DE19736485A1 - Kugelfingerfräser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen austauschbaren, feinbearbeitenden Kugelfingerfräser, der insbesondere beim Bearbeiten von Formen sowie beim Kopieren und Profi­ lieren Verwendung findet.

Im allgemeinen weist ein austauschbarer Kugelfingerfräser einen Stahlkörper auf sowie eine Schneidspitze aus Hart­ metall oder gesintertem Karbid, die fest an dem Körper angeschraubt ist.

Die Fig. 1 bis 3 illustrieren jeweils eine perspekti­ vische, auseinandergebaute Ansicht, eine zusammengebaute Ansicht von oben, sowie eine Vorderansicht eines herkömm­ lichen, austauschbaren und der Feinbearbeitung dienenden Kugelfingerfräsers.

Diese Art eines herkömmlichen, austauschbaren, feinbear­ beitenden Kugelfingerfräsers weist zwei Schneidspitzen 2 und 3 mit voneinander unterschiedlicher Form auf, die an beiden Seiten des Körpers 1 mittels Schrauben 4 ange­ schraubt sind. Bei einer solchen Art von austauschbarem Kugelfingerfräser kann jedoch nicht jede Schneidspitze sicher an dem Körper 1 befestigt werden, da die Fixierung lediglich über eine Schraube erfolgt. Dadurch wird die Präzision des Fräsers gering, denn zwei unterschiedliche Schneidspitzen sind an dem gleichen Körper befestigt. Wie zudem in Fig. 2 gezeigt ist, bewirkt das Entfernen eines wesentlichen Teils des Körpers 1 zum Zwecke des Befesti­ gens der Schneidspitzen 2 und 3, so daß diese spitzenar­ tige Befestigungsteile 1a bilden, daß der Körper 1 ge­ schwächt wird. Hierdurch werden an dem austauschbaren Ku­ gelfingerfräser Vibrationen erzeugt, die darauffolgend ein Brechen der Spitzen 2 oder ein Lockern der Schrauben 4 bewirken.

Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils eine perspektivische, auseinandergebaute Ansicht, sowie eine zusammengebaute Vorderansicht eines weiteren beispielhaften und herkömm­ lichen, austauschbaren, zur Feinbearbeitung dienenden Ku­ gelfingerfräsers, bei dem zwei Schrauben verwendet wer­ den, um eine einzige Schneidspitze zu fixieren bzw. zu befestigen.

Wie in Fig. 4 gezeigt, hat diese Art eines herkömmli­ chen, austauschbaren Kugelfingerfräsers einen Schlitz 11c, der von einem Ende eines Körpers 11 aus in einer be­ stimmten Tiefe entlang einer Achse des Körpers 11 ausge­ bildet ist. Eine Schneidspitze 13 ist in den Schlitz 11c eingeführt und mit Hilfe zweier Schrauben 15a und 15b un­ terschiedlicher Form an dem Körper 11 befestigt. Detail­ liert betrachtet weist die Schneidspitze 13 zwei Durch­ gangslöcher 14a und 14b für die Schrauben auf, welche entlang der Achse der Schneidspitze 13 ausgebildet sind, sowie einen V- bzw. prismenartigen Keil 13a, der bei Ein­ führung der Schneidspitze 13 in den Schlitz 11c an einem vorderen Ende ausgebildet ist. Der Körper 11 weist Schraubendurchgangslöcher 14a und 14b für die Schneid­ spitze, Schraubeneinführungslöcher 12a und 12b, die den Schraubendurchgangslöchern 14a und 14b gegenüberliegend ausgebildet sind, sowie einen V- bzw. prismenartigen Bo­ den 11a auf, der so ausgebildet ist, daß er an den V- bzw. prismenartigen Teil 13a angepaßt ist. Insbesondere hat bei den Schrauben 15a und 15b die Schraube 15a einen Halsteil (Teil ohne Gewinde) 15c, welcher derart bearbei­ tet ist, daß er präzise in das Schraubendurchgangsloch 14a eingepaßt werden kann, wenn der V- bzw. prismenartige Keil 13a an der Schneidspitze 13 genau in den V- bzw. prismenartigen Boden 11a in dem Körper 11 eingepaßt wird. Ist die Schneidspitze 13 in dem Schlitz 11c in den Körper 11 eingeführt und werden die zwei Schrauben 15a und 15b in die Schraubeneinführungslöcher 14a und 14b, sowie die Schraubeneinführungslöcher 12a und 12b eingeführt und be­ festigt, so ist die Schneidspitze 13 an dem Körper 11 fi­ xiert. Nutzt sich jedoch der V- bzw. prismenartige Boden 11a in dem Körper 11 aufgrund längeren Gebrauchs ab, was dazu führt, daß der V- bzw. prismenartige Keil 13a an der Schneidspitze 13 nicht mehr in engem Kontakt mit dem V- bzw. prismenartigen Boden 11a in dem Körper 11 steht, so wird die Befestigung der Schneidspitze 13 unstabil, d. h., sie ist nicht mehr fest. Hierdurch entstehen Probleme da­ hingehend, daß die Präzision des Kugelfingerfräsers sowie die Steifheit des Körpers 11 nachlassen, bewirkt durch eine an den Enden des V- bzw. prismenartigen Bodens 11a auftretende Konzentration an Belastungen.

