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Gewindeschneidapparat. Die Erfindung betrifft einen Gewindeschneidapparat
zum Anbau an eine umlaufende Aiaschinenspindel mit einem Gehäuse, welches mit der
Aiaschinenspindel umläuft und einer in dein-Gehäuse axial spielend gelagerten Gewindebohrspindel,.die
radiale Antriebsansätze trägt, die zu gemeinsamer Drehung, jedoch mit axialer Bewegungsmöglichkeit#mit@in
dem Gehäuse untergebrachten und damit-umlaufenden axialen Antriebsvorsprüngen kuppelbar
sind..
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Solche Gewindeschneidapparate können an Bohrmaschinen, Drehbänke oder
Fräsmaschinen angebaut werden, um mittels
dieser Maschinen Gewindebohrungen
herzustellen.
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Bei bekannten Gewindeschneidapparaten dieser Art ist in dem Gehäuse
eine Muffe gelagert, die in AYialrichtung verlaufende Nuten zum Angriff der radial
von der Gewindebohrspindel vorstehenden Antriebsansätze hat. Im Verlaufe des Gewindebohrvorganges
gleiten die Antriebsansätze in den Nuten entlang, bis sie schließlich am Ende des
Gatndevorganges den Bereich der Muffe verlassen und aus den Nuten austreten. Bisher
ergab sich nun beim Austreten der Antriebsansätze der Gewindebohrspindel aus den
Nuten der Muffe immer ein unerwünschtes Rattern , da die Antriebsansätze
nicht schlagartig aus dem Bereich der Nuten der starren Aluffe verschwinden, sondern
nur allmählich. Außer dem unerwünscht lauten Rattern ergab sich aber auch ein Verschleiß
insbesondere an den Kanten der 'Nuten der Aluffe.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses unerwünsdte
Rattern und den im Zusammenhang damit auftretenden Verschleiß durch eine neuartige
Anordnulg der in dem sich drehenden Gehäuse vorgesehenen Antriebsansätze zu vermeiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird_bei einem Gew4ndeschneid-Apparat der
eingangs als bekannt vorausgesetzten Art erfindungsgemäß
die Anordnung
so getroffen, daß die Antriebsvorsprünge in dem Gehäuse axial nachgiebig gelagert
sind, so daß sie sich aus dem Weg der Antriebsansätze herausbewegen können, wenn
diese am Ende des Gewindebohrvorganges an den äußeren Enden der Antriebsvorsprünge
angreifen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Anordnung
so getroffen, daß die Antriebsvorsprünge an der Wand einer in einer Bohrung des
Gehäuses verschiebbaren Muffe sitzen, die einen Bodenteil hat, an dem eine Schrauben-Feder
anliegt, die sich mit ihrem anderen Ende an der Innen-Fläche des Gehäuses abstützt.
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Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn jeder Antriebsansatz
eine in axialer Richtung verlaufende Antriebskante und eine schräg von der Antriebskante
weg verlaufende hintere Kante hat.
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Diese Anordnung erleichtert das IIineinfinden der an der. Spindel
sitzenden Antriebsvorsprünge in die Zwischenräume zwischen den Antriebsansätzen
an der mit dem Gehäuse um-laufenden Muffe.
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Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
anhand von Figuren.
| Fig. 1 zeigt schematisch einen Gewindeschneidapparat, |
| der an einer Bohrmaschine oder dergleichen an- |
| gebracht ist. |
| Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den in Fig.l gezeigten |
| Gewindeschneidapparat. |
| Fig. 3 ist ein längs der Linie 3-3 der Fig.2 gelegter |
| Schnitt. |
| Fig. 4 ist ein längs der Linie 4-4 der Fig.2 gelegter |
| Schnitt. |
| Fig. 5 ist eine schaubildliche Einzeldarstellung einer |
| nachgiebig in dem Gehäuse gelagerten Aluffe, |
| die Antriebsansätze für die GewinLbohrspindel |
| trägt. |
Es wird nun im einzelnen auf die Figuren 1 bis 5 der Zeichnungen Bezug genommen.
Die Bezugsziffer 10 bezeichnet eine Werkzeugmaschine, an die der Gewindeschneidapparat
nach der Erfindung angebaut werden kann. Diese Werkzeugmaschine hat eine Spindel,
an der der erfindungsgemäße Gewindeschneidappa-rat 12 sitzt. Die -Bezugsziffer 13
bezeichnet eine Anschlagstange, die durch eine am oberen Ende der Werkzeugmaschine
10 angebrachte senkrechte Stange 14 gegen Drehung
gesichert ist.
