AT13021U1 - Fräswerkzeug und fräskopf - Google Patents

Abstract

Ein Fräswerkzeug für eine Werkzeugmaschine, insbesondere zur spanabhebenden Werkstückbearbeitung, mit einem rotierbaren Schaft (1) weist eine Bearbeitungsseite (3), eine mit einer Werkzeugmaschine befestigbare Spannseite (5) und eine Mittelachse (2) auf und sowie ferner einen auswechselbaren Fräskopf (4), der im Bereich der Bearbeitungsseite (3) mit Befestigungsmitteln (7) befestig- und austauschbar ist, und der eine Rotationsachse (8), mindestens eine Bearbeitungsfläche (9) und rückwärtig Mittel zur Fräskopfbefestigung (6) aufweist. Der Schaft (1) verfügt im Bereich der Bearbeitungsseite (3) über Zentriermittel (22) zur Zentrierung der Rotationsachse (8) des Fräskopfes (4) relativ zur Mittelachse (2) des Schaftes (1). Im Bereich der Bearbeitungsseite (3) des Schaftes (1) ist ein mit zumindest einer Mitnahmefläche (10) der Fräskopfbefestigung (6) in Kontakt stehender Mitnehmer (11) angeordnet, der in einer Mitnehmeraufnahme (12) des Schaftes (1) anordbar ist, und durch den zur Werkstückbearbeitung Momente und/oder Kräfte von dem Schaft (1) auf den Fräskopf (4) übertragbar sind.

Description

österreichisches Patentamt AT 13 021 U1 2013-04-15

Beschreibung

FRÄSWERKZEUG UND FRÄSKOPF FÜR FRÄSWERKZEUG GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Fräskopf für ein Fräswerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

[0002] Demnach ist das Fräswerkzeug für eine Werkzeugmaschine, insbesondere zur spanabhebenden Werkstückbearbeitung bestimmt. Es umfasst einen rotierbaren Schaft, der eine Bearbeitungsseite, eine mit einer Werkzeugmaschine befestigbare Spannseite und eine Mittelachse. Die Spannseite des Schaftes wird in einer Werkzeugmaschine eingespannt. Das Werkzeug rotiert um seine Mittelachse. Es umfasst ferner einen auswechselbaren Fräskopf, der im Bereich der Bearbeitungsseite mit Befestigungsmitteln befestig- und austauschbar ist, und der eine Rotationsachse, mindestens eine Bearbeitungsfläche und rückwärtig Mittel zur Fräskopfbefestigung aufweist. Die Bearbeitungsfläche kann zumindest eine Struktur aufweisen. Insbesondere kann die Bearbeitungsfläche Schneidflächen und/oder -kanten umfassen, mit denen die spanabhebende Bearbeitung erfolgt. Ferner verfügt der Schaft im Bereich der Bearbeitungsseite über Zentriermittel zur Zentrierung der Rotationsachse des Fräskopfes relativ zur Mittelachse des Schaftes. Durch die Befestigung und Zentrierung rotiert der Fräskopf während der Werkstückbearbeitung mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie der Schaft. Rotationsachse und Mittelachse sind zueinander fluchtend angeordnet.

TECHNISCHER HINTERGRUND

[0003] Fräswerkzeuge und Fräsköpfe der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie werden bevorzugt bei der Materialbearbeitung insbesondere metallischer Werkstücke eingesetzt. Da die Bearbeitungsflächen während der Metallbearbeitung einer starken Belastung ausgesetzt sind, verschleißen die Fräswerkzeuge mitunter recht schnell. In diesem Fall bedarf es eines Werkzeugwechsels, andernfalls muss mit einer erheblich nachlassenden Bearbeitungsqualität und -geschwindigkeit gerechnet werden.

[0004] Zur Reduzierung der Werkzeugkosten bei der Fräsbearbeitung eines Werkstückes hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Werkzeug mit einem auswechselbaren Werkzeugkopf auszustatten. Somit bedarf es bei einem Werkzeugverschleiß nicht des Austausches des kompletten Werkzeugs sondern nur des durch die Bearbeitung verschlissenen Kopfes, welcher auswechselbar an einem Werkzeugschaft angeordnet ist. Jedoch sind die auswechselbaren Werkzeugköpfe und die entsprechenden Schäfte im Stand der Technik oftmals mit aufwändig konzipierten Befestigungs-, Verschluss- oder Kupplungskomponenten ausgerüstet, so dass der Einsatz auswechselbarer Werkzeugköpfe sich aufgrund der hohen Herstellungskosten erst bei großen Stückzahlen rentiert.

[0005] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, mit denen ein gattungsgemäßes Fräswerkzeug mit einem auswechselbaren Fräskopf auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt und betrieben werden kann, ohne dass dabei die Sicherheit der Anbindung und die Zentriergenauigkeit des Fräskopfes auf dem Fräswerkzeug beeinträchtigt wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0006] Die Erfindung wird durch ein Fräswerkzeug gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Fräskopf gemäß Anspruch 14 gelöst.

[0007] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die untergeordneten Ansprüche beschrieben.

