DE909285C - Gewindeschneidapparat - Google Patents
GewindeschneidapparatInfo
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- DE909285C DE909285C DEP39769D DEP0039769D DE909285C DE 909285 C DE909285 C DE 909285C DE P39769 D DEP39769 D DE P39769D DE P0039769 D DEP0039769 D DE P0039769D DE 909285 C DE909285 C DE 909285C
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 15. APRIL 1954
ρ 39769 Ib 149 e D
Gewindeschneidapparat
Bei der Erfindung handelt es sich um einen Gewindeschneidapparat, der unter Verwendung
neuzeitlicher Schneidwerkzeuge eine wesentliche Steigerung der Schnittgeschwindigkeit gestattet
und der in Abweichung von den herkömmlichen Schneidapparaten aus einem treibenden und einem
angetriebenen Teil für direkten Antrieb des Werkzeuges besteht, wobei zwischen dem treibenden
und dem getriebenen Teil eine Kupplung für den Antrieb in einem Drehsinn und für den Antrieb
des Werkzeuges in entgegengesetzter Richtung Rollkörper angeordnet sind. Diese sind in einem
gegen Drehung gesicherten Käfig gelagert und laufen auf Rollbahnen, deren einzelne Punkte im
Axialschnitt verschiedene Abstände von der Drehachse haben.
Diese Art von Schneidapparaten kann erfindungsgemäß dadurch wesentlich verbessert werden,
daß die eine Rollbahn an dem treibenden Teil und die andere Rollbahn an einem ringförmigen
Element angeordnet wird, das bei Antrieb des Werkzeuges in entgegengesetztem Drehsinn über
die Kupplung mit dem getriebenen Teil gekuppelt ist, bei unmittelbarem Antrieb dagegen von
diesem frei läuft. Dabei sind weiter erfindungsgemäß die Rollbahnen so gestaltet, daß im Axialschnitt
der Abstand der einzelnen Punkte der Rollbahnen von der Drehachse beidseitig von einem
nahe der Mitte der Rollbahnen in axialer Richtung gelegenen Punkte aus bei den äußeren Bahnen abnimmt
und bei den inneren zunimmt. Auf diese Weise wird zum Unterschied von den älteren
Schneidapparaten mit treibendem und getriebenem Teil beim Axialverschieben dieser Teile gegeneinander
wenigstens in einer Richtung die Reibung an den Rollkörpern vergrößert und damit eine
Drehmomentübertragung zwischen den beiden Teilen unter Vertauschung ihrer gegenseitigen
Umlaufrichtung auch dann gewährleistet, wenn bei dem anzustrebenden gedrängten Aufbau des
Apparates große Drehmomente und hohe Schnittgeschwindigkeiten zu fordern sind. Weiter hat die
erfindungsgemäße Ausführung den \7'orzug, daß
die Rollkörper nicht nur zur Drehmomentübertragung dienen, sondern auch die Lage der beiden
ίο Teile (treibenden und getriebenen Teil) zueinander sowohl in radialer als auch in axialer Richtung
sichern. Im übrigen wird durch die erhöhte Reibung eine zuverlässige Übertragung auch
großer Drehmomente bei nur geringen axialen Drücken erreicht, ein Vorzug, der sich nicht nur
für die Bedienung des Schneidapparates, sondern auch hinsichtlich der Herstellungskosten günstig
auswirkt.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand eines Ausführungsbeispieles gemäß
der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. ι einen erfmdungsgemäßen Schneidapparat
im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Querschnitt gemäß H-II der Fig. 1.
Fig. 3 einen Einzelteil, nämlich einen Kugelhalter in Ansicht,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil des Kugelhalters,
Fig. 5 die Rollbahnen im Schnitt.
Fig. 5 die Rollbahnen im Schnitt.
Eine Spindel 10 ist zentrisch in eine nach unten offene Kappe 14 eingesetzt und in dieser mittels
einer Schraube 12 gesichert. Die Kappe 14 zeigt am Umfang Kühlrippen 16 und auf ihrer Innenseite
zwei übereinander und einander parallel verlaufende Rollbahnen 18, 20 (vgl. auch Fig. 5) für
Rollkörper, die bei der dargestellten Ausführung als Kugeln 22 ausgebildet sind. Diese Kugeln sind
in einem ringförmigen Halter 24 gelagert und rollen auf der Innenseite auf zwei weiteren Rollbahnen
26, 28, die am Außenumfang eines in den Kugelhalter 24 eingesetzten Ringelementes 30 ausgebildet
sind.
