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Dokumentenidentifikation DE202005012562U1 15.12.2005
Titel Gewindefräskopf und Vorrichtung zum Gewindefräsen
Anmelder Ingenieurbüro Hof GmbH, 57572 Niederfischbach, DE
Vertreter Patentanwälte BECKER & AUE, 55411 Bingen
DE-Aktenzeichen 202005012562
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 15.12.2005
Registration date 10.11.2005
Application date from patent application 10.08.2005
IPC-Hauptklasse B23G 5/18
IPC-Nebenklasse B23G 1/32   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gewindefräskopf mit einem Fräskopfgehäuse, einer Rotationsvorrichtung zur Rotation des Fräskopfgehäuses um eine Z-Achse, einer Verstelleinrichtung im Fräskopfgehäuse zur von der Z-Achse radial beabstandeten, exzentrischen Verstellung eines angetriebenen Werkzeugspannfutters. Die Erfindung bezieht sich zudem auf eine Vorrichtung zum Gewindefräsen mit einem Gewindefräskopf, insbesondere der eingangs genannten Art, mit einem Spindelantrieb, einer Rotationsvorrichtung für den Gewindefräskopf, einem gesteuerten und zum Rotationsantrieb synchronisierten Vorschubantrieb zur Bearbeitung eines ortsfesten Werkstücks.

Unter einem ortsfesten Werkstück wird verstanden, dass das Werkstück während der Bearbeitung nicht aufgrund einer, insbesondere computerunterstützen, Steuerung auf X-Y-Achsen bewegt wird, sondern fest eingespannt bleibt.

Die Fertigung von Innengewinden ist eine sehr anspruchsvolle Bearbeitungsaufgabe in der Zerspanungstechnik. Es sind hohe Anforderungen an die Prozesssicherheit zu stellen, weil die Werkstücke bis zum Fertigen der Innengewinde eine lange Fertigungsfolge durchlaufen und oft einen hohen Wert haben. Deshalb ist ein Werkzeugbruch unbedingt zu vermeiden, da er zu einer teuren Nacharbeit oder zu einem Ausschuss des Werkstücks führen kann.

Innengewinde werden heute hauptsächlich durch Gewindeschneiden oder Gewindebohren hergestellt. Die hohe Produktivität, die vergleichsweise geringen Werkzeugkosten und der hohe Bekanntheitsgrad sind Hauptvorteile der Verfahren.

Bei Grundlochgewinden in lang spanenden Werkstoffen kann es jedoch zu Spanförderproblemen kommen. Es besteht dann die Gefahr eines plötzlichen Werkzeugbruchs. Diesen Nachteil überwindet das Gewindeformen. Es entstehen dabei keine Späne und damit auch nicht die damit verbundenen Probleme. Jedoch sollte der Werkstoff zur Umformung eine Materialdehnung von mindestens 7% aufweisen, wodurch das Einsatzspektrum für diese Technologie eingeschränkt ist. Bei spröden Gusswerkstoffen oder hochfesten bzw. gehärteten Bauteilen stößt man an die Grenzen des Verfahrens.

Um diese Nachteile zu überwinden, ist zur Innengewindefertigung das Gewindefräsen entwickelt worden, das technologische Vorteile aufweist. Bei dem Gewindefräsen können eine Schnittgeschwindigkeit und ein Vorschub des Werkzeuges unabhängig voneinander gewählt werden, wobei diese Verarbeitungsparameter eine Spanbildung und Werkzeugbelastung wesentlich beeinflussen. Verfahrensbedingt entstehen beim Gewindefräsen, im Gegensatz zum Gewindeschneiden, kurze, kommaförmige Späne, die keine Probleme bezüglich der Spanabfuhr bereiten, und es ist keine Drehrichtungsumkehr des Werkzeuges zur Spanbrechung bzw. -lösung erforderlich. Die beim Gewindefräsen verwendeten Werkzeuge weisen ein Gewindeprofil ohne Steigung auf und werden zunächst entlang einer Bohrachse auf die gewünschte Tiefe verfahren. Anschließend wird das Werkzeug über eine Einfahrschleife radial um ein bestimmtes Maß aus der Bohrachse auf den Nenndurchmesser des zu fertigenden Gewindes verfahren. Zur Ausbildung des Gewindes erfolgt eine Kreisinterpolation über 360°. Anschließend wird das Werkzeug über eine Ausfahrschleife radial auf die Bohrachse und axial aus dem Gewinde verfahren. Mit einem Werkzeug lassen sich Rechts- und Linksgewinde mit gleicher Steigung und unterschiedlichem Nenndurchmesser in verschiedenen Werkstoffen fertigen, weshalb die Anzahl benötigter Werkzeuge beschränkt ist. Im Gegensatz zum geschnittenen Gewinde ist das gefräste Gewinde über nahezu die gesamte Länge des verwendeten Werkzeuges in einer Sachlochbohrung voll ausgebildet.

