DE1959770A1

DE1959770A1 - Gewindeschneidvorrichtung

Info

Publication number: DE1959770A1
Application number: DE19691959770
Authority: DE
Inventors: Eriksson Alf Anders Anselm
Original assignee: Svenska Precisionsverktyg AB
Current assignee: Svenska Precisionsverktyg AB
Priority date: 1968-12-16
Filing date: 1969-11-28
Publication date: 1970-07-02
Also published as: GB1286508A; CH509852A; DE1959770C3; US3656858A; SE323859B; DE1959770B2; FR2026252A1; DE6946189U

Description

SPV

Aktiebolaget Svenska Precisionsverktyg

Planiavägen 32_β Nacka 2/Schweden 1959770

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Ν—r.cfonk

Dip!, [ν-: . ι^!. ; icjudc Dipl. p;._yf. w. Schmitz

2 Hamburg 36 Neuer Wall 41

27.'Nov. 1969

Gewindeschneidvorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gewindeschneidvorrichtung mit einem antreibenden Teil und einem angetriebenen Teil und zwischen diesen vorgesehenen, momentübertragenden Gliedern, die eine axiale Verschiebung den Teile zueinander gestatten, wobei zwischen diesen Teilen Federn angebracht sind, von denen eine Kompressionsfeder bei Verschiebung der Teile in Richtung zueinander gespannt und eine andere Feder, wie eine Zugfeder, in entgegengesetzter Richtung betätigt wird. Es ist bereits durch die deutsche Offenlegungsschrift Nr. 1 527 166 bekannt, mittels eines Werkzeuges die Bewegungsfreiheit der beiden Teile zueinander in Richtung zu- und voneinander einzustellen, ohne dass die Vorrichtung auseinandergenommen zu werden braucht. Hierdurch wird erzielt, dass der Ansetzdruck, der dann auftritt, wenn der Gewindeschneidzapfen einen SehneidVorgang beginnt, sich innerhalb weiter Grenzen verändern lässt, und ferner lässt sich die axiale Bewegungsfreiheit zwischen den beiden Teilen der Vorrichtung in der Richtung zum und vom Werkstück jeweils den verschiedenen Arbeitsbedingungen anpassen. Die Erfindung bezweckt, eine Verbesserung von Gewindeschneidvorrichtungen dieser Art zu erzielen, derart, dass sie sich universal für die meisten vor-

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kommenden Bohrvorgänge, wie bei Seriegewindeschneiden in zwei oder mehrere Etappen, verwenden lassen, wobei sichergestellt ist, dass der Zapfen jedes Mal in den bereits vorhandenen Gewindegang eintritt und somit das Schneiden von doppelten Gewinden vermieden wird. Eine Gewindeschneidvorrichtung ist gewöhnlich mit einer Kupplung versehen, die ausgelöst wird, wenn das auf den Schneidzapfen wirkende Moment einen bestimmten Wert überschreitet, z.B. wenn der Schneidzapfen das untere Ende eines Bodenloches erreicht hat, während der .antreibende Teil der Schneidvorrichtung die Abwärtsbewegung fortsetzt, Wird dann der Schneidzapfen aus dem Loch herausgewunden, wird er gegen den äussersten 'Gewindegang gedrückt, bis der antreibenden Teil· seine normale axiale Lage gegenüber dem angetriebenen Teil, also bevor die Auslösung stattfand wMer eingenommen hat. Dies hat zur Folge, dass der oberste Gewindegang beschädigt, "gemangelt", werden kann. In diesem Fall ist erforderlich, .,dass der Ansatzdruck für den Schneidzapf en verhältnismässig niedrig ist. Ausserdem wird bezweckt, eine Gewindeschneidvorrichtung zu schaffen, die im Stande ist, in zufriedenstellender Weise oft vorkommende Arbeitsvorgänge auszuführen, bei denen es wesentlich ist, dass der Schneidzapfen in einer bestimmten Lage seine Gewindeschneidarbeit beginnt oder in das Bohrloch eintritt, sobald er auf seiner Abwärtsbewegung das Loch erreicht hat. In solchen Fällen soll die Vorrichtung für einen verhältnisiaässig hohen Ansatzdruck einstellbar sein. Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Teilen Elemente vorgesehen sind, die eine Anspannung der Koispressionsfeder¹ mit veränderlicher Kraft ohne Änderung der Lage der beiden Teile zueinander in deren Ausgangslage gestatten. Wenigstens ein Element ist hierbei vorzugsweise so ausgestaltet, dass es durch eine

