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Die
Erfindung betrifft eine Maschinenreibahle.
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Beispielsweise
aus
DE 101 29 399
A1 ,
DE 101
29 401 A1 ,
DE
28 54 630 C2 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 überwunden
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.
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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.
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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.
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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 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.
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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
Haftreibungskräften
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 voll ständig
minimiert werden und die dadurch verursachte Haftreibung weitgehend
ausgeschlossen werden.
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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.
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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.
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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 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.
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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 korres pondierenden 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 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.
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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.
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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.
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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 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.
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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 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.
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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 Schneidplatten.
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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.
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Nachfolgend
wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren
beschrieben. In diesen zeigt:
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1 eine
Explosionsansicht einer Maschinenreibahle gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung,
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2a und 2b zwei
um 90° gedrehte Seitenansichten
des Werkzeughalters der Maschinenreibahle gemäß 1,
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3a bis 3d vier
Seitenansichten des ersten Schneidenhalters der Maschinenreibahle
in 1,
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4a bis 4d vier
Seitenansichten des zweiten Schneidenhalters der Maschinenreibahle
gemäß 1 und
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5 eine
perspektivische Ansicht einer Maschinenreibahle gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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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.
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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.
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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 Durchmesserrichtung 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.
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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.
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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.
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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 26 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 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.
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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 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.
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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 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