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Patent Searching and Data


Title:
TAPPING CHUCK FOR SYNCHRONOUS TAPPING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/173681
Kind Code:
A1
Abstract:
A tapping chuck for synchronous tapping is disclosed, having a receiving part (12) for being driven by a machine, and having a clamping means (14) for a screw tap (16), between which receiving part and clamping means there is arranged an intermediate part (18), wherein the intermediate part (18) is connected in flexible fashion to the receiving part (12) in an axial direction by way of at least one elastomer element (48), wherein at least one first ball for transmitting torque between the receiving part (12) and the intermediate part (18) is received with play in a direction of rotation and in the axial direction, and wherein at least one second ball (44) is received, movably in the radial direction, in the receiving part (12), which at least one second ball is coupled by way of the elastomer element (48) to the clamping means (14) such that flexibility, spring-cushioned by way of the elastomer element (48), in the axial direction and in the direction of rotation is realized.

Inventors:
BABEL GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/072917
Publication Date:
November 03, 2016
Filing Date:
October 05, 2015
Export Citation:
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Assignee:
BILZ WERKZEUGFABRIK GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B23B31/08
Foreign References:
EP2727676A12014-05-07
EP2428298A12012-03-14
US4547105A1985-10-15
Attorney, Agent or Firm:
WITTE, WELLER & PARTNERPATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Gewindeschneidfutter zum Synchron-Gewindeschneiden, mit einem Aufnahmeteil (12) zum maschinenseitigen Antrieb, und mit einem Spannmittel (14) für einen Gewindebohrer (16), zwischen denen ein Zwischenteil (18) angeordnet ist, wobei das Zwischenteil (18) mit dem Aufnahmeteil (12) in Axialrichtung über mindestens ein Elastomerelement (48; 60, 62) nachgiebig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Kugel (38) zur Drehmomentübertragung zwischen dem Aufnahmeteil (12) und dem Zwischenteil (18) mit einem Spiel in Drehrichtung und in Axialrichtung aufgenommen ist, und dass mindestens eine zweite Kugel (44) in Radialrichtung beweglich im Aufnahmeteil (12) aufgenommen ist, die über das Elastomerelement (48; 60, 62) derart mit dem Spannmittel (14) gekoppelt ist, dass sich eine über das Elastomerelement (48; 60, 62) abgefederte Nachgiebigkeit in Axialrichtung und in Drehrichtung ergibt.

2. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

mindestens eine zweite Kugel (44) gegenüber dem Elastomerelement (48) in Radialrichtung vorgespannt ist.

3. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel der mindestens einen ersten Kugel (38) derart bemessen ist, dass sich beim Gewindeschneiden und beim Reversieren zunächst eine über das Elastomerelement (48; 60, 62) abgefederte Drehmomentübertragung ergibt, bevor eine Mitnahme über die erste Kugel (38) erfolgt.

4. Gewindeschneidfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste (38) und zweite (44) Kugel in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet sind.

5. Gewindeschneidfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Kugel (38) in einer Radialbohrung (36) des Aufnahmeteils (12) aufgenommen ist.

6. Gewindeschneidfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Kugel (38) in einer kugelkalotten- förmigen Ausnehmung (42) des Zwischenteils (18) gehalten ist.

7. Gewindeschneidfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (48) ringförmig ausgebildet ist und in einer Ausnehmung (50) am Zwischenteil (18) gehalten ist.

8. Gewindeschneidfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Spiel zwischen Aufnahmeteil (12) und Zwischenteil (18) derart bemessen ist, dass sich in Drehrichtung ein Spiel von ± 0,1 ° bis 3°, vorzugsweise von ± 0,5° bis 2° ergibt.

9. Gewindeschneidfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass mindestens zwei erste Kugeln (38) zur Drehmomentübertragung und mindestens zwei zweite über Elastomerelemente (48) mit dem Spannmittel (14) gekoppelte Kugeln (44) vorgesehen sind, und dass die ersten Kugeln (38) und die zweiten Kugeln (44) vorzugsweise einander gegenüberliegend angeordnet sind.

10. Gewindeschneidfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (18) in einer zentralen Bohrung (15) des Aufnahmeteils (12) aufgenommen ist und in Axialrichtung mittels eines Elastomerelementes (29) gegen das Aufnahmeteil (12) vorgespannt ist.

1 1 . Gewindeschneidfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Aufnahmeteil (12) als Wechselelement ausgebildet ist, das zur lösbaren Aufnahme an einem Spannsystem ausgebildet ist, wobei vor- zugsweise das Aufnahmeteil (12) in Form einer Spannzange ausgebildet ist, die zur lösbaren Aufnahme an einem Spannzangenfutter vorgesehen ist.

12. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am

Aufnahmeteil (12) ein Sicherungselement (40), vorzugsweise in Form eines Rings, zur Sicherung der mindestens einen ersten (38) und zweiten (44) Kugel gegen Herausfallen vorgesehen ist.

13. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Kugel (44) derart im Aufnahmeteil (12) gehalten ist, dass die mindestens eine zweite Kugel (44) über die Außenkontur des Aufnahmeteils (12) nach außen hervorsteht, derart, dass sich beim Einspannen an einem zugeordneten Futter, insbesondere an einem Spannzangenfutter, eine Vorspannung auf das zugeordnete Elastomerelement (48) ergibt.

14. Gewindeschneidfutter nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (18) mit dem Aufnahmeteil (12) verschraubt ist.

15. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das

Zwischenteil (18) mittels einer Überwurfmutter (52) mit dem Aufnahmeteil (12) verschraubt ist.

16. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die

mindestens eine zweite Kugel (44) durch die Überwurfmutter (52) gegen das Elastomerelement (48) vorgespannt ist.

17. Gewindeschneidfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 8 bis 1 1 , oder 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Kugel (38) und die mindestens eine zweite Kugel (44) jeweils radial beweglich im Aufnahmeteil (12) gehalten sind und über zumindest ein im äußeren Bereich des Aufnahmeteils (12) angeordnetes Elastomerelement (60, 62) gegenüber dem Zwischenteil (18) elastisch vorgespannt sind.

18. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste (38) und die mindestens eine zweite Kugel (44) jeweils über ein Elastomerelement (60, 62) derart mit dem Zwischenteil (18) gekoppelt sind, dass sich eine über die Elastomerelemente (60, 62) abgefederte Nachgiebigkeit in Axialrichtung und in Drehrichtung ergibt.

19. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste (38) und zweite Kugel (44) jeweils in einer Radialbohrung (46, 36) des Aufnahmeteils (12) beweglich gehalten sind und in vorzugsweise kugelkalottenförmigen Ausnehmungen (68, 42) des Zwischenteils mit einem Spiel gehalten sind.

20. Gewindeschneidfutter nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein sich in einer Umfangsnut (61 , 63) des Aufnahmeteils (12) erstreckender Elastomerring (60, 62) vorgesehen ist, der an den ersten (38) und zweiten (44) Kugeln anliegt und der über die Außenkontur des Aufnahmeteils (12) nach außen hervorsteht, derart, dass sich beim Einspannen an einem zugeordneten Futter, insbesondere an einem Spannzangenfutter, eine Vorspannung auf den Elastomerring (60, 62) ergibt.

21 . Gewindeschneidfutter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die

ersten (38) und zweiten (44) Kugeln zwischen zwei Elastomerringen (60, 62) elastisch gehalten sind, die auf beiden Seiten an der mindestens einen ersten (38) und zweiten (44) Kugel anliegen.

Description:
Gewindeschneidfutter zum Synchron-Gewindeschneiden

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gewindeschneidfutter zum Synchron-Gewinde- schneiden, mit einem Aufnahmeteil zum maschinenseitigen Antrieb, und mit einem Spannmittel für einen Gewindebohrer, zwischen denen ein Zwischenteil angeordnet ist, wobei das Zwischenteil mit dem Aufnahmeteil über mindestens ein Elastomerelement in Axialrichtung nachgiebig verbunden ist.

[0002] Ein derartiges Gewindeschneidfutter zum Synchron-Gewindeschneiden ist aus der EP 0 887 135 A1 bekannt.

[0003] Beim Synchron-Gewindeschneiden wird eine genaue Synchronisierung der Maschinenspindeldrehbewegung zum axialen Vorschub als Funktion der Gewindesteigung des eingesetzten Gewindebohrers angestrebt. Bei diesem sog. "Rigid Tapping" hat es sich in der Praxis gezeigt, dass eine genaue Synchronisierung des Vorschubs der Maschinenspindel mit dem vom Gewindeschneidbohrer vorgegebenen Vorschub nur bedingt möglich ist.

[0004] Um ein Auftreten von hohen Axialkräften in Zug- oder Druckrichtung insbesondere beim Reversieren, d.h. also beim Umkehren der Drehbewegung am Ende des Gewindeschneidprozesses zum Herausdrehen des Gewindebohrers, zu vermeiden, ist gemäß der EP 0 887 135 A1 das Zwischenteil in axialer Richtung in Zug- und Druckrichtung mit einem geringen, über Elastomerverbindungen abgefederten, axialen Spiel ausgebildet. Dabei ist das Zwischenteil in Drehrichtung spielfrei am Aufnahmeteil bzw. am Futterschaft gehalten.

[0005] Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Anordnung zwar grundsätzlich eine Verbesserung beim Synchron-Gewindeschneiden ergibt, dass die Qualität des Gewindeschneidvorgangs jedoch nach wie vor zu wünschen übriglässt. Außerdem ist der Aufbau der vorbekannten Anordnung relativ aufwändig und kann ausschließlich für ein Synchron- Gewindeschneidfutter verwendet werden.

