DE1270371B - Drehmoment-UEberlastsicherung an einer Gewindeschneidvorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 23g

Deutsche Kl.: 49e-10

P 12 70 371.8-14
24. Januar 1958
12. Juni 1968

Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Überlastsicherung an einer Gewindeschneidvorrichtung mit einem axial feststehenden Kupplungsteil und einem durch axiales Verschieben gegen die Wirkung einstellbarer Federn aus dem feststehenden Kupplungsteil ausrückbaren und in ausgerückter Lage mittels eines axial verschiebbaren Zwischenringes festhaltbaren Mitnehmerringes.

Überlastsicherungen sind besonders beim Einschneiden von Gewinden in Sacklöcher sehr zweckmäßig, um den Schneidvorgang rechtzeitig zu beenden und Beschädigungen des geschnittenen Gewindes und des Werkzeuges zu verhindern. Es sind verschiedene Überlastsicherungen bekanntgeworden, die beim Überschreiten eines vorgegebenen Wertes des auf den Gewindeschneider übertragenen Drehmomentes die Antriebsverbindung auskuppeln.

Es ist bereits ein Bohrkopf mit Überlastsicherung bekannt, bei dem in der Stirnfläche eines getriebenen Teiles radiale Ausfräsungen und in einer gegenüberliegenden Stirnfläche eines treibenden Teiles federnde Kupplungsteile vorgesehen sind, die beim Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes aus den Ausfräsungen herausrutschen und sich dabei verdrehen, so daß sie quer zu den Ausfräsungen zu liegen kommen und nicht wieder selbsttätig einrasten können.

Bei einer anderen bekannten Überlastsicherung wird eine Klauenkupplung durch überschnappende Kipphebel, deren Winkelstellung vom übertragenen Drehmoment abhängt, bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes entkuppelt.

Eine weitere bekannte Überlastsicherung für Werkzeugfutter arbeitet mit federnd gelagerten treibenden Kupplungsklauen, die in mit Gleitflächen versehene Umfangsnuten eines getriebenen Kupplungsteiles eingreifen und bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes auf den Gleitflächen aus den Nuten herausgleiten und dann von einem Sperrglied in der entkuppelten Stellung festgehalten werden.

Gemäß einem älteren Vorschlag ist vorgesehen, in einer drehmomentabhängigen Kupplung zwischen einem Antriebsring und einem axial gegen Federkraft verschiebbaren Antriebsring einer Klauenkupplung einen Klauenkupplungsring vorzusehen, der gegenüber dem Antriebsring begrenzt drehbar ist und von einem axial gegen ihn verschiebbaren aber drehfest mit ihm verbundenen Ring umschlossen ist, dessen eine Stirnfläche gegenüber dem Antriebsring V-förmige Quernuten aufweist, in die Kugeln eingreifen und dessen andere Stirnfläche an dem axial verschiebbaren Abtriebsteil anliegt. Der Antriebsteil Drehmoment-Überlastsicherung an einer
Gewindeschneidvorrichtung

Anmelder:

Aktiebolaget Svenska Precisionsverktyg,
Nacka (Schweden)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

2000 Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Johann Bernhard, Nacka (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 26. Januar 1957 (772)

ist mit einer der Anzahl der Kugeln entsprechenden Anzahl von Vorsprüngen versehen, die im Betrieb an den Kugeln anliegen und den Ring mitnehmen, der seinerseits den drehfest mit ihm verbundenen Klauenkupplungsring samt eingekuppeltem Abtriebsring mitnimmt. Beim Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes rollen die Kugeln mit Hilfe der Vorsprünge des Antriebsringes aus den Quernuten des axial verschiebbaren Ringes heraus. Dadurch wird dieser Ring gegen den Abtriebsring axial vorgeschoben, so daß der Abtriebsring axial verschoben und seine Klauenverbindung zum Klauenkupplungsring getrennt wird.

Bei den bekannten Überlastsicherungen werden die gleichen Bauteile sowohl zur Kraftübertragung als auch zur Betätigung der Kupplung verwendet. In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei den bekannten Überlastsicherungen ein ziemlich hoher Verschleiß dieser Bauteile und eine nicht unbeträchtliche Erwärmung der ganzen Einrichtung im ausgekuppelten Zustand eintritt.

