DE1171244B - Drehmomentabhaengige Klauenkupplung fuer Gewindeschneidvorrichtungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 23 g

Deutsche Kl.: 49e-10

Nummer: 1 171 244

Aktenzeichen: A24497Ib/49e

Anmeldetag: 16. März 1956

Auslegetag: 27. Mai 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehmomentabhängige Klauenkupplung für Gewindeschneidvorrichtungen mit einem axial feststehenden und einem durch axiales Verschieben gegen Wirkung einstellbarer Federn ausrückbaren und ausgerückt fest haltbaren Klauenkupplungsteil.

Mit derartigen Kupplungen versehene Gewindeschneidvorrichtungen werden insbesondere zum Einschneiden von Gewinden in Sacklöchern verwendet. Dabei werden vor allem Gewindeschneidvorrichtungen mit Klauenkupplung benutzt, bei denen der angetriebene Teil von dem auf den Gewindebohrer wirkenden Drehmoment entlastet werden kann, sobald· der Widerstand gegen den Umlauf des Bohrers einen bestimmten Wert überschreitet.

Es sind bereits verschiedene Kupplungen bekannt, die selbsttätig bei Erreichen einer bestimmten Grenze die Übertragung des Drehmomentes unterbrechen. Beispielsweise ist eine bekannte Kupplung als Knaggenkupplung ausgebildet, deren federbelastete, drehbar um Zapfen gelagerte Knaggen bei Überlast aus entsprechenden Nuten herausrutschen und in Außer-Eingriffsstellung durch eine federbelastete Sperrvorrichtung gehalten sind, die bei Belastung außer Eingriff kommt. Bei dieser bekannten Kupplung stehen die das Drehmoment übertragenden Schwinghebel ständig unter einer starken Belastung, wenn sie bei Überlast angesprochen werden. Besonders bei den hohen Schnittgeschwindigkeiten, die mit Schnellstahlwerkzeugen eingehalten werden können, zeigt sich durch diesen Übelstand eine starke Abnutzung und Erwärmung, wodurch ein genaues Einhalten eines bestimmten Drehmomentes praktisch unmöglich wird.

Bei einer anderen Ausführung treten bei einer Belastung besondere Vorsprünge, die durch Federn in Ausfräsungen gehalten werden, aus diesen heraus und verdrehen sich gleichzeitig um 90°, so daß ein selbsttätiges Wiedereinklinken verhindert wird. Bei dieser Vorrichtung muß also, um sie wieder einschalten zu können, eine besondere Auslösung erfolgen.

Das ist auch bei einer anderen bekannten Einrichtung erforderlich, bei der durch Kipphebel zwischen antreibendem Teil und einem Kupplungsteil die Kupplung außer Eingriff gehalten wird. Bei einem Ansteigen des Arbeitswiderstandes und damit des Drehmomentes stellen sich die vorgesehenen Stützbolzen bzw. Kipphebel immer steiler auf, bis ein Umschnappen eintritt. Die an diesen bekannten Vorrichtungen verwendeten Vorsprünge und Kipphebel unterliegen einem erheblichen Verschleiß, da sie Drehmomentabhängige Klauenkupplung für
Gewindeschneidvorrichtungen

Anmelder:

Aktiebolaget Svenska Precisionsverktyg, Nacka

(Schweden)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Johann Bernhard, Nacka (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 18. März 1955 (2624)

einer starken Gleitreibung ausgesetzt sind. Diese Reibung führt außerdem zu einem ungenauen Ansprechen der Kupplung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drehmomentabhängige Klauenkupplung für Gewindeschneidvorrichtungen zu schaffen, bei der unter Beibehaltung der Drehsinn-Unabhängigkeit und dem automatischen Wiedereinrücken der Kupplung eine bleibende genaue Ansprechbarkeit und eine formschlüssige Übertragung des Drehmoments erhalten werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der axial unverschiebliche Klauenkupplungsteil gegenüber einem Antriebsteil begrenzt drehbar angeordnet und von einem das Drehmoment übertragenden, dem Kupplungsteil gegenüber axial verschiebbaren Ring umschlossen ist, dessen eine Stirnfläche gegenüber einem Antriebsteil V-förmige Quernuten für teilweise eingreifende Kugeln aufweist und dessen andere Stirnfläche in dem axial verschieblichen Kupplungsteil anliegt, und daß an dem Antriebsteil der Anzahl der Kugeln entsprechende Vorsprünge vorgesehen sind. Dieser Erfindungsgegenstand kann weiter dadurch verbessert werden, daß die Nuten des äußeren Ringes in gegenüber der Drehrichtung schwach geneigte Flächen übergehen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Gewindeschneidvorrichtung,

