CH648778A5

CH648778A5 - Raeumvorrichtung.

Info

Publication number: CH648778A5
Application number: CH1569/80A
Authority: CH
Inventors: Keith Allen Clapp; Donald Archer Stewart
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1979-02-28
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1985-04-15
Also published as: FR2450138A1; GB2044150B; JPS55150915A; BE881946A; FR2450138B1; IT1141389B; GB2044150A; SE8001465L; JPH0133285B2; DE3007106A1; IT8020147A0; SE442714B; US4243347A

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues und verbessertes Räumsystem mit wegwerfbaren Hartmetalleinsätzen zu schaffen, die in einer Reihe in einem Schlitz in einem Halter angeordnet sind und durch Spannvorrichtungen in ihre richtige Lage gedrückt werden.

Insbesondere soll durch die Erfindung ein neues und verbessertes Räumsystem zum Räumen von Schwalbenschwanzschlitzen in Turbinenlaufscheiben geschaffen werden, bei dem wegwerfbare Hartmetalleinsätze in einem Schlitz in einem Räumwerkzeughalter angeordnet und mit Hilfe von seitlichen und vorderen Spannbacken, die ausserdem die Einsätze genau an besonders ausgebildeten Flächen des Halters positionieren, festgespannt werden.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Räumvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 die Räumvorrichtung in Draufsicht,

Fig. 3 eine Ansicht des Rückendes der Räumvorrichtung mit angebautem Endspannteil,

Fig. 4 in gleicher Ansicht wie in Fig. 3 die Räumvorrichtung bei abgenommenem Endspannteil,

Fig. 5 eine zu der Rückansicht von Fig. 3 entgegengesetzte Rückansicht der Räumvorrichtung und

Fig. 6 in Teilseitenansicht zwei Halter in Hintereinander-anordnung, wie sie bei der Ausführung eines vollständigen Räumvorganges üblich ist.

Gemäss den Figuren weist die insgesamt mit der Bezugszahl 10 bezeichnete Räumvorrichtung einen langgestreckten

Halter 13 auf, der eine Basis 14, eine obere, zu der Basis 14 entgegengesetzte Stirnfläche 21 und sich nach oben erstrek-kende und die Basis 14 mit der oberen Stirnfläche 21 verbindende Seitenwände 18 und 19 hat. Die Seiten wand 18 ist zu der Basis 14 im wesentlichen rechtwinkelig und endigt an der oberen Stirnfläche 21. Die Wand 19 erstreckt sich vorzugsweise von der Basis 14 aus unter einem Winkel von ungefähr 10° gegen die Vertikale nach innen und endigt an einer geneigten Wand 22 eines nach aussen vorstehenden Teils 23. Darüber hinaus hat die Basis 14 vorzugsweise abgefaste Ränder 16 und 17.

Gemäss den Fig. 1 und 4 weist die Stirnfläche 21 des Halters 13 einen im Querschnitt insgesamt U-förmigen Längsschlitz 12 zur Aufnahme von mehreren Schneideinsätzen 11 auf. Typischerweise bestehen die Einsätze 11 aus einem Sin-terhartmetall- oder einem anderen Hartmetallblock und weisen einen Unterteil 38, zwei einander gegenüberliegende Stirnwände 54, zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 61 und 62 und einen Schneidteil 51 auf. Vorzugsweise weist die Seitenwand 61 jedes Einsatzes einen Anlagewandteil 39 auf, der im wesentlichen rechtwinkelig zu dem Einsatzunterteil 38 angeordnet ist. Darüber hinaus hat die Ein-satzseitenwand 62 einen geneigten Spannwandteil 37 entgegengesetzt zu dem Anlagewandteil 39. Der Spannwandteil 37 ist in bezug auf den Einsatzunterteil 38 nach innen geneigt. Gemäss der Darstellung in den Figuren hat der im Querschnitt U-förmige Schlitz 12 einen insgesamt horizontalen Tragteil 26, an welchem der Einsatzunterteil 38 in Anlage kommt, einen ersten Wandteil 24, an welchem der Einsatzanlagewandteil 39 in Anlage kommt und welcher als Anschlag dient, an welchem die Einsätze angeordnet werden können, und einen zweiten Wandteil 27, welcher auf einer Strecke Abstand von dem geneigten Spannwandteil 37 des Einsatzes 11 aufweist. Vorzugsweise ist der erste Schlitzwandteil 24 zu dem Tragteil 26 des Schlitzes rechtwinkelig und hat eine Länge, die im wesentlichen gleich der des Einsatzanlagewandteils 39 ist. Darüber hinaus ist der erste Schlitzwandteil 24 vorzugsweise länger als der zweite Schlitzwandteil 27 und das obere Ende 28 des Schlitzwandteils 27 ist unterhalb der Halterstirnfläche 21 angeordnet.

