arranged through the processing unit must be sealed accordingly using suitable seals.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass die axialverschiebliche Bewegung des Gewindeformers von der rotatorischen Bewegung des Gewindeformers in Bezug auf die Dichtflächen und Dichtungen dadurch entkoppelt wird, dass zur Ausführung der axial beweglichen Verschiebung ferner eine mit der Spindel gekoppelte Kolbenstange vorgesehen wird, wobei die Spindel zur Ausführung einer drehenden Bewegung des Werkzeugs um eine Rotationsachse A drehbeweglich antreibbar ist und ferner eine in einer Lagerschale drehbar gelagerte Kolbenstange vorgesehen ist, gegenüber der die Spindel wiederum linear beweglich gelagert ist.According to the invention, this is solved in that the axially displaceable movement of the thread former is decoupled from the rotational movement of the thread former with respect to the sealing surfaces and seals in that a piston rod coupled to the spindle is also provided to carry out the axially movable displacement, the spindle for Execution of a rotating movement of the tool can be driven in a rotationally movable manner about a rotation axis A and furthermore a piston rod which is rotatably mounted in a bearing shell is provided, relative to which the spindle is in turn mounted in a linearly movable manner.

Erfindungsgemäß ist ferner ein Verdrehsicherungsmittel vorgesehen, um die Drehbewegung der Spindel auf die drehbar gelagerte Kolbenstange zu übertragen. Da sich die Kolbenstange allerdings gegenüber der Lagerschale nur rotatorisch bewegt, kann die Lagerschale mittels einer Radialdichtung vorzugsweise mittels einer Radialwellendichtung gegenüber der Lagerschale abgedichtet werden.According to the invention, an anti-rotation means is also provided in order to transmit the rotational movement of the spindle to the rotatably mounted piston rod. However, since the piston rod only moves in rotation relative to the bearing shell, the bearing shell can be sealed against the bearing shell by means of a radial seal, preferably by means of a radial shaft seal.

Andererseits ist die Spindel über eine Gleitlagerbuchse mit der Kolbenstange linearbeweglich, d. h. axialverschieblich gekoppelt. Beim Erzeugen eines Gewindes wird daher die Spindel entlang der Kolbenstange bewegt. Da allerdings über das Verdrehsicherungsmittel keine relative rotatorische Bewegung zwischen der Kolbenstange und der Spindel erfolgt, ist es nur erforderlich, eine linear bewegliche Abdichtung vorzusehen. Hierzu wird eine Axialdichtung zwischen der Kolbenstange und der entsprechenden Dichtfläche der Spindel vorgesehen.On the other hand, the spindle can be moved linearly with the piston rod via a plain bearing bushing, i.e. H. coupled in an axially displaceable manner. When creating a thread, the spindle is moved along the piston rod. However, since there is no relative rotational movement between the piston rod and the spindle via the anti-rotation means, it is only necessary to provide a linearly movable seal. For this purpose, an axial seal is provided between the piston rod and the corresponding sealing surface of the spindle.

Erfindungsgemäß wird daher eine Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem drehenden, vorzugsweise axial verschieblichen Werkzeug bereitgestellt, umfassend eine Spindel zur Ausführung einer drehenden Bewegung des Werkzeugs um eine Rotationsachse und eine in einer Lagerschale drehbar gelagerte Kolbenstange, gegenüber der die Spindel linearbeweglich gelagert ist.According to the invention, a processing unit for processing workpieces with a rotating, preferably axially displaceable tool is therefore provided, comprising a spindle for carrying out a rotating movement of the tool about a rotation axis and a piston rod rotatably mounted in a bearing shell, relative to which the spindle is mounted for linear movement.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Spindel mittels eines Verdrehsicherungsmittels drehfest mit der Kolbenstange verbunden ist.According to the invention it is further provided that the spindle is connected to the piston rod in a rotationally fixed manner by means of an anti-rotation means.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verdrehsicherungsmittel ferner als Gleitlagerbuchse für die Kolbenstange ausgebildet ist, durch die die Kolbenstange hindurch axial beweglich gelagert ist.In an embodiment according to the invention it is provided that the anti-rotation means is further designed as a plain bearing bushing for the piston rod, through which the piston rod is mounted so that it can move axially.

