-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug, welches insbesondere zur Entgratung von Kanten in Hohlräumen, wie zum Beispiel zur Entfernung eines Grats an einer Bohrung oder mehreren sich kreuzenden Bohrungen ausgebildet ist.
-
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entgraten von Kanten in Hohlräumen wie z.B. in Bohrungen.
-
Es ist erforderlich, nach Einbringung von Hohlräumen in Körpern, wie zum Beispiel nach erfolgter Bohrung von Vollmaterialien, dort entstandene Grate zu entfernen. Kompliziert ist dieser Vorgang insbesondere bei ineinander oder durchdringenden Bohrungen bzw. Hohlräumen. Aufgrund dessen, dass dabei entstehende Kanten und daran vorhandener Grat relativ weit entfernt und schwer zugänglich für Bearbeitungswerkzeuge sind, ist eine Gratentfernung hier relativ Zeit-und/oder werkzeugintensiv. Zudem bedarf es nach erfolgtem Entgratungsvorgang einer relativ aufwendigen Kontrolle, ob der Grat vollständig entfernt wurde. Insbesondere bei Führung von strömenden Medien kann sich ein weiterhin existenter Grat ungünstig hinsichtlich der erzeugten Strömungsverhältnisse auswirken oder auch gegebenenfalls bei Abbruch von Gratbestandteilen zu einer Störung angeschlossener Aggregate führen.
-
Es besteht daher die Notwenigkeit, erzeugten Grat vollständig und zuverlässig zu entfernen.
-
Es sind unterschiedliche Verfahren und Einrichtungen zum Entfernen von Grat in Bohrungen bekannt. Es hat sich dabei herausgestellt, dass insbesondere Fräsverfahren auf Grund der Ausbildung von Sekundär-Grat nicht optimal sind, um Grat in Hohlräumen, insbesondere in sich kreuzenden Bohrungen, zu beseitigen. Der Sekundärgrat muss mit einem zusätzlichen Arbeitsgang entfernt werden, was sich negativ auf den Zeit- und damit auch auf den Kostenaufwand auswirkt.
-
Aus der
DE 102007020207 B9 ist ein Werkzeug zur Beseitigung von Grat an den Stoßkanten von schräg verlaufenen Querbohrungen bekannt, welches einen Werkzeugschaft mit einem Einspannende und einen am werkzeugseitigen Schaftende angeordneten Stützkörper aufweist. Der Stützkörper ist dazu eingerichtet, einen Schneidkörper abzustützen, der eine Schneide mit einer Schulter aufweist. Der Schneidkörper kann dadurch mit einer definierten Anpresskraft an eine zu entgratende Kante angelegt werden. Bei Drehung des Werkzeuges um seine Längsachse kann die Schneide des Schneidkörpers die zu entgratende Kante abfahren und dadurch dort bestehenden Grat beseitigen. In Bereichen der Kante, in denen diese den kleinsten Kantenwinkel aufweist wird mit dem Werkzeug der Grat herumgebogen, so dass mit einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt dieser herumgebogene Grat abgetrennt werden kann.
-
Die
DE 1020012005246 A1 lehrt ein Entgratwerkzeug zur Entgratung von insbesondere unrunden Ausnehmungen in Werkstücken. Dieses Entgratwerkzeug ist dazu ausgebildet, als ein schrittweise um seine Längsachse drehendes und/oder verschiebend angetriebenes und in Richtung seiner Längsachse oszillierend verschiebbares Stoß- und/oder Ziehwerkzeug zu funktionieren. In entsprechender Weise ist eine Schneide des Werkzeuges ausgebildet, um den Grat mittels Aufbringung einer Druckkraft umzuformen und anschließend abtrennen zu können.
-
Aus der
DE 1020015004 B4 ist ein Entgratwerkzeug bekannt, welches in ähnlicher Weise wie das Werkzeug der
DE 102007020207 B9 einen Werkzeugschaft mit einem Einspannende sowie einen Stützkörper aufweist, der einen Schneidkörper abstützt. Die Aufbringung eines Fluid-Drucks bewirkt das Ausfahren und Anlegen des Schneidkörpers an die zu entgratende Kante. Die Schneide des Schneidkörpers ist derart ausgebildet, dass sie im Rechtslauf und im Linkslauf eingesetzt werden kann.