Unter der Verwendung eines kombinierten Bohr-Gewindefräs-Werkzeuges ist die Fertigung der Bohrung, Senkung und des Gewindes in einem Arbeitsgang möglich, insbesondere in einem Durchmesserbereich von 3 mm bis 16 mm, wobei selbstverständlich sowohl kleinere als auch größere Gewindedurchmesser herstellbar sind. Beim Gewindefräsen muss die Gewindegeometrie nicht wie beim Gewindeschneiden direkt mit dem Gewindewerkzeug verbunden sein. Ein Gewindeschneidwerkzeug M6 erzeugt immer ein Gewinde M6. Die Gewindegeometrie entsteht beim Gewindefräsen, wie bereits erläutert, erst durch eine Rotation des entsprechenden Werkzeuges, also eines Gewindefräsers, und die gleichzeitige Bewegung in drei Hauptachsen einer 3D-Werkzeugmaschine, wodurch der Gewindefräser relativ zum Werkstück eine Spiralbewegung ausführt.

Vorrichtungen zum Gewindefräsen, das Verfahren und die entsprechenden Werkzeuge sind bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 103 18 203 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Gewinden, insbesondere von Innengewinden, mittels eines drehangetriebenen Gewindewerkzeugs, mit dem die Gewinde spanlos durch Druckumformung in und aus der Oberfläche des Werkstücks, insbesondere in und aus der Innenoberfläche einer Werkstückbohrung herausgetrieben werden. Das Werkstück ist in einer 3D-CNC-Werkzeugmaschine eingespannt. Eine ähnliche Werkzeugmaschine zeigt das US-Patent 5 076 744. Bei beiden Maschinen wird Werkzeug zum Gewindefräsen in X- und Y-Richtung über eine CNC-Ansteuerung kreisförmig bewegt. Dies bringt verschiedene Nachteile mit sich. Ein Nachteil ist, dass ein in X- und Y-Achsen verfahrbarer Werkstücktisch, im Folgenden als X-Y-Werkstücktisch bezeichnet, einen Kreis nur in einem Vieleck entsprechend der Auflösung des X-Y-Werkstücktisches beschreibt. Häufig können die Werkstücke nicht auf X-Y-Werkstücktischen gefertigt werden, sondern sind auf ortsfesten Werkstücktischen eingespannt, so dass das Werkzeug allein die notwendigen Bewegungen durchführen muß.

Die WO 02/094491 offenbart ein Gewindefräswerkzeug mit zwei unterschiedlichen Ausführungsformen. Die eine Ausführungsform weist einen einzigen kreisförmigen Profilvorsprung zum Fräsen von Gewinden mit unterschiedlichen Gewindegrößen auf. Bei der anderen Ausführungsform weist das Gewindefräswerkzeug eine Vielzahl von Profilvorsprüngen auf, die aufgrund der Geometrie zur Herstellung lediglich einer bestimmten Gewindegröße definiert sind.

