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Dokumentenidentifikation DE69520057T2 23.05.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0677351
Titel Demontierbares Gewindebohrgerät mit schnellwechselbaren und unterhaltbaren Teilen und Methode
Anmelder Tapmatic Corp., Post Falls, Id., US
Erfinder Johnson, Allan S., Newport Beach, California 92660, US
Vertreter Rehberg und Kollegen, 37085 Göttingen
DE-Aktenzeichen 69520057
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 24.03.1995
EP-Aktenzeichen 953019668
EP-Offenlegungsdatum 18.10.1995
EP date of grant 07.02.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.05.2001
IPC-Hauptklasse B23G 1/46

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der vorliegenden Erfindung

Die Erfindung betrifft und bezieht sich auf Gewindebohrgeräte, d. h. Werkzeuge, die Gewindebohrer aufnehmen, um mit diesen Gewinde in Löcher zu schneiden. Diese Werkzeuge werden von einer Antriebsmaschine oder einem Antriebszentrum aus angetrieben. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Auseinandernehmen und Wiederzusammenbauen von Gewindebohrgeräten.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung und der Stand der Technik wird exemplarisch in dem Bereich der in der Drehrichtung selbsttätig umkehrbaren Gewindebohrgeräte durch die Bezugnahme auf frühere Patente der Inhaberin angegeben. Es handelt sich um die US-Patente 3,999,642; 4,014,421; 4,566,829; 4,705,437; 5,203,651; 5,209,616 und 5,213,413. In diesen Patenten werden Gewindebohrgeräte beschrieben und beansprucht, die eine Antriebsspindel zur Aufnahme eines Gewindebohrers und gleichzeitig rotierende Antriebselemente für den Vorwärts- und den Rückwärtsantrieb aufweisen. Die Antriebsspindel ist freifliegend angeordnet und kann axial relativ zu den Elementen für den Vorwärts- und den Rückwärtsantrieb bewegt werden. Unter dem Vorwärtsantrieb, bei dem die den Gewindebohrer haltende Spindel durch das Element für den Vorwärtsantrieb angetrieben wird, erfolgt das Gewindeschneiden in dem Loch durch den Gewindebohrer, der in das Werkstück eindringt. Der Gewindebohrer schraubt sich also selbst in das Loch ein. Mit dem Stillsetzen des Drehantriebes verbunden mit einer Rückbewegung der Antriebsmaschine entsteht eine relative Axialbewegung zwischen der Antriebsspindel mit dem Gewindebohrer und den Antriebselementen, so dass die Elemente für den Vorwärtsantrieb außer Eingriff zu der Antriebsspindel geraten, die an diesem Punkt relativ stationär gehalten wird, weil sich der Gewindebohrer in das Werkstück eingeschraubt hat. Wenn die Rückwärtsbewegung fortgesetzt wird und ein weiterer relativer Weg zurückgelegt wird, kommen die Elemente für den Rückwärtsantrieb mit der Antriebsspindel für den Gewindebohrer in Wirkkontakt, so dass sich die umgekehrte Drehrichtung einstellt und so der Gewindebohrer aus dem Loch herausgeschraubt wird. Auf diese Weise entsteht eine selbsttätige Umkehr der Drehrichtung an dem Gewindebohrgerät selbst, und zwar entgegengesetzt zu der Antriebsmaschine. Mit der Entwicklung CNC-gesteuerter Bearbeitungszentren bekam die selbsttätige Umkehr der Drehrichtung eine immer größer werdende Bedeutung. Die Drehrichtungsumkehr findet in dem Gewindebohrgerät und nicht mehr in der Antriebsmaschine statt.

Gewindebohrgeräte mit selbsttätig umkehrbarer Drehrichtung, wie sie u. a. in den oben angegebenen Patenten beschrieben sind, besitzen spezielle Teile, die aufgrund der selbsttätigen Umkehr der Drehrichtung einem größeren Verschleiß unterliegen als andere Teile. Diese Teile schließen Elemente für den Antrieb ein. Der Austausch verschlissener Teile in bekannten Gewindebohrgeräten erbringt zeitliche Verzögerungen und Stillstandszeiten. Die Demontage bekannter Gewindebohrgeräte erfordert eine entsprechende Zeit und einiges Geschick.

Die Zeitverzögerungen und die Ausfallzeiten, die durch das Demontieren bekannter Gewindebohrgeräte anfallen, haben dazu geführt, dass solche Gewindebohrgeräte so lange benutzt und eingesetzt werden, bis sie im wesentlichen auseinanderfallen. Zu einem solchen Zeitpunkt werden sie entweder weggeworfen oder einem Reparatur- und Instandsetzungsservice unterzogen. Werkzeuge, die bei der Demontage eingesetzt werden, sind relativ klein und werden oft einfach verlegt oder verloren, wodurch weitere Zeitverzögerungen und Ausfallzeiten bei der Reparatur und Instandhaltung entstehen.

Weiterhin ist es so, dass bei bekannten Gewindebohrgeräten Kräfte und Beanspruchungen entstehen, die auf die Antriebsmaschine übertragen werden. Verschlissene Teile beinhalten die Gefahr, dass die Drehrichtungsumkehr und das Gewindeschneiden nicht mehr sicher durchführbar sind.