Drehbewegung in seiner axialen Lage gegenüber dem es tragenden Teil veränderlich ist. Gemäss einer wichtigen Äusführungsform der Erfindung stützt sich die Kompressionsfeder mit ihren beiden Enden an dem angetriebenen Teil und wenigstens einem von diesem getragenes Element ab. Eines der Elemente kann ein Abstandsglied sein, das gegenüber dem angetriebenen Teil in Richtung zu dem antreibenden Teil begrenzt beweglich ist und gegen das sich das' eine Ende der Kompressionsfeder abstützt.

Die Erfindung soll nachstehend· unter'Bezugnahme auf eine in den anliegenden Zeichnungen beispielsweise gezeigte Ausführungs-

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form näher beschrieben Werden, und dabei sollen auch weitere, die Erfindung kennzeichnende Eigenschaften angegeben werden. Es zeigen:-

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Gewindeschneidvorrichtung nach der Erfindung·, und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

In den Zeichnungen ist eine Antriebsspindel 10 dargestellt, die in einen Kopfteil 12 übergeht, auf dessen äussere zylindrische Mantelfläche eine mittels einer Schraube If gesicherte zylindrische hülse 16 aufgepresst ist. Zwischen dem Kopfteil 12 und einem gleichachsigen Ring- oder Hülsenelement 18 ist eine lieber lastkupplung 20 vorgesehen^ _{die in an sich} bekannter Weise aus ineinander eingreifenden VorSprüngen besteht. Dieses Ringelement 18 wird zu einem solchen Eingriff der Vorsprünge ineinander durch zweckmässig zwei Federn 24, 26 betätigt, die zwischen einem auf der Unterseite des Ringelementes 18 in einer Ringnut 28 mittels Kugeln 30 gelagerten Ring 32 und einem einwärts gerichteten Ringflansch 34 einer unteren Hülse 36 wirken. Der-Ringflansch 3U ist mit einem Innengewinde 38 versehen. Dieses Gewinde steht in Eingriff mit:einem entsprechenden Aussengewinde an dem unteren Teil eines in die Hülsen 16, 36 hineinragenden zylindrischen Führungskörpers 40, der an seinem oberen Ende drehbar, aber in axialer Richtung fest mit dem Kopfteil 12 verbunden ist. Diese Verbindung besorgen zwei einander zugewandten Ringnuten 42, 44, die an der inneren Wand des Hauptteils bzw. der Aussenwand de.s Führungskörpers HO vorgesehen sind und in die eine Anzahl von Kugeln 46 eingelegt ist· Zwecks Einführens der Kugeln in die Wand des Kopfteils ist ein Kanal 48 vorgesehen, der nachdem Einführen mittels eines Pfropfens 50 verschlossen wird. _r>: Innerhalb des hülsenförmigen Führungskörpers 40 ist ein zylindrischer Gleitkörper &2 gelagert, der hier auch als anger·; triebener Teil der Vorrichtung bezeichnet wird. Die Körper 40 und 52 sind zueinander begrenzt axial verschiebbar, vom Gesichtspunkt der Drehung aus jedoch unbeweglich. Zu diesem Zweck ist der Gleitkörper 52 mit einer ausweridigen axialen Nut 54 und der Führungskörper 40 mit einer entsprechenden inwendigen axialen Nut 56 versehen. In diese Nuten 54, 56 ist eine Kugel 58 eingelegt, die, : somit Drehmoment zwischen den Körpern 40 und 52 überträgt und deren axiale Verschiebung zueinander gestattet. Die Lagerung

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zwischen den genannten Körpern erfolgt mittels einer grossen Anzahl von Kugeln 60, die in einen hülsenförmigen Kugelkäfig 62 eingelegt sind. Letzterer ist ausserdem mit einer Öffnung 64 für die Kugel 58 ausgebildet.

