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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung die dem Anwender die fachgerechte Nachbearbeitung von Bohrungen, z. B. die Herstellung von Gewinden und nachgeriebenen Bohrungen oder das Entgraten und Ansenken derselben ebenso vereinfachen soll, wie das Eindrehen von Gewindebuchsen oder Gewindeeinsätzen.
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Die manuelle Herstellung von Innengewinden erfolgt in der Regel mittels drei abgestuften Gewindebohrern und erfordert insbesondere beim Eindrehen des ersten Gewindebohrers vom Anwender ein exaktes Ausrichten desselben in der Bohrungsachse. Beim weiteren Eindrehen des Gewindebohrers mittels Windeisen besteht das Risiko, den Gewindebohrer in der Bohrung zu verkanten, was bei weiterem Eindrehen zum Bruch des Gewindebohrers führt.
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Zweck der Erfindung ist, eine einfach herstellbare und ebenso einfach handhabbare Vorrichtung anzugeben, die dem ungeübten Anwender die Herstellung von Gewinden, sowohl im professionellen Bereich als auch im Modellbau- und Heimwerkerbereich die fachgerechte Herstellung von Gewinden ermöglicht und auch das sachgemäße Eindrehen von Gewindeeinsätzen und Gewindebuchsen, -muffen vereinfacht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine manuell bedienbare Hilfsvorrichtung anzugeben, deren Aufnahme gewährleistet daß das Werkzeug über den gesamten Prozeß der Herstellung eines Gewindes in der Achse der Bohrung geführt wird. Außerdem sollen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung Gewinde in Bohrungen in runden Werkstücken ebenso herstellbar sein wie in Bohrungen die sich in Flächen von Werkstücken befinden. Des weiteren sollen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitere Werkzeuge, zum Beispiel Ansenkwerkzeuge, Entgratwerkzeuge, und andere bekannte Werkzeuge einsetzbar sein.
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Zur manuellen Nachbearbeitung von Bohrungen ist eine Vielzahl von Hilfsvorrichtungen bekannt, zum Beispiel solche in Form von angepaßten Führungshülsen, die das lotrechte Ansetzen des Gewindebohrers zum Anschneiden des Gewindes ermöglichen. Diese Führungshülsen werden nach dem Anschneiden abgenommen und das Gewinde weitergeschnitten.
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Des weiteren sind Aufnahmen für Gewindeschneid- und Eindrehwerkzeuge bekannt, die in Form von Knarren und anderen Mechanismen die Herstellung von Gewinden und das Eindrehen von Gewindeeinsätzen vereinfachen sollen. Zum Nachreiben, oder Nachläppen von Bohrungen sind außer den bekannten Windeisen/Knarren und ähnlichem keine derartigen Vorrichtungen bekannt.
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Abgesehen von der maschinellen Gewindeherstellung ist bei keiner der manuell zu betätigenden Vorrichtungen gewährleistet, daß der Gewindebohrer oder das Eindrehwerkzeug über den gesamten Herstellungsprozeß bei flächigen, quadratischen und zylindrischen Werkstücken in der Achse der Bohrung geführt wird.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung eine Welle mit einer Werkzeugaufnahme dreh- und verschiebbar gelagert ist und winklig zur Achse dieser Welle eine Auflageplatte montiert ist in der sich eine Bohrung oder Ausfräsung zum Durchführen des Werkzeugs und zum Abflug entstehender Späne befindet.