-
Die bekannten Zerspanungswerkzeuge werden dabei endseitig eingespannt und motorisch angetrieben. Bedingt durch Positionierungsungenauigkeiten der Antriebseinheit und/ oder durch Auflösung von Toleranzketten des zu bearbeitenden Werkstückes, insbesondere bei Umspannung, kann es dabei insbesondere zu Lageabweichungen und/oder Winkelabweichungen der Rotationsachse der Antriebseinheit kommen, die stochastisch im Raum liegen. Entsprechend kommt es auch zu Lageabweichungen und/oder Winkelabweichungen der Rotationsachse des Zerspanungswerkzeugs, sodass dieses mit seinem Werkzeugschaft die Wandung der zu entgratenden Bohrung kontaktiert. Insbesondere kann dieses Problem bei Verwendung eines Roboters als Positionierungs- und/oder Antriebseinheit auftreten.
-
Dabei entstehende Späne bzw. Materialabrieb können in den Bereich der Schneidelemente und deren Lagerung gelangen, so dass die Bewegung eines Schneidelementes behindert bzw. blockiert wird. Dadurch wird ein dauerhafter Einsatz des Zerspanungswerkzeuges erschwert. Zudem kann diese Situation zu einem erhöhten Verschleiß des Schneidelementes führen, in Einzelfällen sogar zum Schneidenbruch. Zusätzlich entsteht eine Schwächung des Durchmessers des Werkzeugschaftes, sodass dieser in diesem Bereich eine geringere Festigkeit aufweist. Außerdem kann dadurch eine Beschädigung der Oberfläche der Bohrung bzw. eine Vergrößerung der Bohrung auftreten.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zerspanungswerkzeug sowie ein Verfahren zum Entgraten von Kanten in Hohlräumen zur Verfügung zu stellen, mit denen in einfacher und kostengünstiger Weise eine Entgratung von Hohlräumen, insbesondere Bohrungen, mit einer langen Standzeit des Werkzeugs möglich ist.
-
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Zerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 sowie durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Entgraten von Kanten in Hohlräumen nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs sind in den Unteransprüchen 2-9 angegeben.
-
Das erfindungsgemäße Zerspanungswerkzeug dient insbesondere zur Entgratung von Kanten in Hohlräumen wie z.B. in Bohrungen. Es umfasst einen länglichen Werkzeugschaft mit einer Längserstreckung und wenigstens ein in Bezug zu einer entlang der Längserstreckung verlaufenden Längsachse im Wesentlichen senkrecht verschiebbar gelagertes Schneidelement. Das Zerspanungswerkzeug weist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Längsachse angeordnet eine Hülse auf, welche am oder auf dem Werkzeugschaft angeordnet ist, wobei die Hülse im Wesentlichen eine zylindrische Oberfläche ausbildet und diese zylindrische Oberfläche eine größere radiale Erstreckung aufweist als die Oberfläche des Werkzeugschaftes in an die Hülse anschließenden Bereichen des Werkzeugschaftes.
-
Das Schneidelement kann um einen relativ geringen Winkelbetrag schwenkbar an dem Werkzeugschaft angeordnet sein, sodass das Schneidelement eine im Wesentlichen senkrechte Bewegung in Bezug zur Längsachse des Werkzeugschaftes ausführen kann. Die Längsachse bezeichnet hier auch die Rotationsachse des Zerspanungswerkzeuges in dessen Einsatz.
-
Die Hülse kann vollständig rotationssymmetrisch ausgebildet sein, wobei jedoch auch die Anordnung von einem oder mehreren Längsschlitzen nicht ausgeschlossen sein soll. In diesem Fall ist die radiale Erstreckung der Durchmesser der Hülse.
