DE102017105018A1

DE102017105018A1 - Gewindefräser zur Herstellung eines Gewindes

Info

Publication number: DE102017105018A1
Application number: DE102017105018.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2018-09-13
Also published as: US20200180056A1; WO2018162697A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gewindefräser zur Herstellung eines Innengewindes, wobei der Gewindefräser zumindest einen Abschnitt mit mehreren Zähnen aufweist, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Zähnen ein Abstand angeordnet ist, wobei der überwiegende Teil der Abstände einem Sollabstand entspricht und mindestens ein erster Abstand vorhanden ist, welcher von dem Sollabstand abweicht.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Außengewindes an einem Bauteil oder eines Innengewindes in einem Bauteil, wobei in einem Schritt ein erfindungsgemäßer Gewindefräser in die Wandung des Bauteils zugestellt wird und in einem weiteren Schritt der Gewindefräser einmal den Umfang der Wandung entlanggeführt wird und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gewindefräser zur Herstellung eines Gewindes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gewindes.
Ein bekanntes Problem besteht darin, dass sich Schraubverbindungen, insbesondere bei Erschütterungen, lösen können.
Es ist bereits bekannt, zusätzliche Sicherungsmittel wie beispielsweise Sicherungsscheiben vorzusehen, um ein Lösen der Schraubverbindung zu verhindern. Zusätzliche Sicherungsmittel sind jedoch aufwendig in der Herstellung und Handhabung.
Die DE 10 2015 000 236 B4 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Ganzmetallsicherungsmutter für Schraubverbindungen, bei welchem von gegenüberliegenden Seiten der Mutter je eine Hälfte des Gewindegangs eingebracht wird, wobei die eine Hälfte des Gewindegangs um die Größe des Gewindespiels gegen den Rest des Gewindegangs axial verschoben ist. Ein derartiges Verschieben eines Teils der Gewindegänge bewirkt ein Bremsmoment und wirkt einem Lösen der geschlossenen Schraubverbindung entgegen. Das Verfahren zur Herstellung eines derartigen Innengewindes weist jedoch den Nachteil auf, dass von beiden Seiten des Körpers ein Teil des Gewindes in den Körper eingebracht werden muss, wodurch das Verfahren aufwendig wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Möglichkeit bereitzustellen, auf einfache Art und Weise ein Gewinde herstellen zu können, welches eine Sicherung gegen Lösen aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gewindefräser zur Herstellung eines Gewindes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gewindes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Gewindefräser zur Herstellung eines Gewindes weist zumindest einen Abschnitt mit mehreren Zähen auf, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Zähnen ein Abstand angeordnet ist, und zeichnet sich dadurch aus, dass der überwiegende Teil der Abstände einem Sollabstand entspricht und mindestens ein erster Abstand vorhanden ist, welcher von dem Sollabstand abweicht. Die Zähne sind üblicherweise dabei sämtlich in ihrer Form gleich ausgebildet. Als Abstand der Zähne kann beispielsweise der Abstand der Zahnspitzen zweier benachbarter Zähne angesehen werden.
Bei herkömmlichen Gewindefräsern sind sämtliche Zähne äquidistant zueinander angeordnet. Bei dem erfindungsgemäßen Gewindefräser ist eine derartige Anordnung zumindest für Paar von benachbarten Zähnen unterbrochen, welche in einem von dem Sollabstand abweichenden ersten Abstand zueinander angeordnet sind.
Wird ein derartiger Gewindefräser zur Herstellung eines Gewindes verwendet, ergibt sich ohne zusätzliche Bearbeitung des Gewindes ein Gewinde mit einem Bremsmoment, welches ein Sichern der Schraubverbindung gegen Lösen beispielsweise bei Erschütterungen bewirkt.
Vorteilhafterweise ist der mindestens eine erste Abstand kleiner als der Sollabstand ausgebildet, wodurch ein gutes Bremsmoment erreicht werden kann.
