DE2145795A1

DE2145795A1 - Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE2145795A1
Application number: DE19712145795
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-09-15
Filing date: 1971-09-14
Publication date: 1972-03-16
Also published as: US3759625A

Description

Norman H. Jversen
Lathrup ViUage
Michigan 48075, USA

S e h η ei d-w-e r k ζ e u g

Die Erfindung bezieht sich auf ein drehbares Schneidwerkzeug und insbesondere auf ein solches mit vielen Schneidflächen oder Zähnen wie beispielsweise eine Reibahle oder ein Bohrwerkzeug, welches um eine feststehende Achse gedreht, und axial zur Bearbeitung der inneren Zylinderfläche einer Bohrung in einem metallischen Werkstück verschoben wird,

Reibahlen und Bohrwerkzeuge mit mehreren Schneiden haben die Tendenz zu Rattern, wenn nicht Vorsorge zur radialen Stabilisierung des Werkzeuges in der herzustellenden Bohrung getroffen wird. Normalerweise besteht die Einrichtung zur Führung des Werkzeuges in zylindrischen Flächen von unterschiedlicher Breite, welche einstückig und direkt neben den sich längs erstreckenden Kanten der Rippen zwischen aufeinanderfolgenden Nuten des Werkzeuges ausgebildet sind. Diese sich längs erstreckenden Kanten, welche nicht zum Schneiden dienen, sind im einzelnen durch die Linie des Schnittes zwischen der Keilwinkelfläche und einer zylindrischen Fläche definiert. Offenbar müssen solche Werkzeuge mit radial vorstehenden Schneidkanten an

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dem vorderen Ende versehen sein, um Metall von den Seitenwandungen der herzustellenden Bohrung wegzunehmen. Diese radial sich erstreckendßn Schneidkanten schneiden sich mit den Enden der sich längs erstreckenden Führungskanten, wobei die Schnittpunkte auf einem Kreis liegen, dessen Durchmesser dem Durchmesser der herzustellenden Bohrung entspricht. Wenn die Schneid- und Führungskanten an ihren Überschneidungszonen abgenutzt sind, treffen die zylindrischen Flächen an dem führenden Ende des Werkzeuges auf die Wandung der herzustellenden Bohrung. Wenn daher die Schneidkanten an dem führenden Ende des Werkzeuges abgenutzt sind, werden die zylindrischen Flächen stark in radialer Richtung beansprucht, was zu einem starken Verschleiß und zu einem Splittern und Brechen der Schneidkanten führt, insbesondere dann, wenn die Schneidkanten aus eingefügten Karbitplättchen bestehen. Das Auftreffen führt auch zu Freßerscheinungen und der Herstellung von zu kleinen Bohrungen.

W Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Schwierigkeiten dadurch zu überwinden, daß ein mit mehreren Schneidkanten versehenes Schneidwerkzeug so angeordnete Schneidkanten und Führungsflächen aufweist, daß Rattern vermieden wird, während gleichzeitig die Lebensdauer des Werkzeuges verlängert und die Herstellung von genauen Bohrungen hinsichtlich Durchmesser und Länge ermöglicht werden.

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Im einzelnen wird gemäß Erfindung ein Schneidwerkzeug, beispielsweise eine Reibahle oder ein mit vielen Kanten versehenes Bohrwerkzeug in Betracht gezogen, welches Führungsflächen oder Kanten in der Nähe der Schneidkanten aufweist, und zwar etwas in Umfangsrichtung hinter diesen versetzt. Jede sich längs erstreckende Schneidkante wird durch eine scharfe Kante bestimmt, die durch die Schnittlinie zwischen einer Keilwinkelfläche und einer radialen äußenen Freifläche, welche bezüglich der Schneidkante ganz oder mindestens im wesentlichen hinter schliffen ist. Die Freifläche ist vorzugsweise eben, kann aber auch eine gekrümmte Fläche sein, die in Art eines Bogens zurückweicht. Am führenden Ende des Werkzeuges enden die Führungsflächen in der Nähe der sich radial erstreckenden Schneidkanten, jedoch ein wenig axial nach innen versetzt. Wenn die Führungsflächen so angeordnet sind, und die Schneidkanten an dem führenden Ende des Werkzeuges abgenutzt werden, stellen die Führungsflächen im großen und ganzen kein Hemmnis dar, weil der in Umfangsrichtung gemessene Abstand ziwschen den Schneidkanten und den Führungsflächen es ermöglicht, daß sich entweder des Werkstück oder das Werkzeug in solchen Segmenten biegt oder zurückweicht, die in Umfangsrichtung zwischen den Schneidkanten und den Führungsflächen sich erstrecken. Im Maße wie sich die Schneidkanten an dem führenden Ende des Werkzeuges abnutzen, sind die Teile der sich längs erstreckenden Schneid-

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kanten neben den abgenutzten Teilen noch immer in der Lage, zu schneiden, so daß eine Bohrung richtiger Größe erzeugt wird und außerdem die Lebensdauer des Werkzeuges im wesentlichen verlängert wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:

fc Fig. 1 einen Schnitt durch eine Reibahle gemäß Erfindung,

die vom Manteltyp ist;