-
Demzufolge kann die Oberfläche der Hülse vollständig zylinderförmig sein oder aber von einem oder mehreren Schlitzen unterbrochen sein. Die Hülse dient als Verschleißschutz bei Einsatz des Zerspanungswerkzeuges sowie auch als Führungselement bei der axialen Bewegung des Zerspanungswerkzeuges, was insbesondere bei der Entgratung mithilfe eines das Zerspanungswerkzeug antreibenden und führenden Industrieroboters wichtig ist, da bei dessen Anwendung die Rotationsachse eines antreibenden Elementes des Industrieroboters relativ häufig von der Soll-Rotationsachse des Zerspanungswerkzeuges und/ oder der zu entgratenden Bohrung abweichen kann.
-
Derart bewirkt der Einsatz der Hülse gleichmäßige Zerspanungsbedingungen beim Entgratungsvorgang.
-
Zur Abstützung des Schneidelements kann das Zerspanungswerkzeug einen Stützkörper bzw. eine sogenannte Lagerung aufweisen, mit dem das Schneidelement beim Spanungsprozess mechanisch abstützbar oder abgestützt ist. Derart kann der Schneidkörper mit einer definierten Anpresskraft an eine zu entgratende Kante angelegt werden.
-
Das heißt, dass ein vorzugweise aus einem Elastomerwerkstoff bestehender Stützkörper eine Stützfläche eines in einem Durchbruch des Werkzeugschaftes beweglich angeordneten Schneidelements abstützt und somit das Schneidelement mit einer Kraft radial beaufschlagt, wenn das Schneidelement im Eingriff mit zu bearbeitendem Material steht.
-
Die konkrete konstruktive Ausführung des Zerspanungswerkzeuges im Bereich des Stützkörpers sowie dessen Betätigung und Auswirkung auf das Schneidelement ist in der
DE 10215004 B4 dargelegt, deren diesbezügliche Ausführungen hiermit ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Patentanmeldungen einbezogen werden.
-
In alternativer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Zerspanungswerkzeug eine Fluid-Zufuhreinrichtung aufweist, mit der das Schneidelement einem statischen und/ oder dynamischen Fluid- Druck aussetzbar ist, so dass bei Aufbringung des Drucks auf das Schneidelement dieses bewegbar ist. Ein unter Druck in eine Durchgangsbohrung des Werkzeugschaftes gepresster flüssiger oder gasförmiger und/ oder aus einem Gas-Flüssigkeits-Gemisch bestehender Stoff kann demzufolge das Schneidelement nach außen bewegen. Bei Minderung des Fluid-Drucks und bedingt durch eine Rückstellkraft im Zerspanungsbereich kann es somit auch wieder zu einem radialen Einfahren des Scheidelementes kommen. Bei Drehung des Werkzeuges um seine Längsachse kann die Schneide des Schneidkörpers die zu entgratende Kante abfahren und dadurch dort bestehenden Grat beseitigen. In Bereichen der Kante, in denen diese den kleinsten Kantenwinkel aufweist, wird mit dem Werkzeug der Grat herumgebogen, so dass mit einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt dieser herumgebogene Grat abgetrennt werden kann.
-
Das erfindungsgemäße Zerspannungswerkzeug ist nicht darauf eingeschränkt, lediglich ein Schneidelement zu umfassen, sondern es kann - insbesondere bei rotationssymmetrischer Ausbildung eines Werkzeugschaftes - an dessen Umfang mehrere Schneidelemente aufweisen, die bevorzugt in beschriebener Weise radial aus- und einfahrbar sind.
-
Mit der Hülse wird erreicht, dass diese und nicht der Werkzeugschaft in Kontakt mit der Wandung der zu entgratenden Bohrung gelangt. Damit gibt die Hülse dem Zerspannungswerkzeug eine axiale sowie radiale Führung im zu bearbeitenden Werkstück, und zwar beim Einfahren in das Werkstück sowie auch bei der Entgratung, ohne dass der Werkzeugschaft des Zerspannungswerkzeugs das Material des Werkstückes berührt. Eine Berührung des Materials des Werkstückes findet lediglich durch die einen Verschleißschutz ausbildende Hülse statt. Durch eine geeignete Werkstoffauswahl für die Hülse wird erreicht, dass weniger Materialabrieb von der Hülse entsteht und/oder Materialabrieb an einer Längsposition des Zerspanungswerkzeuges entsteht, von der aus kaum oder nicht Materialpartikel zum Schneidelement gelangen können. Zudem erlaubt die Hülse eine Austauschbarkeit, so dass sie nach Materialabrieb-bedingtem Verschleiß ausgetauscht werden kann und das Zerspanungswerkzeug in einfacher Weise wieder an die Maße zu entgratender Bohrungen angepasst werden kann. Damit ist auch kostengünstig eine Nachrüstung eines Werkzeugs möglich.
