-
Gewindeschneidapparat Die Erfindung betrifft einen Gewindeschneidapparat
mit zwischen einem für den Anschluß an den: umlaufenden Teil einer Werkzeugmaschine
bestimmten, antreibenden Element und einem von diesem angetriebenen, eine Gewindeschneidyorrichtung
tragenden Element angeordneten Führungskugeln, die unter Zentrierung der Elemente
eine axiale Bewegung dieser zueinander gestatten, während das Antriebsmoment von
dem antreibenden Element zu dem angetriebenen Element über mindestens ein zwischen
diesen eingelegtes, momentübertragen.des Rollorgan größern Durchmessers als dem
der Führungskugeln übertragen wird.
-
Die Erfindung bezweckt, einen Gewindeschneidapparat dieses an, sich
bekannten Typs zu schaffen, bei dem die axiale Bewegung des angetriebenen Elements
gegenüber dem antreibenden Element unter minimaler Reibung erfolgt, auch wenn große
Momente zwischen den Elementen übertragen werden Weiterhin bezweckt die Erfindung,
einen Gewindeschneidapparat zu schaffen, der einerseits große Lebensdauer besitzt
und andererseits eine verhältnismäßig geringe Masse aufweist, dies, um die Wirkung
der Trägheitskräfte beim Abbremsen des Apparates nach vollendetem Gewindeschneiden
herabzusetzen. Dieser Zweck wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß ,das momentübertragende
Rollorgan in axialen Rinnen gelagert ist, von denen je eine an einem jedem der beiden
Elemente vorgesehen ist, in welchen Rinnen es eine Rollbewegung gegenüber beiden
Elementen ausführt, und daß die Führungskugeln unter Vorspannung an Flächen der
Elemente
anliegen und einen hülsenförmigen Halter tragen, der für die Führungskugeln und
für .das Rollorgan passende Aussparungen aufweist, so daß dessen axiale Lage von
dien Führungskugeln bestimmt wird.
-
Der Erfindungsgegenstand soll nunmehr an Hand einer -in der Zeichnung
als Beispiel veranschaulichten Ausführungsform beschrieben. werden. Es zeigt Fig.
z einen Längsschnitt .durch -einen erfindungsgemäß ausgeführten Gewindeschneidapparat,
wobei sich der Werkzeughalter beinahe in seiner oberen Endlage befindet, Fig. 2
einen Schnitt nach der Linie II-II und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-III
in Fig. z ; Fig.4 stellt eine Abwicklung eines Teils eines Kugelhalters dar.
-
In der Zeichnung ist das antreibende Element als Ganzes mit io bezeichnet.
Es besitzt einen Schaft z2, der dazu bestimmt ist, in an sich bekannter Weise in
die Spindel eines Gewindeschneidapparates eingesetzt zu werden. An seinem freien
Ende ist der Schaft zu einem hülsenförmigen Teil 14 ausgeweitet. Dieser Teil ist
an, seiner Stirnflache mit Zähnen 16 versehen, die in entsprechend geformte Zähne
eines Sperringes 18 eingreifen.
-
Das antreibende Element io besitzt ferner ein hülsenförmiges Element
2o, das einen Führungskörper darstellt und mit :dem Sperring 18 in mitnehmender
Verbindung steht; und zwar vermittels eines am Führungskörper 2o fest angebrachten
und axial in einer nicht dargestellten Rinne im Sperrring rS beweglichen Zapfens
22. Auf die Außenseite des Führungskörpers 20 ist eine Hülse 24 aufgeschraubt. Zwischen
.dieser Hülse 2'4 und dem Führungskörper 20 ist eine Schraubenfeder 26, deren Ouerschnlitt
vorzugsweise von einem Ende zum ändern abnimmt; derart gelagert, daß sie sich unter
Vorspanmung einerseits unten an einem Absatz .der Hülse 24 und andererseits oben
am Sperrring z8 abstützt und dabei letzteren mit seinen Zähnen. in die Zähne 16
des antreibenden Elements io hineinpreßt. Die Vorspannung der Feder 26 ist durch
Höher- oder Tieferschrauben der Schutzhülse 24 am Führungskörper 20 einstellbar.