[0008] Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass im Bereich der Bearbeitungsseite des Schaf- 1/17 österreichisches Patentamt AT 13 021 U1 2013-04-15 tes ein mit zumindest einer Mitnahmefläche der Fräskopfbefestigung in Kontakt stehender Mitnehmer angeordnet ist, der in einer Mitnehmeraufnahme des Schaftes anordbar ist, und durch den zur Werkstückbearbeitung Momente und/oder Kräfte von dem Schaft auf den Fräskopf übertragbar sind. Die Zentrierwirkung der Zentriermittel des Fräswerkzeugs wird durch die Wirkung des Mitnehmers nicht beeinträchtigt. Der Mitnehmer überträgt die Momente durch Formschluss zuverlässig auf den Fräskopf. Als Material für den Werkzeugschaft kommen bevorzugt Metalle in Frage, wobei auch die Verwendung von Aluminium, Stahl, Hartmetallen und/oder Schwermetallen vorgesehen sein kann. Dadurch, dass der Schaft nicht zwangsläufig aus einem harten, vergleichsweise teueren Werkstoff gebildet sein muss, wird die Herstellung des Fräswerkzeugs günstiger. Für den Fräskopf sollte bevorzugt ein Hartmetall verwendet werden. Es können insbesondere Fräsköpfe verwendet werden, deren Durchmesser zwischen 8 mm und 32 mm liegt. Wahlweise können auch Scheibenfräser verwendet werden, deren Durchmesser größer als 32 mm ist. Alternativ zu einem Fräskopf kann auch eine Abwälzfräse vorgesehen sein. Der Mitnehmer kann als einfaches und daher kostengünstiges (Metall-)Bauteil ausgeführt werden. Das erfindungsgemäße Fräswerkzeug kann als kostengünstiges Drehteil hergestellt werden. Dies betrifft sowohl den Schaft als auch den Fräskopf. Durch den Mitnehmer wird der Fräskopf drehfest an den Schaft gekoppelt, weitere Bauelemente oder eine Kupplung sind nicht erforderlich. Trotz des vergleichsweise einfachen Aufbaus des erfindungsgemäßen Werkzeugs wird weder die Stabilität der Ankopplung des Fräskopfes an den Werkzeugschaft noch die Zentrierbarkeit des Fräskopfes beeinträchtigt. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass Zentriermittel und Kupplung respektive Mitnehmer mechanisch voneinander entkoppelt sind. Der einfache Aufbau reduziert die Herstellungskosten. Auch dadurch, dass keine weiteren Bauelemente erforderlich sind, können erhebliche Kosteneinsparungen bei der Herstellung erzielt werden.

[0009] Es kann vorteilhaft sein, wenn der Mitnehmer in einer ersten Ausführungsform einen oder in einer zweiten Ausführungsform mehrere Mitnehmersteine umfasst, welche formschlüssig in der Mitnehmeraufnahme anordbar sind. Nach der Anordnung des Fräskopfes auf dem Werkzeugschaft und Befestigung des Fräskopfes mit den Befestigungsmitteln werden die Mitnehmersteine in einer geeigneten Weise eingesetzt. Dadurch entsteht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaft und dem Kopf, die insbesondere eine zumindest nahezu spielfreie Übertragung der Momente ermöglicht. Die vorzugsweise zwei Mitnehmersteine können wahlweise eingeklebt, gepresst oder geschrumpft werden. Zusätzlich kann eine Sicherung der Mitnehmersteine gegen Herausfallen, vorzugsweise mit Schrauben, vorgesehen sein. Danach bleiben die Mitnehmersteine auch bei einem Fräskopfaustausch in ihrer Position im Werkzeugschaft, in den sie auch vor der ersten Verbindung mit einem Fräskopf eingesetzt werden können. Der Mitnehmer kann auch als Gegenbefestigungsmittel für die Fräskopfbefestigung auf den Werkzeugschaft dienen und insoweit ein Befestigungsaufnahmemittel, eine Gewindebohrung, aufweisen, in welches das Fräskopfbefestigungsmittel eingreift.

[0010] Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fräswerkzeugs sieht vor, dass die Mitnehmeraufnahme aus einer den Schaft im Bereich der Bearbeitungsseite durchdringenden Ausnehmung gebildet ist, welche senkrecht oder nahezu senkrecht zur Mittelachse vorzugsweise durch die Mittelachse des Schaftes, also im Wesentlichen radial verläuft. Dabei kann die die Ausnehmung ein im Wesentlichen vieleckiges respektive poygones Profil haben. Bevorzugt können ein rechteckiges oder ein trapezartiges Profil sein. Zweckmäßigerweise verfügen der Mitnehmer bzw. die Mitnehmersteine in diesem Fall ebenfalls über ein vieleckiges respektive polygones Profil bzw. über ein rechteckiges oder trapezartiges Profil, welches dem der rechteckigen oder trapezartigen Ausnehmung entspricht. Alternativ kann die Mitnehmeraufnahme aus einer im Bereich der Befestigungsseite im Werkzeugschaft axial angeordneten Ausnehmung bestehen, welche den Mitnehmer drehfest aufnimmt. Hierzu wird der Mitnehmer axial eingebracht.