Bei bekannten Gewindebohrgeräten erfordert der Austausch verschlissener Antriebselemente normalerweise den Austausch der beiden Elemente für den Vorwärts- und den Rückwärtsantrieb, wenn ein solcher Austausch anlässlich des Zusammenfalls infolge Verschleiß verursacht war.

Alle vorangehend beschriebenen Aspekte in der Arbeitsweise bekannter Gewindebohrgeräte vermindern die Effektivität und erhöhen die Kosten sowie die Ausfallzeiten.

Es hat deshalb ein lange bestehendes unbefriedigendes Bedürfnis nach solchen Gewindebohrgeräten bestanden, die zum Zwecke der Inspektion und Instandhaltung leicht auseinandergebaut werden können, und zwar mit Werkzeugen, die handlich sind und bei denen die Gefahr des Verlegens nicht besteht. Es soll erreicht werden, dass die Beanspruchung an solchen Gewindebohrgeräten auf eine minimale Anzahl von Teilen konzentriert wird, die dann leicht austauschbar und wieder einsetzbar gestaltet sein müssen, um die Wartung eines solchen Gewindebohrgerätes durchzuführen.

Mit der Erfindung wird ein in der Drehrichtung selbsttätig umkehrbares Gewindebohrgerät bereitgestellt, wie es durch die Merkmale des Anspruches 1 definiert ist. Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Demontieren eines Gewindebohrgerätes mit den Verfahrensschritten, wie sie im Anspruch 25 aufgeführt sind.

Das in der Drehrichtung selbsttätig wechselnde Gewindebohrgerät weist folgende Merkmale auf:

eine zum Gewindeschneiden drehbare Antriebsspindel; Mittel für den Vorwärtsantrieb und Mittel für den Rückwärtsantrieb, die mit der Antriebsspindel so zusammenwirken, dass diese in vorwärtsdrehrichtung bzw. in Rückwärtsdrehrichtung in Drehung versetzt wird; Kegelräder zur Übertragung des Antriebs auf die Mittel für den Vorwärtsantrieb und die Mittel für den Rückwärtsantrieb, wobei die Mittel für den Vorwärtsantrieb und die Mittel für den Rückwärtsantrieb austauschbar ausgebildet sind; die vorher beschriebenen Elemente sind in einem Gehäuse untergebracht, wobei lösbare Befestigungsmittel vorgesehen und zugänglich sind und das Gehäuse die Entnahme dieser Elemente aus dem Gehäuse nach dem Lösen der Mittel ermöglicht.

Ein Verfahren zum Instandhalten und Reparieren von Gewindebohrgeräten weist folgende Verfahrensschritte auf: für die Demontage des Gewindebohrgerätes wird ein Zeitplan für eine periodische Reparatur und Instandhaltung in Abhängigkeit von der Anzahl mit dem Gewindebohrgerät hergestellter Gewindelöcher aufgestellt. Das Gewindebohrgerät wird auseinandergebaut, die Reparatur und Instandhaltung wird durchgeführt und das Gewindebohrgerät wird wieder zusammengebaut.

Das Verfahren des Demontierens nach der vorliegenden Erfindung umfasst die Verfahrensschritte des Lösens einer Basisplatte an dem Gehäuse, des Lösens von Befestigungsmitteln, die die Antriebsspindel halten, und des Herausziehens der den Gewindebohrer aufnehmenden Antriebsspindel aus dem Bodenbereich des Gehäuses.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gewindebohrgerätes nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung, teilweise auseinandergezogen, des Gewindebohrgeräts nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine teilgeschnittene Ansicht gemäß der Linie 4-4 von Fig. 1,

Fig. 5 eine Detailansicht eines Teils der auseinandergenommenen Komponenten des Gewindebohrgeräts nach der Erfindung,

Fig. 6 einen Schnitt gemäß der Linie 6-6 in Fig. 1 und

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Auseinandernehmen und Zusammenfügen des Gewindebohrgeräts nach der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG UND BEVORZUGTES VERFAHREN SEINER ANWENDUNG

In der US 5,203,651 der Inhaberin sind viele Teile und Komponenten, wie auch ein Gesamtsystem eines selbstumkehrenden Gewindebohrgerätes beschrieben und dargestellt, wie sie auch im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. In der nachfolgenden Beschreibung erfolgt lediglich eine kurze Bezugnahme auf solche beschriebenen und in der US 5,203,651 dargestellten Teile. Aus Gründen der Kürze und Klarheit werden Überlappungen mit der Offenbarung dieses Patentes soweit wie möglich vermieden.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass ein Gewindebohrgerät 10 über einen Schaft 12 mit einem Drehantrieb in Form einer Antriebsmaschine (nicht dargestellt) kuppelbar ist. Es ist eine Stange 14 vorgesehen, die von einem Fortsatz 15 im Anschluss an ein Gehäuse 16 des Gewindebohrgeräts 10 absteht. Die Stange 14 kann in bekannter Weise mit der Antriebsmaschine verbunden werden, um das Gehäuse 16 des Gewindebohrgeräts 10 gegen Rotation zu sperren, wenn es mit der Antriebsmaschine verbunden ist und andererseits die Rotation unter bestimmten Umständen zu ermöglichen, wenn es sich in der unverbundenen Stellung befindet. Im Gehäuse 16 ist eine zentrale Bohrung 17 ausgebildet, die zur Aufnahme einer Antriebsspindel 18 dient. Die Antriebsspindel 18 erstreckt sich teilweise aus dem Gehäuse 16 nach außen heraus. Am oberen Ende erstreckt sich die Antriebsspindel 18 in den Schaft 12 hinein und bekommt so Verbindung zu der Antriebsmaschine.

