DE4037944A1 - Hand-nachbearbeitungs- und/oder reinigungsgeraet fuer innen- und/oder aussengewinde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hand-Nachbearbeitungs- und/oder Reinigungsgerät für Gewinde, wie Muttergewinde, oder Gewinde an Schrauben, Stiften, Stangen, Bolzen oder dgl. mit Bürstenelementen oder dgl., die über einen motorischen Antrieb rotierend antreibbar sind.

Es sind fahrbare Reinigungsstationen mit einer Einspannvorrichtung für einen Gewindebolzen vorgesehen, der mittels Hand um seine Längsachse drehbar gelagert ist. Parallel zur Drehachse des Bolzens und der Spanneinrichtung ist eine Borstenwalze gelagert, die über einen motorischen Antrieb in Drehung versetzt werden kann. Die Einspanneinrichtung ist außerdem auf einem Schlitten angeordnet, der in Richtung quer zu den Achsen an Stellen des Bolzens an die Bürsten mittels Handstelltrieb verstellbar ist. Die ganze Anordnung kann durch eine Haube abgedeckt werden. Es kann aber auch die Spanneinrichtung für die Stiftschraube gestellfest angeordnet sein, während die Bürstenwalze an einem schwenkbaren zweiarmigen Hebel gelagert ist, der mittels Hand zum Andrücken der Bürste an die Stiftschraube schwenkbar ist. Die Bürste kann über ihre Länge Bürstenabschnitte von unterschiedlichem Durchmesser aufweisen, um so eine Anpassung an abgestufte Gewindebolzen zu ermöglichen.

Zum Reinigen von Muttern ist es bekannt, eine in Richtung ihrer Drehachse mittels Hand absenkbare Bürste rotierend anzutreiben, um sie so zwangsweise geführt in eine gleichachsig dazu in ein Futter eingespannte Mutter einzuführen.

Trotz dieser bekannten Geräte werden im praktischen Einsatz Außen- und Innengewinde nach wie vor überwiegend mittels Hand und mit Hilfe verschieden geformter Drahtbürsten gereinigt. Diese Reinigungsart ist überdies bisher bei im Einbauzustand verbleibenden Gewindebolzen die einzig anwendbare. Das Reinigen mit Handdrahtbürsten ist nicht besonders effektiv und ermüdend, da es schwierig ist, die Drahtbürste rechtwinkelig zu dem zu reinigenden Gewinde­ element zu führen, einen gleichmäßigen Anpreßdruck auszuüben und in Umfangsrichtung gesehen alle Gewindegänge gleichmäßig zu reinigen.

Es ist Aufgabe der Erfindung hier Abhilfe zu schaffen und ein besonders effekti­ ves Hand-Nachbearbeitungs- und/oder Reinigungsgerät zu schaffen, das besonders einfach in der Ausbildung und der Handhabung ist und zugleich das Reinigen der Gewinde auch bei im Einbauzustand verbleibenden Schrauben oder Bolzen oder dgl., insb. Stehbolzen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Das Gerät bedarf keines festen oder verfahrbaren Gestells. Dennoch werden bei der Bearbeitung das Gewinde und das Handgerät automatisch zueinander ausge­ richtet, so daß die Bürsten relativ genau rechtwinkelig zur Achse des Gewindes und damit besonders effektiv wirksam werden können. Die Teile führen nicht nur eine relative Drehbewegung zueinander aus, sondern zugleich auch eine axiale Bewegung, indem sich bei Gewinden an Schrauben, Bolzen oder dgl. diese relativ in den rotierenden Rohrkörper einziehen bzw. wieder herausdrehen. Dies wird besonders erleichtert, wenn der als Antrieb verwendete Elektromotor oder Druckmittelmotor in der Drehrichtung umschaltbar und in der Drehzahl einstellbar ist. Die einzelnen leistenförmigen Bürstenelemente sind in ihrem Halter zuverlässig und sicher gehalten und werden durch direkten drehmoment­ mäßigen Eingriff mit dem Rohrkörper zuverlässig in Drehrichtung mitgenommen. Die leistenförmigen Bürstenelemente lassen sich auch besonders leicht aus­ wechseln, wobei sich eine besonders vorteilhafte Ausbildung gemäß der Lehre nach Anspruch 2 und 3 ergibt.

