DE2346809C3 - An feststende Werkstücke verbring- und über einen mit ihrem verbindbaren Unterbau ansetzbare Vorrichtung zum Wirbeln von Innengewinden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine an feststehende Werkstükke verbring- und über einen Unterbau ansetzbare Vorrichtung zum Wirbeln von Inngengewinden nach dem Oberbegriff des Anspruchs U

Eine derartige Wirbeleinrichtung ist aus der DE-OS

21 42 004 bekannt Es handelt sich hierbei um eine Gewindeschälmaschine, die an das Werkstück herangeführt und direkt mit diesem verbunden wird. Der Antrieb der Gewindeschneideinrichtung erfolgt über eine Spindel und eine hohle Planetenwelle, in der die Spindel verschwenkbar angeordnet ist Durch die Einstellung des Schwenkwinkels wird die Spindel auf den Steigungswinkel des herzustellenden Gewindes eingestellt Die radiale Lage der Werkzeugspitze bleibt unverändert Der axiale Antrieb der Maschine samt Gehäuse erfolgt über eine in dem Unterbau stationär angeordnete Spindel, auf der sich eine drehangetriebene Mutter bewegt Auf welche Weise die Maschine samt Gehäuse über ihren Unterbau mit dem Werkstück verbindbar sein soll, ist dort nicht ersichtlich gemacht

Eine weitere Wirbeleinrichtung ist in der Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb«, 95. Jahrgang, 1962, Heft 7, auf Seite 490 dargestellt und erläutert Im Aufnahmekonus einer Bohrwerkspindel ist eine Hülse befestigt in der exzentrisch zur Bohrwerkspindel eine Wirbelspindel mit dem Wirbelwerkzeug umläuft. Die Wirbelspindel erhält ihren Antrieb über Keilriemen von einem um das gleiche Maß wie die Wirbelspindel exzentrisch und pendelnd an der Bohrwerkspindel aufgehängten Motor. Die Erzeugung des Gewindes erfolgt durch Überlagerung der Planetenbewegung des Wii jciwerkzeuges und des axialen Vorschubs der Bohrwerkspindel. Nach Beendigung des Arbeitsvorganges laßt sich das Wirbelwerkzeug durch Schwenken von Hand außer Eingriff bringen, so daß die Bohrwerkspindel mit der gesamten Ein- richtung axial zurückgefahren werden kann.

Diese bekannte Wirbeleinrichtung ist als Aufsatz auf einer Werkzeugmaschine konzipiert und kann daher immer nur ir. Verbindung mit einer derartigen Maschine eingesetzt werden. Hieraus ergeben sich zahlreiche Nachteile; insbesondere ist der Einsatzbereich der Wirbeleinrichtung wegen der geringen Mobilität beschränkt

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, für die gattungsgemäße Vorrichtung eine Bauart anzuge ben, bei der die Ansetzbarkeit auf einfache Weise ge währleistet ist und eine Mitbewegung des Gehäuses beim Wirbeln gegenüber dem Unterbau entfallen kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen

Merkmale gelöst.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine vereinfachte Handhabung beim Ansetzen und Wirbeln, welches dadurch mit größerer Genauigkeit durchgeführt werden kann. Bei ihrem Absetzen mit einem Kran od. dgl. auf dem zu bearbeitenden Werkstück kann die lotrecht stehende und zunächst über die untere Standplatte hinausgefahrene Wirbelspindel mit ihrem freien Ende in das vorzubereitende Bohrloch eintauchen, ohne

die Wand des Bohrloches zu berühren. Der jeweils an die Wirbelspindel angeflanschte Wirbeldorn entsprechend dem gerade notwendigen Durchmesser geht somit zunächst zentrisch in die Tiefe des vorgebohrten Gewindeloches, ohne dabei zu spänen. Anschließend wird die Spindel über die Verstellvorrichtung um einige Grade aus der Lotrechten allmählich in die Spurtiefe des Gewindes verschwenkt, d, h, zugestellt, so daß eine Bewegung des Gehäuses entfallen kann. Ober eine Vorschubeinrichtung wird die rotierende Spindel und damit der Wirbeldorn anschließend entsprechend der gewünschten Gewindesteigung kontinuierlich angehoben, so daß das Gewinde von unten nach oben gewirbelt wird. Durch die Herstellung des Gewindes beginnend von der Sacklochtiefe nach oben steht für die Späne ein immer größer werdender Raum zur Verfugung, so daß die Beanspruchung der empfindlichen Wirbelstähle wesentlich reduziert werden kann. Eine Hinterkammerung der Bohrlöcher kann entfallen.

