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Bereich der Technik
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Die Erfindung betrifft eine neue Konstruktion eines Reibwerkzeuges zum hochproduktiven Reiben von sehr präzisen Bohrungen, insbesondere tiefen Bohrungen, mit einer Anforderung an hohe Form- und Lagegenauigkeit und Oberflächenqualität von geriebenen Bohrungen mit einer Anwendung insbesondere auf CNC-Bearbeitungsmaschinen.
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Stand der Technik
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Vor dem Reiben von sehr präzisen Bohrungen auf CNC-Maschinen, insbesondere tiefen Bohrungen mit einer Anforderung an Lage- und Formgenauigkeit, sind die jeweiligen Bohrungen in vielen Fällen mit Hilfe der einschneidigen Bohrwerkzeuge vorzubearbeiten, mit denen man genaue Lage, Rundheit und Geradheit der vorbearbeiteten Bohrung vor dem Reiben erzielt.
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Es hat sich gezeigt, dass die derart vorbearbeiteten Bohrungen in vielen Fällen mit einschneidigen Reibahlen mit zwei Längsführungsflächen oder vorteilhafter mit dreischneidigen Reibahlen mit zwei Längsführungsflächen aufgrund der Erreichung der erforderlichen Lage-, Form- und Maßgenauigkeit von geriebenen Bohrungen zu reiben sind. Solches Reibwerkzeug ist beispielsweise aus
EP1657014B1 bekannt. Der Schneidteil ist durch eine kompakte Cermet-Scheibe mit einem zylindrischen Spannschaft gebildet. Auf dem Umfang der Scheibe sind in einer Hälfte von ihrem Umfang die Schneidzähne mit Längs- und Querschneiden gebildet und auf der gegenüberliegenden Hälfte des Umfangs der Formscheibe sind zylindrische Längsstützflächen gebildet. Der zylindrische Spannschaft ist im Loch eines Stahlhalters mit einem Übermaß gelagert, wodurch Schrumpfspannen und - ausspannen des Schneidteils des Reibwerkzeuges ermöglicht werden.
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Der Hauptnachteil von diesen Reibahlen besteht darin, dass der Halter mit dem Schneidreibkopf bei seinem Austausch auf ca. 350 °C erwärmt wird, was vor allem auf einem entfernten Arbeitsplatz mit Hilfe einer Induktionsaufwärmanlage durchgeführt wird und weiter nach der Abkühlung des Spannhalters mit dem gespannten Reibkopf erfolgt auf einem Voreinrichtgerät eine Längenpeilung der Axialauslegung von Schneiden von der Spannbasis des Werkzeughalters.
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Dies alles ruft eine Steigerung von nichtproduktiven Produktionszeiten beim Austausch von Reibwerkzeugen hervor. Bei diesem Werkzeug hat es sich ferner gezeigt, dass beim Reiben auf die Erreichung der Qualität der zu bearbeitenden Oberfläche die Weise der Zufuhr des Kühlschmierstoffes zu Stellen der Führungsflächen des Schneidteils der jeweiligen Reibahle einen großen Einfluss ausübt.
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Aus
EP 1240963 B1 ist die Verbindung zwischen dem Halter und dem Werkzeugkopf bekannt. Zwischen dem Werkzeughalter und dem Werkzeugkopf ist eine Gewindekupplung angebracht. Die jeweilige Gewindekupplung weist zwei gegenüberliegende Gewindeteile auf, die als Außengewinden mit einer umgekehrten Orientation ausgeführt sind und mit den Innengewinden im Halter und im Werkzeugkopf zusammenwirken. Der Werkzeugkopf weist einen kegelförmigen Vorsprung auf und in der Halterstirn ist eine kegelförmige Öffnung, in die nach dem Einschrauben der kegelförmige Vorsprung des Werkzeugkopfes aufsetzt. In diesem Spannsystem kann man auf denselben Halter unterschiedliche Schneidköpfe spannen. Die Kühlung wird gleichwohl in Bezug auf die spezielle Krone der dreischneidigen Reibahle mitnichten gelöst.