Zur Schonung des Gewindes und zur Verbesserung der Führung kann die Anord­ nung gemäß Anspruch 5 ausgebildet sein.

Zur Anwendung für die Reinigung von Muttern oder Innengewinden und Gewinde-Sacklöchern wird zweckmäßigerweise die relative Anordnung von Hal­ ter, Bürstenelementen und Rohrkörper umgekehrt. Während für die Reinigung von Bolzengewinden oder dgl. der Halter als Ringteil den Rohrkörper von außen umgibt und die Bürstenelemente die Längsschlitze des Rohrkörpers von außen nach innen durchdringen, liegt bei der Reinigung von Muttern der Halter im Inneren des Rohrkörpers, so daß die Bürstenelemente durch die Schlitze des Rohrkörpers von innen nach außen ragen.

Sollte ein Nachschneiden des Bolzengewindes erforderlich sein, läßt sich leicht auf die freie Stirnseite des Halters für die Bürstenelemente bzw. auf einen den Halter sichernden Ring der Haltering eines Gewindeschneideisens so aufsetzen oder aufstecken, daß zwischen diesen Teilen gleichzeitig ein Drehmitnehmer­ eingriff hergestellt wird.

Bei der Reinigung von Muttern ist ein gegenüber dem Gehäuse axial verschieblich geführtes Gehäuserohr oder eine Gehäuseglocke vorgesehen, die gemäß Anspruch 8 vorgespannt ist. In allen Fällen wird durch die Ausbildung nach Anspruch 7 eine sichere Absaugung aller durch die Nachbearbeitung oder Reinigung frei werdenden Staubteile oder Partikelchen abgesaugt.

Für die Reinigung von Stufengewinden können die Borsten der leistenförmigen Bürstenelemente ihrer Höhe nach von einem Stirnende zum anderen Stirnende entsprechend abnehmen.

Die leistenförmigen Bürstenelemente als solche ebenso wie deren Halter sind leicht auswechselbar ausgebildet, um eine leichte Anpassung an Muttern oder Bolzen von unterschiedlichem Durchmesser zu ermöglichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Hand-Nachbearbeitungs- und/oder Reinigungsgerät gemäß der Er­ findung in Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten;

Fig. 2 in größerem Maßstabe und im Längsschnitt das Gerät ohne den zuge­ hörigen Antriebsteil;

Fig. 3 eine Stirnansicht des bei dem Gerät nach Fig. 2 verwendeten Halters für die leistenförmigen Bürstenelemente;

Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 das vordere Ende des Gerätes mit einem zum Aufstecken bereiten Gewindeschneideisen;

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 eine abgewandelte Ausführung der leistenförmigen Bürstenelemente, wie sie besonders geeignet zum Reinigen von Stufengewinden ist,

Fig. 6 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 das vordere Ende des Gewindereini­ gungsgerätes gemäß der Erfindung in Anwendung zum Reinigen eines Muttergewindes, und

Fig. 7 und 8 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel für Innengewinde.