[0011] Zur Übertragung der Momente kann in der Fräskopfbefestigung mindestens eine Mitnahmenut angeordnet sein, welche zumindest eine Mitnahmefläche umfasst, an die der Mitnehmer angrenzt, wobei das Querschnittsprofil der Mitnahmenut zumindest Abschnittsweise 2/17 österreichisches Patentamt AT 13 021 U1 2013-04-15 insbesondere dem Querschnitt des Mitnehmers entspricht. Die Mitnahmenut kann bei der Herstellung des Fräskopfes auf sehr einfache und kostengünstige Weise in den Fräskopf eingearbeitet werden, wodurch hohe Herstellungskosten vermieden werden können. Die Mitnahmeflächen können auch Teil einer Stirnverzahnung, wie einer parallelen 60° Stirnverzahnung, sein.

[0012] Im Hinblick auf eine Vereinfachung und Präzisierung der Zentrierung des Fräskopfes auf dem Schaft kann es vorteilhaft sein, wenn die Fräskopfbefestigung einen in einer Fräskopfaufnahme des Schaftes anordbaren, zur Mittelachse fluchtend angeordneten Befestigungszapfen aufweist, welcher in das Zentriermittel des Schaftes einführbar ist. Die vorbeschriebene Mitnahmenut zur drehfesten Ankupplung des Fräskopfes an den Schaft kann in diesem Fall in dem Zapfen, insbesondere in der Stirnseite des Zapfens angeordnet sein.

[0013] Der Befestigungszapfen kann dabei zylindrisch oder nahezu zylindrisch gebildet sein. Das Zentriermittel sollte in diesem Fall aus einer zur Mittelachse fluchtend angeordneten zylindrischen oder nahezu zylindrischen Bohrung gebildet sein, wobei der Durchmesser der Bohrung und der des Befestigungszapfens passgenau aufeinander abgestimmt sind. Nahezu zylindrisch kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass sowohl Zapfen als auch Bohrung einen geringfügig konischen Verlauf haben. Der halbe Öffnungswinkel des Konus kann dabei weniger als 1 °, insbesondere weniger als 0,1 °, betragen. Dadurch wird die Lösbarkeit des Fräskopfes auf dem Schaft begünstigt, ohne dass dabei die Stabilität der Verbindung und die Zentrierbarkeit beeinträchtigt werden.

[0014] Alternativ zu der zylindrischen Bohrung kann vorgesehen sein, dass dass der Befestigungszapfen einen Konus aufweist und dass das Zentriermittel aus einer konischen, zur Mittelachse fluchtend angeordneten Bohrung gebildet ist, wobei der Konus des Zapfens und der der Bohrung passgenau aufeinander abgestimmt sind. Der halbe Öffnungswinkel des Konus kann in einem Bereich von 0,010 bis 20° liegen. Bevorzug liegt der halbe Öffnungswinkel des Konus zwischen 0,05° und 10°.

[0015] Als Befestigungsmittel zur Befestigung des Fräskopfes auf dem Fräswerkzeug kann eine Spannschraube vorgesehen sein. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn im Bereich der Fräskopfbefes-tigung eine zur Mittelachse fluchtend angeordnete Gewindebohrung und ein in dem Fräskopf zur Rotationsachse fluchtend angeordnetes Befestigungsloch angeordnet sind. Dadurch ist der Fräskopf mit dem Schaft durch Anordnung einer Spannschraube in der Gewindebohrung verschraubbar. Die Verschraubung ist einfach zu lösen, wodurch der Wechsel des Fräskopfes erleichtert wird. Zudem ist eine Spannschraube ein vergleichsweise kostengünstiges Befestigungsmittel. Zur Befestigung und zum Lösen der Schraube bedarf es nur eines einfachen, gängigen Schraubwerkzeugs. Die Herstellung von Löchern, Bohrungen und Gewinden verursacht ebenfalls nur geringe Kosten, wodurch das erfindungsgemäße Fräswerkzeug kosten günstig herstellbar ist.

[0016] Damit das Befestigungsmittel kopfseitig nicht aus dem Fräswerkzeug herausragt und bei der Bearbeitung des Werkstücks mit dem erfindungsgemäßen Werkzeugs beschädigt wird, kann es zweckmäßig sein, dass der Fräskopf im Bereich des Befestigungslochs zusätzlich eine koaxial gerichtete Senkung aufweist, wobei der Durchmesser der Senkung zur Fräskopfbefestigung hin vorzugsweise abnimmt.

[0017] Eine Beschädigung der Schraube würde bedeuten, dass der Fräskopf nur schlecht, d. h. mit großem (Kosten-)Aufwand, von dem Schaft zu lösen wäre. Insofern führt die Anordnung einer Senkung zu einerweiteren Vermeidung von Herstellungs- und Betriebskosten.

