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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Nachschneidwerkzeug zum
Reparieren von beschädigten
Innengewinden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Obwohl
Innengewinde besser gegen mechanische Beschädigung geschützt sind
als Außengewinde,
werden sie häufig
durch Zwängen
aufgrund gewaltsamen Eindrehens der Einschraubteile beschädigt, wenn
letztere entweder abweichende Gewindesteigungen haben oder nicht
korrekt ausgerichtet wurden. Außerdem
müssen
oftmals Verschmutzungen, Rost oder andere Verkrustungen entfernt werden.
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Die
US-Patentanmeldung 5,281,059 bezieht sich auf ein Werkzeug zum Reparieren
von beschädigten
Gewinden in einer Blindbohrung, das einen länglichen Körper aufweist, der an einem
Ende einen aufweitbaren, mit Rillen versehenen Kopf hat, und wobei
das zweite Ende als zweiflügeliger
Handgriff ausgebildet ist. Das Werkzeug weist des Weiteren einen
Dorn mit einem Druckkegel zum Aufweiten des gerillten Kopfes auf,
so dass dieser in die unbeschädigten
Gewindegänge
eingreift. Anschließend
wird das Werkzeug herausgedreht, um die beschädigten Gänge neu zu formen.
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Die
WO-A-88/00103 beschreibt eine ähnliche
Vorrichtung zum Reparieren beschädigter
Innengewinde, die zwei bewegliche Körperabschnitte hat und Betätigungsmittel
aufweist, um die Körperabschnitte
mit dem Innengewinde in Eingriff zu bringen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung
eines Nachschneidwerkzeugs zum Reparieren von Innengewinden, das effektiv,
kostengünstig
und einfach in der Handhabung ist.
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Gemäß der Erfindung
wird die genannte Aufgabe durch Bereitstellung eines Nachschneidwerkzeugs
zum Reparieren beschädigter
Innengewinde gelöst,
wobei dieses ein Gehäuse,
am Gehäuse
angebrachte Betätigungselemente
zur Handhabung des Werkzeugs und Stellschrauben aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass das Gehäuse
im Wesentlichen einen u-förmigen
Querschnitt hat, der eine aus vier Lenkern zusammengesetzte Kinematik
aufnimmt, welche ein langgestrecktes Parallelogramm bildet, bestehend
aus relativ kurzen ersten und zweiten einander gegenüberliegenden
Lenkern und relativ langen ersten und zweiten einander gegenüberliegenden
Lenkern, wobei der erste kurze obere Lenker der stationäre Lenker
der Kinematik ist und durch einen Abschnitt des Gehäuses gebildet
wird, der zweite kurze untere Lenker durch die Längsachse eines in einer Halterung
aufgenommenen Stichels repräsentiert
wird, und die relativ langen ersten und zweiten Lenker aus hebelartigen
Elementen bestehen, die gelenkig mit den kurzen Lenkern verbunden
sind, und dadurch, dass die Drehung der Druckschraube ein Schwenken
der langen Lenker relativ zu dem stationären Lenker bewirkt, wobei der
Stichel relativ zum Gehäuse
bewegt wird, während
die Längsachse
des Stichels die parallele Lage zum stationären Lenker der Kinematik beibehält.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird in Verbindung mit der Beschreibung bestimmter bevorzugter
Ausführungsbeispiele
und unter Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen klar.
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In
Bezug auf die Einzelheiten der Zeichnungen ist darauf hinzuweisen,
dass es sich bei den jeweiligen Darstellungen um Beispiele handelt,
die die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung nur erläutern
sollen, und die ausschließlich
dazu gedacht sind, die am besten geeignete und unmittelbar verständliche
Beschreibung der Prinzipien und konzeptuellen Merkmale der Erfindung
zu geben. Daher werden keine genaueren Angaben zu strukturellen Einzelheiten
der Erfindung gemacht, als für
ein grundsätzliches
Verständnis
der Erfindung erforderlich, wobei dem Fachmann aus der Beschreibung
in Verbindung mit den Zeichnungen klar ist, wie die verschiedenen
Ausführungsformen
der Erfindung in der Praxis realisiert werden können.
