-
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine runde Messerplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
-
Werkzeuge der hier angesprochenen Art, also solche mit einer runden Messerplatte, werden zur spanenden Bearbeitung von Werkstückoberflächen eingesetzt. Bei der Bearbeitung des Werkstücks verschleißt die Schneide der runden Messerplatte in einem bestimmten Bereich. Dieser hängt ab von der Schnitttiefe, dem Vorschub und dem Radius der Messerplatte beziehungsweise deren Schneide. Ab einem gewissen Verschleiß wird die Messerplatte um einen bestimmten Drehwinkel verdreht und in einer neuen Drehposition zur Bearbeitung der Werkstückoberfläche eingesetzt. Durch das Weiterdrehen der Messerplatte gelangt ein intakter Bereich der Schneide in Eingriff mit dem zu bearbeitenden Werkstück. Messerplatten der hier angesprochenen Art weisen bei hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität oder Standzeit des Werkzeugs sehr verschleißfeste und teure Schneidstoffe auf, zumindest im Bereich der Schneide, beispielsweise PCBN (polykristallines Bornitrid) oder PKD (polykristallinen Diamant),. Die Messerplatten können auch ganz aus diesen Werkstoffen bestehen. Folglich ist es vorteilhaft, dass nach Verschleiß eines Bereichs der Schneide die runde Messerplatte nur so weit verdreht wird, dass die bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehenden Verschleißbereiche der Schneide möglichst unmittelbar aneinander anschließen, sodass der gesamte Umfang der Messerplatte, also die umlaufende Schneide, vollständig genutzt werden kann.
-
Bei bekannten Werkzeugen sind zur Positionierung der Schneide auf der Messerbrust beziehungsweise auf der gegenüberliegenden Seite Vorsprünge oder Vertiefungen vorgesehen, beispielsweise eine Anzahl von Mulden oder sternförmig angeordnete Spannkerben. In diese Vorsprünge oder Vertiefungen greift entweder eine mit der Messerbrust zusammenwirkende Spanneinrichtung ein, oder es ist vorgesehen, dass Vorsprünge oder Vertiefungen mit entsprechenden Strukturen zusammenwirken, die im Auflagebereich der Messerplatte vorgesehen sind. Nachteilig bei Messerplatten dieser Art ist, dass die Herstellung derartig komplexer Konturen teuer und aufwändig ist.
-
Darüber hinaus hat es sich als nachteilig erwiesen, dass beim Lösen der Spanneinrichtung der Zeitaufwand häufig sehr groß ist, weil die Spanneinrichtung so weit gelöst werden muss, dass die Vorsprünge oder Vertiefungen vollständig freigegeben werden, das heißt, nicht mehr ineinandergreifen, um eine Verdrehung der Messerplatte zu ermöglichen. Dieser Zeitverlust bedeutet einen Kosten auslösenden Stillstand einer Werkzeugmaschine, bei der ein Werkzeug der hier angesprochenen Art verwendet wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Werkzeug zu schaffen, welches diese Nachteile nicht aufweist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstückoberflächen der oben genannten Art vorgeschlagen, welches sich durch eine Indexiereinheit auszeichnet. Diese weist ein gegenüber dem Grundkörper des Werkzeugs drehbares Kupplungselement mit einem Anlagebereich für die Messerplatte auf, wobei das Kupplungselement und die Messerplatte drehfest miteinander gekoppelt sind. Außerdem ist eine drehfest mit dem Kupplungselement verbundene Indexiereinrichtung vorgesehen, die sicherstellt, dass eine Messerplatte mittels der Indexiereinheit jeweils nur um einen bestimmten Drehwinkel verdrehbar ist. Schließlich weist die Indexiereinheit einen Antriebseinrichtung zum schrittweisen Drehen des Kupplungselements auf, sodass eine Indexierung der Messerplatte auf einfache Weise möglich ist.
-
Bei einem derartig ausgebildeten Werkzeug ist es auf einfache Weise möglich, nach der Bearbeitung eines Werkstücks die Messerplatte um einen durch die Indexiereinheit vorgegebenen Drehwinkel zu verdrehen, sodass der verschlissene Bereich der Schneide nicht mehr in Eingriff mit der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche treten kann. Durch das schrittweise Drehen der Messerplatte kann auch sichergestellt werden, dass die Messerplatte nicht um einen zu großen Drehwinkel indexiert wird, sodass die geometrisch ausgebildete Schneide der Messerplatte optimal ausgenutzt wird.
-
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Indexiereinheit eine variable Indexiereinrichtung aufweist. Damit ist gemeint, dass die Indexiereinrichtung entweder austauschbar ist, oder aber verschiedene Teilabschnitte aufweist, die sich dadurch auszeichnen, dass die Messerplatte um verschiedene Drehwinkel indexierbar ist.
-
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, eine Messerplatte zu schaffen, welche der Vermeidung der genannten Nachteile dient.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine runde Messerplatte für ein Werkzeug der oben genannten Art geschaffen, die eine plane Messerbrust sowie eine in einem Abstand dazu verlaufende Rückseite aufweist, wobei auf der Messerbrust sowie auf der Rückseite eine Mittelachse der Messerplatte senkrecht steht. Die Messerplatte zeichnet sich dadurch aus, dass auf ihrer Rückseite ein Formschlusselement vorgesehen ist, welches so ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass es mit einem Gegenformschlusselement am Werkzeug derart zusammenwirkt, dass ein Drehmoment in die Messerplatte einleitbar ist. Die Messerplatte zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass ihre Messerbrust eine unversehrte Spannfläche aufweist.