[0006] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gewindeschneidfutter zum Synchron-Gewindeschneiden anzugeben, das ein Synchron- Gewindeschneiden mit hoher Qualität ermöglicht und vorzugsweise möglichst vielseitig anwendbar ist.

[0007] Diese Aufgabe wird bei einem Gewindeschneidfutter gemäß der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine erste Kugel zur Drehmomentübertragung zwischen dem Aufnahmeteil und dem Zwischenteil mit einem Spiel in Drehrichtung und in Axialrichtung aufgenommen ist, und dass mindestens eine zweite Kugel in Radialrichtung beweglich im Aufnahmeteil aufgenommen ist, die über das Elastomerelement derart mit dem Spannmittel gekoppelt ist, dass sich eine über das Elastomerelement abgefederte Nachgiebigkeit in Axialrichtung und in Drehrichtung ergibt.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

[0009] Da sich sowohl eine Nachgiebigkeit in Axialrichtung als auch in Drehrichtung ergibt, ist eine Anpassung an den vom Gewindeschneidbohrer vorgegebenen Vorschub in jedem Fall beim Synchron-Gewindeschneiden gewährleistet, insbesondere auch beim Reversieren. Dadurch, dass die Elastizität in Axialrichtung und in Drehrichtung und auch die Drehmomentübertragung jeweils über Kugeln erreicht wird, ergibt sich ein deutlich vereinfachter Aufbau und außerdem eine vielfältige Einsatzmöglichkeit, da die so gebildete Einheit zum Synchron-Gewindeschneiden sowohl unmittelbar in Verbindung mit einem Gewindeschneidfutter verwendet werden kann als auch mit einem anders gearteten Spannfutter gekoppelt werden kann.

[0010] Es versteht sich, dass das Spannmittel als separates Teil ausgebildet sein kann, das mit dem Zwischenteil verbunden ist. Jedoch kann das Spannmittel auch am Zwischenteil selbst ausgebildet sein.

[0011] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die mindestens eine zweite Kugel gegenüber dem Elastomerelement in Radialrichtung vorgespannt.

[0012] Vorzugsweise ist das Spiel der mindestens einen ersten Kugel derart bemessen, dass sich beim Gewindeschneiden und beim Reversieren zunächst eine über das Elastomerelement abgefederte Drehmomentübertragung ergibt, bevor eine Mitnahme über die erste Kugel erfolgt.

[0013] Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, dass beim Gewindeschneiden und beim Reversieren in jedem Falle zunächst eine elastisch abgefederte Mitnahme über das Elastomerelement erfolgt, bevor eine starre Mitnahme über die mindestens eine erste Kugel erfolgt. Auf diese Weise wird eine hohe Qualität der geschnittenen Gewinde gewährleistet und gleichzeitig ein vorzeitiger Verschleiß des Gewindebohrers vermieden.

[0014] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die mindestens eine erste und zweite Kugel in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet.

[0015] Auf diese Weise ist ein kompakter Aufbau gewährleistet. Außerdem wird eine Möglichkeit für eine leichte Kopplung mit verschiedenen Spannsystemen unterstützt.

[0016] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die mindestens eine erste Kugel in einer Radialbohrung des Aufnahmeteils aufgenommen.

[0017] Hierbei ist die mindestens eine erste Kugel vorzugsweise in einer kugelkalot- tenförmigen Ausnehmung des Zwischenteils gehalten. [0018] Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau und eine einfache Montage.

[0019] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Elastomerelement ringförmig ausgebildet und in einer Ausnehmung am Zwischenteil gehalten.

[0020] Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Kraftübertragung zwischen Kugel und Elastomerelement gewährleistet werden und eine Wirkung der nachgiebigen Kraftübertragung sowohl in Axialrichtung als auch in Drehrichtung unterstützt werden. Auch wird die Zentrierung verbessert.

[0021] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Spiel zwischen Aufnahmeteil und Zwischenteil derart bemessen, dass sich in Drehrichtung ein Spiel von ± 0,1 ° bis 3°, vorzugsweise von ± 0,5° bis 2° ergibt.

[0022] Das so bezeichnete Spiel betrifft das Spiel, das sich zwischen einer Umschal- tung zwischen dem Gewindeschneidprozess und dem Reversiervorgang, also mit Umkehrung der Drehrichtung, ergibt.

[0023] Es hat sich gezeigt, dass mit einem derartigen Spiel die Nachgiebigkeit des Elastomerelementes so weit ausgenutzt werden kann, dass eine optimale Anpassung sowohl beim Beginn des Gewindeschneidvorgangs als auch beim Reversieren gewährleistet ist, so dass qualitativ sehr hochwertige Gewinde geschnitten werden können und gleichzeitig ein vorzeitiger Verschleiß des Gewindebohrers vermieden wird.