Aus der Zeitschrift »Technische Rundschau« Nr. 20 vom 15.5.1973, Seite 9, ist bereits eine mobile Vorrichtung bekannt, die mit ihrem Gehäuse an zu bearbeitenden Werkstück befestigbar ist. Die dort beschriebene Vorrichtung dient zum Anschrägen von Durchbrüchen in Bohrungen von Zylindereinsätzen für Großdieselmotoren. Mit ihr ist daher weder ein Gewindeherstellen durch Wirbeln beabsichtigt noch möglich. Die Schrägstellung der mit der Spindel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht vergleichbaren Pinole dient lediglich zur Anschrägungseinstellung für den abzuschrägenden Schlitz. Die Durchführung einer Schwenkbewegung nach dem Einführen in eine Bohrung zum Zustellen des Wirbelwerkzeuges kann dieser bekannten Vorrichtung nicht entnommen werden. Zur Anpassung an unterschiedliche Bohrlochgrößen wird die Vorrichtung über einen separaten Zentrierring, dessen Größe an die Bohrlochgröße angepaßt ist, an dem Werkstück befestigt.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Verstellvorrichtung zum Verschwenken der Spindel einen Verstellri.ig auf, der mit einer zentrischen Lagerung für die in ihm geführte Spindel ausgestattet, mit seiner nach innen gewölbten Unterseite auf einer Bogenführung gelagert, auf dieser in einer Verschiebenut geführt und über einen Verstellantrieb gegenüber der Bogenführung verschiebbar ist.

Die Versdiiebenut kann im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildet sein. Der Verstellring ist somit zwar drehfest mit der Bogenführung verbunden, kann auf dieser jedoch in einer bestimmten Ebene verschoben werden. Da die Spindel in dem Verstellring spielfrei gelagert ist, wird bei einem Verschieben des Verstellringjs gegenüber der Bogenführung die Spindel aus der Lotrechten herausgekippt.

Es ist vorteilhaft, wenn der Verstellantrieb aus einer lotrecht gelagerten und um ihre Mittelachse über einen Motor drehbaren Steuertrommel besteht, die eine bezogen auf ihre Mittelachse exzentrische Steuernut aufweist, in die ein Mitnehmer des Verstellringes eingreift.

Durch ein Drehen der Steuertrommel um etwa 90° erfolgt eine entsprechende Verschiebung des in die exzentrische Steuernut eingreifenden Mitnehmers und damit des Verstellringes. Im Ende der Steuernut kann zur Justierung ein verstellbarer Anschlag vorgesehen sein.

Der Motor für den Verstellantrieb treibt zweckmäßig eine im Steigungswinkel geneigte Globoidschnecke an, die in eine lotrechte Außenverzahnung der Steuertrommel eingreift.

Es ist vorteilhaft, wenn die Bogenführung den Abschnitt eines Zylindermantels bildet, dessen Mittelpunkt mit dem Drehzentrum eines Pendelrollenlager zusammenfällt, in üem die Spindel gelagert ist

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt, Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Innengewinden und

Fig.2 in Draufsicht eine in Fig. 1 im Mittelschnitt dargestellte Steuerschiene.

Danach besteht die dargestellte Vorrichtung aus einem Gehäuse 1, das an seinem oberen Ende mit einer Aufhängevorrichtung 2 versehen und mit seinem unteren, kreisförmig ausgebildeten Ende in eine entsprechende Ausnehmung einer Standplatte 3 eingesetzt ist, die als separate Zentrierscheibe ausgebildet ist. Die Standplatte weist eine Bohrung 4 zum Durchtritt einer Spindel 5 auf und liegt auf einem Werkstück 6 plan auf.

Der Drehantrieb für die Spindel 5 besteht aus einem am Gehäuse 1 befestigten elektrischen Motor 7, der über Keilriemenscheiben 8, 9 eine Kurdanwe'le 10 antreibt. Letztere ist durch eine auf eine Keilwelle 11 gesteckte Keilnabe 12 längenveränderiich ausgebildet. Die Kardanwelle 10 treibt die Spindel 5 an, die an ihrem unteren Ende einen austauschbaren Wirbeldorn 5a trägt, de· mit einigen seitlich vorstehenden Wirbelstählen 13 bestückt ist

Das Gehäuse 1 umschließt eine als Leitpatrone dienende Gewindebuchse 14, die mit einem Pendelrollenlager 15 bestückt ist, in dem die Spindel 5 gegenüber der Lotrechten verschwenkbar gelagert ist. Im oberen Teil der Gewindebuchse 14 ist eine die Kardanwelle 10 zentrisch umschließende Bogenführung 16 vorgesehen, die eine mittige Verschiebenut 17 mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt aufweist. Auf der Bogenführung 16 ist mit seiner nach innen gewölbten Unterseite ein Verstellring 18 geführt, der in die Verschiebenut 17 eingreift und somit drehfest mit der Bogenführung 16 verbunden ist.

