DE2008360A1 - Einsatzblatt für den Werkzeugkörper eines Abstechstahles - Google Patents

Description

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The Warner & Swasey Company, Cleveland, Ohio, U₀S.A.

Einsatzblatt für den Werkzeugkörper eines Abstechstahles

Die Erfindung betrifft einen neuen Absteehstahl mit einem verschleißfähigen, messerähnlichen Einsatz, der zum Zweck des Umdrehens zwei Schneidenden aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß er "besondere Abmessungen und einen in der Mitte zwischen den Enden angeordneten Montageausschnitt aufweist, wobei das Verhältnis der länge des Einsatzes zu seiner Höhe etwa 2 ί 1 beträgt.

Der verwendete Einsatz kann entweder einstückig ausgebildet oder mit Hartmetallplättchen versehen sein, und die Anzahl der verwendeten Montageausschnitte ist variabel und kann solange vollständig ausgeklammert werden, solange die Montagestelle sich in der Mitte zwischen den umkehrbaren Schneidkanten befindet.

Beim Abstechen von Metall werden bezüglich der eigentlichen Schneidkomponenten nach unten gerichtete Drücke aufgenommen und demzufolge verwendete man nach dem bekannten

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Stand der Technik lange Zeit messer- oder klingenähnliche Anordnungen beim Abstechen.

Anfänglich schliff der seinen eigenen Abstechstahl schleifende Dreher die Stahlschneide in der Weise, daß eine klingenähnliche Ausbildung entstand, welche von dem Vorderteil des Stahles vorsprang.

Die nächste Verbesserung in dieser Richtung bestand in der Verwendung eines verschleißbaren klingenähnlichen Teiles, welches zu wiederholten Malen nach stattgerundenem Verschleiß geschärft werden konnte.

Die USA-Patentschrift 2 223 83I von Luers ist für diese frühere klingenähnliche Konstruktion repräsentativ, und es wird dort, wie auch sonst überall beim bekannten Stand der Technik, festgestellt, daß die erforderlichen vorderen, seitlichen und rückwärtigen Freiwinkel in bekannter Weise angebracht werden, so daß die größte Breite des Abstechstahles an der Schneidkante auftritt, wo die Berührung mit dem rotierenden Werkstück stattfindet.

Die nächste größere Änderung auf dem Gebiet des Abstechens geschah in den Jahren nach 1950 und ist am besten aus der USA-Patentschrift 2 964 833 von Iiovkov zu entnehmen. Die Novkov'sche Konstruktion gemäß der erwähnten Patentschrift bestand in einer neuen Geometrie für das lern Verschleiß unterworfene Teil, die darin 'bestand, daß dieses mehr oder weniger stabähnlich ausgebildet wurde und daß Mittel zur Befestigung desselben an einer klingenähnlichen Montagescheibe vorgesehen wurden.

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Bei der Herstellung eines solchen Einsatzes mit einem annähernd quadratischen Querschnitt wurden bis dahin unbekannte Festigkeitswerte aufgrund der Tatsache erreicht, daß die Gesamtkombination von Klinge und Einsatz sich der reinen Klingenkonstruktion von Luers stark annäherte, z. B. bezüglich der Gesamtfestigkeit unter -Biegebeanspruchungen.

Das auf diese Weise durchgeführte Abstechen erfreute sich eines weit verbreiteten wirtschaftlichen Erfolges und wird in aller Welt laufend angewandt.

Durch die vorliegende Erfindung wurde die Geometrie nach Novkov bis zu einem gewissen Ausmaß umgekehrt, um eine klingenähnliche Geometrie zu erzielen, welche zwar einige Eigenschaften nach dem Stand der Technik aufweist, sich aber von dieser grundlegend in einigen Einzelheiten unterscheidet, die im folgenden beschrieben werden.

Der klingenähnliche Einsatz gemäß der Erfindung wurde von dem Anmelder in spezifischer ",Veise umkehrbar gestaltet, um die Lebensdauer eines jeden Einsatzes praktisch zu verdoppeln. Auch wurde ein Einsatz mit besonderen Abmessungen geschaffen, die ein Höchstmaß an Schneidwirkung bei einer Minimalgröße des Schneideinsatzes erlauben. Hierzu stellte der Anmelder fest, daß bei einer Geometrie, worin das Verhältnis von Länge zu Höhe auf einen Wert von annähernd 2:1 verringert wird, eine zentral oder mittig angeordnete Öffnung wirksam angewendet werden kann, um das Teil an seinem Montagekörper in der Linie der Schneidkraft zu befestigen.

