DE202013001880U1 - Thread forming tool - Google Patents
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Abstract
Gewindeformwerkzeug mit einem Gewindeteil auf der Basis einer schraubenförmigen Wirkfläche (1) und einem anschließenden Einspannschaft (2), wobei die schraubenförmige Wirkfläche (1) durch Drückstollen (5) gebildet ist und sich das Gewindeteil von einem Anschnitt oder Anlauf (6) in Richtung Einspannschaft (2) erstreckt, sowie weiterhin mit mindestens einem, zwischen den Drückstollen (5) verlaufenden, von Anschnitt oder Anlauf (6) sich zum Einspannschaft (2) hin erstreckenden, axial orientierten, nutfömigen Kühlkanal (7), dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt, insbesondere die Breite des mindestens einen Kühlkanals (7) vom Anschnitt (6) in Richtung Einspannschaft (2) vergrößert.A thread forming tool having a threaded portion on the basis of a helical active surface (1) and a subsequent clamping shank (2), wherein the helical active surface (1) by pressing lugs (5) is formed and the threaded portion of a gate or run-up (6) toward clamping shank (2), and furthermore with at least one, axially extending, nutfömigen cooling channel (7) extending between the pressing lugs (5) extending from the gate or start (6) to the clamping shaft (2), characterized in that the Cross-section, in particular the width of the at least one cooling channel (7) from the gate (6) in the direction of clamping shank (2) increases.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gewindeformwerkzeug mit einem Gewindeteil auf Basis einer schraubenförmigen Wirkfläche und einem anschließenden Einspannschaft, wobei die schraubenförmige Wirkfläche durch Drückstollen gebildet ist und sich das Gewindeteil von einem Anschnitt oder Anlauf in Richtung Einspannschaft erstreckt, sowie weiterhin mit mindestens einem, zwischen den Drückstollen verlaufenden, vom Anschnitt oder Anlauf sich zum Einspannschaft hin erstreckenden, axial orientierten, nutfömigen Kühlkanal gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a thread forming tool having a threaded portion based on a helical active surface and a subsequent clamping shank, wherein the helical active surface is formed by press studs and the threaded portion extends from a gate or run towards clamping shaft, and further with at least one, extending between the press studs , axially oriented, nutfömigen cooling channel according to the preamble of
Aus der
Bei dem Gewindeformwerkzeug mit Einspannschaft und einem im Querschnitt im Wesentlichen polygonal geformten Gewindeteil mit schraubenförmiger Wirkfläche nach
Grundsätzlich findet bei Gewindeformwerkzeugen als Werkzeugen für die spanlose Herstellung von Innengewinden eine Kaltverformung des Werkstoffs statt, ohne den Faserverlauf des Werkstoffs und seine kristallinische Struktur zu unterbrechen.In principle, cold forming of the material takes place in the case of thread forming tools as tools for the non-cutting production of internal threads, without interrupting the fiber course of the material and its crystalline structure.
Das Gewindeformen ist hier als ein Eindrücken eines Gewindes in ein Werkstück durch ein Werkzeug mit einer schraubenförmigen Wirkfläche zu verstehen.The thread forming is to be understood here as a depression of a thread in a workpiece by a tool with a helical active surface.
Der schraubenförmige, z. B. mit einem Polygon versehene Gewindeteil des Werkzeugs wird mit einem gleichmäßigen, der Steigung des Gewindes entsprechenden Vorschub in ein entsprechend vorgebohrtes Werkstück eingedreht. Hierbei drückt sich das Gewindeprofil über den Anlauf oder Anschnitt des Gewindeteils in den Werkstoff. Die Spannung in der Stauchzone überschreitet die Stauchgrenze und es findet die gewünschte plastische Verformung des Werkstoffs statt. Konkret weicht das Werkstoffmaterial aus und fließt entlang des Gewindeprofils in den freien Werkzeugzahngrund, so dass der Kerndurchmesser des Gewindes gebildet ist.The helical, z. B. provided with a polygon threaded portion of the tool is screwed with a uniform, the pitch of the thread corresponding feed into a corresponding pre-drilled workpiece. Here, the thread profile presses over the start or gate of the threaded part in the material. The stress in the compression zone exceeds the compression limit and the desired plastic deformation of the material takes place. Specifically, the material material deviates and flows along the thread profile in the free Werkzeugzahngrund so that the core diameter of the thread is formed.