Zudem reduziert die Bearbeitung der zwei Schraubeneinfüh­ rungslöcher 14a und 14b in der Schneidspitze 13 aus Hart­ metall oder gesintertem Karbid die Produktivität bzw. Herstellmenge, und die Befestigung der Schneidspitze 13 mit zwei unterschiedlichen Schrauben 15a und 15b verzö­ gert den Zusammenbau des Kugelfingerfräsers.

Ziel der Erfindung ist es, einen austauschbaren, insbe­ sondere feinbearbeitenden Kugelfingerfräser zu schaffen, mit dem wenigstens eines dieser Probleme im Stand der Technik vermieden wird.

Dieses Ziel wird erreicht durch einen Kugelfingerfräser mit:
einem Körper, der einen Schlitz aufweist, der von einem seiner Enden aus bis hin zu einer bestimmten Tiefe ent­ lang einer seiner Achsen ausgebildet ist, ein Keileinfüh­ rungsloch, das in seiner einen Seite und ein Schrau­ beneinführungsloch, das in seiner anderen Seite ausgebil­ det ist, wobei beide Löcher mit dem Schlitz kommunizie­ ren, sowie einen oberen Kontakt für den Keil bzw. eine Kontaktfläche, der in dem Keileinführungsloch ausgebildet ist, einer Schneidspitze mit einem Schraubendurchgangs­ loch, das einen konischen unteren Kontakt bzw. eine Kon­ taktfläche für den Keil um seinen Rand aufweist, wobei das Keileinführungsloch, das Schraubeneinführungsloch und das Schraubendurchgangsloch miteinander fluchten, wenn die Schneidspitze in den Schlitz in dem Körper eingeführt ist, einem Keil mit einem vorderen Ende und einem Gewin­ deloch, das in Richtung einer Achse des Keils ausgebildet ist, wobei das vordere Ende eine obere geneigte Fläche zum Kontakt mit der oberen Kontaktfläche des Keils und eine untere geneigte Fläche zum Kontakt mit der unteren Kontaktfläche des Keils aufweist, wenn der Keil in das Keileinführungsloch eingeführt ist, sowie einer Schraube, die über ihr Gewinde in das Gewindeloch über das Schrau­ beneinführungsloch und das Schraubendurchgangsloch ein­ schraubbar ist, wobei im Falle des Anziehens der Schraube die obere geneigte Fläche auf dem Keil in Kontakt ge­ bracht wird mit der oberen Kontaktfläche des Keils und die untere geneigte Fläche mit der unteren Kontaktfläche des Keils, und die Schneidspitze nach unten gedrückt wird, so daß einer ihrer unteren Abschnitte in engen Kon­ takt tritt mit einem Boden des Schlitzes und gleichzeitig eine Klemmkraft auf die Schneidspitze ausgeübt wird.

