DE1914721A1 - Mehrgliedriges Raeumwerkzeug - Google Patents

Description

Dr. Inn. Ackmann

Duisbura 22_β8?1 Caauk.r₈itrii^24 ¹⁸· ^März

Frederick W. Schmidt, 19, Windmill Hill Hoad, Branford, Connecticut, USA

Mehrgliedriges Räumwerkzeug

Die Erfindung "betrifft ein Räumwerkzeug, insbesondere ein mehrzahniges Profil-Räümwerkzeug zum Räumen von Nuten, Öffnungen oder Kanälen besonderer Querschnitte und ist besonders zur Herstellung sogenannter"Tannenzapfen"-Nuten in Turbinenläufern geeignet, in denen die entsprechend geformten TurbinenschaufeIfüße befestigt werden«

Die bekannten Räumwerkzeuge haben einen stabförmigen Räumer, wobei mehrere Räumzähne oder Zahneinheiten an einem festen Stab angeordnet sind. Bei der Fertigung, Benutzung und Wartung derartiger stabförmiger Räumer entstehen zahlreiche Probleme, welche auf die einheitliche Stabformkonstruktion zurückzuführen sind. Beispielsweise sind für die Bearbeitung solcher stabförmigen Räumer große Maschinen und umfangreiche Einrichtungen erforderlich und die Maschine muß die Möglichkeit bieten, verschieden lange ßtababschnitte zu drehen. Die Wärmebehandlung bei der !fertigung stabförmiger Räumer verursacht wegen der großen Stablänge ein erhebliches Verziehen; entstehende Risse führen zum Ausschuß des ganzen wtabes und eine ungleichförmige 'Wärmebehandlung, wird schon durch die großen Stablängen verursachte

Durch die ochleifbehandlung bei der Fertigung stabförmiger Räumer ist wegen der großen otablänge ein häufiger Bruch der Schleifscheibe die Folge, und auch die wegen des Hinterschliffs erforderlichen kleinen scheibendurchmesser führen zum häufigen Bruch der Schleifscheibe.

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Beim Zusammenbau des stabförmigen Säumwerkzeuges hängt die Qualität der stabförmigen Auskleidung von der Geschicklichkeit des Monteurs ab, wobei die Güte des Stabes nicht besser als der 'schwächste Zahn sein kann und ein zu kleiner Zahn verursacht eine häufig starke Überbeanspruchung des benachbarten Zahnes. Bei der Wartung benutzter Räumwerkzeuge -löst ein erhebliches Untermaß "" eines Zahnes infolge Abnutzung o. dgl. den Ausschuß des ganzen Stabes aus, auch wenn viele oder alle anderen Zähne noch brauchbar sind, und der ganze Stab ist auch dann unbrauchbar, wenn nur ein Zahn beschädigt oder gebrochen ist. Auch der werkstoff für die stabförmigen fe Räumwerkzeuge wird durch die Stabform bestimmt. Verwendet wird Schnellschneidestahl,jedoch niemals Carbid, weil dieses so teuer ist, daß weder ein Fehler beim Ausformen eines Stabes aus einem großen werkstück noch ein Fehler an nur einem Zahn geduldet werden kann.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten wurde bereits vorgeschlagen, ein aus metneren Abschnitten bzw. Gliedern bestehendes Räumwerkzeug zu schaffen, wobei jeder Abschnitt mehrere Zähne besitzt; es wurde auch schon vorgeschlagen, ein Räumwerkzeug aus einzelnen, in einer Halterung liegenden Zähnen zu bilden. .Diese Ausführungen sind jedoch aus verschiedenen Gründen ungeeignet, vor allem, weil ψ sie nicht die für den Räumvorgang erforderliche ötabilität haben und einem Spiel besonders ausgesetzt sind, bei dem die Stirnenden der Zähne sich infolge Zahndruckes von einer zur anderen öeite bewegen.

Demgegenüber ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine größere Anzahl einzelner Schneidelemente ineinandergreifend durch Befestigungsorgane zu einer Räumreihe zusammengehalten werden.

Das Räumwerkzeug gemäß vorliegender Erfindung besteht aus zahlreichen Einzelreihen, die mit Hilfe einer V-förmigen Nutverbindung zwischen benachbarten Zähnen ineinandergreifen und zusammengehalten werden. Jeder Zahn hat

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einen V-förmigen Vorsprung an seiner Kopf- oder Grundfläche und die gegenüberliegende Fläche ist mit einer entsprechend V-förmig gestalteten Nut bzw. Ausnehmung versehen.