In einer zentralen Bohrung 66 im Gleitkörper 52 sind gleichmittig zwei Federn angeordnet, und zwar einerseits ein Kompressionsfeder 68 und andererseits einer vorzugsweise als Zugfeder ausgebildete Feder 70. Die Kompressionsfeder stützt sich mit ihrem einen Ende an einem Element 72 ab, das axial verschieb- _; bar, aber nicht drehbar in den Gleitkörper 52 untergebracht,ist. Das Element 72, das mit Gleitsitz in die Bohrung 66 eintritt, hat eine axiale Nut 74, in die ein Sperrstift 76 hineinragt. Ferner

™ hat das Element ein zentrales Gewinde für eine Schraube 7 8, deren Kopf 80 eine Ausnehmung 82 von beispielsweise von sechskantiger Form hat, derart, dass sich die Schraube mittels eines von aussen in diese Ausnehmung eingeführten Werkzeuges drehen lässt. Ein quergelagerter Bolzen 84 hat eine zentrale Öffnung 86 für den _r Kopf 80. Das Werkzeug lässt sich vom Unterende der Vorrichtung in die Ausnehmung 82 einsetzen, nachdem der (nicht dargestellte) Schneidzapfenhalter aus einer axialen Bohrung 8 8 in dem Endteil des angetriebenen Teils oder Gleitkörpers '52. entfernt worden ist. Die Schraube 78 hat einen Endflanschen 90, der in einen entsprechenden Absatz in dem Bolzen 84 eintritt und sich gegen diesen abstützt.

£ Ein zweckmässigerweise hülsenförmiges Abstandsglied .92

hat einen einwärts gerichteten Endflanschen 94 gegen den sich das andere Ende der Kompressionsfeder 68 anlegen kann. Die Abstandshülse 92 hat ferner mit einem nach aussen gerichteten Flanschen 96, der mit einem Stoppanschlag, wie einem in dem Gleitkörper 52 sitzenden Verschlussring 98 zusammenarbeitet, der die Bewegung der Äbstandshülse 92 in der Richtung aus dem Gleitkörper heraus begrenzt.

Die Zugfeder 7 0 ist mit ihrem unteren Endteil 100 in das Element 7 2 eingehakt und mit ihrem oberen Endteil 102 um einer Pinne 10*4" gelegt, die an einer Scheibe 106 anliegt, die als Führung für Kugeln 108 dient. Diese Kugeln sind zwischen dem Kopfteil 12 der Vorrichtung * und einem haüberi- oder beckerförmigen Element llO vorgesehen*¹, um während Druckübertragung" eine relative Drehbewegung zwischen diesen Teilen zu gestatten.

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Zwischen der Scheibe 106 und dem Führungskörper 40 ist ein Sperrring 112 angebracht. Der Gleitkörper 52 und an diesen angeschlossenene Elemente sind an der Zugfeder 70 aufgehängt, die somit gespannt wird, wenn der Gleitkörper aus dem antreibenden Teil herausgezogen wird, und umgekehrt. Eine Relativbewegung zwischen diesen Teilen kann dank der Kugel 58 und den Nuten 54, 56 stattfinden, während Drehmoment zwischen den Teilen übertragen wird. Die Kompressxonsfeder 68 erstreckt sich zwischen dem Element 7 2 und dem Endflanschen 94 der Abstandshülse 92. Bei der in der Fig. 1 gezeigten Einstellung der Vorrichtung nimmt das Element 7 2 seine untere Endlage ein. Dies bedeutet,:dass die Kompressionsfeder 68 ihre grösste Länge hat und sie hält die Abstandshülse 92 so weit ausgezogen, wie es geht, mit nur kleiner oder gar keiner Vorspannung. Auf der anderen Seite sorgt die Zugfeder 7 0 dafür, dass die Abstandshülse 9 2 an dem haubenförmigen Element 110 anliegt, das dem antreibenden Teil der Vorrichtung zugehört und sich über die Kugel 108 am Kopfteil 12 abstützt.