Wie aus den Fig. 2 bis 6 einschließlich erkennbar ist, weist die Antriebsspindel 18 ein Tragteil 20 mit einem Einsatz 22 auf, der eine mittige Bohrung 24 besitzt. Der Einsatz 22 weist ein Formstück 25 zum Halten und Ausrichten eines Kühlrohres 26 auf, das an seinem unteren Ende mit einer Aufnahmehülse 28 verbunden ist und eine Leitung für die Zufuhr eines Kühlmittels an die Aufnahmehülse 28 bildet, um Späne und ähnlichen Abfall von dem Werkstück abzuführen. Die Aufnahmehülse 28 sitzt an einem Spindelelement 30, welches sich über einen Anschlag 34 an einer Feder 32 abstützt. Der Anschlag 34 bildet ein Auge (nicht dargestellt), an dem die Feder 32 aufgelagert ist.

Die Antriebsspindel 18 erstreckt sich in einer oberen Stellung im Gehäuse 16 nach aufwärts, wie oben beschrieben, und weist einen unteren Endbereich 34 in dem Gehäuse 16 auf.

Der untere Endbereich 34 der Antriebsspindel 18 trägt mindestens einen Keil 36, der mit einem Kegelradgetriebe 40 in Kontakt kommt. Das Kegelradgetriebe 40 besitzt in bevorzugter Ausführungsform 35 Zähne. Das Kegelradgetriebe 40 ist so ausgebildet, wie es in der US 4,705,437 beschrieben und beansprucht ist. Das Kegelradgetriebe 40 weist ein oberes Kegelrad 42 und ein unteres Kegelrad 44 auf. Das Kegelradgetriebe 40 ist mit der Antriebsspindel 18 verbunden oder gesichert im Gehäuse 16 untergebracht.

In dem Gehäuse 16 ist ein Träger 46 für Planetenräder vorgesehen. Der Träger 46 nimmt mehrere Planetenräder 48 auf, die in bevorzugter Ausführungsform zwölf Zähne besitzen. Für spezielle Anwendungen nach der vorliegenden Erfindung können auch mehr oder weniger als zwölf Zähne vorgesehen sein. Die Planetenräder 48 sind so positioniert, dass sie mit dem Kegelradgetriebe 40 in Eingriff kommen. Auf diese Weise wird die Rotation der Antriebsspindel 18 in eine Rotation der Planetenräder 48 umgesetzt.

Ein Element 50 für den Vorwärtsantrieb ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet und besitzt eine zentrale Bohrung 52. Das Element 50 weist an seiner radial inneren Wandung mindestens eine Keilnut 54 auf. Das Element 50 tritt mit dem oberen Kegelrad 42 in Wirkverbindung. Das Element 50 für den Vorwärtsantrieb besitzt entlang seines äußeren oberen Umfangs Vorsprünge 56.

Die Keilnut 54 auf dem Element 50 für den Vorwärtsantrieb besitzt zwei symmetrisch angeordnete und im wesentlichen bogenförmige Kontaktflächen 55, die über einen im wesentlichen bogenförmigen Mittelbereich 57 verbunden sind.

Ein Dämpfungsring 60 mit einer zentralen Bohrung 62 weist zumindest einen Fortsatz 64 auf dem Umfang auf und trägt benachbart zu diesem auf dem Umfang mindestens einen Schlitz 66. Der Dämpfungsring 60 passt genau auf das Element für den Vorwärtsantrieb, wobei die Vorsprünge 56 in die Schlitze 66 im Anschluss an die Fortsätze 64 zu liegen kommen. Die Seiten der Schlitze 66 und der Fortsätze 64 liegen an gegenüberliegenden Seiten der Vorsprünge 56 an. Der Dämpfungsring 60 besteht vorzugsweise aus nachgiebigem Material, wie beispielsweise Neopren.

Das Element 50 für den Vorwärtsantrieb weist zum Angriff an der Spindel 18 mindestens eine Keilnut 68 auf dem Umfang auf (es sind in der Darstellung drei Keilnuten erkennbar). Das Element 50 für den Vorwärtsantrieb besitzt mindestens einen inneren Schlitz 70 (dargestellt sind drei Schlitze) zur Aufnahme von Fortsätzen 67 des Elementes 50. In zusammengebautem Zustand bilden der Dämpfungsring 60 und das Element 50 für den Vorwärtsantrieb und das obere Kegelrad 42 eine Einheit, wie dies am besten aus Fig. 3 erkennbar ist.