409 597/62

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Teil der in der Fig. 1 dargestellten Gewindeschneidvorrichtung in einer senkrecht zur Schnittebene dieser Figur verlaufenden Ebene,

F i g. 3 eine Draufsicht auf einen zu dieser Kupplung gehörigen Ring und

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teils der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ohne die zugehörige Schutzhaube zur Veranschaulichung der Kupplungsglieder des Apparates zueinander in der Kuppellage.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform der Kupplung besteht aus dem Antriebskonus 10 mit einem Fortsatz 12, der Schutzhülse 14, der Hülse 16 und dem in den Raum 20 hineinragenden Führungskörper 18. Der Führungskörper 18 ist frei drehbar, aber in axialer Richtung unbeweglich mit dem Fortsatz 12 verbunden. Der hülsenförmige Fortsatz 12 ist mit über den Umfang gleichmäßig verteilten Vorsprüngen 106 versehen, und zwar in dem vorliegenden Beispiel mit drei gleich großen Vorsprüngen, zwischen denen Lücken 108 frei gelassen sind. Die Übergänge zwischen den Lücken und den Vorsprüngen sind bei der in Rede stehenden Ausführungsform rechtwinklig abgesetzt, d. h.. die Enden erstrecken sich in der jeweiligen radialen Ebene.

Die Kupplung zwischen dem antreibenden Teil und dem angetriebenen Teil, d. h. in erster Linie dem Führungskörper 18, besteht zur Hauptsache aus zwei gleichmittig zueinander angebrachten Ringen 110, 112 in unmittelbarer Höhe des Fortsatzes 12 und, unterhalb dieser Ringe, einem weiteren Ring 114. Der innere Ring 112 des ersteren Ringpaares ist drehbar, aber axial unbeweglich auf dem Führungskörper 18 gelagert, und zwar mittels einer Anzahl von in zwei in einander zugewendeten ringförmigen Laufrinnen 116 und 118 an den Ringen 112 bzw. dem Führungskörper 18 untergebrachten Kugeln 113. Die Drehfreiheit des Ringes 112 gegenüber dem Fortsatz 12 ist durch Stifte 120 (Fig. 2) begrenzt, deren Anzahl im gezeigten Beispiel drei beträgt und die bei gleichmäßiger Verteilung über den Umfang in axialer Richtung in dem Fortsatz 12 eingelassen sind und mit einem herausragenden Endteil in am Ring 112 ausgebildeten und über seinen Umfang gleichmäßig verteilte Ausnehmungen 122 eingreifen.

Die untere Außenkante des Ringes 112 weist ferner gleichmäßig über den Umfang verteilte Vorsprünge 124 auf, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei solcher Vorsprünge, die so geformt sind, daß sie mit an der oberen Stirnkante des unteren Ringes 114 entsprechend ausgebildeten und verteilten Vorsprüngen 126 in Eingriff kommen können. Die beiden gleichmittigen Ringe 110, 112 sind in der Weise drehfest, jedoch axial bewegbar miteinander verbunden, daß in den aufeinanderzu weisenden Umfangsflächen halbzylindrische, axial verlaufende Laufrinnen 128, 130 zur Aufnahme von Kugeln 132 vorgesehen sind. Diese Laufrinnen sind gleichmäßig über den Umfang verteilt, und ihre Anzahl beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei. Sie beginnen jeweils an der dem anderen Ring gegenüberliegenden Stirnfläche und erstrecken sich bis nahe zu den entgegengesetzten Stirnkantenflächen, derart, daß verbleibende Teile des Ringmaterials die Lauffreiheit der Kugeln 132 in den auf diese Weise von paarweise zueinander offenen Rinnen gebildeten Kanälen begrenzen.

Auf den Ringen 110, 112 ist eine weitere Anzahl von gleichmäßig verteilten, axial verlaufenden Rinnen 133 vorgesehen, die zur Aufnahme von axial verlaufenden Schraubenfedern 134 dienen, die eine federbelastete Verschiebung der Ringe gegeneinander in axialer Richtung gestatten.

Der Ring 110 hat ferner an seiner oberen Stirnfläche flache Ausnehmungen 136, die vorteilhaft, wie in der Fig. 4 gezeigt ist, durch V-förmige Rinnen

ίο gebildet sind und zur Aufnahme von Kugeln 138 dienen, die einen so großen Durchmesser haben, daß sie über die Stirnfläche des Ringes 110 hinausragen und dadurch imstande sind, in die Ausnehmungen oder Lücken 108 zwischen den Vorsprüngen 106 des antreibenden Teils 12 einzutreten und dadurch die Antriebskupplung herzustellen.