Die Zähne sind zum Aufbau eines Räumwerkzeuges übereinander angeordnet, wobei die Vorsprünge und Ausnehmungen benachbarter Zähne ineinandergreifen, und die Vorrichtung wird mit Hilfe von Endgliedern abgeschlossen, wozu ein Befestigungsbolzen durch das Unterteil der ineinandergreifenden Zähne führt. Durch diese Ausgestaltung, insbesondere durch die ineinandergreifenden Zähne werden die bisherigen Schwierigkeiten beseitigt, wie z. B. das Problem der otabilität und des üpiels, wie es bei den bekannten Ausführungen in Erscheinung tritt. Hierdurch ist erstmalig ein brauchbares, aus einzelnen ochneidelementen aufgebautes Räumwerkzeug geschaffen, welches die zahlreichen Nachteile der stabförmi^en Iiäumwerkzeuge beseitigt, ochon bei der Herstellung einzelner ochneiaelernente entstehen zahlreiche Vorteile und Verbesserungen. Bei der Bearbeitung der einzelnen ochneidelemente können kleine kaschinen zum Abdrehen benutzt werden, wobei auch automatische kas-chinen zur Anwendung gelangen können. Die einzelnen ochneidelemente können zunächst gegossen oder andersartig in eine gleichgroße i'Orm gebracht unu dann in der .ochneidzone auf die erforaerlichen ^biaessunj;en bearbeitet werden. -Bei der „armvergätunj entfällt ein Verziehen, da ein leicht verzielib^rer langer otab nicht mehr vorliegt- Eine eventuelle i\ißbildung bedeutet nur den Verlust eines ochneidelernentes _c Durch den Schleifvorgeng bei der Fertigung der einzelnen ochneidelemente ist der ocheibenbruch jerreuert, weil jeweils nur -ain element geschliffen v.ird. ^uch läl:t sich ein großer ocheibenviurchmesser far aen HinOerscnliff verwenden, weil kein benachbarter Zahn im '..ege üteht, wodurch ebenfalls

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der Bruch von »Schleifscheiben verringert wird. Beim Zusammenbau der einzelnen Schneidelernente kann eine Auswahl besonders guter Üchneidelemente als Polierwerkzeuge vorgenommen und Untergrößen können entweder eleminiert oder wahlweise am Anfang eines Räumwerkzeuges angeordnet werden, so daß eine Überbeanspruchung infolge Untergröße im wesentlichen ausgeschaltet ist»

Bei der Wartung der einzelnen Schneidglieder lassen sich abgenutzte Glieder leicht entfernen und durch neue ersetzen, so daß das ganze Räumwerkzeug eine wesentlich größere Lebensdauer hat» Auch lassen sich gerissene Giieder oder solche mit beschädigten Zähnen leicht auswechseln. Der wesentliche Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die Folgen einer Zerstörung oder falschen Bearbeitung bei der Fertigung oder Benutzung immer nur auf ein »Schneidelement begrenzt sind, und nicht das ganze Räumwerkzeug erfassen, so daß zwar teure, und wünschenswerte werkstoffe wie Carbid für aie oclineiaelemente verwendet werden können»

weitere Merkmale der Erfindung betreffen die besondere Ausgestaltung des Räumwerkzeuges und siiti. in der folgenden Beschreibung sowie in den Unteransprüchen beschrieben.

Der G-e^enstand der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand einer Zeichnung als Ausführungsbeispiel näher erläutert,und zwar zeigt: Fi^ur 1: ein Räumwerkzeug in einer vorderen Ansicht,

teilweise geschnitten,
Figur 2: den Je^enstand der Figur 1 in einer seitlichen

Ansicht,
Fi.zur 3: den Gegenstand der Fi^ur 1 in perspektiviseher

Darstellung,
Figur M-: aas Befectigun.^sorgen für aas Räumwerkzeuggemäß iif-ur $,

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BAD ORIGINAL

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Figur -51 ein an einer Räummaschine befestigtes Räumwerkzeug und