Um zu vermeiden, daß die Schutzhülse 24 sich selbsttätig dreht, wodurch die
Vorspannung der Feder 26 verändert würde, sind in der Hülse 24 Pfropfen-:28 vorgesehen,
welche in radialen Bobrungen in der Hülse durch Federn 30 gegen das Gewinde des
Führungskörpers 20 gepreßt werden, wobei Schrauben 32 .als- Widerlager für die Druckfedern
30 dienen. Am untern Ende des hülsenförmigen Teils 14 des antreibenden Elements
io ist ein mantelartiges Rohrstück 33 befestigt, welches vor allem dazu dient, den
Raum, in welchem die Schraubenfeder 26 sich befindet, so weit abzuschließen,
.daß letztere vor Staub und andern Verunreinigungen geschützt wird.
-
Im Innern des Führungskörpers 2o und von diesem konzentrisch geführt
befindet sich das angetriebene Element 34, in. dessen untern Teil ein Halter 36
für ein, Schneidwerkzeüg, z. B. einen Gewindebohrer 38, .eingesetzt ist. Dabei verbindet
ein zapfenartiger Mitnehmer 4o den Werkzeughalter 36 mit dem das angetriebene Element
bildenden Körper 34. Um zu vermeiden, daß der Gewindebohrer 38 aus dem Halter 36
herausfällt, ist im letzteren ?n einer Nut ein Federring 42 eingesetzt, welcher
das Werkzeug 38 am Herausfallen, aus dem: Halter 36 verhindern soll und gleichzeitig
einen, allseitigen Druck auf dieses ausübt.
-
Zwischen sich gegenüberliegenden Zylinderflächen der Innenfläche des
zum antreibenden Element gehörenden Führungskörpers 2o und der Außenfläche des angetriebenen
Elements 34 besteht ein Ringraum. In diesem ist gruppenweise eine große Anzahl kleiner
Kugeln 44 in einem zylindrischen Kugelhalter 46 eingesetzt. Gemäß der Erfindung
ist .der Führungskörper 2o derart auf die Kugeln 44 und somit auf das Element 34
gepreßt, daß der Führungskörper mit Vorspannung gegen die Kugeln anliegt. Um die
Aufweitung des unter Vorspannung stehenden Führungskörpers beim Zusammenbau zu erleichtern
und einen vollkommen starren Preßsitz des antreibenden, und des angetriebenen Elements
auf den. Führungskugeln zu vermeiden, besitzt der Führungskörper 2ö einen axial
zwischen seinen Endteilen verlaufenden Schlitz 47. Der den Kugelhalter 46 bildende
Zylinder weist Löcher 5o zur Aufnahme der Kugeln44 auf. Wie in. Fig. 4 beispielsweise
gezeigt ist, sind die Kugeln 44 bzw. die Kugellöcher 5o in, axialer Richtung
gegeneinander versetzt. Die Kugeln sind in Gruppen zu dreien zugeordnet, und eine
Anizahl, solcher Gruppen von je drei Kugeln ist abwechselnd am obern und untern.
Teil des Kugelhalters 46 angeordnet, wobei eine die Kugeln jeder Gruppe verbindende
Linie einen Winkel mit der Erzeugenden, des Kugelhalterzylinders bildet. Jede Kugel
44 erhält somit bei der Axialbewegung des Körpers 34 ihre eigene Roll-bahn auf den
Körpern 2o und 34. Der axiale Abstand der Rollbahnen be-nachbarter Kugeln
44 voneinander ist kleiner als der Kugeldurchmesser, so daß die Anzahl der
Kugeln entsprechend groß gewählt werden kann. Der Kugelhalter 46 dient lediglich
dazu, um die relativen Lagen der Kugeln 44 zueinander festzulegen.