[0024] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei erste Kugeln zur Drehmomentübertragung und mindestens zwei zweite über Elastomerelemente mit dem Spannmittel gekoppelte Kugeln vorgesehen, wobei die ersten und zweiten Kugeln vorzugsweise einander gegenüberliegend angeordnet sind.

[0025] Mit dieser symmetrischen Anordnung wird eine gleichmäßige Drehmomentübertragung gewährleistet. Dies verbessert das Ergebnis des Gewindeschneidens. [0026] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Zwischenteil in einer zentralen Bohrung des Aufnahmeteils aufgenommen und in Axialrichtung mittels eines Elastomerelementes gegen das Aufnahmeteil vorgespannt.

[0027] Auf diese Weise ist eine elastomer abgefederte Aufnahme der axialen Schnittkraft beim Gewindeschneiden gewährleistet, und gleichzeitig werden die zweiten Kugeln beim Gewindeschneiden in ihrer bevorzugten Mittellage gehalten.

[0028] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Aufnahmeteil als das Aufnahmeteil als Wechselelement ausgebildet ist, das zur lösbaren Aufnahme an einem Spannsystem ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das Aufnahmeteil in Form einer Spannzange ausgebildet ist, die zur lösbaren Aufnahme an einem Spannzangenfutter vorgesehen ist.

[0029] Dadurch, dass das Aufnahmeteil als Wechseleinheit ausgebildet ist, kann das Gewindeschneidfutter auswechselbar an beliebigen Spannsystemen verwendet werden.

[0030] Es können so die Vorteile eines herkömmlichen Werkzeugspannsystems mit einem Gewindeschneidfutter zum Synchron-Gewindeschneiden verbunden werden, wenn das Wechselelement mit dem Gewindeschneidfutter an das vorhandene Spannsystem angekoppelt wird.

[0031] Hierzu kann etwa das Aufnahmeteil in Form einer Spannzange ausgebildet sein, die zur lösbaren Aufnahme an einem Spannzangenfutter vorgesehen ist. Jedoch ist auch eine Ausgestaltung in Form beliebiger anderer Wechseleinheiten möglich, um eine Ankopplung an einem beliebigen Spannsystem, z.B. an ein Pendelfutter, zu ermöglichen.

[0032] Soweit das Aufnahmeteil als Wechseleinheit ausgebildet ist, ist es sinnvoll, ferner am Aufnahmeteil ein Sicherungselement, vorzugsweise in Form eines Rings, zur Sicherung der mindestens einen ersten und zweiten Kugel gegen Herausfallen vorzusehen. [0033] Auf diese Weise wird ein einfacher Wechsel der Wechseleinheit ermöglicht, ohne dass die Gefahr des Herausfallens der Kugeln besteht.

[0034] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die mindestens eine zweite Kugel derart am Aufnahmeteil gehalten, dass die mindestens eine zweite Kugel über die Außenkontur des Aufnahmeteils nach außen hervorsteht, derart, dass sich beim Einspannen an einem zugeordneten Spannsystem, wie etwa an einem Spannzangenfutter, eine Vorspannung auf das zugeordnete Elastomerelement ergibt.

[0035] Auf diese Weise wird die gewünschte Vorspannung auf das Elastomerelement beim Einbau des Gewindeschneidfutters mit seinem Aufnahmeteil an dem zugeordneten Futter, wie etwa einem Spannzangenfutter, gewährleistet.

[0036] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Zwischenteil mit dem Aufnahmeteil verschraubt.

[0037] Eine derartige Ausführung ist sinnvoll, wenn eine Auswechselbarkeit des Gewindeschneidfutters nicht vorgesehen ist. In diesem Fall kann das Gewindeschneidfutter unmittelbar an einem zugeordneten Futter, z.B. einem üblichen HSK-Futter, durch eine Verschraubung befestigt werden.

[0038] In weiter vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die mindestens eine zweite Kugel durch die Überwurfmutter gegen das Elastomerelement vorgespannt.

[0039] Auf diese Weise kann die gewünschte Vorspannung des Elastomerelements bei der Befestigung mittels der Überwurfmutter in definierter Weise erzeugt werden.

[0040] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die mindestens eine erste Kugel und die mindestens eine zweite Kugel jeweils radial beweglich im Aufnahmeteil gehalten und über zumindest ein im äußeren Bereich des Aufnahmeteils angeordnetes Elastomerelement gegenüber dem Zwischenteil elastisch vorgespannt. [0041] Dies hat besondere Vorteile, wenn Werkzeuge mit besonders geringem Durchmesser gespannt werden sollen, um besonders feine Gewinde schneiden zu können. In einem solchen Fall wären die sonst innenliegend angeordneten Elastomerelemente nachteilig, da der Bauraum für kleine Werkzeuge zu groß ist. Dadurch, dass das zumindest eine Elastomerelement in den äußeren Bereich verlegt wurde, kann so eine kleinere Bauform erzielt werden, die zum Schneiden von besonders feinen Gewinden eingesetzt werden kann.