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Es
zeigen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Nachschneidwerkzeugs;
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2 einen
Schnitt des Werkzeugs der 1 in Ebene
XIX-XIX;
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3 einen
Schnitt des unteren Abschnitts des in 1 gezeigten
Werkzeugs in vergrößerter Darstellung;
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4 einen
Schnitt des Abschnitts des Werkzeugs der 3 in Ebene
XXI-XXI in vergrößerter Darstellung;
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5 den
unteren Abschnitt des Werkzeugs der 1 in Mittelstellung;
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6 das
Werkzeug der 1 in vollständig ausgeschwenkter Stellung;
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7 einen
Schnitt des Werkzeugs der 2, 3 in
Ebene XXIV-XXIV;
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8 einen
Schnitt des Werkzeugs der 1 einschließlich des
Aufsatzes zur Vergrößerung der
maximalen Reichweite des Werkzeugs;
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9 einen
Schnitt des Werkzeugs der 8 in Ebene
XXVI-XXVI;
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10 das
Werkzeug der 8 bei Einstellung auf maximale
Reichweite;
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11 einen
Schnitt des Werkzeugs der 10 in
Ebene XXVIII-XXVIII;
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12 ein
weiteres Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Nachschneidwerkzeugs;
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13 einen
Schnitt des Werkzeugs der 12 in
Ebene XXX-XXX;
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19 einen Schnitt des Werkzeugs der 12 in
Ebene XXXI-XXXI;
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15 das
Werkzeug der 12 in einer ausgeschwenkten
Stellung und mit einem Aufsatz, um die Obergrenze der Reichweite
des Werkzeugs zu vergrößern; und
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16 und 17 eine
Druckplatte zur Verwendung mit den Werkzeugen der 13 oder 2 in
der jeweils obersten oder untersten Reichweiteneinstellung.
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Ausführliche
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Nachschneidwerkzeugs.
Dieses umfasst ein Gehäuse 90 aus
einem im Wesentlichen u-förmigen
Querschnitt, wie am besten aus 2 ersichtlich,
wobei WP das Werkstück
(workpiece) bezeichnet. In dem Gehäuse ist ein Lenker bzw. Hebel 92 angeordnet,
dessen oberes Ende mittels einer Achse 94 am Gehäuse 90 angelenkt
ist, wobei diese beiderseits aus dem Gehäuse 90 herausragt
und gleichzeitig als Handgriff zum Drehen des Werkzeugs dient.
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Am
unteren Ende des Hebels 92 ist in der vergrößerten Darstellung
der 3 ein zylindrischer Stichel 96 gezeigt,
dessen eines Ende durch die Schneide gebildet wird, während das
andere Ende, wie am besten aus 20 ersichtlich,
auf einen geringeren Durchmesser abgesetzt und mit etwas Spiel in
einer Bohrung 98 im Hebel 92 aufgenommen ist. Die
Bohrung 98 bildet den letzten Abschnitt einer größeren Bohrung 100 mit
ovalem Querschnitt (4), deren Breite dem Durchmesser
des Stichels 96 entspricht, während die Höhe etwas größer ist als dieser Durchmesser,
so dass der Stichel 96 in der Papierebene geneigt werden
kann, nicht aber in einer Ebene senkrecht zur Papierebene. Des Weiteren
ist eine kleine radiale Bohrung 102 zu sehen, wobei die
Spitze einer Schraube 104 mit etwas Spiel und bis zu einer
gewissen Tiefe in diese hineinreicht. Es ist zu erkennen, dass die
Schraube 104 nicht zur Befestigung oder Klemmung dient,
sondern nur ein Herausrutschen des Stichels 96 verhindern
soll.
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Die 1 und 2 zeigen
einen weiteren Lenker in Form einer Stahlblattfeder 106,
deren oberes Ende mit an den Seiten des u-förmigen Gehäuses 90 angeformten
Fahnen 108 vernietet ist, und deren unteres Ende mit einer Öffnung 110 (3)
versehen ist, durch die der Stichel 96 herausragt. Eine weitere Öffnung 112 ist
auf etwa halber Länge
der Feder angeordnet. Durch diese Öffnung geht der Gewindeschaft 113 einer
Rändelschraube 114,
die in einer Gewindebohrung im Hebel 92 aufgenommen ist. Wenn
es sich um einem Gewindeschaft mit Rechtsgewinde handelt, wird bei
Drehung der Rändelschraube 114 im
Uhrzeigersinn der Hebel 92 offensichtlich ebenfalls im
Uhr zeigersinn um seinen durch die Achse 94 gebildeten Drehpunkt
schwenken.
