DE102007007399A1

DE102007007399A1 - Maschinenreibahle

Info

Publication number: DE102007007399A1
Application number: DE102007007399A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. Wessely
Original assignee: CBS PRAEZ SWERKZEUGE GmbH; Cbs Prazisionswerkzeuge GmbH
Current assignee: CBS PRAEZ SWERKZEUGE GmbH; Cbs Prazisionswerkzeuge GmbH
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-02-13
Also published as: DE102007007399B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschinenreibahle mit einem Werkzeughalter und einem Schneidenblock, welcher in dem Werkzeughalter quer zu dessen Längsachse beweglich geführt ist, wobei an dem Schneidenblock zu dessen Führung zumindest zwei in Richtung der Längsachse einander zu- oder abgewandte axiale Führungsflächen sowie zumindest zwei in Richtung quer zur Längsachse einander zu- oder abgewandte radiale Führungsflächen ausgebildet sind, wobei diese beiden axialen Führungsflächen und/oder diese beiden radialen Führungsflächen an dem Schneidenblock in Richtung der Längsachse des Werkzeughalters beabstandet von der in Vorschubrichtung rückseitigen Stirnseite des Schneidenblockes angeordnet sind.

Description

Beispielsweise aus DE 101 29 399 A1 , DE 101 29 401 A1 sowie DE 1 299 493 A sind Maschinenreibahlen mit beweglich angeordnetem Messer- bzw. Schneidenblock bekannt. Der Schneidenblock kann dabei in einem Werkzeughalter in Durchmesserrichtung bei der Bearbeitung pendeln, um beispielsweise einen Versatz zwischen Bohrungs- und Werkzeugachse ausgleichen zu können. Dabei ist es erforderlich, dass der Schneidenblock in dem Werkzeughalter in radialer und axialer Richtung geführt ist, so dass er sich nur in der gewünschten Pendelrichtung bewegen kann. Hierzu gleitet der Schneidenblock in einer Nut bzw. Ausnehmung im Inneren des Werkzeughalters. Problematisch sind dabei die auftretenden Reibungskräfte, welche bei der Bewegung Oberwunden werden müssen, insbesondere die zu überwindende Haftreibung bei jedem Pendelvorgang. Insbesondere um höhere Schnittgeschwindigkeiten erreichen zu können, ist es wünschenswert, die auftretende Reibung weitest möglichst zu minimieren.
Im Hinblick auf diese Problematik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Maschinenreibahle zu schaffen, bei welcher die auftretende Reibung in der Führung eines beweglichen Schneidenblockes verringert ist. Diese Aufgabe wird durch eine Maschinenreibahle mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie einen Schneidenblock mit den im Anspruch 18 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungs formen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den beigfügten Figuren.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, die auf den Schneidenblock in der Führung des Werkzeughalters wirkenden Kippmomente zu reduzieren. Diese Kippmomente führen zu Andruckkräften an den Führungsflächen, welche die Haftreibung 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 Haftreibung 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.
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 vor gesehen, welche ebenfalls entweder einander zu- oder einander abgewandt sind, d. h. entgegengesetzt zueinander gerichtet sind, um das Antriebsmoment auf den Schneideblock übertragen zu können. Zur Verringerung der Kippmomente sind 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.
Bevorzugt sind die beiden axialen Führungsflächen und/oder die beiden radialen Führungsflächen in der in Vorschubrichtung vorderen Halfte 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 Haftreibungskräften kommen.
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 voll ständig minimiert werden und die dadurch verursachte Haftreibung weitgehend ausgeschlossen werden.
Weiter bevorzugt sind die radialen und/oder axialen Führungsflächen derart angeordnet, dass sich die Wirkungslinien der Radial-Komponenten 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 Haftreibung 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 Haftreibung verhindert werden.
Zur Ausbildung der axialen Führungsflächen ist an dem Schneidenblock vorzugsweise zumindest ein sich quer zur Längsachse des Werkzeughalters 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 Haftreibung weitgehend ausgeschlossen werden kann.
Besonders bevorzugt sind an dem Schneidenblock zwei rippenartige Vorsprünge an radial entgegengesetzten Seitenflächen ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung wird eine besonders stabile Führung gebil det. 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.
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.
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.
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 korres pondierenden Führungsflächen in dem Werkzeughalter an einem abnehmbaren Deckelelement gebildet, welches zum Verschließen der Ausnehmung bzw. Nut, welche den Schneidenblock aufnimmt, dient.
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.
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 vorzugsweise 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.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Schneidenblock aus zwei miteinander verbundenen Schneidenhalter gebildet, die über Eingriffselemente formschlüssig miteinander in Eingriff sind, welche eine Relativbewegung der Schneidenhalter zueinander nur in radialer Richtung quer zur Längsachse des Werkzeughalters zu lassen.