-
Das Antriebsmoment wird vom antreibenden, auf das angetriebene Element.;
d. h. vom Führungskörper 2o auf das Element 34 zweckmäßigerweis-e durch eine einzige
Kugel 52 als Rollorgan übertragen, deren Durchmesser um ein Mehrfaches größer ist
als derjenige der Führungskugeln 44. Die Kugel 52 wird in einer kreisförmigen Aussparung
54 im Kugelhalter 46 gehalten. Zur Aufnahme der Kugel 52 dient eine Rinne 56 im
antreibenden Führungskörper zo und eine ebensolche Rinne 58 im angetriebenem
Element 34. Diese beiden Rinnen 56 und 58 sind beide im horizontalen Querschnitt
gesehen halbkreisförmig, so daß zwei axiale halbzylinderförmige Aussparungen, gebildet
werden. Die halbkreisförmigen Querschnitte besitzen größere Krümmungsradien als
die Kugeln 52. Die Rinne 58 besitzt außerdem eine größere Tiefe im Element 34
als
die Aussparung 56 im Führungskörper 2o. Dadurch wird gewährleistet, daß bei der
Drehung des Führungskörpers 2o unter Mitnahme des Elements 3.4 um deren Achse stets
ein Rollen der Kugel 52 und nicht ein Gleiten stattfindet. Da gleichzeitig zufolge
der kleinen Durchmesser der Kugel 4.1 der antreibende Führungskörper 2o sehr nahe
an das angetriebene Element 3.4 herankommt, liegen die Punkte, bei denen die Momentübertragung
zw ischen der Kugel 52 undden beiden Elementen 2 0 und 3,4 stattfindet, annähernd
im gleichen radialen Abstand von der Achse des Gerätes, so daß bei der Übertragung
des Drehmoments keine ins Gewicht fallende, auf die El.ement"e 2o einwirkende radial-e
Kraftkomponente auftritt.
-
Das angetriebene Element 34. mit dem Werkzeughalter 36 ist an einer
Feder 6o aufgehängt und wird von dieser schwebend im Gleichgewicht gehalten. Im
untern Teil des Elements 3d ist di.2 Feder 6o mit ihrem untern Ende an einem Zapfen
62 befestigt, während das ohere Ende dieser Schraubenfeder 6o in einer Platte 64
gelagert ist. Diese Platte 64 ist in einer zentralen Öffnung einer auf dem Element
34 aufgeschraubten Platte 66 abn° h`-stützt. Zur Aufnahme der Feder 6o besitzt das
Element 34 eine zentrale Bohrung. Diese Bohrung besitzt im obern Teil eine Erweiterung,
auf deren unterm Absatz eine zweite, kürzere, den Oberteil der Feder 6o umgebende
Druckfeder 68 abgestützt ist, deren oberes Ende sich gegen die Platte 66 abstützt.
Diese Feder 68 ist in die Erweiterung im obern Teil des Elements 3.1 mit Vorspannung
eingesetzt und überwiegt die Federkraft der Feder 6o. Um ein Verwickeln der beiden
Federn 6o und 68 zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die beiden Federn gegenläufig
gewickelt anzuordnen. Diee Aufgab: der Feder 68 ist, dem angetriebenen Element 34
und damit dem Gewindebohrer 38 eine axiale Federwirkung zu geben, wenn der Gewindebohr.r
mit dem Arbeitsstück in Berührung kommt, damit vier erste im Bohrloch entstandene
Gewindegang nicht zerquetscht oder beschädigt wird.
-
Der Arbeitsvorgang stellt sich folgendermaßen dar: Das Antriebsmoment
wird: vom Schaft 12 üb,#-r die Zähne 16 auf den Sperring 18 und von diesem über
den Splint 2:2 auf den Führungskörper 2o übertragen. Von diesem geht die Bewegung
über das Rollorgan 52 auf das angetriebene Element 34. und auf das Werkzeug 38 über.
Übersteigt nun der Widerstand des Materials, in das das Gewinde geschnitten wird,
eine gewisse Grenze, so klinken die Zähne 16 aus den in diese eingreifenden Zähnen
im Sperring 18 gegen die Kraft der Feder 26 aus, so daß sich der Schaft 12 weiterdreht,
ohne den Führungskörper 2o mitzunehmen. Damit wird auch das Werkzeug 38 nicht mehr
weiter arbeiten. Um ein möglichst weitgehend reibungsloses Drehen: zwischen d,em
hülsenförmigen Teil 14 und dem Führunskörper 20 hei ausgeklinkten Zähnen 16 zu gewährleisten,
ist eine Kugellagerung 7o angeordnet. Um die Kugeln in den Ring einführen zu können,
ist eine radiale Bohrung 72, welche mit einem Pfropfen verschließbar ist, vorgesehen.
Mit dieser Kugellagerung 70 wird auch eine Zentrierung der einzelnen zusammenarbeitenden
Teile gewährleistet.
-
Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel kann in heli°higen weiteren
Ausführungsformen entwickelt werden.