[0018] Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fräswerkzeugs sieht zumindest einen Kühlmittelkanal vor, welcher vorzugsweise zur Mittelachse des Schaftes fluchtend angeordnet ist. Durch den Kühlmittelkanal kann ein geeignetes Kühlmittel, beispielsweise eine Kühl-und Schmierflüssigkeit, von der Werkzeugmaschine über den Werkzeugschaft zu dem Fräskopf geleitet werden. Bevorzugt mündet dabei der Kühlmittelkanal in die Gewindebohrung. Das Kühlmittel bzw. das Schmiermittel tritt dann im Bereich der Gewindebohrung aus dem Fräswerkzeug aus und kühlt das Werkstück im Bereich des Fräskopfes. Zur besseren Kühlmittelver- 3/17 österreichisches Patentamt AT 13 021 U1 2013-04-15 teilung kann es zweckmäßig sein, wenn in dem Fräskopf eine Fortsetzung des Kühlmittelkanals aufweist. Das Kühlmittel kann somit in den Bereich der Bearbeitungsfläche geführt werden.

[0019] Zur passgenauen Anordnung des Fräskopfes, insbesondere zur Herstellung eine präzisen Flucht der Rotationsachse des Fräskopfes mit der Mittelachse des Schaftes, kann es zweckmäßig sein, wenn der Fräskopf stirnseitig im Bereich der Fräskopfbefestigung eine Fräskopfplanfläche aufweist, mit welcher der Fräskopf an einer im Bereich der Bearbeitungsseite des Schaftes angeordneten Schaftplanfläche in Kontakt steht. Die beiden Planflächen sollten dabei in einer Ebene liegen, auf der die Mittelachse des Schaftes senkrecht steht. Auf diese Weise wird eine verschleißfördernde Unwucht des Werkzeugs vermieden, wodurch das Werkzeug länger und somit kostengünstiger betrieben werden kann.

[0020] Von eigenständiger erfinderischer Bedeutung ist auch ein auswechselbarer Fräskopf gemäß Anspruch 14. Der Fräskopf eignet sich zur Verwendung mit einem der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Fräswerkzeugs. Es ist demnach vorgesehen, dass der Fräskopf eine Rotationsachse, zumindest eine Bearbeitungsfläche und rückwärtige Mittel zur Fräskopfbefestigung aufweist.

[0021] Erfindungsgemäß verlaufen alle etwa radial gerichteten Flächen des Fräskopfes konisch. Dies betrifft insbesondere die mindestens eine Bearbeitungsfläche und die Flaschen der Fräskopfbefestigung. In einzelnen Fällen kann auch vorgesehen sein, dass zumindest die ein-hüllende Fläche des Fräskopfes zumindest abschnittsweise konisch verläuft. Durch den konischen Verlauf der Flächen des Fräskopfes kann dieser kostengünstiger gefertigt werden. Außerdem bewirkt ein konischer Verlauf der Flächen im Bereich der Fräskopfbefestigung, dass die Befestigung leichter, d. h. mit geringerem mechanischen Aufwand, von einem Werkzeug respektive Werkzeugschaft gelöst werden kann Diese Maßnahme reduziert zudem die Betriebskosten, da der Werkzeugkopf schneller ausgewechselt werden kann, wodurch die Standzeit des Werkzeugs erhöht wird.

[0022] Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können [0023] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - ein Ausführungsbeispiel eines Fräswerkzeugs mit einem auswechselbaren Fräskopf dargestellt ist. Auch einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0024] In der Zeichnung zeigen [0025] Fig. 1a [0026] Fig. 1b [0027] Fig. 1c [0028] Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Fräswerkzeugs mit einem auswechselbaren Fräskopf, eine seitliche Ansicht des Fräswerkzeugs gemäß Fig. 1a, einen vertikalen Schnitt durch ein Fräswerkzeug gemäß Fig. 1a bzw. 1b und einen vertikalen Schnitt durch eine alternative Ausgestaltung eines Fräswerkzeugs mit auswechselbarem Fräskopf; [0029] Fig. 3a-e eine dritte Ausführungsform einer Fräskopfbefestigung im Axialschnitt und in

Draufsicht A-A sowie perspektivisch, und [0030] Fig. 4a-f eine vierte Ausführungsform einer Fräskopfbefestigung im Axialschnitt und in

Draufsicht sowie perspektivisch. 4/17 österreichisches Patentamt AT 13 021 U1 2013-04-15

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFUHRUNGSBEISPIELEN

[0031] Eine perspektivische Ansicht eines Fräswerkzeugs für eine Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Werkstückbearbeitung kann der Fig. 1a entnommen werden. Der Werkzeugschaft 1 ist um seine Mittelachse 2 rotierbar. Am gemäß Fig. 1a oberen Ende des Werkzeugschaftes 1 ist die Bearbeitungsseite 3 des Werkzeugschaftes 1, an welcher ein auswechselbarer Fräskopf 4 zur Bearbeitung eines Werkstücks angeordnet ist. Das untere Ende des Werkzeugschaftes 1 gemäß Fig. 1a bildet die Spannseite 5, mit der das Werkzeug in einer Werkzeugmaschine einspannbar ist.

