DE102015104414A1

DE102015104414A1 - Spannklemme mit Medienanschluss

Info

Publication number: DE102015104414A1
Application number: DE102015104414.5A
Authority: DE
Inventors: Brad Daniel Hoffer; Michael Glenn Morrison; Werner Bruno Penkert
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: TWI590919B; CN104999127A; CN104999127B; US9387537B2; DE102015104414B4; US20150273589A1; TW201603956A

Abstract

Eine Spannklemme weist eine obere Wand, eine untere Wand, eine vordere Wand, eine der vorderen Wand gegenüberliegende hintere Wand und einen Medienanschluss auf, der von der vorderen Wand bis zur hinteren Wand reicht. Der Medienanschluss weist eine vordere Öffnung und eine hintere Öffnung auf, um das Hindurchströmen eines Kühlmediums zu ermöglichen. Bei einer Ausführungsform ist die vordere Öffnung ein abgerundetes gleichschenkliges Trapez mit einem Paar paralleler, im Wesentlichen ebener Seitenwände von unterschiedlicher Länge und einem Paar bogenförmiger Seitenwände, die das Paar ebener Seitenwände verbinden. Die hintere Öffnung weist einen größeren Oberflächenbereich nahe der hinteren Wand und einen kleineren Oberflächenbereich nahe der vorderen Öffnung auf, wodurch eine tunnelförmige Öffnung entsteht, die einen Anstieg der Geschwindigkeit des Kühlmediums bewirkt, das durch den Medienanschluss strömt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Schneidwerkzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Spannklemme für ein Schneidwerkzeug, die ein Kühlmedium wie zum Beispiel Luft und dergleichen zur Schneidkante eines Einsatzes leitet, der in dem Schneidwerkzeug montiert ist.
Stand der Technik
Bei der Metallbearbeitung wird an dem Punkt der Bewegung Wärme erzeugt. Diese Wärmeerzeugung wird durch den Gebrauch von Keramikschneideinsätzen noch verschärft, wenn diese Schneideinsätze bei Hochtemperaturlegierungen verwendet werden. Beim Schneiden unter diesen Bedingungen wird anstelle eines Spans ähnlich wie beim Schleifen ein Funken erzeugt, der wiederum die Schneidkante des Einsatzes erwärmt. Infolgedessen muss die Schneidkante mit einem Medium wie zum Beispiel Druckluft und dergleichen gekühlt werden, da andernfalls ein vorzeitiger Verschleiß eintritt.
Kurzdarstellung der Erfindung
Das Problem der Minimierung der Wärmeentstehung an der Schneidkante eines Einsatzes wird durch Bereitstellen einer Spannklemme mit einem Medienanschluss gelöst, um das Hindurchströmen eines Kühlmediums zu ermöglichen.
Bei einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Spannklemme eine obere Wand, eine untere Wand, eine vordere Wand, eine der vorderen Wand gegenüberliegende hintere Wand und einen Medienanschluss, der von der vorderen Wand bis zur hinteren Wand reicht, wobei der Medienanschluss eine vordere Öffnung und eine hintere Öffnung aufweist, um das Hindurchströmen eines Kühlmediums zu ermöglichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es werden zwar verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, aber die konkret dargestellten Ausführungsformen sollten nicht als eine Beschränkung der Patentansprüche ausgelegt werden. Es wird vorweggenommen, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich dieser Erfindung abzuweichen.
1 ist eine isometrische Vorderansicht einer Spannklemme mit einem Medienanschluss, wenn die Spannklemme in einer Tasche eines Schneidwerkzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung montiert ist;
2 ist eine isometrische Vorderansicht der Spannklemme mit dem Medienanschluss gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3 ist eine isometrische Rückansicht der Spannklemme mit dem Medienanschluss gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
4 ist eine Querschnittansicht der Spannklemme mit dem Medienanschluss, wenn diese in der Tasche des Schneidwerkzeugs montiert ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1 weist ein Schneidwerkzeug 10, zum Beispiel ein Fräser, einen Körper 11 mit mindestens einer Tasche 12 und eine allgemein bei 14 dargestellte Spannklemme gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine einzelne Tasche 12 dargestellt. Es wird jedoch klar sein, dass das Schneidwerkzeug 10 eine beliebige Anzahl von Taschen 12 aufweisen kann und dass die Erfindung nicht auf die in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellte Anzahl von Taschen 12 beschränkt ist. Jede Tasche 12 kann einen Schneideinsatz 16 aufnehmen, der durch die Spannklemme 14 der Erfindung sicher in der Tasche 12 gehalten wird. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist ein runder Schneideinsatz 16 dargestellt. Es wird jedoch klar sein, dass die Erfindung nicht auf die Form des Schneideinsatzes 16 beschränkt ist und die Spannklemme 14 der Erfindung verwendet werden kann, um eine beliebige wünschenswerte Form des Schneideinsatzes 16 in der Tasche 12 zu sichern.