Aus Fig. 5 ist erkennbar, dass die Schlitze 68 auf dem Umfang im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzen, und zwar mit einer Ecke, die rechts dargestellt ist und eine Führungsecke bei Rotation im Uhrzeigersinn bildet, die eine etwas konvex ausgebildete Kante mit einem oberen abgerundeten Bereich 72 aufweist.

Ein Element 74 für den Rückwärtsantrieb steht mit dem unteren Kegelrad 44 in Wirkverbindung. Dieses zweite Element 74 ist gänzlich identisch wie das erste Element 50 für den Vorwärtsantrieb ausgebildet. Die Teile sind untereinander austauschbar. Ein zweiter Dämpfungsring 76 passt auf das Element 74 in der gleichen Weise, wie es anhand des Dämpfungsrings 60 relativ zu dem Element 50 beschrieben wurde. Das Element 74 und das untere Kegelrad 44 bilden eine identische Einheit wie die Einheit aus dem Element 50, dem Dämpfungsring 60 und dem oberen Kegelrad 42, mit der einzigen Ausnahme, dass das untere Kegelrad 44 37 Zähne besitzt, während das obere Kegelrad 35 Zähne aufweist. Hieraus resultiert eine langsamere Rotation in Verbindung mit den Planetenrädern 48, welches dem Zweck dient, den Verschleiß an dem Gewindebohrgerät 10 zu reduzieren, wie dies genau in der US 4,705,437 beschrieben ist. Für bestimmte Anwendungsfälle nach der Erfindung können die Zähne des oberen Kegelrades 42 und des unteren Kegelrades 44 auch in anderer Anzahl angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die Rotationsgeschwindigkeit für den Vorwärtsantrieb und den Rückwärtsantrieb gleich ausgebildet ist. Die Geschwindigkeiten der beiden Drehrichtungen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung in jeglicher Relation zueinander stehen.

Wie es am besten aus den Fig. 2 und 4 erkennbar ist, kann eine Schraube 78 mit Halbrundkopf in ein Gewindeloch 79 im Gehäuse 16 eingesetzt werden. Damit wird das Gewindeloch 79 verschlossen. Drei Einstellschrauben 80 erstrecken sich radial nach innen an drei Punkten des Umfangs des Tragteils 20 und weisen Innensechskantlöcher auf. Die Einstellschrauben erstrecken sich durch ein Drehelement 81 und greifen in einen Schlitz 84 in einem Spindellager 86. Ein Schließring 88 ist am unteren Ende des Gehäuses 16 befestigt und hält ein Basisteil 87 davon an Ort und Stelle fest. Er ist abnehmbar gestaltet, wie dies weiter unten in Verbindung mit der Demontage des Gewindebohrgerätes 10 beschrieben wird. Ein Lager 89 liegt gegen das untere Kegelrad 44 an.

Das Kühlrohr 26 fluchtet an seinem unteren Ende mit der Aufnahmehülse, die Kühlkanäle (nicht dargestellt) für den Durchtritt von Kühlmittel aus dem Kühlrohr 26 besitzt. Eine Leitung 92 dient der Abfuhr überschüssigen Kühlmittels. Die Merkmale und Vorteile des Kühlsystems sind die gleichen, wie dies anhand der Offenbarung und der Ansprüche der US 5,213,453 beschrieben wurde.

Eine Treibhülse 100 in dem Gehäuse 16 besitzt im wesentlichen zylindrische Gestalt mit einer mittleren Bohrung 102. Sie weist auf ihrem Umfang mindestens zwei Nuten 104 für die bewegliche Unterbringung von Kugeln 108 auf. Die Treibhülse 100 weist mindestens eine Keilnut 110 auf, die mit dem Spindelelement 30 in Kontakt kommt, das mindestens einen Antriebszapfen 112 trägt. Die Nuten 104 besitzen im wesentlichen Elipsenform. Die Keilnut 110, der Antriebszapfen 112 und die Nuten 104 entsprechen der Offenbarung und den Ansprüchen der US 5,209,616. Diese dort im Detail beschriebenen Ausbildungen und Relationen zielen darauf ab, Verschleiß und Stoßbeanspruchung während des Einsatzes zu minimieren.

Ein Verschluss 114 an dem Gehäuse 16 weist ein Werkzeug 116 auf, welches auswechselbar in einer mit Gewinde versehenen Bohrung 118 in dem Verschluss 14 untergebracht ist. Das Werkzeug 116 umfasst einen Schraubendreher 120 mit Sechskantkopf und ist herausnehmbar in einer Öffnung 122 in dem Werkzeug 116 untergebracht. Das Werkzeug 116 weist weiterhin einen Schlüssel 124 auf, der abnehmbar an dem Schraubendreher 120 angeordnet ist.

Die Stange 14 besitzt ein Gewindeloch 126 zur Aufnahme eines Arms 128, der an seinem anderen Ende in eine Ausnehmung 130 in einem beweglichen Kragen 132 am oberen Ende des Gehäuses 16 eingreift. Der Kragen 132 ist über nicht dargestellte Mittel an dem Tragteil 20 angeordnet. Eine Feder 134 in dem Fortsatz 15 beaufschlagt die Stange 14 nach aufwärts. Ein Schlitz (nicht dargestellt) im Gehäuse 16 fluchtet mit der Ausnehmung 130.