-
Die Hülse kann längsgeschlitzt ausgeführt sein. In dieser Ausgestaltung des Zerspanungswerkzeuges ist die Hülse also nicht komplett zylinderförmigen ausgestaltet, sondern weist an ihrer Oberfläche einen parallel zur Rotationsachse der Hülse verlaufenden Schlitz bzw. Längsschlitzung auf, der bzw. die die Zylindermantelfläche teilt. Der Schlitz erleichtert die Montage und Demontage der Hülse auf einem Zerspanungswerkzeug, zum Beispiel um die Hülse nach Verschleiß auszuwechseln oder um eine Hülse zu wechseln und dadurch dem Durchmesser einer zu entgratenden Bohrung anzupassen.
-
Zwecks Verhinderung ungewünschter Aufweitung der Hülse aufgrund von Reibkräften bzw. Reibmomente beim Betrieb des Zerspanungswerkzeuges ist vorzugweise vorgesehen, dass wenigstens eine Kante der Längsschlitzung ebenfalls angefast oder gerundet ist. Vorzugsweise haben beide Kanten eine Fase, um den Betrieb des Zerspanungswerkzeuges in beiden Drehrichtungen zu erleichtern.
-
Die Hülse sowie der Werkzeugschaft sind vorzugweise derart dimensioniert, dass die Hülse mit einem Presssitz auf dem Werkzeugschaft sitzt. Zur Montage der Hülse ist diese also derart aufzubereiten, dass sie unter elastischer Aufweitung problemlos axial über den Werkzeugschaft zur vorbestimmten Stelle des Sitzes der Hülse geschoben werden kann und unter Verringerung der Aufweitung federnd sich radial pressend auf dem Werkzeugschaft abstützt, wobei sie in der abgestützten Position im Wesentlichen eine Zylinderform aufweist.
-
In alternativer Ausgestaltung sitzt die Hülse ohne radiale Spannung auf dem Werkzeugschaft.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse auf dem Werkzeugschaft mit einer Übergangspassung angeordnet, wobei der Innenzylinder der Hülse in Bezug zum Werkzeugschaft insbesondere ein Übermaß von 0,1 bis 0,2 haben kann, was bei bevorzugten Durchmessern von Werkzeugschaft und Hülse einem Absolut-Wert von 0,02 mm bis 0,03 mm entspricht.
-
Die Wandstärke der Hülse sollte mindestens 0,3 mm betragen.
-
Wie erwähnt, kann die Hülse an wenigstens einem ihrer stirnseitigen Enden eine Fase aufweisen. In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse an beiden stirnseitigen Enden angefast. Die Fasen erleichtern den Einschub der Hülse in eine Bohrung bei gleichzeitiger Zentrierung der Hülse und demzufolge des gesamten Zerspanungswerkzeugs. Je nach Belastungsart können dabei die Fasen unterschiedliche Winkel aufweisen.
-
Weiterhin kann die Hülse wenigstens eine Aussparung zur Hindurchführung eines Schneidelementes aufweisen. In dieser Ausgestaltung sitzt also die Hülse im Bereich des beweglichen Schneidelementes und erstreckt sich von dem Einspannbereich des Zerspanungswerkzeuges aus gesehen von einem Bereich vor dem Schneidelement bis in einen Bereich hinter dem Schneidelement. Die Wandstärke der Hülse ist hierbei natürlich derart auszuführen, dass die Hülse eine geringere radiale Erstreckung bzw. einen geringeren Radius aufweist als das Maximum der radial möglichen Bewegung des Schneidelementes. Dabei kann in dem Bereich der radialen Ausfahrbarkeit des Schneidelements die Wandstärke der Hülse verringert sein, so dass sich ein Absatz zu axial anschließenden Abschnitten der Hülse ausbildet. Der Absatz kann insbesondere zwischen 0,05 mm und 0,1 mm betragen.