Hierdurch wird insbesondere erreicht, daß die Schneid­ spitze auf einfache Weise an dem Körper befestigbar ist. Zudem bleibt vorteilhaft die Präzision des Kugelfinger­ fräsers über einen längeren Zeitraum gewährleistet.

Es folgt nun die Erläuterung der Erfindung unter Be­ schreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen, die selbstverständlich nicht einschränkend auszulegen sind, sondern nur der bes­ seren Darstellung dienen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines beispielhaf­ ten, herkömmlichen, austauschbaren Kugelfinger­ fräsers im auseinandergebauten Zustand;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den beispielhaften, herkömm­ lichen Kugelfingerfräser der Fig. 1;

Fig. 3 eine Vorderansicht des beispielhaften, herkömm­ lichen Kugelfingerfräsers der Fig. 1;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren, beispielhaften, herkömmlichen und austauschbaren Kugelfingerfräsers im auseinandergebauten Zu­ stand;

Fig. 5 eine Vorderansicht des weiteren, beispielhaften, herkömmlichen Kugelfingerfräsers nach Fig. 4;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines austauschba­ ren, feinbearbeitenden Kugelfingerfräsers in auseinandergebautem Zustand gemäß einem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 7 eine Vorderansicht des austauschbaren, feinbear­ beitenden Kugelfingerfräsers der Fig. 6;

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Kugelfingerfräser der Fig. 6;

Fig. 9 eine teilweise vergrößerte Ansicht des in Fig. 7 dargestellten, austauschbaren Kugelfingerfrä­ sers;

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig. 9;

Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 9;

Fig. 12a, 12b und 12c eine Draufsicht, Ansicht von rechts und Ansicht von hinten auf den in Fig. 6 gezeigten, konischen-exzentrischen Keil.

Es folgt die Erläuterung der Erfindung und deren weitere Vorteile anhand der Zeichnungen nach Aufbau und gegebe­ nenfalls auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfin­ dung.

Bezugnehmend auf die Fig. 6-9 weist der austauschbare, feinbearbeitende Kugelfingerfräser in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf: einen Körper 21, eine in den Körper 21 eingesetzte Schneidspitze 24, einen konisch-exzentrischen Keil 26, der in eine Seite des Körpers 21 eingeführt ist, um mit der Schneidspitze 24 in Kontakt zu stehen, sowie eine Schraube 29. Die Schraube 29 ist in die andere Seite des Körpers 21 eingeführt und mit dem konisch­ exzentrischen Keil 26 verschraubt, um den Körper 21, die Schneidspitze 24 und den konisch-exzentrischen Keil 26 im Rahmen einer Einheit zu integrieren. Der Körper 21 hat einen Schlitz 21c, der von einem seiner Enden ausgehend entlang einer seiner Achsen bis zu einer bestimmten Tiefe ausgebildet ist. Zudem weist der Körper 21 ein Keilein­ führungsloch 22 bzw. ein Schraubeneinführungsloch 23 auf, die auf seiner einen und seiner anderen Seite ausgebildet sind, um mit dem Schlitz 21c zu kommunizieren. Eine obere Kontaktfläche 22a für den Keil ist innerhalb des Keilein­ führungsloches 22 - und zwar an dessen oberem Abschnitt - ausgebildet. An einem Boden des Schlitzes 21c ist ein V- bzw. prismenartiger Boden 24a zum Tragen bzw. Lagern der Schneidspitze 24 ausgebildet. Die Schneidspitze 24 hat ein Schraubendurchgangsloch 25, das in Verbindung steht mit dem Keileinführungsloch 22 und dem Schraubeneinfüh­ rungsloch 23, wenn die Schneidspitze 24 in den Schlitz 21c eingeführt ist, eine Bodenkontaktfläche 25a für den Keil, die konisch an einem Außenumfang des Schrauben­ durchgangsloches 25 ausgebildet ist, und als Schnittstel­ le zwischen einer Außenfläche der Schneidspitze 24 und dem Schraubendurchgangsloch 25 dient, sowie einen V- bzw. prismenartigen Keil 24b, der an einem Boden der Schneid­ spitze 24 ausgebildet ist und übereinstimmt mit dem V- bzw. prismenartigen Boden 21a des Körpers 21.