Weiter hat gemäss den Fig. 1 und 4 der Halter 13 vorzugsweise eine Spannteiltragfläche 29, die von dem oberen Ende 28 aus längs der oberen Fläche des vorstehenden Teils 23 nach unten geneigt ist und an einer sich nach oben erstreckenden Anschlagwand 31 endigt. Vorzugsweise ist die Anschlagwand 31 im wesentlichen rechtwinkelig zu der Spannteiltragfläche 29 angeordnet. Eine nach unten geneigte Wand 32 und ein sich insgesamt vertikal nach unten erstrek-kender Wandteil 35 vervollständigen den äusseren Umfang des vorstehenden Teils 23.

Gemäss den Fig. 2-5 weist das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Räumvorrichtung 10 weiter einen ersten langgestreckten Spannteil auf, d.h. eine Seitenspannbacke 33, die auf der Spannteiltragfläche 29 befestigt ist, typischerweise mittels Schrauben 34. Der Spannteil 33 hat eine Spannfläche 36, welche eine Kraft auf den Spannwandteil 37 der Einsätze 11 ausübt, so dass die Einsätze gegen den Tragteil 26 des Schlitzes bzw. gegen die erste Schlitzwand 24 gedrückt werden. Die Spannfläche 36 ist zu dem geneigten Spannwandteil 37 des Einsatzes 11 vorzugsweise im wesentlichen parallel. Darüber hinaus ist vorzugsweise ein insgesamt rechteckiger Beilageteil 53 aus einem weichen Metall wie Messing oder Kupfer, zwischen der Spannfläche 36 und der Einsatzspannwand 37 angeordnet. Der Beilageteil 53 kompensiert Unregelmässigkeiten, die zur Folge haben können, dass Flächen 36 und 37 nicht bündig aneinander liegen, und verhindert somit ein Rutschen des Einsatzes.

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Der hintere Endteil 41 des Spannteils 33 ruht zu Abstüt-zungszwecken an der Anschlagwand 31. Gemäss Fig. 1 werden mehrere Einsätze 11 durch den Spannteil 33 positioniert und festgehalten, das in diesem Fall mit Hilfe von fünf Schrauben 34 befestigt ist, die in gegenseitigen Abstand aufweisenden Vertiefungen 40 sitzen und in Löcher in dem Halter 13 eingeschraubt sind, wobei die Vertiefungen in einer oberen Fläche 47 angeordnet sind, die sich im wesentlichen parallel zu dem Unterteil 52 des Spannteils 33 erstreckt. Die Einsätze 11 werden gegen die Seitenfläche und die Bodenfläche 24 bzw. 26 des Schlitzes 12 gedrückt, wobei jede Stirnwand eines Einsatzes fest und bündig an der Stirnwand eines anderen Einsatzes anliegt.

