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Aus
DE 101 29 399 A1 ist
eine Maschinenreibahle bekannt, welche einen Werkzeughalter aufweist,
in welchem ein Schneidenblock radial zur Längs- bzw. Drehachse
des Werkzeughalters beweglich angeordnet ist. Dieser Schneidenblock
ist aus zwei Schneidenhaltern aufgebaut, welche über ein
Klemmmittel miteinander verbunden sind. Nach Lösen der
Klemmung ist es möglich, die beiden Schneidenhalter gegeneinander
zu verschieben, so dass der Abstand der Schneiden und somit der Durchmesser
des Werkzeuges verändert werden kann. Bei der Bearbeitung
gleitet der Schneidenblock in dem Werkzeughalter in radialer Richtung
bzw. Durchmesserrichtung hin und her. Für diese Bewegung
ist zum einen eine sehr präzise Führung erforderlich,
um die gewünschte Bearbeitungsgenauigkeit sicherstellen
zu können, zum anderen muss der Schneidenblock sehr leicht
beweglich sein, um auch bei hohen Schnittgeschwindigkeiten ein Verklemmen oder
Verkanten verhindern zu können.
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Im
Hinblick darauf ist es Aufgabe der Erfindung, eine derartige Maschinenreibahle
dahingehend zu verbessern, dass die Reibung des Schneidenblocks
in dem Werkzeughalter minimiert und so das Pendeln des Schneidenblocks
in dem Werkzeughalter erleichtert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Maschinenreibahle mit den im Anspruch 1
angegebenen Merkmalen sowie durch einen Schneidenblock für
eine derartige Maschinenreibahle mit den im Anspruch 18 angege benen
Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden
Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Bei
der erfindungsgemäßen Maschinenreibahle handelt
es sich um eine Reibahle mit pendelnden Schneiden, um Fluchtungsfehler
zwischen Bohrung und Werkzeug sowie Werkzeugrundlauffehler ausgleichen
zu können. Dazu weist die Maschinenreibahle einen Werkzeughalter
sowie einen Schneidenblock, an welchem die Schneiden angeordnet sind,
auf. Der Schneidenblock ist in dem Werkzeughalter beweglich gelagert
bzw. geführt, so dass er in Durchmesserrichtung bezogen
auf die Dreh- bzw. Längsachse des Werkzeughalters pendeln
kann. An dem Schneidenblock sind an zwei in Durchmesserrichtung
entgegengesetzten Enden die Schneiden ausgebildet oder angeordnet.
Der Schneidenblock ist aus zwei Schneidenhaltern zusammengesetzt,
welche vorzugsweise in Durchmesserrichtung gegeneinander verschiebbar
sind, um den Werkzeugdurchmesser, d. h. den Abstand der Schneiden
einstellen zu können. Dabei ist eine Fixierung vorgesehen,
um die beiden Schneidenhalter in der gewünschten Durchmessereinstellung
aneinander fixieren zu können.
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Erfindungsgemäß sind
nun zusätzlich an den Schneidenhaltern Eingriffselemente
vorgesehen, welche dafür sorgen, dass die Schneidenhalter über die
Eingriffselemente formschlüssig miteinander in Eingriff
sind. Dabei sind die Eingriffselemente derart angeordnet, dass sie
eine Relativbewegung der Schneidenhalter zueinander nur in radialer
Richtung quer zur Längsachse des Werkzeughalters zulassen. Diese
radiale Richtung ist die Durchmesserrichtung, in welcher die Schneidenhalter
gegeneinander verschiebbar sind, um den Werkzeugdurchmesser einstellen
zu können. In Richtung parallel zur Längs- bzw.
Drehachse des Werkzeughalters verhindern die Eingriffselemente Relativbewegungen
zwischen den beiden Schneidenhaltern. Auf diese Weise können die
Ein griffselemente insbesondere ein Verscheren der beiden Schneidenhalter
gegeneinander aufgrund der beim Einsatz auftretenden Schnittreaktionskräfte verhindern.
Ein Verscheren der Schneidenhalter könnte zu einem Verkanten
und insbesondere höheren Andruckkräften in der
Führung und damit größerer Reibung führen.
Durch die Verschersicherung kann somit die Reibung reduziert werden,
so dass ein leichteres Pendeln auch bei hohen Reibschnittgeschwindigkeiten
sichergestellt ist. Somit können insgesamt höhere
Schnittgeschwindigkeiten erreicht werden.