Von ganz wesentlicher Bedeutung bei derartigen Gewindeformverfahren ist die notwendige Schmierung. Mit Hilfe der Schmierung soll ausgeschlossen werden, dass sich Werkstoff oder sonstige Rückstände auf den Gewindeplattenflanken ansetzen und hierdurch bedingt es zu einem unnötigen Ansteigen des Drehmoments kommt.Of crucial importance in such thread forming process is the necessary lubrication. With the help of lubrication is to be ruled out that attach themselves to material or other residues on the threaded plate edges and as a result, it comes to an unnecessary increase in torque.
Besondere Schwierigkeiten bezüglich der Zu- und Abführung des Kühlmittels entstehen bei der Ausbildung von Innengewinden in Sacklochbohrungen, d. h. die notwendige Menge von Kühl- oder Schmiermittel muss vom plastischen Verformungsbereich über das Werkzeug und am Werkstück vorbei zurückgeführt werden, jedoch dabei genügend Kontakt zum Werkzeug bzw. Werkstück besitzen, um die gewünschte Wirkung als Wärmesenke zu erreichen.Particular difficulties with respect to the supply and discharge of the coolant arise in the formation of internal threads in blind holes, d. H. the necessary amount of coolant or lubricant must be returned from the plastic deformation area over the tool and the workpiece, but have enough contact with the tool or workpiece to achieve the desired effect as a heat sink.
Weiterhin besteht grundsätzlich das Bestreben, die einzusetzende Kühlmittelmenge zu reduzieren. Diesbezüglich wird zum Kühlen auf eine Minimalschmierung zurückgegriffen, wobei als Schmiermittel eine Mischung aus Luft und dem eigentlichen Kühlmittel, z. B. Öl eingesetzt wird.Furthermore, there is always a desire to reduce the amount of coolant to be used. In this regard, recourse is taken to a minimum lubrication for cooling, wherein as a lubricant, a mixture of air and the actual coolant, for. B. oil is used.
Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Gewindeformwerkzeug mit einem Gewindeteil auf der Basis einer schraubenförmigen Wirkfläche anzugeben, welches bezüglich der zu erreichenden Schmier- und Kühleigenschaften optimiert ist und das insbesondere für den Einsatz bei Gewindeformprozessen mit Mimimalmengenschmierung Öl/Emulsion geeignet ist.From the foregoing, it is an object of the invention to provide a further developed thread forming tool with a threaded portion based on a helical active surface, which is optimized with respect to the lubrication and cooling properties to be achieved and which is particularly suitable for use in thread forming processes with Mimimalmengenschmierung oil / emulsion.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein Gewindeformwerkzeug gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.The object of the invention is achieved by a thread forming tool according to the combination of features according to
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die folgende Erläuterung der speziellen Ausbildung der Kühlkanäle nicht nur bei Gewindeformwerkzeugen auf der Basis einer spanlosen Bearbeitung, sondern auch bei klassischen Gewindeschneidwerkzeugen mit spanender Bearbeitung, also üblichen Gewindeschneidern bzw. Gewindebohrern Anwendung finden kann.It should be noted at this point that the following explanation of the special design of the cooling channels can be found not only in thread forming tools based on a non-cutting machining, but also in classic thread cutting tools with machining, so usual taps or taps application.