Fig. 2 eine leicht abgewandelte Ausführungsvorm der Schneid-

und Führungskanten;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Reibahle gemäß

Erfindung;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Reibahle nach dem Mantel

typ mit Schneid- und Führungskanten, die in der Art nach Fig. 2 angeordnet sind;

Fig. 5a ein vergrößertes Schneidplättchen nach Fig. 3;

Fig. 5b eine leiqht modifizierte Ausführungsform eines Füh

rungseinsatzes;

Fig. 6 eine Schemazeichnung zur Erläuterung der Wirkungs

weise des Schneidwerkzeuges gemäß Erfindung;

Fig. 7 eine Endansicht, teilweise geschnitten, eines Bohr

werkzeuges gemäß Erfindung;

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Fig. 8 eine teilweise Seitenansicht des Bohrwerkzeuges

nach Fig. 7;

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine modifizierte Ausfüh

rungsform des Bohrwerkzeuges gemäß Erfindung;

Fig. 10 ein Querschnitt durch eine Einzelheit des in Fig.

gezeigten Werkzeuges in vergrößertem Maßstab;

Fig. 11 ein Querschnitt entlang der Linie 11-11 in Fig. 10;

Fig. 12 ein teilweiser Querschnitt durch eine weitere Aus

führungsform einer Reibahle nach dem Manteltyp gemäß Erfindung;

Fig. 13 einen Querschnitt entlang der Linie 13-13 in Fig,

In Fig. 1 ist eine Reibahle dargestellt, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehen ist. Die Reibahle umfaßt eine Achse oder Welle 12, auf welcher ein Mantel 14 teleskopartig angeordnet ist. Die Welle 12 besitzt an ihrem äußeren Umfang eine Mehrzahl von im gleichmäßigen Abstand angeordneten Auflagen oder Sitze 16, die sich axial zur Welle verjüngen. Die Sitze 16 passen radial auf sich verjüngende Nuten 18 am inneren Umfang des Mantels 14. Neben jedem sich verjüngenden Sitz 16 ist die Welle 12 mit einer radial sich nach außen erstreckenden Schulter 20 versehen, welche eine sichere Drehantriebsverbindung mit den sich verjüngenden Nuten 18 auf dem Mantel schaffen.

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Der Mantel 14 ist so ausgebildet, daß er sich bei Verschiebung in einer Richtung relativ zur Welle ausdehnt.

Die äußere Oberfläche des Mantels 14 weist eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten Rippen 22 und Aussparungen 22a auf. Die Rippen 22 sind im großen und ganzen radial zu den inneren Nuten 18 ausgerichtet. Jede Rippe 22 ist im Sinne einer Fassung oder eines Sitzes 24 ausgebildet, welcher sich axial zu dem Werkzeug er-" streckt und in welchem ein Karbideinsatz 26 durch Hartlöten oder

eine andere Verbindungsart befestigt ist. Eine zweite Fassung oder Sitz 28 ist in jeder Rippe 22 in Umfangsrichtung hinter dem Einsatz in Beziehung auf die Drehrichtung des Werkzeuges angeordnet. Im Sitz 28 ist ein zweiter Einsatz 30 durch Hartlöten oder auf andere Art befestigt. Der Einsatz 26'besitzt eine Schneidkante 32, welche durch die Schnittlinie der Keilwinkelfläche 34 und einer radialen äußeren Freifläche 36 bestimmt wird. Die-Freifläche 36 weicht gegenüber der Schneidkante 32 vollständig zurück öder mindestens im wesentlichen vollständig, so daß die Schneidkante durch den Schnitt von zwei im großen und ganzen ebenen Flächen gebildet wird, die im Sinne eines spitzen Winkels zueinander angeordnet sind. Die Freifläche 36 bildet, mit der Keilwinkelfläche 34 einen spitzen Winkel, welcher kleiner ist als der Winkel zwischen der Keilwinkelfläche 34 und einer Tangente

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an der. Schneidkante 32. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Reibahle der Erfindung von bekannten Reibahlen, bei denen die Schneidkante durch eine Keilwinkelfläche und eine zylindrische Stützfläche gebildet wird. Es sei darauf hingewiesen, daß der Einsatz 26, auf welchem die Schneidkante 32 gebildet wird, fest in radialer Richtung durch die ineinandergefügten und zusammenpassenden sich verjüngenden Flächen der Nuten 18 und der Sitze 16 gestützt wird.

