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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Zerspanungswerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten Anspruchs 2.
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Stand der Technik
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Derartige Zerspanungswerkzeuge sind bereits in vielfältiger Form und Ausgestaltung bekannt und gebräuchlich. So wird beispielsweise in der
DE 20 2010 009 471 U1 ein Zerspanungswerkzeug offenbart, welches über zwei keilförmig ausgeformte und zueinander verschiebbare Halterteile gehalten und eingestellt wird.
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Zwischenzeitlich ist eine große Anzahl von Schnellwechselspannsystemen für Zerspanungswerkzeuge erhältlich. Die auf dem Markt befindlichen Systeme weisen allerdings den Nachteil auf, dass sie oft nur für bestimmte Maschinentypen einsetzbar sind und nicht maschinen-unabhängig eingesetzt werden können. Oder die Systeme sind zwar für verschiedene Maschinentypen geeignet, sind jedoch nur teilweise durch eine Anzugsschraube mit seitlicher 90° Anbringung nicht durchweg auf allen Maschinentypen einsetzbar. Dies wiederum führt zu erhöhten Kosten und stellt eine Markteintrittsbarriere dar, da die Kosten für den Endkunden und die eingeschränkte Anwendbarkeit kein überzeugendes Gesamtbild und dadurch kein eindeutiger Nutzen für den Endkunden abzubilden ist. Auch benötigen die vom Stand der Technik beschriebenen Schnellspannwechselsysteme für Zerspanungswerkzeuge zumindest teilweise den Einsatz von Fachpersonal. Dies wiederum kann zu erhöhten Stillstandszeiten von Maschinen führen.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Insbesondere soll ein Zerspanungswerkzeug bereitgestellt werden, welches schnell und einfach gelöst und fixiert werden kann. Insbesondere soll ein universelles, maschinentypen-unabhängiges Spannsystem in Kombination mit einem Schnellwechselhalter zur Verfügung gestellt werden, um Werkzeugsätze ohne großen Aufwand und ohne Fachpersonal wechseln zu können.
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Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach dem Anspruch 1 und 2.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Ein erfindungsgemäßes Zerspanungswerkzeug besteht in erster Linie aus einem Werkzeuggrundhalter und einem Wechselkopf. Dabei umfasst der Werkzeuggrundhalter eine Einschuböffnung und eine Schrauböffnung. Der Wechselkopf wiederum umfasst einen Einbringstab und eine Werkzeugaufnahme.
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In die Einschuböffnung des Werkzeuggrundhalters ist dabei der Einbringstab des Wechselkopfs einschiebbar. Dabei sind die Form und die Maße der Einschuböffnung im Wesentlichen auf die Form und die Maße des Einbringstabs abgestimmt. Das bedeutet, dass der Einbringstab in definierter Form und Länge in die Einschuböffnung einbringbar ist. Auch ist der Wechselkopf mittels eines Schraubelements an dem Werkzeuggrundhalter fixierbar bzw. festlegbar. Dazu wird ein Schraubelement mit der Schrauböffnung verbunden. Das bedeutet im Einzelnen, dass das Schraubelement ein Aussengewinde aufweist, durch welches das Schraubelement in ein Innengewinde der Schrauböffnung geschraubt werden kann.
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Im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel weist der Einbringstab eine Ausnehmung auf. Es handelt sich dabei in seitlicher Ansicht um eine U-Ausnehmung oder eine V-Ausnehmung. Diese Ausnehmung wiederum bildet einen Schräganschlag aus.
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Fixierungslage liegt im Rahmen dieser Erfindung dann vor, wenn der Wechselkopf in den Werkzeuggrundhalter eingebracht ist und durch das Schraubelement in dem Werkzeuggrundhalter festgelegt ist.
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In Fixierungslage wird das Schraubelement in die Schrauböffnung eingeschraubt bis eine Zylinderspitze des Schraubelements an den Schräganschlag rangeschraubt ist und dabei der Wechselkopf gegen Innenwände der Einschuböffnung des Werkzeuggrundhalters klemmend gedrückt ist.