Der konisch-exzentrische Keil 26 ist im Detail in den Fig. 12a, 12b und 12c in Ansicht von oben, von rechts und von hinten dargestellt.

Bezugnehmend auf die Fig. 12a-12c hat der konisch- exzentrische Keil 26 einen vorderen Endabschnitt mit ei­ ner oberen, geneigten (Steuer-)Fläche 26a zum Kontakt mit der oberen Kontaktfläche 22a für den Keil. Zudem hat der konisch-exzentrische Keil 26 eine untere, geneigte (Steuer-)Fläche 26b zum Kontakt mit der Bodenkontaktflä­ che 25a für den Keil und ein Schraubenverbindungsloch 27, das in Richtung einer Achse des konisch-exzentrischen Keils 26 ausgebildet ist. Sind die Schneidspitze 24 in dem Körper 21 und der konisch-exzentrische Keil 26 in das Keileinführungsloch 22 eingeführt, so wird daher das vor­ dere Ende des konisch-exzentrischen Keils 26 derart in Richtung des Schraubendurchgangslochs 25 in der Schneid­ spitze 24 vorwärtsbewegt, daß das Schraubeneinführungs­ loch 23 in dem Körper 21, das Schraubendurchgangsloch 25 in der Schneidspitze 24 und das Schraubenverbindungsloch 27 in dem konisch-exzentrischen Keil 26 fluchtend ausge­ richtet sind und ermöglichen der Schraube, daß sie sich in dem Schraubenverbindungsloch 27 festzieht. Ist die Schraube 29 in diesem Zustand befestigt, so wird der ko­ nisch-exzentrische Keil 26 in Richtung des Körpers 21 be­ wegt. In diesem Moment, der in Fig. 10 (die einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig. 9 darstellt) und Fig. 11 (die einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 9 darstellt) dargestellt ist, wird die obere ge­ neigte (Steuer-) Fläche 26a des konisch-exzentrischen Keils 26 in Kontakt gebracht mit der oberen Kontaktfläche 22a für den Keil des konischen Keileinführungsloches 22 und die untere geneigte (Steuer-)Fläche 22b wird in Kon­ takt gebracht mit der Bodenkontaktfläche 25a der Schneid­ spitze 24 für den Keil 26. Wird unter diesen Verhältnis­ sen die Schraube 29 weiter festgezogen, so gelangt die untere, geneigte (Steuer-) Fläche 26b noch enger in Kon­ takt mit der Bodenkontaktfläche 25a für den Keil und drückt die Schneidspitze 24 nach unten. Dadurch wird der V- bzw. prismenartige Keil 24a an der Schneidspitze 24 in Kontakt gebracht mit dem V- bzw. prismenartigen Boden 21a in dem Körper 21 und gleitet, um die Schneidspitze rela­ tiv zu einer zentralen Achse des Körpers 21 genau auszu­ richten. Gleichzeitig beginnt die obere, geneigte (Steuer-) Fläche 26a des Keils 26 damit, den Körper 21 zu drücken, so daß der Körper 21 eine starke Klemmkraft auf die Schneidspitze 24 ausübt. Das heißt, daß lediglich durch eine Schraube 29 und den konisch-exzentrischen Keil 26 die Schneidspitze 24 fest durch den Körper 21 ver­ klemmt werden kann. Da die Schneidspitze 24 durch die Schraube 29 immer in engen Kontakt mit dem V- bzw. pris­ menartigen Boden 21 gebracht werden kann, kann zudem der V- bzw. prismenartige Keil 24a an der Schneidspitze 24 in engen Kontakt gebracht werden mit dem V- bzw. prismenar­ tigen Boden 21a, indem die Schraube 29 weiter angezogen wird, selbst wenn eine Abnutzung des V- bzw. prismenarti­ gen Bodens 21a nach längerem Gebrauch des Fräsers auf­ tritt. Hierdurch ermöglicht die vorliegende Erfindung ei­ ne gesteigerte Präzision für den austauschbaren, feinbe­ arbeitenden Kugelfingerfräser. Wie in Fig. 9 gezeigt, ist es vorteilhaft, eine Ausnehmung 24b in einem Boden des V- bzw. prismenartigen Keils an der Schneidspitze 24, sowie einen Vorsprung 21b an dem V- bzw. prismenartigen Boden 21a in dem Körper 21 vorzusehen, der konform ist zu der Ausnehmung 24b. Hierdurch wird verhindert, daß der Körper 21 von dem V- bzw. prismenartigen Boden 21a ge­ schwächt wird. Wie im Detail in Fig. 11 dargestellt, ist es vorteilhaft, einen Vorsprung 21b zudem an einer unte­ ren Seite der inneren Wand des Schlitzes 21c in dem Kör­ per 21 vorzusehen, und eine abgeschnittene Ausnehmung 24c ist zudem in einer Seite der Schneidspitze 24 in Überein­ stimmung mit dem Vorsprung 21b vorgesehen. Hierdurch wird verhindert, daß die Schneidspitze 24 in den Körper 21 in entgegengesetzter Richtung eingeführt wird, wenn der Zu­ sammenbau des Kugelfingerfräsers erfolgt. Überdies ist es vorteilhaft, daß desweiteren ein Sicherheitsstift 28 vor­ gesehen ist, dessen ein Ende an dem Körper 21 befestigt wird, und dessen anderes Ende den konisch-exzentrischen Keil 26 hält. Das heißt, der Sicherheitsstift 28 hat die Form eines "L", wobei eines seiner Enden preßgepaßt ist in ein Einführungsloch 28a, das in einer Seite des Kör­ pers 21 ausgebildet ist, und sein anderes Ende eingeführt ist in ein Einführungsloch 28b, das in dem konisch- exzentrischen Keil 26 ausgebildet ist, um den konisch- exzentrischen Keil 26 an Ort und Stelle zu halten. Selbst wenn die Schraube 29 aufgrund von Vibrationen, die wäh­ rend des Gebrauchs des austauschbaren, feinbearbeitenden Kugelfingerfräsers auftreten, gelockert wird, kann daher das Abfallen der Schneidspitze 24 von dem Körper 21 ver­ hindert werden, denn der konisch-exzentrische Keil 26 wird mit Hilfe des Sicherheitsstiftes 28 am Ort gehalten.