[0042] In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausführung sind die mindestens eine erste und zweite Kugel jeweils über ein Elastomerelement derart mit dem Zwischenteil gekoppelt sind, dass sich eine über die Elastomerelemente abgefederte Nachgiebigkeit in Axialrichtung und in Drehrichtung ergibt.

[0043] Auf diese Weise ergibt sich eine gezielte Abstützung sowohl in Axialrichtung als auch in Drehrichtung, die besonders zum Synchron-Gewindeschneiden geeignet ist.

[0044] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die mindestens eine erste und zweite Kugel jeweils in einer Radialbohrung des Aufnahmeteils beweglich gehalten und in vorzugsweise kugelkalottenförmigen Ausnehmungen des Zwischenteils mit einem Spiel gehalten.

[0045] Auf diese Weise kann ein besonders geeignetes Spiel sowohl in Axialrichtung als auch in Drehrichtung gewährleistet werden.

[0046] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist mindestens ein sich in einer Umfangsnut des Aufnahmeteils erstreckender Elastomerring vorgesehen, der an der mindestens einen ersten und zweiten Kugel anliegt und der über die Außenkontur des Aufnahmeteils nach außen hervorsteht, derart, dass sich beim Einspannen an einem zugeordneten Futter, insbesondere an einem Spannzangenfutter, eine Vorspannung auf den Elastomerring ergibt. [0047] Dies führt zu einem besonders einfachen und platzsparenden Aufbau, der besonders für kleine Werkzeugdurchmesser geeignet ist.

[0048] Bevorzugt sind hierbei die ersten und zweiten Kugeln zwischen zwei

Elastomerringen elastisch gehalten, die auf beiden Seiten an den ersten und zweiten Kugeln anliegen.

[0049] Auf diese Weise ergibt sich eine definierte Vorspannung in beiden Drehrichtungen und eine definierte elastische Nachgiebigkeit beim Synchron-Gewindeschneiden.

[0050] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

[0051] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Gewindeschneidfutters;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch das Gewindeschneidfutter gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3 einen Längsschnitt gemäß Fig. 2, jedoch durch eine Schnittebene, die um 90° gegenüber der Schnittebene gemäß Fig. 2 verdreht ist;

Fig. 4 einen Schnitt durch das Gewindeschneidfutter gemäß Fig. 3 längs der Linie IV-IV;

Fig. 5 eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Gewindeschneidfutters im Längsschnitt; Fig. 6 einen Teilschnitt durch das Gewindeschneidfutter gemäß Fig. 5, jedoch mit einer um 90° gegenüber der Schnittebene gemäß Fig. 5 versetzten Schnittebene;

Fig. 7 einen Querschnitt durch das Gewindeschneidfutter gemäß Fig. 5 längs der Linie Vll-Vll; eine perspektivische Ansicht einer weiteren Abwandlung eines Gewindeschneidfutters;

Fig. 9 eine Perspektive Schnittdarstellung des Gewindeschneidfutters gemäß Fig. 8;

Fig. 10 einen Querschnitt durch das Gewindeschneidfutter gemäß Fig. 9 in einer Radialebene der Kugeln;

Fig. 1 1 einen Längsschnitt durch das Gewindeschneidfutter gemäß Fig. 9 und

Fig. 12 einen Längsschnitt durch das Gewindeschneidfutter gemäß Fig. 9, jedoch in einer gegenüber der Darstellung in Fig. 1 1 um 90° gedrehten Schnittebene.

[0052] Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gewindeschneidfutters zum Synchron-Gewindeschneiden, das insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet ist, in perspektivischer Darstellung.

[0053] Das Gewindeschneidfutter 10 weist ein konusförmiges Aufnahmeteil 12 in Form einer Spannzange auf, an der ein Spannmittel 14 in Form einer Schnellwechseleinrichtung zur Aufnahme eines Gewindebohrers 16 vorgesehen ist. Der Gewindebohrer 16 ist in Fig. 1 lediglich mit seinem Schaft ohne den dazugehörigen Gewindeschneidkopf dargestellt.