-
Die unversehrte Spannfläche dient der Anlage eines Spannelements, beispielsweise der Anlage einer Spannpratze einer Spanneinrichtung, wie sie üblicherweise für die Befestigung von Messerplatten eingesetzt wird. Die auf die Messerbrust wirkende Spannpratze sorgt einerseits dafür, dass das Formschlusselement und das Gegenformschlusselement ineinandergreifen und einen Formschluss realisieren, sodass eine drehfeste Fixierung der Messerplatte bewirkt wird.
-
Die Spannfläche der Messerbrust ist unversehrt, das heißt, die Messerplatte weist nicht, wie üblich, eine Durchgangsbohrung für eine Spannschraube auf, mit deren Hilfe sie am Werkzeug fixiert wird.
-
Weitere Ausgestaltungen der Messerplatte ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugs mit einer runden Messerplatte;
-
2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Vorderteils des Werkzeugs;
-
3 einen schematischen Schnitt durch das Vorderteil des Werkzeugs gemäß der Ansicht gemäß 2, und
-
4 den in 3 wiedergegebenen Schnitt in Explosionsdarstellung.
-
1 zeigt das Werkzeug in perspektivischer Ansicht von schräg vorne. Die Ausgestaltung des Werkzeugs 1 ist für dessen erfindungsgemäße Realisierung insofern belanglos, als es sich um ein Drehwerkzeug handeln kann, wie es 1 zeigt, dass es aber auch als Fräser, Bohrer oder dergleichen ausgebildet sein kann. Entscheidend ist, dass es zumindest eine in den Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 einsetzbare runde Messerplatte 5 aufweist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Werkzeugs 1 ist vorgesehen, dass die Messerplatte 5 als zylindrischer Körper ausgebildet ist. Möglich ist es aber auch, die Messerplatte als kegelabschnittsförmigen Körper auszubilden, oder aber mit einer Umfangsfläche 7, die konkav eingezogen ist.
-
Bei dem in 1 dargestellten Werkzeug 1 handelt es sich um einen Drehhalter, der hier beispielhaft mit einem einen quadratischen Querschnitt aufweisenden Schaft versehen ist, der auf einer Drehmaschine einspannbar ist. Der Schaft kann, wie ohne weiteres deutlich wird, auch anders ausgebildet sein. Bei der Ausbildung des Werkzeugs 1 als Drehhalter wird in der Regel ein sich drehendes Werkstück an der Messerplatte 5 entlanggeführt, um Späne von diesem abzutragen und beispielsweise Zylinder- oder Planflächen herzustellen. Auch die Realisierung von Konturen ist mittels des Werkzeugs möglich.
-
Die Messerplatte 5 wird von einer Spanneinrichtung 11 am Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 fixiert, wobei die Spanneinrichtung 11 hier eine Spannpratze 13 aufweist, welche auf einer als Messerbrust 17 bezeichneten Oberseite der Messerplatte 5 aufliegt und damit die Messerplatte 5 mit ihrer parallel zur Messerbrust 17 verlaufenden Rückseite 19 gegen einen Anlagebereich 21 anpresst. Die Spannpratze 13 kann – wie bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen – eine Spannlippe 15 aufweisen; dies ist aber nicht erforderlich.
-
Die Messerbrust 17 weist eine unversehrte Spannfläche auf, im Bereich derer die Spannpratze 13 aufliegt. Die Messerplatte 5 weist also kein Durchgangsloch für eine Spannschraube auf, wie dies bei herkömmlichen Messerplatten häufig der Fall ist, wobei die Spannschraube dazu dient, die Messerplatte am Grundkörper eines Werkzeugs zu fixieren. Vielmehr ist vorgesehen, dass die Spannpratze 13 auf einer Spannfläche aufliegt, die gerade kein Durchgangsloch aufweist, außerdem keine Spannnuten, die bei herkömmlichen Messerplatten vorgesehen sind, damit dort eine Spannlippe eingreifen kann und durch Formschluss eine verdrehsichere Fixierung der Messerplatte bewirkt. Bei der erfindungsgemäßen Messerplatte ist anders als bei derartig bekannten Messerplatten vorgesehen, dass die Spannfläche eben unversehrt, also eben ausgebildet ist und bei aufliegender Spannpratze keinen Formschluss mit dieser ausbildet.
-
Die Spannpratze 13 wird mit einer hier nicht dargestellten Spannschraube im Grundkörper 3 fixiert, die ein Durchgangsloch 23 in der Spannpratze 13 durchgreift, welches an dem der Spannlippe 15 gegenüberliegenden Ende der Spannpratze 13 vorgesehen ist.
-
1 zeigt, dass die Messerbrust 17 – insbesondere im Bereich einer Spannfläche, auf welcher die Spannpratze 13 beziehungsweise deren Spannlippe 15 aufliegt – flach ausgebildet ist, das heißt, sie weist keinerlei Erhöhungen oder Vertiefungen auf, wie sie bei herkömmlichen Messerplatten 5 vorgesehen sind und beispielsweise mit der Spannlippe 15 zusammenwirken, um eine definierte Drehposition der Messerplatte 5 im Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 realisieren zu können. Die Messerplatte 5 kann also in jeder beliebigen Drehposition in Bezug auf die Spannlippe 15 am Grundkörper 3 festgespannt werden.