In diesem Sinn lehrt die Anmeldung gemäß einer ihrer Aus-

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führungsformen die Verwendung von mindestens einem Montageausschnitt, welcher in der Nähe der Bodenkante des Einsatzes angeordnet ist, und wodurch die während des Abstechens auftretenden resultierenden Kräfte direkt auf den Befestigungspunkt übertragen werden, während die kleinste Länge so bemessen ist, daß das Befestigungselement m für die Tiefe des beabsichtigten Abstiches frei bleibt. Dieser Vorteil kann auch durch andere Befestigungselemente erreicht werden, wie z. B. durch Magnete, solange sich die Befestigungsstelle an im wesentlichen demselben Ort befindet wie die eben beschriebenen Ausschnitte.

Der Anmelder hat festgestellt, daß der erfindungsgemäße Einsatz sowohl für den Fall, daß er aus einem Stück besteht, als auch für den Fall, daß er mit Hartmetallplättchen versehen ist, gut funktioniert, wenngleich es offensichtlich ist, daß Hartmetallplättchen dem Verschleiß einen größeren Widerstand bieten als dies sonst der Fall wäre.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Einsatzes mit den obigen Eigenschaften; eine genauere Schilderung der Aufgabe, sowie weiterer Einzelheiten der Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich.

Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen in ein Abstichwerkzeug eingebauten Einsatzes;

Fig. 2 die Einzelteile der Fig. 1 in demontiertem Zustand in perspektivischer Ansicht;

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Pig. 3 eine Seitenansicht eines Einsatzes rait Hartmetallplättehen an dessen sich gegenüberliegenden Enden;

Pig. 4 und 5 Ansichten gemäß den Achsen 4-4 und 5-5 in Fig.' 3;

Pig. 6 eine der Pig. 3 ähnliche Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein einstückiger Schnelldrehstahl verwendet wird;

Pig. 7 und 8 Ansichten längs der Achsen 7-7 und 8-8 in Pig. 6 und . . ·

Pig. 9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die Zeichnungen zeigen unter besonderer Bezugnahme auf Pig.1 den insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehenen verbesserten Abstechstahl, der einen Werkzeugkörper 11 mit einer taschenförmigen Ausnehmung 11a aufweist, welche den Äbstschein satz 13 und einen Spannbacken 12 aufnehmen kann, wobei die eben erwähnten Teile mittels Schrauben 14» 14 befestigt werden können, wie dies deutlich aus den Figuren -1 und 2 hervorgeht.

Der Abstechstahl TO weist ferner einen Montageansatz 15 sowie Bohrungen 17, 17 auf, welche der Aufnahme der Befestigungsschrauben 14, 14 dienen. Ein Pestklemmen des Oberteils mittels Klemmschrauben 18, die in Bohrungen 19 geschraubt werden, erleichtert die Befestigung des Einsatzes am Werkzeugkö'rper, während ein gekrümmter Ausschnitt 20 vorne vorgesehen ist, um die^: Freiheit vom Werkstück zu gewährleisten. Die Unterschneidung 11a weist ferner eine

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Bodenfläche 11b, sowie eine rückwärtige Fläche 11c auf, und kann gegebenenfalls, wobei sie von den besonderen Betriebsbedingungen abhängt, in Richtung nach vorne einstellbare Stellschrauben 21, 21 vorsehen, welche der Abstützung des Einsatzes 13 und des Spannbackens 12 dienen, wie deutlich aus Fig. 1 hervorgeht. Ferner ist eine Freifläche 22 in dem Werkzeugkörper 10 in nächster Nähe der Unterschneidung 11a vorgesehen, um den Platz für das Einsatzteil 35 zu schaffen, wenn das Abstechwerkzeug gemäß Fig. 1 zusammengebaut ist.

Die in Fig. 3 dargestellte vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeigt einen klingenähnlichen Einsatz 13 mit einer Oberkante 30 und einer Unterkante 40, welche parallel zueinander verlaufen und von gegenüberliegenden Seitenkanten 31, 32 geschnitten werden, welche bezüglich der Oberkante 30 in einem spitzen Winkel X verlaufen, so daß die Klinge von der Oberkante zur Unterkante hin konvergiert, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Am Schnittpunkt mit jeder Seitenkante 31» 32 ist eine Tasche 33 vorgesehen, die einen Winkel Y definiert, welcher aus den folgenden Gründen vorzugsweise kleiner als 90 ist.