Der Einsatz 30 besitzt eine äußere Oberfläche 38, die in der speziellen Ausführungsform nach Fig. 1 einen zylindrischen Oberflächenkreis aufweist, der auf den gleichen Durchmesser wie die Schneidkante 32, bearbeitet ist. Der Einsatz 30 ist im wesentlichen vollständig in radialer Richtung durch die in Eingriff zueinander stehenden sich verjüngenden Flächen der Nuten 18 und der Sitze 16 abgestützt. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind die Einsätze 30, deren äußere Oberflächen 38 Führungsflächen darstellen, hinter den Schneidkanten 32 um ungefähr 15-18 versetzt. Die Führungs- bzw. vordere Fläche 38 jedes Einsatzes 30 und die Schneidkante 32 jedes Einsatzes 26 erstrecken sich radial nach außen jenseits der radialen äußeren Fläche der Rippe 22, so daß eine sich längs erstreckende Aussparung 40 zwischen der jeweiligen Schneidkante und dem zugehörigen Führungsglied gebildet wird.

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In Fig. 2 ist der Einsatz 26, auf welchem die Schneidkante 32 gebildet ist, der gleiche wie in Fig. 1. Der Mantel 14 jedoch ist mit in Umfangsrichtung voneinander entfernt angeordneten Rippen 42 und 44 versehen, an welchen die Einsätze 26 und 46 befestigt sind. Der Führungseinsatz 46 ist im Sinne einer zylindrischen äußeren Oberfläche 48 bearbeitet, an dessen rückwärtige Seite sich bei 50 eine abwärts geneigte Fläche anschließt. Die rückwärtigen Seiten der Rippen 42, . sind ebenfalls abwärts geneigt und bilden zweite Freiflächen, wie bei

52 bzw. 54 angedeutet. Im Raum zwischen dem Einsatz 26 und dem Einsatz 46 ist eine Nut 56 vorgesehen, die tifer ist als die in Fig. 1 gezeigte Nut 40, In jeder anderen Beziehung ist die in Fig. 2 gezeigte Reibahle im wesentlichen die gleiche wie in Fig. 1.

In Fig. 3 ist eine Reibahle vom Klingentyp gezeigt, die sich vom Manteltyp unterscheidet. Die Reibahle weist eine Welle 58 mit einer Mehrzahl von Schlitzen 60 auf, die sich in Achsrichtung erstrecken und im ψ Abstand voneinander am Umfang der Welle angeordnet sind. In den

Schlitzen 60 sind die Klingenglieder 62 befestigt. Das radial äußere Ende jeder Klinge 62 hat eine abgesetzte Gestalt, wie bei 64 angedeutet, auf welche ein karbidischer Einsatz 66 befestigt ist. Jeder Einsatz 66 ist mit einer Schneidkante 68 am vorderen Ende und einer Führungsoberfläche 70 am rückwärtigen Ende versehen. Die Schneidkante 68

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und die Führungsoberfläche 70 auf jedem Einsatz sind durch eine sich in Achsrichtung erstreckende Nut oder Aussparung 73 getrennt. Der Einsatz 66 ist in Fig. 5a in vergrößertem Maßstab gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Schneidkante 68 von der Schnittlinie zwischen einer Teilfläche 74 und einer ersten Freifläche 76 bestimmt wird. Die zweite Freifläche bzw. hinter drehte Fläche 78 senkt sich zur Nut 72 ab. Die rückwärtige Seite der Nut 72 wird durch eine Fläche 80 bestimmt, welche einen negativen Keilwinkel zu der zylindrischen Fläche 70 aufweist, welche die Führungsfläche darstellt.

Der in Fig. 5b gezeigte Karbideins atz 8 2 entspricht im großen und ganzen dem Eins.atz 66 in Bezug auf die Schneidkante 68, der vorderen Keilfläche 74 und der ersten bzw. zweiten Freifläche 76 und 78. Im Falle des Einsatzes 82 ist die Führungsfläche jedoch in der Form einer scharfen Kante 84 ausgebildet, die von einer Frontfläche 86 mit negativem Keilwinkel und einer rückwärtigen Fläche 88 bestimmt wird. In den dargestellten Ausführungsformen haben die Führungsoberflächen oder Führungskanten einen Durchmesser, welcher dem der Schneidkanten entspricht oder der gegebenenfalls ein wenig größer ist als derjenige der Schneidkanten. Die Einsätze 62 und 82 sind nicht zur Anwendung auf eine Reibahle vom Klingentyp oder massiven Typ beschränkt, sie können auch bei dem Manteltyp angewendet werden.

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Die in Fig. 4 dargestellte Reibahle ist vom Manteltyp, wie in Fig. 1 gezeigt, einschließlich einer zentralen Welle 12 und einem äußeren Mantel 14. Der Mantel 14 hat eine Mehrzahl von Paaren von im Abstand voneinander angeordneten Rippen 42, 44, wie in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform. Jede der Rippen dient zur Aufnahme eines daran befestigten Einsatzes. Der vordere Einsatz 26 jedes Paares entspricht dem Einsatz 26 nach Fig. 1 und 2 und ist mit einer Schneidkante 32 versehen. Der rückwärtige Einsatz 90 stellt ein Führungsglied dar, dessen Führungskante 92 teilweise von einer radialen äußeren Oberfläche 94 bestimmt wird, die radial nach innen und vorwärts geneigt ist.