Figur 6: eine Draufsicht auf ein Schneidelement gemäß Figur 5«

Wie Figur 1 zeigt, hat ein Raumwerkzeug 1o eine größere Anzahl einzelner ineinandergreifende Schneidelemente in der Form von Zahngliedern, die alle in Längsrichtung des Räumwerkzeuges angeordnet sind. In Figur 1 sind nicht alle Schneidelemente dargestellt, und durch die strichpunktierten Linien ist angedeutet, daß eine größere Länge vorgesehen sein kann. Erkennbar ist Jedoch, daß die einzelnen SchneideIemente 12 über die ganze Länge übereinander gestapelt sind und den Arbeitsbereich des Räumwerkzeuges bilden. Die in Figur 1 abgebildeten Schneidelemente haben Schruppzähne 14, die an den vorderen Enden der Schneidelemente angeordnet sind (vgl. auch· Fig. 2). Wie die Figur 2 zu erkennen gibt, nimmt die Größe der Schneidelemente von links nach rechts entlang des Räumwerkzeuges zu, wobei das linke Ende der Vorrichtung das Führungsende beim Räumvorgang ist.

Figur 1, in welcher die Vorrichtung auf der Seite liegend dargestellt ist, läßt erkennen, daß die obere Stirnfläche eines jeden Zahngliedes mit einer im Querschnitt V-förmigen Ausnehmung oder- Fut 16 versehen ist, die sich praktisch über die ganze Länge des Zahngliedes erstreckt. Die untere Stirnfläche eines jeden Zahngliedes besitzt einen entsprechend V-förmig ausgebildeten Vorsprung 18, der ebenfalls praktisch über die Gesamtlänge des Zahngliedes verläuft. .Die V-förmigen Hüten 16 schließen vorzugsweise einen Winkel von etwa 12o · ein, Und der Außenwinkel der V-förmigen Vorsprünge 18 beträgt etwa 24o°, so daß die V-fρrmigeη-VorSprünge und die V-förmigen Nuten 16 ineinandergreifend aneinanderliegen und zusammenpassen. Selbstverständlich können Hierfür auch andere Winkel verwendet werden.

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Wie Ägur 2 zeigt, erstrecken sich die Hut en 16 und Vorsprung 18 praktisch über die Gesamtlänge eines jeden Zahngliedes, so daß die Zahnglieder bzw. ochneidelemente auch mit ihrer Gesamtlänge ineinandergreifend miteinander verbunden sind.

Da abgesehen von den Endgliedern der Häumwerke jedes Zahnglied an einer Fläche mit einem V-förmigen Vorsprung und an der gegenüberliegenden Fläche mit einer ~ V-förmigen Nut versehen ist, kommen alle der Eäümreihe zugeordneten Zahnglieder bzw. Schneidelemente aufeinfe anderfolgend mit ihren V-förmigen Profilen in Eingriff» Gegen die untere Fläche des unteren Zahngliedes und die obere Fläche des oberen Zahngliedes hingegen liegen Befestigungselemente an, welch« die in leih· übereinander angeordneten und ineinandergreifenden Schneidelement e der Räumreihe fest zusammenhalten. Selbstverständlich, kann die Anerdnung dtr V-föreigen Nuten und V-förmigen Vorsprung» auch umgekehrt werden, so daß sich die Vorsprünge an der oberen Fläche eines jeden Zahngliedes und die Nuten an der unteren Fläche eines jeden Zahngliedes befinden.

Die Befestigungsvorrichtung besteht, wie die Figuren Ψ 1 und 2 und Figur 4 zeigen, aus einen vorderen Abschlußblock 2o am Kopfende des Räuinwerkzeuges und einem rückwärtigen Abschlußblock 22 am Boden bzw. rückwärtigen iäide des Räumwerkzeuges. Der Abschlußblock 2o hat einen V-förmigen Vorsprung an seiner unteren Grundfläche, welche mit der V-förmigen Nut des benachbarten Zahngliedes zusammenwirkt, während der andere Abschlußblock 22 eine V-förmige Nut an seinem Kopfende hat, welcher mit dem V-förmigen Vorsprung des entsprechend benachbarten Zahngliedes -zusammenwirkt. Jedes Schneidelement 12 hat eine Bohrung 24 im Bereich der Zahnwurzel, wobei diese Bohrungen der aufeinanderliegenden Schneidelemente eine durchlaufende Öffnung bilden»