In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Verdrehsicherungsmittel eine nur abschnittsweise runde Durchführöffnung aufweist, welche mit wenigstens einer abgeflachten Anlagefläche in dem nicht runden Abschnitt, vorzugsweise entlang eines Kreissegments zwischen 20° und 60° und weiter bevorzugt zwischen 35° und 45° ausgebildet ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die Kolbenstange in wenigstens einem für die Gleitbewegung vorgesehenen Teilabschnitt als zylindrische Kolbenstange mit einer abgeflachten Seitenfläche in Höhenrichtung ausgebildet ist. Die abgeflachte Seitenfläche dient als Anlagefläche gegen die korrespondierend ausgebildete daher ebenfalls abgeflachte Anlagefläche des Verdrehsicherungsmittels. Die zusammenwirkenden Flächen sind daher vergleichbar zu Schlüsselflächen ausgebildet.In a further advantageous embodiment of the present invention it is provided that the anti-rotation means has a through-opening which is only round in sections and which has at least one flattened contact surface in the non-round section, preferably along a circular segment between 20° and 60° and more preferably between 35° and 45° is formed. In other words, this means that the piston rod is designed in at least one section intended for the sliding movement as a cylindrical piston rod with a flattened side surface in the height direction. The flattened side surface serves as a contact surface against the correspondingly designed, therefore also flattened contact surface of the anti-rotation means. The interacting surfaces are therefore designed to be comparable to key surfaces.

Da in der bevorzugten Ausführungsform das Verdrehsicherungsmittel selbst als Gleitlagerbuchse ausgebildet ist, kann die Spindel, an der die Gleitlagerbuchse befestigt ist, gegenüber der Kolbenstange nur eine Auf- und Abbewegung, aber keine rotatorische Relativbewegung ausführen, sondern dreht sich die Kolbenstange immer mit der Spindel mit.Since in the preferred embodiment the anti-rotation means itself is designed as a plain bearing bushing, the spindle to which the plain bearing bushing is attached can only carry out an up and down movement relative to the piston rod, but not a rotational relative movement, but rather the piston rod always rotates with the spindle .

Als alternative Ausführungsformen wären auch andere Formen der Codierung bzw. Verdrehsicherung denkbar, um eine Drehbewegung zwischen der Spindel und der Kolbenstange zu verhindern und andererseits ein Auf-und Abgleiten zu ermöglichen. So wären auch eine Nut im Gleitlager bzw. Verdrehsicherungsmittel im Zusammenspiel mit einer korrespondierenden Nase, die an der Kolbenstange in entsprechender Form in Höhenrichtung angebracht ist, eine denkbare Alternative.Other forms of coding or anti-rotation protection would also be conceivable as alternative embodiments in order to prevent a rotational movement between the spindle and the piston rod and, on the other hand, to enable sliding up and down. A groove in the plain bearing or anti-rotation means in conjunction with a corresponding nose, which is attached to the piston rod in a corresponding shape in the height direction, would also be a conceivable alternative.

Besonders vorteilhaft ist allerdings die Anbringung einer Schlüsselfläche, da hierdurch in besonders geeigneter Weise Toleranzen und mechanische Verschleißeigenschaften optimiert werden können.However, the attachment of a wrench surface is particularly advantageous, as this allows tolerances and mechanical wear properties to be optimized in a particularly suitable manner.

Weiter bevorzugt ist die Ausgestaltung der Bearbeitungseinheit mit einer durch diese hindurch verlaufende Schmiermittelzuführung, welche einen Schmiermittelkanal für ein Schmiermittel aufweist, der wenigstens durch die Kolbenstange hindurch verläuft. Weiter bevorzugt ist es, wenn der Schmiermittelkanal ferner durch die Spindel bis zum Bearbeitungswerkzeug sprich dem Gewindeformer, geführt ist.Further preferred is the design of the processing unit with a lubricant supply running through it, which has a lubricant channel for a lubricant which runs at least through the piston rod. It is further preferred if the lubricant channel is also guided through the spindle to the machining tool, i.e. the thread former.

