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Einstellbares Futter, insbesondere zum Gewindeschneiden Die Erfindung
betrifft ein einstellbares Futter, insbesondere zum Gewindeschneiden, mit einer
im Grundkörper drehbar und axial nicht verschiebbar gelagerten und mit diesem durch
eine Überlastungskupplung gekuppelten Hülse, in der eine gegen Verdrehung gesicherte,
jedoch axial verschiebbare, zur Aufnahme des Werkzeuges dienende Aufnahmehülse angeordnet
ist.
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Bei den bekannten Futtern dieser Art ist die Überlastungskupplung
als Reibungskupplung ausgebildet, bei der eine Ringfläche des Grundkörpers gegen
eine federnde Ringfläche der drehbaren Hülse Anlage hat und bei Überlastung schleift.
Durch Zusammenpressen der Federn durch axiale Verstellung der drehbaren Hülse mit
einer überwurfmutter kann das übertragbare Drehmoment verstellt werden. Jedoch ist
eine genaue Einstellung kaum möglich, da die Werte für die Reibung der Ruhe und
der Bewegung auseinanderfallen. Ist also die Kupplung einmal bei einer augenblicklichen
Überlastung ins Rutschen geraten, so muß die Belastung erst sehr stark absinken,
bis die Kupplung wieder mitnimmt.
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Es sind auch Bohrfutter bekanntgeworden, bei denen als Spannmittel
unter Federdruck stehende Stahlkugeln verwendet werden, die in entsprechende Schlitze
des Werkzeugschaftes eingreifen und das Werkzeug mitnehmen. Diese Ausführung hat
jedoch den Nachteil, daß der Druck nicht gleichmäßig regelbar ist, da zur Veränderung
desselben die Spannung der Feder jeder Kugel einzeln durch Nachziehen einer Schraube
geregelt werden muß.
Hierbei einen gleichmäßigen Druck zu erzielen,
ist praktisch niemals möglich. Ferner ist jede Verstellung sehr zeitraubend, da
viele Schrauben nachgezogen werden müssen. Hinzu kommt noch, daß für jeden Schaftdurchmesser
ein anderes Futter benutzt werden muß und daß die verwendeten Werkzeuge mit besonders
gestalteten Schäften ausgestattet sein müssen.
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Die Erfindung besteht darin, daß am Umfang der drehbaren Hülse Zentrierungen
vorgesehen sind, in die im Grundkörper gelagerte, unter Federdruck stehende Kugeln
eingreifen, wobei die äußeren Enden der Federn sich über Druckstücke an der Kegelmantelinnenfläche
eines axial auf den Grundkörper verstellbaren Ringes abstützen. Die Nachteile der
mit gleitender Reibung arbeitenden Übertragungskupplung sind also vermieden. Die
Federn aller Kugeln können gleichmäßig verstellt werden bei genauester stufenloser
Einstellung des zu übertragenden Drehmoments. Man hat bereits die längs verschiebbare
Hülse zur Aufnahme des Werkstückes über einen in einen Führungsschlitz der drehbaren
Hülse ragenden Stift zwischen Federn abgestützt, damit das Werkzeug einem größeren
Druck oder Zug nachgeben kann. Diese außermittige Anordnung der Federn hat jedoch
den Nachteil; daß sie kompliziert und teuer ist und die Aufnahmehülse zum Verklemmen
neigt.
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Gemäß der Erfindung ist die Aufnahmehülse an einer in einer Mittelbohrung
des. Grundkörpers angeordnetenSchraubenfederbefestigt. Diesefedernde Aufhängung
der Aufnahmehülse ist einfach, und verkantende Kräfte treten nicht auf.
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Um verschieden große Werkzeuge auch während .des Laufes der Maschine
leicht auswechseln zu können, ist an der Stirnseite der Aufnahmehülse eine auswechselbare,
gegen Verdrehen gesicherte und durch eine Überwurfmutter befestigte Werkzeugaufnahme
eingesetzt, die eine unter Federdruck stehende Kugel enthält.