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Auch die Abschlußblöcke 2o, 22 sind mit entsprechenden Bohrungen versehen. Ein Befestigungsbolzen 26 durchragt alle .bohrungen der zur Räumreihe zusammengefügten Zahnglieder, -bzw. ochneidelemente 12 und Abschlußblöcke 2o, 22.. :,.,- _:; -

Abschlußblock 2o hat eine zylindrische Ausnehmung 28 und .e-in paar diametral gegenüberliegende seitliche Einschnitte 3o. An einem Ende des Bexestigungsbolzens 26 ist .ein iiopfteil angeordnet, das aus einem zylindrischen king 35 und seitlichen otiften 34 besceht, welche in die ausnehmung 28 und seitlichen einschnitte 3o eingreifen (vgl. Figur 3)· Das andere ^nde des Befestigungubolzö.ns. 26 ist mit einem Gewindeteil 36 verseilen, das in eine zylindrische Ausnehmung 38 des rückwärtigen Ab^chlußblockes 22 ragt..In der Ausnehmung liegt eine lün^liche zylindrische Mutter 4o, welche auf den Gewindeteil $6 aiifschraubbar ist. Diese Teile sind derart bemessen, a&R die Lutter 4o leicht auf den Gewindeteil 36 aufge-cLraubt werden kann, so daß die Zahnglieder und der voruere und räcKwärtiige Abschlußblock zusammengedrückt v.erden, wobei in Längsrichtung des xüiumwerkzeuges ein sehr hoher Druck ausgeübt wird. Der Befestijrungsbolzen 26 ist mit einer Anflächung 42 versehen, die mit einem Befestigungsstift 44 zusammenwirkt. Durch Eingriff des Befestigungsstiftes 44 in diese Anflächung 42 wird der Befestigungsbolzen 26 nach Anziehen der Lütter gegen Verdrehung gesichert.

Die vorstehend beschriebene Befestigungsvorrichtung sichert die einzelnen ochneidelemente in einer zusammengehörigen Lage und verursacht eine wesentliche opannkraft zum Zusammenhalten der ochneidelemente. Die V-förmigen Profile, v.elcne o«i aufein&naerfül.renden /jahngliedern ineinandergreifen, ver^in^ern jegliche Bewegung bzw. jedes ^piel zv/ischor. den einzelnen Zahngliedern, so daß die Vorrich sung alle „irkunjcen und Vorzüge stangenföriaiaer K^;-iuni^r.er--:..:<su_t-_:3-e, jedoch ohne deren e, hat und Laich jene *.&c.i'..eile nicht aufweist,

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die bei den versuchsweise erstellten Zahngliedeinrichtungen in Erscheinung traten.

Figur 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein ähnliches Räumwerkzeug. Zum Zwecke des besseren Verständnisses sind einige der Schneidelemente fortgelassen, so daß die Ausgestaltung eines einzelnen Schneidelementes und dessen Lage zu benachbarten Schneidelementen deutlich erkennbar ist. Diese Schneidelemente 12 haben s. g_o Tannenzapfenschneiden für Polierzwecke. Das Räumwerkzeug gemäß vorliegender Erfindung kann- mit Schruppelementen entsprechend Figur 1 oder mit Schleif- bzw. Polierelementen gemäß Figur 3 ausgerüstet sein_o Selbst-

P verständlich sind auch andere Formen verwand-bar, wie auch aufeinanderfolgend verschieden ausgerüstete Zahnglieder dem Räumwerkzeug zugeordnet werden können, beispielsweise kann ein Abschnitt aus Schruppzähnen, ein weiterer · aus Zwischenzähnen bestehen oder eine Folge von Zwischen- ' zähnen bis hin zu Polierzähnen oder sogar von Schruppzähnen bis hin zu Polier zähnen vorgesehen sein,' sofern der Bearbeitungsvorgang dies erlaubt. Die Lage der einzelnen Zahnglieder bzw» ochneidelemente 12 sowohl zueinander wie auch zu den Abschlußblöcken 2o, 22 und die Lage" des Befestigun^sbolzens 26 und Ringes 32 sind der Figur 3 deutlich zu entnehmen« Die Erstreckung der V-förmigen Nut 16 über praktisch ciie Gesamtlänge eines Zahngliedes ^:

" bzw. Schneidelementes ist an der stelle erkennbar, wo einige Zahnglieder fortgelassen sind und es ist selbstverständlich, daß sich die zusammenpassenden V-förmigen Vorsprünge 1ö (vgl. 3'igur 6) -auf der Grundfläche eines jeden Zahnes ebenfalls über die ganze Länge eines öchneidelementes erstrecken.

