DE2755484C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen zylindrischen Formkörper mit einem selbstschneidenden Außengewinde der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der GB-PS 14 82 624 ist ein derartiger zylindrischer Formkörper bekannt, dessen über den Umfang verteilt ange­ ordnete Längsnuten von dreieckigem Querschnitt zusammen mit den Gewindegängen des Außengewindes Schneidkanten bil­ den und zum Zwecke einer wirksamen Späneabfuhr über die gesamte Längserstreckung des Formkörpers ausgeführt sind. An einem Ende des hohlzylindrischen Formkörpers ist ein Ringbund von gegenüber den anschließenden Gewindegängen geringerer Höhe ausgebildet, der von den Längsnuten in mehrere Segmente unterteilt ist und mehrere Vorschneiden bildet. Dieser einen ersten Gewindegang bildende Ringbund verläuft in Fortsetzung der Hauptgewindegänge und hat eine in Umfangsrichtung gleichbleibende radiale Höhe. Beim Ein­ schrauben dieses Gewindeformteils wird durch den vorder­ sten Gewindegang zwar eine Vorschneidewirkung erzielt, da jedoch alle drei Schneidkanten der Vorschneiden gleiche Lage und Höhe haben, ist ein erhöhtes Drehmoment beim Ein­ schneiden erforderlich und es ergibt sich eine übermäßige Beanspruchung und Werkstückbohrung im Bereich der Außen­ kante mit der Gefahr von Ausbrüchen von spröden Kunst­ stoffmaterialien. Darüber hinaus ist auch die Herstellung dieses hohlzylindrischen Formkörpers aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Formkörper der ange­ gebenen Gattung zu schaffen, der verbesserte selbstschnei­ dende Eigenschaften besitzt und in eine Werkstückbohrung mit geringerem Drehmoment eingeschraubt werden kann, ohne daß dabei übermäßige Beanspruchungen im Werkstück beim Einschneiden des Gewindes auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorschneiden werden beim Eindrehen des Formkörpers in ein Werkstück Materialteile quasi scheibchenweise herausgeschnitten, wobei die Schnitte der aufeinanderfolgenden Schneidkanten der Vorschneiden zuerst die beiden gegenüberliegenden un­ teren Flankenteile eines Gewindeganges schneiden, worauf­ hin anschließend die nachfolgenden Schneidkanten die rest­ lichen Materialteile aus diesem herzustellenden Gewinde­ gang herausschneiden.

Ein quasi scheibchenweises Herausschneiden von Gewinde­ gangteilen ist auch mit dem Gegenstand der DE-PS 5 43 628 grundsätzlich möglich, wobei jedoch eine andere Schnitt­ folge mit der eingangs genannten hohen Beanspruchung der Werkstückwände erzielt wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4, wobei im Anspruch 5 ein bevor­ zugtes Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Form­ körpers gemäß der Erfindung angegeben ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen zylindrischen Formkörper vor dem Einschneiden seines Außengewin­ des zusammen mit dem Gewindeschneid­ werkzeug in Seitenansicht,

Fig. 2 den Formkörper nach Fig. 1 in Endan­ sicht,

Fig. 3, 4 schematisch das Herstellen der Vor­ schneiden bei einem Formkörper nach Fig. 1,

Fig. 5, 6 schematisch einen anderen Formvorgang zur Herstellung der Vorschneiden,

Fig. 7 eine Endansicht des fertigen Form­ körpers,

Fig. 8 ein der Fig. 6 entsprechendes Detail,

Fig. 9, 10 weitere Ausführungen des Formkörpers.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte zylindrische Formkörper weist an seinen beiden Enden je eine kleinere ringförmige Rippe 10 den V-Querschnitt, drei um 120° winkelversetzte axiale Spannuten 16 sowie eine Innenbohrung 19 auf. Das in Fig. 1 dargestellte Formwerkzeug 20 dient zur Formung der Rippe 10 und einer benachbarten Flanke 17 am Hauptteil 18 des Formkörpers. Die Neigung der Flanke 17 entspricht der V-Form des Außengewindes, das nach Formen der Rippe 10 hergestellt wird. Eine V-Nut 170 zwischen der Rippe 10 und der Flanke 17 hat einen zylindrischen Boden, wodurch eine Verringerung der Wanddicke des Formkörpers vermieden wird. Bei massiven Werkzeugen, wie z. B. Gewindebohrern, bei de­ nen eine zu voller Tiefe geschnittene Gewindeform erforder­ lich sein kann, ist keine solche Abstumpfung erforderlich. Durch eine achsparallele Vorschubbewegung zwischen dem Formwerkzeug 20 und dem Formkörper-Rohling wird die Rippe 10 in unterschiedlichem Maße ebenso wie die Flanke 17 an dem einen und/oder anderen Ende des Formkörpers spanend bearbeitet. Die Art und Weise der Bearbeitung hängt von dem Zeitpunkt ab, an dem das Formwerkzeug an der Rippe angreift. Ein typisches Beispiel ist in den Fig. 3, 4 ge­ zeigt, in denen die vollständige V-Form der vorderen Rippe 10 strichpunktiert eingezeichnet ist, wohingegen die voll­ ständige Gewindeform und das Gewinde 180 auf dem Hauptteil 18 des fertigen Formkörpers in Strichlinien 30 dargestellt ist.