-
Das Werkzeug 1 weist eine Indexiereinheit 25 auf, welche ein gegenüber dem Grundkörper 3 drehbares Kupplungselement 27 umfasst, dessen der Messerplatte 5 zugewandte Oberseite den Anlagebereich 21 umfasst, auf welchem die Messerplatte 5 aufliegt.
-
Das Kupplungselement 27 ist hier beispielhaft als zylindrischer Körper beziehungsweise als Scheibe ausgebildet, deren parallel zur Oberseite verlaufende Unterseite 29 auf einer im Grundkörper 3 ausgebildeten Anlagefläche 31 aufliegt, auf welcher die Mittelachse 33 der Messerplatte 5 senkrecht steht. Diese Mittelachse 33 steht auch senkrecht auf dem Anlagebereich 21 des Kupplungselements 27 sowie auf der Messerbrust 17 und der Rückseite 19 der Messerplatte 5. Der Außendurchmesser des Kupplungselements 27 ist vorzugsweise kleiner als der der Messerplatte 5.
-
Das Kupplungselement 27 ist drehbar im Grundkörper 3 des Werkzeugs gelagert. Eine Drehung des Kupplungselements 27 um die Mittelachse 33 kann durch eine Antriebseinrichtung 35 der Indexiereinheit 25 bewirkt werden, welche hier einen Drehknopf 37 umfasst, dessen Umfangsfläche 39 beispielsweise eine Rändelung umfasst, um die Griffigkeit des Drehknopfs 37 zu erhöhen.
-
Die Antriebseinrichtung 35 der Indexiereinheit 25 ist drehfest mit dem Kupplungselement 27 gekoppelt, welches seinerseits drehfest mit der Messerplatte 5 gekoppelt ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass ein in die Antriebseinrichtung 35 eingeleitetes Drehmoment zu einer Verdrehung des Kupplungselements 27 und damit der Messerplatte 5 führt, wenn die Messerplatte 5 nicht festgespannt ist.
-
Die Antriebseinrichtung 35 kann auch, abweichend von der hier dargestellten Ausführungsform, dadurch realisiert werden, dass in das untere Ende der Indexiereinheit 25 eine Ausnehmung eingebracht wird, die für den Eingriff eines Werkzeugs ausgelegt ist. Mit diesem kann eine Drehung des Kupplungselements 27 bewirkt werden, wie dies mittels des Drehknopfs 37 möglich ist.
-
1 zeigt noch eine Indexiereinheit 25. Diese dient dazu, eine Verdrehung des Kupplungselements 27 und damit der Messerplatte 5 um einen definierten Drehwinkel zu ermöglichen, also eine Indexierung der Messerplatte 5, wenn ein Drehmoment in die Antriebseinrichtung 35 eingeleitet wird. Die Messerplatte 5 wird mittels der Indexiereinheit 25 um ihre Mittelachse 33 verdreht, ebenso das Kupplungselement 27.
-
2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Vorderteils des Werkzeugs 1 gemäß 1, allerdings aus einer anderen Blickrichtung. Während 1 das Werkzeug 1 von schräg vorne zeigt, gibt 2 eine Ansicht wieder, aus der das Werkzeug gemäß der Darstellung in 1 von rechts vorne wiedergegeben ist. In der vergrößerten Darstellung ist der Schaft 9 des Werkzeugs 1 nicht in ganzer Länge dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, sodass insofern auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird.
-
Deutlich erkennbar ist die runde Messerplatte 5, die von der Spanneinrichtung 11 gegen das Kupplungselement 27 der Indexiereinheit 25 angedrückt wird. 2 zeigt auch die Antriebseinheit 35, die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Werkzeugs 1 mit dem Drehknopf 37 versehen ist, mittels dessen das Kupplungselement 27 gedreht werden kann. Da letzteres mit der runden Messerplatte 5 drehfest gekoppelt ist, wird bei einer Drehung des Drehknopfs 37 auch die runde Messerplatte 5 verdreht.
-
Rechts in einem Abstand zur Indexiereinheit 5 ist eine Öffnung 41 im Grundkörper 3 zu sehen, die einer in den Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 eingebrachten Bohrung 43 zugeordnet ist. Auf diese wird unten näher eingegangen.
-
3 zeigt einen schematischen Schnitt durch das Vorderteil des Werkzeugs gemäß 2. Auch hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen, sodass auf die Beschreibung zu den 1 und 2 verwiesen wird.
-
3 zeigt also wiederum das vergrößerte Vorderteil des Werkzeugs 1, dessen Schaft 9 nicht in ganzer Länge wiedergegeben ist. Deutlich erkennbar ist die Öffnung 41 mit der Bohrung 43, die durch den Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 in Richtung auf die Indexiereinheit 25 verläuft.
-
Erkennbar ist hier auch die Spanneinrichtung 11, deren Spannpratze 13 bei festgezogener Spannschraube die Messerplatte 5 gegen den Anlagebereich 21 des Kupplungselements 27 anpresst, welches drehfest mit der Messerplatte 5 gekoppelt ist. Dadurch wird das Kupplungselement 27 gegen die Anlagefläche 31 gepresst und drehfest gehalten.
-
Wenn aber die Spannpratze 13 nur leicht gelöst wird und nur noch eine reduzierte Kraft auf die Messerbrust 17 der Messerplatte 5 ausübt, ist die Indexiereinheit 25 frei im Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 drehbar, damit auch die Meserplatte 5.