Auf dem Umfang des Gehäuses 16 ist ein Diagramm 134 des Gewindebohrgeräts 10 in Verbindung mit Instruktionen 136 auf dem Fortsatz 15 angeordnet, die die Demontage des Gewindebohrgeräts 10 betreffen. Anders als das Werkzeug 116 und seine gesicherte Unterbringung befindet sich die Anordnung in diesem Abschnitt im wesentlichen in Übereinstimmung mit den Darlegungen aus der US 4,566,829.

Im Betrieb wird die Rotation von der Antriebsmaschine auf das Element 50 für den Vorwärtsantrieb übertragen und weiterhin auf das Element 74 über das Kegelradgetriebe 40 und die Kegelräder 42 bzw. 44.

Während des Vorwärtsantriebes greifen die Vorsprünge 56 des Elementes 50 in die Keilnuten 72 des Kegelrades 42, und zwar über Kugeln 114, wie dies Fig. 6 zeigt. Im Ergebnis ergibt sich aufgrund der Kantenausbildung der Keilnut 72 und infolge der Anwesenheit des Dämpfungsrings 60, des Elementes 50 und der Kugeln 114 eine geringere Stoßbelastung und ein geringerer Verschleiß als bei bekannten Vorrichtungen. Das Element 50 rotiert in Vorwärtsrichtung, so dass die Keilnuten 54 an den Kugeln 108 der Treibhülse 100 zur Anlage kommen, die ihrerseits den Eingriff über die Antriebszapfen 112 des Spindelelementes 30 herbeiführt.

Über das Kühlrohr 26 wird während des Gewindeschneidens von der Antriebsmaschine 12 Kühlmittel bereitgestellt. Wenn das Loch mit dem Gewinde in der gewünschten Tiefe versehen ist und der Gewindebohrer aus dem Loch herausgeführt werden muss, wird das Gewindebohrgerät 10 durch die Antriebsmaschine angehoben. Zu diesem Punkt befindet sich der Gewindeschneider in dem Loch, und das Herausführen wird üblicherweise dadurch bewirkt, dass die Drehrichtung umgekehrt wird.

Wenn also das Gewindebohrgerät angehoben wird, verbleibt die Antriebsspindel 18 und der Gewindebohrer in dem Loch, das Element für den Vorwärtsantrieb 50 und das Element 74 für den Rückwärtsantrieb bewegen sich axial nach oben, und zwar relativ zu dem Spindelelement 30 und der Aufnahmehülse 28.

Als Ergebnis dieser Aufwärtsbewegung läuft die Treibhülse 100 nach oben, bis sie mit dem Element 74 in Kontakt kommt und so die Rückwärtsrotation des Spindelelementes 30 und der Aufnahmehülse 28 auslöst, so dass der Gewindebohrer aus dem Loch herausgeführt wird. Der Drehantrieb wird dabei durch die Gestaltung der Schlitze 104, der Anwesenheit des Dämpfungsrings 76 und der Gestalt der Kanten der treibenden Keilnuten an dem Element 74, die identisch zu dem Element 50 ausgebildet sind, genau so abgefedert wie bei dem Vorwärtsantrieb.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die leichte Demontierbarkeit und Wartungsmöglichkeit. Ein Verfahren zum Demontieren und Wiederzusammenfügen der Bestandteile des Gewindebohrgeräts nach der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. In einem ersten Schritt wird das Werkzeug 116 aus dem Fortsatz 115 herausgenommen, und zwar durch manuelles Herausschrauben. Der Schlüssel 124 wird dann in eine Ausnehmung 138 des Schließrings 88 eingesetzt. Der Schließring wird durch Drehen entgegen dem Uhrzeigersinn gelöst.

Der Schraubendreher 120 wird dann von dem Schlüssel 124 abgezogen. Mit dem Schraubendreher 120 wird die Schraube 78 gelöst und damit das Gewindeloch 79 zugänglich gemacht. Dann wird der Schraubendreher 120 in das Gewindeloch 79 eingeführt.

Das Gewindebohrgerät 10 wird dann manuell gehandhabt, wobei im wesentlichen seine Längsachse horizontal ist, so dass der Schraubendreher 120 genügend nach abwärts zeigend durch Schwerkraft gehalten ist. Mit der anderen Hand drückt der Benutzer die Stange 14 nieder, so dass der Arm 126 aus seiner gefangenen Stellung in der Ausnehmung 130 freikommt, so dass nunmehr auch der Kragen 132 (und der daran befestigte Tragteil 20) verdreht werden können. Durch Berührung mit dem Finger der Hand, die die Stange 14 abwärts gedrückt hält, wird der Kragen 132 geringfügig in Drehung versetzt, bis eine Einstellschraube mit dem Sechskantkopf des Schraubendrehers 120 fluchtet. Der Schraubendreher fällt dann mit seinem Sechskantkopf in die Sechskantausnehmung am äußeren Ende der Einstellschraube 80.