Die DE 87 18 098 U1 beschreibt eine Werkzeugmaschine zum Gewindefräsbohren und einen Gewindefräsbohrkopf, der auch bei einem ortsfesten Werkstück eingesetzt werden kann. Die Einspannvorrichtung zum Halten eines Gewindeschneidbohrers ist in einem Zylinder exzentrisch gelagert. Dieser Zylinder wird von einem Stellmotor rotiert und schafft eine exzentrische radiale Verschiebung der Spindel. Ein weiterer Stellmotor bewegt die gesamte Einheit auf einer Kreisbahn, wobei eine Vorschubvorrichtung für eine axiale Verschiebung während des Gewindefräsens sorgt, wodurch insgesamt eine notwendige Spiralbewegung für das Gewindefräsen erzeugt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gewindefräskopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der preiswert und einfach aufgebaut ist und bei einer Werkzeugmaschine mit einem ortsfestem Werkstück eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Gewindefräsen der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und möglichst mit hoher Prozesssicherheit arbeitet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bezüglich des Gewindefräskopfes dadurch gelöst, dass die Verstelleinrichtung Linearführungen aufweist.

Die Linearführungen gewährleisten eine exakte Exzentrizität. Die notwendigen Verstellbeträge sind direkt auf die Verstelleinrichtung übertragbar. Komplizierte Rechenoperationen zur Ansteuerung der Verstelleinrichtung sind nicht erforderlich.

Vorzugsweise umfasst die Verstelleinrichtung eine hydraulische Vorrichtung. Ein Kerngedanke der Erfindung ist, eine hydraulische Vorrichtung zur exzentrischen radialen Verstellung einzusetzen und somit die Prozesssicherheit zu erhöhen.

Bevorzugt umfasst die hydraulische Vorrichtung, insbesondere zwei, Plungerzylinder als fluidische Linearantriebe, die von einer hydraulischen Steuerung betätigt werden. Die Plungerzylinder sind gegenüberliegend angeordnet und verschieben die auf zwei Linearführungen gelagerte Arbeitsspindel in einer X-Y-Achsenebene vor. Diese X-Y-Achsenebene steht senkrecht auf der Rotationsachse der Antriebswelle, also der Z-Achse. Mindestens ein Plungerzylinder weist eine Stellschraube mit einer Skalenscheibe auf. Damit kann der Weg des Plungerzylinders und damit die Exzentrizität der Arbeitsspindel auf den entsprechenden Radius des zu fräsenden Gewindes eingestellt werden. Zweckmäßigerweise beaufschlagen die Plungerzylinder ein in dem Fräskopfgehäuse gelagertes Innengehäuse, in dem eine mit dem Werkzeugspannfutter verbundene Arbeitsspindel gelagert ist.

Um bei dem Gewindefräsen eine exakte Gewindesteigung zu erzielen, ist es erforderlich, dass die entlang der Z-Achse verlaufende Längsbewegung in einem genauen und gleich bleibenden Verhältnis zur Umdrehung der Arbeitsspindel erfolgt. Zweckmäßigerweise ist das Fräskopfgehäuse mit einer eine Antriebswelle lagernden Hohlwelle drehfest verbunden, die über einen Rollengewindetrieb unter Zwischenanordnung eines Wechselradgetriebes mit einem Vorschubmotor gekoppelt ist. Über das Wechselradgetriebe kann der Vorschub in Richtung der Z-Achse und damit die Steigung des Gewindes eingestellt werden.

Zur Übertragung der Drehbewegung zueinander fluchtenden als auch versetzten Achsen ist die Antriebswelle mit der Arbeitsspindel kardanisch verbunden. Aufgrund der Verbindung mittels Kardangelenken sind die Antriebswelle und ein zugeordneter Hauptantriebsmotor ortsfest angeordnet, weshalb die bewegten Massen verhältnismäßig gering sind und gegebenenfalls auch große Drehmomente auf die Arbeitsspindel übertragen werden können. Zweckmäßigerweise ist die Antriebswelle über einen Zahnriementrieb mit einem Hauptantriebsmotor gekoppelt.