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Eine
Aufgabe der Feder 106 ist das Ausüben einer konstanten Druckkraft
auf den Hebel 92, um sicherzustellen, dass der Schaft 113 in
ständigem
Kontakt mit der Innenseite des Gehäuses 90 bleibt. Die andere,
wichtigere Aufgabe ist von grundlegender Bedeutung für die Kinematik
der Vorrichtung: Die Feder 106 bildet einen Hebel a eines
speziellen Falls einer aus vier Lenkern bestehenden Kinematik a-b-c-d, die
in 1 durch starke Strichpunktlinien skizziert ist.
Da a = c und b = d, bildet die Kinematik ein Parallelogramm, und
wenn der feststehende Hebel b vom Biegepunkt p der Feder 106 in
horizontaler Richtung zur Mitte des Drehpunkts 94 verläuft, ist
auch der Hebel d, der der Mittellinie des Stichels 96 entspricht, unabhängig vom
Schwenkwinkel des Hebels 92 in horizontaler Lage. Dies
geht klar aus dem Vergleich der 1, die die
Vorrichtung in der Einstellung für den
kleinsten Gewindedurchmesser des Verstellbereichs zeigt, mit 5 und 6 hervor,
welche die Vorrichtung in der mittleren und größten Einstellung zeigen. Wie
unmittelbar ersichtlich, ist der Stichel 96 in jeder Einstellung
horizontal gerichtet.
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Die
Gelenkigkeit am oberen Ende der Blattfeder 106, die den
Hebel a der aus vier Lenkern bestehenden Kinematik bildet, ist durch
die Biegsamkeit der Feder unmittelbar unterhalb der in 1 gezeigten
Fahnen 108 gegeben.
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Die
Profilform des Gehäuses 90 ist
aus 2 ersichtlich, wobei der runde Abschnitt auf den Gewindegängen gegenüber der
jeweils in Reparatur befindlichen Stelle aufsitzt und sich darauf
abstützt. Wie
aus 6 hervorgeht, sind im Bereich des aktiven Abschnitts
der Vorrichtung (ungefähr
im unteren Drittel) die Wangen des u-förmigen Profils gekürzt, damit
die Vorrichtung hinreichend weit ausgestellt werden kann.
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Obwohl
der Verstellbereich der Vorrichtung der 1 (d.h.,
die Differenz zwischen dem kleinsten und dem größten noch zu bearbeitenden
Durchmesser des Innengewindes) eine gegebene Größe ist, kann das obere Grenzmaß, wie 6 zeigt,
mittels eines Aufsatzes vergrößert werden,
der an der gerundeten Rückseite
des Gehäuses 90 montiert
werden kann; siehe 8 bis 11. Das
Zubehörteil besteht
aus einem relativ kurzen rinnenförmigen
Profil 116, das mit einem Abstandhalter 118 verlötet oder verschweißt ist und
mit Hilfe einer Schraube 120 fest an der Rückseite
des Gehäuses 90 montiert
wird. Die zusätzliche
Sicherung der Position des Aufsatzes durch zwei Passstifte (nicht
dargestellt) ist dabei von Vorteil.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung ist in 12 bis 15 dargestellt.
Dieses Ausführungsbeispiel
hat eine aus vier echten Lenkern bestehende Kinematik und weist
einen Aufsatz auf, der eine erhebliche Vergrößerung des oben erwähnten oberen
Grenzmaßes
ermöglicht.
Der feste bzw. stationäre
Lenker wird durch die beiden Drehzapfen 122 und 124 bestimmt,
die zwischen den beiden Wangen eines Gehäuses 126 mit u-förmigem Profil
verlaufen. Die Gegenstücke
dazu sind die beiden Drehzapfen 128, 130, durch
die ein Block 132 mit einem Hebel 134 verbunden
ist, der einen der beiden langen Lenker der aus vier Lenkern bestehenden
Kinematik bildet. Das obere Ende von Hebel 134 ist mit dem
Drehzapfens 124 gelenkig mit dem Gehäuse 126 verbunden.