Zur Bereitstellung eines Schmiermittelkanals kann beispielsweise die Kolbenstange als rohrförmige Kolbenstange ausgebildet sein, die entlang ihrer zylindrischen Längserstreckung über die gesamte Länge im Inneren einen Schmiermittelkanal bereitstellt.To provide a lubricant channel, the piston rod can, for example, be designed as a tubular piston rod, which provides a lubricant channel inside along its cylindrical longitudinal extent over the entire length.

Es ist weiter vorteilhaft, wenn an einem gehäusenahen Ende der Kolbenstange eine Zuführöffnung zu einem Schmiermittelkanal vorgesehen ist, die vorzugsweise mit einem Anschlusselement oder einem Anschlussadapter zum Verbinden mit einer externen Zuleitung für ein Schmiermittel ausgebildet ist. Hierdurch kann auf einfache Weise z.B. ein Schlauch mit einem entsprechenden korrespondierenden Anschlussadapter angeschlossen werden, um Schmiermittel durch die Schmiermittelkanäle zum Werkzeug der Bearbeitungseinheit zu fördern.It is further advantageous if a feed opening to a lubricant channel is provided at an end of the piston rod near the housing, which is preferably designed with a connection element or a connection adapter for connecting to an external supply line for a lubricant. This makes it easy to connect, for example, a hose with a corresponding connection adapter in order to convey lubricant through the lubricant channels to the tool of the processing unit.

Erfindungsgemäß ist es ferner vorgesehen, dass eine Druckerzeugungsvorrichtung mit einer Steuerung vorgesehen ist, wodurch eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Schmiermittelapplikation bereitgestellt werden kann.According to the invention it is further provided that a pressure generating device with a control is provided, whereby a continuous or discontinuous application of lubricant can be provided.

Es ist ferner erfindungsgemäß mit Vorteil vorgesehen, dass die Spindel einen zylindrischen Aufnahmeraum ausbildet, in den sich die Kolbenstange mit einem Kolbenstangenabschnitt hinein erstreckt, wobei der Kolbenstangenabschnitt mit einer den Aufnahmeraum abdichtenden Axialdichtung ausgebildet ist.It is further advantageously provided according to the invention that the spindle forms a cylindrical receiving space into which the piston rod extends with a piston rod section, the piston rod section being formed with an axial seal that seals the receiving space.

Zur Abdichtung der Bewegung ist ferner mit Vorteil vorgesehen, wenn die Kolbenstange mittels einer Radialdichtung vorzugsweise einer Radialwellendichtung gegenüber der Lagerschale abgedichtet ist. Es ist weiter vorteilhaft, wenn die Kolbenstange mittels eines Schrägkugellagers oder Kugellagers in der Lagerschale drehbar gelagert ist.To seal the movement, it is also advantageously provided if the piston rod is sealed from the bearing shell by means of a radial seal, preferably a radial shaft seal. It is further advantageous if the piston rod is rotatably mounted in the bearing shell by means of an angular contact ball bearing or ball bearing.

Die erfindungsgemäße Bearbeitungseinheit ist bevorzugt ferner so ausgebildet, dass am Außenmantel der Spindel ein Gewinde ausgeformt ist, um die Rotationsbewegung der Spindel mittels eines korrespondierenden Gegengewindes in einem Gehäuse der Bearbeitungseinheit in eine translatorische, d.h. axiale Bewegung, zu übertragen, wobei eine axiale Relativbewegung zwischen der Spindel und der Kolbenstange entlang der Axialdichtung erfolgt. In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerschale am Gehäuse lösbar befestigt ist und die Kolbenstange entlang ihrer Längserstreckung ganz oder jedenfalls überwiegend im Inneren des Gehäuses angeordnet ist.The processing unit according to the invention is preferably further designed in such a way that a thread is formed on the outer jacket of the spindle in order to transmit the rotational movement of the spindle into a translational, i.e. axial movement by means of a corresponding counter thread in a housing of the processing unit, with an axial relative movement between the Spindle and the piston rod along the axial seal. In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the bearing shell is releasably attached to the housing and the piston rod is arranged entirely or at least predominantly inside the housing along its longitudinal extent.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.Further advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures.