In Ausgestaltung ist das Werkzeugspannfutter durch einen Einsatz eines Mehrspindelbohr- und Fräskopfes ersetzt. Der Mehrspindelbohr- und Fräskopf kann unterschiedliche Größen aufweisen und mit einer unterschiedlichen Anzahl von Werkzeugen bestückt werden und dient beispielsweise zur Bearbeitung von Radlagergehäusen von Kraftfahrzeugen. Es können demnach mehrere Bohrungen mit Gewinde gleichzeitig gefertigt werden. Im Weiteren können verschiedene Werkzeuge für unterschiedliche Gewindegrößen im Mehrspindelkopf eingesetzt sein. Somit kann ein Werkstück mit unterschiedlichen Gewinden oder verschiedene Werkstücke hintereinander gefertigt werden, ohne einen Werkzeugwechsel durchführen zu müssen. Aufwändige Rüstzeiten und Werkzeugwechselzeiten fallen damit weg. Dies hat im Weiteren den Vorteil, dass die Bearbeitungszeit eines Werkstückes verhältnismäßig kurz und die Herstellungsqualität verbessert ist, da für jede bestimmte Gewindegröße ein bestimmtes Werkzeug verwendet werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung zum Gewindefräsen dadurch gelöst, dass der Spindelantrieb ortsfest angeordnet ist und eine Kardan-Gelenkwelle vorgesehen ist, um den Antrieb auf die Arbeitsspindel zu übertragen.

Dies ist insofern vorteilhaft, als die bewegten Massen gering sind und gegebenenfalls auch große Drehmomente auf die Arbeitsspindel zu übertragen.

Selbstverständlich kann auch der Hauptantriebsmotor der Werkzeugspindel an der Verstelleinrichtung direkt am Fräskopf befestigt sein, wodurch eine Kardan-Gelenkwelle nicht erforderlich ist. Dies gilt unter der Prämisse, dass die geforderten Drehmomente erzeugt werden können und der Hauptantriebsmotor mittels einer Steuerelektronik entsprechend angesteuert werden kann.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die zugehörigen schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 Schnittansichten der Bearbeitungsfolgen beim Bohrgewindefräsen mittels des erfindungsgemäßen Gewindefräskopfs,

1a weitere Schnittansichten der Bearbeitungsfolgen beim Bohrgewindefräsen mittels des erfindungsgemäßen Gewindefräskopfs,

2 eine Seitenansicht einer Bohr- und Gewindefräseinheit zum Bohrgewindefräsen mit dem Gewindefräskopf,

3 eine Vorderansicht der Bohr- und Gewindefräseinheit nach 2,

4 eine Schnittansicht der Bohr- und Gewindefräseinheit nach 2,

5 eine Rückansicht der Bohr- und Gewindefräseinheit nach 2,

5a einen Schnitt durch die Darstellung nach 5 gemäß der Linie Va-Va

6 eine Schnittansicht eines Gewindefräskopfs nach der Erfindung gemäß einer zweiten Ausführungsform und

7 eine Vorderansicht der Darstellung nach 6.

Nach 1 und 1a wird zuerst ein Werkzeug 22, das sowohl zum Bohren als auch zum Gewindefräsen geeignet ist, bis zum Werkstück 4 im Schnellvorschubgang angefahren, dann wird im zweiten Schritt ein Kernloch mit normaler Vorschubgeschwindigkeit gebohrt und gesenkt, im dritten Schritt wird das Werkzeug um ein Maß „g" zurückgezogen, im vierten Schritt folgt eine radiale Zustellung um das Maß „e" auf den Gewindedurchmesser (Anfahrschleife), im fünften Schritt erfolgt ein Vorwärtsschub zurück um die Gewindesteigung bei gleichzeitiger Rotation des Werkzeugs um die Mittelachse des Bohrlochs, im sechsten Schritt erfolgt ein radiales Zurückführen des Werkzeugs auf das Bohrzentrum (Ausfahrschleife) und im siebten Schritt erfolgt ein Rückzug aus der fertigen Gewindebohrung. Dieses Verfahren des Gewindefräsens besitzt gegenüber dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Gewinden zahlreiche Vorteile: Es erlaubt zum einen den universellen Einsatz in fast allen lang- oder kurzspanenden Werkstoffen, wie beispielsweise Stahl, rostfreie Werkstoffe, kurzspanende Gusslegierungen (GG und GGG), Aluminium und AlSi-Legierungen, Titan- und Nickellegierungen und gehärtete Werkstoffe. Auf diese Weise lassen sich sowohl links- als auch rechtslaufende Gewinde sowie auch Außen- und Innengewinde fertigen. Ein weiterer Vorteil ist bei einer ersten Ausführungsform eines für dieses Verfahren geeigneten Universalwerkzeugs mit lediglich einer Fräsrille, dass verschiedene Gewindegrößen bei gleicher Steigung mit nur einem Werkzeug gefertigt werden können. Hier fallen unnötige Werkzeugwechsel weg.

