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Die
Erfindung betrifft einen Planfräser
mit einem zylindrischen Grundkörper,
der wenigstens eine zur Drehachse versetzte Fräseraufnahme für ein durch
Haltemittel daran fixierbares, im Wesentlichen entsprechend geformtes
Fräserelement
aufweist, dessen Schneide über
die zur Fräsbearbeitung
dienende Stirnseite des Grundkörpers übersteht.
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Planfräser sind
in vielfältigen
Ausführungen bekannt.
Sind die Schneiden irreversibel fixiert, so führt der Bruch oder eine wesentliche
Beschädigung einer
Schneide dazu, dass der gesamte Planfräser unbrauchbar wird. Bei austauschbaren
Schneiden liegt vor allem bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten
das Problem vor, dass sich die Schneiden durch die Zentripedalkräfte lösen oder
verstellen können.
Weiterhin stellt die Justierbarkeit beim Einsetzen einer neuen Schneide
häufig
ein Problem dar, und die Mittel zur exakten Justierung sind oft
voluminös
und machen den Planfräser
großvolumig
und schwer.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Planfräser mit
austauschbaren Fräserelementen
der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, dass die Fräserelemente
leicht austauschbar und justierbar sind und auch bei hohen Drehzahlen
ein Lösen
der Fräserelemente
wirksam verhindert wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Planfräser
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Planfräsers bestehen
insbesondere darin, dass die konstruktive Ausführung der Fräseraufnahmen
und Fräserelemente
ein Herausschleudern aus dem Grundkörper auch bei hohen Drehzahlen
wirksam verhindert. Es wird ein hoher Form- und Kraftschluss der Fräserelemente
in Richtung der Hauptbelastung der Schneiden erzielt. Dabei ist
eine hohe Rundlaufgenauigkeit gegeben. Die Fräserelemente sind schnell und
einfach austauschbar, und sie können exakt
und leicht verstellt beziehungsweise justiert werden.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch
1 angegebenen Planfräsers
möglich.
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Bevorzugt
sind mehrere Fräseraufnahmen und
Fräserelemente über den
Umfang verteilt angeordnet, wobei sich eine gerade Anzahl von Fräserelementen
und Fräseraufnahmen
als besonders günstig
erwiesen hat, insbesondere 6.
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In
einer vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung weisen die Haltemittel
ein radial von außen in
den Grundkörper
einsetzbares und schraubfixierbares Klemmelement auf, das am Außenumfang
des Fräserelements
in dessen fixiertem Zustand klemmend anliegt. Dies führt zu einer
sehr einfachen und kostengünstigen
Art der Fixierung, die zudem eine einfache Justierbarkeit, insbesondere
in axialer Richtung, gestattet. Auch das Klemmelement ist leicht austauschbar
und einfach und kostengünstig
konstruiert.
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Eine
Halteschraube dient zweckmäßigerweise
zur Schraubfixierung des Klemmelements und ist radial in den Grundkörper einschraubbar
ausgebildet. Dabei kann diese Halteschraube direkt oder mittels
einer Gewindemuffe in den Grundkörper
einschraubbar ausgebildet sein. Eine Gewindemuffe hat den Vorteil,
dass diese nach dem Härten
eingeschraubt werden kann, sodass die Halteschraube ein exaktes,
eine höhere
Zugfestigkeit als der Grundkörper
aufweisendes Gewinde vorfindet.
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Eine
besonders einfache und schnelle Justierung der Längsposition wird dadurch erreicht,
dass das Fräserelement
mit seinem von der Schneide entfernten Endbereich an einem seine
Längsposition
in der Fräseraufnahme
einstellenden Einstellglied anliegt. In einer vorteilhaften konstruktiven
Ausgestaltung liegt das Fräserelement
mit einer ebenen Schrägfläche an einer
ebenen Schrägfläche des
Einstellglieds an, wobei das Einstellglied in radialer Richtung
am Grundkörper
verstellbar ist und diese radiale Verstellung mittels der Schrägflächen zu
einer Längsverstellung
der Position des Fräserelements
in der Fräseraufnahme
führt.
