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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scheibenfräser, der zum Fräsen von Schlitzen und Nuten verwendet werden kann.
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Stand der Technik
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Scheibenfräser werden hauptsächlich zum Fräsen von Schlitzen und Nuten eingesetzt. Sie weisen mehrere Schneidplatten auf, die am Umfang eines im Wesentlichen scheibenförmigen Werkzeugträgers angeordnet sind. Dieser Werkzeugträger rotiert mit hoher Drehzahl, um ein gleichmäßiges Fräsen zu ermöglichen.
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Jede Schneidplatte muss in einer eigenen Werkzeugaufnahme fixiert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass mittels des Anziehens einer Schraube die Werkzeugaufnahme verengt wird. Hierzu bestehen Scheibenfräser in der Regel aus vielen Einzelteilen, die gemeinsam ein Spannsystem für die Werkzeugaufnahmen bilden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Scheibenfräser bereitzustellen, der aus wenigen Einzelteilen besteht, so dass eine einfache Herstellung des Scheibenfräsers und auch ein einfaches Wechseln seiner Schneidplatten möglich sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Scheibenfräser gelöst. Dieser weist einen Grundkörper mit einem scheibenförmigen Bereich und einem um den scheibenförmigen Bereich umlaufenden Rand auf. Unter „scheibenförmig“ wird verstanden, dass der den scheibenförmigen Bereich begrenzende Rand eine Kreisform hat. An den Rand können sich allerdings weitere Bestandteile des Grundkörpers anschließen.
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Mehrere Werkzeugaufnahmebereiche sind an dem Rand angeordnet. Dabei können sich die Werkzeugaufnahmebereiche über den Rand hinaus sowohl in den scheibenförmigen Bereich hinein erstrecken als auch in weitere Bereiche des Grundkörpers hinein erstrecken, welche sich außen an den Rand anschließen. Jeweils ein erster Spalt erstreckt sich durch den Grundkörper in jeden Werkzeugaufnahmebereich hinein. Neben jedem ersten Spalt ist im Grundkörper jeweils ein zweiter Spalt angeordnet. Dieser erstreckt sich zumindest bis zu dem Rand. Wenn sich an den Rand weitere Bestandteile des Grundkörpers anschließen, so kann sich jeder zweite Spalt auch in diese Bestandteile hinein erstrecken.
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Pro zweitem Spalt weist der Scheibenfräser jeweils eine Gewindebohrung auf. Jede Gewindebohrung weist an ihrem Ende eine Anschlagfläche im Grundkörper auf. Durch jede Gewindebohrung erstreckt sich jeweils ein zweiter Spalt.
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Wenn in eine Gewindebohrung ein Körper mit einem Außengewinde, wie beispielsweise ein Gewindestift oder eine Schraube eingebracht wird, so schlägt dieser beim Anziehen an die Anschlagfläche an. Ein weiteres Anziehen führt dann dazu, dass der zweite Spalt aufgeweitet wird. Als Reaktion hierauf kommt es zu einer Verengung des zu dem zweiten Spalt benachbarten ersten Spaltes. Da dieser sich in einen Werkzeugaufnahmebereich hinein erstreckt, wird der Werkzeugaufnahmebereich bei der Verengung des ersten Spaltes ebenfalls verengt. Eine im Werkzeugaufnahmebereich angeordnete Schneidplatte wird auf diese Weise eingeklemmt.
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Vorzugsweise ist in jeder Gewindebohrung ein Gewindestift angeordnet, der an der Anschlagfläche anschlägt. Gegenüber der Verwendung von Schrauben hat die Verwendung von Gewindestiften den Vorteil, dass über die gesamte Tiefe der zweiten Spalte jeweils ein einheitlicher Querschnitt der Gewindebohrung vorliegt. Schrauben würden es hingegen notwendig machen, eine Aufweitung der Gewindebohrung zum Versenken des Schraubenkopfes vorzusehen.
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Jeder zweite Spalt steht vorzugsweise orthogonal auf der Längsachse seiner Gewindebohrung. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Aufweitung des zweiten Spaltes beim Anziehen eines Gewindestiftes in der Gewindebohrung erreicht.
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Jeder zweite Spalt ist vorzugsweise nicht parallel zu seinem benachbarten ersten Spalt angeordnet. Aufgrund der Kreisform des umlaufenden Randes wird hierdurch eine optimale Kraftübertragung vom zweiten Spalt auf den ersten Spalt erreicht.
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Alle ersten Spalte weisen insbesondere dieselbe erste Breite auf und alle zweiten Spalte weisen insbesondere dieselbe zweite Breite auf. Die erste Breite unterscheidet sich vorzugsweise maximal um 10 % von der zweiten Breite. Wenn die Breiten sich in dieser Weise ähneln, ist gewährleistet, dass eine Aufweitung eines zweiten Spaltes zu einer vergleichbaren Verengung des benachbarten ersten Spaltes führt.