Grundsätzlich bedeutet der Einsatz des Gewindefräsens für den Anwender reduzierte Werkzeugkosten durch weitgehend universellen Werkzeugeinsatz. Beim Gewindefräsen werden maßgenaue und lehrenhaltige Gewinde bis annähernd zum Bohrungsgrund erzeugt. Bis auf den Bereich der Einfahrschleife von 1/4-Gang (90°) oder 1/2-Gang (180°) besitzen gefräste Gewinde keinen Anschnittbereich. Ein entscheidender Vorteil des Gewindefräsens ist die hohe Prozesssicherheit. Da es sich um einen Fräsprozess handelt, entstehen immer kurze Späne. Ein Spanknäul oder Spanstau ist auch bei Problemwerkstoffen ausgeschlossen. Sollte dennoch einmal ein Gewindefräser brechen, so entsteht kein Ausschuss, da der Gewindefräser im Durchmesser kleiner als die Kernlochbohrung ist, die Bruchstücke sich somit einfach entfernen lassen und dasselbe Gewinde mit einem neuen Werkzeug fertiggefräst werden kann. Beim Gewindefräsen hat der Anwender die Möglichkeit, auch große Gewinde mit einer vergleichsweise kleinen Bohr- und Gewindefräseinheit zu fertigen. Das Gewinde wird vom Werkzeug also in einer 360°-spiralförmigen Bewegung in einem einzigen Arbeitsgang gefräst.

Bei der Herstellung eines verhältnismäßg großen Gewindes, kann gemäß 1a die erforderliche Kernlochbohrung bereits im Werkstück 22 vorgegossen oder vorgebohrt sein

Die Bohr- und Gewindefräseinheit nach 2 umfasst eine Schlitteneinheit 1 mit einer Fräseinheit 2 und einem Gewindefräskopf 3. Die Bohr- und Gewindefräseinheit steht auf einem in der 3 in der Vorderansicht zu sehenden Schlittenunterteil 6, das ein Schlittenoberteil 7 mit zwei Rollenumlaufeinheiten 8 auf Linearführungsschienen führt. Ein Rollengewindetrieb 9 in Z-Richtung sorgt für den Vorschub, der von einem Vorschubmotor 32 angetrieben wird. Der Gewindefräskopf 3 weist ein Fräskopfgehäuse 15 auf, das in seinem Inneren ein Innengehäuse 16 auf Linearführungen im Form von vier Schlittenlängsführungen 23 führt. Die Schlittenlängsführungen 23, die mit dem Fräskopfgehäuse 15 beim Gewindefräsen rotieren, sind in der 2 in einer Position dargestellt, in der sie eine Verschiebung in der X-Achse ermöglichen. Die radial exzentrische Verstellung erfolgt aufgrund einer Verschiebung des Innengehäuses 16 auf diesen Schlittenlängsführungen 23. Ein Werkzeugspannfutter 21 mit dem eingespannten Werkzeug 22 zum Bohren und Gewindefräsen wird mittels eines Hauptantriebsmotors 33 angetrieben.