-
Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Zerspanungswerkzeug einen Einspannbereich aufweist, wobei das Zerspanungswerkzeug vom Einspannbereich aus gesehen vor und/oder hinter dem Schneidelement eine Hülse aufweist. Der Einspannbereich - entlang der Längsrichtung dem Schneidelement im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnetbefindet sich demzufolge am anderen Ende des Zerspanungswerkzeuges. In dieser Ausgestaltung weist das Zerspanungswerkzeug demzufolge eine oder mehrere Hülsen auf, die entlang der Längsrichtung des Zerspanungswerkzeuges jeweils neben dem Schneidelement angeordnet sind. Die Anordnung von zwei Hülsen bietet sich an, um eine Kippung des Zerspanungswerkzeuges im Einsatz zu verhindern.
-
Zwecks Fixierung der Hülse in axialer Richtung auf den Werkzeugschaft ist vorgesehen, dass die Hülse wenigstens ein Formelement aufweist, mit welchem eine Fixierung der Hülse in axialer Richtung auf den Werkzeugschaft realisiert oder realisierbar ist. Ein solches Formelement kann zum Beispiel ein Vorsprung an der Innenseite der Hülse sein, der sich nach radial innen erstreckt, wie zum Beispiel ein dort angeordneter Stift. Dieser Stift kann in eine entsprechende Ausnehmung im Werkzeugschaft eingesteckt werden, um eine Positionierung sowie eine Fixierung in axialer Richtung zu bewirken. Bevorzugt wird ein Spiralspannstift verwendet. Die Aussparung im Werkzeugschaft kann dabei eine umlaufende Nut sein, in die der Stift eingesteckt oder einsteckbar ist. Durch diese Nut wird eine Fixierung in axialer Richtung bewirkt, nicht jedoch in der Winkelposition der Hülse in Bezug auf die Längs-bzw. Rotationsachse. Das bedeutet, dass neben dem durch den Presssitz realisierten Kraftschluss zusätzlich noch eine formschlüssige Verbindung zwischen Hülse und Werkzeugschaft ausgeführt ist.
-
Das Formelement kann derart ausgeführt sein, dass mit ihm die Hülse auch in ihrer Winkelposition fixiert ist oder fixierbar ist. Die Aussparung im Werkzeugschaft ist dabei zum Beispiel ein Loch bzw. eine entsprechend komplementär zum Stift ausgeführte Bohrung.
-
In umgekehrter Weise kann auch die Hülse eine Aussparung in Form eines Lochs bzw. einer Bohrung oder einer umlaufender Nut haben, in der ein von der Oberfläche des Werkzeugschaftes radial abstehender Vorsprung, wie zum Beispiel ein Stift, eingreift oder eingreifen kann.
-
In einer besonderen Ausführungsform des Zerspanungswerkzeugs ist vorgesehen, dass das Formelement eine Aussparung, vorzugsweise in Form einer Bohrung, ist, welche in der Längsschlitzung der Hülse angeordnet ist. Das bedeutet, dass wenigstens eine Schlitzkante der Längsschlitzung zumindest ein Formelement aufweist, an welchen sich in axialer Richtung ein entsprechend komplementär ausgestaltetes Formelement, wie zum Beispiel ein Stift oder ein Vorsprung, abstützen kann.
-
Zwecks Erhöhung der Standzeit sollte die Hülse aus einem rostfreien Stahl, insbesondere austenitischen oder austenitisch-martensitischen Stahl, bestehen bzw. gefertigt sein. Dabei sollen geringfügige Bestandteile der Hülse aus anderen Materialien nicht ausgeschlossen werden. Vorzugsweise bietet es sich an, die Hülse aus 1.4542 oder einem X46Cr13 zu fertigen. Das Material der Hülse kann gegebenenfalls auch oberflächenbehandelt sein, z.B. durch Diffusion von Kohlenstoff oder einer kohlenstoffhaltigen Verbindung in die Oberfläche.