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Besonders
bevorzugt weisen die Eingriffselemente an zumindest einem der Schneidenhalter eine
Nut und an dem anderen Schneidenhalter zumindest einen korrespondierenden
Vorsprung auf, welcher in die Nut eingreift. Nut und Vorsprung sind dabei
bevorzugt an denjenigen Oberflächen der beiden Schneidenhalter
ausgebildet, welche einander zugewandt sind. Die Ausgestaltung der
Eingriffselemente als Nut und Vorsprung hat den Vorteil, dass auch
beim Verschieben der Schneidenhalter gegeneinander der Eingriff
des Vorsprungs in die Nut beibehalten werden kann, da der Vorsprung
sich in Verschieberichtung in der Nut bewegen kann.
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Die
Nut erstreckt sich zweckmäßigerweise in radialer
Richtung, d. h. Durchmesserrichtung bezogen auf die Längsachse
des Werkzeughalters. Vorzugsweise erstreckt sich die Nut dabei über
die gesamte Länge des Schneidenhalters, was einen großen
Verstellweg der beiden Schneidenhalter gegeneinander bei gleichzeitigem,
formschlüssigem Eingriff ermöglicht. Darüber
hinaus sind die Eingriffselemente besonders bevorzugt so gestaltet,
dass ein formschlüssiger Eingriff zwischen beiden Schneidenhaltern
in Durchmesserrichtung zumindest an zwei möglichst weit
voneinander beabstandeten Punkten stattfindet, um eine maximale
Verschersicherheit zu erreichen. Auch eine solche Ausgestaltung
wird durch Vorsehen einer Nut begünstigt.
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Der
zumindest eine Vorsprung ist vorzugsweise rippenförmig
ausgebildet und erstreckt sich ebenfalls in radialer bzw. Durchmesserrichtung
bezüglich der Längsachse des Werkzeughalters.
Dabei erstreckt sich auch der Vorsprung vorzugsweise im Wesentlichen über
die gesamte Länge des Schneidenhalters, zumindest über
die von dem anderen Schneidenhalter überlappte Länge.
Der rippenförmige Vorsprung weist weiter bevorzugt eine
Querschnittsform auf, welche der Querschnittsform einer korrespondierenden
Nut an dem anderen Schneidenhalter entspricht, so dass ein formschlüssiger Eingriff
zwischen Vorsprung und Nut möglich ist. Da sich Vorsprung
und Nut bevorzugt in radialer Richtung erstrecken, ist die Verschiebbarkeit
der beiden Schneidenhalter relativ zueinander auch bei formschlüssigem
Eingriff der Eingriffselemente gewährleistet. Die Eingriffselemente
verhindern lediglich eine Relativbewegung zwischen den beiden Schneidenhaltern
in einer Richtung quer zur Durchmesserrichtung, d. h. parallel zur
Längsachse des Werkzeughalters. Durch die Ausgestaltung
der Eingriffselemente als länglicher, stegförmiger
Vorsprung und Nut wird ein großer Eingriffsbereich entlang
der Durchmesserlinie zwischen den beiden Schneidenhaltern gewährleistet,
so dass eine maximale Verschersicherheit geschaffen wird.
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Die
beiden Schneidenhalter sind darüber hinaus vorzugsweise
durch ein Klemmelement lösbar miteinander verbunden. Durch
Lösen des Klemmelementes wird es ermöglicht, die
Schneidenhalter gegeneinander zu verstellen, um den Werkzeugdurchmesser,
d. h. den Abstand der Schneiden zueinander zu ändern. Hierzu
kann zusätzlich ein Verstellelement, beispielsweise eine
Stellschraube vorgesehen sein. Das Klemmelement dient dann dazu,
nach dem Einstellen die beiden Schneidenhalter in der gewünschten
Durchmesserposition aneinander kraftschlüssig zu fixieren.
Der Kraftschluss, welcher durch das Klemmelement zwischen den beiden
Schneidenhaltern erzeugt wird, muss im Wesentlichen lediglich die
Kräfte in der Durchmesserrichtung zwischen den Schneiden,
d. h. in der Pendelrichtung des Schneidenblocks aufneh men, da die
Kräfte quer zu dieser Richtung, d. h. Momente, die zu einer
Verscherung zwischen den beiden Schneidenhaltern führen
könnten, durch die zusätzlichen Eingriffselemente
aufgenommen werden.
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Die
Schneidenhalter können gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform jeweils eine Aufnahme zum Anbringen eines
Schneideinsatzes aufweisen. Bei dem Schneideinsatz kann es sich
beispielsweise um eine Wendeschneidplatte handeln, welche an dem
Schneidenhalter befestigt wird.
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Alternativ
ist es auch möglich, die Schneidenhalter so auszubilden,
dass die Schneiden direkt an bzw. in dem Schneidenhalter, d. h.
einstückig mit diesem ausgebildet sind. Dann werden, wenn
die Schneiden abgenutzt sind, die gesamten Schneidenhalter getauscht,
nicht lediglich eingesetzte Schneidelatten.