Der Benutzer wechselt dann die Handgriffe, so dass die Hand, die vorher das Gehäuse 16 abgestützt hat, jetzt dazu eingesetzt wird, um den Schraubendreher zu drehen und die Einstellschraube 80 zu lösen. Diese Operation wird dreimal (einmal für jede Einstellschraube 80) durchgeführt. Dann wird der Schraubendreher in das Werkzeug 116 zurückgesteckt und beiseite gelegt. Der Schließring 88 wird dann im Gegenuhrzeigersinn so weit gedreht, dass er und das Basisteil 87 abgenommen werden, kann. Anschließend wird das Spindelelement 30 aus dem Gehäuse 16 herausgezogen.

In dieser teilweise demontierten Stellung können Routineüberprüfungen und Wartungsarbeiten einschließlich des Schmierens des Gewindebohrgeräts 10 durchgeführt werden. Das Element 50 für den Vorwärtsantrieb und das Element 74 für den Rückwärtsantrieb können auf Verschleiß untersucht werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass entsprechend den Gegebenheiten des Gewindebohrens (wobei der Vorwärtsantrieb einen erhöhten Verschleiß gegenüber dem Rückwärtsantrieb infolge des Widerstands am Werkstück erbringt) für die meisten Anwendungen das Element für den Rückwärtsantrieb etwa nur in dem Dreifachen der Zeit verschleißt wie das Element für den Vorwärtsantrieb. Auf diese Weise kann ein Element für den Vorwärtsantrieb, welches verschlissen ist, bei einer Wartung entnommen und durch ein Element für den Rückwärtsantrieb in der gleichen Weise ersetzt werden, wie dies bei verschlissenen Autoreifen an Automobilen der Fall ist, bei denen ein verschlissener Reifen durch einen etwas weniger verschlissenen Reifen ersetzt wird. Dies lässt sich der leichten Demontierbarkeit nach der Erfindung zuguteschreiben in Verbindung mit der Austauschmöglichkeit der Elemente für den Vorwärts- und den Rückwärtsantrieb.

Beim Zusammenbau ergibt sich lediglich die Notwendigkeit, die Elemente für den Antrieb in der beschriebenen Weise wie in Fig. 3 zusammenzubringen, die Einstellschrauben 80 anzuziehen und das Basisteil 87 über den Verschlussring 88 zu sichern. Das Werkzeug 116 wird dann in die Bohrung 118 wieder eingesetzt, so dass es für eine weitere Benutzung zur Verfügung steht.

Infolge der oben beschriebenen Ausbildung mit zahlreichen Maßnahmen zum Dämpfen und Abfedern des Eingriffs der verschiedenen Antriebselemente aneinander wird die wesentliche Schock- und Verschleißbeanspruchung in erster Linie von den leicht austauschbaren Elementen aufgenommen, nämlich dem Element 50 für den Vorwärtsantrieb und dem Element 74 für den Rückwärtsantrieb. Auf diese Weise wird eine effiziente und ökonomische Wirkungsweise erreicht, wenn das Element für den Vorwärtsantrieb und das Element für den Rückwärtsantrieb verschlissen sind. Sie werden nämlich einfach ausgetauscht, wobei es nicht erforderlich ist, andere Elemente in dem Gewindebohrgerät auszutauschen oder instandzusetzen, weil sich der Hauptverschleiß auf die Elemente 50 und 74 konzentriert.

Die Möglichkeit der leichten Instandsetzung, Instandhaltung sowie des Austausches von verschlissenen Teilen, die durch die Erfindung bereitgestellt wird, ermöglicht eine effiziente Betriebsweise auch insofern, dass Gewindebohrgeräte einem periodisch durchzuführenden Service für die Instandsetzung und Instandhaltung in der gleichen Weise unterzogen werden können, wie dies für andere Maschinen, beispielsweise Automobile, der Fall ist. Bei bestehenden Gewindebohreinrichtungen, die nicht über leichte Demontierbarkeit und Austauschbarkeit von Teilen verfügen, werden die Gewindebohrgeräte so lange benutzt, bis sie zusammenfallen und sie dann zur Reparatur eingeschickt oder ausrangiert werden müssen. Durch die Anwendung von Gewindebohrgeräten nach der vorliegenden Erfindung und unter Einsatz von Erfahrung im Gewindebohren mit speziellen Werkstücken und/oder speziellen Teilen kann ein beachtlicher Fortschritt insofern erzielt werden, als die Anzahl der mit Gewinde versehenen Löcher, zu denen die Antriebselemente eingesetzt werden, wesentlich erhöht wird, bevor die Teile völlig verschlissen sind oder zusammenfallen. So ist es möglich, nach einer festgelegten Anzahl hergestellter, mit Gewinde versehener Löcher das Gerät schnell auseinanderzubauen, zu untersuchen, instandzuhalten und bei Bedarf verschlissene Elemente auszutauschen. Dadurch wird es vermieden, die Geräte bis zu ihrem Zusammenfall zu benutzen, wie dies bei bekannten Gewindebohrgeräten der Fall ist.

Auf diese Weise wird ein leicht demontierbares Gewindebohrgerät mit einfach instandzuhaltenden und auszutauschenden Teilen, mit reduziertem Verschleiß und mit Verschleiß und Beanspruchungen, die in erster Linie auf die leicht austauschbaren Teile gerichtet sind, in Verbindung mit der Erfindung vorgeschlagen. Es wird auch ein Verfahren zum Demontieren und Instandhalten eines solchen Gewindebohrgeräts aufgezeigt.

