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Die
Erfindung betrifft eine Reibahle, insbesondere eine Einmesser-Reibahle gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1, sowie eine Führungsleiste gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 16.
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Reibahlen,
insbesondere Einschneiden-Reibahlen, bei welchen die Zerspanungs-
und Führungselemente
getrennt sind, dienen zur Feinbearbeitung von Bohrungen. Die Zerspanung
erfolgt mit der Schneide. Die Führung
des Werkzeugs in der Bohrung wird durch wenigstens eine Führungsleiste übernommen,
wobei die Führungsleiste
ebenfalls dazu dient, die Bohrungsoberfläche zu glätten.
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Eine
Reibahle der hier angesprochenen Art ist aus
DE 33 07 398 C1 bekannt.
Sie weist eine Führungsleiste
auf, die in eine in Längsrichtung
der Reibahle verlaufende Ausnehmung eingesetzt ist. Die Ausnehmung
weist seitliche, im Wesentlichen V-förmige zueinander angeordnete
Anlagenflächen
auf, die einen Winkel einschließen.
Dieser öffnet
sich in Richtung zur Mittelachse der Reibahle. Aus der
DE 689 02 705 T2 ist ebenfalls
eine Reibahle bekannt, die mindestens eine in eine in Längsrichtung
des Werkzeugs verlaufende Aufnahme eingesetzte Führungsleiste aufweist. Die
Aufnahme ist mit zwei Anlageflächen
versehen, die seitlich an der Führungsleiste
anliegen. Darüber
hinaus ist aus der
DD
25 931 A1 eine Reibahle bekannt, die mindestens eine in
eine in Längsrichtung
des Werkzeugs verlaufende Aufnahme eingesetzte Führungsleiste umfasst. Auch
hier weist die Aufnahme im Wesentlichen V-förmig zueinander angeordnete
Anlageflächen
auf, die einen Winkel einschließen.
Dieser öffnet
sich in Richtung zur Mittelachse der Reibahle. Schließlich ist
aus der
DE 42 02 751
A1 ist eine Einmesser-Reibahle mit einem Grundkörper bekannt,
in dessen Umfangswand eine Messerplatte und mindestens eine in Längsrichtung
des Grundkörpers
verlaufende Nuten eingesetzte Führungsleiste
eingesetzt ist. Aufgrund der Fertigungstoleranzen der rechteckförmigen Nut
und der Maßabweichungen
bezüglich
den parallelen Seitenflächen
der Führungsleiste
ist eine exakte Positionierung der Führungsleiste nicht gewährleistet.
Zwischen einer seitlichen Führungswand
der Nut und einer Seitenfläche
der Führungsleiste
kann eine Spaltbildung erfolgen. Des weiteren kann ein axialer Winkelversatz
zwischen der Achslängsrichtung
der Führungsleiste
und der Längsnut
auftreten. Insbesondere durch einen derartigen Winkelversatz kann
es zu einer ungleichen Ausbildung in der Breite einer Axialfase
kommen. Dies könnte
dazu führen,
dass beim Schleifvorgang der in den Grundkörper eingesetzten Führungsleisten
an einem Ende eine breite Axialfase und an dem gegenüberliegenden
Ende eine geringere bzw. keine Axialfase ausgebildet sein kann.
In diesem Bereich kann sich dann eine Aufbauschneide bilden, die
für den
Reibvorgang nachteilig ist.
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Darüber hinaus
weist eine derartige Anordnung mit eingelöteten oder eingeklebten Führungsleisten
im Grundkörper
den Nachteil auf, dass nach einem Austausch der abgenutzten Führungsleisten ein
radialer Versatz des Schleifradius auftreten kann. Darüber hinaus
kann bei derartig zum Grundkörper angeordneten
Führungsleisten
eine Axialfase nur manuell nach dem Einsetzen auf der Maschine herstellbar
sein. Dies ist sehr kostenintensiv und kann dazu führen, dass
beim Aufbringen der Axialfase der Grundkörper in Mitleidenschaft gezo gen
werden kann. Diese Bearbeitung führt
des weiteren dazu, dass eine Riefenbildung durch den manuellen Schleifarbeitsvorgang
in Achslängsrichtung
der Führungsleisten
gegeben sein kann. Die rechtwinklig zur Rotationsrichtung verlaufenden
Riefen können
sich nachteilig bei dem Aufbau eines Schmierfilmes in einer Bohrung
auswirken, die durch die Axialfase zur Führungsfläche hin gebildet werden soll.