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist die Spannklemme 14 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Spannklemme 14 ist allgemein kreisförmig und weist eine bogenförmige obere Wand 18, eine im Wesentlichen ebene untere Wand 20, eine vordere Wand 22 und eine der vorderen Wand 22 gegenüberliegende hintere Wand 24 auf. Die vordere Wand 22 kann bogenförmig sein, um eine wunschgemäß geformte Oberfläche zur wirksamen Abfuhr von Spänen bereitzustellen. Die vordere Wand 22 kann zudem eine Facettenoberfläche 26 aufweisen, um weiterhin die wirksame Abfuhr von Spänen zu ermöglichen. Die hintere Wand 24 kann eine beliebige wunschgemäße Form wie zum Beispiel eben, bogenförmig und dergleichen aufweisen. Die Spannklemme 14 weist außerdem eine Gewindebohrung 28 auf, sodass ein mit einem Gewinde versehenes Element 30 (1 und 4) in die Gewindebohrung 28 und in den Körper 11 des Schneidwerkzeugs 10 eingeschraubt werden kann, um den Schneideinsatz 16 in der Tasche 12 zu sichern.
Wie in den 2 bis 4 dargestellt, besteht ein Aspekt der Erfindung darin, dass die Spannklemme 14 einen Medienanschluss aufweist, der allgemein bei 32 dargestellt ist, der von der vorderen Wand 22 bis zur hinteren Wand 24 der Spannklemme 14 reicht (d. h. ganz durch die vordere Wand 22 und die hintere Wand 24), sodass ein Kühlmedium wie zum Beispiel Luft und dergleichen hindurchströmen kann. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist der Medienanschluss 32 eine vordere Öffnung auf, die allgemein bei 34 dargestellt ist und eine allgemeine Form eines gerundeten gleichschenkligen Trapezes aufweist. Anders ausgedrückt weist die vordere Öffnung 34 ein Paar paralleler, im Wesentlichen ebener Seitenwände 34a, 34b unterschiedlicher Breite und Tiefe und ein Paar bogenförmiger Seitenwände 34c, 34d auf, die die ebenen Seitenwände 34a, 34b verbinden. Insbesondere weist die Seitenwand 34a, die sich näher an der unteren Wand 20 befindet, eine größere Breite als die Seitenwand 34b auf, wie in 2 dargestellt, aber eine geringere Tiefe als die Seitenwand 34b, wie in 4 dargestellt. Es hat sich gezeigt, dass die allgemeine abgerundete gleichschenklige Trapezform der vorderen Öffnung 34 das Kühlmedium wie zum Beispiel Luft und dergleichen über einen größeren Oberflächenbereich des Schneideinsatzes 16 als eine vordere Öffnung mit einer anderen Form verteilt. Es wird jedoch klar sein, dass die Erfindung nicht auf die spezielle Form der vorderen Öffnung 34 beschränkt ist und die Erfindung mit einer beliebigen wünschenswerten Form praktisch umgesetzt werden kann, die eine ausreichende Menge Kühlmedium zur Verteilung auf dem Schneideinsatz 16 bereitstellt. Wie in 4 zu erkennen ist, ist der Medienanschluss 32 in Bezug auf die untere Wand 20 der Spannklemme 14 in einem nach unten gerichteten Winkel 35 ausgebildet. Bei einer Ausführungsform liegt der nach unten gerichtete Winkel 35 in einem Bereich zwischen ca. fünf (5) Grad und ca. fünfzehn (15) Grad. Der nach unten gerichtete Winkel 35 ermöglicht dem Medienanschluss 32, das Kühlmedium auf die Schneidkante 16a des Schneideinsatzes 16 zu richten.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, weist der Medienanschluss 32 außerdem eine hintere Öffnung 36 mit einem ersten Wandteil 36a auf, der in der unteren Wand 20 der Spannklemme 14 ausgebildet ist, und einen zweiten Wandteil 30b, der in der hinteren Wand 24 der Spannklemme 14 ausgebildet ist. Der erste und zweite Wandteil 36a, 36b sind weitgehend bogenförmig, wodurch die hintere Öffnung 36 einen größeren Oberflächenbereich nahe der hinteren Wand 24 und einen kleineren Oberflächenbereich nahe der vorderen Öffnung 34 aufweist, wie in 3 dargestellt. Dieser Unterschied bei den Oberflächenbereichen führt dazu, dass die hintere Öffnung 36 eine allgemeine tunnelähnliche Form aufweist, die bewirkt, dass sich die Geschwindigkeit des Kühlmediums erhöht, während das Medium von einem Kühlmittelanschluss 38 (4) im Körper 11 des Schneidwerkzeugs 10 durch die hintere Öffnung 36 zur vorderen Öffnung 34 des Medienanschlusses 32 strömt. Es sollte klar sein, dass die hintere Öffnung 36, falls gewünscht, vollständig in der hinteren Wand 24 der Spannklemme 14 ausgebildet sein kann, wodurch der erste Wandteil 34a beseitigt wird, der in der unteren Wand 20 ausgebildet ist. Darüber hinaus kann eine Dichtung (nicht dargestellt) zwischen der hinteren Öffnung 36 und dem Kühlmittelanschluss 38 bereitgestellt sein, um dazwischen eine Leckage des Kühlmediums zu verhindern.
Es gibt viele Variationen des Medienanschlusses 32, der in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt ist. Beispielsweise kann der Medienanschluss 32 ein Maschengeflecht oder Sieb (nicht dargestellt) aufweisen, durch das das Kühlmedium strömen kann, aber verhindert wird, dass Verunreinigungen wie zum Beispiel Späne und dergleichen in den Medienanschluss 32 gelangen und möglicherweise einen ausreichenden Durchfluss des Kühlmediums durch den Anschluss verhindern.
Die Patente und Veröffentlichungen, auf die in diesem Dokument Bezug genommen wird, werden hiermit durch Verweis aufgenommen.
Obwohl derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurden, kann die Erfindung aber innerhalb des Schutzbereiches der beigefügten Patentansprüche auch anderweitig verkörpert werden.

