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Technisches Umfeld
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Die
Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug zum spanabhebenden
Bearbeiten von Werkstücken mit wenigstens einer am Fräskopf
radial angeordneten Schneide in Form einer Wendeschneidplatte, die
auf einer rotationssymmetrisch ausgebildeten Y-Achse am Fräskopf
drehbar gelagert ist.
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Stand der Technik
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Fräsen
mit rotierenden Schneiden ist ein seit Jahren bekanntes Verfahren,
welches sich aber nur im geringen Umfang in der Fertigung durchgesetzt hat.
In diesem Fall kommt ein Werkzeug zum Einsatz, dessen aktives Element
aus einer runden, drehbar gelagerten Schneidscheibe besteht, die
während des Bearbeitungsvorganges eine durch den Spanungsprozess
und die Schrägstellung der Schneidscheibenachse zur Schnittrichtung
kinematisch bedingte selbsttätige Rotationsbewegung ausführt. Durch
diese rotierende Bewegung der Schneidscheibe während der
Bearbeitung gelangt in kontinuierlicher Folge ständig eine
neue Stelle der Schneide in Eingriff, wodurch jeder Schneidenpunkt
nur kurzzeitig in der Schneidzone verweilt, was eine geringe Erwärmung
der Schneidscheibe mit sich bringt.
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Ein
entsprechender Fräser ist hier beispielsweise aus der
DD 118 543 bekannt. Bei dieser
Ausführungsform wird am Fräskopf neben einer rotierenden
Drehscheibe auch eine feststehende Schneide vorgesehen, um auf diese
Weise ein besonderes Schnittbild zu erzielen. Eine weitere Ausführungsform
des Standes der Technik ist ebenfalls aus der
US 2,885,766 bekannt, bei der im Fräskopf
drehbar gelagerte Wendeschneidplatten vorgesehen sind, die auf rotationssymmetrisch
ausgebildeten Achsen am Fräskopf drehbar gelagert sind.
Die drehbar gelagerten Wendeschneidplatten befinden sich bei diesem
aus dem Stand der Technik bekannten Fräskopf in U-förmig
ausgebildeten Nestern, so dass insbesondere eine beidseitige Einbindung
der Achsen im Fräskopf gegeben ist.
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Zudem
sind weitere Ausführungsformen bekannt, wie diese beispielsweise
in der
US 5,478,175 beschrieben
werden. In dieser Druckschrift ist eine drehbare Schneide offenbart,
die an ihrer Rückseite über einen angeformten
Schaft verfügt, der im Trägermaterial des Fräskopfes
in einer Sacklochbohrung drehbar gelagert ist. Eine äquivalente
Lösung ist auch aus der
DE
10 2005 051 695 bekannt, bei der insbesondere die Wendeschneidplatte
an einem Trägerelement befestigt ist und wobei das Trägerelement
drehbar in dem Werkzeug gehaltert ist. Dabei weist das Trägerelement
koaxial zur Y-Achse einen Wellenstummel auf, der in einer Sacklochbohrung
im Werkzeug drehbar geführt ist. Bei dieser nach dem Stand
der Technik bekannten Ausführungsform kann auch vorgesehen
werden, dass insbesondere das Trägerelement hierbei aktiv
drehangetrieben ausgebildet sein kann, so dass infolge der Drehbewegung des
Fräswerkzeuges, hier über ein im Fräskopf
vorgesehenes Getriebe, die auf dem Träger befestigte Schneidelatte
mit angetrieben wird. Eine entsprechende Ausführungsform
wird auch in der
CH 480 120 beschrieben.