Die obigen Ausführungen sind beschreibender und erläuternder Natur. Die Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert, die im Lichte der Beschreibung zu interpretieren sind.


Anspruch[de]

1. In der Drehrichtung selbsttätig wechselndes Gewindebohrgerät (10) mit folgenden Merkmalen:

(a) eine zum Gewindeschneiden drehbare Antriebsspindel (18) zur Aufnahme eines Gewindebohrers (28);

(b) Mittel für den Vorwärtsantrieb in Form eines Elementes (50) für den Vorwärtsantrieb, das mit der Antriebsspindel (18) so zusammenwirkt, dass diese beim Gewindeschneiden in Drehung versetzt wird;

(c) Mittel für den Rückwärtsantrieb in Form eines Elementes (74) für den Rückwärtsantrieb, das mit der Antriebsspindel (18) so zusammenwirkt, dass diese in umgekehrter Drehrichtung als durch das Element (50) für den Vorwärtsantrieb in Drehung versetzt wird;

(d) Kegelräder (42, 44) zur Übertragung des Antriebs auf das Element (50) für den Vorwärtsantrieb und das Element (74) für den Rückwärtsantrieb,

wobei die Antriebsspindel (18) in Richtung des Gewindeschneidens relativ zu dem Element (50) für den Vorwärtsantrieb und dem Element (74) für den Rückwärtsantrieb vor- und zurückbewegbar ist und das Element (50) für den Vorwärtsantrieb und das Element (74) für den Rückwärtsantrieb untereinander austauschbar ausgebildet sind.

2. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungsring (60) vorgesehen ist, der mit den Mitteln für den Vorwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den Vorwärtsantrieb zusammenwirkt.

3. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungsring (76) vorgesehen ist, der mit den Mitteln für den Rückwärtsantrieb in Form des Elementes (74) für den Rückwärtsantrieb zusammenwirkt.

4. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelräder (42, 44) bei im wesentlichen gleichzeitigem Rotationsantrieb unterschiedliche Geschwindigkeiten an den Mitteln für den Vorwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den vorwärtsantrieb und den Mitteln für den Rückwärtsantrieb in Form des Elementes (74) für den Rückwärtsantrieb bereitstellen.

5. Gewindebohrgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für den Vorwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den Vorwärtsantrieb mit größerer Geschwindigkeit als die Mittel für den Rückwärtsantrieb in Form des Elementes (74) für den Rückwärtsantrieb angetrieben sind.

6. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelräder (42, 44) bei im wesentlichen gleichzeitigem Rotationsantrieb gleiche Geschwindigkeiten an den Mitteln für den Vorwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den Vorwärtsantrieb und den Mitteln für den Rückwärtsantrieb in Form des Elementes (74) für den Rückwärtsantrieb bereitstellen.

7. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Antriebsspindel (18), die Mittel für den Vorwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den Vorwärtsantrieb, die Mittel für den Rückwärtsantrieb in Form des Elementes (74) für den Rückwärtsantrieb und die Kegelräder (42, 44) aufnehmendes Gehäuse (16) vorgesehen ist, dass erste und zweite entfernbare Sicherungsmittel vorgesehen sind, wobei die ersten entfernbaren Sicherungsmittel abnehmbar am Gehäuse (16) angeordnet sind und die zweiten entfernbaren Sicherungsmittel im Gehäuse (16) und von außen zugänglich angeordnet sind, die ersten und zweiten entfernbaren Sicherungsmittel mit Elementen in dem Gehäuse (16) so zusammenwirkend angeordnet sind, dass diese Elemente nach dem Entfernen der ersten und zweiten Sicherungsmittel aus dem Gehäuse (16) herausnehmbar sind.

8. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungsring (60) vorgesehen ist, der zum Zwecke der Verschleißreduzierung während des Betriebes von den Mitteln für den Vorwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den Vorwärtsantrieb getragen ist.

9. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungsring (76) vorgesehen ist, der zum Zwecke der Verschleißreduzierung während des Betriebes von den Mitteln für den Rückwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den Rückwärtsantrieb getragen ist.

10. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelräder (42) Mittel aufweisen, die beim Drehantrieb an den Mitteln für den Vorwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den Vorwärtsantrieb angreifen und so ausgebildet sind, dass beim Kontakt Stöße abgefedert werden.

11. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelräder (44) Mittel aufweisen, die beim Drehantrieb an den Mitteln für den Rückwärtsantrieb in Form des Elementes (74) für den Rückwärtsantrieb angreifen und so ausgebildet sind, dass beim Kontakt Stöße abgefedert werden.

12. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Antrieb der Antriebsspindel (18) eine Treibhülse (100) vorgesehen ist, die an der Antriebsspindel (18) angreift und so beweglich angeordnet ist, dass sie mit den Mitteln für den Vorwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den Vorwärtsantrieb und den Mitteln für den Rückwärtsantrieb in Form des Elementes (74) für den Rückwärtsantrieb jeweils unter Übertragung des Drehantriebes in Kontakt kommt, und dass die Treibhülse (100) Mittel zum Abfedern von Stößen aufweist, die infolge Kontakt mit den Mitteln für den Vorwärtsantrieb in Form des Elementes (50) für den Vorwärtsantrieb, mit den Mitteln für den Rückwärtsantrieb in Form des Elementes (74) für den Rückwärtsantrieb und der Antriebsspindel (18) auftreten.

13. Gewindebohrgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (18) Mittel für den Antriebskontakt an der Treibhülse (100) aufweist, die so ausgebildet sind, dass sie Stöße zwischen der Treibhülse (100) und der Antriebsspindel (18) reduzieren.

14. Gewindebohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug (116) zum Auseinandernehmen des Gewindebohrgerätes (10) vorgesehen ist, das in dem Gewindebohrgerät (10) unterbringbar ist.

15. Gewindebohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Sicherungsmittel ein Basisteil (87) sowie einen Schließring (88) für die Festlegung des Basisteils (87) an dem Gehäuse (16) aufweisen.

16. Gewindebohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Sicherungsmittel mindestens eine Einstellschraube (80) aufweisen, die die Antriebsspindel (18) in dem Gehäuse (16) festlegt.

17. Gewindebohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (50) für den Vorwärtsantrieb und das Element (74) für den Rückwärtsantrieb im wesentlichen identisch ausgebildet sind.

18. Gewindebohrgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) eine Zugangsöffnung (79) für den Zugang zu der mindestens einen Einstellschraube (80) und bewegliche, mindestens eine Öffnung bildende Mittel (81) aufweist, wobei die beweglichen Mittel (81) derart beweglich sind, dass die mindestens eine Öffnung zu der mindestens einen Einstellschraube (80) und der Zugangsöffnung (79) fluchtend ausrichtbar ist, um den Zugang von außerhalb des Gehäuses (16) zu der mindestens einen Einstellschraube (80) zu ermöglichen.

19. Gewindebohrgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (87) Gegenmittel zur Aufnahme des Werkzeugs (116) zum Lösen und Festziehen des Basisteils (87) sowie ein Werkzeugelement (116, 124, 120) zum Angriff an den Gegenmitteln an dem Basisteil (87) zum Lösen und Festziehen des Basisteils (87) und zum Angriff an der mindestens einen Einstellschraube (80) zum Lösen und Festziehen dieser mindestens einen Einstellschraube (80) aufweist.

20. Gewindebohrgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugelement (116) in dem Gewindebohrgerät (10) unterbringbar ist.

21. Gewindebohrgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenmittel für das Werkzeug in dem Basisteil (87) einen Schlitz (138) aufweisen und dass das Werkzeugelement (116) ein separates Element (124) zum Angriff an dem Schlitz (138) in dem Basisteil (87) und einen separaten Schraubendreher (120) zum Angriff an der mindestens einen Einstellschraube (80) aufweist.

22. Gewindebohrgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubendreher (120) des Werkzeugelements (116) und das Element (124) zum Angriff an dem Schlitz (138) in dem Basisteil (87) zum Zwecke der Unterbringung zusammenfügbar ausgebildet sind.

23. Gewindebohrgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stange (14) zur Steuerung der Bewegung der Mittel für den Rotationszugang vorgesehen ist, die aus einer ersten Stellung, in der das Gehäuse 16) an einer Drehung gehindert ist, in eine zweite Stellung, in der eine Drehung des Gehäuses (16) möglich ist, und zurück bewegbar ist.

24. Gewindebohrgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite des Gewindebohrgerätes (10) Informationen (134) für eine Demontage des Gewindebohrgerätes (10) vorgesehen sind.

25. Verfahren zum Demontieren eines Gewindebohrgerätes (10) nach den Ansprüchen 1 bis 24, mit einem Gehäuse (16), an dem ein entfernbares Basisteil (87) und innen Befestigungsmittel (132) zur Aufnahme einer einen Gewindebohrer aufnehmenden Antriebsspindel (18) vorgesehen sind, mit folgenden Verfahrensschritten:

(a) Lösen des Basisteils (87)

(b) Lösen der inneren Befestigungsmittel (132);

(c) Abnehmen des Basisteils (87);

(d) Herausziehen der den Gewindebohrer aufnehmenden Antriebsspindel (18) aus dem Gehäuse (16).

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindebohrgerät (10) Mittel für den Zugang nach innen, die den Zugang von außen zu den innen angeordneten Befestigungsmitteln (132) bereitstellen, und äußere Steuermittel (14), die zur Steuerung der Mittel für den Zugang nach innen betätigbar sind, aufweist, wobei der Schritt des Lösens der innen angeordneten Befestigungsmittel (132) den Schritt der Betätigung der äußeren Steuermittel (14) umfasst, um die Mittel für den Zugang nach innen zu veranlassen, den Zugang zu den innen angeordneten Befestigungsmitteln (132) freizugeben.

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass für die Demontage des Gewindebohrgerätes (10) ein Zeitplan für eine periodische Reparatur und Instandhaltung in Abhängigkeit von der Anzahl mit dem Gewindebohrgerät (10) hergestellter Gewindelöcher aufgestellt wird.







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