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Der Gewindeschneidapparat hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse
17 mit einem nach oben vorstehenden Oberteil 23, auf dessen Außengewinde eine gerändelte
Stellkappe 19 aufgeschraubt ist. Zur Begrenzung des auf einen Gewindebohrer übertragenen
Drehmomentes ist eine Drehmomentsbegrenzungskupplung vorgesehen, die bei Überlastung
rutscht. Die Stellkappe 19 dient zur Einstellung der Kupplung. Die Bezugsziffer
21 bezeichnet die Bohrspindel, an der ein Spannfutter 22 zur Einspannung eines Gewindebohrers
24 sitzt. Das sieht man in Fig.1. Das Spannfutter 22 und der Gewindebohrer 24 bedürfen
hier als an sich bekannt keiner näheren Beschreibung.
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Die Fig. 2 zeigt den Gewindeschneidapparat 12 im Querschnitt. Dort
sieht man auch das nach oben ragende und mit Außengewinde versehene Oberteil 23,
auf welches die Stellkappe 19 aufgeschraubt ist. Der untere Teil des Ge4äus_es ist
hohl. Das Oberteil 23 hat eine kegelige Bohrung. 25 .zur Aufnahme des Endes der
lllaschinenspindel 11. Die Kappe ,19 ist außen gerändelt und auf das Oberteil 23
au-fgeschrai@bt* .An derKappe 19 ist auch eine radiale Bohrung:=?e:vorgesehen, die
Gewinde zur-,Aufnahme einer _, zur°=Zestiog4ng dienenden AladenechraubeC_27 hat._
Die Stell-_ . , .. -- _. @ . tr,r _. . a, __
kappe 19 dient zur
Einstellung des durch d.e Kupplung zu übertragenden Drehmomentes.
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In seinem mittleren Teil hat das Oberteil 23 deg Gehäuses drei im
Winkel versetzte Axialbohrungen 31, in denen Stifte 32 sitzen. Diese ragen in einen
von ihnen angetriebenen Kupplungsantriebskörper 35 hinein. Dabei handelt es sich
um ein rundes Teil mit einer mittleren Bohrung 36 und einem herabragenden Rand 37.
Der mit den Axialbohrungen 31 versehene mittlere Teil 30 des Gehäuses 23 hat auch
drei weitere Bohrungen 39,in denen Schraubenfedern 40 sitzen. Ein Ende dieser Schraubenfedern
drückt auf den Kupplungsantriebskörper 35, und die anderen Enden der Federn stützen
sich an einer Federplatte 42 in der Stelllappe 19 ab. DiEGes Drucklager besteht
aus einem Käfigring 41 mit Kugeln 43 in Öffnungen des Käfigringes.
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Die Bezugsziffer 44 bezeichnet eine Kupplungshül:@e. Diese Kupplungshülse
ist zylindrisch und hat eine Bohrung 45. In einem erweiterten unteren Teil 46 der
Kupplungshülse sitzt eine Senkbohrung 47 zur Aufnahme.desoberen Endes einer Umkehrmuffe
50. Der erweiterte Teil der Kupplungshülse 44 bildet eine ''.'inkelschulter 51,-auf
welcher' '-eine erste innere Kupplunösringplatte 55 aufliegt. Zwischen dieser Kupplungsringplatte
55 und dem Antriebsglied 35 der
Kupplung liegen-Kupplungselemente.
Die Kupplung besteht aus abwechselnd angeordneten Fiberplatten 60 und Metallscheiben
60 und 62. Der herabragende Rand 37 hat bei 65
Schlitzes in welche
von gewissen von den bletallplatten vorstehende Vorsprünge 66 und 67 hineinragen,
um so eine An-triebsverbindung zu den Platten herzustellen. Der obere
Teil
der Kupplungshülse 44 hat axial verlaufende Schlitze 68, 68' und 68", die
in der bei 64 und 69 gezeigten Weise Vorsprünge von anderen Metallplatten
aufnehmen, so daß diese Metallplatten die Kupplungshülse 44 antreiben können.
Die Übertragung der Antriebsbewegung wird durch die reibungsschlüssige Verbindung
mit den Fiberplatten ermöglicht.
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Die Stärke des Reibungsschlusses hängt von der Einstellung der Stellkappe
19 und der dadurch bedingten Spannung der Federn 40 ab.