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Bei
diesen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen von
Fräswerkzeugen, die mit drehbar gelagerten Schneidscheiben
ausgerüstet sind, wird es als nachteilig angesehen, dass
die bekannten Ausführungsformen hinsichtlich ihrer drehbar
gelagerten Wendeschneidplatten sehr aufwendig bauen, was durch die
aufwendig gestaltete Lagerung für die Wendeschneidplatte
bedingt ist. So ist beispielsweise allen im Stand der Technik bekannten Lösungen
eigen, dass insbesondere die zwar drehbar gelagerte Wendeschneidplatte
dadurch gewechselt werden kann, dass mehrere Eingriffe am Fräskopf
vorgenommen werden müssen, um die Wendeschneidplatte einerseits
aus dem Fräskopf heraus zu lösen bzw. die Wendeschneidplatte
nach Lösen des Trägermittels noch vom Trägermittel
selbst zu Lösen ist. Als weiterer Nachteil wird es bei
den bekannten Lösungen angesehen, dass insbesondere für
die Vorhaltung von drehbar gelagerten Wendeschneidplatten, Wendeschneidplat ten
vorgehalten werden müssen, die insbesondere dem Fräskopf
angepasst sind.
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Aufgabe
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Der
Erfindung stellt sich somit das Problem, einen Fräskopf
zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken mit radial
angeordneten, drehbar gelagerten Wendeschneidplatten derart weiterzubilden,
dessen Einbindung zur Lagerung der Schneiden wesentlich einfacher
ausfällt, wobei insbesondere der Wechselvorgang der Schneidelatten
sich wesentlich einfacher gestaltet.
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Lösung
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Erfindungsgemäß wird
das Problem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen im Besonderen darin,
das infolge einer Stiftlösung in Verbindung mit der Einfassung
der rotierenden Wendeschneidplatte durch das Trägermaterial des
Fräskopfes eine in einem Käfig rotierende Wendeschneidplatte
geschaffen wird, die die hinreichende Bewegungs- bzw. Drehfreiheit
aufweist, um einerseits während des Bohrvorganges in das
Material einzudringen und die andererseits beim Fräsen
einen entsprechenden Span abheben kann. Die einfache Einbindung
der Wendeschneidplatte wird hierbei nur durch die Formgebung des
Fräserkopfes in Verbindung mit dem Lagerstift geschaffen.
Somit wird gewährleistet, dass die rotierende Scheibe insbesondere
beim Spanabheben die hinreichende Rotationsfreiheit hat, ohne dass
die Gefahr besteht, dass die Schneiden sich selbsttätig
von ihrer Lagerung abheben können.
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Dabei
weist der Lagerstift an seinem anderen Ende einen Gewindebereich
auf, mit dem er in dem Material des Fräskopfes festgelegt
ist. Der Lagerstift ist derart ausgestaltet, dass er einen vorderen zylindrischen
Bereich zur Drehlagerung der Wendeschneidplatte aufweist und in
seinem mittleren Bereich einen konisch ausgebildeten Bereich zur
Festlegung im Trägermaterial des Fräskopfes. An
den konischen Bereich schließt sich dann der zur Verspannung
im Trägermaterial angeordnete Gewindeabschnitt an, so dass
der Stift unter einer Verspannung im Trägerkopf eingebracht
werden kann, und somit eine für die freie Drehlagerung
der Wendeschneidplatte stabile Lagerachse einnimmt. Es versteht
sich von selbst, dass zur Verspannung des Lagerstiftes die konische
Ausbildung entsprechend mit einer Konizität in dem Fräskopfmaterial
zusammenwirkt. Beim Eindrehen des Gewindestiftes zieht sich somit der
Stift gegen die konischen Flächen, was eine Stabilisierung
der Drehachse bewirkt. Um den Stift zu bedienen bzw. ihn zu verspannen
ist koaxial zur Schaftachse des Lagerstiftes ein Innensechskant
angeordnet.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Wendeschneidplatte
weist diese eine umlaufende Nut auf, in die ein am Fräskopf
angeordneter Laufring oder Zapfen greift. Dabei ist die umlaufende
Nut radial an der Wendeschneidplatte angeordnet. Nach einer alternativen
Ausführungsform ist die umlaufende Nut an der rückwärtigen
Auflage- oder Anlagefläche der Wendeschneidplatte angeordnet.
