DE2918957B2

DE2918957B2 - Gewindebohrfutter

Info

Publication number: DE2918957B2
Application number: DE2918957A
Authority: DE
Inventors: Taizo Nagoya Kato (Japan)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-15
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1980-10-23
Also published as: DE2918957A1; JPS54165896U; FR2425913B1; SE7903888L; DE2918957C3; US4274768A; GB2020588A; FR2425913A1; GB2020588B; SE444523B

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gewindebohrfutter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das aus der DE-AS 28 24 734 bekannt ist.

Dieses bekannte Gewindebohrfutter hat eine selbsttätige Tiefensteuerung, durch die der Gewindebohrer bei einer vorbestimmten Bohrtiefe außer Eingriff mit dem Werkstück kommt. Das Einstellen erfolgt dort mittels auswechselbarer, gegen einen festen Anschlag anstoßender Wälzkörper.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Anschlag verstellbar auszubilden, um ein aufwendiges Auswechseln zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Eine Weiterbildung dieser Lösung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Der US-PS 37 17 897 ist zwar eine Tiefeneinstellung für ein Gewindebohrfutter als bekannt zu entnehmen. Diese legt die erfindungsgemäße Ausbildung jedoch nicht nahe, weil dort die Hülse des getriebenen Teils nur gegen Federkraft außer Eingriff mit dem treibenden Teil gebracht werden kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. f>5 Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt eines erfindungsge-F i g. 2 einen anderen axialen Teilschnitt des Gewindebohrfutters nach F i g. 1,

Fig.3 bis 5 Explosionsdarstellungen der größeren Teile des Gewindebohrfutters,

F i g. 6 eine Ansicht einer Einstellbuchse des Gewindebohrfutters von unten und

F i g. 7 eine Draufsicht auf eine zylindrische Hülse des Gewindebohrfutters.

Wie insbesondere die F i g. 1 und 3 zeigen, besitzt das Gewindebohrfutter einen treibenden zylindrischen Teil 1 mit einem Schaft 2 am Ende und mit einer zylindrischen öffnung, die sich vom unteren Ende des zylindrischen Teils 1 nach oben erstreckt In der Seitenwand des zylindrischen Teils ist mindestens ein axialer Schlitz 3 ausgebildet Der obere Teil der Seitenwand ist außen mit einem Gewinde 4 versehen. Ein getriebener zylindrischer Teil 5, der an beiden Enden offen ist, ist teleskopartig in dem zylindrischen Teil 1 axial verschiebbar und drehbar gelagert. Eine Buchse 6 umgibt einen mittleren Teil des zylindrischen Teils 5 und kann einteilig mit dem zylindrischen Teil 5 ausgebildet oder an diesem befestigt sein. Die Buchse 6 ist auf ihrer Außenseite mit mindestens einer axialen Nut 7 versehen, die mit dem Schlitz 3 des zylindrischen Teils 1 fluchtet und an ihrem oberen Ende offen ist. Das obere Ende der Nut 7 (siehe F i g. 3) erstreckt sich auf der eine:=· Seite im wesentlichen in axialer Richtung, während es auf der anderen Seite T abgeschrägt ist. Ein zylindrischer Wälzkörper 8 und eine Kugel 9 an dessen Unterseite greifen normalerweise in den Schlitz 3 und die Nut 7 ein und sind in diesen axial verschiebbar, so daß der treibende zylindrische Teil 1 normalerweise den zylindrischen Teil 5 über die Buchse 6 antreiben kann. Auf dem oberen Teil des zylindrischen Teils 5 ist ein Ring 10 am Wälzkörper 8 anliegend axial verschiebbar gelagert. Eine Druckfeder U zwischen dem Ring 10 und der Innenseite des zylindrischen Teils 1 drückt den Wälzkörper 8 und die Kugel 9 nach unten.