[0032] Der Fräskopf 4 umfasst eine Fräskopfbefestigung 6, welche im Bereich der Bearbeitungsseite 3 des Schaftes 1 angeordnet ist. Der Fräskopf 4 ist mit Befestigungsmitteln 7 (nicht dargestellt) an dem Schaft 1 befestigbar. Als Befestigungsmittel 7 kann eine Schraube vorgesehen sein, welche in Fig. 1 nicht zu erkennen ist.

[0033] Die Rotationsachse 8 des Fräskopfes 4 ist fluchtend zu der Mittelachse 2 des Schaftes 1 angeordnet. Der Fräskopf 4 umfasst mindestens eine Bearbeitungsfläche 9. Wahlweise kann auch ein Fräskopf 4 mit mehreren Bearbeitungsflächen vorgesehen sein. Rückwärtig zu der Bearbeitungsfläche 9 ist die Fräskopfbefestigung 6 des Fräskopfes 4 angeordnet.

[0034] Im Bereich der Bearbeitungsseite 3 des Schaftes 1 ist ein mit zumindest einer Mitnahmefläche 10 der Fräskopfbefestigung 6 in Kontakt stehender Mitnehmer 11 angeordnet, der in einer Mitnehmeraufnahme 12 des Schaftes 1 anordbar ist, und durch den zur Werkstückbearbeitung Momente und/oder Kräfte von dem Schaft 1 auf den Fräskopf 4 übertragbar sind. Die Mitnehmeraufnahme 12 ist aus einer den Schaft 1 im Bereich der Bearbeitungsseite 3 durchdringenden Ausnehmung 13 gebildet, welche senkrecht oder nahezu senkrecht zur Mittelachse 2 und durch die Mittelachse 2 des Schaftes 1 verläuft. Die Ausnehmung 13 hat ein vieleckiges respektive poygonartiges Profil. Der Fig. 1a ist zu entnehmen, dass das Profil der Ausnehmung 13 und das des Mitnehmers 11 im Wesentlichen rechteckig ist.

[0035] Eine seitliche Ansicht des Fräswerkzeugs gemäß Fig. 1a kann der Fig. 1b entnommen werden. Dort ist zu sehen, dass in der Fräskopfbefestigung 6 eine Mitnahmenut 14 angeordnet ist, welche zumindest eine Mitnahmefläche 10 umfasst, an die der Mitnehmer 11 angrenzt.

[0036] Gemäß der Fig. 1b sind im Bereich der und/oder benachbart zur Fräskopfbefestigung 6 eine zur Mittelachse 2 fluchtend angeordnete Gewindebohrung 15 und ein in dem Fräskopf 4 zur Rotationsachse 8 fluchtend angeordnetes Befestigungsloch 16 angeordnet. Dadurch ist der Fräskopf 4 mit dem Schaft 1 beispielsweise durch eine Spannschraube verschraubbar. Zusätzlich weist der Fräskopf 4 im oberen Bereich des Befestigungslochs 16 eine zur Bearbeitungsfläche 9 gerichtete Senkung 17 auf. Der der Durchmesser der Senkung 17 nimmt zur Fräskopfbefestigung 6 hin ab.

[0037] Der Fig. 1b kann auch ein Kühlmittelkanal 18 entnommen werden, welcher zur Mittelachse 2 des Schaftes 1 fluchtend angeordnet ist. Der Kühlmittelkanal 18 mündet in die Gewindebohrung 15. Nicht dargestellt ist die Möglichkeit, den Kühlmittelkanal 18 im Fräskopf 4 fortzusetzen. Hierzu könnte im Bereich der Mündung in die Gewindebohrung 15 eine Weiche oder Abzweigung des Kanals 18 angeordnet werden, die bis in den Fräskopf 4 fortgesetzt wird.

[0038] Stirnseitig weist der Fräskopf 4 im Bereich der Fräskopfbefestigung 6 eine Fräskopfplanfläche 19 auf, mit welcher der Fräskopf 4 an einer im Bereich der Bearbeitungsseite 3 des Schaftes 1 angeordneten Schaftplanfläche 20 in Kontakt steht.

[0039] Der Fig. 1b kann ferner entnommen werden, dass zumindest ein Teil der Flächen des Fräskopfes 4 konisch verlaufen. Dies betrifft insbesondere Bearbeitungsfläche 9 bzw. die ein-hüllende Fläche aller Bearbeitungsflächen.

[0040] Ein vertikaler Schnitt durch ein Fräswerkzeug gemäß der Figuren 1a und 1b kann der Fig. 1c entnommen werden. Dort ist zu erkennen, dass der Mitnehmer 11 zwei Mitnehmersteine 5/17 österreichisches Patentamt AT 13 021 U1 2013-04-15 21, 21' umfasst, welche formschlüssig in der Mitnehmeraufnahme 12 angeordnet sind. Sie lassen zwischen ihren einander zugewandten Flächen einen zentralen Bereich frei, der von einer Spannschraube zur Fräskopfbefestigung druchdrungen werden kann. In der Fräskopfbefestigung 6 ist eine Mitnahmenut 14 angeordnet, welche zumindest eine Mitnahmefläche 10 umfasst, an die der Mitnehmer 11 angrenzt (Fig. 1b). Das Querschnittsprofil der Mitnahmenut 14 in dem Fräskopf 4 entspricht zumindest abschnittsweise dem Querschnitt des Mitnehmers 11.