Durch Drehen der Schraube 78 mittels eines von aussen in deren Kopf 8 0 eingeführtes Werkzeugs lässt sich die Kompressxonsfeder 68 in grösserem oder kleinerem Grad vorspannen, wobei sie weiterhin die Abstandshülse 9 2 in ihrer herausgezogenen Lage mit Anschlag zwischen dem Flanschen 96 und dem Verschlussring 98 hält; Da ferner die Abstandshülse 92 gleichzeitig von der Zugfeder 7 0 in Anlage an dem haubenförmigen Element 110 gehalten wird, ist sichergestellt, dass die axiale Einstellung in der Ausgangslage zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil der Vorrichtung bei Veränderung des Anspannungsgrades der Kompressxonsfeder 68 unverändert bleibt. Der Druck der Kompressxonsfeder wird somit innerhalb des angetriebenen Teils 52 und dessen beiden Elementen 72, 92 aufgenommen. Es leuchtet ein, dass in demselben Ausmass, wie das Element 72 aufwärts verschoben wird, die Vorspannung der Zugfeder 7 0 kleiner wird.

Der angetriebene Teil 52 besitzt Freiheit der Bewegung in Richtung nach innen oder für sogenanntes "Rückwärts-Schweben", die konsläut ist und in ihrer Grosse von der Länge der Hülse 92 soweit sie sich über den angetriebenen Teil hinaus erstreckt, bestimmt wird. Dies bedeutet, dass der angetriebene Teil 52 mit seinem Schneidzapfen stets dieselbe axiale Ausgangs- oder Neutral-

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lage gegenüber dem antreibenden Teil der . Vorrichtung einnehmen wird, unabhängig von dem Grad der Vorspannung der Kompressionsfeder 68 der seinerseits nach den Voraussetzungen bemessen wird, die in der Art der Durchführung der verschiedenen Arbeitsvorgänge, in dem Härtegrad des Werkstückes usw. vorliegen. Der angetriebene Teil 52 kann sich auch nach aussen bewegen, "vorwärts schweben", wobei die Abstandshülse 92 das Element 110 des antreibenden Teils verlässt und die Zugfeder 7 0 gestreckt wird. Dagegen verbleibt in einem solchen Fall die Länge der Kompressionsfeder 68 und damit die Grosse des Ansatzdruckes unverändert.

Wenn die Antriebsspindel 10 in Umlauf versetzt wird, so wird das Drehmoment von dem Element 12 über die Kupplung 20 auf das Ringelement 18 übertragen. Um von diesem letzteren Element das Moment auf den Führungskörper 4-0 weiterzuübertragen, sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in dem Führungskörper drei gleichmässig über den Umfang verteilte radiale Bohrungen 114-(Fig. 2) vorgesehen, die Sperrglieder z.B. in der Form von Kugeln 116 aufnehmen, die von dem umlaufenden, haubenförmigen Element 110 in teilweise aus den Bohrungen UM- herausragenden Lage gehalten werden und die jede mit einer Ausnehmung oder einer peripheriellen Nut 118 in Eingriff stehen. Die Nuten 118 sind an der Innenfläche des Ringelementes 18 ausgebildet. Die Kugeln 116 übertragen das Drehmoment von dem Ringelement 13 zu dem Führungskörper 40 und von dort wird es über die Kugel 58 zu dem den Schneidzapfen mitnehmenden angetriebenen Teil 52 übertragen. Falls nun das auf den angetriebenen Teil wirkenden Drehmoment zu gross werden sollte, so dass die Kupplung 20 ausgelöst wird, erfolgt eine Abwärtsführuhg des Ringelements 18 unter Zusammendrücken der Federn 2H, 26. Hierbei verändert sich die axiale Lage der Kugeln 116, derart, dass sie die Belastung von diesen Federn aufnehmen, wie näher aus dem deutschen Patent Nr. 1.237.880 ersichtlich ist.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte Ausführungsform begrenzt, sondern lässt sich in vielfacher Hinsicht innerhalb des Rahmens des ihr zu Grunde liegenden Leitgedankens abwandeln. So kann die Umstellung des Elementes 7 2 •.zwecks Veränderung des Kompressionsgrades der Feder 68 mittels einer Art Bajonettverschluss erfolgen, derart, dass das Element beispielsweise zwei Lagen einnahmen kann. Die axiale rückwärts