Auf einem unteren Teil des getriebenen zylindrischen Teils 5 ist eine Buchse 12 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Der Innendurchmesser der Buchse 12 nimmt in einem oberen Bereich der Buchse zu, so daß sich eine Stufe 13 (F i g. 3) ergibt. In dem oberen Bereich der Buchse 12 mit dem größeren Durchmesser ist eine Torsionsfeder 14 eingesetzt. Das obere Ende der Torsionsfeder 14 ist mit dem unteren 'inde der Buchse 6 und das untere Ende der Torsionsfeder mit der Stufe 13 verbunden. Das obere Ende der Buchse 12 steht in gleitender Berührung mit dem unteren Ende der Buchse 6, während eine untere innere Stufe 15 der Buchse 12 mit der Oberseite eines Anschlagrings 16 (Fig. 1) gleitend in Berührung steht, der auf der Außenseite des zylindrischen Teils 5 befestigt ist, so daß die Buchse 12 nicht axial relativ zum zylindrischen Teil 5 verschiebbar ist. Ein Spannfutter 17, das in üblicher Weise ausgebildet sein kann, um einen Gewindebohrer einzuspannen, ist mit ihrem oberen Teil im unteren Teil des zylindrischen Teils 5 passend eingesetzt und mit einer umlaufenden, im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Nut 18 am oberen Ende versehen. In Höhe der Nut 18 ist der zylindrische Teil 5 mit mindestens einer radialen Durchgangsbohrung 19, deren Durchmesser etwa der Breite der Nut 18 entspricht, und die Buchse 12 mit mindestens einer radialen Ausnehmung 20 in der Innenseite ihres Bereichs mit geringerem Innendurchmesser versehen. Die Drehwinkellagen von Durchgangsbohrung 19 und Ausnehmung 20 sind relativ zu ucH DClcSiigüngSSiciicn ucf ι ufSiOnSicuCr it So

gewählt, daß, wenn der obere Teil des Spannfutters 17 im zylindrischen Teil 5 eingesetzt ist, die Torsionsfeder 14 normalerweise bewirkt, daß eine radial verschiebbare Kugel 21 sowohl in die Nut 18 als auch in die Durchgangsbohrung 19 eingreift, jedoch in ihrer Drehwinkellage gegenüber der Ausnehmung 20 versetzt ist, so daß sie nicht in diese eingreift. Die Kugel 21 verhindert daher normalerweise, daß das Spannfutter 17 relativ zum zylindrischen Teil 5 axial verschiebbar ist. Das Spannfutter 17 wird von dem sich drehenden zylindrischen Teil 5 dadurch mitgenommen, daß axiale Vorsprünge 54 (Fig. 1) des Spannfutters 17 in axiale Ausschnitte oder Ausnehmungen 53 (F i g. 3) am unteren Rand des zylindrischen Teils 5 eingreifen. Um das Spannfutter 17 aus dem zylindrischen Teil 5 zu is entfernen, wird die Buchse 12 solange gegen die Kraft der Torsionsfeder 14 relativ zum zylindrischen Teil 5 verdreht, bis die Ausnehmung 20 und d><? Durchgangsbohrung 19 miteinander fluchten, so daß die Kugel 21 radial aus der Nut 18 und in die Ausnehmung 20 verschoben und das Spannfutter 17 nach unten entfernt werden kann.

Wie die F i g. 1 und 4 zeigen, ist ein Kopfbolzen 22, der axial nach unten ragt und in einem Kopf 23 endet, innen an der oberen Wand des treibenden zylindrischen Teils 1 befestigt, z. B. eingeschraubt. Ein Federaufnehmer 24 ist in seiner oberen Wand mit einer zentralen Bohrung 25 versehen, durch die die Stange 22 hindurchgeführt ist, so daß der Federaufnehmer 24 auf der Stange axial verschiebbar ist. Der Federaufnehmer 24 hat iürner einen radialen Flansch 26 an seinem offenen unteren Ende, so daß er innerhalb des getriebenen zylindrischen Teils 5 gleitend verschiebbar ist. Ein oben an der Innenseite des zylindrischen Teils 5 befestigter Sicherungs- oder Anschlagring 27 liegt normalerweise an der }*> Oberseite des Flansches 26 an, um eine Abwärtsbewegung des zylindrischen Teils 5 relativ zum Aufnehmer 24 zu verhindern. Zwischen der oberen Wand des Aufnehmers 24 und einem auf dem Kopf 23 der Stange 22 sitzenden Lager 28 ist eine verhältnismäßig schwache und lange Druckfeder 29 angeordnet, die den getriebenen zylindrischen Teil 5 über den Aufnehmer 24 und den Anschlagring 27 nach oben oder in den getriebenen zylindrischen Teil 1 hineindrückt, so daß die obere Wand des Aufnehmers 24 normalerweise innen an der oberen Wand des zylindrischen Teils 1 anliegt. Das obere Ende des zylindrischen Teils 5 hat normalerweise einen Abstand von der oberen Wand des zylindrischen Teils 1.