Somit wird erreicht, dass insbesondere die Schneidelatte neben der
freien Drehlagerung auf dem Lagerstift eine zusätzliche
Führungsstabilität in der Rotation erhält,
und zwar entweder durch einen Laufring oder Zapfen.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachstehenden 1 bis 8 näher erläutert;
dabei zeigen:
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1 eine
geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen
Fräswerkzeuges;
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2 eine
Draufsicht auf das erfindungsgemäße Fräswerkzeuges
gemäß der 1;
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3 eine
weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fräswerkzeuges
gemäß der 2;
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4 eine
Einzelansicht des Lagerstiftes in Seiten- und Stirnansicht;
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5 eine
exponierte Darstellung des Lagerstiftes mit Schneidelatte gemäß der 1 in
einer ersten Ausführungsform;
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6 eine
weitere exponierte Darstellung des Lagerstiftes mit Schneidelatte
gemäß der 1 in einer
zweiten Ausführungsform;
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7 eine
Einzelansicht in Schnittdarstellung einer Wendeschneidplatte in
geschnittener Darstellung; und
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8 eine
weitere Ausführungsform einer Wendeschneidplatte, ebenfalls
in geschnittener Darstellung.
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Ausführungsbeispiele
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Die 1 zeigt
eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Fräswerkzeugs 1 in der geschnittenen Seitenansicht.
Das Fräswerkzeug 1 ist dabei zum spanabhebenden
Bearbeiten von Werkstücken bestimmt, wobei am Fräskopf 2 des
Fräswerkzeugs 1 wenigstens eine radial angeordnete Wendeschneidplatte 3 vorgesehen
ist, die auf einer rotationssymmetrischen ausgebildeten Y-Achse 4 am Fräskopf 2 drehbar
gelagert ist. Wie insbesondere aus der Darstellung der 1 zu
erkennen ist, bildet die Z-Achse die Drehachse 5 des Fräswerkzeugs 1, wobei
die X-Achse den Schneidhorizont einnimmt, der mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet
ist.
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Es
versteht sich nun von selbst, dass die Y-Achse 4 rotationssymmetrisch
am Fräskopf 2 vorgesehen ist, wobei diese versetzt
zur Drehachse 5 verläuft. Dies ist insbesondere
deutlich zu erkennen in den 2 und 3.
Wie insbesondere aus der Zusammenschau der 1, 5 und 6 zu
erkennen ist, ist die Wendeschneidplatte 3 unter einem Toleranzspiel
frei drehbar auf dem freien Ende 7 eines am Fräskopf 2 unter
Spannsitz lösbar befestigten Lagerstiftes 8 angeordnet.
Die frei drehbar gelagerte Wendeschneidplatte 3 ist hierbei
gegen ein Selbstlösen vom Lagerstift 8 gesichert,
wobei sie von dem Material des Fräskopfes 2 einerseits
von der Rückseite 9 her flächig, und
andererseits von der Vorderseite 10 her bereichsweise eingefasst
bzw. eingebunden ist. Dies ist insbesondere einmal aus der Ansicht
der 1 zu erkennen, wobei deutlich wird, dass ein Bereich
der Vorderseite 10 der Wendeschneidplatte 3 von
dem Material des Fräskopfes 2 überdeckt
ist.
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Somit
wird deutlich, unter Betrachtung der 1 und 5,
dass die Wendeschneidplatte 3 wie in einem Zwangskäfig
gehalten wird, wobei dieser bestimmt wird, einmal durch das freie
Ende 7 des Lagerstiftes 8, der in die Zentralbohrung 11 der
Wendescheidplatte 2 greift, sowie durch die vom Fräsermaterial
bestimmte Formgebung, die die drehbar gelagerte Wendeschneidplatte 3 von
der Vorderseite 10 übergreift, in Verbindung mit
der rückseitigen Anlage.