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gerichtete Bewegungsfreiheit des angetriebenen Teils iäsat sich durch Verwendung von Abstandshülsen 9 2 von verschiedener Länge verändern. In gewissen Fällen lassen sich die Elemente 72, 78 durch eine von aussen leicht anbringbare Haltevorrichtung für die Zugfeder 70, z.B. einen Bolzen, ersetzen, der gleichzeitig einen Stoppanschlag für die Kompressionsfeder 68 bildet. Nachdem diese Vorrichtung entfernt worden ist, was vorgenommen werden kann, ohne den angetriebenen Teil 52 auszubauen, lässt sich der Abstand zwischen, den Abstützpunkten der Kompressionsfeder 68, d.h. der Grad ihrer Vorspannung, verändern, z.B. durch Einlegen besonderer Abstandstücke zwischen der. Feder und einem ihrer Anschläge, oder auch kann der im Innern der Bohrung 6 6 befindliche Flansch 9U der Abstandshülse 92 nach innen verlängert werden. Die Feder 7 0 kann auch eine Kompressionsfeder sein.

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Claims

Patentansprüche

t 1./Gewindeschneidvorrichtung mit einem antreibenden Teil (10) und einem angetriebenen Teil (52) und zwischen diesen vorgesehenen, momentübertragenden Gliedern (54, 56, 58), die eine axiale Verschiebung der Teilen zueinander gestatten, wobei zwischen den Teilen Federn (68, 70) angebracht sind, von denen eine Kompressionsfeder (68) bei Verschiebung der Teile in Richtung zueinander gespannt und eine andere Feder, wie eine Zugfeder, in entgegengesetzter Richtung betätigt wird» dadurch gekennzeichnet» dass zwischen den Teilen Elemente (7 2, 92) vorgesehen sind, die eine Anspannung der Kompressionsfeder (68) mit veränderlicher Kraft ohne Änderung der Lage der beiden Teile zueinander in ihrer Ausgangslage gestatten.
2. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1, da.durch gekennzeichnet dass wenigstens ein Element (7 2) durch eine Drehbewegung in seiner axialen Lage gegenüber dem es tragenden Teil (52) veränderlich ist.
3. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn ζ e ichne t, dass sich die Kompressionsfeder (68) mit ihren beiden Enden an dem angetriebenen Teil (52) und wenigstens einem von diesem getragenen Element (72) abstützt.
4. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente ein Abstandsglied (92) ist, das gegenüber dem angetriebenen Teil (52) in Richtung zu dem antreibenden Teil (10) begrenzt beweglich ist und gegen das sich das eine Ende der Kompressionsfeder (68) abstützt.
5. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 2 ·, d a -durch gekennzeichnet, dass die beiden Federn (68, 70) mit ihrem einen Ende mit dem axial beweglichen Element (72) zusammenarbeiten.
6. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 2, d a -durch gekennzeichnet, dass das axial bewegliche Element (7 2) durch Drehung mittels eines von aussen betätigbaren Elements (78) axial verschiebbar ist.
7. Gewindeschneidvorrichtung nach Anspruch 5, d a -

η η ο fl ο 7 / ι ο Q ·?

durch gekennzeichnet, dass sich die Koinpressionsfeder (68) an dem axial beweglichen Element (72) abstützt, während die andere als Zugfeder (7 0) ausgestaltete Feder an diesem Element befestigt ist.

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