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Aus CZ 308960 B1 ist solche Variante bekannt, wann auf dem Spannhalter nur eine Krone befestigt ist, die als eine dreischneidige Reibahle mit zwei Führungsflächen in der Form laut
EP 1657014B1 gebildet wird. Zum genauen Spannen ist in der Stirn des Halters ein Loch und auf dem Umfang der Reibkrone ist gegenüberliegend von dem mittleren zahnförmigen Vorsprung eine Mitnehmernut gebildet, in die ein Mitnehmervorsprung eingreift, der auf der Stirn des Halters gebildet wird, wobei in der Achse der Reibkrone ein zylindrisches Loch zur Lagerung einer Zentrierverbindungsschraube gebildet wird, die an ihrem Ende ein Außengewinde und auf der anderen Seite einen Kopf mit einer Auflagestirn aufweist, unter der sich ein anknüpfender zylindrischer Schaft befindet, der mit einer weiteren Auflagestirn abgeschlossen ist, und an den oberen Schaft knüpft ein unterer Schaft mit einem kleineren Durchmesser an. Dieses Werkzeug ermöglicht nur den Austausch der Krone und der Halter bleibt weithin. Die Produktion von Zentrierschäften ist jedoch kompliziert.
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Das Ziel der Erfindung besteht darum darin, ein als eine dreischneidige Reibkrone mit zwei Führungsflächen gebildetes Reibwerkzeug zum sehr präzisen und produktiven Reiben von insbesondere Tiefbohrungen auf CNC-Maschinen vorzustellen, das man nach jeweiligen Anpassungen auf ein genaues und überprüftes Spannsystem spannen könnte und einfach austauschen kann, und eine effektive Werkzeugkühlung sicherzustellen.
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Darlegung des Wesens der Erfindung
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Die oben genannten Mängel werden durch das erfindungsgemäße Reibwerkzeug beseitigt, dessen Wesen darin besteht, dass auf dem Stirnteil des zylindrischen Halters eine Durchmesserverkleinerung mit einer Stirnbestückung durchgeführt ist, wobei auf dieser Durchmesserverkleinerung fünf offene Kanäle durchgeführt sind und auf dieser Durchmesserverkleinerung eine Deckungsbuchse fest angeordnet ist, dessen innere Wand die Kanäle auf dem Umfang verschließt und so fünf Ausmündungskanäle bildet, die eine Fortsetzung der Kanäle darstellen, wobei drei Ausmündungskanäle in die Spanräume münden und zwei Ausmündungskanäle in zwei Längskanäle mit einem Radiusauslaf münden, die immer vor den Führungsflächen in der Drehrichtung der Reibkrone gebildet sind und vor die Außenstirn der Reibkrone gerichtet sind, wobei die obere Stirn der Deckungsbuchse zwei Positioniervorsprünge aufweist, die in demselben Abstand angeordnet sind, wie der Abstand der Längskanäle ist, und also in die Längskanäle im Bereich desjenigen Teils der dreischneidigen Reibkrone eintreten, der die Längsführungsflächen aufweist, wodurch die richtige Lage des Aufsetzens der dreischneidigen Reibkrone mit dem Kegelschaft auf den zylindrischen Halter in die kegelförmige Öffnung auf der Stirn des zylindrischen Halters gewährleistet wird.
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Erläuterung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, die zeigen:
- Auf 1 sind der Übersichtlichkeit halber zwei schematische Ausschnitte durchgeführt, dank denen man sehen kann, wo die im Bereich der Längsführungsflächen durchgeführten Kanäle auf der dreischneidigen Reibkrone münden,
- 2 ist ein Schnitt durch das erfindungsgemäße Reibwerkzeug gemäß Linie A-A aus 1,
- 3 ist eine Stirnansicht des Reibwerkzeuges in einem zerlegten Stand aus 4,
- 4 ist ein Reibwerkzeug aus 2 in einem zerlegten Stand,
- 5 ist eine perspektivische Ansicht des zerlegten Werkzeuges aus 1 und 2 und
- 6 ist ein Detail der Stirnansicht der dreischneidigen Reibkrone.