-
Zur Lösung der genannten Aufgabe wird außerdem ein Verfahren zum Entgraten von Kanten in Hohlräumen wie z.B. in Bohrungen, genannt, bei dem der mit einer Kante versehene Hohlraum zur Verfügung gestellt wird, ein erfindungsgemäßes Zerspanungswerkzeug zur Verfügung gestellt wird, das Zerspanungswerkzeug in den Hohlraum eingefahren wird und die Kante durch eine Schneidoperation des Schneidelementes des Zerspanungswerkzeuges mechanisch spanend bearbeitet wird, wobei sich die Hülse des Zerspanungswerkzeuges an der Innenwandung des Hohlraumes radial abstützt.
-
Die Begriffe axial und radial beziehen sich sämtlich auf die Längsachse bzw. Rotationsachse des Zerspanungswerkzeugs.
-
Vorzugsweise ist der Hohlraum eine Bohrung, deren endseitige Kante zu entgraten ist.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
-
Es zeigen
- 1: ein erfindungsgemäßes Zerspanungswerkzeug einer ersten Ausführungsform in einer Seitenansicht,
- 2: eine Hülse für das in 1 dargestellte Zerspanungswerkzeug,
- 3: das vordere Ende eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs einer zweiten Ausführungsform in einer Seitenansicht,
- 4: eine Hülse einer speziellen Ausführungsform in Schnittansicht,
- 5: eine Hülse einer weiteren Ausführungsform für das in 3 dargestellte Zerspanungswerkzeug in Schnittansicht,
- 6: die in 4 dargestellte Hülse in Draufsicht,
- 7: die in den 4 und 5 dargestellte Hülse im Querschnitt,
- 8: eine Ausführungsform einer Hülse in Queransicht,
- 9: eine weitere Ausführungsform einer Hülse im Querschnitt,
- 10: eine erste Ausführungsform eines Formelementes im Werkzeugschaft,
- Figur 11eine zweite Ausführungsform eines Formelementes im Werkzeugschaft.
-
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zerspanungswerkzeugs 1 in Seitenansicht. Es ist ersichtlich, dass das Zerspanungswerkzeug 1 einen länglichen Werkzeugschaft 10 aufweist, an dessen einem Ende ein Einspannbereich 11 zur Aufnahme in oder an einem Antrieb und an dessen anderem Ende zwei radial herausstehende Schneidelemente 20 angeordnet sind. Zwischen den Schneidelementen 20 und dem Einspannbereich 11 sind in der dargestellten Ausführungsform eine erste Hülse 30 und eine zweite Hülse 31 beabstandet zueinander angeordnet. Es ist erkennbar, dass die radiale Erstreckung 32 der Hülse 30 größer ist als die radiale Erstreckung 13 des Werkzeugschaftes 10. Dadurch, dass sowohl der Werkzeugschaft 10 als auch die Hülsen 30,31 rotationssymmetrisch um die Längsachse 12 bzw. Rotationsachse 12 des Zerspanungswerkzeugs 1 ausgebildet sind, sind also die Durchmesser der Hülsen 30,31 größer als der Durchmesser des Werkzeugschaftes 10.
-
Dadurch kommt das Zerspanungswerkzeug 1 bei einem Entgratungsvorgang in einer Bohrung mit wenigstens einer der Hülsen 30,31 am Material der Bohrung zur Anlage, und nicht mit dem Werkzeugschaft 10. Aufgrund höherer Festigkeiten der Hülsen 30,31 kommt es nicht oder zu einem verringerten Materialabrieb an den Hülsen, so dass weniger Partikel bzw. Verunreinigungen in den Bereich der Schneidelemente 20 und deren Lagerungen gelangen können. Dies erhöht die Standzeit des Zerspanungswerkzeugs 1 und verringert die Gefahr des Bruchs der Schneidelemente 20.