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Der
Erfindung ist deshalb die Aufgabe zugrundegelegt, eine Reibahle
zu schaffen, die eine einfache, schnelle und genaue Positionierung
sowohl bei der Erstbestückung
als auch beim Austausch abgenutzter Führungsleisten ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Reibahle
weist den Vorteil auf, dass eine einfache und genaue Positionierung
der Führungsleisten
zum Grundkörper
ermöglicht
ist, ohne dass ein axialer Winkelversatz oder ein radialer Versatz
des Schleifradius auftreten kann. Durch die in einem Winkel zueinander
angeordneten Anlageflächen und
die vorteilhafterweise kongruent dazu ausgebildeten Anlageflächen der
Führungsleiste
kann eine selbstzentrierende Anordnung geschaffen sein, die eine
exakte Positionierung der Führungsleiste
in axialer als auch in radialer Richtung zum Grundkörper der
Reibahle ermöglicht.
Die ggfs. vorhandenen Toleranzabweichungen können durch die winklige Anordnung
der Aufnahme ausgeglichen werden, wobei die im Grundkörper eingesetzten
Führungsleisten
vorteilhafterweise nach dem Einsetzen durch einen Schleifvorgang
auf das erforderliche Maß ohne
Achsversatz geschliffen werden können.
Die Axialfase der Führungsleisten
kann aufgrund der selbstzentrierenden und exakten Aufnahme der Führungsleisten
zum Grundkörper
bereits vor dem Einsetzen in den Grundkörper ausgebildet und über die
gesamte Länge
der Führungsleisten
gleich breit vorgesehen sein.
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Des
weiteren weist die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Aufnahme den Vorteil auf, daß beispielsweise diamantbeschichtete
Führungsleisten kostengünstig und
mit hoher Genauigkeit eingesetzt werden können. Die Diamantbeschichtung
bei Führungsleisten
weist im allgemeinen 3 bis 25 μm
auf. Bei den bisherigen aus dem Stand der Technik bekannten Aufnahmen
und der Anordnung der Führungsleisten
würde dies
bedeuten, daß nach
einem Schleifvorgang der Führungsflächen, bei
dem ein bis mehrere Zehntel abgeschliffen werden, keine Diamantbeschichtung
mehr vorhanden wäre.
Durch die selbstzentrierende und genaue Positionierung der Führungsleisten
zum Grundkörper
der Reibahle ist ermöglicht,
daß zunächst eine
unbeschichtete Führungsleiste
in die Aufnahme eingesetzt wird. Anschließend wird diese Führungsleiste
auf Maß geschliffen
und wieder aus dem Grundkörper
entfernt, um eine Diamantbeschichtung aufzubringen. Die diamantbeschichtete
Führungsleiste
wird anschließend wieder
in den Grundkörper
eingesetzt, ohne daß wesentliche
Maßunterschiede
auftreten. Somit kann eine kostengünstige und fertigungstechnisch
einfache Herstellung von Reibahlen mit diamantbeschichteten Führungsleisten
gegeben sein.
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Bei
der Reibahle nach Anspruch 1 ist vorgesehen, daß die Aufnahme im wesentlichen
V-förmig ausgebildet
ist. Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß die Anlageflächen in
einem Winkel von 90° zueinander
angeordnet sind, wobei diese Anlageflächen symmetrisch zu einer durch
den Achsmittelpunkt verlaufenden Sagittalebene angeordnet sind.
Dadurch kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß eine einfache
Herstellung des aus einem im Querschnitt quadratisch ausgebildeten
Grundkörpers der
Führungsleisten
ermöglicht
ist. Die Seitenflächen des
Grundkörpers
der Führungsleiste
können
zunächst
derart geschliffen werden, daß eine
Riefenbildung quer zur Längsachse
der Führungsleiste
ausgebildet ist. Dadurch kann die Axialfase eine in Rotationsrichtung
weisende Riefenbildung aufweisen, da diese die Axialfasen bildende
Seitenfläche
vor dem Einsetzen der Führungsleisten
bearbeitet werden können
bzw. diese Axialfasen können
ohne besondere Bearbeitung dadurch entstehen, daß die Führungsflächen geschliffen werden. Die
an die Führungsflächen anschließenden Axialfasen
sind somit ein Teil der Seitenflächen
des quaderförmigen Grundkörpers der
Führungsleisten.