Der zweite lange Lenker der aus vier Lenkern bestehenden Kinematik
setzt sich aus zwei relativ schlanken Hebeln 136 zusammen,
die über den
Drehzapfen 122 am Gehäuse 126 bzw. über den Drehzapfen 128 am
Block 132 angelenkt sind. Der Stichel 138 sitzt
gleitend in einer Bohrung 140 im Block 132 und
ist in der Bohrung 140 durch den Drehzapfen 128 gesichert,
der mit ausreichen Spiel durch eine Bohrung im Stichel 138 verläuft, so
dass der Stichel sich von selbst auf den Steigungswinkel des zu reparierenden
Gewindes einstellen kann. Das Gehäuse 126 ist mit einem
Kopfstück 142 versehen,
an dem ein Handgriff 144 angebracht werden kann.
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In 12 ist
die Vorrichtung in der Einstellung für den kleinstmöglichen
Gewindedurchmesser gezeigt, für
den das Werkzeug eingesetzt werden kann. Für größere Durchmesser wird die aus
vier Lenkern bestehende Kinematik wie im linken Teil von 15 erkennbar
auf den jeweils erforderlichen Winkel ausgeschwenkt. Dies erfolgt
mittels einer Gewindeschraube 146 (siehe auch 13),
deren abgeflachtes Ende 148 über einen Drehzapfen 150 gelenkig
mit Hebel 134 verbunden ist. Das andere Ende der Schraube 146 reicht
durch ein Querstück 152, das
gelenkig mit dem Gehäuse 126 verbunden
ist, und endet in einer Rändelmutter 154,
die mit dem Querstück 152 in
einer Weise drehbar verbunden ist, dass nur noch ein Rotationsfreiheitsgrad
gegeben ist. Bei Drehen der Mutter 154 im Uhrzeigersinn
wird die mit einem Rechtsgewinde versehene und durch den Bolzen 150 am
Mitdrehen gehinderte Schraube 146 in die Mutter 154 hineingezogen,
so dass die aus vier Lenkern bestehende Kinematik wie in 15 verdeutlicht
nach links verstellt wird.
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15 zeigt
die Vorrichtung der 12 zusammen mit einem Aufsatz
zur Vergrößerung der Reichweite.
Der Aufsatz besteht aus einem Arm 156, der in verschiedenen,
durch Bohrungen 158 festgelegten Abständen mittels Stiften oder Schrauben (nicht
dargestellt) am Handgriff 144 befestigt werden kann. Des
Weiteren ist ein rinnenförmiges
Profil 160 dargestellt, das fest mit dem Arm 156 verbunden
ist, und das auf den Gewindegängen
gegenüber
der jeweils in Reparatur befindlichen Stelle aufsitzt und als Druckplatte
dient.
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Eine
verbesserte Druckplatte ist in 16 und 17 gezeigt.
Diese hat die Form einer länglichen,
elastisch verformbaren und sehr flachen Rinne 162, die
vorteilhaft aus einem Stück
gehärteten
und getemperten Stahlblechs hergestellt ist, das an das u-förmige Profil
des Gehäuses 126 in 13 oder
an das Gehäuse 90 in 2 angenietet
wird. Durch ihre Biegsamkeit passt sich die Rinne 162 mehr
oder weniger von selbst an die Krümmung der Innenseite der Gewindegänge an,
so dass der durch die Bearbeitung bedingte Andruck über eine
größere Länge der Gewindespitzen
verteilt wird und diese dadurch vor Deformation geschützt sind.
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Dem
Fachmann ist klar, dass die Erfindung nicht auf die Einzelheiten
der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist,
und dass die Erfindung in anderen spezifischen Formen realisiert
werden kann, ohne vom Geist oder von wesentlichen Merkmalen der
Erfindung abzuweichen. Die dargelegten Ausführungsbeispiele sind daher
in jeder Hinsicht nur beschreibend und nicht einschränkend zu
verstehen, wobei der Geltungsbereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und
nicht durch die obige Beschreibung bestimmt wird, so dass alle Modifikationen,
die in den Bereich der Bedeutung und Entsprechung der Ansprüche fallen,
als diesen zugehörig
anzusehen sind.