Die Innenseite des zylindrischen Teils 5 ist etwa in der axialen Mitte mit einer Stufe als Anschlageinrichtung 30 für einen Anschlagring 32 versehen, die eine Abwärtsbewegung des Anschlagrings verhindert. Ein ringförmiger Abstandshalter 31, der einteilig mit dem Anschlagring 32 ausgebildet sein kann, ist auf der Oberseite des Anschlagrings 32 angeordnet. Zwischen dem Flansch 26 des Aufnehmers 24 und dem oberen Ende des Abstandshalters 31 ist eine verhältnismäßig starke Druckfeder 33 angeordnet, die den zylindrischen Teil 5 axial nach außen vom Aufnehmer 24 wegdrückt, so daß das obere Ende des zylindrischen Teils 5 normalerweise einen Abstand von der Innenseite der oberen Wand des treibenden zylindrischen Teils 1 aufweist. Die Feder 33 fängt den Stoß auf, wenn der im Spannfutter 17 eingespannte Gewindebohrer gegen das Werkstück stößt oder in das Werkstück einschneidet und unterstützt den Schneidvorgang durch ihre Reaktion.

In dem zylindrischen Teil 5 ist ein Sicherungsring 34 verschiebbar gelagert, der ein Herausfallen der Kugel 21 aus der Ausnehmung 20 verhindert, wenn das Spannfutter 17 entfernt ist Der Sicherungsring 34 hat eine umlaufende Nut 35 und wird durch eine verhältnismäßig schwache Druckfeder 36 nach unten gedrückt, die mit ihrem oberen Ende am Anschlagring 32 anliegt, so daß der Sicherungsring 34 gegen die Oberseite des Spannfutters 17 gedrückt wird, wenn dieses eingesetzt ist Nachdem die Ausnehmung 20 in der Buchse 12 und die Durchgangsbohrung Ϊ9 des zylindrischen Teils 5 zur Deckung gebracht worden sind, wird das Spannfutter 17 nach unten entfernt, so daß die Feder 36 bewirkt, daß der Sicherungsring 34 dem Spannfutter 17 unmittelbar folgt Wenn der Sicherungsring 34 soweit nach unten verschoben worden ist, daß das obere Ende der Nut 35 an einem Anschlag 37, der an der Innenseite des zylindrischen Teils 5 befestigt ist, anliegt und nicht weiter nach unten verschoben werden kann, liegt der untere Ringflansch des Sicherungsrings 34 auf Höhe der Kugel 21, so daß diese in die Durchgangsbohrung i.9 und Ausnehmung 20 gedrückt wird und nicht herausfallen kann. Um das Spannfutter

17 wieder einzusetzen, wird es einfach in den zylindrischen Teil 5 geschoben und solange gegen den Sicherungsring 34 nach oben gedrückt, bis dieser die Kugel freigibt und die Ausnehmung 20 axial mit der Nut

18 des Spannfutters ausgerichtet ist so daß die Kugel 21 in die Nut 18 eindringen und die Buchse 12 durch die Torsionsfeder 14 selbsttätig in ihre normale Lage gedreht werden kann.