Ein zweiter Spannteil, d.h. eine vordere Spannbacke 44 ist an dem Halter 13 an einem Ende desselben befestigt und mittels einer Schraube 49 festgespannt, so dass es die Einsätze 11 gegen einen Anschlagteil 42 drückt. Vorzugsweise weist der Spannteil 44 zwei armartige Teile 56 und 57 und einen Querteil 48 auf, der durch die Schraube 49 festgehalten wird. Der Anschlagteil 42, der an dem anderen Ende des Halters 13 angeordnet ist, ist im Querschnitt insgesamt rechteckig und hat einen nach oben vorstehenden Teil 45, der das hintere Ende des Schlitzes 12 verschliesst und den unterhalb des

Schneidteils 51 gelegenen Teil des Einsatzes 11 überdeckt. Vorzugsweise hat der vorstehende Teil 45 im wesentlichen dieselbe Konfiguration wie die Einsatzstirnwand 54.

In einem besonderen Arbeitsgang können ein oder mehrere Räumwerkzeughalter 13a und 13b in Hintereinander-anordnung als Teil eines Systems 10' benutzt werden, das in Fig. 6 gezeigt ist. Die Schneidteile 51 der Einsätze sind dann entsprechend über der Gesamtzahl der Halter 13 abgestuft. Die Einsätze 11, die in den Zeichnungen dargestellt sind,

sind typisch und deshalb nicht ausführlich beschrieben worden, obwohl anzumerken ist, dass solche Einsätze 11 benutzt werden können, um Schwalbenschwanzschlitze in superhochfesten Materialien, wie sie in Gasturbinentriebwerken benutzt werden, herzustellen. Die Spannteile 33 und 44 gestatten ein schnelles Einstellen des Räumwerkzeuges und sorgen ausserdem für eine bessere Werkzeugleistungsfähigkeit.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Erfindung eine neue und verbesserte Räumvorrichtung schafft, die mehrere getrennte, wegwerfbare Schneideinsätze aufweist. Die Räumvorrichtung hat einen sehr einfachen Aufbau und ermöglicht ein schnelles und genaues Einsetzen und/oder Entnehmen der einzelnen Einsätze.