Die Taschen 33 nehmen ein Einsatzteil 35, 35 aus einer Metallkohlenstoffverbindung oder einem sonstigen Hartmetall auf, welches eine Schneidkante 35a, eine Vorderfläche 35b und eine Deckfäche 35c aufweist, wobei .jede Schneidkomponente gleich groß ist.und die Einsatzteile 35, 35 im wesentlichen rautenförmig ausgebildet sind, wie dies aus den Zeichnungen deutlich zu ersehen ist. Durch die beschriebene Anordnung sitzen die untersten oder hintersten Kanten jedes Einsatzteils 35 in der Tasche

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33 und die während des Schneidens auftretende resultierende Kraft wird daher in Richtung des Pfeils 50 nach unten gelenkt, wenn normale Betriebsbedingungen herrschen.

Aus Fig* 3 ist weiter zu. sehen, daß eine Reihe ovaler Ausschnitte 36, 37 und 38 zwischen den sich gegenüberliegenden Seitenkanten 31 und 32 des klingenähnlichen Einsatzes I3 vorgesehen ist, wobei der Ausschnitt 36 vorzugsweise mittig zwischen den sich gegenüberliegenden Schneidkanten 35a, 35a und in verhältnismäßig großer Nähe zur Fläche der Unterkante 40 angeordnet ist, derart, daß er sich in Richtung des Kraftvektors 50 befindet, wie dies aus Fig. 3 deutlich hervorgeht. .·

Hierzu ist noch zu bemerken, daß jeder der Ausschnitte 36, 37 und 38 einen etwas ovalen Umriß aufweist, so daß ein Verschieben in Längsrichtung nach dem Schleifen möglich ist, wobei der Ausschnitt 37 als Abstützung dient, wenn die rechte Schneidkante 35a zum Abstechen verwendet wird, während der Ausschnitt 38 verwendet wird, wenn der Einsatz umgedreht wird, so daß die jetzt linke Schneidkante in Fig. 3 sich in Abstechposition befindet.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß der Abstand oder die länge des dargestellten Kraftvektors 50 einen Bogen 60 beschreibt; welcher sich ger-ade etwas über den Mittelpunkt des Einsatzes hinaus erstreckt, wie dies der Seitenansicht entnommen werden kann. Es ist klar, daß bei dieser Anordnung die maximale Schnittiefe, die normalerweise etwas weniger als die halbe länge oder gleich der flöhe ist, immer noch erreicht werden kann, und dennoch ein Berühren mit einer in dem Ausschnitt 36 befestigten Schraube vermieden wird.

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Fig. 3 zeigt, daß beide Hartmetalleinsatzteile 35, 35 vordere Freiflächen an der Vorderkante 35b aufweisen, während rückwärtige Freiflächen an den sich gegenüberliegenden Kanten 35d, 35d in Fig. 4 dargestellt sind und seitliche Freiflächen an den Kanten 35e, 35e in Fig. 5 vorgesehen sind. Die Stärke dieser Hinterschneidungen hängt von dem durchzuführenden Bearbeitungsvorgang ab.

Für die Anwendung des in den Figuren 3 bis 5 dargestellten erfindungsgemäßen Einsatzes wird zunächst angenommen, daß die Einzelteile in der in den Figuren dargestellten Ausbildung hergestellt wurden. Dann müssen nur noch der Spannbacken 12 und der Einsatz 13 mit Hilfe der Befestigungsschrauben 14, 14 und der Klemmschrauben 18, 18 in der Ausnehmung 11a befestigt werden, wobei die Stellschrauben 21, 21 dazu dienen, das Einsatzteil bei sicherem Aufruhen des Einsatzes auf der Bodenfläche 11b in die richtige Lage zu bringen, wie aus Fig. 1 deutlich hervorgeht.

Dann kann das Abstechen dadurch erfolgen, daß lediglich der Abstechstahl 10 in bekannter Weise auf das sich drehende Werkstück zugeschoben wird.

Soll der Stahl ausgewechselt werden, oder eine der Kantenstumpf werden, so müssen lediglich äie Befestigungsschrauben 14, 14 entfernt werden undder Einsatz 13 umgedreht oder durch einen Einsatz mit Verschleißfähigen Teilen ersetzt werden, damit der Abstechvorgang wieder aufgenommen werden kann.

Die abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, welche in den Figuren 6-8 dargestellt ist, unterscheidet sich in ihrer Konstruktion von der in den Figuren 3-6 darge-

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stellten, im wesentlichen in zwei Punkten.