In Fig. 6 ist in etwas schematischer Art das vordere Ende einer Reibahle dargestellt, die in Übereinstimmung mit der Erfindung ausgebildet ist. Die führende Endfläche der Reibahle ist mit 96 bezeichnet und die zylindrische Oberfläche, welche von den in Achsrichtung sich erstreckenden Schneidkanten bearbeitet wird, ist mit 98 bezeichnet.

Diese entspricht den Kanten 32 im Falle der Reibahle nach den Fig. 1, 2 und 4 und der Kante 68 im Falle der Reibahle nach den Fig. 3, 5a und 5b. Das führende Ende der Reibahle ist an ihrem äußeren Umfang schräg ausgebildet, wie bei 100 angedeutet, wobei dieser abgeschrägte Teil mit radial sich erstreckenden Schneidkanten 102 versehen ist,

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die an ihren radial äußeren Enden sich mit den in Achsrichtung erstreckenden Schneidkanten schneiden, welche die Oberfläche 98 bearbeiten. Die Schnittpunkte dieser radial und axial sich erstreckenden Schneidkanten sind mit 104 bezeichnet. Wenn die Reibahle in die Bohrung 106 in dem Werkstück eingeführt wird, fräsen die radial geneigten Schneidkanten 102 den Teil a der Seitenwandung der Bohrung weg.

Da die Reibahle axial in das Werkstück eingeführt wird, wenn sie oder das Werkstück oder beide gedreht werden, beschreiben offensichtlich die radialen Schneidkanten 102 einen im wesentlichen schraubenförmigen Weg relativ zum Werkstück. Da die Führungsfläche auf den Führungseinsätzen in Umfangsrichtung hinter den Schneidkanten angeordnet sind, ist es wichtig, daß die Führungseinsätze an ihren führenden Enden nahe bei den Schneidkanten 102 enden, aber dennoch axial nach innen von den radial schneidenden Flächen 102 angeordnet sind, so daß ein Zusammenstoßen mit der Oberfläche 108 nicht stattfindet, welche von der vorhergehenden Schneidkante 102 bearbeitet worden ist. In der schematischen Zeichnung nach Fig. 6 ist das führende bzw. vordere Ende jedes Führungseinsatzes in gestrichelten Linien gezeichnet, wie ein abgeschrägtes Ende 110. Der axiale Abstand zwischen den Schneidkanten 102 und den Enden 110 der Führungseinsätze kann entsprechend der Vor schub geschwindigkeit der Reibahle

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und dem Winkelabstand zwischen jeder Schneidkante und des zuge hörigen Führungsgliedes sich ändern. Es ist wünschenswert, daß die Führungs- bzw. vorderen Enden der Führungseinsätze so nahe wie möglich an den radialen Schneidkanten 102 enden, ohne den Schneidvorgang zu stören. Nach längerem Gebrauch werden jedoch die Schneidkanten 102 und die Kanten zur Bearbeitung der zylindrischen Wandung 98 allmählich abgenutzt und nehmen die durch die strichpunktierte Linie 112 angedeutete Gestalt an. Die Enden 110 der Führungseinsätze stellen solange kein Hindernis dar, wie es die abgenutzten Oberflächen 112 sich axial der radialen Ebene der Punkte 114 nähern, wo die radialen äußeren Enden der Führungseinsätze sich mit der zylindrischen Oberfläche schneiden, welche durch die sich axial erstreckenden Schneidkanten auf der Reibahle gebildet wird. Bei den meisten Reibahlen gemäß Erfindung wird bei einem axialen Abstand von 0, bis 0, 010 Zoll bzw. 0,127 bis 0, 254 mm zwischen den von den Punkten 104 und 114 bestimmten Kreisen befriedigende Ergebnisse erhalten ψ und die Reibahle kann über längere Zeit verwendet werden, ohne daß

eine Nachschärfung erforderlich ist. Normalerweise sollte dieser axiale Abstand nicht 0, 020 Zoll oder 0, 508 mm überschreiten, ein axialer Abstand von 0, 05 Zoll oder 1, 27 mm kann jedoch auch in einigen Fällen toleriert werden.

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B_#ei einer in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellten Reibahle können die sich axial erstreckenden Schneidkanten parallel zu der Achse des Werkzeuges hergestellt werden, was sich von üblichen Reibahlen dadurch unterscheidet, daß deren sich längs erstreckenden Kanten mit einer leichten, nach hinten reichenden Verjüngung ausgestattet sind, um einen Abstand zu der herzustellenden zylindrischen Oberfläche zu schaffen. Bei einer gemäß Erfindung hergestellten Reibahle stören die Führungskanten oder Oberflächen nicht die Schneidarbeit, bis die Schneidkanten auf der Reibahle soweit abgenutzt sind, wie durch die gestrichelte Linie 112 in Fig. 6 angedeutet ist. Aber selbst wenn die Schneidkanten am vorderen Ende der Reibahle dazu tendieren, eine etwas zu kleine Bohrung zu schneiden, werden keine schwerwiegenden Probleme angetroffen, weil die Führungsflächen oder Kanten in Umfangsrichtung hinter den Schneidkanten angeordnet sind. Im Hinblick auf diesen Umfangsabstand ist die Seitenwandung der herzustellenden Bohrung in der Lage, radial um einen geringen Betrag zwischen der Schneidkante und der Führungskante oder Führungsoberfläche zurückzuweichen. Dieser Umfangs ab st and ist auch in dem Fall von Bedeutung, daß eine oder mehrere Schneidkanten mit Untermaß hergestellt ist, entweder beabsichtigt oder aus anderen Gründen. Wenn das zu bearbeitende Werkstück eine relativ große Wandstärke aufweist, so daß die Seitenwandung der herzustellenden