-
Gut sichtbar ist hier die Antriebseinrichtung 35 mit dem Drehknopf 37, welcher drehfest mit dem Kupplungselement 27 verbunden ist. Es zeigt sich hier, dass der Drehknopf 37 über eine Indexierwelle 45 mit dem Kupplungselement 27 drehfest gekoppelt ist, deren Drehachse mit der Mittelachse 33 zusammenfällt.
-
Aus der Schnittdarstellung gemäß 3 ist erkennbar, dass die Indexiereinheit 25 auch eine Indexiereinrichtung 47 umfasst. Diese zeichnet sich durch Vertiefungen 49 und/oder Erhöhungen 51 aus, die in eine vorzugsweise zylindrische Oberfläche 53 eingebracht sind. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Indexiereinrichtung 47 ist vorgesehen, dass in die Oberfläche 53 nach oben offene Nuten mit dazwischenliegenden Stegen realisiert werden, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die Oberfläche 53 einen größeren Durchmesser als die Indexierwelle 45 aufweist. Die Vertiefungen 49 können aber auch als Mulden oder Löcher ausgebildet sein, also einen geschlossenen Rand aufweisen.
-
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auch vorgesehen, dass der Drehknopf 37 einen größeren Außendurchmesser aufweist, als der Bereich mit der zylindrischen Oberfläche 53. Es ergeben sich also zwischen dem Drehknopf 37, der zylindrischen Oberfläche 53 und der Oberfläche der Indexierwelle 45 jeweils Stufen, die jedoch nicht zwingend erforderlich sind. Es zeigt sich auch, dass die Länge der Indexierwelle 45 von der Größe des Werkzeugs abhängt. Sie kann bei kleinen Werkzeugen gegebenenfalls wegfallen, sodass die Indexiereinrichtung 47 praktisch in das Kupplungselement 27 übergeht.
-
Mit den Vertiefungen 49 und/oder den Erhöhungen 51 wirkt ein in der Bohrung 43 angeordnetes Rastelement 55 zusammen, welches in die Zwischenräume zwischen den Erhöhungen 51 beziehungsweise in die Vertiefungen 49 eingreift. Vorzugsweise ist das Rastelement 55 so ausgelegt, dass es mit einer nachgiebigen Kraft, die vorzugsweise mittels einer Feder aufgebaut wird, in die Zwischenräume zwischen den Erhöhungen 51 beziehungsweise in die Vertiefungen 49 eingreift. Beispielsweise kann das Rastelement 55 einen hülsenförmigen Grundkörper 57 aufweisen, dessen Außendurchmesser auf den Innendurchmesser der Bohrung 43 so abgestimmt ist, dass das Rastelement 55 an eine gewünschte Position innerhalb der Bohrung 53 geführt und eingepresst werden kann.
-
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Grundkörper 57 des Rastelements 55 ein Außengewinde aufweist, welches mit einem hier nicht dargestellten Innengewinde in der Bohrung 43 zusammenwirkt. Auf diese Weise kann das Rastelement 55 durch die Öffnung 41 in den Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 eingebracht und in eine gewünschte Tiefe in die Bohrung 43 eingeschraubt werden. An dem der Indexiereinrichtung 47 zugewandten Ende des Grundkörpers 57 ragt vorzugsweise eine federbelastete als Rastkörper dienende Kugel 59 heraus, die in den Zwischenraum zwischen den Erhöhungen 51 beziehungsweise in die Vertiefungen 49 nachgiebig eingreift, das heißt, die Kugel 59 wird durch eine Feder gegen die Außenfläche der Indexiereinrichtung 47 angedrückt. Wird ein Drehmoment in den Drehknopf 37 eingeleitet, so kann die Kugel 59 gegen ihre Vorspannung in den Grundkörper 57 zurückgedrängt werden, sodass die Indexiereinrichtung 47 schrittweise um einen bestimmten Winkel gedreht, also indexiert werden kann, wobei der Drehwinkel von dem in Umfangsrichtung zur Mittelachse 33 gemessenen Abstand der Vertiefungen 49 beziehungsweise Erhöhungen 51 abhängt.
-
Aus 3 wird deutlich, dass der Drehknopf 37 etwas in den Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 eingreift und mit einer unteren Anlagefläche 52 so zusammenwirkt, dass die Indexiereinheit 25 in axialer Richtung, das heißt in Richtung der Mittelachse 33 gesehen, mit leichtem Spiel im Grundkörper 3 lagefixiert ist. Die Anlagefläche 52 verhindert dabei eine Aufwärtsbewegung und die Auflagefläche 31, an welcher die Unterseite 29 des Kupplungselements 27 anliegt, eine Abwärtsbewegung der Indexiereinheit 25.
-
In Abwandlung zur Darstellung gemäß 3 ist es möglich, den Drehknopf 37 – gemessen in Richtung der Mittelachse 33 – länger auszubilden, sodass er weiter in den Grundkörper eingreift, und auf dessen Umfangsfläche 39 Vertiefungen und Erhöhungen vorzusehen, wie dies in Zusammenhang mit den Indexiereinrichtung 47 beschrieben wurde. Die Indexiereinrichtung kann also auch Teil des Drehknopfs 37 und damit der Antriebseinrichtung 35 sein.