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Der Schräganschlag ist dabei von der Werkzeugaufnahme weggeneigt ausgeführt. Eine Schräge des Schräganschlags ist dabei von dem Wechselkopf weg erstreckend ausgeführt. Im Einzelnen bedeutet dies, dass die Schräge im Bereich eines Bodens der Ausnehmung am nächsten an dem Wechselkopf angeordnet ist und über die Schräge weg von dem Boden sich der Abstand zu dem Wechselkopf immer weiter erhöht.
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In einem nebengeordneten Ausführungsbeispiel weist der Einbringstab anstatt des Schräganschlags einen Plananschlag auf. Das wiederum bedeutet, dass der Plananschlag im Wesentlichen rechtwinklig von dem Boden der Ausnehmung weg verläuft und somit über die gesamte Ausdehnung des Plananschlags der gleiche Abstand zu dem Wechselkopf bzw. der Werkzeugaufnahme gegeben ist. In diesem nebengeordneten Ausführungsbeispiel weist das Schraubelement eine Kegelspitze auf. In Fixierungslage wird das Schraubelement mit der Kegelspitze in die Schrauböffnung geschraubt, bis die Kegelspitze an den Plananschlag anstößt und den Einbringstab des Wechselkopfes in der Einschuböffnung des Werkzeuggrundhalters fixierend festlegt.
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In einem weiteren nebengeordneten Ausführungsbeispiel weist der Einbringstab weiterhin den oben bereits erwähnten Schräganschlag auf. In diesem nebengeordneten Ausführungsbeispiel weist das Schraubelement die Kegelspitze auf. In Fixierungslage wird das Schraubelement mit der Kegelspitze in die Schrauböffnung geschraubt, bis die Kegelspitze an den Schräganschlag anstößt und den Einbringstab des Wechselkopfes in der Einschuböffnung des Werkzeuggrundhalters fixierend festlegt.
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Die Ausnehmung in dem Einbringstab formt eine Absetzkante, den Boden und den Plananschlag bzw. den Schräganschlag aus, wobei der Plananschlag bzw. der Schräganschlag in einem rechten Winkel oder einem Winkel von über 90° von dem Boden weg verläuft.
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Die Werkzeugaufnahme umfasst ein Schneidwerkzeug. Dabei kann es sich, insbesondere um einen Zerspaner handeln. Bei dem Schneidwerkzeug bzw. dem Zerspaner handelt es sich um ein Werkzeug zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken. Hierbei kann es sich um metallene Werkstücke handeln, jedoch können auch nicht metallene Werkstoffe, wie z.B. Kunststoffe, Holz , Keramik oder dergleichen umfasst sein.
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Die Schrauböffnung ist dabei in einem Winkel zu der Einbringöffnung angeordnet. Der Winkel weist bevorzugt weniger als 90° auf, kann jedoch auch genau 90° aufweisen oder sogar grösser als 90° sein. Würde der Winkel 90° betragen, so würde die Schrauböffnung senkrecht zur Einschuböffnung verlaufen. Wäre der Winkel grösser als 90°, so befände sich die Schrauböffnung von einer Eintrittsöffnung der Einschuböffnung weggeneigt. In der Praxis hat sich ein Winkel von unter 90° als am effektivsten herausgestellt. Die anderen Möglichkeiten sollen jedoch von der vorliegenden Erfindung umfasst sein.
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Die Schrauböffnung ist in Fixierungslage in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem rechten Winkel zu dem Schräganschlag ausgebildet. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass eine Fixierung des Einbringstabs in der Ausnehmung schnell und einfach erfolgen kann.
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Die Einschuböffnung kann dabei verschiedene Hohlprofile aufweisen. Im Einzelnen kann es ein Kreisrundprofil, ein Eckprofil oder ein Ovalprofil sein, wobei der Einbringstab formschlüssig zu der Einschuböffnung ausgeführt ist. Formschlüssig bedeutet hierbei, dass der Einbringstab in die Einschuböffnung einschiebbar ist, ohne dass es zu Verkantungen kommt.
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Der Zerspaner ist in einer Werkzeugausnehmung platzierbar, wobei der Zerspaner derart in der Werkzeugausnehmung aufgenommen ist, dass während des Bearbeitungsvorgangs ausreichende Stütze vorhanden ist. Der Zerspaner ragt dabei in definierter Form aus der Werkzeugausnehmung heraus, um mit entsprechend vorgegebenen Schneidkanten das Werkstück bearbeiten zu können. Dabei ist der Zerspaner mit dem Wechselkopf mittels einer Fixierung reversibel verbunden. Bei der Fixierung handelt es sich regelmäßig um eine Werkzeugschraube.