Es hat sich gezeigt, daß man den Verschleiß und die Wärmeentwicklung entscheidend herabsetzen und die Reproduzierbarkeit des auslösenden Drehmomentes merklich verbessern kann, wenn man für Kraftübertragung und Kupplungsbetätigung getrennte Bauelemente vorsieht und erfindungsgemäß ausbildet.

809 559/106

Sprengring 46 vorgesehen. Außerdem befindet sich in dem Stirnteil 14 des Teiles 10 eine verschließbare Öffnung 48 zur Einfüllung von Schmiermittel, welches in die Vorrichtung durch einen Kanal 50 ge-5 langt, der in einen innerhalb des ringförmigen Teiles 28 des Stützkörpers 22 ausgebildeten ringförmigen Raum 52 mündet.

In diesen ringförmigen Raum 52 ragt mit seinem drehbaren Gleitsitz das obere Endteil einer Kupp-

und damit außer Eingriff mit den Nocken gelangen. io lungshülse 54 hinein, die an ihrem entgegengesetzten Im folgenden wird ein in den Zeichnungen dar- Ende mit einem nach außen gerichteten Ringflansch

56 versehen ist. Zwecks Fixierung der axialen Lage der Kupplungshülse 54 zum Stützkörper 22 sind in diesen Teilen einander zugewandte ringförmige Rin-15 nen 58 ausgebildet, in die ein Kranz von Kugeln 60 eingelegt ist. Auf der Kupplungshülse 54 sind zwischen ihrem unteren Ringflansch 56 und der Unterseite des ringförmigen Teiles 28 des Stützkörpers 22 mit Gleitsitz zwei Ringe angeordnet, und zwar ein

ansicht der Kupplungsringe nach F i g. 2 in axial 20 Mitnehmerring 62 und ein unterer Zwischenring 64. zusammengeschobener Lage, wobei die Ringe mit- In dem Mitnehmerring 62 sind mehrere, z. B. sechs, einander im Kupplungseingriff stehen, von seiner oberen Fläche ausgehende, aber nicht

F i g. 4 dieselben Ringe wie F i g. 3, jedoch in Frei- durchgehende Bohrungen 66 vorgesehen, von denen laufstellung. jede das untere Ende eines Kupplungsbolzens 34 aufin den Zeichnungen ist 10 ein oberer, zylindri- 25 nimmt. Ferner ist dieser Ring an seiner Unterseite scher, haubenförmiger Teil, der an seinem offenen mit mehreren, z. B. drei, in Umfangsrichtung verunteren Ende mit Gleitsitz den oberen Teil eines laufenden und gleichmäßig über den Umfang verteilunteren, hülsenförmigen Teiles 12 aufnimmt. Der ten Rinnen 68 versehen, die sowohl an ihren Enden Teil 10 hat an seinem abschließenden Stirnende 14 als auch an den Seiten gegen den Ring geneigte eine zentrale Bohrung, die nach innen in einen ver- 30 Wände haben. Die Rinnen 68 liegen mittig zu den im stärkenden, einwärts gerichteten Flansch 16 verläuft, Zwischenring 64 vorgesehenen durchgehenden Bohder mit einem Innengewinde 18 versehen ist. In die- rungen 70, in denen Kugeln 72 liegen, welche durch ses Gewinde ist ein zentraler, mit einem entsprechen- die Bohrungen 70 hindurchtreten können und in den Außengewinde versehener Zapfen 20 eines ihrer oberen Lage vorzugsweise etwas weniger als Stützkörpers 22 eingeschraubt. Von dem oberen 35 zur Hälfte in die Rinnen 68 hineinragen. Auf der

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Drehmoment-Uberlastsicherung an einer Gewindeschneidvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß der Sitze für Mitnehmerkugeln aufnehmende Zwischenring durchgehende Bohrungen zur Aufnahme von den Zwischenring überragenden Kugeln aufweist, die bei der Momentübertragung an Nocken des Mitnehmerringes anliegen und nach Abhebung des Zwischenringes unter dessen Oberfläche

gestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine Ausführungsform einer Gewindeschneidvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Drehmoment-Uberlastsicherung,