[0041] Der Fig. 1c können auch die Zentriermittel 22 zur Zentrierung der Rotationsachse 8 des Fräskopfes 4 relativ zur Mittelachse 2 des Schaftes 1 entnommen werden. Die Fräskopfbefestigung 6 weist zum Zweck der Zentrierung einen in einer Fräskopfaufnahme 23 des Schaftes 1 anordbaren, zur Mittelachse 2 fluchtend angeordneten Befestigungszapfen 24 auf, welcher in das Zentriermittel 22 des Schaftes 1 einführbar ist. Bei der Zentrierpassung gemäß Fig. 1c ist der Befestigungszapfen 24 zylindrisch gebildet. Das Zentriermittel 22 ist aus einer zur Mittelachse 2 fluchtend angeordneten zylindrischen Bohrung 25 gebildet, wobei der Durchmesser der Bohrung 25 und der des Befestigungszapfens 24 passgenau aufeinander abgestimmt sind. Zur besseren Lösbarkeit des Fräskopfes 4 können der zylindrische Zapfen 24 und die zylindrische Bohrung 25 einen Konus mit sehr geringem Öffnungswinkel aufweisen, was in Fig. 1c nicht dargestellt ist.

[0042] Ein vertikaler Schnitt durch ein Fräswerkzeug mit einer alternativen Zentrierpassung kann der Fig. 2 entnommen werden. Der Befestigungszapfen 24 weist in Fig. 2 einen Konus auf. Das Zentriermittel 22 ist dementsprechend aus einer konischen, zur Mittelachse 2 fluchtend angeordneten Bohrung 25 gebildet, wobei der Konus des Zapfens 24 und der der Bohrung 25 passgenau aufeinander abgestimmt sind. Bei der Kegelzentrierpassung gemäß Fig. 2 kann zwischen dem Fräskopf 4 und dem Schaft 1 ein Spalt 26 vorgesehen sein.

[0043] Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a bis e unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 dadurch, dass ein einteiliger Mitnehmerstein 21 vorgesehen ist, der ein zentrales Befestigungsaufnahmemittel in Gestalt einer Gewindebohrung 21A aufweist, in welche eine als Befestigungsmittel zur Fräskopfbefestigung dienende Spannschraube 7A eindrehbar ist. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, den Mitnehmerstein 21 in der Mitnehmeraufnahme 12 des Schaftes 1 gesondert zu befestigen. Die in das Fräskopfbefestigungsmittel 6 stirnseitig eingearbeitete, im Querschnitt etwa halbkreisförmige Mitnahmenut 14 weist seitliche Mitnahmeflächen 10 auf, die dem Querschnitt einer Mitnahmeleiste 11A des Mitnehmers 11 mit engen Toleranzen entspricht. Fig. 3c zeigt eine perspektivische Ansicht, die Figuren 3d und 3e zeigen einen perspektivischen Teilschnitt, wobei der Mitnehmerstein 21 nicht geschnitten dargestellt wurde.

[0044] Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4a bis f unterscheidet sich von dem nach Fig. 3 dadurch, dass die Mitnehmeraufnahme 12 aus einer im Bereich der Befestigungsseite 3 im Schaft 1 axial angeordneten Ausnehmung 13 gebildet ist, welche den Mitnehmer 11 drehfest aufnimmt. Zu diesem Zweck ist der Mitnehmer 11 als eine Hülse geformt, die ein innere Durchgangsöffnung 11B aufweist, durch welche eine Spannschraube 7A für die Fräskopfbefestigung hindurchführbar und in die nachfolgend im Schaft 1 vorgesehene zentrale Gewindebohrung 15 einschraubbar ist. Die Drehfestigkeit zwischen dem hülsenartigen Mitnehmer 11 und der Mitnehmeraufnahme 12 wird durch korrespondierende Kerbverzahnungen 11C, 12C erreicht. Kerbverzahnungen sind In der Regel achsparallel in eine Hülsenaußenfläche eingearbeitet und entsprechen in ihrer Umfangsteilung und Querschnittsform der korrespondierenden Kerbverzahnung auf der Innenoberfläche der Mitnehmeraufnahme 12. Die Kerbverzahnung 12C kann zentrisch von der Bearbeitungsseite her in eine Fräskopfaufnahme 23 des Schaftes 1 gestoßen werden. Ein zwischen dem Schaft 1 und dem dem Fräskopf abgewandten Ende des Mitnehmers 11 angeordnetes federelastisches Element 27 erzeugt eine auf den Fräskopf 4 hin gerichtete Kraft, also mit axialer Komponente und hält den Mitnehmer 11 auch bei Auftreten von Maßtoleranzen mit der Stirnseite des Fräskopfbefestigungsmittels 6 in Anlage. Das federelastische Element 27 kann z. B. als O-Ring aus einem elastomeren Kunststoff hergestellt sein. Die dem Fräskopf 4 zugewandte Stirnfläche des Mitnehmers 11 weist eine Stirnverzahnung 11D auf, die mit einer gegengleich geformten Stirnverzahnung 6A des Fräskopfbefestigungsmittels 6 6/17 österreichisches Patentamt AT 13 021 U1 2013-04-15 korrespondiert, welche auf der dem Mitnehmer 12 zugewandten Stirnfläche des Fräskopfbefestigungsmittels 6 angeordnet ist. Hierbei kann es sich um eine 60°-Stirnverzahnung handeln, die im Wesentlichen parallele Verzahnungsnuten und Zähne bilden, also quer zur Mittelachse 2 und Rotationsachse 8 in einer Richtung angeordnet sind. Dadurch werden mehrere Mitnahmeflächen 10 an der Fräskopfbefestigung 11 ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform erübrigt es sich, eine Mitnehmeraufnahme quer in den Schaft 1 einzuarbeiten. Alle Bearbeitungsschritte erfolgen axial.