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2 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Räumvorrichtung (10) mit einer Anzahl Schneideinsätzen (11), gekennzeichnet durch einen langgestreckten Halter (13), mit einer Basis (14), mit einer dieser gegenüberliegenden oberen Stirnfläche (21) und mit aufrechten Seitenwänden (18,19) die die Basis (14) und die obere Stirnfläche (21) miteinander verbinden, durch einen in der oberen Stirnfläche (21) gebildeten, im Querschnitt insgesamt U-förmigen, zur Aufnahme einer Anzahl Schneideinsätze (11) dienenden Längsschlitz (12) mit einem Tragteil (26) und einem davon abstehenden ersten und zweiten Schlitzwandteil (24,27), wobei jeder Schneideinsatz (11) einen Schneidteil (51), einen Unterteil (38), zwei entgegengesetzte Stirnwände (54) und zwei entgegengesetzte Seitenwände (61, 62) aufweist, von welch letzteren die eine Seitenwand (62) einen vom Untern Teil (38) bis zum einem Punkt in dieser Seitenwand reichenden Spannwandteil (37) aufweist, der unter einem Winkel von dem Unterteil (38) gegen die andere Seitenwand (61) geneigt ist, wobei diese (61) einen Anlagewandteil (39) aufweist, der insgesamt rechtwinklig zu dem Unterteil (38) angeordnet ist; durch eine sich von dem zweiten Schlitzwandteil (27) nach abwärts und auswärts sich erstrek-kende Spannteiltragfläche (29) und durch eine sich von dieser Tragfläche nach oben erstreckende Spannteilanschlagwand (31); durch einen auf der Spannteiltragfläche (29) lösbar befestigten ersten Spannteil (33) und eine an diesem angeordnete Spannfläche (36) zur Anlage an den geneigten Spannwandteil (37) jedes Schneideinsatzes (11) und zum Ausüben einer Abwärts- und Seitenkraft gegen die Schneideinsätze (11), so dass die Schneideinsätze fest in eine Position gegen den Tragteil (26) und den ersten Wandteil (24) des Halteschlitzes (12) gedrückt werden; durch Vorrichtungen (34) zum Festspannen des ersten Spannteils (33) gegen den Spannwandteil (37) der Schneideinsätze (11) und gegen die Spannteilanschlagwand (31); durch ein Anschlagteil (42), das an dem Halter an einem Ende des Schlitzes befestigt ist; durch einen am Halter (13) an einem Ende des Schlitzes (12) befestigten zweiten Spannteil (44); und durch ein Vorrichtung (49) zum Anpressen des zweiten Spannteiles (44) an die Schneideinsätze (11).
2. Räumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spannteil (33) ein langgestreckter Teil ist, der einen Unterteil (52), einen sich nach oben erstreckenden, an der Anschlagwand (31) des Halters (13) in Anlage kommenden hintern Teil (41) und eine obere Fläche (47) hat, die sich insgesamt parallel zu dem Spannteilunterteil (52) erstreckt und gegenseitigen Abstand aufweisende und als Durchgangslöcher ausgebildete Befestigungsöffnungen (40) hat, wobei die Spannfläche des ersten Spannteils (33) im wesentlichen parallel zu dem Spannwandteil (37) jedes Schneideinsatzes (11) ist.
3. Räumvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (34) zum Festspannen des ersten Spannteils (33) gegen den Spannwandteil (37) der Schneideinsätze (11) und gegen die Spannteiltragfläche (29) Schrauben (34) in den, gegenseitigen Abstand aufweisenden Befestigungsöffnungen (40) sind.
4. Räumvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen insgesamt rechteckigen Beilageteil (53), der zwischen der Spannfläche (36) des ersten Spannteils (33) und dem Spannwandteil (37) jedes Schneideinsatzes (11) angeordnet ist.
5. Räumvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beilageteil (53) aus Kupfer besteht.
6. Räumvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beilageteil (53) aus Messing besteht.
7. Räumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagteil (42) ein im wesentlichen rechteckiger Block zur Befestigung an dem zu dem zweiten Spannteil (44) entgegengesetzten Ende des Halters (13) ist und einen sich nach oben erstreckenden Teil (45) hat, der an einem der Schneideinsätze (11) in Anlage kommt, so dass die Schneideinsätze axial längs des Schlitzes (12) positioniert werden.
8. Räumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich nach oben erstreckende Teil (45) des Anschlagteils (42) im wesentlichen dieselbe Konfiguration wie die Stirnwände der Schneideinsätze (11) hat.
9. Räumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anlagewandteil (39) der andern Seitenwand (61) jedes Einsatzes (11) im wesentlichen dieselbe Länge wie der erste Schlitzwandteil (24) hat.
10. Räumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wandteil (27) des Längsschlitzes

(12) eine geringere Länge aufweist als der erste Wandteil (24) dieses Schlitzes.
11. Räumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannteilanschlagwand (31) im wesentlichen senkrecht zu der Spannteiltragfläche (29) angeordnet ist.
12. Räumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spannteil (44) zwei armartige Teile (56, 57) und einen quer zum Längsschlitz (12) sich erstrek-kenden und in verschiebbarer Anlage mit den armartigen Teilen stehenden Querteil (48) für eine verschiebbare Anlage an die Stirnwand eines der Schneideinsätze (11) aufweist, und dass eine zweite Vorrichtung zum Festspannen eine Schraube (49) aufweist, so dass der Querteil an dem Halter

(13) und den armartigen Teilen (56, 57) festgehalten und die Schneideinsätze (11) fest gegen den Anschlagteil (42) gedrückt werden.
13. Räumvorrichtung nach Anspruch 4 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spannteil (33) gegen den Beilageteil (53) und den Spannwandteil (37) der Schneideinsätze (11) sowie gegen die Spannteilanschlagwand (31) festgespannt ist.
14. Räumvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Beilageteil (53) aus Messing besteht.