Auch dieses Einstellglied ist damit leicht montierbar und einfach
austauschbar. Durch die das Fräserelement
hintergreifende Schrägfläche des
Einstellglieds ist dieses ebenfalls gegen ein Herausschleudern gesichert.
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In
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
ist das Einstellglied in einer entsprechenden Ausnehmung am Außenumfang
des Grundkörpers
angeordnet, sodass dieser insgesamt eine kompakte Einheit ohne überstehende
Teile bildet.
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Ein
zur radialen Verstellung des Einstellglieds dienendes Schraubglied
ist radial in ein Gewindeloch des Grundkörpers einschraubbar und steht
in Gewindeeingriff mit dem Einstellglied, wobei das Gewindeloch
und das Gewinde im Einstellglied entgegengesetzte Schraubrichtungen
aufweisen. Dadurch ist eine Verstellbarkeit des Einstellglieds in
beide Richtungen möglich,
indem das Schraubglied in die eine oder in die andere Richtung gedreht
wird.
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Zum
Auswuchten des Planfräsers
dient wenigstens ein radiales Gewindeloch im Außenumfang des Grundkörpers zur
Aufnahme einer Schraube, insbesondere Madenschraube, als Auswuchtschraube.
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Durch
die erfindungsgemäße Anordnung und
Ausbildung der Fräserelemente
und Fräseraufnahmen
kann erreicht werden, dass die Schneiden des wenigstens einen Fräserelements
nicht nur axial, sondern auch radial über den Grundkörper überstehen.
Dies führt
zu einer Funktionalität
nach Art eines Walzenstirnfräsers,
wobei neben dem Planfräsen auch
ein Fräsen
nach Art eines Eckfräsers
möglich ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht des Planfräsers auf die Schneidseite,
wobei sechs Fräseraufnahmen über den
Umfang des Grundkörpers
verteilt angeordnet sind und nur ein Fräserelement mit seinen Justier- und Halteelementen
nach Art einer Explosionsdarstellung abgebildet sind, als Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 dieselbe
Anordnung in einer perspektivischen Ansicht von hinten,
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3 eine
Draufsicht auf die Vorder- beziehungsweise Schneidseite bei sechs
eingesetzten Fräserelementen,
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4 eine
Seitenansicht bei zur Vereinfachung nur einem dargestellten Fräserelement
und nur einer Fräseraufnahme,
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5 ein
Fräserelement
in der Seitenansicht,
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6 dasselbe
Fräserelement
in einer um 90° um
die Längsachse
gedrehten Seitenansicht,
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7 eine
Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie
A-A in 5 und
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8 eine
Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie
B-B in 5.
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Der
in den 1 bis 4 dargestellte Planfräser besitzt
einen kreiszylindrischen Grundkörper 10,
der über
seinen Außenumfang
verteilt dort sechs Fräseraufnahmen 11 zur
Aufnahme einer entsprechenden Anzahl von Fräserelementen 12 besitzt.
Die Fräseraufnahmen 11 besitzen
jeweils eine zylindrische Gestalt mit kreissegmentförmigem Querschnitt und
sind parallel zur Drehachse des Grundkörpers 10 ausgerichtet.
Die Segmentsehne des kreissegmentförmigen Querschnitts bestimmt
dabei die Breite von Längsschlitzen
am Außenumfang
des Grundkörpers 10.
Der Segmentbogen des kreissegmentförmigen Querschnitts erstreckt
sich über
einen Winkel von 225°.
Wie aus 8 hervorgeht, besitzen die Fräserelemente 12 einen
entsprechenden Querschnitt, wodurch verhindert wird, dass sie aus
dem Grundkörper 10 radial
herausgeschleudert werden kön nen. Sie
sind in den Fräseraufnahmen 11 drehbar
und längsverschiebbar
gehalten.