Claims

Spannklemme, umfassend: eine obere Wand; eine untere Wand; eine vordere Wand; eine der vorderen Wand gegenüberliegende hintere Wand und einen Medienanschluss, der von der vorderen Wand bis zur hinteren Wand reicht, wobei der Medienanschluss eine vordere Öffnung und eine hintere Öffnung aufweist, um das Hindurchströmen eines Kühlmediums zu ermöglichen.
Spannklemme nach Anspruch 1, wobei die vordere Öffnung die Form eines abgerundeten gleichschenkligen Trapezes aufweist.
Spannklemme nach Anspruch 1, wobei die vordere Öffnung ein Paar paralleler, im Wesentlichen ebener Seitenwände unterschiedlicher Länge und ein Paar bogenförmiger Seitenwände aufweist, die das Paar ebener Seitenwände verbinden.
Spannklemme nach Anspruch 3, wobei eine des Paars von Seitenwänden, die sich näher an der unteren Wand befindet, eine größere Breite und eine geringere Tiefe als die andere des Paars von Seitenwänden aufweist.
Spannklemme nach Anspruch 1, wobei die hintere Öffnung einen ersten Wandteil aufweist, der in der unteren Wand der Spannklemme ausgebildet ist, und einen zweiten Wandteil, der in der hinteren Wand der Spannklemme ausgebildet ist.
Spannklemme nach Anspruch 5, wobei der erste Wandteil und der zweite Wandteil bogenförmig sind.
Spannklemme nach Anspruch 1, wobei die hintere Öffnung einen größeren Oberflächenbereich nahe der hinteren Wand und einen kleineren Oberflächenbereich nahe der vorderen Öffnung aufweist.
Spannklemme nach Anspruch 1, wobei der Medienanschluss in Bezug auf die untere Wand in einem nach unten gerichteten Winkel ausgebildet ist.
Schneidwerkzeug, umfassend die Spannklemme gemäß Anspruch 1 zum Sichern eines Schneideinsatzes in einer Tasche des Schneidwerkzeugs.