Es zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Bearbeitungseinheit in Form eines Gewindeformkopfs;
2 eine offene Seitenansicht der Bearbeitungseinheit gemäß 1 ohne Gehäuse;
3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A durch die 2;
4 das Detail B aus 3;
5 das Detail C aus 3;
6 Schnittansicht durch die Kolbenstange der 3 und
7 eine perspektivische Ansicht des Verdrehsicherungsmittels.

Show it:

1 a side view of an exemplary embodiment of a processing unit in the form of a thread forming head;
2 an open side view of the processing unit according to 1 without housing;
3 a sectional view along section line AA through the 2 ;
4 the detail B 3 ;
5 the detail C 3 ;
6 Sectional view through the piston rod of the 3 and
7 a perspective view of the anti-rotation device.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die 1 bis 5 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hinweisen.The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to 1 until 5 explained in more detail, with the same reference numbers indicating the same functional and / or structural features.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 5 stellt die Bearbeitungseinheit 1 einen Gewindeformkopf zur Erzeugung eines Gewindes in einem Werkstück 100 dar.In the present exemplary embodiment according to 1 until 5 the processing unit 1 represents a thread forming head for producing a thread in a workpiece 100.

Wie in 1 dargestellt, weist der Gewindeformkopf 1 ein Gehäuse 3 auf, an dem mittels Schrauben 32 eine Flanschplatte 31 der Lagerschale 30 befestigt ist, was in der unteren Ansicht der 1 ersichtlich ist.As in 1 shown, the thread forming head 1 has a housing 3, to which a flange plate 31 of the bearing shell 30 is attached by means of screws 32, which is shown in the lower view 1 is visible.

Innerhalb des Gehäuses 3 verläuft eine in der Lagerschale 30 gelagerte Kolbenstange 20, was in 2 ersichtlich ist.A piston rod 20 mounted in the bearing shell 30 runs within the housing 3, which in 2 is visible.

Die Kolbenstange 20 ist mit der Spindel 10 über ein Verdrehsicherungsmittel 11 drehfest gekoppelt, was in den 3 und 5 näher dargestellt ist. Das Verdrehsicherungsmittel 11 ist in der Spindel 10 mittels einer Schlüsselfläche drehfest gegen eine Konterfläche gelagert.The piston rod 20 is coupled in a rotationally fixed manner to the spindle 10 via an anti-rotation means 11, which is in the 3 and 5 is shown in more detail. The anti-rotation means 11 is mounted in the spindle 10 in a rotationally fixed manner against a counter surface by means of a wrench surface.

Am Außenmantel 15 der Spindel 10 ist ein Gewinde 16 angedeutet. Das Gewinde 16 wirkt mit einem korrespondierenden (nicht dargestellten) Gewinde, welches im Gehäuse 3 angeordnet ist, zusammen, so dass eine Drehbewegung der Spindel 10 in eine translatorische Bewegung entlang der Achse A erfolgen kann. Entsprechend der Drehrichtung entweder in eine Aufwärts- oder in eine Abwärtsbewegung.A thread 16 is indicated on the outer jacket 15 of the spindle 10. The thread 16 cooperates with a corresponding thread (not shown) which is arranged in the housing 3, so that a rotational movement of the spindle 10 can take place in a translational movement along the axis A. Depending on the direction of rotation, either an upward or a downward movement.

Dabei stellt die Achse A die Rotationsachse der Spindel 10 dar.The axis A represents the axis of rotation of the spindle 10.

Am unteren Ende der Spindel 10 befindet sich eine Werkzeugaufnahme 17 für ein Werkzeug 2, d. h. ein Gewindeformer zum Formen eines Gewindes bei der vorliegenden Ausführungsform, bei dem die Bearbeitungseinheit 1 einen Gewindeformkopf darstellt.At the lower end of the spindle 10 there is a tool holder 17 for a tool 2, i.e. H. a thread former for forming a thread in the present embodiment, in which the processing unit 1 represents a thread forming head.