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In
Weiterbildung insbesondere einer stabilen Drehachse 12 für
die Wendeschneidplatte 3 weist der Lagerstift 8 an
seinem anderen Ende 13 einen Gewindebereich 14 auf,
mit dem er in dem Material des Fräskopfes 2 festgelegt
wird. Wie aus der 4 in Einzelansicht des Lagerstiftes 8 erkennbar
ist, weist der Lagerstift 8 einen vorderen zylindrischen
Bereich 15 zur Drehlagerung der Wendeschneidplatte 3 auf, wobei
er in seinem mittleren Bereich 16 einen konisch ausgebildeten
Bereich zur Festlegung im Trägermaterial des Fräskopfes 2 aufweist.
An den konischen Bereich schließt sich dann der zur Verspannung
im Trägermaterial bestimmte Gewindebereich 14 des
Lagerstiftes 8 an. Wie aus der 4 weiter
zu erkennen ist, ist dabei koaxial zur Schaftachse 17 des
Lagerstiftes 8 ein Innensechskant 18 angeordnet,
an dem ein Werkzeug ansetzbar ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung, insbesondere dargestellt in den 5, 6, 7 und 8, weist
die frei drehbar gelagerte Wendeschneidplatte 3 eine umlaufende
Nut 19 auf, in die ein am Fräskopf 2 angeordneter
Laufring 20 oder Zapfen 21 greift. Durch diese
Ausbildung ist eine Fliehkraftsicherung der Wendeschneidplatten 2 gegeben.
Die umlaufende Nut 19 kann dabei radial an der Wendeschneidplatte 3 angeordnet
sein, wie dies in den 5 und 8 dargestellt
ist. Eine andere Ausführungsform zeigen die 6 und 7,
wobei die umlaufende Nut 19 an der rückwärtigen
Anlagefläche 22 der Wendeschneidplatte 3 angeordnet
ist. Zur Einbringung der Wendeschneidplatte 3 wird nun
zunächst die Wendeschneidplatte 3 ohne den Lagerstift 8 in die
Formschlussverbindungen von Laufring 20 oder Zapfen 21 eingesetzt,
so dass die Wendeschneidplatte 3 entweder am Laufring 20 in
der rückwärtigen Fläche anliegt, bzw.
wobei nach der anderen Ausführungsform die Wendeschneidplatte 3 mit
ihrer umlaufenden Nut 19 in den Zapfen 21 greift.
Somit ist eine vorgegebene Justierung der Wendeschneidplatte 3 in
dem Käfig gegeben. Um die Wendeschneidplatte 3 in
ihrem Käfig festzulegen, wird nun der Lagerstift 8 eingesetzt,
wobei dieser sich selbst verspannend im Trägermaterial
des Fräskopfes 2 festzieht und somit eine starre
Drehachse 12 für die Wendeschneidplatte 3 bereitstellt.
Soll nun die Wendeschneidplatte 3 gewechselt werden, so
wird zunächst über den Innensechskant 18 der
Lagerstift 8 wieder herausgedreht, wobei die Wendeschneidplatte 3 zunächst
in ihrer Position verbleibt. Ist der Lagerstift 8 entfernt,
so kann dann aus dem Nest heraus die Wendeschneidplatte 3 leicht
und einfach herausgenommen werden.
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- 1
- Fräswerkzeug
- 2
- Fräskopf
- 3
- Wendeschneidplatte
- 4
- Y-Achse
- 5
- Z-Drehachse
- 6
- X-Achse
- 7
- freies
Ende
- 8
- Lagerstift
- 9
- Rückseite
- 10
- Vorderseite
- 11
- Zentralbohrung
- 12
- Drehachse
- 13
- anderes
Ende
- 14
- Gewindebereich
- 15
- zylindrischer
Bereich
- 16
- mittlerer
Bereich
- 17
- Schaftachse
- 18
- Innensechskant
- 19
- Nut
- 20
- Laufring
- 21
- Zapfen
- 22
- Anlagefläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DD 118543 [0003]
- - US 2885766 [0003]
- - US 5478175 [0004]
- - DE 102005051695 [0004]
- - CH 480120 [0004]