Fig. 1 zeigt den Antriebsteil einer handelsüblichen Handbohrmaschine mit in der Drehrichtung umsteuerbaren und bezüglich der Drehzahl einstellbaren elek­ trischen Antriebsmotor. Dieser weist ein Anschlußende 1a für verschiedenartige, mit Hilfe des gleichen Antriebes 1 antreibbare Geräte, wie Bohrer, Stichsägen, Schleifgeräte oder dergleichen auf. Das Anschlußende weist einen nicht drehenden gerätefesten Anschlußteil und ein rotierendes, mit der Ausgangswelle des Antriebes verbundenes Kupplungsteil auf. Beide sind der Form und den Maßen nach in der Regel genormt. Diesen Normen entsprechend ist das An­ schlußende 2 des in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Hand-Nachbearbeitungs- und/oder Reinigungsgerätes ausgebildet. Das mit 3 bezeichnete Gerät weist ein gerätefestes Gehäuse 4 auf, das einen mit dem Gehäuse des Antriebes 1 durch Einstecken verbindbaren Abschnitt 16 aufweist. In dem gerätefesten Gehäuse 4 ist mittels Lager 11 und 12 drehbar ein langgestreckter Rohrkörper 13 gelagert, der anschlußseitig in einem Endstück 14 ein Anschlußelement 15 aufweist, das in das Kupplungsstück des Antriebes 1 eingreift, wenn das Gehäuse 4 mit dem Antrieb 1 verbunden wird.

Das Rohrstück 13 weist eine axiale Länge auf, die ausreichend ist, um den wesentlichen Gewindeteil der Länge üblicher Schrauben, Stifte, Stangen oder Bolzen aufnehmen zu können.

Der Rohrkörper 13 weist an seinem freien Ende mehrere parallel zur Achse verlaufende und zur Stirnseite des Rohrkörpers 13 offene Schlitze 20 auf. Es sind mehrere, vorzugsweise mindestens 3, solche Schlitze in gleichen Umfangsabständen am Rohrkörper 13 vorgesehen. An der freien Stirnseite des Rohrkörpers ist ein Führungsring 25 aus Kunststoff mit Hilfe eines Schraub­ ringes 24 gehalten, wobei der Innendurchmesser des Führungsringes 25 gering­ fügig größer ist als der Außendurchmesser des zu reinigenden Gewindebolzens.

Im Bereich der Längsschlitze 20 ist auf dem Außenumfang ein ringförmiger Halter 21 angeordnet, der zu dem bei Betrieb gegenüber dem Gehäuse 4 ro­ tierenden Gerätekopf gehört. Der Halter 21 ist auf dem Rohrkörper 13 zwischen zwei Ringen 22, 23 mit Hilfe des Gewinderinges 24 eingeklemmt. Die Teile kön­ nen gegeneinander durch Führungsstifte ausgerichtet und durch Mitnehmerstifte drehmomentmäßig miteinander gekuppelt sein.

Der Halter weist über seine Länge einen Querschnitt auf, wie er in der Stirn­ ansicht nach Fig. 3 wiedergegeben ist. Er weist über seinen Innenumfang ver­ teilt eine der Zahl der Schlitze 20 im Rohrkörper 13 entsprechende Zahl von bei 30 hinterschnittenen, radial nach innen offene Nuten 31 auf. Jede Nut dient zur Aufnahme eines leistenförmigen Bürstenelementes. Jedes Bürstenelement ist so ausgebildet, daß es leicht auswechselbar vom Stirnende des Halters 21 aus in den Halter einsetzbar bzw. aus diesem herausnehmbar ist. Das leistenförmige Bürstenelement 7 besteht aus einem von der Nut 31 aufgenommenen und zweckmäßigerweise aus dieser ein Stück radial nach innen vorspringenden Rückenelement 32, das z. B. aus Blech geformt ist und die Borsten des leisten­ förmigen Bürstenelementes fest und sicher aufnimmt. Der Halter 21 selbst, ebenso wie jedes einzelne leistenförmige Bürstenelement 7 ist somit leicht aus­ wechselbar, z. B. bei Abnutzung der Borsten oder aber zum Austausch gegen Bürstenelemente mit Borsten anderer Stärke und/oder anderer überstehender Länge. Damit können unterschiedliche Gewindeformen und Gewindesteigungen ebenso wie Gewindedurchmesser berücksichtigt werden. Es kann somit ein und dasselbe Gerät für Bolzendurchmesser z. B. von M 12 bis M 30 verwendet werden.