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Bohrung nicht radial nach außen ausweichen kann, dann wird der Führungsaufsatz auf dem Mantel der Reibahle so angeordnet, daß er nicht unmittelbar, d.h. in radialer Richtung, von der Welle unterstützt wird, so daß der Mantel selbst im Bereich des Führungseinsatzes zurückweichen kann. Beispielsweise sind in den Fig. 1 und 4 die abgesetzten Sitze 16 und die Nuten 18 enger in Umfangsrichtung gemacht, so daß ein radialer Abstand zwischen der Welle und dem Mantel im Bereich der Führungs eins ätze gegeben ist. Eine solche " Einrichtung ist in Fig. 12 gezeigt, welche später beschrieben wird.

In Fig. 7 bis 11 ist die Erfindung in Anwendung auf ein Bohrwerkzeug dargestellt. Das in den Fig. 7 und 8 gezeigte Bohrwerkzeug weist einen zylindrischen Schaft 116 auf, der mit einer Mehrzahl von radial sich erstreckenden Aussparungen 118 am vorderen Ende ausgestattet ist. Innerhalb jeder Aussparung 118 ist ein Einsatz 122 mittels einer Schraube 120 oder einer anderen geeigneten Einrichtung befestigt. ) Jeder Einsatz 122 ist etwa kreisförmig gestaltet und mit einer peripheren Schneidkante 124 an der Frontfläche versehen. Die rückwärtige. Fläche jedes Einsatzes ist mit einer peripheren Führungskante 126 versehen, die, wie dargestellt, mit dem gleichen Bohrungsdurchmesser wie die Schneidkante 124 hergestellt ist. Die Schneid- . kanten 124 und die Führungskanten 126 erstrecken sich um den Umfang

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jedes Einsatzes 122 und funktionieren im wesentlichen in der gleichen Art wie die Schneidkanten und Führungsflächen oder Kanten der zuvor erläuterten Reibahlen. Jedoch sind die Einsätze 122 drehbar gehaltert, so daß im Falle des Verschleißes an einer Stelle sich der Einsatz etwas drehen kann, so daß eine neue Schneidkante und eine neue Führungskante wirksam wird. Wenn die Schneidkanten am gesamten Umfang der Einsätze im wesentlichen abgenutzt sind, können die Einsätze fortgeworfen und durch neue Einsätze ersetzt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß, während die Führungsflächen in der Form einer zylindrischen Fläche, wie in den Fig. 1, 2 und 5a gezeigt, eine maximale Abstützfläche zur Erteilung von Stabilität an das Werkzeug bieten, :es trotzdem unter gewissen Umständen wünschenswert sein kann, das Führungsglied mit einer relativ scharfen Führungskante auszustatten, wie es die Fig. 4, 5b und 8 zeigen. Wenn die Führung mit einer scharfen Führungskante ausgestattet wird, hat die Führungskante die Tendenz, mit der gleichen Geschwindigkeit, wie die Schneidkante, zu verschleißen, so daß die erforderliche Nachgiebigkeit in dem Werkzeug oder dem Werkstück zur Kompensation von Verschleiß an der Schneidkante gering gehalten wird.

In der in Fig. 9 bis 11 dargestellten Ausführungsform des Bohrwerk-

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zeuges ist der Schaft oder die Welle 127 mit einem zylindrischen Fortsatz 128 von verringertem Durchmesser versehen. Eine gehärtete Metallhülse 130 wird auf dem Fortsatz 128 mittels einer Klammer schraube 132 gehalten. Eine drehbare Antriebs verbindung zwischen der Welle"127 und der Hülse 130 wird durch eine oder mehrere Federkeile 134 geschaffen. Die Hülse 130 ist mit einer Mehrzahl von axial sich erstreckenden Aussparungen 136 entlang ihrem äußeren Umfang " versehen. Innerhalb jeder Aussparung ist eine patronenartige Hülse

138 angeordnet. Am vorderen Ende ist jede patronenartige Hülse 138 im Sinne einer im wesentlichen rechteckförmig gestalteten Fassung 140 ausgebildet. Innerhalb jeder Fassung ist ein Paar von Karbideinsätzen 142, 144 angeordnet. Der Einsatz 142 ist mit vier Schneidkanten 146 an seinem äußeren Umfang, und zwar an der Vorderfläche, versehen und der Einsatz 144 ist mit vier Führungskanten 148 um den äußeren Umfang der rückwärtigen Fläche versehen. Die Einsätze 142, 144 werden in der Fassung 140 durch einen Zuganker 150 gehalten, der mit den Einsätzen über einen Stutzen 152 verbunden ist, welcher abgerundete Enden hat und sich durch zueinander fluchtende Bohrungen in den Einsätzen 142, 144 sowie im Zuganker 150 erstreckt. Der Zuganker 150 sitzt in einer Schrägbohrung 154 in der patronenartigen Hülse 138 und dient zum Festhalten der Einsätze in der Fassung 140 mittels einer Festziehschraube 156, die in eine Schulter 158 des Zug-' ankers eingreift.