[0045] Eine perspektivische Ansicht des Fräswerkzeuges kann der Fig. 4c entnommen werden. Die Figuren 4d bis 4f zeigen jeweils eine perspektivische Schnittdarstellung, wobei die Schnittebene in den Figuren so angeordnet ist, dass die Kerbverzahnung aus verschiedenen Ansichten erkennbar ist.

[0046] Zur Vereinfachung der Darstellung wurde in den Figuren 4d bis 4f, sowie in den Figuren 3d und 3e das Befestigungsmittel 7, 7A außerhalb des Fräswerkzeugs fluchtend zu der Aufnahme des Befestigungsmittels dargestellt.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Schaft 16 Befestigungsloch 2 Mittelachse 17 Senkung 3 Bearbeitungsseite 18 Kühlmittelkanal 4 Fräskopf 19 Fräskopfplanfläche 5 Spannseite 20 Schaftplanfläche 6 Mittel zur Fräskopfbefestigung 21,21' Mitnehmersteine 6A Stirnverzahnung 21A Gewindebohrung 7 Befestigungsmittel 22 Zentriermittel 7A Spannschraube 23 Fräskopfaufnahme 8 Rotationsachse 24 Befestigungszapfen 9 Bearbeitungsfläche 25 Bohrung 10 Mitnahmefläche 26 Spalt 11 Mitnehmer 27 federelastisches Element 11A Mitnahmeleiste 11B Durchgangsöffnung 11C Kerbverzahnung 11D Stirnverzahnung 12 Mitnehmeraufnahme 12C Kerbverzahnung 13 Ausnehmung 14 Mitnahmenut 15 Gewindebohrung 7/17

Claims (19)