Die in ihrem oberen Teil als hohles Schwungrad ausgebildete Spindel 5 ist in dem Verstellring 18 durch ein zwischengeschaltetes Nadellager 19 drehbar gelagert. Jeder Wirbelstahl 13 ist gegenüber der Horizontalen etwa um einen Winkelbetrag α nach unten geneigt, um den auch die Spindel 5 gegenüber der L otrechten verschwenkbar ist durch Verschiebung des Verstellringes 18 auf der Bogenführung 16.

Oberhalb der Gewindebuchse 14 und auf dieser aufliegend ist eine lotrecht gelagerte und um ihre Mittelachse 20 drehbare Steuertrommel 21 vorgesehen, die eine exzentrische Sieuernut 22 aufweist (siehe Fig.2). In letztere greift über eine Kugel 23 ein Mitnehmer 24 des darunterliegenden Verstellringes 18 ein. Die Steuertromi.iei 21 ist auf ihrem Umfang mit einer lotrechten Außenverzahnung 25 versehen, in die eine im Steigungswinkel geneigte Globoidschnecke 26 als Drehantrieb eingreift. Mit der Unterseite der Steuertrommel 21 ist ein hinterschnittener Ring 27 verschraubt, der das obere Ende der Gewindebuchse 14 untergreift.

Die Gewindebuchse 14 ist mit einem Außengewinde 28 versehen, auf das ein Gewindering 29 geschraubt ist, der auf seinem äußeren, als Schneckenrad ausgebildeten Umfang von einer Schnecke 30 beaufschlagt wird. Der Gewindering 29 ist in dem Gehäuse 1 der Vorrichtung zwar drehbar, hinsichtlich seiner Höhenlage aber stationär gelagert. Die Schnecke 30 kann von einem Motor 31 über ein zwischengeschaltetes, mit Wechselrädern für

verschiedene Gewindesteigungen ausgestatteten Getriebe 3? angetrieben werden. Über eine entsprechende, in der Zeichnung jedoch nicht dargestellte Getriebeschaltung ist es auch möglich, über den Motor 31 ebenfalls die Schnecke 26 anzutreiben.

An einem Ringflansch 33 der Steuertrommel 21 greift eine Anzeigevorrichtung 34 für die Hub- und Absenkbewegung der Spindel 5 an, mit deren Hilfe die Spindel 5 auf die vorgegebene Bohrloch tiefe gefahren wird.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Zuerst wird die als Zentrierscheibe ausgebildete Standplatle 1 auf das Werkstück 6 gelegt und mit ihrer Bohrung 4 gegenüber einer mit einem Innengewinde zu versehenden Bohrung 35 ausgerichtet. Dies kann z. B. mit einem Zentrierbolzen od. dgl. erfolgen. Nach Ausrichtung kann die Standplatte 3 z. B. mit Spannpratzen 36 gegen das Werkstück 6 gespannt werden. Dabei können die Spannpratzen z. B. in bereits fertiggestellte Löcher mit Innengewinde eingeschraubt werden. Bei Verwendung mehrerer Standpiatten 3 können während der Bearbeitung einer Bohrung die anderen schon entsprechend für den Aufsatz der neuen Vorrichtung vorbereitet werden.

Anschließend wird von einem Kran od. dg!, die Vorrichtung in eine entsprechende Ausnehmung der Standplatte 3 abgesenkt. Die Spindel 5 befindet sich hierbei in eingezogener lotrechter Stellung, so daß der Wirbeldorn 5a mit den Wirbelstählen {3 zunächst zentrisch in die Tiefe der vorgebohrten Gewindebohrung 35 eindringt, ohne dabei zu spänen. Unter Beobachtung der Anzeigevorrichtung 34 wird die Spindel 5 auf die vorgesehene Lochtiefe gefahren, wobei der Motor 7 für den Drehantrieb der Spindel 5 bereits laufen kann. Nunmehr wird über den Motor 31 die Schnecke 26 angetrieben, die ihrerseits die Steuertrommel 21 verdreht, und zwar um etwa 90°. Der Drehsinn des Motors 31 wird bei diesem Vorgang gegenüber dem Drehsinn zur Erzielung der Vorschubbewegung der Spindel umgekehrt. Über den Mitnehmer 24 erfolgt dadurch eine Verschiebung des Verstellringes 18 gegenüber der Bogenführung 16 und damit ein Kippen der Spindel 5 aus der Lotrechten um den Winkel t. Durch diesen Kippvorgang schwenken die Wirbels'Shle 13 kontinuierlich in die Gewindespurtiefe und beginnen dann mit der Wirbelung des Innengewindes.