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Die über der Kupplungsringplatte 55 angeordnete Schei-
benkupplung
stützt--sich nach unten auf einem Kugellager 70 ab. Dieses hat eine äußere Laufbahn
71, eine innere Lauf-
bahn ;2 und Kugelre- i3. Das Kugellager 70 ist im Inneren
des Gehäuses 17 gelagert und lagert seinerseits die Kupplungshülse 44, die
durch die Scheibenkupplung im gleichen Sinne mit dem Gehäuse 17 antreibbar ist.
Die
Bezugsziffer 76 zeigt die Bohrspindel. Diese ist zylindrisch ausgestaltet und hat
eine mittlere Bohrung 77. Das obere Ende der mittleren Bohrung 77 der Bohrspindel
76 weist innen eine Buchse 78 auf und trägt außerdem drei radial vorstehende Antriebsstifte
80, 81 und 82 (Fig.3). Diese Antriebsstifte ziehen durch radiale Bohrungen der Spindel
76 nach außen heraus. Die Bohrspindel 76 ist in dem Gewindeschneidapparat axial
verschiebbar gelagert und kann von direktem Antrieb auf Umkehrantrieb umgestellt
werden.
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Die Enden der Antriebsstifte 80, 81 und 82 können in Öffnungen oder
Aussparungen einer in Fig.5 gezeigten, in axialer Richtung in dem Gewindeschneidapparat
federnd nachgiebig gelagerten Muffe eintreten. Diese bluffe 85 ist im wesentlichen
zylindrisch, hat aber an ihrem oberen Teil im Winkel versetzt mit geradenSeiten
versehene Nasen 87. Diese Nasen passen in entsprechend geformte axiale Schlitze,
die auf der Innenseite in den oberen Teil der Kupplungshülse 44 vorgesehen sind.
Die Schlitze tragen die Bezugsziffer 88 (Fig.2). Die federnd nachgiebig gelagerte
h'uffe 85 läuft also mit der Kupplungshülse 44 um, kann sich ihr gegenüber aber
axial verschieben. Die bluffe 85 hat einen nach unten ragenden Fand, in den die
drei erwähnten Öffnungen zur Aufnahme der Antriebsstifte 80, 81 und 82 eingelassen
sind, Diese Öffnungen werden begrenzt von einer im wesentlichen axial verlaufenden
:ante 91 und einer von der axial verlaufenden
Kante weg geneigten,
also schraubenförmig verlaufenden Kante 92 Die Afufee 85 hat auch einen querverlaufenden
oberen Bodenteil 95 mit einer Mittelöffnung 96. Durch diese lliittelöffnung 96 kann
eine Rückholfeder 97 für den Gewindebohrer hindurchtreten. Die Fig.3 zeigt die räumliche
Lage der Antriebsstifte 80, 81 und 82, der axial verschiebbaren Muffe 85 und der
Kupplungshülse 44, Dicht bei dem unteren Ende der kegeligen Bohrung 25 des Oberteiles
23 des Gehäuses befindet sich eine zylindrische Bohrung 100 und eine Senkbohrung
101 zur Aufrahme eines Federhalters 102. Am unteren Ende des Federhalters 102 ist
ein Haken 103 angebracht, an den sich das obere Ende der Rückholfeder 97 für den
Gewindebohrer anhängen läßt. Unterhalb der Senkbohrung 101 befindet sich eine weitere
Senkbohrung 104 und dann eine noch kürzer gehaltene Senkbohrung 105. Die Bezugsziffer
110 bezeichnet eine Dämpfungsfede.r, deren eines Ende sich in die kurze Senkbohrung
105 legt, während das andere Ende an dem Bodenteil 95 der axial nachgiebig gelagerten
Aluffe 85 anliegt. Die Muffe 85 kann somit die. Feder 110 zusammendrücken und die
Antriebsstifte 80,81 und 82 aus dem direkten Angriffseingriff freikommen lassen.
Das wird im folgenden noch näher beschrieben.