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Der Grundkörper weist an seinem Rand bevorzugt mehrere Werkzeugbegrenzungen auf. Jeder Werkzeugaufnahmebereich wird dabei von zwei Werkzeugbegrenzungen begrenzt. In jede Werkzeugbegrenzung erstreckt sich jeweils ein zweiter Spalt. Wenn beim Anziehen eines Gewindestiftes in seiner Gewindebohrung ein zweiter Spalt aufgeweitet wird, so wird die Werkzeugbegrenzung, in welche sich dieser zweite Spalt erstreckt, in die beiden von ihm begrenzten Werkzeugaufnahmebereiche hineingedrückt und verengt diese. Neben dem Fixieren von Schneidplatten durch eine Verengung der ersten Spalte und die damit verbundene Verengung der Werkzeugaufnahmebereiche, findet also eine weitere Verengung der Werkzeugaufnahmebereiche und eine damit verbundene noch bessere Fixierung der Schneidplatten durch die Werkzeugbegrenzungen statt. Für eine bestmögliche Kraftübertragung in die Werkzeugbegrenzungen beim Anziehen der Gewindestifte ist es bevorzugt, dass der scheibenförmige Bereich und die Werkzeugbegrenzungen einstückig ausgeführt sind.
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Der Grundkörper weist eine Vorderseite und eine Rückseite auf. Alle Gewindebohrungen erstrecken sich vorzugsweise durch die Vorderseite, wobei eine Fräseraufnahme, mit welcher der Scheibenfräser mit einem Drehantrieb verbunden werden kann, vorzugsweise an der Rückseite des Grundkörpers angeordnet ist. Dadurch sind alle Gewindestifte in einfacher Weise von der Vorderseite des Scheibenfräsers zugänglich. Ohne den Scheibenfräser von seinem Drehantrieb trennen zu müssen, können Gewindestifte gelöst, verschlissene Schneidplatten aus den Werkzeugaufnahmen entfernt und durch frische Schneidplatten ersetzt und die Gewindestifte anschließend wieder angezogen werden.
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Die Fräseraufnahme ist vorzugsweise einstückig mit dem scheibenförmigen Bereich ausgebildet. Dies stellt eine gute Kraftübertragung vom Drehantrieb auf den gesamten Scheibenfräser sicher und ermöglicht auch eine einfache Fertigung des Scheibenfräsers.
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Alle Spalte erstrecken sich vorzugsweise durch die Vorderseite und durch die Rückseite des Grundkörpers. Ein solches vollständiges Durchgehen der Spalte durch den Grundkörper und insbesondere durch den scheibenförmigen Bereich des Grundkörpers ermöglicht ein Aufweiten der zweiten Spalte und ein Verengen der ersten Spalte mit minimalem Kraftaufwand.
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Um während eines Fräsvorgangs in Werkzeugaufnahmebereichen fixierte Schneidplatten kühlen zu können, ist es bevorzugt, dass die Fräseraufnahme eine Kühlmittelzufuhr aufweist. Diese ist mit Kühlmittelkanälen verbunden, die in den Werkzeugaufnahmen enden. Über die Werkzeugaufnahmen kann das Kühlmittel die Schneidplatten benetzen.
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Grundsätzlich kann in den Werkzeugaufnahmen jede Art von Schneidplatten eingespannt werden. In einer Ausführungsform des Scheibenfräsers, in dem eine Wechselschneidplatte mit einer ersten Schneide und einer zweiten Schneide in jeder Werkzeugaufnahme angeordnet ist, ragt die erste Schneide aus der Werkzeugaufnahme heraus und die zweite Schneide ist dem Grundkörper zugewandt. In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass jede Werkzeugaufnahme eine Ausnehmung aufweist, die so angeordnet ist, dass die zweite Schneide den Grundkörper nicht kontaktiert. Dadurch wird eine Beschädigung der zweiten Schneide vermieden. Weiterhin ist es bevorzugt, dass jeder erste Spalt sich in eine der Ausnehmung hinein erstreckt. Auf diese Weise wird beim Verengen des ersten Spaltes die Ausnehmung mit verengt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in den nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.
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1a zeigt eine isometrische Darstellung eines Scheibenfräsers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1b zeigt eine Seitenansicht des Scheibenfräsers gemäß 1a.
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1c zeigt eine Ansicht des Scheibenfräsers gemäß 1a von seiner Vorderseite.
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1d zeigt eine Detailansicht eines Werkzeugaufnahmebereichs des Scheibenfräsers gemäß 1a.
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2 zeigt eine Wechselschneidplatte, die in einem Werkzeugaufnahmebereich eines Scheibenfräsers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung angeordnet werden kann.