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Zur
weiteren Reduzierung der Reibung ist es bevorzugt, die auf den Schneidenblock
in der Führung des Werkzeughalters wirkenden Kippmomente zu
reduzieren. Diese Kippmomente führen zu Andruckkräften
an den Führungsflächen, welche die Reibung erhöhen.
Die Kippmomente werden dadurch reduziert, dass die Führungsflächen,
mittels derer der Schneidenblock in dem Werkzeughalter geführt
wird, möglichst nahe an die Wirkungslinien der an den Schneiden
auftretenden Schnittreaktionskräfte verlagert werden. Dadurch
werden die Hebelarme für die von diesen Schnittreaktionskräfte
in der Führung verursachten Kippmomente verkürzt,
wodurch die auftretenden Momente und damit auch die durch diese
verursachten Andruckkräfte in den Führungen vermindert
werden. Auf diese Weise kann die Reibung in den Führungen
verringert werden. Die Schneiden liegen im Wesentlichen am in Vorschubrichtung
vorderen Ende des Werkzeuges bzw. des Schneidenblocks. Aus diesem
Grunde werden gemäß der Erfindung auch die Führungsflächen
möglichst zum axial in Vorschubrichtung vorne gelegenen Ende
des Schneidenblocks verlagert, damit sie möglichst nahe
an den Schneiden und somit den Wirkungslinien der Schnittreaktionskräfte
liegen.
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Der
Schneidenblock wird in zwei Richtungen in dem Werkzeughalter geführt,
nämlich einmal in axialer und einmal in radialer Richtung,
und zwar in radialer Richtung quer zu der Durchmesserrichtung, entlang
derer der Schneidenblock bei der Bearbeitung pendelt. Für
die axiale Führung sind zumindest zwei axiale Führungsflächen
an dem Schneidenblock vorgesehen bzw. ausgebildet. Um Kräfte
in beiden Axialrichtungen in Richtung der Längs- bzw. Drehachse
des Werkzeughalters übertragen zu können, sind
diese beiden axialen Führungsflächen entweder einander
zu- oder abgewandt, d. h. in entgegengesetzte Richtungen gerichtet.
Zur radialen Führung sind zwei radiale Führungsflächen
vorgesehen, welche ebenfalls entweder einander zu- oder einander abgewandt
sind, d. h. entgegengesetzt zueinander gerichtet sind, um das Antriebsmoment
auf den Schneidenblock übertragen zu können. Zur
Verringerung der Kippmomente sind vorzugsweise entweder die radialen
Führungsflächen oder die axialen Führungsflächen,
idealerweise jedoch sowohl die radialen als auch die axialen Führungsflächen
derart angeordnet, dass sie möglichst nahe der Schneiden und
der Wirkungslinien der auftretenden Schnittreaktionskräfte
gelegen sind. Hierzu sind entweder die axialen Führungsflächen
und/oder die radialen Führungsflächen an dem Schneidenblock
so angeordnet bzw. ausgebildet, dass die Führungsflächen
von der in Vorschubrichtung rückseitigen Stirnseite des Schneidenblocks
beabstandet sind, d. h. die Führungsflächen sind
in Vorschubrichtung nach vorne zu den Schneiden hin verlagert.
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Bevorzugt
sind die beiden axialen Führungsflächen und/oder
die beiden radialen Führungsflächen in der in
Vorschubrichtung vorderen Hälfte des Schneidenblocks ausgebildet.
Das heißt, im Bereich der hinteren Hälfte des
Schneidenblockes findet keine Führung in radialer Richtung und/oder
keine Führung in axialer Richtung statt. Somit findet in
dem Bereich des Schneidenblockes, welcher in axialer Richtung, d.
h. in Richtung der Längsachse weit von den Schneiden bzw.
den Wirkungslinien der Schnittreaktionskräfte beabstandet
ist, keine Führung satt. So kann es in diesem Bereich,
in welchem ein großer Hebelarm gegeben wäre, nicht
zu einem Verkanten und erhöhten Reibungskräften
kommen.
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Idealerweise
sind die beiden axialen Führungsflächen und/oder
die beiden radialen Führungsflächen im Bereich
des in Vorschubrichtung vorderen Endes des Schneidenblockes ausgebildet.
Das heißt, die Führungsflächen liegen
in axialer Richtung in dem Bereich des Schneidenblocks, in dem auch die
Schneiden angeordnet sind und die Schnittreaktionskräfte
auftreten. Insofern können Kippmomente nahezu vollständig
minimiert werden und die dadurch verursachte Reibung weitgehend
ausgeschlossen werden.
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Weiter
bevorzugt sind die radialen und/oder axialen Führungsflächen
derart angeordnet, dass sich die Wirkungslinien der Radialkomponenten
der an den Schneiden auftretenden Schnittreaktionskräfte
zwischen den beiden axialen Führungsflächen und/oder
den beiden radialen Führungsflächen erstrecken.