1. österreichisches Patentamt AT 13 021 U1 2013-04-15 Ansprüche 1. Fräswerkzeug für eine Werkzeugmaschine, insbesondere zur spanabhebenden Werkstückbearbeitung, mit einem rotierbaren Schaft (1), der eine Bearbeitungsseite (3), eine mit einer Werkzeugmaschine befestigbare Spannseite (5) und eine Mittelachse (2) aufweist, und einem auswechselbaren Fräskopf (4), der im Bereich der Bearbeitungsseite (3) mit Befestigungsmitteln (7) befestig- und austauschbar ist, und der eine Rotationsachse (8), mindestens eine Bearbeitungsfläche (9) und rückwärtig Mittel zur Fräskopfbefestigung (6) aufweist, wobei der Schaft (1) im Bereich der Bearbeitungsseite (3) über Zentriermittel (22) zur Zentrierung der Rotationsachse (8) des Fräskopfes (4) relativ zur Mittelachse (2) des Schaftes (I) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fräskopfbefestigung (6) eine Mitnahmenut (14) angeordnet ist, welche eine Mitnahmefläche (10) umfasst, und dass im Bereich der Bearbeitungsseite (3) des Schaftes (1) ein mit der zumindest einen Mitnahmefläche (10) der Fräskopfbefestigung (6) in Kontakt stehender Mitnehmer (11) angeordnet ist, der in einer Mitnehmeraufnahme (12) des Schaftes (1) anordbar ist, und durch den zur Werkstückbearbeitung Momente und/oder Kräfte von dem Schaft (1) auf den Fräskopf (4) übertragbar sind.
2. 2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (11) einen oder mehrere Mitnehmersteine (21, 21') umfasst, welche formschlüssig in der Mitnehmeraufnahme (12) anordbar sind.
3. 3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeraufnahme (12) aus einer den Schaft (1) im Bereich der Bearbeitungsseite (3) durchdringenden Ausnehmung (13) gebildet ist, welche senkrecht oder nahezu senkrecht zur Mittelachse (2), vorzugsweise durch die Mittelachse (2) des Schaftes (1) verläuft.
4. 4. Fräswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (13) ein im Wesentlichen vieleckiges, insbesondere ein rechteckiges Profil hat.
5. 5. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (11) an die Mitnahmefläche (10) angrenzt, wobei das Querschnittsprofil der Mitnahmenut (14) zumindest abschnittsweise insbesondere dem Querschnitt des Mitnehmers (II) entspricht.
6. 6. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräskopfbefestigung (6) einen in einer Fräskopfaufnahme (23) des Schaftes (1) anordba-ren, zur Mittelachse (2) fluchtend angeordneten Befestigungszapfen (24) aufweist, welcher in das Zentriermittel (22) des Schaftes (1) einführbar ist.
7. 7. Fräswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungszapfen (24) zylindrisch oder nahezu zylindrisch gebildet ist, und dass das Zentriermittel (22) aus einer zur Mittelachse (2) fluchtend angeordneten zylindrischen oder nahezu zylindrischen Bohrung (25) gebildet ist, wobei der Durchmesser der Bohrung (25) und der des Befestigungszapfens (24) passgenau aufeinander abgestimmt sind.
8. 8. Fräswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungszapfen (24) einen Konus aufweist und dass das Zentriermittel (22) aus einer konischen, zur Mittelachse (2) fluchtend angeordneten Bohrung (25) gebildet ist, wobei der Konus des Zapfens (24) und der der Bohrung (25) passgenau aufeinander abgestimmt sind.
9. 9. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Bearbeitungsseite (3) eine zur Mittelachse (2) fluchtend angeordnete Gewindebohrung (15) und ein in dem Fräskopf (4) zur Rotationsachse (8) fluchtend angeordnetes Befestigungsloch (16) angeordnet sind, wodurch der Fräskopf (4) mit dem Schaft (1) durch ein Befestigungsmittel (7), wie eine Spannschraube, verbindbar ist. 8/17 österreichisches Patentamt AT 13 021 U1 2013-04-15
10. 10. Fräswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fräskopf (4) im Bereich des Befestigungslochs (16) zusätzlich eine zur Bearbeitungsfläche (9) gerichtete Senkung (17) aufweist, wobei der Durchmesser der Senkung (17) zur Fräskopfbefestigung (6) hin abnimmt.
11. 11. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (11) ein Befestigungsaufnahmemittel, wie eine Gewindebohrung zum befestigenden Aufnehmen des Befestigungsmittels (7) aufweist.
12. 12. Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeraufnahme (12) aus einer im Bereich der Befestigungsseite (3) im Schaft (1) axial angeordneten Ausnehmung (13) gebildet ist, welche den Mitnehmer (11) drehfest aufnimmt.
13. 13. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Fräskopf (4) stirnseitig im Bereich der Fräskopfbefestigung (6) eine Fräskopfplanfläche (19) aufweist, mit welcher der Fräskopf (4) an einer im Bereich der Bearbeitungsseite (3) des Schaftes (1) angeordneten Schaftplanfläche (20) in Kontakt steht.
14. 14. Auswechselbarer Fräskopf für ein Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einer Rotationsachse (8), mindestens einer Bearbeitungsfläche (9) und rückwärtig angeordneten Mitteln zur Fräskopfbefestigung (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Fräskopfbefestigung (6) eine zumindest eine Mitnahmeflache (10) umfassende Mitnahmenut (14) für einen Mitnehmer (11) des Fräswerkzeugs aufweist, wobei die mindestens eine Bearbeitungsfläche (9) und die Flächen der Fräskopfbefestigung (6) konisch verlaufen, und wobei ein insbesondere vieleckiges Querschnittsprofil der Mitnahmenut (14) zumindest abschnittsweise dem Querschnitt des Mitnehmers (11) entspricht.
15. 15. Fräskopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräskopfbefestigung (6) einen in einer Fräskopfaufnahme (23) des Schaftes (1) anordbaren, zur Mittelachse (2) fluchtend angeordneten Befestigungszapfen (24) aufweist, welcher in das Zentriermittel (22) des Schaftes (1) einführbar ist.
16. 16. Fräskopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungszapfen (24) nahezu zylindrisch gebildet ist, wobei der Durchmesser des Befestigungszapfens (24) passgenau auf den Durchmesser einer zur Mittelachse (2) des Fräswerkzeugs fluchtend angeordneten nahezu zylindrischen Bohrung (25) abgestimmt ist, die als Zentriermittel (22) im Fräswerkzeug vorgesehen ist.
17. 17. Fräskopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungszapfen (24) einen Konus aufweist, wobei der Konus des Zapfens (24) passgenau auf den Konus einer zur Mittelachse (2) des Fräswerkzeugs fluchtend angeordneten Bohrung (25) abgestimmt ist, die als Zentriermittel (22) im Fräswerkzeug vorgesehen ist.
18. 18. Fräskopf nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass er ein zur Rotationsachse (8) fluchtend angeordnetes Befestigungsloch (16) aufweist, wodurch der Fräskopf (4) mit dem Schaft (1) durch ein Befestigungsmittel (7), wie eine Spannschraube, verbindbar ist, die für einen Eingriff in eine zur Mittelachse (2) fluchtend angeordnete Gewindebohrung (15) im Fräswerkzeug geeignet ist.
19. 19. Fräskopf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Fräskopf (4) im Bereich des Befestigungslochs (16) zusätzlich eine zur Bearbeitungsfläche (9) gerichtete Senkung (17) aufweist, wobei der Durchmesser der Senkung (17) zur Fräskopfbefestigung (6) hin abnimmt. Hierzu 8 Blatt Zeichnungen 9/17