F i g. 2 eine Ansicht der zu der Vorrichtung gehörenden Kupplungsringe in ausgekuppelter Lage, wobei die Teile vergrößert dargestellt sind,

F i g. 3 eine abgewickelte Darstellung einer Seiten-

Ende des Zapfens 20 erstreckt sich eine axiale, nach unten verjüngte Ausnehmung 24, die für den Anschluß an eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Antriebswelle bestimmt ist. Der Stützkörper 22 am

Oberseite des Ringflansches 56 der Kupplungshülse 54 sind in der Umfangsteilung der Bohrungen 70 gleichsinnig schräge Rollenbahnen 74 für die Kugeln 72 ausgebildet (siehe F i g. 3). In gleicher Weise sind

unteren Ende des Zapfens 20 hat einen auswärts 40 auf der Unterseite des Zwischenringes 64 mit der gerichteten ringförmigen Flansch 26, der sich bis zu gleichen Verteilung über den Umfang drei Rollender Innenwand des haubenförmigen Teiles 10 erstreckt. Nach unten geht dieser Flansch 26 in einen

ringförmigen Ansatz 28 über, der mit einem Außen

bahnen 76 ausgebildet, die im Verhältnis zur Unterseite des Zwischenringes in entgegengesetzter Richtung zu der Neigung der Bahnen 74 geneigt sind. Am gewinde zum Aufnehmen des hülsenförmigen Teiles 45 Ende jeder dieser Rollenbahnen, die in der Umfangs-12 versehen ist. Zwischen der Stirnwand 14 des hau- richtung gegenüber den Bohrungen 70 versetzt sind, benförmigen Teiles 10 und einem auf dem Flansch ist eine kugelförmige Ausnehmung 78 ausgebildet, 26 angebrachten Ring 30 sind Tellerfedern 32 einge- deren Mittelpunkt ungefähr am Ende der Rollenbahlegt. Diese sollen über den Ring 30 auf die oberen nen 76 und in deren Mitte liegt, d. h. dort, wo diese, Enden von vorzugsweise sechs über den Umfang 50 von der Unterseite des Zwischenringes 64 aus gegleichmäßig verteilten und in axialer Richtung sich sehen, ihre größte Tiefe haben. Diese Ausnehmungen erstreckenden Kupplungsbolzen 34 wirken, die in 78 sollen bei einer bestimmten Drehlage des Zwieiner entsprechenden Anzahl axialer, die Teile 26 schenringes 64 zum Ringflansch 56 etwas weniger als und 28 des Stützkörpers 22 durchdringendei Bohrun- die Hälfte einer Mitnehmerkugel 80 aufnehmen, gen 36 gleitend geführt sind. Zur Festlegung der 55 deren unterer Teil in eine entsprechende Anzahl auf Drehlage des Stützkörpers 22 zum haubenförmigen der Oberseite des Ringflansches 56 ausgebildeter, Teil 10 weist der Körper einerseits drei gleichmäßig außen verlaufender Ausnehmungen 82 eingreifen soll, über den Umfang verteilte radiale Bohrungen 38 auf, Zur Begrenzung der Drehung zwischen dem Zwidie innen je eine Schraubenfeder 40 und kurz vor schenring 64 und dem Ringflansch 56 sind im ersteder Mündung je eine Kugel 42 aufnehmen, die zum 60 ren mehrere abwärts gerichtete Bolzen 84 eingelas-Einschnappen in eine Anzahl von Rinnen 44, die sen, deren frei herausragende Enden bei gegenseitiauf der Innenwand des haubenförmigen Teiles 10 ger Verschiebung der Teile 64 und 56 in auf der axial verlaufen, bestimmt ist, und andererseits einem Oberseite des Ringflansches 56 ausgebildeten in Ummit dem Flansch 16 zusammenwirkenden Anschlag- fangsrichtung verlaufenden Ausnehmungen 86 bering 43. Der Anschlagring 43 verhindert ein völliges 65 wegbar sind. Auf der Unterseite des Ringflansches Zusammendrücken der Federn 32. Zur Verriegelung 56 sind außerdem bei der dargestellten Ausführungsder Gewindeverbindung zwischen dem Stützkörper 22 form zwei diametral gegenüberliegende Nocken 88 und dem Teil 10 ist ein in eine Rinne eingelegter fest angebracht. Diese Nocken 88 wirken mit zwei