Vorzugsweise ist der erste Abstand im Bereich der ersten zehn Zähne, gezählt ausgehend von dem freien Ende des Gewindefräsers, angeordnet.
Vorzugsweise entsprechen mindestens die ersten zwei Abstände, vorzugsweise mindestens die ersten drei oder vier Abstände, gezählt ausgehend von dem freien Ende des Gewindefräsers, dem Sollabstand. Dies bewirkt, dass die Schraubverbindung über einige Gewindegänge zunächst ohne Widerstand eingedreht werden kann und der das Bremsmoment erzeugende Gewindegang erst nach einigen Umdrehungen in Eingriff kommt. Bevorzugt ist der erste Abstand zwischen dem vierten und dem fünften Zahn, gezählt ausgehend von dem freien Ende des Gewindefräsers, angeordnet.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Gewindefräser wenigstens zwei Abschnitte mit mehreren Zähnen aufweist, welche axial gegeneinander verschiebbar angeordnet sind. Dadurch wird ermöglicht, den von dem Sollabstand abweichenden Abstand je nach Anwendungsfall einstellen zu können.
Vorzugsweise liegt die Abweichung des ersten Abstands vom Sollabstand etwa im Bereich von 2 % bis 20 %, vorzugsweise etwa im Bereich von 5 % bis 15 %, des Sollabstands. Dadurch wird eine gute Bremswirkung erreicht. Die optimale Abweichung kann materialabhängig sein. Beispielsweise kann für härtere Materialien eine kleinere Abweichung als für weichere Materialien ausreichend sein, um dieselbe Bremswirkung zu erzielen.
Vorzugsweise liegt die Abweichung des ersten Abstands vom Sollabstand etwa im Bereich des Gewindespiels. Dies ermöglicht eine gute Bremswirkung und lässt zudem weiterhin ein Eindrehen der Schraubverbindung zu.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Außengewindes an einem Bauteil oder eines Innengewindes in einem Bauteil wir in einem Schritt ein erfindungsgemäßer Gewindefräser in die Wandung des Bauteils zugestellt und in einem weiteren Schritt der Gewindefräser einmal den Umfang der Wandung entlanggeführt und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt.
Durch ein derartiges Verfahren wird es ermöglicht, durch Fräsen mit einem Gewindefräser und einer einzigen Führung entlang des Umfangs der Wandung in einer Schraubenlinie das gesamte Gewinde in dem Bauteil herzustellen, wobei dieses Gewinde auf Grund des erfindungsgemäß ausgebildeten Gewindefräsers bereits ein Bremsmoment enthält, da einer der Gewindegänge des auf diese Weise hergestellten Gewindes eine reduzierte Gewindeganghöhe aufweist und somit eine Bremswirkung erreicht wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Außengewindes an einem Bauteil wird in einem ersten Schritt ein Bauteil mit einem Durchmesser, der dem Außendurchmesser des herzustellenden Außengewindes entspricht, bereitgestellt, in einem zweiten Schritt ein erfindungsgemäßer Gewindefräser an das Bauteil herangeführt und mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des zu fräsenden Außengewindes ausgerichtet, in einem dritten Schritt der Gewindefräser in radialer Richtung in die Wandung des Bauteils zugestellt und in einem vierten Schritt der Gewindefräser einmal den Umfang der Wandung entlanggeführt und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Innengewindes in einem Bauteil wird in einem ersten Schritt ein Bauteil mit einer Bohrung mit einem Durchmesser, der dem Kerndurchmesser des herzustellenden Innengewindes entspricht, bereitgestellt, in einem zweiten Schritt ein erfindungsgemäßer Gewindefräser in die Bohrung hineingeführt und mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des zu fräsenden Innengewindes ausgerichtet, in einem dritten Schritt der Gewindefräser in radialer Richtung in die Wandung des Bauteils, insbesondere die Wandung der Bohrung, zugestellt und in einem vierten Schritt der Gewindefräser einmal den Umfang der Wandung entlanggeführt und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur ausführlich erläutert. Es zeigt:

1 einen Ausschnitt aus einem Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gewindefräsers.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Gewindefräsers 10. Der Gewindefräser 10 weist einen Schaft 11 auf, an welchem zumindest über einen axialen Abschnitt und zumindest über einen radialen Abschnitt mehrere Zähne 12 angeordnet sind. Die Zähne 12 können dabei einstückig an dem Schaft 11 angeordnet sein. Alternativ können die Zähne 12 auch an einer Platte angeordnet sein, die an dem Schaft 11 des Gewindefräsers 10 befestigt ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können dabei auch zwei oder mehr an dem Schaft 11 befestigbare Platten vorgesehen sein, wobei jede der Platten mehrere Zähne 12 aufweist und die Platten in axialer Richtung entlang des Schafts 11 gegeneinander verschiebbar und somit in unterschiedlichen relativen Positionen zueinander an dem Schaft 11 fixierbar sind.
Zwischen jeweils zwei benachbarten Zähnen 12 ist jeweils ein Abstand angeordnet, wobei der überwiegende Teil der Abstände einem Sollabstand P entspricht, erfindungsgemäß aber wenigstens ein erster Abstand P1 vorhanden ist, welcher von dem Sollabstand P abweicht.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Abstand P1 kleiner als der Sollabstand P ausgebildet.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der erste Abstand P1 im Bereich der ersten zehn Zähne 12, insbesondere im Bereich der ersten acht Zähne 12, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen dem vierten Zahn 12-4 und dem fünften Zahn 12-5 angeordnet ist, wobei ausgehend von dem freien Ende des Gewindefräsers 10, d. h. insbesondere dem Ende des Schafts 11, welches nicht eingespannt wird, gezählt wird und somit beispielsweise der erste Zahn 12-1 angrenzend an das freie Ende des Gewindefräsers 10 angeordnet ist, der zweite Zahn 12-2 benachbart zu dem ersten Zahn 12-1 angeordnet ist, und der dritte Zahn 12-3 benachbart zu dem zweiten Zahn 12-2 angeordnet ist.
Mindestens die ersten zwei Abstände, vorzugsweise mindestens die ersten drei oder vier Abstände, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ersten drei Abstände, gezählt ausgehend von dem freien Ende des Gewindefräsers, entsprechen dem Sollabstand P.
Die Abweichung des ersten Abstands P1 von dem Sollabstand P kann etwa im Bereich von 2 % bis 20 %, insbesondere im Bereich von 5 % bis 15 %, des Sollabstands P liegen. Dabei kann die Abweichung, die für einen bestimmten Anwendungsfall optimal ist, materialabhängig sein. Beispielsweise kann für ein weicheres Material wie beispielsweise Aluminium die Abweichung etwa im Bereich von 10 % bis 15 % liegen, während die Abweichung für ein härteres Material wie beispielsweise Stahl beispielsweise etwa im Bereich von 5 % bis 10 % liegen kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Abweichung des ersten Abstands P1 vom Sollabstand P im Bereich des Gewindespiels.
Der Gewindefräser 10 wird folgendermaßen zur Herstellung eines Außengewindes an einem Bauteil oder eines Innengewindes in einem Bauteil eingesetzt. In einem Schritt wird der Gewindefräser 10 in die Wandung des Bauteils zugestellt und in einem weiteren Schritt einmal den Umfang der Wandung entlanggeführt und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt. Dadurch kann in der Wandung lediglich durch Bewegung entlang einer Schraubenlinie mit einer Windung das gesamte Gewinde erstellt werden, welches zudem auch ohne weitere Nachbearbeitung derart ausgebildet ist, dass es eine Bremswirkung aufweist.
Soll beispielsweise ein Außengewinde an einem Bauteil hergestellt werden, kann in einem ersten Schritt ein Bauteil mit einem Durchmesser, der dem Außendurchmesser des herzustellenden Außengewindes entspricht, bereitgestellt werden. Anschließend kann in einem zweiten Schritt der Gewindefräser 10 an das Bauteil herangeführt und mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des zu fräsenden Außengewindes ausgerichtet werden. In einem dritten Schritt kann der Gewindefräser 10 in radialer Richtung in die Wandung des Bauteils zugestellt werden, so dass insbesondere bei anschließender Drehung des Gewindefräsers 10 um die eigene Längsachse an dieser Stelle der Wandung begonnen werden kann, das Außengewinde zu fräsen. In einem vierten Schritt kann der Gewindefräser insbesondere bei gleichzeitiger Drehung des Gewindefräsers 10 um die eigene Längsachse einmal den Umfang der Wandung entlanggeführt werden und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt werden.
Soll beispielsweise ein Innengewinde in einer Bohrung eines Bauteils hergestellt werden, kann zunächst in einem ersten Schritt ein Bauteil mit einer Bohrung mit einem Durchmesser, der dem Kerndurchmesser des herzustellenden Innengewindes entspricht, bereitgestellt werden. In einem zweiten Schritt kann der Gewindefräser 10 in die Bohrung eingeführt werden, insbesondere derart weit, dass die gesamte Länge des herzustellenden Innengewindes mit der eingebrachten Länge des Gewindefräsers 10 übereinstimmt, und mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des zu fräsenden Innengewindes ausgerichtet werden. In einem dritten Schritt kann der Gewindefräser 10 in radialer Richtung in die Wandung der Bohrung zugestellt werden, sodass insbesondere bei anschließender Drehung des Gewindefräsers 10 um die eigene Längsachse mit Hilfe der Zähne 12 des Gewindefräsers 10 an dieser Stelle der Wandung der Bohrung begonnen werden kann, das Innengewinde zu fräsen. In einem vierten Schritt kann der Gewindefräser 10 insbesondere bei gleichzeitiger Drehung des Gewindefräsers 10 um die eigene Längsachse einmal den Umfang der Wandung der Bohrung entlang geführt und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt werden.
Bezugszeichenliste