Die F i g. 5 bis 7 stellen in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 einen sehr wichtigen Teil dieses Gewindebohrfutters dar: Eine Einstellbuchse 38 mit Innengewinde 39, das mit dem Außengewinde 4 des zylindrischen Teils 1 verschraubbar ist, so daß der zylindrische Teil 1 durch Verdrehen der Buchse 38 relativ zu dieser axial verschiebbar ist. Ein unterer Bereich der Buchse 38 hat einen größeren Innendurchmesser, so daß sich eine Stufe 40 (auch Absatz oder Schulter genannt) ergibt Der zylindrische Teil 1 ist ferner von einer zylindrischen Hülse 41 umgeben, die verhindert, daß der Wälzkörper 8 und die Kugel 9 nach außen aus dem Schlitz 3 austreten. Die zylindrische Hülse 41 hat in einem oberen Bereich einen geringeren Außendurchmesser, so daß sich eine Stufe 42 ergibt, die mit der Stufe 40 der Buchse 38 zusammenpaßt. Die Buchse 38 ist in ihrem unteren Bereich mit einer Ringnut 43 versehen, während die zylindrische Hülse 41 in ihrem oberen Bereich mit mindestens einer Durchgangsbohrung 44 versehen ist Eine von mehreren Kugeln 45 greift sowohl in die Nut 43, als auch in jeweils eine Durchgangsbohrung 44 ein, so daß die Buchse 38 relativ zur zylindrischen Hülse 41 gedreht, jedoch nicht axial verschoben werden kann. Im Ausführungsbeispiel sind mehrere, axiale Bohrungen 46 in gleichen Abständen in der Stufe 42 ausgebildet Jede Bohrung 46 nimmt eine Druckfeder 47 auf, die eine Kugel 48 nach oben drückt Das untere Ende der oberen Buchse 38 ist mit durchgehenden Rastausnehmungen 49 versehen, die dreieckförmig sind und jeweils so bemessen und geformt sein müssen, daß sie die zugehörige Kugel 48 daran hindern, aus der Bohrung 46 auszutreten. Die Buchse 38 ist drehbar und durch das Gewinde bedingt dabei auch axial verschiebbar, die Hülse 41 dagegen läßt sich relativ zum Teil 1 nur axial verschieben. Die Kugeln 48 und Ausnehmungen 49 ermöglichen jedoch, die Buchse 38 und die zylindrische Hülse 41 abgestuft zu verdrehen bzw. zu verschieben, da alle Kugeln 48 durch Verdrehen der oberen Buchse

relativ zur unteren zylindrischen Hülse gegen die Kraft der Federn 47 in irgendeine der anderen Rastausnehmungen 49 einrasten können.

Ein an der unteren zylindrischen Hülse 41 befestigter Stift 50 ragt radial nach innen und greift axial verschiebbar in den Schlitz 3 des zylindrischen Teils 1 ein, so daß die untere zylindrische Hülse 41 zusammen mit dem zylindrischen Teil 1 drehbar und axial relativ zu diesem verschiebbar ist Die Verrastung der oberen Buchse 38 mit den Kugeln 48 in verschiedenen Drehwinkellagen hält die untere zylindrische Hülse 41 daher wählbar in verschiedenen axialen Lagen. Der Stift 50 liegt im Schlitz 3 an der Unterseite der Kugel 9 an, um zu verhindern, daß sie nach unten verschoben wird.

Der treibende zylindrische Teil ί ist auf seiner Außenseite in einem unteren Bereich mit einer axialen Skala 51 (F i g. 2) versehen, so daß der normale vertikale Abstand zwischen dem unteren Ende der abgeschrägten Seite T der Nut 7 und der Mitte der Kugel 9 normalerweise auf dem unteren Ende der zylindrischen Hülse 41 angezeigt wird.