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Jede patronenartige Hülse 138 kann axial innerhalb ihrer Aussparung 136 mittels einer Mehrzahl von Einstellschrauben 160 ausgerichtet werden. Nachdem eine patronenartige Hülse wie gewünscht auf der Hülse 130 axial ausgerichtet ist, wird sie in ihrer Lage durch Riegelschrauben 162 und eine oder mehrere Madenschrauben 164 geklammert. .

Die in den Fig. 12 und 13 dargestellte Reibahle weist eine Welle 166 und einen äußeren Mantel 168 auf. Die Welle 166 besitzt eine Mehrzahl von am Umfang im Abstand voneinander angeordneten, sich axial erstreckenden Sitze 170, die sich nach innen, von dem vorderen Ende der Reibahle weg verjüngen. Der Mantel 168 besitzt entsprechend verjüngte Gegenstücke 172 an seinem inneren Umfang. Neben der Vorderseite jedes sich verjüngenden Sitzes 170 ist die Welle 166 mit einer sich radial nach außen erstreckenden Antriebsschulter 174 von gleichförmigem Durchmesser in axialer Richtung versehen. Die radialen äußeren Oberflächen der Antriebs schulter 174 sind, wie bei 176 gezeigt, mit Gewinde versehen, um eine rückwärtige Mantelmutter 178 aufzunehmen. Auf der vorderen Seite jedes sich verjüngenden Sitzes 170 ist die Welle im Sinne einer sich radial nach innen erstreckenden, axial ausgerichteten Nut 180 ausgebildet, so daß der Mantel mit der Welle zusammengebaut werden kann, indem die Gegen-

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stücke 172 auf die Nuten 180 ausgerichtet werden und der Mantel teleskopartig auf die Welle aufgesetzt wird, wonach der Mantel relativ zu der Welle gedreht und axial vorgeschoben wird, damit die innere Fläche der sich verjüngenden Gegenstücke 172 mit den sich verjüngenden Sitzen 170 zusammenarbeiten. Danach kann die Mutter 178 nach vorwärts auf der Verschraubung 176 bewegt werden, um den Mantel daran zu hindern, rückwärts auf der Welle zu wandern. Der Mantel wird ursprünglich auf eine Größe gebracht, welche den erwünschten Bohrungsdurchmesser überschreitet, und danach auf die gewünschte Größe bearbeitet.

Der Mantel 168 weist an seinem Umfang eine Mehrzahl von radial sich nach außen erstreckenden Rippen 182 auf. Auf jeder Rippe ist in geeigneter Weise ein Schneideinsatz 184 und ein Führungseinsatz 186 befestigt. Die Einsätze 184, 186 können ähnlich gestaltet sein wie die in den Fig. 1, 2 und 4 gezeigten Einsätze, Zwischen jedem Satz der Einsätze 184, 186 ist die Rippe 182 mit einer Mehrzahl

von radial sich erstreckenden Schmierdurchlässen 188 versehen. Am radial inneren Ende stehen die Durchlässe 188 mit den freigelassenen Räumen 190 zwischen dem inneren Umfang eines Mantels und den mit Gewinde versehenen Segmenten 176 in Verbindung. Die Welle ist mit einem zentralen Schmierdurchgang 192 und einer Mehr-

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zahl von radialen Schmierwegen 194 versehen, die mit ihren äußeren Enden mit den Nuten 180 in Verbindung stehen. Der zentrale Durchgang 192 ist am vorderen Ende der Reibahle durch eine Schraube 196 verschlossen, welche außerdem eine Endplatte 198 auf dem Ende der Reibahle hält. Die Platte 198 dichtet die vorderen Enden der Nuten 180 und der Freiräume 190 zwischen dem inneren Umfang des Mantels und den verschraubten Teilen 176 ab. Bei der in den Fig. 12 und 13 gezeigten Reibahle kann das Schmiermittel oder Kühlmittel durch den Durchlaß 192 und dann durch die radialen Durchlässe 194 geleitet wenden, so daß es radial nach außen in die Aussparungen oder Nuten zwischen jedem Schneideinsatz 184 und den zugeordneten Führungseinsatz 186 fließen kann. Das Kühlmittel fließt auch durch Bohrungen 199, die in der Wandung des Mantels angebracht sind, um Kühlmittel den Schneideinsätzen 184 zuzuführen.