Der zu reinigende Bolzen 10 kann entweder als Stehbolzen an Ort und Stelle seines Einbaus verbleiben oder aber auch im Schraubstock an jeder geeigneten Werkbank eingespannt werden. Das Gerät wird mittels des Antriebes 1, der oft noch einen zusätzlichen Handgriff aufweist, an dem Bolzenende mit Hilfe des Führungsringes 25 angesetzt und nach Einstellung der richtigen Drehrichtung und der gewünschten Drehzahl wird der Antrieb 1 eingeschaltet. Nunmehr zieht sich das Gerät selbsttätig in Längsrichtung des Bolzens 10 über das Gewinde. Die Borsten sind bei der Bearbeitung genau rechtwinkelig zur Bolzenachse aus­ gerichtet. Die Reinigungswirkung tritt sowohl bei Vorlauf als auch bei Rücklauf (Umschaltung der Drehrichtung) auf. Bei der Umschaltung der Drehrichtung schiebt sich der Bolzen automatisch wieder relativ aus dem Gerät heraus. Der Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden.

Um mit dem gleichen Gerät auch beschädigte Gewinde wieder gängig machen zu können, ist gemäß Fig. 4 ein ringförmiger Halter 36 für ein passendes Schneideisen 37 vorgesehen, der mittels stirnseitiger Mitnehmerzapfen 39 und entsprechenden Bohrungen 38 an der Stirnseite des Halters 21 bzw. des diesen sichernden Ringes 23 axial und vorzugsweise lose auf die Stirnseite des Gerätes 6 aufgesteckt werden kann. Auch hier ist durch Auswechseln des Halteringes 36 und/oder des Schneideisens 37 das Nachschneiden von unterschiedlichen Ge­ windearten und -größen möglich. Sollte der Bolzen abgestufte Gewindeab­ schnitte aufweisen, kann es zweckmäßig sein, die überstehende Borstenlänge in jedem leistenförmigen Bürstenelement stetig zu verändern, wie dies bei der ab­ gewandelten Ausführungsform nach Fig. 5 bei 7a angedeutet ist. Dies ist je­ doch nicht unbedingt erforderlich.

Der Rohrkörper 13 ist über seine ganze Länge hohl. Im Bereich des Anschlußen­ des weist das Gehäuse 4 eine Ringkammer auf, die über eine radiale Bohrung 17 mit dem Inneren des Rohrkörpers 13 verbunden ist. Ferner weist das Gehäuse 4 einen äußeren Anschluß 5 für eine Verbindungsleitung zu einer Unterdruckquelle auf, so daß bei der Bearbeitung eines Gewindes die sich lösenden Staubteilchen und Festpartikelchen zuverlässig entsprechend den Pfeilen 5a und 5b abgesaugt werden. Dies gilt auch für die Späne beim Nachschneiden.

Der Aufbau des Gerätes bei Anwendung zur Reinigung oder Nachbearbeitung von Muttergewinden ist grundsätzlich ähnlich dem bereits beschriebenen Aufbau. Eine vorteilhafte Ausführung zeigt dazu Fig. 6. Bei dieser Ausführungsform nimmt der Rohrkörper 13 im Bereich seiner Längsschlitze 20a einen Halter 21a als Einsatzkörper auf, der zwischen einem Widerlager 22a und einer Befesti­ gungsmutter 24a in dem Rohrkörper 13 eingespannt ist. Der zylindrische Halter 21a weist, ähnlich wie der Halter 21, radial nach außen offene, am Grund hinterschnittene Nuten entsprechend den Nuten 30, 31 auf, die in Umfangsrich­ tung verteilt sind und zur Aufnahme von den leistenförmigen Bürstenelementen 7 entsprechenden Bürstenelementen 7a dienen. Deren Borsten reichen nunmehr von dem Halter 21a durch die Schlitze 20a des Rohrkörpers 13 radial nach außen, so daß sie in das Innere eines Muttergewindes in gleicher Weise eingreifen können, wie die Borsten des Halters 21 in das Außengewinde von Bolzen.