In Richtung parallel zur Längs- bzw. Drehachse des Werkzeughalters verhindern die Eingriffselemente Relativbewegungen zwischen den beiden Schneidenhaltern. Auf diese Weise können die Eingriffselemente 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.
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.
Die Nut erstreckt sich zweckmäßigerweise in radialer Richtung, d. h. Durchmesserrichtung bezogen auf die Längsachse des Werkzeughal ters. 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.
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.
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 aufnehmen, da die Kräfte quer zu dieser Richtung, d. h. Momente, die zur Verscherung zwischen den beiden Schneidenhaltern führen könnten, durch die zusätzlichen Eingriffselemente aufgenommen werden können.
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.
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 Schneidplatten.
Die Erfindung betrifft ferner einen Schneidenblock zur Verwendung in einer Maschinenreibahle gemäß der vorangehenden Beschreibung. An dem Schneidenblock sind zu dessen Führung in einem Werkzeughalter zumindest zwei in Vorschubrichtung einander zu- oder abgewandte, d. h. entgegengesetzt gerichtete axiale Führungsflächen sowie zumindest zwei in Richtung quer zur Vorschubrichtung einander zu- oder abgewandte, d. h. entgegengesetzt gerichtete radiale Führungsflächen ausgebildet. An diesen Führungsflächen kann der Schneidenblock in einem Werkzeughalter so geführt werden, dass er lediglich in Durchmesserrichtung des Werkzeughalters pendeln kann. Die axialen Führungsflächen und/oder die beiden radialen Führungsflächen sind an dem Schneidenblock so angeordnet, dass sie in Vorschubrichtung beabstandet von der in Vorschubrichtung rückseitigen Stirnseite des Schneidenblocks gelegen sind. Das heißt, bei dem Schneidenblock sind die Führungsflächen möglichst nahe an den Schneiden bzw. Aufnahmen für die Schneiden gelegen, so dass die Führungsflächen nahe an den Wirkungslinien auftretender Schnittreaktionskräfte liegen. Der erfindungsgemäße Schneidenblock kann im Übrigen so ausgestaltet sein, wie es oben anhand der gesamten Maschinenreibahle mit diesem Schneidenblock beschrieben wurde.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:
1 eine Explosionsansicht einer Maschinenreibahle gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2a und 2b zwei um 90° gedrehte Seitenansichten des Werkzeughalters der Maschinenreibahle gemäß 1,
3a bis 3d vier Seitenansichten des ersten Schneidenhalters der Maschinenreibahle in 1,
4a bis 4d vier Seitenansichten des zweiten Schneidenhalters der Maschinenreibahle gemäß 1 und
5 eine perspektivische Ansicht einer Maschinenreibahle gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In den 3 und 4 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.
Die in 1 dargestellte Maschinenreibahle weist 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.
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.
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 Durchmesserrichtung D pendeln kann, in der aus DE 101 29 399 A1 bekannten Weise begrenzt.
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.
Die Verbindung zwischen den Schneidenhaltern 16, 18 erfolgt 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 Nutbreite 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 gegen einander 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 Haftreibung 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.
In 1 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.
In 3 und 4, 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 Ober die gesamte Überlappungslänge wird eine maximale Verschersicherung der Schneidenhalter 16 und 18 zueinander erreicht.
Bei der in den 1 bis 4 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.
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.
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.
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 Radial-Komponente der Schnittreaktionskraft verläuft idealerweise zwischen den beiden Axial-Führungsflächen 40 und 46. 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 Andruck kraft und damit die Haftreibung in der Führung des Schneidenblockes 10 verringert.
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 Haftreibung verursachende Andruckkräfte auf die Führungsflächen verringert werden.
5 zeigte eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Die in 5 gezeigte Maschinenreibahle unterscheidet sich von der anhand der 1 bis 4 beschriebenen Maschinenreibahle nur dadurch, dass der Schneidenblock 10 einstückig, d. h. nicht aus zwei Schneidenhaltern 16 und 18 ausgebildet ist. Ferner sind auch die Schneiden 12 einstückig direkt in dem Schneidenblock 10 ausgebildet. Die Führung in radialer und axialer Richtung erfolgt jedoch in der vorangehend beschriebenen Weise. Für gleiche Bauteile wie in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform sind in 5 dieselben Bezugsziffern verwendet worden.