Nachdem ein Gewindebohrer im Spannfutter 17 eingespannt und dieses im zylindrischen Teil 5 eingesetzt ist, wird zum Gewindebohren der treibende zylindrische Teil 1 in Richtung des Pfeils 52 (F i g. 3) gedreht, um den Gewindebohrer über den Wälzkörper 8, die Kugel 9 und den zylindrischen Teil 5 anzutreiben. Dann wird das Gewindebohrfutter solange nach unten verschoben, bis der Gewindebohrer in das Werkstück einschneidet In dieser Lage wird der von einer Werkzeugmaschinenspindel aufgebrachte Vorschub auf den Schaft 2 oder zylindrischen Teil 1 unterbrochen und die Drehung des Gewindebohrfutters fortgesetzt, so daß das Gewindeschneiden unter Abwärtsbewegung des zylindrischen Teils 5 relativ zum zylindrischen Teil 1 gegen die Kraft der schwachen Feder 29 bewirkt wird Da die Kugel 9 am Stift 50 anliegt, bewegen sich Kugel £ und Wälzkörper 8 in der Nut 7 des zylindrischen Teils 5 nach oben. Wenn die Mitte der Kugel 9 das untere Ende der abgeschrägten Seite T der Nut 7 erreicht, gleitet die Kugel 9 gegen die Kraft der Feder 11 auf der abgeschrägten Seite T entlang, wobei sie zusammen mil

ι« dem Wälzkörper 8 auf der Seite T anschlägt, so daß der zylindrische Teil 1 leerläuft und das Gewindeschneiden aufhört.

Die Bohrtiefe ist gleich oder ungefähr gleich dei Summe des von der Skala 51 normalerweise angezeigten Wertes und der Strecke, um die das Gewindebohrfutter verschoben worden ist, nachdem das untere Ende des Gewindebohrers das Werkstück erreicht hatte.

Wenn die Drehrichtung des treibenden zylindrischen Teils 1 umgekehrt wird, kann die Kugel 9 sich an der anderen oberen Ecke der geraden Seite oder am rechten Winkel der Nut 7 anlegen, so daß der Gewindebohrer umgekehrt gedreht und aus dem Werkstück entfernt wird.

Der Stoß, der entsteht, wenn der Gewindebohrer gegen das Werkstück fährt oder mit dem Schneiden beginnt, wird von der Druckfeder 33 aufgefangen.

Die gewünschte Bohrtiefe läßt sich leicht durch Verdrehen der oberen Einstellbuchse 38 zur Axialverschiebung des Stifts 50 der unteren zylindrischen Hülse 41 einstellen, während die Einstellung der Tiefe leicht anhand der Skala 51 abgelesen werden kann.

Wenn die Unterseite des Wälzkörpers 8 abgerundet ist, kann die Kugel 9 entfallen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gewindebohrfutter mit einem treibenden einen Schaft aufweisenden und nach unten offenen zylindrischen Teil, der mit mindestens einem axialen, von einer zylindrischen Hülse radial nach außen abgedeckten Schlitz in seiner Seitenwand versehen ist, und mit einem den Gewindebohrer aufnehmenden, getriebenen zylindrischen Teil, der in dem treibenden Teil gegen Federkraft axial verschiebbar gelagert ist und in seiner Außenwand mindestens eine axiale Nut aufweist, die an ihrem einen Ende offen ist, wobei das Ende an seiner einen Kante etwa rechtwinklig und an seiner anderen Kante abge- '5 schrägt ist; und wobei treibender und getriebener Teil durch einen sowohl in den Schlitz als auch in die Nut eingreifenden und durch Federkraft axial nach außen drückbaren Wälzkörper antriebsverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Hülse (41) axial verschiebbar und mit einem radial in den Schlitz (3) eingreifenden und in diesem axial verschiebbaren, einer axial in die Nut (7) gerichteten Verschiebung des Wälzkörpers (8) entgegenwirkenden Stift (50) versehen ist, und daß die zylindrische Hülse mittels einer Verstelleinrichtung (38, 45-48) gegenüber dem treibenden Teil (1) stufenlos in axialer Richtung verstellbar und feststellbar ist.

2. Gewindebohrfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (38, 45—49) aus einer den treibenden Teil (1) umgebenden und über Gewinde (4, 39) mit dieser in Eingriff stehenden Buchse (38) besteht, die axial relativ zur zylindrischen Hülse (41) unverschiebbar, aber gegen eine Rasteinrichtung (45—49) drehbar mit der zylindrischen Hülse (41) verbunden ist.