-
Darüber hinaus ist es möglich, Vertiefungen und Erhöhungen auch unmittelbar auf der Umfangsfläche 61 der Indexierwelle 45 vorzugsehen, sodass diese dann Teil der Indexiereinrichtung 47 ist. Schließlich ist es möglich, Vertiefungen und Erhöhungen auch auf der Umfangsfläche 63 des Kupplungselements 27 vorzusehen. Damit würde das Kupplungselement 27 Teil der Indexiereinrichtung 47.
-
Bei Änderung der Position der Vertiefungen 49 und Erhöhungen 51 gegenüber der in 3 dargestellten Lage ist es erforderlich, die Anordnung des Rastelements 55 entsprechend anzupassen, damit es mit den Vertiefungen und Erhöhungen zusammenwirken kann, sodass bei einer Drehung des Drehknopfs 57 durch die nachgiebige Verrastung mit dem Rastelement 55 verschiedene Drehrastpositionen des Kupplungselements 27 der Indexiereinheit 25 realisiert werden, wodurch entsprechend definierte Drehpositionen der Messerplatte 5 einstellbar sind.
-
Im einsatzbereiten Zustand des Werkzeugs 1 wird die Messerplatte 5 mittels der Spannpratze 13 der Spanneinrichtung 11 gegen das Kupplungselement 27 angepresst, sodass auch das Kopplungselement 27 fest an der Anlagefläche 31 im Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 anliegt, derart, dass eine Verdrehung des Kopplungselements 27 aufgrund der bestehenden Reibungskräfte zwischen diesem und dem Grundkörper 3 nicht möglich ist. Dadurch wird die mit dem Kupplungselement 27 drehfest gekoppelte Messerplatte 5 im Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 so fixiert, dass eine ungewollte Verdrehung der Messerplatte 5 nicht möglich ist.
-
Ist bei der Bearbeitung eines Werkzeugs ein bestimmter Umfangsbereich der Messerplatte 5, nämlich ein Bereich der Schneide 64 verschlissen, so wird die Anpresskraft der Spannpratze 3 auf der Messerbrust 17 so weit verringert, dass die Messerplatte 5 und das Kupplungselement 27 durch Einleitung eines Drehmoments in die Antriebseinrichtung 35 verdreht werden kann.
-
Durch die Wirkung der Indexiereinrichtung 47 ist sichergestellt, dass bei einer Drehung des Drehknopfes 37 das Rastelement 55 lediglich eine schrittweise Verdrehung beziehungsweise Indexierung zulässt. Für eine Bedienperson ist es also auf einfache Weise möglich, die Messerplatte 5 um einen definierten Drehwinkel zu verdrehen.
-
Der Drehwinkel kann dabei so gewählt werden, dass eine Verdrehung der Messerplatte um mehrere Rastschritte nötig ist, also um mehrere Teil-Drehwinkel erfolgt, die durch die Zusammenwirkung des Rastelements 55 mit der Indexiereinrichtung 47 gegeben sind.
-
Wenn die Messerplatte 5 um einen gewünschten Drehwinkel, gegebenenfalls durch eine Anzahl von Teildrehungen, verdreht ist, wird die Spanneinrichtung 11 wieder aktiviert, sodass die Spannpratze 13 fest auf die Messerbrust 17 drückt und damit eine Anpresskraft auch auf das Kupplungselement 27 ausübt, welches dann gegen die Anlagefläche 31 angepresst wird, um die Messerplatte 5 und die Indexiereinheit 25 drehfest im Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 zu fixieren.
-
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist in das mit einem Innengewinde versehene Durchgangsloch 23 der Spanneinrichtung 11 eine Spannschraube 65 eingebracht, die mit einem Innengewinde im Durchgangsloch 23 und mit einem Innengewinde in einem zweiten Durchgangsloch 67 im Grundkörper 3 zusammenwirkt. Vorzugsweise weist die Spannschraube 65 zwei mit gegenläufigen Gewinden ausgestattete Gewindeabschnitte auf. Auf die Verspannung der Spanneinrichtung 11 und die Fixierung der Messerplatte 5 im Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 wird hier nicht näher eingegangen, weil es sich hier um eine einem Fachmann bekannte Technik handelt. Selbstverständlich ist es möglich, die Spanneinrichtung 11 auch mit anderen Spannmitteln auszugestalten.
-
Wesentlich ist, dass die Messerbrust 17 der Messerplatte 5 insbesondere im Bereich der unversehrten Spannfläche flach ausgebildet ist, das heißt, keine für den Eingriff der Spannlippe vorgesehenen Vertiefungen und/oder Erhöhungen aufweist, wie dies bei herkömmlichen Messerplatten der Fall ist. Wenn also die Spannkraft der Spannpratze 3 auf der Messerbrust 17 auch nur wenig reduziert wird, ist es möglich, die Messerplatte 5 mittels des drehbar im Grundkörper gelagerten Kupplungselements 27 der Indexiereinrichtung 47 um einen bestimmten Winkel zu verdrehen. Das heißt also, in der Regel bedarf es lediglich einer Verdrehung der Spannschraube 65 um eine viertel bis eine halbe Umdrehung, um die Spannkraft der Spannpratze 13 auf der Messerbrust 17 so weit zu reduzieren, dass eine Betätigung der Indexiereinrichtung 47 und damit eine Verdrehung der Messerplatte 5 gegenüber dem Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 möglich ist. Bei herkömmlichen Messerplatten muss die Spannpratze so weit gelöst werden, bis die Spannlippe die Vertiefungen beziehungsweise Erhöhungen freigibt und der Formschluss aufgehoben ist. Die Spannschraube muss in diesem Fall häufiger gedreht werden, bis eine Verdrehung der Messerplatte möglich ist. Dadurch ergibt sich ein höherer Zeitaufwand.