Das Formwerkzeug 20 kann an der vorderen Rippe so angrei­ fen, daß an der ersten Spannut 16 der stehenbleibende und schraffiert gezeichnete Teil 1 der Rippe 10 V-Form und eine geringere Höhe hat, sowie ferner gegenüber der Schraubenlinie der Gewindeform 30 versetzt ist. An der zweiten Spannut hat der verbleibende Teil 2 der Rippe 10 ebenfalls V-Form, jedoch von größerer Höhe und ohne merk­ baren seitlichen Versatz zur Gewindelinie 30. Im Bereich der dritten Spannut ergibt sich ein V-förmiges Profilteil 3 von einer dem Teil 1 entsprechenden Höhe, der jedoch entgegengesetzt zur Schraubenlinie der Gewindeform ver­ setzt ist. Am Teil 4 ist die Einwirkung des Formwerkzeugs 20 auf die Flanke 17 des Hauptteils 18 angedeutet, wobei an einer der Längsnuten 16 ein gegenüber der Gewindelinie axial versetzter V-förmiger Hauptteil 4 sowie ein eben­ falls versetzter V-förmiger Nebenteil 44 von minimaler Höhe gebildet ist.

Die verbleibenden Rippen- und Flankenteile 1 bis 4 bilden an den Längsnuten 16 Schneidkanten 11 bis 14 von unter­ schiedlicher radialer Höhe und gegenseitiger axialer Ver­ setzung. Jede Schneidkante 11 bis 14 führt einen gesonder­ ten Schneidvorgang im Werkstück aus, wobei sich die ein­ zelnen Ausschnitte in der in Fig. 4 dargestellten Weise addieren. Lediglich der in Fig. 4 dargestellte relativ kleine Teil 55 des Werkstücks wird von den Vorschneidkan­ ten nicht erfaßt und durch die Schneidkante 15 des Vollge­ windes 5 abgetragen.

Die in den Fig. 5, 6 dargestellte Ausführung der Schneid­ kantenformung an den Längsnuten 16 entspricht im wesent­ lichen derjenigen nach den Fig. 3, 4, wobei gleiche Be­ zugszeichen verwendet werden. Der vom vollen Gewindeteil 5 zu spanende Restteil des Werkstücks ist in Fig. 6 mit 55 bezeichnet.

Der in Fig. 7 dargestellte Vorderteil des fertigen Form­ körpers ergibt durch die geringere Höhe der Rippe 10 und der Flanke 17, die sich von einer Längsnut 16 zur nächst­ folgenden in der bereits erläuterten Weise ändert, einen Schneidvorgang im Werkstück, bei welchem die Abspanung nicht auf nur eine Schneidkante an einer Längsnut 16 be­ schränkt ist, was einen übermäßigen Verschleiß der Schneidkante sowie die unerwünschte Ansammlung und Ver­ dichtung von Spänen in nur einer Längsnut bewirken würde. Vielmehr wird durch die verteilte Schneidwirkung die beim Schneidvorgang auftretende Belastung auf etwa fünf Schneidkanten verteilt, wobei auch die Späne durch alle vorgesehenen Längsnuten 16 gleichmäßig verteilt abgeführt werden. Ein Verdichten der Späne in den Nuten und ein daraus resultierendes Festfressen des Schneidwerkzeugs oder ähnliche Belastungen werden vermieden. Darüber hinaus wird bei der vorstehend beschriebenen Herstellungsmethode eines Formkörpers erreicht, daß an jedem der Teile 1 bis 5 gemäß Fig. 4 Schneidkanten 11 bis 15 entstehen, die ge­ sondert feine Späne nacheinander aus dem Werkstück bis zur Ausbildung des vollen Gewindeganges herausarbeiten. Das für den Schneidvorgang erforderliche Drehmoment verteilt sich somit über den gesamten Umfang des Formkörpers, wo­ durch die Bruchgefahr des Formkörpers wesentlich herabge­ setzt und unerwünschte Reibungen im Werkstück, insbesonde­ re, wenn dieses aus einem Duroplast besteht, vermieden werden. Darüber hinaus erfolgt der Schneidvorgang des fer­ tigen Gewindes ohne gesonderten Vorschneider, da das Vor­ schneiden von der speziell ausgestalteten Rippe 10 über­ nommen wird. Blindlöcher in Werkstücken können somit bis zu ihrem Grund mit einem Gewinde versehen werden.