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Um
ein radiales Austreten aus dem Grundkörper 10 zu verhindern,
muss der Segmentbogen des Querschnitts der Fräseraufnahmen 11 beziehungsweise
Fräserelemente 12 selbstverständlich nicht
exakt 225° betragen.
Es ist jedoch erforderlich, dass der Winkel größer als 180° ist. Dieser Winkel wird in
der Geometrie auch als Mittelpunktswinkel bezeichnet.
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Zum
Fixieren des als Aufsteckfräser
ausgebildeten Planfräsers
an einer Werkzeugaufnahme dient ein zentrales Durchgangsloch 13 durch
den Grundkörper 10.
Der Grundkörper 10 wird
bei der Montage auf einen Mitnehmer der Werkzeugaufnahme aufgesteckt,
wozu der Grundkörper 10 an
seiner Rückseite
eine entsprechende Mitnehmerausnehmung 14 besitzt. Anschließend wird
er mittels einer nicht dargestellten Halteschraube, die durch das Durchgangsloch 13 hindurchgesteckt
wird, an der Werkzeugaufnahme fixiert. Das Durchgangsloch 13 kann
an der Vorderseite eine Senkung aufweisen, um eine entsprechend
gestaltete Senkschraube vollständig
aufnehmen zu können.
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Das
in den 5 bis 8 separat dargestellte Fräserelement 12 besitzt
an seinem schneidseitigen Endbereich einen Einschnitt 15 mit
ebener Bodenfläche 16,
die durch eine gekrümmte,
sich senkrecht dazu erstreckende Wandung 17 begrenzt ist.
In die Bodenfläche 16 ist
eine Schneidplatte eingelassen, die im Folgenden als Schneide 18 bezeichnet
wird. Diese Schneide 18 besteht üblicherweise aus einem Hartmetall
oder PKD, wobei prinzipiell auch das gesamte Fräserelement 12 aus
einem Hartmetall oder PKD bestehen kann. Im vorliegenden Falle ist
die Schneide 18 mit dem übrigen Fräserelement 12 verlötet, wobei
auch eine Verschraubung möglich
ist.
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Der
gegenüberliegende
Endbereich des Fräserelements 12 weist
eine ebene Schrägfläche 19 auf,
die zur Längsjustage
benötigt
wird, wie später noch
näher erläutert wird.
Der mittlere Umfangsbereich des Fräserelements 12 besitzt
eine beispielsweise als Einfräsung
ausgebildete ebene Haltefläche 20,
die zur Fixierung des Fräserelements 12 im Grundkörper 10 benötigt wird,
wie später
noch näher erläutert wird.
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Der
von der Schneidseite abgewandte Endbereich der Fräseraufnahmen 11 mündet jeweils
in einer Ausnehmung 21 zur Aufnahme eines Einstellglieds 22.
Dieses besitzt an seiner dem Fräserelement 12 zugewandten
Seite eine ebene Schrägfläche 23,
deren Schräge
einen dem der ebenen Schrägfläche 19 des
Fräserelements 12 entsprechenden
Winkel besitzt. Das Einstellglied 22 ist mit einem sich
im montierten Zustand in radialer Richtung des Grundkörpers 10 erstreckenden
Gewindeloch 24 versehen, das mit einem Gewindeloch 25 im Grundkörper 10 fluchtet.
Die Gewinderichtungen der Gewinde der beiden Gewindelöcher 24, 25 sind
entgegengesetzt. Ein darin einsetzbares Schraubglied 26 besitzt
entsprechend zwei Gewindebereiche mit entgegengesetzter Gewindesteigung.
Zum Verdrehen des Schraubglieds 26 dient ein Innensechskant 27.