-
4 zeigt das in 3 wiedergegebene Werkzeug, allerdings in Explosionsdarstellung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, sodass auf die Beschreibung der vorangegangenen Figuren verwiesen wird.
-
Die Messerplatte 5 wird mittels der Spanneinrichtung 11 im Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 dadurch festgespannt, dass die Spannschraube 65 durch das Durchgangsloch 23 hindurchgeschraubt, bis es in die Durchgangsöffnung 67 eingreift. Durch die Spannlippe 15 der Spannpratze 13 wird die Messerplatte 5 gegen das Kupplungselement 27 der Indexiereinheit 25 angepresst, und zwar gegen den Anlagebereich 21 des Kupplungselements 27. Zwischen der dem Anlagebereich 21 zugewandten Rückseite 19 der Messerplatte 5 und dem Anlagebereich 21 ist ein Formschluss derart vorgesehen, dass eine Relativdrehung zwischen Messerplatte 5 und Kupplungselement 27 zumindest in angepresstem Zustand ausgeschlossen ist.
-
Der Formschluss zwischen der Rückseite 19 der Messerplatte 5 und dem Anlagebereich 21 des drehbaren Kupplungselements 27 wird dadurch realisiert, dass an der Rückseite 19 ein Formschlusselement vorgesehen ist, welches mit einem Gegenformschlusselement im Anlagebereich 21 des Kupplungselements 27 zusammenwirkt, und zwar derart, dass über die Indexiereinheit 25 ein Drehmoment in die Messerplatte 5 einleitbar ist. Auf diese Weise ist die Messerplatte bei einem Verschleiß der Schneide verdrehbar. Das Formschlusselement ist so ausgebildet und/oder angeordnet, dass eine in einem Abstand zur Mittelachse 33 wirkende Kraft, die vorzugsweise senkrecht zu einer gedachten Mittelachse 33 schneidenden Durchmesserlinie gerichtet ist, eine Verdrehung der Messerplatte 5 bewirkt.
-
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Formschlusselement und das Gegenformschlusselement komplementär ausgebildet sind und ineinandergreifen. Zur Realisierung des Formschlusses zwischen Messerplatte und Kupplungselement ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Formschlusselement als Ausnehmung und das Gegenformschlusselement als Vorsprung ausgebildet ist. Dies deshalb, weil es preiswerter ist, insbesondere bei sehr harten in Zusammenhang mit einer Messerplatte verwendeten Werkstoffen, dort eine Ausnehmung beziehungsweise Vertiefung vorzusehen. Es ist wesentlich aufwändiger und kostenintensiver, einen Vorsprung auszubilden. Grundsätzlich ist es aber auch sehr wohl möglich, das Formschlusselement als Vorsprung und das Gegenformschlusselement als Vertiefung zu realisieren.
-
Es ist in 4 ersichtlich, dass bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel von dem Anlagebereich 21 des Kupplungselements 27 mindestens ein vorzugsweise als im Wesentlichen zylindrischer Stift 69 ausgebildeter Vorsprung entspringt, dem vorzugsweise diametral gegenüberliegend ein weiterer Stift zugeordnet ist. Dieser ist in der hier gewählten Darstellung nicht sichtbar. Der Stift 69 greift in die Rückseite 19 der Messerplatte 5 ein, wo eine entsprechende Vertiefung beziehungsweise Ausnehmung für den Stift 69 vorgesehen ist. Die Ausnehmung ist so ausgebildet und angeordnet, dass ein Formschluss zwischen Messerplatte 5 und Kupplungselement 27 derart bewirkt wird, dass eine Relativdrehung zwischen den beiden Teilen nicht möglich ist. Der Stift 69 und die zugehörigen Ausnehmung sind versetzt, also in einem radialen Abstand zur Mittelachse 33 angeordnet.
-
Die drehfeste Kopplung zwischen Messerplatte 5 und Kupplungselement 27 kann auf beliebige Weise erfolgen. Der mindestens eine Stift 69 ist hier lediglich beispielhaft aufgeführt. Er kann grundsätzlich auch von der Rückseite 19 der Messerplatte 5 entspringen. Einfacher und preiswerter ist es jedoch, die Messerplatte 5 auf ihrer Rückseite 19 mit einer Ausnehmung für den von der Anlagefläche 21 entspringenden Stift 69 zu versehen. Als Ausnehmung kann auch eine Nut in der Rückseite 19 der Messerplatte 5 dienen, die sich vorzugsweise in radialer Richtung zur Mittelachse 33 erstreckt. Die Seitenwände der Nut dienen dann als Anschlag für den in die Nut eingreifenden Stift 69, um eine Relativdrehung der Messerplatte 5 um die Mittelachse 33 gegenüber dem Kupplungselement 27 zu verhindern.
-
Das Kupplungselement 27 ist mit dem Rest der Indexiereinheit 25 mittels einer Schraube 71 verbunden, welche in die Indexierwelle 45 eingreift. Die Verbindung zwischen Kupplungselement 27 und Indexierwelle 45 stellt sicher, dass hier keine Relativdrehung möglich ist. Jede andere Befestigung des Kupplungselements 27 an der Indexierwelle 45 ist ebenfalls möglich, sei es durch Verkleben, Löten, Verschweißen oder dergleichen.