Die Bezugsziffer
115 in Fig.5 bezeichnet eine- Umkehr= muffe, die ein Umkehrzahnrad 116 trägt. Die
Umkehrmuffe 115 ist auf die Bohrspindel 76 derart aufgepaßt, daß sie sie antreiben
kann. Das untere Ende der Umkehrmuffe 115 legt sich auf eine Druckscheibe 117. Mit
ihrem oberen Ende paßt die Umkehrmuffe 115 in die Buchse 50. Die Umkehrmuffe 115
hat am oberen Ende Öffnungen oder Ausschnitte, die umgekehrt angeordnet sind, wie
die Öffnungen oder Ausschnitte an der Bluffe 85. Die C:ffnungen oder Ausschnitte
in der Umkehrmuffe 115 werden durch axial verlaufende Kanten 120 und schräg verlaufende
Kanten 121 begrenzt, die in noch näher zu beschreibender Weise mit den Antriebsstiften
30, 81 und 82 zusammenwirken. Das Zahnrad 116 wird in noch näher zu beschreibender
Weise durch einen Planetenradantrieb angetrieben. Zur Lagerung der Bohrspindel 76
in der Umkehrmuffe 115 dient ein Bohrspindellager 125, welches am unteren Ende der
Umkehrmuffe 115 in einer Senkbohrung 126 sitzt. Der I'lanet(,nradträger des Planetengetriebes
trägt die Bezugsziffer 129 und ist mit seinem unteren Ende an dem Anschlagarm 13
angeschlossen. Zu diesem Zweck weit der Planetenradträger 129 am unteren Ende einen
kleineren Durchmesser auf, um den sich ein ringförmiges Befestigungsteil des Anschlagarmes
13 legt. Zur Sicherung ist*en Klemmring 131 vorgesehen. Auch der obere Teil des
Planetenradträgers 129 hat in der bei 132 gezeigten Weise einen kleineren Durchmessen
Er läuft innerhalb eines Kugellagers 134 um, welches eine äußere Laufbahn 135, eine
innere Laufbahn 136 und
Kugeln 137 tat. Dieses Kugellager ist mittels
eines Klemmringes 140 an seinem Platz gesichert. Von dem Lager 70 wird das Kugellager
134 durch Abstandsringe 138 entfernt gehalten. Der Planetenradträger 129 weist mehrere
Öffnungen 142 (Fig.4) zur Aufnahme der Planetenräder 143, 144 und 145 auf. Jedes
dieser Planetenräder sitzt auf einem Stift 3.50. Diese Stifte sind in dem Planetenradträger
129 gelagert. Wie die Fig.2 zeigt, sitzt das untere Ende des Stiftes 150 in einer
Bohrung 151 des Planetenradträgers 129 und das obere Ende des Stiftes in einer entsprechenden
oberen Bohrung 152 des Planetenradträgers 129. Jeder voai den Stiften läuft i n
einer beispielsweise aus ölimprägnierter Bronze hergestellten Buchse 155. Die Planetenräder
sind in ähnlicher Weise wie beschrieben gelagert und kämmen mit einem Ringzahnrad
3.56, welches in die Innenseite des zylindrischen Gehäuses 17 in der dargestellten
Weise eingepaßt ist. Die Bezugsziffer 160 bezeichnet einen unter dem Ringzahnrad
156 angeordneten Beilageringt unter dem sich ein Klemmring 161 befindet.
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Am Ende der Bohrung 7i weist die Bohrspindel 76 eine Senkbohrung 163
auf, in die ein Federhalter 164 eingelegt ist. Dieser ist als Kugellager 165 ausgeführt.
Der als Kugellager 165 ausgeführte Federhalter 164 hält das Ende
der
Feder 97. Der Endteil der Bohrspindel ist in der dargestellten Weise aufgeweitet
und nimmt das Spannfutter 22 und den Gewindebohrer 24 auf. Das sieht man in Fig.1.
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Die Arbeitsweise des Gewindeschneidapparates ist wie folgt: Wenn die
Bedienungsperson den in eine Maschine eingespannten Gewindeschneidap lyrat für einen
Gewindeschneidvorgang nach unten absenkt, ist an der Maschine gewöhnlich ein Anschlag
vorgesehen, der die unterste Stellung fixiert, bis in welche der Gewindeschneidapparat
herabbewegt werden kann, wenn er sich selbst in das Loch einschneidet und nach unten
geht. Die Bohrspindel kann in axialer Richtung frei spielen, so daß der Gewindebohrer
selbstführend arbeiten kann. Die Bedienungsperson braucht also selbst keinerlei
Druck auf den Gewindebohrer auszuüben, wenn dieser einmal an dem Werkstück
angegriffen hat. Er schneidet das Gewinde dann von selbst. Die Bedienungsperson
becegt die Maschinenspindel nur solange hinter dem selbstführenden Gewindeapparat
hinterher, bis die gewünschte Tiefe erreicht ist. Alsdann wird durch eine kurze
Aufwärtsbewegung der Maschinenspindel eine augenblickliche Unkehr des Gewindeschneidapparates
bewirkt. Der Gewindebohrer geht dann, sobald er aus dem Loch zurückgezogen ist,
wieder in eine rechtssinnige Drehung über. Wenn der Gewindebohrer beim Schneiden
eines blinden
Gewindeloches den Boden der Bohrung erreicht, dann
rutscht die federbelastete Kupplung.