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Diese Auflageplatte, (30), als Standard, ist in unterschiedlichen Ausführungen herstellbar und ein- oder beidseitig montierbar. Sie besitzt auf einer Seite eine Planfläche und auf der entgegengesetzten Seite eine symmetrische, prismenförmige Ausfräsung, die dazu eingesetzt wird, Querbohrungen, welche sich in der Mitte von Drehteilen befinden, zu bearbeiten, d. h. anzusenken, nachzureiben oder Gewinde einzuschneiden.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß hierbei in den meisten Fällen fertig schneidende Werkzeuge, (Maschinengewindebohrer, Maschinenreibahlen), eingesetzt werden können, was mit einer erheblichen Reduzierung der Bearbeitungszeit verbunden ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in ihren wesentlichen Teilen sowohl in miteinander verbundenen Einzelteilen als auch in Gießereitechnik, z. B. in Zink-Druckguß sehr wirtschaftlich herstellbar.
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Gegenüber den meisten bekannten Einrichtungen ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache Weise die reproduzierbare Herstellung von Innengewinden und die Nachbearbeitung von Bohrungen ohne wesentliche Fachkenntnisse des Anwenders und ist dadurch sowohl Bereich der Fertigung von Prototypen und Kleinserien als auch im Bastel- oder Heimwerkerbereich problemlos einsetzbar.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für die verschiedenen Einsatzbereiche, zwischen Mikromechanik bis Bauschlosserei in Ausführung und Größe beliebig linearisierbar.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist anhand von Beispielen der verschiedenen Ausführungsvarianten und der Anwendung nachfolgend beschrieben und dargestellt.
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1, zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Zusammenstellung. Die Vorrichtung besteht in der gezeigten Darstellung aus einer Grundplatte, (10), an welcher die weiteren Teile, die Lagerböcke, (11 und 12), befestigt sind. Auf der Unterseite der Vorrichtung ist eine Spannschiene, (18), mit deren Hilfe die Vorrichtung z. B. in einem Schraubstock fixiert werden kann, was die Handhabung wesentlich erleichtert.
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Die Grundplatte, (10), ist zusammen mit der Spannschiene, (18), und den Lagerböcken, (11 und 12), als Gußteil, sowohl in Stahl als auch in Aluminiumlegierungen sehr wirtschaftlich herstellbar und erfordert nur wenige Arbeitsgänge zur Fertigbearbeitung.
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Die Lagerböcke, (11 und 12), sind optional mit Lagerbuchsen, (11.1 und 12.1), versehen, in denen die Welle, (15), drehbar und längs verschiebbar geführt ist. An einem Ende der Welle ist eine Handkurbel, (13), oder ein Handrad befestigt, das mittels einer Schraube, (14), mit der Welle, (15), verbunden ist und dadurch gegen Verdrehung sichert.
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Am anderen Ende der Welle, (15), ist ein Spannfutter, (16), bekannter Bauart zur Aufnahme eines Werkzeugs, (20), befestigt. Das im Bild dargestellte Werkzeug, (20), ist ein Gewindebohrer.
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Zur Begrenzung der Bearbeitungstiefe ist auf der Welle, (15), ein feststellbarer Klemmring, (17), mit einer umlaufenden Markierung verschiebbar montiert. Mit dessen Hilfe kann zum einen die Bearbeitungstiefe auf der, auf den Lagerböcken, (11 und 12), befestigten Skala, (19), abgelesen werden, als auch durch entsprechende Einstellung des Klemmrings, (17), gegen den Lagerbock, (11), – der in diesem Fall einen Anschlag bildet, – begrenzt werden.
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Die umschlagbare Auflageplatte, (30), ist in 2, (30), vereinzelt dargestellt und stirnseitig gegen die Grundplatte, (10), mittels in die Oberfläche eingesenkten Schrauben, (10.1 und 10.2), verschraubbar. Die Montage der Auflageplatten erfolgt stirnseitig um auf einfache Weise eine nicht unterbrochene Auflagefläche zu erhalten. Die Befestigung der Auflageplatten kann bei Bedarf auch von der Unterseite der Grundplatte erfolgen, worfür die Lage der Verschraubung entsprechend anzupassen sind.
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Die exakte Positionierung der Durchgangsöffnung, 2, (30.5), für das Werkzeug, (20), und damit gegen die Arbeitsachse der Welle, (15), wird durch zusätzliche Paßstifte, (10.4 und 10.5), gewährleistet.