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In der Zeichnung ist ein Futter gemäß der Erfindung im Längsschnitt
dargestellt. Das Futter besteht aus einem Futterkörper i, der am oberen Ende mit
einem Schaft ;2 für die Aufnahme in die 11Iaschinenspindel vorgesehen ist. An der
Stirnseite des Futters ist eine Büchse 3 drehbar, aber nicht längs verschiebbar
eingesetzt, die in ihrer Bohrung Keilnuten vorsieht. In der Büchse 3 ist, durch
Keile 5 gegen Verdrehung gesichert, die Büchse 4 angeordnet, die, an ihrem unteren
Ende durch die Überwurfmutter 6 befestigt, eine Werkzeugaufnahme mit Innenvierkant
7 trägt. Die Werkzeugaufnahme ist gegen die Büchse 4 wieder durch Keile gegen Verdrehung
gesichert. Durch eine Spiralfeder 8, die mittels Querstift 9 im Schaft 2 des Futterkörpers
gehalten ist, wird die Büchse 4 in den Futterkörper i hineingezogen. In letzterem
sind ferner, auf den Umfang verteilt, eine Anzahl von abgesetzten Bohrungen io vorgesehen;
in die unter F,ederdruck liegende Kugeln i i eingelegt sind. Der guck auf die Kugeln
i i wird durch die Spiral-#edern 12 ausgeübt, die ihrerseits wieder über Druckstücke
13 gespannt werden. Im Umfang der Büchse 3 ist entsprechend der Anzahl der Bohrungen
io eine gleiche Anzahl von Zentrierungen 14 vorgesehen, in die sich die Kugeln i
i unter Federdruck einlegen. An der Stirnseite des Futterkörpers 2 sitzt ferner
ein Ring 15, der durch ein Gewinde 16 in seiner Längsrichtung verstellbar ist. Die
Bohrung des Ringes 15 hat auf einem Teil eine Kegelmantelfläche 17, gegen die sich
die Druckstücke 13 abstützen. In die Werkzeugaufnahme 7 ist ferner eine unter Federdruck
stehende Kugel 18 eingebaut, die zum Teil in die Aufnahme für das Werkzeug hineinragt,
die das Werkzeug hält und gegen Herausfallen sichert.
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Die Wirkungsweise des Futters ist folgende: Das Werkzeug 1g wird mit
seinem Vierkant 2o in die Werkzeugaufnahme 7 eingesetzt und ist durch den Druck
der Kugel i8 gehalten. Die Übertragung des Drehmoments von der Maschinenspindel
auf das Werkzeug erfolgt vom Schaft :2 des Futterkörpers r über die Kugeln i1 und
die Zentrierungen 14. auf die Büchse 3, von da aus durch die Keile 5 auf die Büchse
q., von dieser auf die durch Keile gesicherte Werkzeugaufnahme 7 und damit auf das
Werkzeug.
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Das in Umlauf gesetzte Futter wird mit der Maschinenspindel so weit
vorgefahren, bis der Anschnitt des Gewindebohrers in der mit Gewinde zu versehenden
Bohrung anschneidet. Sobald der Gewindebohrer zum Schnitt gekommen ist, wird der
Vorschub der Maschinenspindel, der bis dahin von Hand erfolgen kann, ausgesetzt.
Der Gewindebohrer führt sich dann selbst entsprechend seiner Steigung in das Gewindeloch
ein, wobei sich die Büchse 4 aus der Büchse 3 herauszieht.
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Reicht bei anomal langen Gewinden der Weg der Büchse 4 nicht aus,
so kann das Futter mit der Maschinenspindel von Hand leicht nachgestellt werden,
ohne dabei einen ungünstigen Einfluß auf die Steigungsgenauigkeit des Gewindes auszuüben.
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Treten beim Gewindeschneiden Hemmungen auf, die größer sind als das
eingestellte Drehmoment des Futters, so springen die in den Zentrierungen 14 liegenden
Kugeln i i gegen den Druck der Federn 12 zurück, und die Übertragung der Drehbewegung
zwischen Futter und Werkzeug ist unterbrochen. Die Unterbrechung hält so lange an,
wie der Widerstand am Werkzeug größer ist als das Übertragungsmoment des Futters
und ist akustisch durch das ständige Ein- und Ausspringen der Kugeln gut wahrnehmbar.
Der gleiche Fall tritt ein, wenn beim Gewindeschneiden in Grundlöchern der Gewindebohrer
auf den Grund der Bohrung aufstößt.
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Diese Wirkung wird in gleicher Weise und gleichem Maße beim Vor- und
Rücklauf bzw. beim Rechts- und Linkslauf erzielt.
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Durch Verdrehen des Ringes 15 auf dem Gewinde 16 des Futterkörpers
i kann das Drehmoment des Futters verändert werden. Beim Anziehen des Ringes 15
in Richtung zum Futterschaft hin werden die Druckstücke 13 durch den Kegel 17 radial
im Futterkörper verschoben und damit die Federn 12 angespannt. Der Druck auf die
Kugeln i i vergrößert sich und damit auch das t`rbertragungsmoment des Futters.
Bei umgekehrter Bewegung
des Ringes 15 wird das Drehmoment entsprechend
verkleinert.
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Die Werkzeugaufnahme 7 ist nach Abschrauben der Überwurfmutter 6 auswechselbar.
Für die verschiedenen Vierkantgrößen innerhalb des Verwendungsbereiches der Mutter
werden Werkzeugaufnahmen mit entsprechenden Vierkanten eingesetzt. Der Regelbereich
des Vierkantes entspricht den innerhalb des Nennbereiches liegenden Beanspruchungen.