Die Spindel 10 verfügt über einen innenliegenden, von einer oberen Öffnung 10a bis zu einer unteren Öffnung 10b reichenden Schmiermittelkanal 42. Dieser wird durch eine zylindrische Wand 10c der Spindel 10 umfasst. Im oberen Teil der Spindel 10 bildet diese einen zylinderförmigen Aufnahmeraum 14 aus. Der Aufnahmeraum 14 wird von einer zylindrischen Innenwand 14a der Wand 10c der Spindel 10 begrenzt. Nahe der oberen Öffnung 10a befindet sich das zuvor genannte Verdrehsicherungsmittel 11, welches in der 7 näher dargestellt ist.The spindle 10 has an internal lubricant channel 42 that extends from an upper opening 10a to a lower opening 10b. This is enclosed by a cylindrical wall 10c of the spindle 10. In the upper part of the spindle 10, it forms a cylindrical receiving space 14. The receiving space 14 is delimited by a cylindrical inner wall 14a of the wall 10c of the spindle 10. Near the upper opening 10a is the aforementioned anti-rotation means 11, which is in the 7 is shown in more detail.

Wie ferner in der 3 und in dem Detail C in der 5 ersichtlich, taucht die Kolbenstange 20 mit ihrem unteren Kolbenstangenabschnitt 22 in den Aufnahmeraum 14 der Spindel 10 ein. Der endseitige Abschnitt 22a des Kolbenstangenabschnitts 22 weist eine zum Durchmesser des zylindrischen Aufnahmeraums 14 korrespondierende, im Wesentlichen runde Form auf, mit einer umlaufenden Nut 22b, in welche eine Axialdichtung 23 eingebracht ist. Bei einer Drehbewegung der Spindel 10 um die Rotationsachse A bewegt sich die Spindel je nach Drehrichtung entweder aufwärts oder abwärts entlang der Achse A, wobei diese eine Translationsbewegung ausführt, bei der die Innenwand 14a gleitend über die Axialdichtung 23 abgedichtet wird.As further in the 3 and in the detail C in the 5 As can be seen, the piston rod 20 dips with its lower piston rod section 22 into the receiving space 14 of the spindle 10. The end section 22a of the piston rod section 22 has a substantially round shape corresponding to the diameter of the cylindrical receiving space 14, with a circumferential groove 22b into which an axial seal 23 is inserted. When the spindle 10 rotates about the axis of rotation A, depending on the direction of rotation, the spindle moves either upwards or downwards along the axis A, which carries out a translational movement in which the inner wall 14a is slidably sealed via the axial seal 23.

Der Kolbenstangenabschnitt 22 der in 6 näher dargestellten Kolbenstange 20 besitzt einen Außenmantel 26 mit einer Form, die sich aus einem Teilkreissegment TS und einem Linearsegment L zusammensetzt, wobei das Linearsegment L vorzugsweise entlang eines Kreissegmentabschnittes KSA zwischen 40° und 80°, weiter vorzugsweise zwischen 50° und 70° ausgebildet ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass die im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildete Kolbenstange 20 eine abgeflachte Seitenfläche 27 bereitstellt, welche gegen eine ebenfalls abgeflachte Innenseitenfläche 11c des Verdrehsicherungsmittels 11 anliegt, das gleichzeitig eine Gleitlagerbuchse 11 a mit einer Durchführöffnung 11b für die Kolbenstange 20 ausbildet. Die Durchführöffnung 11 b ist korrespondierend zur Außenkontur der Kolbenstange 20 ausgebildet, so dass eine Translationsbewegung zwischen der Kolbenstange 20 und der Gleitlagerbuchse 11a möglich ist.The piston rod section 22 in 6 The piston rod 20 shown in more detail has an outer jacket 26 with a shape which is composed of a partial circle segment TS and a linear segment L, the linear segment L preferably being formed along a circular segment section KSA between 40° and 80°, more preferably between 50° and 70° . In other words, this means that the essentially cylindrical piston rod 20 provides a flattened side surface 27, which rests against a likewise flattened inner side surface 11c of the anti-rotation means 11, which at the same time forms a plain bearing bushing 11a with a through opening 11b for the piston rod 20. The through opening 11b is designed to correspond to the outer contour of the piston rod 20, so that a translational movement between the piston rod 20 and the plain bearing bushing 11a is possible.