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3a zeigt eine Schnittdarstellung eines Scheibenfräsers gemäß den 1a bis d in dem mehrere Wechselschneidplatten gemäß 2 angeordnet sind.
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3b zeigt eine andere Schnittdarstellung des Scheibenfräsers gemäß 3a.
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4 zeigt in einer isometrischen Darstellung wie mehrere Gewindestifte in den Scheibenfräser gemäß den 1a bis b eingebracht werden können.
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5a zeigt eine Vorderansicht eines Scheibenfräsers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit eingesetzten Wechselschneidplatten und Gewindestiften.
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5b zeigt eine seitliche Schnittansicht des Scheibenfräsers gemäß 5b.
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6 zeigt eine Ansicht jenes Details, welches in 5b mit dem Bezugszeichen VI bezeichnet ist.
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Ausführungsbeispiel der Erfindung
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scheibenfräsers ist in den 1a bis 1d dargestellt. Der Scheibenfräser weist einen Grundkörper 1 aus Stahl auf, welcher in mehrere einstückig ausgeführte Teile untergliedert werden kann. Ein scheibenförmiger Bereich 11 mit einem Durchmesser von vorliegend 64 mm weist einen kreisförmig um diesen umlaufenden Rand 12 auf. An dem Rand 12 sind acht ungleichmäßig geformte Werkzeugbegrenzungen 13 angeordnet. Eine Fräseraufnahme 14, die dazu eingerichtet ist, den Scheibenfräser mit einem Drehantrieb zu verbinden und die kreiszylinderförmig ausgeführt ist, schließt sich an den scheibenförmigen Bereich 11 an. Dabei weist der scheibenförmige Bereich 11 eine Vorderseite 15 auf, die von der Fräseraufnahme 14 abgewandt ist. Weiterhin weist er eine Rückseite 16 auf, die der Fräseraufnahme 14 zugewandt ist.
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Jeweils zwischen zwei Werkzeugbegrenzungen 13 ist ein Werkzeugaufnahmebereich 2 ausgebildet. Dieser wird jenseits des Randes 12 von den Werkzeugbegrenzungen 13 begrenzt. Er erstreckt sich jedoch auch in den scheibenförmigen Bereich 11 hinein. Während die Ränder des Werkzeugaufnahmebereichs 2 zwischen den Werkzeugbegrenzungen 13 im Wesentlichen parallel verlaufen, wird der Werkzeugaufnahmebereich 2 im scheibenförmigen Bereich 11 von einer gebogenen Kontur begrenzt, so dass er eine Ausnehmung 21 bildet. Diese ist so geformt, dass eine Wechselschneidplatte derart in dem Werkzeugaufnahmebereich 2 positioniert werden kann, dass ihre dem Grundkörper zugewandte Schneide den Grundkörper nicht kontaktiert.
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Der Scheibenfräser weist pro Werkzeugaufnahmebereich 2 einen ersten Spalt 3 auf, der eine Breite b3 von 1,5 mm aufweist. Dieser erste Spalt 3 erstreckt sich jeweils durch eine Ausnehmung 21 in einen Werkzeugaufnahmebereich 2 hinein. Neben jedem ersten Spalt 3 ist ein zweiter Spalt 4 im Grundkörper 1 angeordnet. Die Breite b4 des zweiten Spaltes 4 beträgt 1,5 mm und entspricht damit der Breite b3 des ersten Spaltes 3. Der zweite Spalt 4 verläuft nicht parallel zu dem ersten Spalt 3. Er erstreckt sich durch den scheibenförmigen Bereich 11 und über dessen Rand 12 hinaus in eine der Werkzeugbegrenzungen 13, welche den Werkzeugaufnahmebereich 2 begrenzt, in welchem der erste Spalt 3 endet. Dabei erstreckt sich der zweite Spalt 4 vollständig durch die Werkzeugbegrenzung 13. Alle ersten Spalte 3 und alle zweiten Spalte 4 erstrecken sich vollständig durch den scheibenförmigen Bereich 11, so dass sie von dessen Vorderseite 15 zu seiner Rückseite 16 reichen.
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Der Scheibenfräser weist weiterhin acht Gewindebohrungen 41 auf. Jede Gewindebohrung 41 erstreckt sich von der Vorderseite 15 des scheibenförmigen Bereichs 11 in diesen hinein. Sie endet jeweils an dem Anschlag im scheibenförmigen Bereich 11. Dabei verlaufen alle Gewindebohrungen 41 parallel zur Längsachse des Scheibenfräsers, um welche dieser sich im Betrieb dreht. Sie stehen außerdem jeweils orthogonal auf einem der zweiten Spalte 4. Dabei werden die Gewindebohrungen 41 jeweils über ihre gesamte Länge von einem zweiten Spalt 4 durchtrennt, so dass auch die Anschlagflächen der Gewindebohrungen 41 von den zweiten Spalten 4 durchtrennt werden. Jeder zweite Spalt 4 verläuft dabei durch den Mittelpunkt des Querschnitts einer Gewindebohrung 41.