In jeder dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Schneidflächen zur Bildung einer scharfen Kante nach rückwärts geneigt. Während die in den Zeichnungen dargestellten radialen Freiflächen im allgemeinen eben sind, sei darauf hingewiesen, daß diese Flächen mit leichter Krümmung nach innen geneigt sein können, falls gewünscht. Ob diese Freiflächen nun genau flach oder gekrümmt sind, ist jede Fläche direkt hinter der Schneidkante von nur sehr kleiner Breite,

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wie diese zur Verhinderung der Bearbeitung der Schneidkanten auf einen kleineren als gewünschten Durchmesser benötigt wird. Die Führungskanten oder Flächen auf jedem dargestellten Werkzeug sind in Umfangsrichtung so hinter den Schneidkanten angeordnet, daß eine Nut dazwischen angebracht werden kann, welche nicht nur die Biegung der Seitenwandung der zu schneidenden Bohrung oder der Reibahle selbst erlaubt, sondern auch die Zuführung von Kühlflüssigkeit oder Schneidöl zu dem Raum zwischen der Schneidkante und der Führungsfläche erleichtert. Wie durch die dargestellten Ausführungsbeispiele angedeutet, können die Schneidkanten und die Führungsoberflächen auf einer massiven Welle oder als Einsätze auf einem ausdehnbaren Mantel gebildet werden. In jedem Fall können die Einsätze von nichteinstellbarer Art oder von der indexierbaren oder Wegwerf-Art sein.

In den dargestellten Werkzeugen ist eine Führungskante oder Oberfc fläche jeder Schneidkante zugeordnet. Während dies die bevorzugte

Ausführungsform ist, ist diese offenbar nicht wesentlich. Die Anzahl der Führungen kann größer oder kleiner als die Anzahl der Schneidkanten sein, da die erste Funktion der Führungen darin besteht, das Werkzeug in radialer Richtung zu stabilisieren. Es ist jedoch wichtig, daß sich die Führungen bis in die Nähe des führenden oder vorderen

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Endes des Werkzeuges erstrecken, wo der Großteil der Schneidarbeit stattfindet. Wie bereits ausgeführt, sollte der axiale Abstand zwischen den radialen Schneidkanten oder den Enden der axialen Schneidkanten an dem führenden vorderen Ende des Werkzeuges und den vorderen Enden der Führungen möglichst 0, 005 bis 0, 010 Zoll sein, und 0, 050 Zoll nicht überschreiten.

Es ist gleichermaßen offenbar, daß, obwohl in den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen die Führungseinsätze oder Führungskanten sich in voller Länge der Schneidkanten erstrecken, dies nicht wesentlich ist, da, wie zuvor erläutert, ein Hauptteil der Schneidarbeit an dem führenden vorderen Ende des Werkzeuges stattfindet. Da die erste Funktion der Führungen darin besteht, das Werkzeug in radialer Richtung zu stabilisieren, ist es wichtig, daß die Führungen dort angebracht werden, wo der Hauptteil der Schneidarbeit vorkommt.

In den meisten Fällen werden die Führungsoberflächen auf denselben Durchmesser gebracht, wie die Schneidkanten. Wenn andererseits in einigen Spezialanwendungsfällen eine Vorbelastung erforderlich ist oder gewünscht wird, können die Führungsflächen oder Kanten auf einen Durchmesser gebracht werden, der um. wenige Zehntausendstel Zoll größer ist als der Durchmesser der Schneidkanten.

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Es wird darauf hingewiesen, daß beim Reiben und Bohren in den meisten Fällen das Schneidwerkzeug gedreht und in das Werkstück bewegt wird. In einigen Fällen wird auch das Werkstück gedreht. Wenn in dieser Beschreibung von einem drehbaren Schneidwerkzeug die Rede ist, dann bezieht sich, dieser Ausdruck darauf, daß das Werkstück und/oder das Werkzeug relativ zueinander während der Schneidoperation gedreht werden.

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Claims

Nor mar·. H. Jversen

Patentansprüche

* 1. J Drehbares Schneidwerkzeug, beispielsweise Reibahle oder Bohrwerkzeug, zur Bearbeitung der inneren zylindrischen Oberfläche einer Bohrung in einem Werkstück durch relative Drehung des Werkzeuges und des Werkstückes und relative Längsbewegung des Werkzeuges axial in die Bohrung, mit folgenden Merkmalen;

Das Werkzeug besitzt eine Welle mit einer Mehrzahl von Zähnen, die am Umfang rund um die Achse der Welle angeordnet sind und sich bis zum führenden vorderen Ende erstrecken; die Zähne weisen Schneidkanten auf, die sich in Achsrichtung des Werkzeuges am Umfang erstrecken und auch ana führenden vorderen Ende des Werkzeuges in radialer Richtung angebracht sind; jede axial sich erstreckende Schneidkante ist durch eine Keilwinkelfläche und eine radial äußere Freifläche definiert; die Freifläche wendet sich radial nach innen an ihrem führenden vorderen Ende, und zwar im wesentlichen an der radialen äußeren Kante der Keilfläche; mindestens eine Mehrzahl der Schneidkanten besitzen zugeordnete Führungsglieder; die Führungsglieder besitzen jeweils eine radiale äußere nichtschneidende Führungsfläche, deren radialer Abstand von der Achse des Werkzeuges im wesentlichen dem der Schneid-