Räumwerkzeuge werden bereits seit vielen Jahren zur Spanabhebenden Bearbeitung von Metall und für besondere Arbeiten benutzt, beispielsweise zum Räumen von Schlitzen, Öffnungen oder Kanälen mit Spezialquerschnitt, die typischerweise in Turbinenlaufscheiben hergestellt werden. Das herkömmliche Räumwerkzeug ist eine einstückige Räumnadel mit mehreren Schneidzähnen, die an einem einzigen, massiven, stabförmigen Teil gebildet sind. Mit der Verwendung von solchen stabartigen Räumnadeln sind jedoch mehrere Nachteile verbunden. Beispielsweise ist die Qualität des gesamten Werkzeuges nur so gut wie der schlechteste Zahn, da das Vorhandensein eines Zahnes mit Untergrösse zu einer Überlastung des nächsten Zahns führt und es erforderlich macht, aufgrund von Verschleiss od.dgl. das gesamte Werkzeug wegzuwerfen, selbst wenn noch viele der übrigen Zähne oder alle übrigen Zähne eine Nutzlebensdauer haben. Selbstverständlich ist das gesamte Werkzeug auch dann verloren, wenn irgendein Zahn oder irgendein Teil des Werkzeuges beschädigt oder rissig wird. Ausserdem ist die Art des Materials, aus dem das Werkzeug hergestellt wird, begrenzt. Während Schnellstähle zur Herstellung der stabartigen Räumwerkzeuge benutzt worden sind, können zähere, teuerere

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Materialien, wie Hartmetalle oder Carbide nicht benutzt werden, und zwar wegen der zu hohen Kosten der Herstellung des Werkzeuges und des Ersatzes, der durch die Tatsache erforderlich wird, dass die Beschädigung irgendeines Teils des Werkzeuges zum Wegwerfen desselben zwingt.

Ein weiterer Typ von Räum Werkzeug, der bereits benutzt worden ist, weist mehrere gesonderte Schneideinsätze auf, die an dem Werkzeugkörper befestigt sind. Typischerweise bestehen die Einsätze aus einem Sinterhartmetall oder einem anderen Hartmetall. Herkömmlicherweise wird bei Werkzeugen dieser Art mit Hartlötung gearbeitet, d.h. Hartmetallrohlinge werden an einem Stahlhalter mittels Hartlot dauerhaft befestigt und nach dem Hartlöten auf die erforderliche Schneidenform zugeschliffen. Das richtige Hartanlöten des Hartmetalls an den Stahl zusammen mit dem Schleifen des Hartmetalls nach dem Hartlöten ist kritisch und ist im übrigen wegen räumlicher Begrenzungen extrem schwierig. Das Hartlöten der Hartmetallplättchen erfordert, dass jedes während des Hartlötens in richtiger Lage gehalten wird, um das Formschleifen nach dem Hartlöten zu erleichtern. Weiter ist es für eine erfolgreiche Räumarbeit notwendig, dass jedes Hartmetallplättchen an dem Stahlkörper fest und richtig hartgelötet ist. Leider ist es bei einer Hartlötverbindung häufig üblich, dass sie sich löst, während das Teil geschliffen oder mit ihm geräumt wird. In jedem Fall muss, wenn das Hartmetallplättchen bricht, ein neues Plättchen hart angelötet und die Form nachgeschliffen werden. Die herkömmliche Hartlötkonstruktion bietet daher einen geringen Vorteil gegenüber der Schnellwerkzeugbestückung, da der Ausfall und das Aufarbeiten eines Räumsatzes ein langwieriger Prozess ist.

Ausser Räumwerkzeugen mit hartgelöteten Einsätzen gibt es Werkzeuge, in denen die Schneideinsätze an dem Werkzeug festgespannt sind. Beispiele solcher Werkzeuge sind in den US-PSen 3 707 748, 3 548 474, 3 641 642 und 3 528 154 sowie in der SU-PS 727 357/25 beschrieben.