Auf diese Weise wird ein mögliches Verkanten mit erhöhter
Reibung innerhalb der Führung verhindert. Die radialen
Führungsflächen grenzen besonders bevorzugt direkt
an eine der axialen Führungsflächen an. Radiale
und axiale Führungsflächen erstrecken sich vorzugsweise
normal zueinander. Dadurch, dass alle Führungsflächen
sehr nahe zueinander angeordnet werden, kann ein Kippen und Verkanten
des Schneidenblockes in der Führung mit erhöhter
Reibung verhindert werden.
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Zur
Ausbildung der axialen Führungsflächen ist an
dem Schneidenblock vorzugsweise zumindest ein sich quer zur Längsachse
des Werkzeughal ters erstreckender rippenförmiger Vorsprung
ausgebildet, welcher zwei einander in Richtung der Längsrichtung abgewandte
Oberflächen aufweist, welche die axialen Führungsflächen
bilden. Der rippenförmige Vorsprung bzw. die rippenförmige
Auskragung weist dabei in Richtung der Längsachse nur eine
sehr geringe Dicke insbesondere eine Dicke auf, welche deutlich geringer
ist als die Gesamtausdehnung des Schneidenblockes in dieser Richtung.
Auf diese Weise können die beiden axialen Führungsflächen
sehr dicht aneinander angeordnet werden, wodurch ein Verkanten mit
erhöhter Reibung weitgehend ausgeschlossen werden kann.
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Besonders
bevorzugt sind an dem Schneidenblock zwei rippenartige Vorsprünge
an radial entgegengesetzten Seitenflächen ausgebildet.
Durch diese Ausgestaltung wird eine besonders stabile Führung
gebildet. Die rippenartigen Vorsprünge sind dabei idealerweise
so ausgestaltet, dass sich die von diesen gebildeten axialen Führungsflächen
jeweils in einer Ebene erstrecken, d. h. die Vorsprünge
und die von Ihnen gebildeten Führungsflächen liegen
in Richtung der Längsachse jeweils an derselben Position.
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Eine
der axialen Führungsflächen ist vorzugsweise an
der in Vorschubrichtung vorderen Stirnseite des Schneidenblocks
ausgebildet. So kann die Führung an dieser Stelle direkt
an der Wandung der Ausnehmung bzw. Nut in welcher der Schneidenblock
in dem Werkzeughalter geführt ist, erfolgen. Idealerweise
liegt diese Fläche an dem Werkzeughalter an einem abnehmbaren
Deckel, welcher eine Aufnahmenut für den Schneidenblock
an dem Werkzeughalter stirnseitig verschließt.
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Die
axialen Führungsflächen sind vorzugsweise an korrespondierenden
Führungsflächen in dem Werkzeughalter gleitend
in Anlage, wobei die korrespondierenden Führungsflächen
in dem Werkzeughalter vorzugsweise von zwei einander gegenüberliegenden
Wandungen einer Nut gebildet werden. Dies ermöglicht es,
dass die rippenartigen Vorsprünge des Schneidenblocks,
an welchem die axialen Führungsflächen gebildet
sind, in die in dem Werkzeughalter gebildete Nut eingreifen und
so auf sehr kleinem Bauraum eine Führung des Schneidenblocks
realisiert werden kann.
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Die
Nut wird dabei bevorzugt von einem Absatz in der Ausnehmung bzw.
Nut für den Schneidenblock gebildet. Dabei sind die axialen
Führungsflächen an dem Absatz des Werkzeughalters
in Vorschubrichtung nach vorne gerichtet, so dass der Schneidenblock
stirnseitig in den Werkzeughalter eingesetzt werden kann. Die entgegengesetzt
wirkende axiale Führungsfläche an dem Werkzeughalter
ist entsprechend gegenüberliegend ausgebildet und wird
vorzugsweise durch ein abnehmbares Bauteil gebildet. Besonders bevorzugt
wird eine der korrespondierenden Führungsflächen
in dem Werkzeughalter an einem abnehmbaren Deckelelement gebildet,
welches zum Verschließen der Ausnehmung bzw. Nut, welche
den Schneidenblock aufnimmt, dient.
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Anstatt,
wie vorangehend beschrieben, die axialen Führungsflächen
an Auskragungen bzw. Vorsprüngen der Schneidenblocks auszubilden,
könnten diese axialen Führungsflächen
auch in Einkerbungen bzw. Nuten in dem Schneidenblock ausgebildet
sein, wobei dann die korrespondierenden Führungsflächen
in dem Werkzeughalter an entsprechenden Vorsprüngen, welche
in die Nuten des Schneidenblocks eingreifen, ausgebildet würden.