-
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Indexierwelle 45 einstückig mit der Indexiereinrichtung 47 und dem Antriebsbereich 35 ausgebildet. Es ist jedoch möglich, die drei Elemente getrennt auszubilden und miteinander drehfest zu koppeln.
-
Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist, dass die Schneide 64 der Messerplatte 5 bei der Bearbeitung eines Werkstücks über einen bestimmten Umfangsbereich einem Verschleiß unterliegt, wobei die Größe des Umfangsbereichs abhängig ist von der Schnitttiefe, dem Vorschub und dem Radius der Schneide 64 der Messerplatte 5. Auch weitere Parameter, wie die Schnittgeschwindigkeit, das Material der Messerplatte sowie das des zu bearbeitenden Werkstücks können hier ebenfalls eine Rolle spielen.
-
Um die umlaufende Schneide 64 einer Messerplatte 5 optimal ausnutzen zu können, wird die Messerplatte 5 vorzugsweise möglichst genau um einen bestimmten Drehwinkel – gegebenenfalls um eine Anzahl von Teil-Drehwinkeln – weitergedreht beziehungsweise indexiert, sodass ein intakter, unversehrter Bereich der Schneide 64 nach dem Drehen der Messerplatte 5 mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Eingriff kommt. Insbesondere wird bevorzugt, dass der dabei intakte Schneidbereich unmittelbar an den verschlissenen Schneidbereich anschließt. Eine Überschneidung der Schneidbereiche in dem Sinn, dass nach dem Verdrehen der Messerplatte ein bereits verschlissener Bereich der Schneide wieder in Eingriff mit dem Werkstück kommt, ist vorzugsweise ganz zu vermeiden. Falls sicherheitshalber die Messerplatte so weit weitergedreht wird, dass sich ein Zwischenraum zwischen einem bereits verschlissenen Bereich der Schneide und dem im anschließenden Bearbeitungsvorgang verschleißenden Schneidbereich besteht, wird die Schneide nicht optimal ausgenutzt.
-
Um ein und dieselbe Messerplatte 5 bei der Bearbeitung unter verschiedenen Arbeitsbedingungen verwenden zu können, ist vorgesehen, dass die Indexiereinrichtung 47 austauschbar und variabel ausgelegt ist: Es ist damit möglich, eine Indexiereinrichtung 47 aus einem Werkzeug 1 auszubauen und durch eine andere Indexiereinrichtung zu ersetzen, bei welcher die Vertiefungen und/oder Erhöhungen in einem anderen Umfangsabstand zueinander angeordnet sind. Beim Verdrehen des Drehknopfs 57 ergeben sich also je nach Indexiereinrichtung 47 verschieden große Drehwinkel bei jedem durch das Rastelement 55 festgelegten Verdrehungsschritt. Dadurch ist es möglich, die Verdrehung einer Messerplatte an verschiedene Bearbeitungsparameter anzupassen und gleichartig ausgebildete Messerplatten 5 bei verschiedenen Bearbeitungsbedingungen zu verwenden.
-
Eine weitgehend optimierte Möglichkeit besteht darin, eine Indexiereinrichtung 47 zu verwenden, die Vertiefungen 49 und Erhöhungen 51 in einem relativ engen Umfangsabstand zueinander aufweist, sodass bei jedem Rastschritt die Messerplatte um einen kleinen Drehwinkel weitergedreht wird. Eine Bedienperson kann beim Weiterdrehen der Messerplatte 5 die Rastschritte abzählen und einen optimalen definierten Winkelbereich festlegen, um den die Messerplatte 5 bei Verschleiß schrittweise verdreht wird. Ist der Abstand zwischen den Vertiefungen und Erhöhungen relativ klein, verdreht sich die Messerplatte 5 bei jedem Rastschritt nur um einen kleinen Drehwinkel. Ist der Abstand zwischen den Vertiefungen und Erhöhungen relativ groß, ergibt sich pro Rastschritt eine Verdrehung der Messerplatte um einen größeren Drehwinkel.
-
Vorzugsweise wird die Indexiereinrichtung 47 so ausgelegt, dass der Umfangsabstand der Vertiefungen und/oder Erhöhungen so gewählt ist, dass pro Rastschritt ein Drehwinkel von 5° bis 20° realisiert wird. Insbesondere wird eine Rasterung von 10° oder 15° bevorzugt, um bei der Verdrehung einer Messerplatte verschiedene Winkelstellungen pro Rastschritt zu realisieren.
-
Entscheidend ist, dass die Messerplatte aufgrund der Verwendung der hier beschriebenen Indexiereinheit 25 stets gleich ausgebildet sein kann, was die Kosten für die Messerplatte und damit für ein Werkzeug der hier angesprochenen Art deutlich reduziert. Der bei einer Verdrehung der Messerplatte gegebene Drehwinkel beziehungsweise Teil-Drehwinkel ergibt sich unabhängig von der Ausgestaltung der Messerplatte 5 durch die Ausgestaltung der Indexiereinheit 25 beziehungsweise der Indexiereinrichtung 47: Der – in Umlaufsrichtung gemessene – Abstand der Vertiefungen und Erhöhungen gibt den Drehwinkel beziehungsweise den Teil-Drehwinkel vor.