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In
den weiteren Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen einer Reibahle gemäß dem Hauptanspruch
angegeben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es außerdem,
eine Führungsleiste
zu schaffen, die eine einfache, schnelle und genaue Positionierung
in einer Reibahle gemäss
den Ansprüchen
1 bis 15, insbesondere einer Einmesser-Reibahle ermöglicht,
sowohl bei der Erstbestückung
als auch beim Austausch abgenutzter Führungsleisten.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird eine Führungsleiste
vorgeschlagen, die die in Anspruch 16 genannten Merkmale aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
in der Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht des vorderen Teils des Messerkopfes einer Reibahle,
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2 eine
Stirnansicht einer Reibahle gemäß 1 und
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3 eine
Stirnansicht einer alternativen Ausführungsform einer Reibahle zu 1 und 2.
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In 1 ist
eine Seitenansicht einer Reibahle 11 dargestellt, deren
Schaft 12 nur angedeutet ist und in einen Messerkopf 13 übergeht.
In der Umfangsfläche
des Messerkopfes 13 ist eine Nut zur Aufnahme einer Messerplatte 14 vorgesehen.
Des weiteren sind Aufnahmen 16 zur Aufnahme von Führungsleisten 17 eingebracht.
Die Messerplatte 14 wird auf bekannte Weise mittels einer
Spannpratze 18 festgeklemmt, die mit einer Spannschraube 19 befestigt
ist. Die axiale Positionierung der Messerplatte 14 erfolgt über einen
Spannstift 21, der an das schaftseitige Ende der Spannpratze 18 angrenzt.
Der im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Grundkörper des
Messerkopfes 13 weist auf der Vorderseite der Messerplatte 14 eine
Ablaufschräge 22 auf,
die der Bildung eines Spanraums dient.
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Die
Führungsleiste 17 der
Reibahle 11 ist so ausgebildet, daß sie in einem der Stirnseite 21 des Messerkopfes 13 zugewandten
Bereich eine Anlaufschräge 23 aufweist.
Die Führungsleiste 17 erstreckt sich
von einer Stirnseite 21 bis etwa zum Endbereich des Messerkopfes 13.
Die Führungsleiste 17 kann ebenso
auch mehrteilig ausgebildet sein. Die Führungsleiste 17 kann
in Achslängsrichtung 26 der Reibahle 11 gesehen
sowohl größer oder
kleiner als die Messerplatte 14 ausgebildet sein.
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In 2 ist
eine Vorderansicht der Reibahle 11 gemäß 1 dargestellt.
Eine zu bearbeitende Bohrung ist durch eine Kreislinie 27 dargestellt.
Die Messerplatte 14 ist in die erste Nut 28 eingesetzt,
die erste Führungsleiste 29 in
eine erste Aufnahme 31, die zweite Führungsleiste 17 in
eine zweite Aufnahme 16 und die dritte Führungsleiste 33 ist
in eine dritte Aufnahme 34 eingebracht. Die erste Führungsleiste 29 ist
der Messerplatte 14 in Drehrichtung gemäß Pfeil 35 nacheilend
angeordnet. Eine Mittelachse 36, die durch die erste Führungsleiste 29 läuft, kann
in einem Winkel γ zwischen
25° und
60° liegen.
Die Mittelachse 36 der Führungsleiste 29 läuft durch
die Längsachse 26 des
Messerkopfes 13. Die zweite Führungsleiste 17 ist
der Messerplatte 14 gegenüberliegend um 180° versetzt
zum Grundkörper
angeordnet. Die dritte Führungsleiste 33 ist
in einem Winkel δ entgegen
der Drehrichtung gesehen um 225 bis 260° angeordnet, wobei dessen Verlängerung
der Mittelachse 36 und die der Mittelachse 36 von
der Führungsleiste 17 ebenfalls
durch die Längsachse 26 des
Messerkopfes 13 verläuft.
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Alternativ
kann auch vorgesehen sein, daß eine
Einmesser-Reibahle 11 mit einer ersten Führungsleiste 29 und
einer zweiten Führungsleiste 17 ausgebildet
ist.