Sie ist erstens einstückig ausgebildet, wobei die Einsatzteile 35, 35 durch eine einstückige geschliffene Schneidkante 52 ersetzt sind, welche sich quer zu dem Einsatz erstreckt und eine vordere Freifläche aufweist, Wie in Pig. 6 dargestellt, eine rückwärtige Freifläche, wie in Fig. 7 dargestellt und eine seitliche Freifläche, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist.

Sie unterscheidet sich zweitens dadurch, daß nur ein einziger Ausschnitt 51 verwendet wird, welcher gegenüber dem Ausschnitt 36 langer ausgebildet ist, aber immernoch in den Abstütz ungsbereich des Vektors 50 hineinmcht, was deutlich aus Fig. 6 hervorgeht. Hierbei ist zu beachten, daß der Vektor 50 der Kraftrichtung während des Abstechens in einem Bereich von Winkelgraden variieren kann," was von der Abstechgeschwindigkeit und der Schärfe der Schneidkante 52 abhängt. Der Winkel dieses Kraftvektors kann aber bei der erfindungsgemäßen Konstruktion sowohl gemäß der Ausführu^ngsfOrm nach den Figuren 3 *- 5> als auch gemäß den Figuren 6-8 beträchtlich variieren, bevor der Kraftvektor an dem von den mittleren Ausschnitten 36 bzw. 51 gebildetenBefestlgungspunkt vorbeizeigt.

Die Handhabung des in den Figuren 6 - 8 beschriebenen Einsatzes ist der des in den Figuren 3 - 5 dargestellten Einsatzes ähnlich.

Die in Fig.; 9 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einsatzes schließlich weist einen Umriß auf, welcher eine Anwendung ohne Verwendung des Spannbackens 12, welcher oben im Zusammenhang mit den Figuren 1 — 8 beschrieben wurde, möglich macht. Er weist demzufolge einen

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nach oben ragenden Vorsprung 90 auf, welcher sich von der Oberkante 30 des Einsatzes 13 nach oben erstreckt und ansonsten der Bereich in Verbindung mit den Figuren 3-5 beschriebenen Konstruktion analog ausgebildet ist.

Die Höhe des Vorsprunges 90 entspricht der Höhe des Spannbackens 12f der Vorsprung hat eine Oberkante 91 und schiefe Kanten 92 und 93» wobei die Oberkante 91 von den Klemmschrauben 18, 18 eingespannt wird, während die schiefen Kanten 92 bzw. 93 je nach ihrer Lage als spanabführende Flächen dienen. Ferner ist ein Ausschnitt 94 als zusätzliche Befestigungsmöglichkeit vorgesehen, die vorwiegend in der Weise durchgsführt wird, wie die Befestigung des Spannbackens 12 am Werkzeugkörper 10.

Aus obigem geht hervor, daß die Erfindung ein neues und verbessertes Abstechwerkzeug schafft, welches gekennzeichnet ist durch einen Einsatz mit einer neuen und sich vom Stand der Technik unterscheidenden klingenärmlichen Geometrie, welche zu einer verbesserten Sehneidwirkung führt. Es wurde ausgeführt, daß der Einsatz dabei einstückig ausgebildet oder mit Hartmetallplättchen versehen sein kann, und daß die Anzahl und Anordnung von Ausschnitten und die Ausbildung des Umrisses des Werkzeugkörpers in Abhängigkeit des jeweiligen Verwendungszweckes variieren können.

Die neuartige Geometrie hat verschiedene Vorteile, die im folgenden aufgezählt werden.

Zunächst kann ein Einsatz gemäßder Erfindung zusammen mit einem 7/erkzeugkörper der dargestellten ArIt verwendet werden, so daß eine feste Absüjfczung direkt unterhalb der Schnittstelle möglich ist. Dies steht in krassem Gegensatz

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zu der auslegerartigen Abstützung nach dem US-Patent 2 964 von Novkov.

Zweitens ist der Einsatz durch seine symmetrische Ausbildung nicht nur im Betrieb ausbalanciert, sondern hat auch eine größere Lebensdauer.

Drittens befindet sich durch die Anordnung der Befestigungsschrauben des Einsatzes mittig zwischen den Schneidkanten und in nächster Nähe der Unterkante der Auflagepunkt von Einsatz und Werkzeugkörper offensichtlich in nächster Nähe von deren Verbindungsstelle direkt in Flucht mit der resultierenden Kraft, welche von dem·Abstechwerkzeug während des Abstechens aufgenommen wird. Demzufolge wird das Drehmoment um den Auflagepunkt natürlich auf ein Minimum reduziert, weil es entweder überhaupt keinen Hebelarm oder nur einen winzigen Hebelarm gabt, durch welchen ein solches Drehmoment ausgeübt werden könnte.