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, 0033, 0033, 0035, 0036]
- DE 10129401 A1 [0001]
- DE 1299493 A [0001]

Claims

Maschinenreibahle mit einem Werkzeughalter (2) und einem Schneidenblock (10), welcher in dem Werkzeughalter (2) quer zu dessen Längsachse (Z) beweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schneidenblock (10) zu dessen Führung zumindest zwei in Richtung der Längsachse (Z) einander zu- oder abgewandte axiale Führungsflächen (40, 46) sowie zumindest zwei in Richtung quer zur Längsachse (Z) einander zu- oder abgewandte radiale Führungsflächen (48) ausgebildet sind, wobei diese beiden axialen Führungsflächen (40, 46) und/oder diese beiden radialen Führungsflächen (48) an dem Schneidenblock (10) in Richtung der Längsachse (Z) des Werkzeughalters (2) beabstandet von der in Vorschubrichtung rückseitigen Stirnseite des Schneidenblockes (10) angeordnet sind.
Maschinenreibahle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden axialen Führungsflächen (40, 46) und/oder die beiden radialen Führungsflächen (48) in der in Vorschubrichtung vorderen Hälfte des Schneidenblocks (10) ausgebildet sind.
Maschinenreibahle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden axialen Führungsflächen (40, 46) und/oder die beiden radialen Führungsflächen (48) im Bereich des in Vorschubrichtung vorderen Endes des Schneidenblocks (10) ausgebildet sind.
Maschinenreibahle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die axialen (40, 46) und/oder radialen (48) Führungsflächen in direkter Nähe zu den Wirkungsli nien der an den Schneiden (12) auftretenden Schnittreaktionskräften erstrecken.
Maschinenreibahle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen (48) und/oder axialen (40, 46) Führungsflächen derart angeordnet sind, dass sich die Wirkungslinien der Radial-Komponenten der an den Schneiden (12) auftretenden Schnittreaktionskräfte zwischen den beiden axialen Führungsflächen (40, 46) und/oder den beiden radialen Führungsflächen (48) erstrecken.
Maschinereibahle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden radialen Führungsflächen (48) jeweils direkt an eine der axialen Führungsflächen (40) angrenzen.
Maschinenreibahle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schneidenblock (10) zumindest ein sich quer zur Längsachse (Z) des Werkzeughalters (2) erstreckender rippenförmiger Vorsprung (42) ausgebildet ist, welcher zwei einander in Richtung der Längsachse (Z) abgewandte Oberflächen aufweist, welche die axialen Führungsflächen (40, 46) bilden.
Maschinenreibahle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schneidenblock (10) zwei rippenartige Vorsprünge (42) an radial entgegengesetzten Seitenflächen ausgebildet sind.
Maschinenreibahle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der axialen Führungsflächen (46) an der in Vorschubrichtung vorderen Stirnseite des Schneidenblocks (10) ausgebildet ist.
Maschinenreibahle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Führungsflächen (40, 46) an korrespondierenden Führungsflächen (44) in dem Werkzeughalter (2) gleitend in Anlage sind, wobei die korrespondierenden Führungsflächen (44) in dem Werkzeughalter (2) vorzugsweise von zwei einander gegenüberliegende Wandungen einer Nut gebildet werden.
Maschinenreibahle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der korrespondierenden Führungsflächen (44) in dem Werkzeughalter an einem abnehmbaren Deckelelement (20) ausgebildet ist.
Maschinenreibahle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Führungsflächen (48) von Abschnitten zweier radial entgegengesetzt gerichteter Seitenwandungen des Schneidenblocks (10) gebildet werden.
Maschinenreibahle nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidenblock (10) aus zwei miteinander verbundenen Schneidenhaltern (16, 18) gebildet ist, die über Eingriffselemente (24, 26) formschlüssig miteinander in Eingriff sind, welche eine Relativbewegung der Schneidenhalter (16, 18) zueinander nur in radialer Richtung (D) quer zur Längsachse (Z) des Werkzeughalters (2) zulassen.
Maschinenreibahle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffselemente an zumindest einem der Schneidenhal ter (16) eine Nut (24) und an dem anderen Schneidenhalter (18) zumindest einen korrespondierenden Vorsprung (26), welcher in die Nut (24) eingreift, aufweisen.
Maschinenreibahle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (24) sich in radialer Richtung (D) vorzugsweise über die gesamte Länge des Schneidenhalters (16) erstreckt.
Maschinenreibahle nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (26) rippenförmig ausgebildet ist und sich in radialer Richtung (D) vorzugsweise über die gesamte Länge des Schneidenhalters (10) erstreckt.
Maschinenreibahle nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schneidenhalter (16, 18) über ein Klemmelement (28, 30) lösbar miteinander verbunden sind.
Schneidenblock für eine Maschinereibahle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schneidenblock (10) zu dessen Führung in einem Werkzeughalter (2) zumindest zwei in Vorschubrichtung einander zu- oder abgewandte axiale Führungsflächen (40, 46) sowie zumindest zwei in Richtung quer zur Vorschubrichtung einander zu- oder abgewandte radiale Führungsflächen (48) ausgebildet sind, wobei diese beiden axialen Führungsflächen (40, 46) und/oder diese beiden radialen Führungsflächen (48) an dem Schneidenblock (10) in Vorschubrichtung beabstandet von der in Vorschubrichtung rückseitigen Stirnseite des Schneidenblockes (10) angeordnet sind.