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Ausführungsbeispiel der Erfindung
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Auf
3 ist eine Stirnansicht der dreischneidigen Reibkrone 2 dargestellt, deren Konstruktion dem Werkzeug aus
EP1657014B1 entspricht, dessen Eigentümer der Anmelder ist. Sie weist drei zahnförmige Vorsprünge 13 mit Schneiden 8 auf und zwischen den zahnförmigen Vorsprüngen 13 sind Spanräume 12 und das Werkzeug weist weiter zwei Längsführungsflächen 9 auf. Wie man
2 und
4 entnehmen kann, ist diese dreischneidige Reibkrone 2 ein integrierter Bestandteil eines Reibkopfes 5, dessen Bestandteil noch ein Kegelschaft 19 ist, der eine Gewindeöffnung 10 aufweist und in einer kegelförmigen Öffnung 26 auf einer Auflagestirn 16 eines zylindrischen Halters 3 gesetzt ist, und zwar mit Hilfe eines Linksschneidegewindes 24, das auf der Verbindungsschraube 4 durchgeführt ist. Diese weist noch auf der anderen Seite ein Rechtsschneidegewinde 25 auf, das wiederum in einer Gewindeöffnung 23 im zylindrischen Halter 3 eingeschraubt ist. Diese Verbindung des Reibkopfes 5 mit dem zylindrischen Halter 3 ist wiederum im Einklang mit
DE 101 12 966 A1 durchgeführt und diese Verbindung ist nicht der Gegenstand der Erfindung. Der zylindrische Halter 3 weist noch einen Spannteil 30 auf, was auf
2 zu sehen ist. In dem zylindrischen Halter 3 ist in der Mittelachse 22 ein Längskühlkanal 20 zur Zufuhr eines Kühlschmierstoffes gebildet.
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Der Gegenstand der Erfindung besteht in einer Aufteilung des Längskühlkanals 20 auf fünf Abbiegungskanäle 18, wie auf 2 und 4 ersichtlich ist. An diese Abbiegungskanäle 18 knüpfen dann die Zufuhrkanäle 27 an, deren Umfangswand nach der Montage eine Deckungsbuchse 28 bildet. Wie man auf 1 sehen kann, münden drei Zufuhrkanäle 27 in die Spanräume 12 auf einer Hälfte des Umfangs der dreischneidigen Reibkrone 2, da die dreischneidige Reibkrone 2 jedoch nur mit drei Schneiden 8 unsymmetrisch bestückt ist, sind auch Kühlung und Schmierung der umgekehrten Hälfte der dreischneidigen Reibkrone 2 zu lösen, die die Längsführungsflächen 9 aufweist. Dies ist erfindungsgemäß derart vorgeschlagen, dass zwei Zufuhrkanäle 27 in zwei Längskanäle 11 mit einem Radiusauslauf 29 zur Ausführung des Kühlschmierstoffes münden, die vor die Außenstirn 6 der dreischneidigen Reibkrone 2 in der Nähe der Längsführungsflächen 9 gerichtet ist. Die Längskanäle 11 sind immer vor der Längsführungsfläche 9 in der Drehrichtung der dreischneidigen Reibkrone 2 angeordnet.
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Damit die Ausführung der erwähnten fünf Zufuhrkanäle 27 möglich ist, ist erfindungsgemäß eine Durchmesserverkleinerung 14 des zylindrischen Halters 3 in seinem Stirnteil durchgeführt. Dies ist auf 5 gut zu sehen. Auf derart durchgeführter Durchmesserverkleinerung 14 sind dann die Zufuhrkanäle 27 als offen durchgeführt. Auf dieser Durchmesserverkleinerung 14 ist dann eine Deckungsbuchse 28 fest angeordnet. Ihre innere Wand verschließt auf dem Umfang die Zufuhrkanäle 27 so, dass der Kühlschmierstoff zur dreischneidigen Reibkrone 2 gelangen kann, und zwar über die Zufuhrkanäle 27. Damit man die dreischneidige Reibkrone 2, mit der der Reibkopf 5 mit dem Kegelschaft 19 bestückt ist, auf den zylindrischen Halter 3 korrekt aufsetzen kann, weist die obere Stirn der Deckungsbuchse 28 zwei Positioniervorsprünge 21 auf, die, wie auf 1 und 2 ersichtlich ist, in demselben Abstand angeordnet sind, wie der Abstand der Längskanäle 11 ist, und sie treten also in die Längskanäle 11 im Bereich desjenigen Teils der dreischneidigen Reibkrone 2 ein, der die Längsführungsflächen 9 aufweist, wodurch eine richtige Orientierung der Lage der dreischneidigen Reibkrone 2 beim Zusammenbau des ganzen Reibwerkzeuges 1 gewährleistet wird. Beim Zusammenbau des erfindungsgemäßen Reibwerkzeuges 1 kann es deshalb nicht zur unrichtigen lagebezogenen Lagerung des Reibkopfes 5 kommen. Bei der Verbindung des Reibkopfes 5 mit dem zylindrischen Halter 3, d.h. beim Aufsetzen seiner Auflagestirn 16 auf die Auflagestirn 7 des Reibkopfes 5, kommt es zur spielfreien Lagerung des Kegelschaftes 19 des Reibkopfes 5 in der kegelförmigen Öffnung 26 des zylindrischen Werkzeughalters 3 des Reibwerkzeuges 1 und so ist eine absolute koaxiale Anordnung von beiden Teilen gegeneinander gewährleistet.