Da die vorliegende Erfindung nicht nur die feste Fixie­ rung einer Schneidspitze an einem Körper eines Kugelfin­ gerfräsers mittels einer einzigen Schraube und eines ko­ nisch-exzentrischen Keils erlaubt, sondern auch den fort­ während engen Kontakt der Schneidspitze an dem Körper, ermöglicht die Erfindung einen präzise arbeitenden, aus­ tauschbaren Kugelfingerfräser, wie dies schon erläutert wurde.

Zudem vereinfacht und verbessert die Ausbildung lediglich eines Schraubendurchgangsloches in der Schneidspitze die Produktivität. Dies rührt daher, daß die Bearbeitung der Schneidspitze leichter wird, eine stärkere Schneidspitze ausgebildet werden kann und die Schneidspitze von dem Körper des Fräsers leichter abnehmbar bzw. an diesem be­ festigbar ist.

Überdies liefert das Vorsehen des Vorsprungs an dem Kör­ per eine verstärkte Steifheit des Körpers und hilft da­ bei, Vibrationen zu reduzieren. Der Sicherheitsstift ver­ hindert das Abfallen der Schneidspitze von dem Körper.

Für den Durchschnittsfachmann ist es offensichtlich, daß unterschiedlichste Modifikationen und Variationen an dem austauschbaren, feinbearbeitenden Kugelfingerfräser gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, oh­ ne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.