Der Aufbau des Gewindeschneidfutters 10 ist aus den Fig. 2 bis 4 näher [0055] Das konusförmige Aufnahmeteil 12 ist zur Aufnahme an einem Spannzangenfutter ausgebildet und weist an seinem vorderen Ende eine umlaufende Ringnut 13 auf. In einer zylindrischen, zentralen Bohrung 15 des Aufnahmeteils 12 ist ein Zwischenteil 18 gehalten, an dessen äußerem Ende das Spannmittel in Form einer Schnellwechseleinrichtung 14 bekannter Bauart vorgesehen ist. Die Schnellwechseleinrichtung 14 weist eine mittels einer Feder 32 nach außen hin vorgespannte Hülse 30 auf, die an einem Innenkonus 34 unter der Wirkung der Vorspannung der Feder 32 gehalten ist, wobei zugeordnete Spannkugeln 35 gegen die Oberfläche des Schaftes 22 des Gewindebohrers 16 gespannt sind.

[0056] Zum Wechseln des Gewindebohrers 16 muss lediglich die Hülse 30 der Schnellwechseleinrichtung 14 gegen die Kraft der Feder nach innen bewegt werden, wodurch der Schaft 22 des Gewindebohrers 16 freigegeben wird und nach außen herausgezogen werden kann.

[0057] Der Gewindebohrer 16 liegt an einer zentralen Stellschraube 24 an, die in ein zugeordnetes Gewinde des Zwischenteils 18 eingeschraubt ist und eine axiale Einstellung der Endlage des Gewindebohrers 16 erlaubt. Die Stellschraube 24 liegt an einer Dichtbuchse 26 an, die in eine zentrale Bohrung 27 des Aufnahmeteils 12 hineinragt und unter Zwischenlage eines Elastomerrings 29 an einem Absatz am Ende der Bohrung 15 des Aufnahmeteils 12 gehalten ist. Die Dichtbuchse 26 und die Stellschraube 24 umschließen ein Rohr 28, über das Kühlschmiermittel zur Minimalmengenschmierung in einen zentralen Schmiermittelkanal 20 des Werkzeugschaftes 22 zugeführt werden kann.

[0058] Um ein Synchron-Gewindeschneiden zu ermöglichen, ist nun das Zwischenteil 18 mittels zweier erster Kugeln 38, die um 180° zueinander versetzt angeordnet sind (vgl. Fig. 2) und mittels zweier zweiter Kugeln 44, die gleichfalls um 180° zueinander versetzt angeordnet sind und mit Elastomerelementen 48 zusammenwirken (vgl. Fig. 3), am Aufnahmeteil 12 in Axialrichtung und in Drehrichtung mit einer gewissen Nachgiebigkeit gehalten. [0059] Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die ersten Kugeln 38 in Radialbohrungen 36 des Aufnahmeteils 12 mit Spiel aufgenommen und in kugelkalotten- förmigen Ausnehmungen 42 des Zwischenteils 18 gehalten. Die Radialbohrungen 36 sind zylindrisch ausgeführt und weisen zu den ersten Kugeln 38 ein Spiel auf, das sowohl in Drehrichtung als auch in Axialrichtung eine gewisse Beweglichkeit der Kugeln 38 und damit des Zwischenteils 18 relativ zum Aufnahmeteil 12 erlauben.

[0060] Die zweiten Kugeln 44, die gegenüber den ersten Kugeln jeweils um 90° versetzt angeordnet sind, sind in zugeordneten Radialbohrungen 46 des Aufnahmeteils 12 radial beweglich aufgenommen und liegen jeweils an einem ringförmigen Elastomerelement 48 an, das in einer zugeordneten zylindrischen Bohrung 50 des Zwischenteils 18 gehalten ist.

[0061] Die ersten und zweiten Kugeln 38, 44 sind vorteilhaft durch einen Sicherungsring 40 aus elastomerem Material gegen ein Herausfallen aus den zugeordneten Radialbohrungen 36 bzw. 46 gesichert.

[0062] Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind hierbei die zweiten Kugeln 44 mit einem gewissen Überstand über die kegelförmige Außenkontur des Aufnahmeteils hinaus nach außen gehalten. Wird das Aufnahmeteil 12 an einem Spannzangenfutter eingespannt, so kommt die Außenkontur der kegelförmigen Spannzange 12 an einer zugeordneten Innenkontur des Spannzangenfutters zur Anlage, wodurch die zweiten Kugeln 44 radial nach innen gedrückt werden, wodurch die Elastomerelemente 48 unter Vorspannung gesetzt werden. Dadurch ist der Gewindebohrer 20 über das Zwischenteil 18 in einer präzisen axialen Mittellage gehalten und in Drehrichtung gleichfalls in einer präzisen mittleren Lage positioniert.

[0063] Um den für das Gewindeschneiden erforderlichen Anschnittdruck zu erzielen und gleichzeitig die zweiten Kugeln 44 während des Gewindeschneidvorgangs in der bevorzugten Mittellage zu halten, wird das Zwischenteil 18 mittels eines weiteren

Elastomerrings 29 in axialer Richtung vorgespannt. [0064] Dagegen ist das Spiel zwischen den Radialbohrungen 36 und den zugeordneten ersten Kugeln 38 derart bemessen, dass sich in Drehrichtung ein Spiel von etwa ± 1 ,7° zwischen Antriebsbewegung und Drehrichtungsumkehr beim Reversieren ergibt.