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kanten entspricht;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale; Die Führungsflächen sind in Ümfangsrichtung hinter ihrer jeweils zugeordneten Schneidkante angeordnet; zwischen jeder Schneidkante und der' zugeordneten Führungsfläche ist eine sich radial nach innen erstreckende Nut vorgesehen; die Führungsflächen erstrecken sich in axialer Richtung des Werkzeuges und enden kurz vor den radialen * Schneidkanten mit einem Abstand, der nicht größer als 0, 050 Zoll

oder 1, 27 mm ist.
2. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen axial innen von den fr eien Enden der sich axial erstreckenden Schneidkanten enden, und zwar mit einem Abstand, der nicht größer ist als 0, 020 Zoll oder 0, 508 mm.

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3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Enden der Führungsflächen axial nach innen von den radialen Schneidkanten angeordnet sind, und zwar mit einem Abstand von ungefähr 0, 005 bis 0, 010 Zoll oder 0, 127 bis 0, 254 mm.
4. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle eine Mehrzahl von in Umfangsrich-

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tung angeordneten Aussparungen an ihrem Umfang aufweist, daß dem Verschleiß widerstehende Einsätze in diesen Aussparungen befestigt sind, und daß die Schneidkanten und die Führungsflächen auf den radialen äußeren Enden dieser Einsätze gebildet sind.
5. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich axial erstreckenden Schneidkanten und Führungsoberflächen so angeordnet sind, daß eine Schneidkante auf einem Einsatz und eine F ühr ungs fläche auf dem in Umfangsrichtung benachbarten dahinter liegenden Einsatz angeordnet ist.
6. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einsatz ein Führungsende und ein rückwärtiges Ende sowie eine sich radial nach innen erstreckende, dazwischenliegende Aussparung aufweist, daß die Schneidkanten am jeweiligen vorderen Ende jedes Einsatzes und die Führungsflächen an den rückwärtigen Enden jedes Einsatzes gebildet sind und daß die Aussparungen die Nuten bestimmen.
7. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsfläche ein zylindrisches Feld umfaßt, welches um die Achse der Welle geschlagen ist.

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8. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsfläche durch den Schnitt von zwei im großen und ganzen ebenen Flächen bestimmt wird.
9. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze aus Hartmetall-Karbid bestehen.
10. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einsatz als regelmäßiges Polygon ausgebildet ist, daß die Schneidkanten und Führungsflächen um den äußeren Umfang gebildet sind und daß eine Befestigungseinrichtung in der Art eines Index die Einsätze in den Aussparungen hält.
11. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Führungsober flächen eine Mehrzahl von zylindrischen Feldern umfassen, die um die Achse der Welle verteilt sind.
12. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsfläche durch den Schnitt von zwei zueinander geneigten, im allgemeinen ebenen Flächen gebildet wird.

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13. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine Hülse umfaßt, die teleskopartig auf der Welle in der Nähe des Belastungsendes montiert ist, und daß die Schneidkanten und Führungsflächen am äußeren Umfang der Hülse angeordnet sind.
14. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die teleskopartig ineinandergreifenden Teile der Hülse und der Welle in Achsrichtung sich verjüngende Oberflächenteile aufweisen, die so ineinander greifen, daß, wenn die Hülse und die Welle teleskopartig zusammenarbeiten und die Hülse axial in einer Richtung relativ zu der Welle verschoben wird, die Hülse ausgedehnt wird und die radialen Abmessungen der Schneidkanten und Führungsoberflächen vergrößert werden.
15. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialer Richtung sich verjüngenden Oberflächenteile der Welle und der Hülse bzw. des Mantels radial mit den Schneidkanten und Führungsoberflächen ausgerichtet sind.
16. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialer Richtung sich verjüngenden

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Oberflächenteile der Welle und der Hülse bzw. des Mantels radial zu den Schneidkanten ausgerichtet sind und relativ zu den Führungsflächen in Umfangsrichtung versetzt sind.
17. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der Welle und der Hülse bzw. des Mantels, welche zu den Führungsfläcneii radial ausgerichtet sind, einen radialen Abstand voneinander aufweisen.
18. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Durchgänge in dem Werkzeug zur Führung von Kühlmittel in die Nuten zwischen den Schneidzähnen und den Führungsflächen vorgesehen sind.
19. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch ge-. kennzeichnet, daß die radial äußeren Freiflächen im wesentlichen eben sind und sich radial nach innen von den zugeordneten Schneidkanten neigen.
20. Drehbares Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede radiale äußere Freifläche die Keilfläche in einem Winkel schneidet, der kleiner ist als der Tangentenwinkel zwischen der Keilfläche und dem Kreis durch die Schneidkanten.

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