Die Steigung des herzustellenden Innengewindes ergibt sich aus der Steigung des Außengewindes 28 der Gewindebuchse 14, da letztere über die während des Gewindewirbeins kontinuierlich angetriebene Schnecke 26 unter Zwischenschaltung der Steuertrommei i\, des Mitnehmers 24, des Verstellringes 18 und der Verschiebenut 17 kontinuierlich gedreht wird. Die Gewindebuchse 14 wandert dadurch während des Gewindewirbelns in dem Gewindering 29 kontinuierlich nach oben.

Soll ein Gewinde anderer Steigung hergestellt werden, wird über den Motor 31, das mit Wechselrädern ausgestattete Getriebe 32 und die Schnecke 30 der Gewindering 29 gedreht, so daß sich dessen Drehbewegung /Tiit der der Gewindebuchse 14 überlagert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. An feststehende Werkstücke verbring- und Ober einen mit ihnen verbindbaren Unterbau ansetzbare Vorrichtung zum Wirbeln von Innengewinden, insbesondere großen Durchmessers, mit einem Antriebsmotor für die Spindel, die zusammen mit dem durch eine Zentriereinrichtung zentrierbaren Wirbelwerkzeug entsprechend der Steigung des herzustellenden Gewindes mittels einer eine drehangetriebene und ortsfeste Gewindemutter aufweisenden Leiteinrichtung in dem die Spindel aufnehmenden Gehäuse in axialer Richtung verschoben wird und um wenige Winkelgrade aus der axialen Richtung verschwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung durch eine als Zentrierscheibe ausgebildete Standplatte (3) gebildet ist, über die das Gehäuse auf das zu bearbeitende Werkstück aufsetzbar ist, daß als Seilgewisdeeinrichtung für die Spindel (5) eine auf der Spindel (5) drehbar gelagerte mit der Gewindemutter (29) zusammenwirkende Leitpatrone (14) vorgesehen ist und daß die Spindel (5) mittels einer Verstellvorrichtung (16, 17, 18, 21, 23, 24, 26) nach dem Einführen in die mit dem Gewinde zu versehende Bohrung (35) zum Zustehen des Wirbelwerkzeugs (13) aus der axialen Richtung in einem Gelenk (15) verschwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung zum Verschwenken der Spindel (5) einen Verstellring (18) aufweist, der mit etr.er zen'ischen Lagerung (19) für die in ihm geführte Spindel (5) ausgestattet, mit seiner nach innen gewölbten Unterseite auf einer Bogenführung (16) gelagert, auf dieser in einer Verschiebenut (17) geführt und über einen Verstellantrieb gegenüber der Bogenführung (16) verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellantrieb aus einer lotrecht gelagerten und um ihre Mittelachse (20) über einen Motor (31) drehbaren Steuertrommel (21) bestehen, die eine bezogen auf ihre Mittelachse (20) exzentrische Steuernut (22) aufweist, in die ein Mitnehmer (24) des Verstellringes (18) eingreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (24) innerhalb der Steuernut (22) durch eine Kugel (23) geführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (31) über den Verstellantrieb eine im Steigungswinkel geneigte Globoidschnecke (26) antreibt, die in eine lotrechte Außenverzahnung (25) der Steuertrommel (21) eingreift.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenführung (16) den Abschnitt eines Zylindermantels bildet, dessen Mittelpunkt mit dem Drehzentrum eines als Gelenk vorgesehenen Pendelrollenlager (15) zusammenfällt, in dem die Spindel (5) gelagert ist

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an der die Buchse (14) mit einem hinterschnittenen Ring (27) untergreifenden Steuertrommel (21) angreifende Anzeigevorrichtung (34) für die Hub- und Absenkbewegung der Spindel (5).

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wirbelstahl (13) gegenüber der Horizontalen etwa um dep Winkelbetrag (λ) nach unten geneigt ist, um den die Spindel (5) gegenüber der Lotrechten verschwenkbar ist