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Das an die Kupplung angegebene und davon übertragene Drehmoment wird
durch die Einstellung der Kupplung mittels der Stellkappe 19 begrenzt. Der auf die
Kupplung ausgeübte Axialdruck wird durch das aus dem Ring 41 und den Kugeln 43 bestehende
Drucklager aufgenommen, Die Metallscheiben und die Fiberseheiben der Kupplung greifen
in der beschriebenen Weise aneinander an und übertragen das Drehmoment ohne jedes
Geräusch in einer fein einstellbaren Weise. Beim direkten Antrieb wird das Drehmoment
in der beschrietazen Weise an die Kupplungshülse 44 übertragen. Die Kupplungshülse
37 wiederum gibt das Drehmoment an die federnd nachgiebig gelagerte 1:Iuffe 85 ab,
die mit ihr umläuft. Beim Direktantrieb ragen die als Antriebsansätze arbeitenden
Stifte 80, 81 und 82 in die Ausschnitte der Muffe 86 hinein und legen sich gegen
die als Antriebsvorsprünge arbeitenden, axial verlaufenden Kanten 91. Auf diese
Weise überträgt die Muffe 85 das Drehmoment auf die Bohrspindel 76. Wie erwähnt,
erfolgt auf diese Weise der Direktantrieb, bei dem die Bohrspindel in der g-bichen
Richtung wie das von der hiaschinenendel 11 angetriebene Gehäuse des Gewindeschneidapparates
umläuft. Wie ebenfalls bereits erwähnt, kann die federnd aufgehängt Bohrspindel
76 in axialer Richtung frei spielen. Um die Drehrichtung der Bohrspindel umzukehren,
wird der Gewinde-. schneidapparat durch entsprechende Bewegung der Maschinenspindel
kurzzeitig
nach oben bewegt und vollführt dabei eine Bewegung gegenüber der in dem Werkstück
festgehaltenen Bohrspindel 76. Die als Antriebsansätze dienenden Stifte 80, 81 und
82 kommen nun außer Eingriff von den als Antriebsvorsprünge arbeitenden axialen
Kanten 91 der Ndernd nachgiebig gelagerten Muffe 35. Stattdessen kommen die Stifte
80, 81 und 82 in Eingriff mit den axialen Kanten 121 der Umkehrmuffe 115. Das führt
dazu, daß der Gewindeschneidapparat nun in umgekehrter Richtung arbeitet.
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Die federnd nachgiebig gelagerte Muffe 85 hat eine sehr wichtige Funktion.
Sie ermöglicht es, daß bei den Csewindeschneidapparaten nach dem Stande der Technik
auftretende Rattern beim Umkehrvorgang und den damit verbundenen Verschleiß auszuschalten.
Wenn nämlich die unteren Enden der Kanten 91 der Muffe 85 die Stifte 80, 81 und
82 erreichen, können sie, anstatt auf den Stiften entlangzurattern, sofort nach
oben ausweichen, da ja die Aiuffe 85 mittels der Feder 110 nachgiebig gelagert ist.
Bei der weiteren Aufwärtsbewegung nimmt die Muffe 85 dann wieder ihre normale Stellung
ein. Wenn der Gewindeschneidapparat von Umkehrantrieb auf den Direktantrieb umgeschaltet
wird, dann erleichtert die geneigte Anordnung der schraubenförmig ausgestaltetenFlächen
92 da;; Eintreten der Stifte 80, 81 und 82 und den Angriff an den axial vedßufenden
Kanten 91. Ein ähnlicher Vorgang spielt sich
ab, wenn die Stifte
80, 81 und 82 in Berührung mit der Umkehrmuffe 115 kommen. Auch dort erleichtern
die schraubenförmig verlaufenden Kanten 121 das Angreifen der Stifte an den axial
verlaufenden Flächen 120. Beim Umkehrantrieb wird die Bohrspindel mittels der Stifte
80, 81 und 82 mit der Umkehrmuffe und dem Umkehrzahnrad 116 gekuppelt. Die Antriebsbewegung
verläuft nun durch das Gehäuse 17, das die Planetenräder 143, 144 und 145
antreibende Ringzahnrad 156 und die Umkehrmuffe. Die Planetenräder, die auf dem
Planetenradträger 129 sitzen, werden durch den Anschlagarm 13 daran gehindert, die
Bohrspindel zu umkreisen. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung
kann abgewandelt werden. Bei kleineren Ausführungsformen kann man das Drucklager
in dem-Kupplungsgehäuse auslassen, Auch das untere Lager 134 kann kleiner bemessen
werden.