Der Einfachheit der Darstellung halber sind für jede Bahn nur acht Kugeln angedeutet, wogegen
tatsächlich die Kugelzahl wesentlich größer ist und also der Abstand der einzelnen Kugeln voneinander
innerhalb ein und derselben Bahn wesentlich kleiner ausfällt.
Zum Einbringen der Kugeln zwischen die Rollbahnen
wird das Ringelement 30 vor dem Festlegen des Halters 24 seitlich in der Kappe 14 verlagert
und anschließend die Kugeln in die oberen Rollbahnen 18, 26 eingeführt. Nunmehr wird das
Ringelement 30 in der Kappe 14 zentriert, und die Kugeln werden so verteilt, daß beim Einbringen
des Halters 24 zwischen das Ringelement 30 und die Kappe 14 jede Kugel von einer Aussparung 32
des Kugelhalters 24 aufgenommen wird. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Aussparungen 32 an
der inneren Stirnfläche des Kugelhalterkranzes gleichmäßig über dessen Umfang verteilt. Die
Seitenflächen 33 der Aussparungen 32 sind gleichj falls kugelförmig gewölbt, indem diese Aus-]
sparungen vom oberen. Rand des Kranzes her in Richtung parallel zu dessen Achse ausgebohrt
werden.
Zum Einbringen der Kugel in die untere Rollbahn 20, 28, d. h. in Löcher 34 des Kugelhalterkranzes,
ist der Mantel der Kappe 14 mit einer nicht dargestellten Radialbohrung versehen, die
nach Einführen der Kugeln durch einen Stopfen verschlossen werden kann.
Die beiden eingebrachten Kugelringe führen die Kappe 14, den Kugelhalter 24 und das Ringelement
30 in axialer Richtung aneinander.
Das Ringelement 30 hat innen eine Kegelstumpf mantelfläche. Ebenso ist die innere Mantelfläche 36
der Kappe 14 oberhalb des Ringelementes 30 kegelförmig gestaltet derart, daß sie (zum Unterschied
von der Kegelmantelfläche des Ringelementes 30) im Durchmesser nach oben hin abnimmt. Diese
beiden Kegelflächen dienen als Kupplungsreibungsflächen,
die wechselweise mit einem axial verschiebbaren Kupplungskörper 38 zusammenwirken.
Dieser Körper ist auf der Spindel 40 für die Aufnahme des Werkzeuges, im vorliegenden Falle
eines Gewindebohrers 42, befestigt und kann z. B. aus armierter Kunstmasse oder einem anderen
Werkstoff mit hohem Reibungskoeffizienten bestehen. Der obere Teil 44 dieses Kupplungskörpers
ist kegelstumpfförmig gestaltet nach Maßgabe des Kegelwinkels der Mantelfläche 36. Durch Axialverschiebung
der Kappe gegen den Kupplungskörper 44 legt sich dessen Mantelfläche an die innere Mantelfläche 36 der Kappe 14 und ergibt
dadurch eine Reibungskupplung.
In der in Fig. 1 veranschaulichten Stellung berührt der Kupplungskörper 38 das Ringelement 30.
Der Kupplungskörper ist nämlich im unteren Teil 46 ebenfalls kegelförmig gestaltet nach Maßgabe
der inneren Kegelmantelfläche des Ringelementes 30.