Selbstverständlich können, wenn in den dargestellten Ausführungsformen auch Ausschnitte gezeigt sind, auch andere Befestigungsmittel, wie Magnete und mechanische Verbindungen oder dergleichen gegebenenfalls Verwendung finden, vorausgesetzt, daß sie in der obenbeschriebenen Weise angeordnet sindj in diesem Fall wären die Bohrungen für die Schrauben nicht erforderlich.

Patentansprüche;

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Claims (7)

1. - 12 Patentansprüche :

   Zweiseitig verwendbares Einsatzblatt für den zu seiner Aufnahme eine Ausnehmung aufweisenden Werkzeugkörper eines Abstechstahles für metallische .Verkstücke, gekennzeichnet durch einen dünnen, flachen Einsatz (13) mit Ober- und Unterkanten (30 bzw. 40), deren äußerste Teile parallel zueinander verlaufen, und mit Seitenkanten (31 > 32), welche in im wesentlichen gleichen ',Vinkeln zu der Oberkante (30) verlaufen, wobei die Länge des Einsatzes von der Oberkante zur Unterkante hin abnimmt, sowie mit entgegengesetzt angeordneten Schneidkanten (35a), die von den Schnittlinien der Oberkante mit den Seitenkanten gebildet werden und sich quer zu dem Einsatz erstrecken, und mit Befestigungsmitteln (14, 36» 37, 38), die mittig zwischen den Schneidkanten an einem Punkt angeordnet sind, welcher sich näher an der Unterkante als an der Oberkante befindet.
2. 2. Einsatzblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chne t , daß die Befestigungsmittel mindestens einen, die eine Oberfläche des Einsatzes (13) mit seiner anderen Oberfläche verbindenden Ausschnitt (36, 37, 38) aufweisen.
3. 3. Einsatzblatt nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

   ζ e i c h ne t , daß die Befestigungsmittel bezüglich der zwischen den Schneidkanten (35a) verlaufenden Mittellinie des Einsatzes (13) symmetrisch angeordnet sind.
4. 4. Einsatzblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der längs der Oberkante (30) gemessene Abstand zwischen den Schneidkanten (35a, 52) annähernd doppelt £0 groß ist wie der Abstand zwischen der

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   -·■■■'■-. - 13 Oberkante (3Ö-.) und der Unterkante (40).
5. 5. Einsatzblatt nach Anspruch 1, dadurch g e k e η «η -

   ζ ei c h η et, daß die Schneidkanten (35a) in einem ■ spitzen Winkelverhältnis. zu der Oberkante (30) und den Seitenkanten (31, 32) angeordnet sind und von ihrem' Umriß angepaßten Taschen (30) aufgenommen werden, welche in dem Einsatz (13) an dieser Stelle vorgesehen sind, und daß eine theoretische diagonale Linie von der Schneidkante (35a) zu einem diagonal gegenüberliegenden Punkt sich durch die Befestigungsmittel (14, 36, 37, 38) erstreckt , wodurch die resultierende Kraft beim Abstechen zum Teil von den Befestigungsmitteln während des Abstechvorgänges aufgenommen wird.
6. 6. Einsatzblatt nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η a ei c h η e t , daß der Ausschnitt (36, 37, 38, 51) der'Befestigungsmittel von jeder der Schneidkanten (35a). einen Abstand aufweist, welcher etwas größer ist als die Hälfte der Gesamtlänge der Oberkante (30).
7. 7. Einsätζblatt nach Anspruch -1,. dadurch g e k e η η -

   ■ ζ eic h η. e t , daß die Schneidkanten (35a) an rauten- - formigen Schneidplättchen ...(35) sitzen, welche, in spitzwinkligen Taschen (30) des Sinsatzes (13) angeordnet a:üii, and daß eine, theoretische diagonal von der Schneidkante (35a)zu einem diagonal gegenüberliegenden Punkt

   :. verlauf ende linie durch die Pef estigungsmittel (.14, 36» 37,- 2>% 51} geht, wodurch .bei dem Abstechvorgang die resultierende Eraft zum Teil von den Befestigungsmitteln

   . aufgenommen wird.. ■ .

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