10: Gewindefräser
11: Schaft
12: Zahn
12-1: Zahn
12-2: Zahn
12-3: Zahn
12-4: Zahn
12-5: Zahn
P: Sollabstand
P1: erster Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015000236 B4 [0004]

Claims

Gewindefräser (10) zur Herstellung eines Gewindes, wobei der Gewindefräser (10) zumindest einen Abschnitt mit mehreren Zähnen (12) aufweist, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Zähnen (12) ein Abstand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der überwiegende Teil der Abstände einem Sollabstand (P) entspricht und mindestens ein erster Abstand (P1) vorhanden ist, welcher von dem Sollabstand (P) abweicht.
Gewindefräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Abstand (P1) kleiner als der Sollabstand (P) ausgebildet ist.
Gewindefräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstand (P1) im Bereich der ersten zehn Zähne (12), gezählt ausgehend von dem freien Ende des Gewindefräsers (10), angeordnet ist.
Gewindefräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die ersten zwei Abstände, vorzugsweise mindestens die ersten drei oder vier Abstände, gezählt ausgehend von dem freien Ende des Gewindefräsers (10), dem Sollabstand (P) entsprechen.
Gewindefräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstand (P1) zwischen dem vierten und dem fünften Zahn (12-4, 12-5), gezählt ausgehend von dem freien Ende des Gewindefräsers (10), angeordnet ist.
Gewindefräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindefräser (10) wenigstens zwei Abschnitte mit mehreren Zähnen (12) aufweist, welche axial gegeneinander verschiebbar angeordnet sind.
Gewindefräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung des ersten Abstands (P1) vom Sollabstand (P) etwa im Bereich von 2 % bis 20 %, vorzugsweise etwa im Bereich von 5 % bis 15 %, des Sollabstands (P) liegt.
Gewindefräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung des ersten Abstands (P1) vom Sollabstand (P) etwa im Bereich des Gewindespiels liegt.
Verfahren zur Herstellung eines Außengewindes an einem Bauteil oder eines Innengewindes in einem Bauteil, wobei in einem Schritt ein Gewindefräser nach einem der vorhergehenden Ansprüche in die Wandung des Bauteils zugestellt wird und in einem weiteren Schritt der Gewindefräser einmal den Umfang der Wandung entlanggeführt wird und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Außengewindes an einem Bauteil, wobei in einem ersten Schritt ein Bauteil mit einem Durchmesser, der dem Außendurchmesser des herzustellenden Außengewindes entspricht, bereitgestellt wird, und wobei in einem zweiten Schritt ein Gewindefräser (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche an das Bauteil herangeführt und mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des zu fräsenden Außengewindes ausgerichtet wird, in einem dritten Schritt der Gewindefräser (10) in radialer Richtung in die Wandung des Bauteils zugestellt wird und in einem vierten Schritt der Gewindefräser (10) einmal den Umfang der Wandung entlanggeführt wird und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Innengewindes in einem Bauteil, wobei in einem ersten Schritt ein Bauteil mit einer Bohrung mit einem Durchmesser, der dem Kerndurchmesser des herzustellenden Innengewindes entspricht, bereitgestellt wird, und wobei in einem zweiten Schritt ein Gewindefräser (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in die Bohrung hineingeführt und mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des zu fräsenden Innengewindes ausgerichtet wird, in einem dritten Schritt der Gewindefräser (10) in radialer Richtung in die Wandung der Bohrung zugestellt wird und in einem vierten Schritt der Gewindefräser (10) einmal den Umfang der Wandung entlanggeführt wird und dabei in axialer Richtung um eine Steigung von einem Gewindegang bewegt wird.