Zur Erhöhung der Reibungswirkung sind die beiden Kupplungskörperteile 44 und 46 mit
radialen Kanälen 48 und 50 und in diese eingesetzte Hülsen 52 versehen. In die Hülsen ist je
eine Feder und eine Kugel 54 eingesetzt. Die Kugeln 54 des Teiles 44 greifen in der einen
Kuppelstellung in Aussparungen 56 der Kappe 14 und die Kugeln 54 des Teiles 46 in der anderen
Kuppelstellung in Aussparungen 58 des Ringelementes 30 ein. Außerdem ist in die obere Stirnfläche
des Teiles 44 ein Ring 60 eingelassen, der vier einander diametral gegenüberliegende Kugeln
62 aufnimmt und an dem Federn 64 angreifen. Als Anschläge für die durch die Federn verursachte
Auswärtsbewegung des Ringes 60 sind im Teil 44 des Kupplungskörpers Schrauben 66
(Fig. 2) vorgesehen. In der Kuppelstellung, bei der der Teil 44 an der Kappe 14 anliegt, greifen die
Kugeln 62 in Aussparungen 68 des Kappendeckels ein.
Die Spindeln το und 40 und das Ringelement 30
werden bei ihrer Axialbewegung von zweckmäßig selbst schmierenden Lagern 70 und 72 geführt. Der
Gewindebohrer 42 wird von der Spindel 40 mittels einer Haltevorrichtung 74 an sich bekannter Art
mitgenommen und unter Keilwirkung von einem Ring gestützt, der seinerseits von einer auf die
Spindel aufgeschraubten Muffe 78 gehalten wird. Als Ring 76 kommt eine Drahtwendel in Betracht,
in die Gummimasse eingegossen ist.
Der Schneidapparat arbeitet wie folgt: Der Gewindebohrer 42 wird konzentrisch an das Loch
angesetzt, in das ein Gewinde eingeschnitten werden soll. Der Bohrer liegt dann allseitig auf
der oberen Lochkante auf. Darauf wird die Spindel 10 und also auch die Kappe 14 in Umlauf
gesetzt und gegen das Loch gedruckt. Durch diesen Druck kommt der TeÜ44 des Kupplungskörpers38
zur Anlage an den inneren Kegelmantel 36 der Kappe 14 und stellt auf diese Weise eine Reibungsverbindung
her, die das Antriebsdrehmoment von . Spindel 10 und Kappe 14 auf die Bohrerspindel 40
ao überträgt, so daß der Bohrer 42 sich in das Loch hineinarbeitet und das Gewinde schneidet. Sobald
der Gewindebohrer den Boden des Loches erreicht hat, steigt der Widerstand gegen weitere Bohrerdrehung
stark an. Es wird die Bohrerspindel 40 und damit ^uch der Kupplungskörper 38 blockiert,
und die Kappe 14 beginnt auf dem Kupplungskörper 38 zugleiten. Dabei erzeugen die Kugeln54
und 62 ein klapperndes Geräusch und zeigen damit dem Bedienenden sinnfällig an, daß der Gewindeschnitt
beendet ist. Es kann dann unverzüglich die Spindel 10 mit der Kappe 14 aus der fertiggeschnittenen Gewindebohrung herausgehoben
werden. Hierbei wird der Kupplungskörper 38 von der Kappe 14 abgehoben und also die Kupplung
zwischen 14 und 38 unterbrochen. Gleichzeitig legt sich der Kupplungskörper 38 mit seinem unteren
Teil 46 in das Ringelement 30 ein und kuppelt also mit diesem. Das Ringelement 30 ist bisher
entgegengesetzt zur Kappe 14 umgelaufen, weil die Kugeln 22, die in dem von einem Arm 80 gegen
Drehung gehaltenen Kugelhalter 24 gelagert sind, die Drehung der Kappe 14 nach Art eines
Zwischenzahnrades auf das Ringelement 30 übertragen. Bei dieser Übertragung ist eine Übersetzung
gegeben, die dem Verhältnis zwischen den Umfangen der Rollbahnen i8, 20 und 26, 28 direkt
proportional ist. .
Der Arm 80 wird während des Schneidvorganges zweckmäßig gegen einen sich in Vorschubrichtung
erstreckenden Stab abgestützt, der also die Vorschubbewegung nicht beeinträchtigt.
Hervorzuheben ist noch, daß das Querschnittprofil der Rollbahnen 18, 20 und 26, 28 stets einen
größeren Krümmungshalbmesser als die Kugeln 22 haben. Dadurch wird erreicht, daß auch bei nur
unbedeutendem Axialdruck zwischen Kappe 14 und Ringelement 30 eine Keilwirkung zwischen den
Kugeln und den Rollbahnen gegeben ist, die eine einwandfreie Drehmomentübertragung gewährleistet.