-
Schließlich ist es möglich, in verschiedenen Bereichen der Indexiereinheit 25 Vertiefungen 49 und Erhöhungen 51 vorzusehen, die eine unterschiedliche Teilung aufweisen. Beispielsweise kann der Drehknopf 57 so weit in den Grundkörper 3 des Werkzeugs hineinragen, dass er auf seiner Umfangsfläche 39 Vertiefungen und Erhöhungen in einem relativ großen Abstand (gemessen in Umfangsrichtung) aufweist. Ein weiterer Bereich oberhalb des Drehknopfs 37 kann, wie dies in den 3 und 4 dargestellt ist, mit einer Indexiereinrichtung 47 versehen sein, bei der der Abstand der Vertiefungen und Erhöhungen von denen abweicht, die auf der Umfangsfläche 39 des Drehknopfs 37 vorgesehen sind.
-
Zusätzlich kann im Bereich der Indexierwelle 45 ein Abschnitt vorgesehen werden, der Vertiefungen und Erhöhungen aufweist, die wiederum einen abweichenden Abstand – gemessen in Umfangsrichtung – zueinander aufweisen.
-
Es ist nun möglich, in dem Grundkörper 3 abweichend von den Darstellungen in 3 und 4 eine Anzahl von Rastelementen vorzusehen, die jeweils mit einem Abschnitt zusammenwirken, der Vertiefungen und Erhöhungen aufweist. Je nachdem, welches der Rastelemente in Eingriff mit der Indexiereinrichtung gebracht wird, wird das Kupplungselement 27 beziehungsweise die Messerplatte 5 um einen anderen Drehwinkel pro Rasterung verdreht, wenn im Antriebsbereich 35 ein Drehmoment in die Indexiereinheit 25 eingeleitet wird, wenn also der Drehknopf 37 gedreht wird.
-
Da der Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 durch mehrere Bohrungen 43 für einen Rastkörper 55 zu sehr geschwächt werden könnte, ist es vorzuziehen, die Indexiereinheit 25 so auszulegen, dass die Indexiereinrichtung 47 austauschbar und mit verschiedenen Rasterungen bezüglich des in Umgangsrichtung gemessenen Abstands von Vertiefungen und Erhöhungen ausgebildet sein kann. Je nach Verschleiß der Messerplatte in bestimmten Bearbeitungsfällen können dann verschiedene Indexiereinrichtungen 47 eingesetzt werden, wobei stets dieselbe Ausgestaltung der Messerplatte verwendbar ist.
-
Das erfindungsgemäße Werkzeug und die erfindungsgemäß ausgebildete Messerplatte wirken so miteinander, dass ein Verdrehen der Messerplatte 5 bei einem Verschleiß eines Bereichs der Schneide 64 gegenüber dem Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 bereits dann möglich ist, wenn die Spannpratze 13 der Spanneinrichtung 11 nur leicht entlastet wird. Eine Verdrehung der Spannschraube 65 in Löserichtung um eine viertel bis eine halbe Umdrehung genügt bereits, weil die Spannpratze 13 auf einer unversehrten Spannfläche der Messerbrust 17 aufliegt, und hier kein Formschluss realisiert ist. Durch die Entlastung der Spannpratze wird die Messerplatte 5 lediglich mit reduzierter Kraft gegen das zugehörige Kupplungselement 27 beziehungsweise gegen dessen Anlagebereich 21 gedrückt, sodass das Kupplungselement 27 nur mit reduzierter Kraft gegen die Anlagefläche 31 im Grundkörper 3 des Werkzeugs 1 angepresst wird.
-
Es ist also nicht erforderlich und auch nicht erwünscht, die Spannschraube 65 so weit zu lösen, dass der Formschluss zwischen der Messerplatte 5 und dem Kupplungselement 27, der eine Relativdrehung zwischen den beiden Elementen verhindert, aufgehoben wird. Vielmehr ist es möglich, nach einer leichten Entlastung der Spannpratze 13 durch Einleitung eines Drehmoments in das Kupplungselement 27 und damit in die Messerplatte 5 die also gewünschte Verdrehung der Messerplatte zu bewirken. Dabei wird bei Einleitung eines Drehmoments in die Antriebseinrichtung 35 der Indexiereinheit 25 nicht nur das Kupplungselement 27, sondern aufgrund des Formschlusses auch die Messerplatte 5 gedreht, wobei die Verdrehung schrittweise um Drehwinkel bewirkt wird, die durch die Indexiereinrichtung 47 definiert werden. Diese wirkt unabhängig von der Ausgestaltung der Messerplatte und erlaubt eine Verdrehung derselben um einen gewünschten Drehwinkel.
-
Es ist also möglich, mittels der Indexiereinheit 25 identische Messerplatten 5 um verschiedene Drehwinkel zu verdrehen, wobei der Drehwinkel durch die Auslegung der Indexiereinrichtung 47 verschieden gewählt werden kann. Dabei ist es möglich, eine Indexiereinrichtung so auszulegen, dass bei Einleitung eines Drehmoments eine Verdrehung der Messerplatte 5 um so kleine Teil-Drehwinkel erfolgt, dass durch die Wahl der Anzahl von Teil-Drehwinkeln eine Anpassung an verschiedene Verschleißsituationen möglich ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Indexiereinheit 25 als Ganzes austauschbar ist, oder eine austauschbare Indexiereinrichtung 47 aufweist, sodass in verschiedenen Abständen – in Umfangsrichtung gesehen – angeordnete Erhöhungen und Vertiefungen mit einem Rastelement zusammenwirken, um verschiedene Drehwinkel bei ein und demselben Typ einer Messerplatte bei verschiedenen Verschleißsituationen einstellen zu können.