Das Herstellen des Formkörpers aus Stangenmaterial und das Formen der Rippe 10 an jedem Ende durch das Formwerkzeug 20 ist in einfacher Weise als schnelles und kontinuierli­ ches Verfahren in einer geeigneten automatischen Drehma­ schine durchführbar.

Die Erfindung ist nicht nur bei Gewindeeinsätzen sondern auch bei Schneidschrauben und ähnlichen Teilen mit Außen­ gewinde und Längsnuten anwendbar, z. B. bei Gewindebohrern zum Schneiden von Blindlöchern oder Löchern mit Innen­ schultern.

Die als Spankanäle wirkenden Längsnuten 16 können von bei­ den Enden des Formkörpers her im Gewindeabschnitt 180 des Hauptteils 18 nur über einen Teil der Länge verlaufen. Ferner kann die Längsnut 16 eine relativ große Teife auf­ weisen, z. B. zum Erhalt eines endseitig längsgeschlitzten Formkörpers. Die Längsnut oder der Schlitz können zur Längsachse des Formkörpers gerade oder spiralförmig ver­ laufen.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführung sind am Ende des dargestellten Formkörpers mehrere Rippen 10, 100 aus­ gebildet, wobei diese Rippen bevorzugt in Richtung auf das Vollgewinde 180 zunehmenden Durchmesser haben, die jedoch kleiner als der Durchmesser des Vollgewindes sind. Die Rippen können auch eine kleinere Teilung als das Vollge­ winde 180 aufweisen.

Bei der Herstellung eines Formkörpers zum kontinuierlichen Gewindeschneiden können die Teile 1 bis 4 mit ihren Schneidkanten 12 bis 14 gemäß 3, 4 bzw. 5, 6 synchron mit den Gewindegängen 180 des Hauptteils eingearbeitet werden.

Um unerwünschte Reibbewegungen aufgrund des größerwerden­ den Durchmessers zwischen benachbarten Längsnuten 16 (vgl. die Teile 1 und 2 in Fig. 3) zu vermeiden, kann auf der Rippe 10 eine Mehrfach-Spitzenanordnung mittels eines ge­ eigneten Formwerkzeugs ausgebildet werden, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist. In diesem Fall nimmt die Höhe der Spitzen an den Längsnuten 16 fortschreitend von ¹/₄ bis ¾ der Tiefe des Vollgewindes in Abständen von einem Drittel der Teilung der Gewindeform zu, wenn drei Längs­ nuten 16 vorgesehen sind.

Ferner können Rippen 110 gemäß Fig. 10 an axial beabstan­ deten Stellen eines Gewindebohrers ausgebildet werden, so daß bei auftretendem Verschleiß der Schneidkanten 11 bis 14 das jeweilige Vorderende dieses Formkörpers bis zu den Schneiden der nächsten Rippe 110 abgetrennt werden kann, wodurch sich ein Schärfen oder Nachschleifen des Gewinde­ bohrers erübrigt.

Claims (5)

1. Zylindrischer Formkörper mit einem selbstschneidenden Außengewinde und mindestens zwei Spänekanäle bildenden Längsnuten, der an mindestens einem Ende einen mehrere Vorschneiden bildenden Gewindegang von geringerer radialer Höhe als die Hauptschneiden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschneiden (1, 2, 3) gegeneinander und gegenüber dem Gewindegang der Hauptschneiden (180) versetzt sind und ihre in Drehrichtung vorderen Schneidkanten (13, 12, 11) eine zunehmende radiale Höhe haben.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem seiner Enden zwei jeweils mehrere Vorschneiden (1, 2, 3) bildende Gewindegänge ausgebildet sind.

3. Formkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nebeneinanderliegenden Gewindegänge der Vorschneiden eine in Richtung auf die Hauptschneiden (180) zunehmende radiale Höhe haben.

4. Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem mittleren Abschnitt mindestens ein die Vor­ schneiden (1, 2, 3) bildender Gewindegang ausgebildet ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Formkör­ pers mit einem selbstschneidenden Außengewinde und minde­ stens zwei Spänekanäle bildenden Längsnuten, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem Ende des zylindrischen Rohlings (18) vor der Herstellung des Außengewindes mindestens ein kreisringförmiger Bund (10) von geringerer radialer Höhe geformt wird, in den das Außengewinde mit gleichbleibender Steigung und Teilung in einem durchgehenden Vorgang einge­ schnitten wird.