Claims (7)

1. Austauschbarer Kugelfingerfräser mit:

• - einem Körper (21), der einen Schlitz (21c) auf­ weist, der von einem seiner Enden bis hin zu einer bestimmten Tiefe entlang einer seiner Achsen ausge­ bildet ist, ein Keileinführungsloch (22), das in seiner einen Seite, und ein Schraubeneinführloch (23), das in seiner anderen Seite ausgebildet ist, wobei beide Löcher (22, 23) mit dem Schlitz (21c) kommunizieren, sowie eine in dem Keileinführungs­ loch (22) ausgebildete, obere Kontaktfläche (22a) für den Keil;
• - einer Schneidspitze (24) mit einem Schrauben­ durchgangsloch (25), das eine konische untere Kon­ taktfläche für den Keil um einen Rand aufweist, wo­ bei das Keileinführungsloch (22), das Schraubenein­ führungsloch (23) und das Schraubendurchgangsloch (25) miteinander fluchten, wenn die Schneidspitze (24) in den Schlitz (21c) in dem Körper (21) einge­ führt ist;
• - einem Keil (26) mit einem vorderen Ende und ei­ nem Gewindeloch (27), das in Richtung einer Achse des Keils (26) ausgebildet ist, wobei das vordere Ende eine obere geneigte Fläche (26a) zum Kontakt mit der oberen Kontaktfläche (22a) für den Keil und eine untere geneigte Fläche (26b) zum Kontakt mit der unteren Kontaktfläche (25a) für den Keil auf­ weist, wenn der Keil (26) in das Keileinführungsloch (22) eingeführt ist; und
• - einer Schraube (29), die über ihr Gewinde in das Gewindeloch (27) über das Schraubeneinführungsloch (23) und das Schraubendurchgangsloch (25) ein­ schraubbar ist,

wobei im Falle des Anziehens der Schraube (29) die obere geneigte Fläche (26a) des Keils (26) in Kontakt gebracht wird mit der oberen Kontaktfläche (22a) für den Keil und die untere geneigte Fläche (26b) mit der unteren Kontakt­ fläche (25a) für den Keil in Kontakt gebracht wird, wobei die Schneidspitze (24) nach unten gedrückt wird, so daß einer ihrer unteren Abschnitte in engen Kontakt tritt mit einem Boden des Schlitzes (21c) und gleichzeitig eine Klemmkraft auf die Schneidspitze (24) ausgeübt wird.

2. Kugelfingerfräser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Vorsprung (21b), der an einem vorderen Ende eines V- bzw. prismenartigen Bodens des Bodens des Schlitzes (21c) ausgebildet ist, der die Schneidspitze (24) trägt, sowie durch eine Ausnehmung (24b), die in ei­ nem vorderen Ende eines V- bzw. prismenartigen Keilab­ schnittes des unteren Abschnittes der Schneidspitze (24) ausgebildet ist, um einen engen Kontakt mit dem Vorsprung (21b) am V- bzw. prismenartigen Boden herzustellen.

3. Kugelfingerfräser nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch einen Vorsprung (21b), der an einer Seite der Innenwand des Körpers (21) in dem Schlitz (21c) aus­ gebildet ist, sowie durch einen ab- bzw. ausgeschnittenen Abschnitt, der an der anderen Seite der Schneidspitze (24), dem Vorsprung (21b) gegenüberliegend, ausgebildet ist.

4. Kugelfingerfräser nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Sicherheitsstift (28), dessen ein Ende an dem Körper (21) befestigt ist und dessen anderes Ende den Keil (26) hält.

5. Kugelfingerfräser nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsstift (28) die Form eines "L" aufweist.

6. Kugelfingerfräser nach einem der vorstehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch ein Einführungsloch (28a) für den Sicherheitsstift (28), das an einer Seite des Körpers (21) ausgebildet ist, derart, daß das eine Ende des Sicherheitsstiftes (28) hierin druckeingepaßt werden kann, sowie durch eine Einführausnehmung (24c) für den Sicherheitsstift (28), in den das andere Ende des Sicher­ heitsstiftes (28) eingeführt werden kann.