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Die
radialen Führungsflächen werden vorzugsweise von
Abschnitten zweier radial entgegengesetzt gerichteter Seitenwandungen
des Schneidenblocks gebildet. Die korrespondierenden radialen Führungsflächen
in dem Werkzeughalter können dann von den gegenüberliegenden
Seitenwandungen der Nut oder Ausnehmung, in welche der Schneidenblock
eingesetzt ist, gebildet werden. Allerdings sind vor zugsweise nicht
die gesamten dem Werkzeughalter zugewandten Seitenwandungen des Schneidenblocks
als radiale Führungsflächen ausgebildet. Vielmehr
werden die radialen Führungsflächen nur von einem
Abschnitt bzw. Teilbereich dieser Seitenwandungen gebildet, so dass
die Fläche, an welcher der Schneidenblock in radialer Richtung
an dem Schneidenhalter anliegt, zur Verringerung der Reibung minimiert
wird. Um auftretende Momente, welche ein Verkanten verursachen könnten,
zu minimieren, sind darüber hinaus, wie oben beschrieben,
die Abschnitte so gelegt, dass sie möglichst nahe an den Wirkungslinien
der Schnittreaktionskräfte, d. h. idealerweise in Vorschubrichtung
weiter vorne gelegen sind. Das heißt, der in Vorschubrichtung
am hinteren Ende gelegene Bereich der Seitenwandungen des Schneidenblocks
kommt nicht in gleitenden Kontakt mit den zugewandten Wandungen
des Werkzeughalters.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen Schneidenblock für eine
Maschinenreibahle gemäß der vorangehenden Beschreibung.
Wie oben anhand der gesamten Maschinenreibahle beschrieben, weist
der erfindungsgemäße Schneidenblock zwei miteinander verbundene
Schneidenhalter auf. Dieser Schneidenblock ist zum Einsatz in einer
Maschinenreibahle vorgesehen, derart, dass der Schneidenblock in
der Maschinenreibahle während des Bearbeitungsvorganges
in Durchmesserrichtung pendeln kann. Erfindungsgemäß sind
Eingriffselemente vorgesehen, welche einen formschlüssigen
Eingriff der beiden Schneidenhalter miteinander bewirken. Dabei
ist der formschlüssige Eingriff dergestalt, dass eine Relativbewegung
der Schneidenhalter zueinander nur in einer radialen Richtung quer
zur Längsachse des Werkzeughalters möglich ist.
Diese radiale Richtung ist die Durchmesserrichtung, in welcher der
Schneidenblock während des Bearbeitungsvorgangs pendeln
kann. Diese Richtung entspricht, wie oben beschrieben, der Richtung,
in welcher die Schneidenhalter zur Einstellung des Werkzeugdurchmessers gegeneinander
verschiebbar sind. Im Übrigen kann der Schneiden block in
der Weise ausgestaltet sein, wie es vorangehend anhand der gesamten
Maschinenreibahle beschrieben wurde.
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Nachfolgend
wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten
Figuren beschrieben. In diesen zeigt:
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1 eine
perspektivische Gesamtansicht einer Maschinenreibahle gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine
Explosionsansicht einer Maschinenreibahle gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung,
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3a, 3b den
Werkzeughalter der Maschinenreibahle gemäß 2 in
zwei um 90° gedrehten Ansichten,
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4a–4d einen
ersten Schneidenhalter der Maschinenreibahle gemäß 2 in
vier verschiedenen Seitenansichten und
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5a–5d den
zweiten Schneidenhalter der Maschinenreibahle gemäß 2 in
vier verschiedenen Seitenansichten.
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In
den 4 und 5 zeigen jeweils die Ansichten
a) eine Draufsicht auf den Schneidenhalter von der dem jeweils anderen
Schneidenhalter zugewandten Seite. Ansicht c) zeigt eine Draufsicht
auf die dieser Seite entgegengesetzte, d. h. dem jeweiligen anderen
Schneidenhalter abgewandte Oberfläche. Die Ansicht b) zeigt
eine Draufsicht auf die radiale Stirnseite, an welcher die Schneide
angebracht wird. Die Ansicht d) zeigt eine Draufsicht auf die axiale
Stirnseite des Schneidenhalters, welche in Vorschubrichtung des
Werkzeuges vorne gelegen ist.