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Der Scheibenfräser ist dazu geeignet, Wechselschneidplatten 5 aufzunehmen, wie sie in 2 dargestellt sind. Jede derartige Wechselschneidplatte 5 weist eine erste Schneide 51 und eine zweite Schneide 52 auf. Beide Schneiden 51, 52 sind dabei auf derselben Seite der Wechselschneidplatte 5 angeordnet. In der Darstellung in 2 ist dies die obere Seite der Wechselschneidplatte 5.
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In den 3a und 3b ist dargestellt, wie acht Wechselschneidplatten 5 in die acht Werkzeugaufnahmebereiche 2 des Scheibenfräsers eingesetzt werden können. Dabei ragen ihre ersten Schneiden 51 aus den Werkzeugaufnahmebereichen 2 hinaus. Ihre zweiten Schneiden werden jeweils in den Ausnehmungen der Werkzeugaufnahmebereiche 2 positioniert, so dass sie den Grundkörper 1 nicht kontaktieren. Alle ersten Schneiden 51 bilden zusammen einen Schneidumfang 53, entlang dem der Scheibenfräser, wenn er vom Drehantrieb in Rotation versetzt wird, Schlitze oder Nuten schneiden kann. Eine Kühlmittelzufuhr 6 ermöglicht es durch die Fräseraufnahme 14 ein flüssiges Kühlmittel in den Scheibenfräser hineinzuleiten. Dieses wird auf acht Kühlmittelkanäle 61 verteilt, die jeweils in einem der Werkzeugaufnahmebereiche 2 enden. Auf diese Weise können die Wechselschneidplatten 5 im Betrieb des Scheibenfräsers kontinuierlich mit Kühlmittel benetzt werden.
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Um die Wechselschneidplatten 5 in den Werkzeugaufnahmebereichen 2 zu fixieren, wird in jede Gewindebohrung 41 ein Gewindestift 7 eingesetzt. Dies ist in 4 dargestellt. Der Außensteigungswinkel jedes Gewindestiftes 7 entspricht dem Innensteigungswinkel seiner Gewindebohrung 41. Wie in den 5a, 5b und 6 dargestellt ist, werden die Gewindestifte 7 in den Gewindebohrungen 41 zunächst angezogen, bis sie darin an die jeweilige Anschlagfläche 42 anschlagen. Dann erfolgt ein weiteres Anziehen der Gewindestifte 7. Da diese nicht weiter in die Gewindebohrungen 41 hinein gedreht werden können, üben sie eine Kraft auf die Anschlagflächen 42 aus, was zu einer Aufweitung der zweiten Spalte 4 und einer Deformation des Scheibenfräsers führt. Da jede Werkzeugbegrenzung 13 von einem zweiten Spalt 4 in zwei Teile unterteilt wird, führt ein Aufweiten des jeweiligen zweiten Spaltes 4 dazu, dass sich jedes Teil der Werkzeugbegrenzung 13 auf den Werkzeugaufnahmebereich 2 zu bewegt, an welchem es angrenzt. Diese Bewegung wird jedoch durch die im Werkzeugaufnahmebereich 2 angeordnete Wechselschneidplatte 5 gestoppt. Die Werkzeugbegrenzung 13 wird also an die Wechselschneidplatte 5 angedrückt, so dass diese im Werkzeugaufnahmebereich 2 fixiert wird.
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Durch die Deformation des Scheibenfräsers kommt es außerdem zu einer Verengung der ersten Spalte 3. Hierdurch werden zugleich die Ausnehmungen 21 und damit jene Teile der Werkzeugaufnahmebereiche 2, welche im scheibenförmigen Bereich 11 liegen, verengt. Diese Verengung wird aber ebenfalls durch die Wechselschneidplatten 5 begrenzt, welche in den Werkzeugaufnahmebereichen 2 angeordnet sind. Dadurch erfolgt ein zusätzliches Einklemmen der Wechselschneidplatten 5.
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Durch Lösen der Gewindestifte 7 können die Deformationen im Scheibenfräser rückgängig gemacht und die Wechselschneidplatten 5 so aus ihrer Fixierung gelöst werden. Anschließend können sie entweder umgedreht werden, so dass ihre zweiten Schneiden 52 den Schneidumfang 53 bilden oder sie können aus dem Scheibenfräser entfernt und durch neue Wechselschneidplatten 5 ersetzt werden. Dieser Austausch der Wechselschneidplatten 5 kann in einfacher Weise erfolgen, ohne dass es dazu notwendig ist, den Scheibenfräser von seinem Drehmotor zu trennen.