ebenfalls einander diametral gegenüberliegenden und radial verlaufenden Nocken 90 zusammen. Letztere befinden sich an einer in der Kupplungshülse 54 mit Gleitsitz angebrachten Zwischenhülse 92, die ihrerseits mit Gleitsitz eine innere Hülse 94 aufnimmt. Die Hülse 92 ist in zwei axialen Lagen gegenüber der Kupplungshülse 54 fixierbar, und zwar dadurch, daß an der Außenwand der Hülse 92 in axialem Abstand voneinander ringförmige Rinnen 96 ausgebildet sind, die abwechselnd Kugeln 98 aufnehmen können, welche unter der Einwirkung je einer Schraubenfeder 100 in drei in dem Ringflansch 56 vorgesehenen, radial und um den Umfang gleichmäßig verteilten Bohrungen 102 radial beweglich sind. Außerdem ist die Hülse 92 an ihrem oberen Rand mit zwei einander gegenüberliegenden, radial nach innen gerichteten nasenartigen Vorsprüngen 104 versehen, die sich über den oberen Rand der inneren Hülse 94 hinaus einwärts erstrecken. Diese innere Hülse 94 hat ihrerseits zwei von ihrer Oberkante ausgehende, axial gerichtete und einander gegenüberliegende Vorsprünge 106 zum Zusammenwirken mit den nasenförmigen Vorsprüngen 104. Der Übergang zwischen dem oberen Rand der Hülse 94 und den Vorsprüngen 106 kann als eine schräggestellte Fläche ausgebildet sein. An der Innenwand der Hülse 94 sind mehrere (z. B. sechs), gleichmäßig über den Umfang verteilte, axial verlaufende Rinnen 110 ausgebildet, die im Querschnitt die Form von Kreisabschnitten haben und am einen Ende von einem Sicherungsring 112 sowie am anderen Ende von einer die Hülse 94 axial belastenden Tellerfeder 114 begrenzt sind. Die Tellerfeder 114 stützt sich gegen einen Abstandsring 116 ab, der seinerseits auf einem Sperrring 118 sitzt, dessen Lage durch eine ringförmige Rinne an der Innenwand der Zwischenhülse 92 bestimmt ist. Genau gegenüber den Rinnen 110 sind an einem verdickten Endteil der Spindel 120 in gleicher Weise im Querschnitt kreisbogenförmige Rinnen 122 so ausgebildet, daß jeweils zwei Rinnen 110 und 122 zusammen einen axial verlaufenden Kanal bilden. Die Rinnen 122 sind an beiden Enden durch Sicherungsringe 124 begrenzt. In die von den Rinnen gebildeten Kanäle sind Kugeln 126 eingelegt, und zwar im dargestellten Beispiel jeweils in jeden zweiten Kanal, und in den anderen Kanälen liegen Schraubenfedern 128, die sich mit ihren Enden an den die Kanäle begrenzenden Sicherungsringen 124 abstützen. Die Spindel 120 hat an ihrem in die Vorrichtung eingreifenden Ende eine axiale Bohrung 130, die einen an dem Stützkörper 22 befestigten Führungszapfen 132 aufnimmt. Auf der Ansatzstelle des Führungszapfens 132 an dem Stützkörper 22 ist eine Tellerfeder 134 angebracht. Außerdem befindet sich eine Lagerhülse 136 zwischen der Bohrung 130 der Spindel und dem Führungszapfen. Das freie Ende der Spindel 120 ist in bekannter und auf den Zeichnungen nicht dargestellter Weise so ausgebildet, daß ein Werkzeugträger zur Befestigung eines Gewindebohrers angeschlossen werden kann.