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Die Paßstifte, (10.4 und 10.5), sind in der Grundplatte, (10), durch entsprechende Toleranz der zugehörigen Bohrungen fest fixiert und in den Bohrungen der Auflageplatten, (30, 40, 50 und 60), mit geringem Spiel, aufschiebbar fixiert. Die resultierenden Lagetoleranzen, welche sich aus dieser Montageart ergeben sind für die vorgenannten Nachbearbeitungsvarianten von Bohrungen völlig ausreichend.
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Die umschlagbare Auflageplatte, (30), ist mit einem zylindrischen Werkstück, (70), als Bearbeitungsbeispiel dargestellt und in 2, (30) vereinzelt dargestellt und beschrieben.
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2, zeigt vier unterschiedliche Varianten der auswechselbaren Auflageplatten, (30, 40, 50 und 60), in der oberen Reihe die Ansichten von der Benutzungsseite, und in der unteren Reihe die Rückseiten.
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Die umschlagbare Auflageplatte, (30), ist beidseitig gegen die Stirnfläche der Grundplatte, (10), montierbar und zur Nachbearbeitung von Bohrungen in ebenen und zylindrischen Werkstücken einsetzbar.
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Im unteren Bereich der umschlagbaren Auflageplatte, (30), sind die von beiden Seiten angesenkten Schraubenbohrungen, (30.1 und 30.2), sowie die Bohrungen, (30.3 und 30.4), für die Paßstifte, (10.4 und 10.5), zur Befestigung der umschlagbaren Auflageplatte, (30), auf der Stirnfläche der Grundplatte, (10).
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Die umschlagbare Auflageplatte, (30), besitzt auf einer Seite eine Planfläche und auf der andern Seite eine symmetrisch angeordnete, prismatische Ausfräsung, (30.6), deren Mittellinie im Zentrum der Achse der Welle, (15), angeordnet ist.
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Zentrisch zur verlängerten Achse der Welle, (15), ist eine Durchgangsbohrung, (30.5), für das Werkzeug, (20), eingearbeitet, durch die der Abfluß der, bei der Nachbearbeitung der Bohrungen entstehenden Späne möglich ist.
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Die einfache Auflageplatte, (40), ist einseitig montier- und benutzbar. Sie ist auf einer Seite mit einer Planfläche versehen auf die ein Werkstück mit einer oder mehreren winklig zur Oberfläche eingebrachten Bohrungen bearbeitet werden kann.
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Im unteren Bereich der einfachen Auflageplatte, (40), sind die angesenkten Schraubenbohrungen, (40.1 und 40.2), sowie die Bohrungen, (40.3 und 40.4), für die Paßstifte, (10.4 und 10.5), zur Befestigung der einfachen Auflageplatte, (40), auf der Stirnfläche der Grundplatte, (10).
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Zentrisch zur verlängerten Achse der Welle, (15), ist eine Durchgangsbohrung, (40.5), für das Werkzeug, (20), eingearbeitet, durch die der Abfluß der, bei der Nachbearbeitung der Bohrungen entstehenden Späne möglich ist. Dies wird bei dieser Bauform dadurch erleichtert, daß die Durchgangsbohrung, (40.5), bis auf eine geringe Restwandstärke zusätzlich mit einer Ansenkung, (40.6), versehen ist.
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Die Auflageplatte mit bogenförmigen Prismennuten, (50), ist einseitig montier- und benutzbar. In die Oberfläche der Auflageplatte mit bogenförmigen Prismennuten, (50), sind symmetrisch zur Durchgangsbohrung, (50.5), für das Werkzeug, (20), zwei bogenförmige Prismenprofile, (50.7 und 50.8), eingearbeitet, in denen zylindrische Werkstücke auf einfache Weise gegen die Achse des Werkzeugs zentriert werden und in deren Mitte befindliche Bohrungen nachgearbeitet werden können.