-
Aufgrund der Anordnung von zwei Hülsen 30,31 besteht zudem eine verringerte Gefahr einer unzulässigen Winkelabweichung der Rotationsachse 12 bei der Nutzung des Zerspanungswerkzeugs 1.
-
2 zeigt in Draufsicht eine der beiden Hülsen 30,31, wie sie in dem Ausführungsbeispiel in 1 angeordnet ist. Es ist ersichtlich, dass diese Hülse 30 einen Längsschlitz 33 aufweist, der sich über die gesamte Länge der Hülse 30 erstreckt. Das heißt, dass diese Hülse 30 im Wesentlichen eine Zylinderform aufweist, wobei jedoch die Zylindermantelfläche an einer Stelle des Umfangs geöffnet ist.
-
Weiterhin ist ersichtlich, dass diese Hülse an beiden axialen Endbereichen eine erste Fase 34 und eine zweite Fase 35 aufweist, die das Einfahren des Zerspanungswerkzeugs 1 in eine Bohrung erleichtern und zudem dort eine Zentrierung realisieren.
-
3 zeigt eine alternative Ausführungsform des Zerspanungswerkzeugs 1 in dessen vorderem Bereich. Hier sind deutlich die Schneidelemente 20 erkennbar, die jeweils um eine hier nur angedeutete Lagerung 21, die als Schwenklagerung ausgeführt ist, herum schwenkbar sind, sodass die Schneidelemente 20 in einer Rotationsbewegung um die Lagerung 21 aus dem Werkzeugschaft 10 heraus fahrbar sind und in diesen hinein schwenkbar sind.
-
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Hülse 30 neben den Schneidelementen 20 angeordnet. Erkennbar ist weiterhin, dass die Hülse 30 lediglich an einem Endbereich eine erste Fase 34 aufweist, um das Einfahren in eine Bohrung zu erleichtern. Dabei soll nicht ausgeschlossen werden, dass die Hülse 30 auch an ihrem gegenüberliegenden Endbereich eine derartige Fase aufweist.
-
Die in 4 dargestellte Hülse weist Bohrungen 38 zur Aufnahme eines (hier nicht dargestellten) Stiftes auf, der sowohl der Fixierung der Hülse 30 auf dem Werkzeugschaft dient als auch der Fixierung eines bspw. in 3 dargestellten Lagers bzw. Stützelements 50 im Werkzeugschaft zur radialen Abstützung der schwenkbaren Schneidelemente 20. Die Hülse kann sich dabei axial bis hinter die Schwenklagerung 21 der Schneidelemente 20 erstrecken, die durch die seitlichen Aussparungen 36 ausgeschwenkt werden können. Im Bereich der Ausschwenkbarkeit der Schneidelemente kann die Hülse wie in 4 dargestellt einen Absatz 40 aufweisen, der die Wandstärke der Hülse in diesem Bereich verringert. Die Fase 34 kann dabei zum Beispiel einen Winkel von 30° aufweisen. Die Bohrung 38 kann einen Durchmesser von 1,22 mm haben. Die Länge der in 4 dargestellten Hülse kann 13 mm betragen. Die Länge des inneren, zylindrischen Hohlraumes kann 11 mm betragen. Die axiale Länge der schlitzartigen Aussparung 36 kann 8 mm betragen. Der äußere Durchmesser der Hülse kann 3,8 mm mit einer Passung h6 betragen. Der innere Durchmesser der Hülse kann einen Durchmesser von 3,6 mit einer Passung H7 betragen. Demzufolge kann die Wandstärke 1,7 mm betragen.
-
In den 5 und 6 ist eine Hülse 30 dargestellt, die auch in der in 3 dargestellten Ausführung zum Einsatz kommen kann. Diese Hülse 30 umfasst in ihrer Wandung eine Aussparung 36 zur radialen Hindurchführung eines Schneidelementes 20. Das bedeutet, dass sich eine derartige Hülse 30 nicht nur in dem Endbereich des Zerspanungswerkzeugs 1 erstrecken würde, wie in 3 dargestellt, sondern von diesem Endbereich ausgehend über die Schneidelemente 20 hinweg.