Beim Einleiten eines Gewindeschneidvorganges nehmen die Teile der vorstehend beschriebenen Vorrichtung die in den F i g. 1 und 3 gezeigte Lage ein. Beim eigentlichen Ansetzen des Gewindebohrers an einem Sackloch hat die Bohrspindel 120 jedoch die Möglichkeit, sich entgegen dem Druck der Federn 128 nach oben zu bewegen, bis ihr oberes Ende an die Tellerfeder 134 anschlägt, von wo aus die Spindel in die gezeigte Lage zurückkehrt, sobald der Gewindebohrer sich in das Loch eingeschnitten hat. Das Drehmoment wird von der nicht dargestellten Antriebsspindel über den Stützkörper 22 und die Kupplungsbolzen 34 auf den Mitnehmerring 62 übertragen und von diesem über die Kugeln 72 auf den Zwischenring 64, weiter über die Kugeln 80 und den Ringflansch 56 auf die Kupplungshülse 54. Deren Nocken 88, die mit den Nocken 90 der Zwischenhülse 92 in Eingriff stehen, übertragen das Drehmoment auf die innere Hülse 94 über die oberen, radialen Vorsprünge 104 der Zwischenhülse 92 und die Vorsprünge 106 der Hülse 94 und schließlich von der Hülse 94 über die Kugeln 126 auf die Spindel 120.

Sobald der Gewindebohrer den Boden des Loches erreicht hat, hindern die Kupplungsglieder die Kupplungshülse 54 an weiterem Umlauf. Da aber der Mitnehmerring 62 seinen Umlauf in der durch den Pfeil in der F i g. 3 angegebenen Richtung fortsetzt, werden die Kugeln 72 von den Nocken 196 in den Rinnen 68 weitergeschoben, so daß der Mitnehmerring 62 entgegen dem Druck der Tellerfedern 32 mit Hilfe der Mitnehmerkugeln 80 abgehoben wird, die nach dem Anstoßen an das eine Ende der Ausnehmung82 im Ringflansch56 der Kupplungshülse 54 auf den geneigten Rollenbahnen 76 hinaufgleiten. Nachdem die Mitnehmerkugeln 80 einen Teil dieser Flächen 76 passiert haben, sind die Kugeln 72 aus den Rinnen 68 heraus unter die Nocken 196 geglitten. Da die Reibungskraft zwischen dem unter Federbelastung stehenden Mitnehmerring 62 und dem Zwischenring 64 ein gewisses Drehmoment überträgt, rollen die Kugeln 80 auf der Rollenbahn 76 weiter, bis in der Nähe des Bahnendes die Bolzen 84 das eine Ende der Ausnehmungen 86 erreichen. Die einzige Kraft, die dann noch ein Drehmoment übertragen kann, ist die Gleitreibung zwischen der unteren Oberfläche des Mitnehmerringes 62 und dem Zwischenring 64. Damit ist der Gewindebohrer in beträchtlichem Maße vom Drehmoment entlastet. Die Größe des Drehmomentes, das die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen kann, läßt sich durch Einstellung der auf die Kupplungsbolzen 34 und damit auf den Mitnehmerring 62 wirkenden Federbelastung einstellen, und zwar geschieht dies durch gegenseitige Verdrehung des Stützkörpers 22 und des haubenförmigen Teiles 10, wobei die Tellerfedern 32 nach Bedarf vorgespannt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   l.Drehmoment-Uberlastsicherung an einer Gewindeschneidvorrichtung mit einem axial feststehenden Kupplungsteil und einem durch axiales Verschieben gegen die Wirkung einstellbarer Federn aus dem feststehenden Kupplungsteil ausrückbaren und in ausgerückter Lage mittels eines axial verschiebbaren Zwischenringes festhaltbaren Mitnehmerringes, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitze für Mitnehmerkugeln (80) aufnehmende Zwischenring (64) durchgehende Bohrungen (70) zur Aufnahme von den Zwischenring (64) überragenden Kugeln (72) aufweist, die bei der Momentübertragung an Nocken

   (196) des Mitnehmerringes (62) anliegen und nach Abhebung des Zwischenringes (64) unter dessen Oberfläche und damit außer Eingriff mit dem Nocken (196) gelangen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gruppen von Kugeln (80; 72) an einem gegenüber dem Zwischenring (64) in Umfangsrichtung begrenzt beweglichen Ringflansch (56) anliegen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 403 756, 620 377, 735877.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1171244.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   809 559/106 5.68 © Bundesdruckerei Berlin