Das Fräskopfgehäuse 15 ist gemäß 3 rechteckig ausgestaltet und weist die Schlittenlängsführungen 23 auf. In dem Fräskopfgehäuse 15 befindet sich das Innengehäuse 16. Dieses Innengehäuse 16 wird von einer hydraulischen Verstelleinrichtung, die ein fluidischer Linearantrieb ist, von zwei gegenüberliegenden hydraulischen Plungerzylindern 17, 18 bzw. Hydraulikzylindern eingespannt, die die radiale Verstellung mittels einer in der 4 dargestellten hydraulischen Steuereinheit 34 ausführen. An dem Plungerzylinder 17 ist eine Verstellschraube 19 mit einer Skalenscheibe 20 angeordnet, durch die sich der Verstellweg des Plungerzylinders 17 einstellen lässt.

In 4 ist im Querschnitt der Gewindefräskopf 3 mit der Verstelleinrichtung und der Fräseinheit 2 verdeutlicht. Die Fräseinheit 2 umfasst ein Gehäuse 10, in dem eine Hohlwelle 11 gelagert ist. Die Hohlwelle 11 dient zur Rotation des Fräskopfgehäuses 15 bei der Ausführung der spiralförmigen Kreisbewegung beim Gewindefräsen. Zum Antrieb des Werkzeugs 22 befindet sich innerhalb der Hohlwelle 11 eine kugelgelagerte Antriebswelle 12, die von dem Hauptantriebsmotor 33 über einen Zahnriementrieb 38 angetrieben wird. Da sich eine Arbeitsspindel 14 im Innengehäuse 16 radial mittels der Verstelleinrichtung verstellen lässt, verbindet eine Kardan-Gelenkwelle 13 die Antriebswelle 12 mit der Arbeitsspindel 14. Die Hohlwelle 11 wird über ein Wechselradgetriebe, bestehend aus Stirnrädern 24, 25, 27, 28, 29a, 29b und einem Wechselrad 27 von einem Vorschubmotor 32 angetrieben. Um eine exakte Gewindesteigung zu erzielen, ist es erforderlich, das Wechselrad 27 in Abhängigkeit von der gewünschten Gewindesteigung auszutauschen. Zur Ansteuerung der hydraulischen Plungerzylinder 17, 18 dient die hydraulische Steuereinheit 34 mit Proportionalwegeventilen 35 sowie hydro-elektrischen Druckschaltern 36, 37 an der Fräseinheit 2.

Da die Exzentrizität aufgrund diskreter radialer Werte erfolgt, wird keine aufwändige Rechnerleistung benötigt, um die Exzentrizität zu berechnen. Vielmehr kann diese aufgrund der Verstellschraube 19 und der Skalenscheibe 20 genau eingestellt werden. Es ist somit eine hydraulisch-mechanische Steuerung einer kreisförmigen Bewegung möglich und zwar im Gegensatz zu einer 3D-Werkzeugmaschine, die einen Werkstücktisch in X- und Y-Richtung in nur einer annähernden Kreisbahn, d.h. einem Vieleck, fahren kann und im Wesentlichen von der Auflösung bzw. Genauigkeit des X-Y-Werkstücktisches abhängig ist. Je höher die Auflösungsgenauigkeit des X-Y-Werkstücktisches ist, desto teuerer und aufwändiger ist ein solcher Werkstücktisch. Vorteil der Bohr- und Gewindefräseinheit ist, dass sie als separate Maschine in Transferstraßen, in Rundtakt- oder Sondermaschinen sowie an Vertikaldrehmaschinen und Drehautomaten zum Bohren und Fräsen von Gewindelöchern auf einem Teilkreisdurchmesser eingesetzt werden kann. Bei solchen Anwendungen kommen in der Regel teure X-Y-Werkstücktische nicht zum Einsatz. Aufgrund des kostengünstigen fluidischen Linearantriebs und der kostengünstigen wie einfachen Rotationsvorrichtung ergeben sich niedrigere Investitionskosten. Die Fertigung von Serienteilen mit Innengewinden ist wirtschaftlich.