Es wird demnach von einem Gewindeformwerkzeug mit einem Gewindeteil auf der Basis einer schraubenförmigen Wirkfläche und einem anschließenden Einspannschaft ausgegangen, wobei die schraubenförmige Wirkfläche durch Drückstollen gebildet ist. Das Gewindeteil erstreckt sich von einem sogenannten Anschnitt oder einem Anlauf in Richtung des Einspannschafts über einen je nach Anwendungsfall definierten Längenbereich. Weiterhin ist mindestens ein, zwischen den Drückstollen verlaufender, von Anschnitt oder Anlauf sich zum Einspannschaft hin erstreckender, axial orientierter, nutförmiger Kühlkanal zur Aufnahme und Führung eines Kühlmittels vorhanden.It is therefore assumed that a thread forming tool with a threaded portion on the basis of a helical active surface and a subsequent clamping shank, wherein the helical active surface is formed by pressing lugs. The threaded portion extends from a so-called gate or a start in the direction of the clamping shaft over a defined length range depending on the application. Furthermore, at least one, extending between the pressing lugs, of the gate or run-up to the clamping shank extending axially oriented, groove-shaped cooling channel for receiving and guiding a coolant is present.
Der erfindungsgemäßen Grundidee folgend, vergrößert sich die Querschnittsfläche, insbesondere die Breite des mindestens einen Kühlkanals vom Anschnitt in Richtung des Einspannschafts.Following the basic idea according to the invention, the cross-sectional area, in particular the width of the at least one cooling channel, increases from the gate in the direction of the clamping shaft.
Es findet also quasi eine Aufweitung des Kühlkanals von der Werkzeugspitze in Richtung Ende des Gewindeteils statt.So there is virtually a widening of the cooling channel of the tool tip in the direction of the end of the threaded part.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass eine derartige Ausbildung des Kühlkanals zu einer optimierten Führung des Kühlmittels mit maximalem Schmier-Kühleffekt führt, so dass die einzusetzende Kühlmenge, insbesondere die Menge eines flüssigen Kühlmittels, reduzierbar ist.It has surprisingly been found that such a design of the cooling channel leads to an optimized guidance of the coolant with maximum lubricating cooling effect, so that the amount of cooling to be used, in particular the amount of a liquid coolant, can be reduced.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Vergrößerung der Querschnittsfläche, insbesondere die Breitenvergrößerung kontinuierlich und es geht das zum Einspannschaft weisende Ende des mindestens einen Kühlkanals in einen konisch aufgefächerten Bereich über.In a preferred embodiment of the invention, the enlargement of the cross-sectional area, in particular the width enlargement, is continuous and the end of the at least one cooling channel facing the clamping stem merges into a conically fanned-out area.
Im Abschnitt des konisch aufgefächerten Bereichs kann bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kühlkanaltiefe abnehmend ausgeführt sein und nicht über die Gesamtlänge des Anschnitts verlaufen.In the section of the conically fanned out area, in a further embodiment of the invention the cooling channel depth can be designed to be decreasing and not extend over the total length of the gate.
Bei einer Variante der Erfindung erstreckt sich der mindestens eine Kühlkanal in Axialrichtung über das Gewindeteil bis hinein in einen Übergangsbereich hin zum Einspannschaft. Dieser Übergangsbereich kann bezogen auf den Einspannschaft durchmesserreduziert, d. h. entsprechend im Durchmesser abgesetzt ausgeführt werden.In a variant of the invention, the at least one cooling channel extends in the axial direction over the threaded part into a transition region towards the clamping shaft. This transition region may be reduced in diameter with respect to the clamping shaft, d. H. be executed in accordance with the diameter offset.
Zum Zuführen des Kühlmittels ist weiterhin vorgeschlagen, in den mindestens einen Kühlkanal mindestens eine Radialbohrung einmünden zu lassen, welche in eine zentrische Durchgangsbohrung übergeht, die bis zum Schaftende hin reicht, um diesbezüglich den Kühlmittelzufluss zu gewährleisten.For supplying the coolant is further proposed to open at least one radial bore in the at least one cooling channel, which merges into a central through hole, which extends to the shaft end, in order to ensure in this regard the coolant flow.