Zu beiden Seiten der Ausnehmungen 136 sind an der in der Radialebene gesehenen oberen Stirnfläche des Ringes 110 im Verhältnis zu dieser Ebene um einige wenige Grade schräg ansteigende Flächenstücke 111 vorhanden, die in einer weiter unten näher zu beschreibenden Weise Laufbahnen für die Kugeln 138 bilden und die unter Zwischenschaltung einer in der Radialebene verlaufenden Stufe 115 in die obere Stirnfläche des Ringes 110 übergehen.

Die untere Stirnfläche des Ringes 110 ist eben und dadurch imstande, auf den Vorsprüngen 126 des Ringes 114 zu gleiten. Dieser Ring 114 ist mit Bezug auf den Führungskörper 18 drehfest, jedoch axial bewegbar angeordnet. Dies wird dadurch ermöglicht, daß in den aufeinanderzu weisenden Flächen des Ringes 114 und des Führungskörpers 18 axial verlaufende Rinnen 142 vorgesehen sind, in die eine Kugel 140 eingreift. Die axiale Bewegung des Ringes 114 erfolgt gegen die Kraft einer Anzahl von in axialer Richtung eingesetzter und auf der Unterseite des Ringes 114 über seinen Umfang gleichmäßig verteilter Schraubenfedern 144, von denen in der gezeigten Ausführungsform zwölf vorhanden sind; diese Federn 144 sind in an der Außenfläche des Führungskörpers 18 und der inneren Mantelfläche der Hülse 16 gleichmäßig verteilte, axial verlaufende halbzylindrische Ausnehmungen 146 eingesetzt. Die unteren Enden der Federn 144 stützen sich gegen einen Ring 148 ab, der drehbar auf einem Absatz 149 im Inneren der Hülse 16 gelagert und an diesem mittels eines Sicherungsringes 150 gehalten ist. Der Sicherungsring 150 liegt mit seinem Außenrand in einer in dem Innenmantel der Hülse 16 ausgebildeten ringförmigen Nut 151. Längs seines Umfanges hat der Ring 148 halbkreisförmige Vorsprünge, und zwar in derselben Verteilung wie die die Federn 144 aufnehmenden Ausnehmungen 146. Ferner hat der Ring 148 in seiner unteren Ringfläche einige, im dargestellten Ausführungsbeispiel vier, paarweise einander gegenüberliegende Vertiefungen 157 zur Aufnahme je einer Kugel 152, die durch die Kraft je einer Schraubenfeder 153 an den Ring 148 angepreßt gehalten wird. Die Federn sind in axialen Bohrungen 154 im Unterteil der Hülse 16 untergebracht, der zwecks Veränderung der Vorspannung der Federn 144 und damit des Druckes gegen den Ring 114 bei 160 in Schraubverbindung mit dem Führungskörper 18 steht.

Um einem Verklemmen des unteren Endes der Hülse 16 und eines an dem Führungskörper 18 vorgesehenen Führungsflansches 158 vorzubeugen, ist eine Sperre vorgesehen, die wirksam wird, bevor bei

einem Herabschrauben der Hülse auf den Führungskörper deren Ende gegen den Flansch 158 stößt. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht diese Sperre aus einem axial aus dem Hülsenende herausragenden Vorsprung 155 und einem radial in den Führungskörper eingesetzten Stift 156. Hierdurch wird eine peripher gerichtete Sperrkraft erzeugt, die bei der axialen Verschiebung der Hülse 16 gegenüber dem Führungskörper 18 jegliche Gefahr einer Verklemmung ausschaltet.

Beim Ingangsetzen eines Gewindeschneidvorganges nehmen die verschiedenen Teile der soeben beschriebenen Gewindeschneidvorrichtung die in den F i g. 1 und 2 veranschaulichte Lage ein. Die Kraftübertragung erfolgt vom Antriebskonus 10 über die in dem Fortsatz 12 vorgesehenen Vorsprünge 106, die mit den in den Ausnehmungen 136 des äußeren Kupplungsringes 110 lagernden Kugeln 138 in Eingriff kommen, und weiter über die Kugeln 132 zu dem inneren Kupplungsring 112. Dieser überträgt das Drehmoment auf den unteren Ring 114, indem die Vorsprünge 124 des Ringes 112 mit den Vorsprüngen 126 des Ringes 114 in Eingriff kommen. Von dem unteren Ring 114 wird die Kraft zum Führungskörper 18 übertragen und von diesem weiter zu der nicht dargestellten Haltevorrichtung für das Spannfutter des Gewindebohrers.