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Der Werkzeuggrundhalter weist im Bereich der Schrauböffnung eine Anschlagschräge auf. In Fixierungslage weist die Schrauböffnung auf der dem Einbringstab abgewandten Seite eine Anschlagschräge auf. Das bedeutet im Einzelnen, dass in Fixierungslage der Schräganschlag parallel zu der Anschlagschräge ausgeführt ist. Parallel ausgeführt bedeutet, dass in Fixierungslage aus der Seitenansicht auf das Zerspanungswerkzeug, also auf die längliche Erstreckung des Zerspanungswerkzeugs der Schräganschlag und die Anschlagschräge zwei parallel zueinander ausgebildete Flächen ausbilden.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
- 1 eine teilweise Schnittansicht durch eines Zerspanungswerkzeug gemäss der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Seitenansicht eines Wechselkopfes für ein Zerspanungswerkzeug nach 1; und
- 3 ein Längsschnitt durch einen Werkzeuggrundhalter des Zerspanungswerkzeuges nach 1.
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Ausführungsbeispiel
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In 1 ist ein Zerspanungswerkzeug Z dargestellt. Das Zerspanungswerkzeug Z umfasst einen Werkzeuggrundhalter 1 und einen Wechselkopf 3, welcher wiederum einen Einbringstab 2 und eine Werkzeugaufnahme 6 umfasst.
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Der Werkzeuggrundhalter 1 des Zerspanungswerkzeuges Z weist eine Einschuböffnung 10 sowie eine Schrauböffnung 5 auf, welche bevorzugt einen Winkel α zueinander aufweisen. Der Winkel α weist vorliegend bevorzugt weniger als 90° auf.
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In die Einschuböffnung 10 ist ein Einbringstab 2 des Wechselkopfes 3 einbringbar, wobei die Einschuböffnung 10 hierzu ein Kreisrundprofil, ein Eckprofil oder ein Ovalprofil ausbilden kann, wobei der Einbringstab 2 formschlüssig zu der 10 ausgeführt ist.
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Der Einbringstab 2 ist in dem Werkzeuggrundhalter 1 bzw. in der Schrauböffnung 5 durch ein Schraubelement 4 fixierbar.
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Der Einbringstab 2 weist hierzu eine Ausnehmung 7 mit einem Schräganschlag 8 auf, wobei in Fixierungslage das Schraubelement 4 mit einer Zylinderspitze durch die Schrauböffnung 5 an den Schräganschlag 8 fixierend rangeschraubt wird. Somit wird der Wechselkopf 3 fest in dem Werkzeuggrundhalter 1 gehalten.
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Die Schrauböffnung 5 ist in Fixierungslage in einem rechten Winkel β zu dem Schräganschlag 8 ausgebildet.
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Denkbar ist hierbei jedoch auch, dass das Schraubelement 4 eine Kegelspitze aufweist, so dass die Ausnehmung 7 dann mit einem Plananschlag 17, welcher in 2 gestrichelt dargestellt ist, versehen ist, so dass gewährleistet ist, dass der Wechselkopf 3 sicher und fest in der Einschuböffnung 10 gehalten wird. In Fixierungslage muss das Schraubelement 4 mit der Kegelspitze durch die Schrauböffnung 5 an den Plananschlag 17 fixierend rangeschraubt werden können, um so den Wechselkopf 3 fest in dem Werkzeuggrundhalter 1 zu halten.
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Selbstverständlich ist denkbar, die Schrägfläche 8 ebenfalls für die Kegelspitze des Schraubelementes 4 in Wirkverbindung bringbar zu gestalten. Hier sei der Erfindung keine Grenzen gesetzt.
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Der Einbringstab 2 weist neben der Ausnehmung 7 eine Absetzkante 15 und einen Boden 16 auf. Im Fall des Schräganschlags 8 ist dieser von der Werkzeugaufnahme 6 weggeneigt ausgeführt. Im Fall des Plananschlags 17 verläuft dieser im Gegensatz zu dem Schräganschlag 8 in einem rechten Winkel γ von dem Boden 16 weg.