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Die
in 1 und 2 dargestellten Maschinenreibahlen
weisen einen Werkzeughalter 2 auf, welcher eine im Wesentlichen
kreiszylindrische Grundform aufweist. An einem Axialende ist an
dem Grundkörper 4 eine Aufnahme 6 zur
Anbringung an einer Spindel einer Werkzeugmaschine ausgebildet. Bei
der Bearbeitung rotiert der Werkzeughalter 2 um seine Dreh-
bzw. Längsachse Z. Dabei wird die Maschinenreibahle entlang
der Achse Z in Richtung zu dem der Aufnahme 6 abgewandten
Ende hin vorgeschoben. An dem der Aufnahme 6 abgewandten
Axialende, d. h. dem in Vorschubrichtung vorderen Ende ist eine
Nut 8 ausgebildet, in welche das eigentliche Werkzeug in
Form eines Schneidenblockes 10 eingesetzt ist. Der Schneidenblock 10 ist
in der Nut 8 beweglich geführt, so dass er sich
in radialer bzw. Umfangsrichtung D in der Nut 8 bewegen
bzw. pendeln kann. An dem Schneidenblock 10 sind an diametral in
Richtung des Durchmessers D entgegengesetzten Enden Schneiden 12 ausgebildet.
Im gezeigten Beispiel sind die Schneiden 12 an Schneideinsätzen bzw.
Wendeschneidplatten 14 ausgebildet, welche mittels Klemmschrauben
an dem Schneidenblock 10 fixiert sind.
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Der
Schneidenblock 10 wird durch zwei Schneidenhalter 16, 18 gebildet,
welche über eine Klemmverbindung aneinander befestigt sind.
Dabei ist jeweils ein Schneideinsatz 14 an einem der Schneidenhalter 16, 18 angebracht.
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Die
beiden Schneidenhalter
16,
18 sind durch Lösen
der Klemmverbindung in der Durchmesserrichtung D gegeneinander verschiebbar,
um den exakten Bearbeitungsdurchmesser einstellen zu können.
Klemm- und Einstellmittel, welche hierzu erforderlich sind, sind
in der aus
DE 101
29 399 A1 bekannten Weise ausgebildet. Auch wird das Pendelspiel,
um welches der Schneidenblock in der Nut
8 entlang der
Durchmesserrich tung D pendeln kann, in der aus
DE 101 29 399 A1 bekannten
Weise begrenzt.
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Die
Ausnehmung bzw. Nut 8, in welche der Schneidenblock 10 eingesetzt
ist, ist stirnseitig, d. h. an dem in Vorschubrichtung vorderen
Stirnende des Werkzeughalters 2 durch einen Deckel 20 verschlossen.
Bei der Ausführungsform gemäß 1 wird
der Schneidenblock 10 so in der Nut 8 zwischen
deren Seitenwandungen radial sowie zwischen dem Deckel 20 und
dem Nutboden 22 axial geführt.
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Erfindungsgemäß erfolgt
die Verbindung zwischen den Schneidenhaltern
16,
18 nicht
nur durch Klemmmittel, wie sie beispielsweise aus
DE 101 29 399 A1 bekannt
sind. Zusätzlich sind hier Eingriffsmittel für
einen formschlüssigen Eingriff vorgesehen. Dazu ist in
dem ersten Schneidenhalter
16 an der dem zweiten Schneidenhalter
18 zugewandten Oberfläche
eine Nut
24 ausgebildet, welche sich in der Durchmesserrichtung
D erstreckt. Korrespondierend zu der Nut
24 ist an der
dem ersten Schneidenhalter
16 zugewandten Oberfläche
des zweiten Schneidenhalters
18 ein rippen- bzw. stegförmiger Vorsprung
26 ausgebildet.
Dieser Vorsprung
26 greift in die Nut
24 ein.
Dabei entspricht die Breite des Steges
26 in Richtung der
Längsachse Z der Nut breite der Nut
24 in derselben
Richtung, so dass der Vorsprung
26 im Wesentlichen spielfrei
in die Nut
24 eingreift. Der formschlüssige Eingriff
zwischen Nut
24 und Vorsprung
26 verhindert, dass
die Schneidenhalter
16,
18 in Richtung der Längsachse
Z gegeneinander verschoben werden können oder gegeneinander verscheren
können. Vorsprung
26 und Nut
24 lassen lediglich
ein Verschieben der beiden Schneidenhalter
16,
18 in
Richtung der Durchmesserachse D zu. Dadurch wird erreicht, dass
die Schnittkraftkomponenten, welche an den Schneiden
12 in
Richtung der Längsachse Z angreifen, kein Verscheren der
beiden Schneidenhalter
16,
18, was zu einem Verkanten
in der Nut
8 zwischen Nutboden
22 und Deckel
20 führen
könnte, bewirken können. Auf diese Weise wird die
Reibung in der Nut verringert und ein leichteres Pendeln des Schneidenblockes
10 ermöglicht,
so dass höhere Schnittgeschwindigkeiten, welche ein schnelleres
Pendeln des Schneidenblockes
10 in dem Werkzeughalter
2 erfordern,
mit der erfindungsgemäßen Verschersicherung möglich
werden.