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Im unteren Bereich der Auflageplatte mit bogenförmigen Prismennuten, (50), sind die angesenkten Schraubenbohrungen, (50.1 und 50.2), sowie die Bohrungen, (50.3 und 50.4), für die Paßstifte, (10.4 und 10.5), zur Befestigung der Auflageplatte mit bogenförmigen Prismennuten, (50), auf der Stirnfläche der Grundplatte, (10).
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Zentrisch zur verlängerten Achse der Welle, (15), ist eine Durchgangsbohrung, (50.5), für das Werkzeug, (20), eingearbeitet, durch die der Abfluß der, bei der Nachbearbeitung der Bohrungen entstehenden Späne möglich ist. Dies wird bei dieser Bauform dadurch erleichtert, daß die Durchgangsbohrung, (50.5), bis auf eine geringe Restwandstärke zusätzlich mit einer Ansenkung, (50.6), versehen ist.
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Die Auflageplatte mit bogenförmigen Auflageflächen, (60), ist einseitig montier- und benutzbar. In die Oberfläche der Auflageplatte mit bogenförmigen Auflageflächen, (60), sind symmetrisch zur Durchgangsbohrung, (60.5), für das Werkzeug, (20), zwei bogenförmige Vertiefungen eingearbeitet, in denen quadratische oder rechteckige Werkstücke auf einfache Weise gegen die Achse des Werkzeugs zentriert werden und in deren Mitte befindliche Bohrungen nachgearbeitet werden können.
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Im unteren Bereich der Auflageplatte mit bogenförmigen Auflageflächen, (60), sind die angesenkten Schraubenbohrungen, (60.1 und 60.2), sowie die Bohrungen, (60.3 und 60.4), für die Paßstifte, (10.4 und 10.5), zur Befestigung der Auflageplatte mit bogenförmigen Auflageflächen, (60), auf der Stirnfläche der Grundplatte, (10).
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Zentrisch zur verlängerten Achse der Welle, (15), ist eine Durchgangsbohrung, (60.5), für das Werkzeug, (20), eingearbeitet, durch die der Abfluß der, bei der Nachbearbeitung der Bohrungen entstehenden Späne möglich ist. Dies wird bei dieser Bauform dadurch erleichtert, daß die Durchgangsbohrung, (60.5), bis auf eine geringe Restwandstärke zusätzlich mit einer Ansenkung, (60.6), versehen ist.
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Die Auflageplatten, (30, 40, 50 und 60), sind sowohl aus Stahl, vozugsweise mit einem Rostschutz versehen, (verzinkt, verchromt oder vernickelt), oder aus einem rostfreien Stahl herstellbar. Für die Bearbeitung von fertig polierten oder lackierten Teilen können die Auflageplatten, (30, 40, 50 und 60), auch aus einem, vozugsweise faserverstärkten, Kunststoff, (ABS, POM), hergestellt werden.
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Die verschiedenen Varianten der Auflageplatten, (30, 40, 50 und 60), sind problemlos mittels Feinguß, bzw in Kunststoff, als Spritzgußteile herstellbar.
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Für die Herstellung kleiner Serien kann anstelle der Handkurbel, (13), über einen Adapter zum Beispiel ein Elektroschrauber auf die Welle aufgesetzt werden.
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Die Funktion der Vorrichtung wird nachfolgend beschrieben und ist in 1 und 3 anhand von Beispielen dargestellt.
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In 1 ist im Spannfutter, (16), der Vorrichtung ein Werkzeug, (20), (Gewindebohrer), eingespannt, mit dem in die Bohrung eines zylindrischen Werkstücks, (70), ein Gewinde geschnitten wird. Zur Vereinfachung der Arbeit ist es sinnvoll, die Vorrichtung an der Spannschiene, (18), in einen Schraubstock einzuspannen was die Arbeit wesentlich vereinfacht.