[0065] Zu Beginn des Gewindeschneidvorgangs wird demnach das Drehmoment zunächst ausschließlich über die zweiten Kugeln 44 und die zugeordneten Elastomerelemente 48 übertragen. Erst wenn diese so weit nachgegeben haben, dass die ersten Kugeln 38 in ihren zugeordneten Radialbohrungen 36 zur Anlage gelangen, wird das Drehmoment starr zwischen dem Aufnahmeteil 12 und dem Zwischenteil 18 übertragen.

[0066] Beim Reversieren ergibt sich zunächst wieder eine Übertragung über die Elastomerelemente 48, bevor die ersten Kugeln 38 an der anderen Seite ihrer zugeordneten Radialbohrungen 36 zur Anlage gelangen und dann das Drehmoment vollständig übertragen.

[0067] Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, sind die ersten und zweiten Kugeln 38, 44 in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet, wodurch sich ein sehr einfacher, kompakter Aufbau ergibt, der die Wechselbarkeit des Gewindeschneidfutters 10 zur Befestigung an verschiedenen Spannsystemen unterstützt.

[0068] In den Fig. 5 bis 7 ist eine alternative Ausführung des erfindungsgemäßen Gewindeschneidfutters dargestellt und insgesamt mit 10a bezeichnet. Entsprechende Teile sind hierbei mit entsprechenden Bezugsziffern gekennzeichnet.

[0069] Der wesentliche Unterschied zur zuvor anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführung liegt darin, dass die aus dem Gewindeschneidfutter zum Synchron- Gewindeschneiden gebildete Einheit nicht als wechselbare Spannzange an einem Aufnahmeteil ausgebildet ist, sondern an einem Aufnahmeteil 12 in HSK-Form mittels einer Verschraubung gehalten ist.

[0070] Auch hierbei ist zur Aufnahme des Gewindebohrers am äußeren Ende des Zwischenteils 18 eine Schnellwechseleinrichtung 14 angeordnet, die in der zuvor anhand von Fig. 2 beschriebenen Weise ausgebildet ist. Um eine definierte axiale Endlage für den Schaft des Gewindebohrers 16 zu gewährleisten, ist eine Stellschraube 24 in einem Gewinde des Zwischenteils 18 axial verstellbar gehalten. An die Stellschraube 24 schließt sich eine Dichtbuchse 26 an, die unter Zwischenlage eines Elastomerrings 29 am axialen Ende der zentralen Bohrung 15 des Zwischenteils anliegt. Über ein zugeordnetes Rohr 28 kann von der Maschinenseite her Kühlschmiermittel zur Minimalmengenschmierung in eine zugeordnete axiale Bohrung des Gewindebohrers 16 zugeführt werden.

[0071] Das Zwischenteil 18 ist mittels einer Überwurfmutter 52, die auf ein Außengewinde 54 am axialen Ende des Aufnahmeteils 12 aufgeschraubt ist, mit dem Aufnahmeteil 12 fest verbunden. Hierbei weisen wiederum die zweiten Kugeln 44 einen gewissen Überstand nach außen auf, so dass diese in der montierten Position mit einer radialen Vorspannung gegenüber den Elastomerelementen 48 gehalten sind.

[0072] Im Übrigen entsprechen Aufbau und Funktionsweise vollständig derjenigen des Gewindeschneidfutters gemäß der Fig. 1 bis 4.

[0073] Anhand der Figuren 8 bis 12 wird nunmehr eine weitere Abwandlung des erfindungsgemäßen Gewindeschneidfutters, die insgesamt mit 10b bezeichnet ist, näher erläutert.

[0074] Dabei werden für entsprechende Teile entsprechende Bezugsziffern verwendet.

[0075] Der wesentliche Unterschied zu der Ausführung gemäß der Figuren 1 bis 4 besteht darin, dass anstelle von innen liegenden Elastomerelementen nunmehr zwei außen liegende Elastomerelemente in Form von Umfangsringen vorgesehen sind. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauform, die insbesondere zur Aufnahme von Gewindeschneidwerkzeugen für sehr kleine Gewinde, z.B. bis zu M1 , geeignet ist.

[0076] Auf eine Innenkühlung wurde hierbei verzichtet. [0077] Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gewindeschneidfutters 10b. Zu erkennen sind das kegelförmige Aufnahmeteil 12 mit der äußeren Ringnut 13 zum Spannen an einem Spannzangenfutter (nicht dargestellt), sowie das Spannmittel 14.

[0078] Im vorliegenden Fall ist das Spannmittel 12 beispielhaft mit zwei Spannschrauben 56 dargestellt, die in zugeordneten radialen Gewinden 58 verstellbar sind (Fig. 9), ausgebildet. Das Spannmittel 12 ist hierbei am äußeren Ende des Zwischenteils 18 ausgebildet.