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Auf 5 ist eine perspektivische Ansicht des zerlegten Reibwerkzeuges 1 dargestellt, wo Durchmesserverkleinerung 14 mit einer Stirnbestückung 15, Zufuhrkanäle 27 und Positioniervorsprünge 21 auf der Deckungsbuchse 28 gut zu sehen sind. Es sind auch die Längskanäle 11 mit einem Radiusauslauf 29 im Bereich der Längsführungsflächen 9 gut zu sehen.
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Auf 6 sind eine detaillierte Ansicht der Stirn der dreischneidigen Reibkrone 2 mit einer Anordnung von drei Schneiden 8 und zwei Längsführungsflächen 9 und die Weise der Mündung der Abbiegungskanäle 18 in die Zufuhrkanäle 27 dargestellt, die zu Schneiden 8 gerichtet sind. Es ist auch eine Handhabungsöffnung 17 zur Bedienung der Verbindungsschraube 4 zu sehen.
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Vorteile der Erfindung:
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- - Der Austausch des Reibkopfes erfolgt mechanisch, ist sehr einfach, sehr schnell und man kann ihn direkt auf der Maschine vornehmen, ohne den Halter des Reibkopfes aus der Spindel ausspannen zu müssen und eine erneute Peilung des Abstandes der Schneiden von der Basis des Spannhalters ist nicht mehr durchzuführen. D.h., dass den Austausch des Schneidkopfes das Maschinenbedienpersonal einfach vornehmen kann.
- - Ein weiterer bedeutender technologischer Vorteil besteht darin, dass man durch die neue Konstruktionsanordnung der Zufuhr des Kühlschmierstoffes und anschließend durch die Erreichung einer besseren Kühlung und Schmierung von Schneiden progressive Schneidmaterialien effektiver anwenden kann, wodurch man höhere Schneidgeschwindigkeit und Schneidestandzeit bei einer höheren Stabilität der Reibgenauigkeit erreicht.
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Liste der Bezugszeichen
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- 1
- Reibwerkzeug
- 2
- dreischneidige Reibkrone
- 3
- zylindrischer Halter
- 4
- Verbindungsschraube
- 5
- Reibkopf
- 6
- Außenstirn
- 7
- Auflagestirn
- 8
- Schneide
- 9
- Längsführungsflächen
- 10
- Gewindeöffnung
- 11
- Längskanal
- 12
- Spanräume
- 13
- zahnförmige Vorsprünge
- 14
- Durchmesserverkleinerung
- 15
- Stirnbestückung
- 16
- Auflagestirn des Halters
- 17
- Handhabungsöffnung
- 18
- Abbiegungskanäle
- 19
- Kegelschaft
- 20
- Längskühlkanal
- 21
- Positioniervorsprung
- 22
- Mittelachse
- 23
- Gewindeöffnung
- 24
- Linksschneidegewinde
- 25
- Rechtsschneidegewinde
- 26
- Kegelförmige Öffnung
- 27
- Zufuhrkanäle
- 28
- Deckungsbuchse
- 29
- Radiusauslauf
- 30
- Spannteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1657014 B1 [0003, 0007, 0011]
- EP 1240963 B1 [0006]
- DE 10112966 A1 [0011]