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Dies erfolgt dadurch, daß das zylindrische Werkstück, (70), in die prismatische Ausfräsung (30.6), der umschlagbaren Auflageplatte, (30), eingelegt und durch Verschieben und/oder Verdrehen gegen den Anschnittbereich des Werkzeugs, (20), ausgerichtet wird. Anschließend wird mit Hilfe der Kurbel, (13), das Werkzeug, (20), in Bearbeitungsrichtung gegen die Bohrung, (30.1), gedreht die Bohrung nachgearbeitet.
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Um Bohrungen in ebenen Flächen nachzuarbeiten wird die umschlagbare Auflageplatte, (30), um 180° gedreht auf der Grundplatte befestigt, und das Werkstück in gleicher Folge bearbeitet.
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Die Bearbeitungstiefe bei Sacklochbohrungen kann auf der Skala, (19), während der Bearbeitung abgelesen und bei Bedarf durch die Nutzung des feststellbaren Klemmrings, (17), als Anschlag, gegen den Lagerbock, (11), begrenzt werden.
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Für die Nachbearbeitung von Bohrungen durch Nachreiben oder Entgraten gilt das Vorgenannte sinngemäß.
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Mittels dieser Technik ist die Nachbearbeitung von Bohrungen durch Gewindeschneiden und Nachreiben aufgrund der dabei auftretenden geringen Drehmomente bis zu einem Durchmesser von etwa 6–8 mm problemlos möglich. Für größere Durchmesser/Drehmomente sind die Auflageplatten, (60 und 70), geeignet.
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In 3, ist die Auflageplatte mit bogenförmigen Prismennuten, (50), zur Aufnahme und Bearbeitung eines zylindrischen Werkstücks, (80), in gegenüberliegenden bogenförmigen Pismenprofilen, (50.7 und 50.8), dargestellt. Zur Bearbeitung wird das Werkstück wie gezeigt in die Prismenprofile, (50.7 und 50.8), eingelegt und die Bohrung, (80.1), durch Verdrehen/Verschieben gegen den Anschnittbereich des dagegengeschobenen Werkzeugs ausgerichtet. Anschließend wird mit Hilfe der Kurbel, (13), das Werkzeug, (20), in Bearbeitungsrichtung gegen die Bohrung, (80.1), gedreht die Bohrung nachgearbeitet.
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Die Auflageplatte mit bogenförmigen Auflageflächen, (60), ist zur Bearbeitung von Werkstücken, (90) mit quadratischem, oder rechteckigem Profil geeignet. Zur Bearbeitung wird das Werkstück wie gezeigt in die bogenförmigen Anschlagflächen, (60.7 und 60.8), eingelegt und das Werkstück, (90), mit der Bohrung, (90.1), auf der Anschlagfläche, (60.9), anliegend, durch Verschieben gegen den Anschnittbereich des dagegengeschobenen Werkzeugs ausgerichtet. Anschließend wird mit Hilfe der Kurbel, (13), das Werkzeug, (20), in Bearbeitungsrichtung gegen die Bohrung, (90.1), gedreht die Bohrung nachgearbeitet.
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Zur besseren Erfassung der Beschreibungsinhalte werden nachfolgend die in den Abbildungen und dem Text verwendeten Begriffe definiert:
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Grundplatte.
- 10.1
- Permanentmagnet zum Halten des Zubehörs.
- 10.2
- Befestigungsschraube für die Auflageplatten, (30).
- 10.3
- Befestigungsschraube für die Auflageplatten, (30).
- 10.4
- Paßstift zur Fixierung der Auflageplatten, (30).
- 10.5
- Paßstift zur Fixierung der Auflageplatten, (30).
- 11
- Lagerbock.
- 11.1
- Lagerbuchse.
- 12
- Lagerbock.
- 12.1
- Lagerbuchse.
- 13
- Kurbel oder Handrad.