Aufgrund der unrunden Form der zylindrischen Kolbenstange 20 im Bereich des Kolbenstangenabschnitts 22 in Zusammenwirkung mit der wie zuvor beschrieben geformten korrespondierenden Gleitlagerbuchse 11a, deren Durchführöffnung 11b mit einer korrespondierenden Anlagefläche 11c ausgebildet ist, wird eine relative Rotationsbewegung zwischen der Spindel 10 und der Kolbenstange 20 verhindert und nur eine axiale Translationsbewegung entlang der Gleitlagerbuchse 11 a ermöglicht.Due to the non-round shape of the cylindrical piston rod 20 in the area of the piston rod section 22 in cooperation with the corresponding plain bearing bushing 11a shaped as described above, the through opening 11b of which is formed with a corresponding contact surface 11c, a relative rotational movement between the spindle 10 and the piston rod 20 is prevented and only an axial translational movement along the plain bearing bushing 11a is possible.

Dies bedeutet, dass bei Drehen der Spindel 10 die Kolbenstange 20 über das Verdrehsicherungsmittel 11 mit in Rotationsbewegung versetzt wird und sich daher mit der Spindel 10 mitbewegt.This means that when the spindle 10 is rotated, the piston rod 20 is set in rotational motion via the anti-rotation means 11 and therefore moves with the spindle 10.

Hierzu ist die Kolbenstange 20 mittels eines Kugellagers 25 in der Lagerschale 30 gelagert. Auf der Flanschplatte 31 der Lagerschale 30 befindet sich eine zweite und dritte Flanschplatte 33 bzw. 34. Oberhalb des Schrägkugellagers 25 und unterhalb der Flanschplatte 34 ist eine Radialwellendichtung 24 eingebracht. Diese Wellendichtung 24 stellt ihre Dichtwirkung auch bei rotatorischen Bewegungen der Kolbenstange 20 sicher. Wie ferner in den Figuren ersichtlich ist, führt durch die Kolbenstange 20 ein Schmiermittelkanal 41 in den Aufnahmeraum 14 der Spindel 10. Der Durchgang vom Aufnahmeraum 14 der Spindel 10 bis zur Werkzeugaufnahme 17 der Spindel 10 bildet einen weiteren Schmiermittelkanal 42 aus, der in Verbindung mit dem zuvor genannten Schmiermittelkanal 41 der Kolbenstange 20 steht. Insofern kann über eine Zuführöffnung 43 Schmiermittel durch die Bearbeitungseinheit 1 hindurch und zwar entlang der Schmiermittelkanäle 41, 42 bis zum Bearbeitungswerkzeug 17 transportiert werden. Bevorzugt ist die Zuführöffnung 43 mit einer Anschlussbuchse 44 versehen, an welcher eine externe Schmiermittelzuführung angeschlossen werden kann zur Zuführung eines geeigneten Schmiermittels.For this purpose, the piston rod 20 is mounted in the bearing shell 30 by means of a ball bearing 25. A second and third flange plate 33 and 34 are located on the flange plate 31 of the bearing shell 30. Above the angular contact ball bearing 25 and below the flange plate 34, a radial shaft seal 24 is installed. This shaft seal 24 ensures its sealing effect even during rotational movements of the piston rod 20. As can also be seen in the figures, a lubricant channel 41 leads through the piston rod 20 into the receiving space 14 of the spindle 10. The passage from the receiving space 14 of the spindle 10 to the tool holder 17 of the spindle 10 forms a further lubricant channel 42, which in connection with the aforementioned lubricant channel 41 of the piston rod 20 stands. In this respect, lubricant can be transported through the processing unit 1 via a feed opening 43, namely along the lubricant channels 41, 42 to the processing tool 17. The feed opening 43 is preferably provided with a connection socket 44, to which an external lubricant feed can be connected to supply a suitable lubricant.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The implementation of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which make use of the solution presented even in fundamentally different designs.