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2 bis
5 zeigen
eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher
die Verschersicherung zwischen den beiden Schneidenhaltern
16,
18 in
derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet
ist. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von
der anhand von
1 beschriebenen Ausführungsform
lediglich in der Art und Weise, wie der Schneidenblock
10 in
der Nut
8 geführt ist, was unten näher
beschrieben wird. In
2 sind darüber hinaus
die Klemmelemente, über welche die Schneidenhalter
16,
18 miteinander
verbunden sind, gezeigt. Dies sind ein Spannbolzen
28 sowie
eine mit diesem zusammenwirkende Spannschraube
30. Darüber
hinaus ist zur Durchmessereinstellung eine Verstellschraube
32 vorgesehen. Klemmung
und Verstellung der Schneidenhalter
16 und
18 erfolgt
wie aus
DE 101 29
399 A1 bekannt. Das Gleiche gilt für die Begrenzung
des Pendelspiels durch den Träger
34 und die auf
diesem angeordneten Stifte
36.
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In 4 und 5,
welche die beiden Schneidenhalter 16 und 18 von
verschiedenen Seiten zeigen, ist zu erkennen, dass sich die Nut 24 an der
dem Schneidenhalter 18 zugewandten Oberfläche
des Schneidenhalters 16 über die gesamte Länge
des Schneidenhalters in Durchmesserrichtung D erstreckt. Entsprechend
erstreckt sich der korrespondierende Steg bzw. rippenförmige
Vorsprung 16 an dem Schneidenhalter 18 an dessen
dem Schneidenhalter 16 zugewandten Seite über
den größten Teil der Länge des Schneidenhalters 18 in
Richtung des Durchmessers D. Der Vorsprung 26 endet an
dem Schneidenhalter 18 in Durchmesserrichtung D im Wesentlichen
an der Stelle, an welcher die Aufnahme 38 für
den Schneideinsatz 14 anfängt. In diesem Bereich
ist der Vorsprung nicht ausgebildet, da dieser Teil des Schneidenhalters
im Einsatz im Wesentlichen immer über den gegenüberliegenden
ersten Schneidenhalter 16 vorsteht. Daher würde
ein Vorsprung in diesem Bereich die Spanabfuhr und Kühlschmierstoffzufuhr
beeinträchtigen. Es ist jedoch in den 4 und 5 zu
erkennen, dass sowohl die Nut 24 als auch der Vorsprung 26 über
die gesamte Länge desjenigen Bereiches, in welchem sich
die beiden Schneidenhalter 16 und 18 im montierten
Zustand überlappen, erstrecken. Durch den formschlüssigen
Eingriff über die gesamte Überlappungslänge wird
eine maximale Verschersicherung der Schneidenhalter 16 und 18 zueinander
erreicht.
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Bei
der in den 2 bis 5 gezeigten
Maschinenreibahle ist darüber hinaus die Führung
des Schneidenblockes 10 in der Nut 8 in der Weise
optimiert, dass sämtliche Flächen, welche zur
Führung dienen, in die Nähe der Wirkungslinien
der an den Schneiden 12 auftretenden Schnittreaktionskräfte verlegt
sind. So wird die Axial-Führung des Schneidenblockes 10 nicht
durch den Nutboden 22 bewirkt, sondern durch Axial-Führungsflächen 40,
welche im Bereich des in Vorschubrichtung vorderen Endes des Schneidenblockes
gelegen sind. Dazu sind am in Vorschubrichtung vorderen Stirnende
der Schneidenhalter 16, 18 an den dem jeweils
anderen Schneidenhalter abgewandten Seiten Auskragungen 42 ausgebildet,
welche sich in radialer Richtung quer zu der Durchmesserachse D
von den Seitenflächen der Schneidenhalter 16 und 18 wegerstrecken.
Die Axial-Führungsflächen 40 erstrecken
sich normal zu der Längsachse Z an der in Vorschubrichtung
hinteren bzw. rückseitigen Seite der Auskragungen 42.
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Korrespondierend
sind an der Nut 8 in dem Grundkörper 4 des
Werkzeughalters 2 an dem dem Nutboden 22 abgewandten
offenen Ende der Nut Absätze 44 ausgebildet, welche
korrespondierende Axial-Führungsflächen in dem
Werkzeughalter 2 bilden. Die Absätze 44 bilden
Konsolen mit sich ebenfalls normal zu der Längsachse Z
erstreckenden Oberflächen, mit welchen die Axial-Führungsflächen 40 gleitend
zur Anlage kommen. Gleichzeitig ist der Schneidenblock 10 in
seiner axialen Länge in Richtung der Längsachse
Z so dimensioniert, dass die in Vorschubrichtung rückseitige
Oberfläche des Schneidenblocks 10 nicht am Nutboden 22 der
Nut 8 zur Anlage kommt. So wird die Führung allein
von den Axial-Führungsflächen 40 übernommen.