[0079] Es versteht sich, dass stattdessen das Spannmittel auch als Schnellwechseleinrichtung gemäß Fig. 1 bis 5 oder etwa als Schrumpfspannaufnahme ausgebildet sein könnte, was besonders für kleine Werkzeugdurchmesser geeignet ist.

[0080] Fig. 9 zeigt eine einfache Ausführung des Spannmittels 14 mit den zwei Spannschrauben 56, die in den radialen Gewinden 58 aufgenommen sind. Ein Werkzeug (nicht dargestellt) ist hierbei mit seinem Schaft in einer Aufnahmebohrung gehalten und kann mittels der Spannschrauben 56 gespannt werden. Um eine definierte axiale Endlage des Werkzeugs zu gewährleisten, ist eine Stellschraube 24 wie bei der Ausführung gemäß Fig. 1 bis 5 axial verstellbar vorgesehen, die als Anschlag für das Werkzeug dient. Eine Kühlmittelzufuhr ist bei dieser Ausführung nicht vorgesehen.

[0081] Das Zwischenteil 18, an dessen äußerem Ende das Spannmittel 14 ausgebildet ist, ist über insgesamt vier Kugeln 38, 44 elastisch nachgiebig mit dem Aufnahmeteil 12 gekoppelt. In Fig. 10 sind die Kugeln 38, 44 in einem Radialschnitt zu sehen. Im Unterschied zu der Ausführung gemäß der Fig. 1 bis 7 sind die beiden ersten Kugeln 38 und die beiden zweiten Kugeln 44 identisch ausgebildet und angeordnet. Die ersten Kugeln 38 sind in Radialbohrungen 46 des Aufnahmeteils 12 beweglich aufgenommen. Gleichermaßen sind die zweiten Kugeln 44 beweglich in zugeordneten Radialbohrungen 36 des Aufnahmeteils 12 aufgenommen. Die ersten und zweiten Kugeln 38, 44 sind im Zwischenteil 38 in zugeordneten kugelkalottenformigen Vertiefungen oder Ausnehmungen gehalten, deren Radius etwas größer als der Radius der Kugeln 38, 44 ist, so dass sich ein gewisses Spiel sowohl in Axialrichtung als auch in Drehrichtung ergibt. [0082] Ferner sind zwei Elastomerringe 60, 62 vorgesehen, die in Umfangsrichtung des Aufnahmeteils 12 verlaufen und in zugeordneten Umfangsnuten 61 , 63 gehalten sind, derart, dass sie an den ersten und zweiten Kugeln 38, 44 von beiden Seiten von außen anliegen.

[0083] Beim Einspannen des Gewindeschneidfutters 10b in einer Spannzange werden die beiden Elastomerringen 60, 62, die etwas über Außenkontur hervorstehen, gegen die Kugeln 38, 44 von außen vorgespannt, so dass die Elastomerringe durch die Kugeln 38, 44 lokal zusammengequetscht sind. Es ergibt sich so eine bestimmte Ruhelage des Zwischenteils 18 in Bezug auf das Aufnahmeteil 12.

[0084] Wird nun ein Gewindeschneidvorgang gestartet, so wandern die Kugeln 38, 44 zunächst in Drehrichtung an den Elastomerringen 60, 62 aus, bis die Kugeln 38, 44 in den zugeordneten kugelkalottenförmigen Ausnehmungen 42, 68 zum Anschlag gelangen und das Drehmoment formschlüssig übertragen wird.

[0085] Zu Beginn eines Gewindeschneidvorgangs ergibt sich also ein elastisches Nachgeben über die Elastomerringe 60, 62. Das durch die Kugeln 38, 44 und die kugelkalottenförmigen Ausnehmungen 42, 68 vorgegebene Spiel zwischen Aufnahmeteil 12 und Zwischenteil beträgt 18 ± 0,1 ° bis 3°, vorzugsweise ± 0,5° bis 2°, was auch dem Spiel gemäß der beiden ersten Ausführungen gemäß Fig. 1 bis 5 bzw. 6 und 7 entspricht. Das Maximalspiel tritt beim Reversieren, d.h. bei der Umkehrung der Drehrichtung am Ende des Gewindeschneidvorgangs zum Herausdrehen des Gewindebohrers auf.

[0086] Um den für das Gewindeschneiden erforderlichen Anschnittdruck zu erzielen und gleichzeitig die ersten und zweiten Kugeln 44 während des Gewindeschneidvorgangs in der bevorzugten Mittellage zu halten, ist das Zwischenteil 18 wie bei der Ausführung gemäß der Fig. 1 bis 7 mittels eines weiteren Elastomerrings 64 in axialer Richtung vorgespannt.