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Die
Führungsleisten 17, 29, 33 weisen
an ihren zur Bohrungswandung gerichteten Flächen eine gekrümmte Führungsfläche 37 auf,
die im wesentlichen der der Bohrungswand bzw. der Kreislinie 29 entspricht
oder geringfügig
kleiner ausgebildet sein kann. Die Führungsleisten 17, 29, 33 weisen
im Anschluß an
die Führungsflächen 37 eine
zumindest teilweise entlang ihrer Längskanten verlaufende Fase 42, 43, 44, 45, 46 und 47 auf.
Die in Drehrichtung gemäß Pfeil 35 weisenden
Fasen 42, 44, 46 dienen zum Aufbau eines
Schmierfilms, sofern im Betrieb der Reibahle die zu bearbeitende
Bohrung mit einem Kühl-
und Schmiermittel versorgt wird.
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Der
Messerkopf 13 weist zwischen einer Spanablaufschräge 22 und
einer Kreislinie 27 bzw. Bohrungswand einen Spanraum 48 auf.
Während der
Bearbeitung der Bohrungswand werden die innerhalb der Bohrung 27 von
der Schneide 49 abgetragenen Späne über den Spanraum 48 abtransportiert.
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Die
erste, zweite und dritte Aufnahme 31, 16 und 34 und
die erste, zweite und dritte Führungsleiste 17, 29, 33 sind
vorteilhafterweise gleich ausgebildet. Nachfolgend wird die erfindungsgemäße selbstzentrierende
Positionierung der Führungsleisten 17, 29, 33 in
den Aufnahmen 31, 16 und 34 am Beispiel
der zweiten Führungsleiste 17 in
der Aufnahme 16 erläutert.
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Die
Aufnahme 16 ist durch eine linke und rechte Anlagefläche 51, 52 ausgebildet,
die in einem Winkel φ zueinander
angeordnet sind. Der Winkel φ beträgt im Ausführungsbeispiel
90°. Dieser
Winkel φ kann
jedoch in einem Bereich größer oder
kleiner als 90° liegen,
wobei vorzugsweise ein Bereich zwischen 30 und 170° gewählt wird.
Die Anlageflächen 51, 52 sind
symmetrisch zur Mittelachse 36 der Führungsleiste 17 angeordnet.
Diese Anlageflächen 51, 52 können durch
Fräsbearbeitung
in den Grundkörper des
Messerkopfes 13 eingebracht werden. Alternativ kann vorgesehen
sein, daß zwischen
den V-förmig und
symmetrisch zueinander angeordneten Anlageflächen 51, 52 ein
beliebig ausgestalteter Grund vorgesehen ist, der geradlinig oder
gerundet oder mehreckförmig
ausgebildet sein kann.
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Die
Führungsleiste 17 weist
kongruent zu den Anlageflächen 51, 52 ausgestaltete
Anlageflächen 56, 57 auf.
Der zwischen den Anlageflächen 56, 57 gebildete
Winkel entspricht dem Winkel φ der
Aufnahme 16 oder ist geringfügig größer ausgebildet. Durch einen
gewählten
Winkel φ von
90° ergibt
sich der Vorteil, daß die
Anlagefläche 56, 57 zwei
Seitenflächen
eines quadratischen Grundkörpers
von einer Führungsleiste 17 bilden.
Der Grundkörper
der Führungsleiste 17 weist
vorteilhafterweise eine Kantenlänge
auf, die der Breite der Anlagefläche 56, 57 bzw. der
Anlagefläche 51, 52 der
Aufnahme 16 entspricht. An die Anlagefläche 56, 57 der
Führungsleiste 17 schließt sich
ebenfalls rechtwinklig eine Fläche
an, die eine Axialfase 44, 45 bildet. Die Anordnung
der Axialfase 44, 45 kann auch in Abhängigkeit
von dem Winkel φ bzw.
als eine Funktion von φ ausgedrückt sein.
Beim auf Maßschleifen
der eingesetzten Führungsleisten 29, 17, 33 im
Messerkopf 13 wird die Führungsfläche 37 abgetragen.
Dabei bleiben die Axialfasen 44, 45 unbeeinflußt. Diese
bedürfen
somit keiner weiteren Bearbeitung mehr. Dadurch kann erzielt werden,
daß bei
einer Bearbeitung vor dem Einsetzen der Führungsleiste 17 die
die Axialfase 44, 45 bildenden Seitenflächen rechtwinklig
zur Längsachse der
Führungsleiste 17 geschliffen
werden, so daß eine
für den
Einsatz der Führungsleiste 17 geeignete Riefenbildung
der Axialfase 44, 45, die vorzugsweise in Drehrichtung 35 verläuft, anbringbar
ist.