Bei dieser Ausführung ist außen auf dem Gehäuse 40 in axialer Richtung längs­ verschieblich geführt ein Gehäuserohr 42, das entsprechend dem Pfeil 44 unter der Wirkung einer Feder 43 steht, die z. B. als Zugfeder ausgebildet und bei 41 am Gehäuse 40 und am anderen Ende am Gehäuserohr 42 verankert ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Vorspannung das Gehäuserohr in die in Fig. 6 gezeigte Stellung nach vorne schiebt, in der der Kontaktring 45 etwa bündig mit den Bürstenelementen 7a abschneidet. Das Gehäuserohr 42 bildet so­ mit einen wirksamen Schutz vor Berührung der Bürsten. Gleichzeitig wird somit eine mit dem Inneren des Muttergewindes in Verbindung stehende geschlossene Kammer gebildet, die über Bohrungen 17a mit dem Inneren des Rohrkörpers 13 verbunden ist, so daß auch hier eine wirksame Absaugung aller Staubteilchen und Feststoffpartikelchen gewährleistet ist. Schließlich hilft das Gehäuserohr 42 auch dazu in Kontakt mit dem Werkstück eine Ausrichtung der Geräteachse auf die Achse des Muttergewindes zu erleichtern.

Es ist leicht ersichtlich, daß die Abwandlungen nach Fig. 6 auch bei dem Gerät nach Fig. 2 von vorne herein vorgesehen sein können, so daß lediglich durch Auswechseln der Halter mit den zugehörigen Teilen das Gerät von dem Einsatz für Bolzengewinde auf den Einsatz für Muttergewinde umgerüstet werden kann. Da das Gerät einfach und billig ist, ist es aber auch in den meisten Fällen angebracht, für Muttergewinde und Bolzengewinde jeweils min­ destens ein Gerät gemäß der Erfindung zur Verfügung zu halten.

Die Absaugung ist wichtig vor allem in Kontrollbereichen von Kernkraftanlagen, aber auch bei anderen Anwendungen nützlich.

Das Gerät ist vor allem auch bei am Einbauort (Flansch) verbleibenden Bolzen geeignet, bei denen der geringe gegenseitige Abstand sonst einen Ausbau der Bolzen erfordert, was bei dem neuen Gerät nicht mehr erforderlich ist.

Für das Reinigen von Innengewinden hat sich auch die Ausbildung nach Fig. 7 und 8 bewährt. Hier ist mit dem Rohrkörper 13 drehfest eine Platte 50 ver­ bunden, die hier mit dreieckförmigem Umriß gezeigt ist. Die Platte weist mehrere Bohrungssätze 58, 59, 60 auf unterschiedlichen Teilkreisdurchmessern auf, in die umsetzbar die Schäfte oder Achsen 55 von Rundbürsten 52, 53, 54 drehfest eingesetzt sind. Bei Abnützung können die Bürsten jeweils über einen Winkel in eine neue Arbeitsstellung gedreht und festgelegt werden. Diese Ausbildung ist leichter montierbar und vielseitiger einsetzbar als die nach Fig. 6. Beide Aus­ führungen sind im übrigen im wesentlichen ähnlich. Das Absaugsystem 61 kann auch direkt an die einen Arbeitsraum umschließende, nachgebende Saugglocke 42 angeschlossen sein. Diese oder der Rohrkörper 13 können elastisch so ge­ lagert sein, daß Achsabweichungen nicht zum Abheben der Saugglocke vom Werkstück führen, siehe Gummi-Ausgleichselement 63.