Der mindestens eine erfindungsgemäße Kühlkanal kann bei einer Ausführungsform der Erfindung an der mindestens einen Radialbohrung beginnen, sich aber auch in Richtung Radialbohrung zur Spitze des Werkzeugs und von der Radialbohrung in Richtung Schaftende mit Blick auf die erläuterte Breitenvergrößerung erstrecken oder an der Radialbohrung beginnen und sich in Richtung Schaft vergrößern.In one embodiment of the invention, the at least one cooling channel according to the invention can begin at the at least one radial bore, but also extend in the direction of the radial bore to the tip of the tool and from the radial bore in the direction of the shaft end with regard to the illustrated enlargement or start at the radial bore and engage in Increase the direction of the shaft.
Bei einer Realisierung der Erfindung sind n-Drückstollen ausgebildet, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Drückstollen ein Kühlkanal verläuft.In one implementation of the invention, n-press studs are formed, wherein in each case a cooling channel extends between two adjacent press studs.
Hierbei liegt die Zahl n im Bereich zwischen 2 und 10, bevorzugt zwischen 3 und 5.Here, the number n is in the range between 2 and 10, preferably between 3 and 5.
Die mindestens eine Kühlmittel-Radialbohrung kann einen Verlauf aufweisen, der von der Senkrechten bezüglich der Längsachse des Werkzeugs abweicht, und hier insbesondere einen Schrägungswinkel besitzen, der zur Werkzeugspitze, d. h. zum Anlauf oder Anschnitt orientiert ist.The at least one coolant radial bore may have a course that deviates from the vertical with respect to the longitudinal axis of the tool, and here in particular have a helix angle, which is the tool tip, d. H. oriented to start or bleed.
Erfindungsgemäß ist darüber hinaus die Verwendung des vorgestellten Gewindeformwerkzeugs für einen Gewindeformprozess mit Minimalmengenschmierung auf der Basis eines Luft-/Schmiermittelgemisches.According to the invention, moreover, the use of the presented threading tool for a thread forming process with minimum quantity lubrication based on an air / lubricant mixture.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment and with the aid of figures.
Hierbei zeigen:Hereby show:
Bei der Darstellung gemäß
Das Gewindeformwerkzeug weist demnach eine schraubenförmige Wirkfläche
Der Aufbau des Gewindeformwerkzeugs ist im Wesentlichen stabförmig und besitzt zwischen seiner Spitze im Bereich A und seinem Einspannende im Bereich B eine Durchmesserstufung
In der Frontansicht gemäß
Das Gewindeteil
Zwischen den Drückstollen
Die Kühlkanäle
Das Gewindeteil ist im Außendurchmesser profiliert und der Anschnitt besitzt den in der Figur dargestellten beispielhaften Anschnittwinkel.The threaded part is profiled in the outer diameter and the gate has the exemplary bleed angle shown in the figure.
Die Oberflächenvergrößerung der Nuten
Im Abschnitt des konisch aufgefächerten Bereichs
Wie aus den Darstellungen nachvollziehbar ist, erstreckt sich die Ausbildung der Kühlkanäle
Wie aus der
Die Radialbohrung
Die Anzahl der Kühlkanäle
Die Oberfläche des Gewindeformwerkzeugs, mindestens im Bereich des Gewindeteils, ist gehärtet und gegebenenfalls beschichtet.The surface of the thread forming tool, at least in the region of the threaded part, is hardened and optionally coated.
Die Ausbildung der Kühlkanäle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10238775 B4 [0002] DE 10238775 B4 [0002]
- DE 10318199 A1 [0003] DE 10318199 A1 [0003]
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9962784B2 (en) | 2013-01-24 | 2018-05-08 | BASS GmbH & Co. KG Technick für Gewinde | Thread forming tool |
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DE10318199A1 (en) | 2003-04-22 | 2004-11-11 | Gühring, Jörg, Dr. | Thread forming tool use for forming female screw section in workpiece, has screw-shaped effective area provided with grooves tapering relative to axial direction of threaded piece and corresponding to guide rails |
DE10238775B4 (en) | 2001-10-22 | 2007-10-18 | Osg Corp., Toyokawa | screw tap |
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- 2013-01-24 DE DE201320001880 patent/DE202013001880U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20130516 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
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R082 | Change of representative |
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