-
Auch eine derartige Hülse 30 ist vorzugsweise mit einem Längsschlitz 33 ausgeführt, um die Hülse 30 in einfacher Weise unter temporärer Aufweitung montieren und demontieren zu können. In der in 6 dargestellten Ausführungsform der Hülse 30 sind im Bereich der Kanten des Längsschlitzes 33 Bohrungen 38 bzw. Aussparungen angeordnet, die zur Aufnahme eines Formelementes am Werkzeugschaft 10 dienen können, um die Hülse 30 axial und in ihrer Winkelposition um die Rotationsachse 12 zu fixieren.
-
In den 7-9 sind Ausführungsformen der Hülse 30 dargestellt, wobei alle der hier gezeigten Hülsen 30 einen Längsschlitz 33 aufweisen. Die in 7 gezeigte Hülse 30 weist zudem seitliche Aussparungen 36 auf zur Hindurchführung von Schneidelementen.
-
8 zeigt eine Hülse 30, von deren Innenseite sich ein Vorsprung 37 in Form eines Stiftes nach radial innen erstreckt. Dieser Vorsprung 37 dient zum Eingriff in ein komplementär ausgestaltetes Formelement am Werkzeugschaft.
-
In alternativer Ausgestaltung zeigt 9 eine Hülse 30, die radial verlaufend eine Bohrung 38 aufweist, zur Aufnahme eines Stiftes bzw. Vorsprunges an einer Oberfläche des Werkzeugschaftes.
-
Dabei sind die in den 7-9 dargestellten Details nicht auf die alleinige Anordnung an einer Hülse 30 eingeschränkt, sondern sie können auch in einer Hülse 30 kombiniert vorliegen.
-
In entsprechender Weise kann die Oberfläche des Werkzeugschaftes 10 ausgestaltet sein, wie es in den 10 und 11 dargestellt ist. 10 zeigt dabei einen Werkzeugschaft 10, in dem radial eine Bohrung 16 angeordnet ist, die zur Aufnahme des in 8 an der Innenseite der Hülse 30 angeordneten Vorsprunges 37 ausgestaltet ist. Mittels dieser Bohrung 38 und des Vorsprunges 37 ist die Hülse 30 in axialer Richtung sowie hinsichtlich ihrer Winkelposition in Bezug zur Rotationsachse 12 auf dem Werkzeugschaft 10 fixierbar.
-
Eine alternative Ausführungsform stellt 11 dar, in der eine umlaufende Nut 14 im Werkzeugschaft 10 angeordnet ist. Auch diese Nut 14 dient zur Aufnahme des Vorsprunges 37, wie er 7 dargestellt ist. In dieser Ausführungsform des Werkzeugschaftes 10 ist allerdings keine Fixierung der Hülse 30 hinsichtlich ihrer Winkellage um die Rotationsachse 12 gegeben, sondern die Hülse 30 kann um die Rotationsachse 12 rotieren, sodass es zu einer Relativbewegung zwischen Hülse 30 und Werkzeugschaft 10 kommen kann. Mit einer solchen Ausgestaltung des Zerspanungswerkzeugs wird ebenfalls effektiv Materialabrieb bei Entgratungsvorgängen verringert bzw. vermieden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zerspanungswerkzeug
- 10
- Werkzeugschaft
- 11
- Einspannbereich
- 12
- Längsachse, Rotationsachse
- 13
- radiale Erstreckung
- 14
- umlaufende Nut
- 16
- Bohrung
- 20
- Schneidelement
- 21
- Lagerung
- 30
- Erste Hülse
- 31
- Zweite Hülse
- 32
- radiale Erstreckung
- 33
- Längsschlitz
- 34
- Erste Fase
- 35
- Zweite Fase
- 36
- Aussparung
- 37
- Vorsprung, Stift
- 38
- Bohrung
- 40
- Absatz
- 50
- Stützelement, Lager
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007020207 B9 [0006, 0008]
- DE 1020012005246 A1 [0007]
- DE 1020015004 B4 [0008]
- DE 10215004 B4 [0020]