Claims

Bearbeitungseinheit (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrehsicherungsmittel (11) eine zumindest teilweise runde Durchführöffnung (11 b) aufweist, welche mit wenigstens einer abgeflachen Anlagefläche, und zwar entlang eines Kreissegmentes zwischen 40° und 80°, weiter vorzugsweise zwischen 50° und 70° ausgebildet ist.Processing unit (1) according to Claim 1 , characterized in that the anti-rotation means (11) has an at least partially round through-opening (11 b), which is designed with at least one flat contact surface, specifically along a circular segment between 40° and 80°, more preferably between 50° and 70° .

Bearbeitungseinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die Bearbeitungseinheit hindurch verlaufende Schmiermittelzuführung (30) vorgesehen ist, welche einen Schmiermittelkanal (31) für ein Schmiermittel aufweist, der wenigstens durch die Kolbenstange (20) hindurch verläuft.Processing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a lubricant supply (30) running through the processing unit is provided, which has a lubricant channel (31) for a lubricant which runs at least through the piston rod (20).

Bearbeitungseinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmiermittelzuführung (30) vorgesehen ist, welche mit einem Schmiermittelkanal (32) für ein Schmiermittel vorgesehen ist, der durch die Spindel (10) hindurchführt.Machining unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a lubricant supply (30) is provided, which is provided with a lubricant channel (32) for a lubricant which leads through the spindle (10).

Bearbeitungseinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem gehäusenahen Ende der Kolbenstange (20) eine Zuführöffnung (33) zu einem Schmiermittelkanal (31) vorgesehen ist, die mit einem Anschlussadapter (34) zum Verbinden mit einer externen Zuleitung für ein Schmiermittel ausgebildet ist.Processing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at an end of the piston rod (20) close to the housing, a feed opening (33) to a lubricant channel (31) is provided, which is provided with a connection adapter (34) for connecting to an external supply line is designed for a lubricant.

Bearbeitungseinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (10) einen zylindrischen Aufnahmeraum (14) ausbildet in den sich die Kolbenstange (20) mit einem Kolbenstangenabschnitt (22) hinein erstreckt, wobei der Kolbenstangenabschnitt (22) mit einer den Aufnahmeraum (14) abdichtenden Axialdichtung (23) ausgebildet ist.Processing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the spindle (10) forms a cylindrical receiving space (14) into which the piston rod (20) extends with a piston rod section (22), the piston rod section (22) also an axial seal (23) sealing the receiving space (14) is formed.

Bearbeitungseinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (20) mittels einer Radialwellendichtung (24) gegenüber der Lagerschale (30) abgedichtet ist.Processing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod (20) is sealed from the bearing shell (30) by means of a radial shaft seal (24).

Bearbeitungseinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenmantel (17) der Spindel (10) ein Gewinde (18) ausgeformt ist, um die Rotationsbewegung der Spindel (10) mittels eines korrespondierenden Gegengewindes in einem Gehäuse (2) der Bearbeitungseinheit in eine axiale Bewegung zu übertragen, wobei eine axiale Relativbewegung zwischen der Spindel (10) und der Kolbenstange (20) erfolgt.Machining unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a thread (18) is formed on the outer jacket (17) of the spindle (10) in order to control the rotational movement of the spindle (10) by means of a corresponding counter thread in a housing (2). of the processing unit into an axial movement, with an axial relative movement taking place between the spindle (10) and the piston rod (20).

Bearbeitungseinheit (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit ein Gewindeformkopf ist.Processing unit (1), characterized in that the processing unit is a thread forming head.

Bearbeitungseinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (30) am Gehäuse (3) befestigt ist und die Kolbenstange (20) entlang ihrer Längserstreckung überwiegend im Inneren des Gehäuses (3) angeordnet ist.Processing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing shell (30) is attached to the housing (3) and the piston rod (20) is arranged predominantly inside the housing (3) along its longitudinal extent.

Bearbeitungseinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (20) mittels eines Schrägkugellagers (25) in der Lagerschale (30) drehbar gelagert ist.Processing unit (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod (20) is rotatably mounted in the bearing shell (30) by means of an angular contact ball bearing (25).