- 14
- Verdrehsicherung, (Schraube, Spann- oder Paßstift).
- 15
- Welle.
- 16
- Spannfutter.
- 17
- Klemmring mit umlaufendem Marker (17.1).
- 18
- Spannschiene.
- 19
- Skala, Lineal.
- 20
- Werkzeug, z. B. Gewindebohrer.
- 30
- Umschlagbare Auflageplatte zur Bearbeitung von Werkstücken mit zylindrischer oder flacher Geometrie der zu bearbeitenden Fläche, beidseitig montierbar.
- 30.1
- beidseitig angesenkte Bohrung für Verschraubung.
- 30.2
- beidseitig angesenkte Bohrung für Verschraubung.
- 30.3
- Bohrung für Paßstift.
- 30.4
- Bohrung für Paßstift.
- 30.5
- Durchgangsöffnung für Werkzeuge, Lage zentriert auf die Achse der Welle, (15), der Vorrichtung.
- 30.6
- Prismatische Ausfräsung, zentriert auf die Achse der Welle, (15), der Vorrichtung.
- 30.7
- Abrundung der Prismenführung.
- 40
- Einfache Auflageplatte zur Bearbeitung von Werkstücken ebener, flacher Geometrie.
- 40.1
- angesenkte Bohrung für Verschraubung.
- 40.2
- angesenkte Bohrung für Verschraubung.
- 40.3
- Bohrung für Paßstift.
- 40.4
- Bohrung für Paßstift.
- 40.5
- Durchgangsöffnung für Werkzeuge, Lage zentriert auf die Achse der Welle, (15), der Vorrichtung.
- 40.6
- Ansenkung zur Verbesserung der Spanabfuhr.
- 50
- Auflageplatte mit bogenförmigen Prismennuten, zur Bearbeitung von Werkstücken runder, (zylindrischer), Geometrie der zu bearbeitenden Fläche.
- 50.1
- angesenkte Bohrung für Verschraubung.
- 50.2
- angesenkte Bohrung für Verschraubung.
- 50.3
- Bohrung für Paßstift.
- 50.4
- Bohrung für Paßstift.
- 50.5
- Durchgangsöffnung für Werkzeuge, Lage zentriert auf die Achse der Welle, (15), der Vorrichtung.
- 50.6
- Ansenkung zur Verbesserung der Spanabfuhr.
- 50.7
- Bogenförmiges Prismenprofil, zusammen mit (50.8) symmetrisch zur Achse der Welle, (15) angeordnet.
- 50.8
- Bogenförmiges Prismenprofil, zusammen mit (50.7) symmetrisch zur Achse der Welle, (15) angeordnet.
- 60
- Auflageplatte mit bogenförmigen Auflageflächen zur Bearbeitung von Quadrat- oder Rechteckprofilen.
- 60.1
- angesenkte Bohrung für Verschraubung.
- 60.2
- angesenkte Bohrung für Verschraubung.
- 60.3
- Bohrung für Paßstift.
- 60.4
- Bohrung für Paßstift.
- 60.5
- Durchgangsöffnung für Werkzeuge, Lage zentriert auf die Achse der Welle, (15), der Vorrichtung.
- 60.6
- Ansenkung zur Verbesserung der Spanabfuhr.
- 60.7
- Bogenförmige Flächen, zusammen mit (60.8) symmetrisch zur Achse der Welle, (15) angeordnet.
- 60.8
- Bogenförmige Flächen, zusammen mit (60.7) symmetrisch zur Achse der Welle, (15) angeordnet.
- 60.9
- Anschlagfläche.
- 70
- Zylindrisches Werkstück in Bearbeitung, (Beispiel 1).
- 80
- Zylindrisches Werkstückprofil mit Bohrung, (80.1) (Beispiel 3).
- 90
- Quadratisches Werkstückprofil mit Bohrung, (90.1) (Beispiel 3).