Claims (15)

1. Hand-Nachbearbeitungs- und/oder Reinigungsgerät für Gewinde, wie Mutter­ gewinde oder Gewinde an Schrauben, Stiften, Stangen, Bolzen oder dgl., mit Bürstenelementen oder dgl., die über einen motorischen Antrieb rotierend an­ treibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gerätefesten Gehäuse (4) ein Rohrkörper (13) frei drehbar gelagert ist, der an einem Ende ein Kupplungselement (15) zum Verbinden mit der Ausgangswelle des Antrie­ bes (1) aufweist und am anderen Ende einen Halter (21) trägt und über Mit­ nehmer (20, 31) antriebsmäßig mit diesem verbunden ist, und daß in den Halter (21) drei oder mehr Bürstenelemente (27, 28) in vorbestimmten Umfangsab­ ständen auswechselbar angeordnet sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß leistenför­ mige Bürstenelemente (27, 28) vorgesehen sind.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohr­ körper (13) im Bereich der leistenförmigen Bürstenelemente zum Stirnende hin offene, in Richtung der Rohrachse verlaufende Schlitze (20) zum Durch­ greifen der leistenförmigen Bürstenelemente (27, 28) aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes leistenförmige Bürstenelement (7, 28) einen im Querschnitt gegenüber der Breite des leistenförmigen Bürstenelementes verbreiterten Rückenteil (32) aufweist, der in Richtung der Achse des Rohrkörpers (13) in eine hinterschnittene Längsnut (30, 31) des Halters (21) auswechselbar einschiebbar ist.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt verbreiterte Rückenteil (32) zugleich als eine Fassung (27) für die Bürsten (28) ausgebildet ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für Gewinde an Schrauben, Bolzen oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des zur axialen Aufnahme der Schraube, des Bolzens (10) oder dgl. ausreichend lang bemessenen Rohrkörpers (13) ein Führungsring (25) aus Kunststoff von gegenüber der lichten Weite des Rohrkörpers (13) verringertem Innendurch­ messer angeordnet ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für Muttergewinde (Innengewinde), dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (21a) im Inneren des vorderen Endes des Rohrkörpers (13) einsetzbar und die leistenförmigen Bürstenelemente (33) durch die Längsschlitze (20a) des Rohrkörpers (13) radial nach außen ausgerichtet sind.

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter als ein quer zur Drehachse des Rohrkörpers (13) angeordnetes Scheiben- oder Plattenelement (50) ausgebildet und drehfest mit dem Rohrkörper (13) ver­ bunden ist, und daß als Bürstenelemente Rundbürsten (52-54) vorgesehen sind.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rundbürste (52-54) über ihre Achse (55) drehfest mit dem Halter (50) verbunden ist.

10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter mehrere Sätze von jeweils auf einem vorbestimmten Teilkreis liegen­ den Bohrungen (58-60) zur Aufnahme der Rundbürsten aufweist.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß das Innere des Rohrkörpers (13) über eine Ringkammer mit einem Absauganschluß (5) für ein Absaugsystem am gerätefesten Gehäuse (4) in Ver­ bindung steht.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß auf dem äußeren Umfang des Gehäuses (4) ein Gehäuserohr (42) oder eine Saugglocke axial verschiebbar geführt und von einer am Gehäuse (40) abgestützten Feder (43) in Richtung auf eine den Halter (21a) und die Bürstenelemente (33) überragende Stellung elastisch vorgespannt ist, wobei die Saugglocke an das Absaugsystem anschließbar ist.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, daß als Antrieb ein in beiden Drehrichtungen arbeitender Elektro- oder Druckmotor mit einstellbarer Drehzahl dient.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (4) und der Rohrkörper (13, 15) so ausgebildet sind, daß sie durch Aufstecken mit dem Gehäuse (4, 2) bzw. der Ausgangswelle des Antriebsteils einer handelsüblichen Handbohrmaschine (1) verbindbar sind.

15. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Halter (21) oder ein dieses sichernden Ringteils (23) der Haltering (36) für ein Gewindeschneideisen (37) unter gleichzeitiger Herstellung eines Drehmit­ nehmereingriffes (38, 39), insb. lose, axial aufsteckbar ist.