Bei der alternativen Ausführungsform mit mehreren Arbeitsspindeln 52 ist gemäß den 6 und 7 statt der in der 4 gezeigten Lagerplatte 40 am Gehäuse 10 eine Lagerplatte 41 mit einem Mehrspindelbohr- und Fräskopf 47 zum gleichzeitigen Bohren und Fräsen mehrerer Gewindelöcher angebaut. Auf der Lagerplatte 41 sind vier Distanzsäulen 42 aufgebaut, an denen eine Grundplatte 43 mit Längsführungen 44 für die X-Richtung und Längsführungen 45 für die Y-Richtung befestigt sind. An den Längsführungen 44, 45 ist eine Aufnahmeplatte 46 zur Aufnahme des Mehrspindelbohr- und Fräskopfes 47 festgelegt. Die Aufnahmeplatte 46 wird beim Gewindefräsen über einen in der Arbeitsspindel 14 sitzenden, auf der Aufnahmeplatte 46 kugelgelagerten Mitnehmer 49 über ein Lager 50 und einen Lagerflansch 51 in den X- und Y-Richtungen in einem Kreis bewegt. Aufgrund der Exzentrizität mit dem Maß „e", die die hydraulische Verstelleinrichtung ausführt, beschreibt das Innengehäuse 16, das mit dem Mehrspindelbohr- und Fräskopf 47 über einen Mitnehmer 49, ein Kugellager 50 und einen Lagerflansch 51 verbunden ist, einen Kreis mit dem Radius „e". Die Arbeitsspindeln 52 des Mehrspindelbohr- und Fräskopfes 47 werden über ein auf dem Mitnehmer 49 sitzendes Stirnrad 54 und die auf den Arbeitsspindeln 52 sitzenden Stirnräder 55 angetrieben. Es können neben den Sondermehrspindelköpfen auch handelsübliche Mehrspindelköpfe verwendet werden.


Anspruch[de]
  1. Gewindefräskopf mit einem Fräskopfgehäuse (15), einer Rotationsvorrichtung (11, 25) zur Rotation des Fräskopfgehäuses (15) um eine Z-Achse, einer Verstelleinrichtung (17, 18, 19, 20) im Fräskopfgehäuse (15) zur von der Z-Achse radial beabstandeten, exzentrischen Verstellung eines angetriebenen Werkzeugspannfutters (21), dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung Linearführungen (23) aufweist.
  2. Gewindefräskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung eine hydraulische Vorrichtung umfasst.
  3. Gewindefräskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Vorrichtung, insbesondere zwei, Plungerzylinder (17, 18) als fluidische Linearantriebe umfasst, die von einer hydraulischen Steuerung (34) betätigt werden.
  4. Gewindefräskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Plungerzylinder (17) eine Stellschraube (19) mit Skalenscheibe (20) aufweist.
  5. Gewindefräskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Plungerzylinder (17, 16) ein in dem Fräskopfgehäuse (15) gelagertes Innengehäuse (16) beaufschlagen, in dem eine mit dem Werkzeugspannfutter (21) verbundene Arbeitsspindel (14) gelagert ist.
  6. Gewindefräskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fräskopfgehäuse (15) mit einer eine Antriebswelle (12) lagernden Hohlwelle (11) drehfest verbunden ist, die über einen Rollengewindetrieb (9) unter Zwischenanordnung eines Wechselradgetriebes mit einem Vorschubmotor (32) gekoppelt ist.
  7. Gewindefräskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (12) mit der Arbeitsspindel (14) kardanisch verbunden ist.
  8. Gewindefräskopf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (12) über einen Zahnriementrieb mit einem Hauptantriebsmotor (33) gekoppelt ist.
  9. Gewindefräskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugspannfutter (21) durch einen Einsatz eines Mehrspindelbohr- und Fräskopfes (47) ersetzt ist.
  10. Vorrichtung zum Gewindefräsen mit einem Gewindefräskopf (3), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Spindelantrieb (33, 12), einer Rotationsvorrichtung (11, 24, 25) für den Gewindefräskopf (3), einem gesteuerten und zum Rotationsantrieb synchronisierten Vorschubantrieb (9) zur Bearbeitung eines ortsfesten Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelantrieb (12) ortsfest angeordnet ist und eine Kardan-Gelenkwelle (13) vorgesehen ist, um den Antrieb auf eine Arbeitsspindel (14) zu übertragen.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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