Die Teile 44 und 46 des Kupplungskörpers 38 haben übrigens verschiedene Kegelwinkel, indem
die Konizität des Teiles 46 erheblich kleiner als die des Teiles 44 ist, und zwar deshalb, weil die
Gefahr einer Verkeilung des Gewindebohrers im vorgebohrten Loch beim Herauswinden des Bohrers
aus dem Loch erheblich kleiner als beim vordringenden Einschneiden des Gewindes ist. Da der
Axialdruck in Vorschubrichtung nur sehr klein zu sein braucht, hat ein etwaiges Verkeilen beim
Herausheben des Gewindebohrers höchstens zur Folge, daß der Teil 46 im Ringelement 30 schleift.
Dabei geben die ein klapperndes Geräusch erzeugenden Kugeln 54 ein solches Schleifen sinnfällig
zu erkennen, so daß der Bedienende den Umlauf der Spindel 40 unverzüglich stoppen kann,
z. B. durch Senken der Antriebsspindel 10.
Die dargestellte Ausführung gilt nur als eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung.
Diese ist also nicht auf dieses Beispiel beschränkt, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung mancherlei
Abwandlungen möglich. So könnten beispielsweise die Profile der Rollbahnen 18, 20 und 26, 28
im radialen Querschnitt gerade Linien oder auch eine Kombination gerader Linien mit einer
Kurve sein.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Gewindeschneidapparat, bei dem zwischen go einem antreibenden und einem angetriebenen Teil für direkten Antrieb des Werkzeuges in dem einen Drehsinn ein Kupplungsorgan sowie für Antrieb des Werkzeuges im entgegengesetzten Drehsinn Rollkörper angeordnet sind, die in einem gegen Drehung gesicherten Käfig gelagert sind und in Rollbahnen laufen, deren einzelne Punkte im Axialschnitt verschiedene Abstände von der Drehachse aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Rollbahn (18 bzw. 20) an dem antreibenden Teil (14) und die andere Rollbahn (26 bzw. 28) an einem ringförmigen Element (30) angeordnet ist, das bei Antrieb des Werkzeuges im entgegengesetzten Drehsinn über das Reibkupplungsorgan (38) mit dem angetriebenen Teil (40) in Antriebsverbindung steht, bei direktem Antrieb aber von letzterem frei läuft, und daß im Axialschnitt der Abstand der einzelnen Punkte der Rollbahnen von der Drehachse beidseitig von einem nahe der Mitte der Rollbahnen in axialer Richtung gelegenen Punkt aus bei den äußeren Bahnen (18, 20) abnimmt und bei den inneren (26, 28) zunimmt.
- 2. Gewindeschneidapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profillinie der Rollbahnen (18, 20 und 26, 28) einem Kreisbogen folgt, dessen Halbmesser größer ist als der der Kugeln (22).
- 3. Gewindeschneidapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profillinie der Rollbahnen geraden Linien folgt oder einer Kombination von mindestens einer geraden Linie und mindestens einer Kurvenlinie.
- 4. Gewindeschneidapparat nach Anspruch 1, iaj dadurch gekennzeichnet, daß das axial ver-schiebbare Kupplungsorgan (38) mit dem angetriebenen Teil (40) fest verbunden und mit zwei kegeligen Reibflächen versehen ist, mittels welcher dieses Organ in zwei Grenzlagen abwechselnd mit dem treibenden Teil (14) oder dem ringförmigen Element (30) durch Reibung kuppelt, wobei zur Sicherung der Kupplung das Kupplungsorgan (38) mit unter Federdruck stehenden Kugeln (54) versehen ist, die in den kuppelnden Eingriffslagen des Organs (38) in Ausnehmungen in dem antreibenden Teil (14) bzw. dem ringförmigen Element (30) eintreten.Angezogene Druckschriften:Schweizerische Patentschrift Nr. 245 140.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 5919 4.54
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Also Published As
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BE488557A (de) | |
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GB663414A (en) | 1951-12-19 |
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