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In
der entgegengesetzten Richtung erfolgt die Axial-Führung
durch den Deckel 20, welcher gleitend an den Axial-Führungsflächen 46 anliegt.
Die Axial-Führungsflächen 46 sind die
stirnseitigen Oberflächen der Schneidenhalter 16 und 18 an
der in Vorschubrichtung vorderen Seite. Im montierten Zustand ist
der Abstand zwischen der Innenseite des Deckels 20, welche
dem Grundkörper 4 zugewandt ist, und den Absätzen 44 so
gewählt, dass er dem Abstand der Axial-Führungsflächen 40 von
der Axial-Führungsfläche 46 entspricht,
so dass in axialer Richtung der Schneidenblock 10 bzw.
die Schneidenhalter 16 und 18 im Wesentlichen
spielfrei zwischen den Absätzen 44 und dem Deckel 20 gehalten
werden. Dabei kann sich der Schneidenblock 10 durch Gleiten an
der Deckelinnenseite und dem Absatz 44 in der Durchmesserrichtung
D pendelnd bewegen.
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Die
Axial-Führungsflächen 40 und 46 sind
so angeordnet, dass sie sehr nah an den Wirkungslinien der an den
Schneiden 12 auftretenden Schnittreaktionskräften
liegen. Die Wirkungslinie der in Durchmesserrichtung verlaufenden
Komponente der Schnittreaktionskraft verläuft idealerweise
zwischen den beiden Axial-Führungsflächen 40 und 46.
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Durch
die Anordnung der Führungsflächen nahe der Wirkungslinie
der Schnittreaktionskraft werden die für ein Kippmoment
verantwortlichen Hebelarme derart verkürzt, dass ein mögliches
Moment, welches auf den Schneidenblock 10 wirkt und zu
einem Verkanten zwischen den Axial-Führungsflächen führen
könnte, deutlich minimiert wird. Auf diese Weise wird die
auftretende Andruckkraft und damit die Reibung in der Führung
des Schneidenblockes 10 verringert.
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Auch
die Radial-Führungsflächen 48 des Schneidenblockes 10 bzw.
der Schneidenhalter 16 und 18, welche gleitend
mit den Seitenwandungen 50 der Nut 8 in Kontakt
sind, sind zum in Vorschubrichtung vorderen Ende des Schneidenblockes 10 hin verlagert.
Damit liegen auch die Radial-Führungsflächen 48 in
der Nähe der Wirkungslinien der an den Schneiden 12 auftretenden
Schnittreaktionskräfte. Die Radial-Führungsflächen 48 erstrecken
sich in einem Winkel von 90° zu den Axial-Führungsflächen 40,
im Wesentlichen direkt an diese angrenzend. Die in die Nähe
der Schneiden bzw. der Wirkungslinien der Schnittreaktionskräfte
verlagerte Radial-Führung wird durch in Richtung der Längsachse
Z verkürzte Anlageflächen erreicht. Das bedeutet,
die Bereiche 52 der Seitenflächen der Schneidenhalter 16 und 18, welche
den Seitenwandungen 50 der Nut 8 zugewandt sind,
sind als zurückspringende Absätze, beispielsweise
durch Schleifen, ausgebildet, so dass die Bereiche 52 nicht
mit den Seitenwandungen 50 in Kontakt kommen. Die Führung
in radialer Richtung wird lediglich von den Radial-Führungsflächen 48 übernommen,
welche in der in Vorschubrichtung vorderen Hälfte des Schneidenblockes 10 ausgebildet sind.
So wird auch bei der radialen Führung die Reibung durch
Verkürzen der Hebelarme für auftretende Kippmomente
minimiert. Insgesamt wird somit ein Verkanten des Schneidenblocks 10 in
der Nut 8 verhindert, wodurch Reibung verursachende Andruckkräfte
auf die Führungsflächen verringert werden.
-
- 2
- Werkzeughalter
- 4
- Grundkörper
- 6
- Aufnahme
- 8
- Nut
- 10
- Schneidenblock
- 12
- Schneiden
- 14
- Schneideinsätze
- 16,
18
- Schneidenhalter
- 20
- Deckel
- 22
- Nutboden
- 24
- Nut
- 26
- Vorsprung
- 28
- Spannbolzen
- 30
- Spannschraube
- 32
- Verstellschraube
- 34
- Träger
- 36
- Stifte
- 38
- Aufnahmen
- 40
- Axial-Führungsflächen
- 42
- Auskragungen
- 44
- Absätze
- 46
- Axial-Führungsflächen
- 48
- Radial-Führungsflächen
- 50
- Seitenwandungen
der Nut 8
- 52
- Bereich
der Seitenflächen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10129399
A1 [0001, 0034, 0034, 0036, 0037]