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Die Werkzeugaufnahme 6 weist ein Schneidwerkzeug 9, insbesondere einen Zerspaner auf. der Zerspaner 9 in einer Werkzeugausnehmung 12 formschlüssig platzierbar ist und mit dem Wechselkopf 3 mittels einer Fixierung 13 reversibel verbunden ist.
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Die Schrauböffnung 5 weist in Fixierungslage auf der dem Einbringstab 2 abgewandten Seite eine Anschlagschräge 14 auf. Diese Anschlagfläche 14 ist in Fixierungslage parallel zu dem Schräganschlag 8 ausgebildet.
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Bezugnehmend auf die 1 bis 3 erklärt sich die Funktionsweise des erfindungsgemässen Zerspanungswerkzeuges Z folgendermassen:
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Der Werkzeuggrundhalter 1 wird mit einem Klemmschaft 18 in einer nicht näher gezeigten Spannvorrichtung einer Maschine befestigt und gegebenenfalls mit ebenfalls nicht näher gezeigten maschinenseitigen Kühlmittelleitungen verbunden. Der Wechselkopf 3 ist über den Einbringstab 2 in der Einschuböffnung 10 mit dem Werkzeuggrundhalter 1 verbunden.
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Soll nun ein anderes Schneidwerkzeug 9 zur Anwendung kommen, so muss der Wechselkopf 9 ausgetauscht werden. Das bedeutet im Einzelnen, dass zunächst ein nicht näher sichtbares Aussengewinde des Schraubelementes 4 aus einem Innengewinde 19 der Schrauböffnung 5 herausgedreht wird. Damit entfernt sich die Zylinderspitze bzw. die Kegelspitze des Schraubelementes 4 von dem Schräganschlag 8 bzw. entsprechend die Kegelspitze des Schraubelementes 4 von dem Plananschlag 17 und die Fixierung des Wechselkopfes 3 in der Einschuböffnung 10 löst sich.
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Ist das Schraubelement 4 weit genug aus der Schrauböffnung 5 herausgedreht, kann der Wechselkopf 3 bzw. sein Einbringstab 2 aus der Einschuböffnung 10 herausgezogen werden.
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Ein neuer Wechselkopf 3 mit einem anderen Schneidwerkzeug 9 kann nun wieder in den Werkzeuggrundhalter 1 eingesetzt werden. Hierzu wird der Wechselkopf 3 mittels seines Einbringstabes 2 in die Einschuböffnung 10 eingeschoben. Sobald der Einbringstab 2 vollständig in der Einschuböffnung 10 aufgenommen ist, kann das Schraubelement 4 mittels seines Aussengewindes in das Innengewinde 19 der Schrauböffnung 5 eingeschraubt werden.
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Sobald die Zylinderspitze des Schraubelementes 4 an dem Schräganschlag 8 bzw. entsprechend die Kegelspitze des Schraubelementes 4 an dem Plananschlag 17 bzw. dem Schräganschlag 8 anschlägt bzw. das Schraubelement 4 nicht weiter in die Schrauböffnung des Werkzeuggrundhalters 1 eingeschraubt werden kann, ist der Wechselkopf 3 fest in der Werkzeughalterung 1 fixiert. Das Zerspanungswerkzeug Z kann erneut in Betrieb genommen werden.
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Obwohl nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und dargestellt wurde, ist es offensichtlich, dass der Fachmann zahlreiche Modifikationen hinzufügen kann, ohne Wesen und Umfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkzeuggrundhalter
- 2
- Einbringstab
- 3
- Wechselkopfes
- 4
- Schraubelement
- 5
- Schrauböffnung
- 6
- Werkzeugaufnahme
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Schräganschlag
- 9
- Zerspaner
- 10
- Einschuböffnung
- 12
- Werkzeugausnehmung
- 13
- Fixierung
- 14
- Anschlagschräge
- 15
- Absetzkante
- 16
- Boden
- 17
- Plananschlag
- 18
- Klemmschaft
- 19
- Innengewinde
- Z
- Zerspanungswerkzeug
- α
- Winkel
- β
- rechten Winkel
- γ
- rechten Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010009471 U1 [0002]