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Die
Führungsleiste 17 weist
zwischen der Anlage 56 und 57 einen abgeflachten
Abschnitt 58 auf, damit eine exakte Anlage der Anlageflächen 56, 57 der
Führungsleiste 17 zu
den Anlageflächen 51, 52 der
Aufnahme 16 gegeben ist. Der dadurch entstehende Freiraum
ermöglicht
bei einer Löt-
oder Klebeverbindung, daß sich
in diesem Bereich das Verbindungsmittel anlagern kann, ohne daß die selbstzentrierende
Positionierung der Führungsleiste 17 in der
Aufnahme 16 beeinflußbar
ist. Alternativ kann ebenso vorgesehen sein, daß eine Klemm- oder Schraubverbindung
vorgesehen ist, um die Führungsleiste 17 in
der Aufnahme 16 lösbar
anzuordnen.
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Eine
nicht dargestellte alternative Ausführungsform zu 2 ist,
daß die
Anlageflächen 51, 52 in
einem Winkel, der größer oder
kleiner 90° ist,
angeordnet werden können,
wobei vorzugsweise ein Winkel von > 90° gewählt wird.
Der Winkel β für die Axialfase 44 ergibt
sich in Abhängigkeit
des Winkels φ.
Diese Winkel β kann
ebenfalls durch manuelle Bearbeitung veränderbar sein.
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In 3 ist
ein alternatives Ausführungsbeispiel
einer Reibahle zu 2 dargestellt. Der Aufbau und
die Anordnung der Messerplatte 14 und der Führungsleisten 29, 17, 33 entspricht
der in 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel weicht die Ausgestaltung
der Aufnahmen 31, 16, 34 und Führungsleisten 29, 17 und 33 von
denen in 2 beschriebenen ab. Die Anlageflächen 51, 52 verlaufen
asymmetrisch zur Mittelachse 36 der Führungsleiste 17. Die
Anlagefläche 51 ist
dadurch größer gegenüber der
Anlagefläche 52 ausgebildet.
Der Grundkörper
zur Herstellung der Führungsleiste 17 ist
wiederum quadratisch ausgebildet. Durch die keilförmige Ausgestaltung
der Anlagefläche 56, 57 an
die Aufnahme 16 kann erzielt werden, daß die in Drehrichtung 35 weisende
Axialfase 44 im Winkel flacher ausgebildet ist, so daß einerseits
ein sehr stabiler Schmierfilm aufgebaut werden kann. Andererseits
weist diese Anordnung den Vorteil auf, daß die entgegen der Drehrichtung
auf die Führungsleiste 17 wirkenden
Kräfte durch
die breiter ausgebildete Anlagefläche 51 besser aufgenommen
werden kann.
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Der
Winkel ρ bestimmt
bei einer Anordnung der Anlageflächen 51, 52 der
Aufnahme 16 in einem Winkel φ von 90° den Winkel β, unter dem die Axialfase 44 zwischen
dem Grundkörper
und einem Scheitelpunkt der Führungsleiste 17 angeordnet
ist. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Führungsleiste 17 aus
einem quaderförmigen
Grundkörper herstellbar
ist, wobei die Seitenkanten des Grundkörpers ihre rechtwinklige Anordnung
beibehalten. Die Axialfase 44 kann jedoch auch durch Bearbeitung
jeden beliebigen Winkel einnehmen. Die Axialfasen 44, 45 können in
der Breite und Winkligkeit unabhängig und
anwendungsspezifisch ausgebildet sein. Besonders von Vorteil ist
jedoch, wenn beispielsweise für diese
Ausführungsform
ein rechteckförmiger
Grundkörper
zur Bildung einer Führungsleiste 17 eingesetzt
wird, da dann lediglich die Führungsfläche 37 aufzubringen
ist. Weitere Bearbeitungen können
entfallen.
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Die
erfindungsgemäße selbstzentrierende Positionierung
der Führungsleisten
in Aufnahmen des Messerkopfes kann an Einmesser-Reibahlen als auch
an Mehrschneiden-Reibahlen
vorgesehen sein. Des weiteren können
bei derartigen Aufnahmen und entsprechend dazu ausgebildete Führungsleisten
für weitere
spanenbearbeitende Werkzeuge vorgesehen sein.