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Im
verschraubten Zustand des Schraubglieds 26 bewirkt die
beschriebene Anordnung, dass sich bei einer Drehung des Schraubglieds 26 in
die eine Richtung das Einstellglied 22 in radialer Richtung
bewegt, während
eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung eine Verschiebung
des Einstellglieds 22 entgegengesetzt zur radialen Richtung
bewirkt. Infolge der ebenen Schrägflächen 19, 23 verschiebt
sich dadurch das Fräserelement 12 in
der Fräseraufnahme 11 einmal
in die eine Richtung und einmal in die Gegenrichtung. Hierdurch
kann in einfacher Weise eine Justage des Fräserelements 12 in seiner
Längsrichtung
bewirkt werden.
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Jeweils
seitlich der Fräseraufnahmen 11 befindet
sich eine Ausnehmung 28 zur Aufnahme eines Klemmelements 29 zur
Fixierung des jeweiligen Fräserelements 12 in
seiner Fräseraufnahme 11.
Das Klemmelement 29 ist kreisringartig gestaltet und besitzt
zur Fräseraufnahme 11 hin
eine ebene, als Keilfläche
dienende Schrägfläche 30.
Diese liegt zur Fixierung des Fräserelements 12 an
dessen ebener Haltefläche 20 an.
Das Klemmelement 29 besitzt eine Durchgangsöffnung 31 zum
Durchstecken einer Halteschraube 32, die in einem Gewindeloch 33 im Grundkörper 10 verschraubbar
ist. Der Kopf 34 der als Innensechskantschraube ausgebildeten
Halteschraube 32 ist mittels einer entsprechenden Ausnehmung 35 im
Klemmelement 29 in diesem versenkbar. Beim Festschrauben
der Halteschraube 32 verkeilt sich die Schrägfläche 30 mit
der ebenen Haltefläche 20 des
Fräserelements 12,
sodass dieses dadurch klemmend fixiert wird.
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In
der in 3 dargestellten Draufsicht auf die Schneidseite
des Planfräsers
ist ein Teilbereich als Schnittdarstellung dargestellt, und zwar
gemäß der Schnittlinie
A-A von 4. Die Fixierung der Halteschraube 32 im
Grundkörper 10 ist
hier als Variante dargestellt. Zur Erleichterung der Montage ist
die Halteschraube 32 mittels eines Sprengrings 36 unverlierbar
am Klemmelement 29 gehalten. Das Gewindeloch 33 im Grundkörper 10 weist
einen größeren Durchmesser
auf und dient zur Aufnahme einer Gewindemuffe 37. In deren
Innengewinde wird dann die Halteschraube 32 eingeschraubt.
Bei der Hitzebehandlung des Grundkörpers 10 besteht nämlich die Gefahr
eines Verziehens und damit die Gefahr, dass das Gewindeloch 33 nicht
mehr exakt dimensioniert ist. Die Gewindemuffe 37 kann
dennoch bei größerer Kraftanstrengung
eingeschraubt werden, und die Halteschraube 32 findet dann
ein exaktes Gewinde in der Gewindemuffe 37 vor.
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Weitere, über den
Umfang verteilte Gewindelöcher 38 dienen
zur Aufnahme von Auswuchtschrauben 39, die als Madenschrauben
ausgebildet sind.
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Infolge
der beschriebenen Ausbildung der Fräseraufnahmen 11 und
des Fräserelements 12 stehen
die Schneiden 18 sowohl radial über den Grundkörper 10 über, wie
aus 3 hervorgeht, sie stehen jedoch auch zusätzlich axial über den
Grundkörper 10 über, wie
aus 4 hervorgeht. Dies bedeutet, dass der Planfräser sowohl
stirnseitig als auch umfangsseitig fräsen kann und auch als Eckfräser eingesetzt
werden kann.
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An
den schneidseitigen Mündungen
der Fräseraufnahmen 11 ist
jeweils auf der der freien Fläche der
Schneide 18 zugewandten Seite eine Ausnehmung 40 zur
Späneabfuhr
angeordnet.