Figur 5 zeigt die Befestigung eines Räumwerkzeuges 1o an einem üblichen n.ammschliöteri 4öo j?ür eine genaue Halterung· aei Räum?;erkzeu£es'1o im iuammschlirten 4-8 htt Jedes schneidelement eine 45° V-förmige Nut 5o auf einer .oeite und ein eirö^Lrechena geformrer V-förmiger op an η-

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BAD ORIGfNAL

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bolzen 52 ragt in diese Nut 5o und wird am Rammschlitten mittels einer Schraube 54- "befestigte

Die Zusammenwirkung von öpannbolzen 52 und Nut 5o trägt für ein Andrücken des Räumwerkzeuges gegen die Flächen 56 und 58 im Rammschiit;ten Borge, wodurch eine sichere Halterung des Räumwerkzeuges Ίο im Rammschlitten sichergestellt ist und eine "besondere Stabilität erreicht wird_o

Obwohl die vorgenannten Ausführungen auf ineinandergreifende V-förmige Nuten und Vorsprünge gerichtet sind, bleibt die Erfindung nicht auf diese Form des Ineinandergreif ens beschränkt, sondern es.■sind alle entsprechenden ineinandergreifenden Verbindungen mit geeigneten Ausformungen tuäd Aufsätzen brauchbar, um das Ineinandergreifen und Lagern benachbarter Einsätze sicherzustellen sowie Verzahnungen, Zungen oder Rillen an den Längsflächen der Zahnglieder.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwendung eines brauchbaren und wirksamen Schneidelements für ein aus einzelnen Zahngliedern zusammengesetztes Räumwerkzeug. Die »Stabilität des Räumwerkzeuges ist besonders gut und jegliches bpiel ist durch die V-förmigen Nuten und Vorsprünge ausgeschaltet.

§09841/0254

Claims (1)

1. - ΊΟ -

   Patentansprüche

   ί1„lMehrgliedriges Räumwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, aaß eine größere Anzahl einzelner ochneidelemente ineinandergreifend durch Befestigungsorgane zu einer Räumreihe zusammengehalten werden»

   2.-Mehrgliedriges räumwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidelemente (12) mit ineinandergreifenden Profilteilen versehen sind.

   3» Mehrgliedriges Räumwerkzeug nach Ansprüchen 1 und 2, P dadurch gekennzeichnet, daß jedes .Schneidelement (12) auf der einen zum benachbarten Schneidelement weisenden Hache profilartig und die gegenüberliegende i'läche umgekehrt geformt isto

   4„ lViehrgliedriges Räumwerkzeug nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Profilteile in Richtung der Gliedreihe verlaufen.

   5e Mehrgliedriges Räumwerkzeug nach Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schneidelement (12) auf der einen Profilfläche mit einer V-förmigen Ausnehmung (16) und auf der gegenüberliegenden Profilfläche " mit einem entsprechenden V-förmigen Vorsprung (1ö) versehen ist.

   6. Mehrgliedriges Räumwerkzeug nach Ansprüchen 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß die V-förmige Ausnehmung (16)und der V-förmige Vorsprung (18) einen Winkel von etwa 24-0° bilden,

   7β Mehrgliedriges Räumwerkzeug nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß-das Befestigungsorgan aus einem die ochneidelemente (12) durchragenden Befesti-. gungsbolzen (26) besteht, deren Enden mit Abschlußblöcken (2o, 22) verbunden sind, welche gegen die äußeren

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   ochneidelemente der Räumreihe (1o) anliegen.

   8. Mehrgliedriges Räumwerkzeug nach Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußblöcke (2o, 22) an ihrer zum .schneidelement (12) weisenden Fläche mit einem ein- bzw_o übergreifenden Profil versehen sind.

   9. Mehrgliedriges Räumwerkzeug nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das !Schneidelement (12) aus einem Schneidzahn (48), einer Kopffläche mit einem vorbestimmten Profil und einer Grundfläche mit einem vorbestimmten Profil besteht, wobei diese Profile aufeinander abgestimmt sind,

   10. Mehrgliedriges Räumwerkzeug nach Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement (12) im unteren Bereich mit einer durch die Kopf- und Grundfläche führenden Bohrung (24) versehen ist.

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