Wenn dieser beim Bearbeiten eines nicht durchgehenden Loches dessen Sohle erreicht, nimmt das Drehmoment zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil augenblicklich stark zu. Hierdurch werden die Kugeln 138 des äußeren Kupplungsringes 110 aus den Rinnen 136 heraus und auf die schräge Bahn 111 (Fig. 4) des Ringes 110 gezwungen. Wenn die Kugeln 138 einen bestimmten, im voraus bestimmten Teil der schrägen Bahn 111 durchlaufen haben, ist die axiale Verschiebung des Kupplungsringes 110 so weit fortgeschritten, daß seine untere, ununterbrochene Stirnfläche in dieselbe Höhenlage kommt wie die unteren Flächen der Vorsprünge 124 des inneren Kupplungsringes 112. Hierdurch werden diese Vorsprünge 124 aus dem Eingriff mit den Vorsprüngen 126 des Ringes 114 gelöst, und damit hört die Übertragung des Drehmomentes auf den den Gewindebohrer tragenden angetriebenen Teil der Vorrichtung auf. Da jedoch weiterhin eine Gleitreibung zwischen der ununterbrochenen unteren Stirnfläche des Ringes 110 und den Vorsprüngen 126 des Ringes 114 vorhanden ist, sind die Kugeln 138 gezwungen, ihre Rollbewegung auf den schrägen Bahnen 111 bis zur Endlage an den Stufen 115 fortzusetzen. Diese Endlage wird von den Stiften 120 begrenzt, indem sie gegen das eine Ende der Ausnehmungen 122 im Innenring 112 stoßen. Diese fortgesetzte Rollbewegung erzeugt eine weitere geringfügige axiale Verschiebung des Außenringes 110 gegenüber dem unteren Ring 114 und demzufolge je nach dem Steigungswinkel und der Länge der Bahnen 111 einen gewissen axialen Spielraum zwischen den Vorsprüngen 126 des unteren Ringes 114 und den Vorsprüngen 124 des inneren Kupplungsringes 112. Dieser Ablauf stellt eine gleichförmige und erschütterungsfreie Abschaltung des Drehmomentes entlang einer ununterbrochenen Bahn in demselben Augenblick sicher, wo der Gewindebohrer die Sohle des mit dem Gewinde zu versehenden Loches erreicht.

Wenn der Gewindebohrer zurückgeschraubt werden soll, wird der Antriebskonus 10 zum Umlauf in entgegengesetzter Richtung gebracht. Hierbei rollen die Kugeln 138 des äußeren Kupplungsringes 110 wieder in die Rinnen 136 zurück. Die Federn 134 können nun den Ring 110 in seine Ausgangslage zurückdrücken, und dies hat zur Folge, daß die Vorsprünge 126 des unteren Ringes 114 wieder in Eingriff mit den Vorsprüngen 124 des inneren Kupplungsringes 112 kommen. Damit nimmt der Ring 114 wieder an der Umlaufbewegung der Welle 10 teil; diese Umlaufbewegung wird über die Kugel 140 zum Führungskörper 18 und von dort zum Gewindebohrer übertragen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drehmomentabhängige Klauenkupplung für Gewindeschneidvorrichtungen mit einem axial feststehenden und einem durch axiales Verschieben gegen Wirkung einstellbarer Federn ausrückbaren und ausgerückt festhaltbaren Klauenkupplungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß der axial unverschiebliche Klauenkupplungsteil (124) gegenüber einem Antriebsteil (12) begrenzt drehbar angeordnet und von einem das Drehmoment übertragenden, dem Kupplungsteil (124) gegenüber axial verschiebbaren Ring (110) umschlossen ist, dessen eine Stirnfläche gegenüber einem Antriebsteil (12) V-förmige Quernuten (136) für teilweise eingreifende Kugeln (138) aufweist und dessen andere Stirnfläche in dem axial verschieblichen Kupplungsteil (114) anliegt, und daß an dem Antriebsteil (12) der Anzahl der Kugeln (138) entsprechende Vorsprünge (106) vorgesehen sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (136) des Ringes (110) in gegenüber der Drehrichtung schwach geneigte Flächen (111) übergehen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 403 756, 460 158, 620377,735 877.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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