DE2161233A1

DE2161233A1 - Scheibenfräser, insbesondere Schlitz-, Nut- oder Formfräser

Info

Publication number: DE2161233A1
Application number: DE19712161233
Authority: DE
Inventors: Donald Spencer Rockford Erkfritz, III. (V.St.A.). M
Original assignee: Ingersoll Machine and Tool Co
Current assignee: Ingersoll Machine and Tool Co
Priority date: 1970-12-15
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1972-08-03
Also published as: CA948840A; IT943944B; BE776724A; NL7117193A; FR2118664A5; BR7108278D0; US3701187A; AU3678771A

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MUUEH · U. GROSSE

7o Dez. 1971 f.we 71 438

.Ingersoll, Maschinen und Werkzeuge, Ges' mit beschränkter Haftung, 59o9 Burbach,

Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 59o9 Burbach. Austrage

Scheibenfräser, insbesondere Schlitz-, Nut- oder Formfräser

Die Erfindung betrifft einen Scheibenfräser, insbesondere Schlitz-, Nut- oder Formfräser, bei dem sich am lußenumfang eines Rotationskörpers in Winkelabständen voneinander und im Bereiche von Spanlücken angeordnete Auflagen befinden, die sich unter bestimmten Winkeln zur Rotationsachse erstrecken und mit Messerblöcken besetzt sind, deren Schnittkanten jeweils von einer im wesentlichen radialen Endfläche und einer spitzwinklig dazu gerichteten, etwa tangentialen Seitenfläche bestimmt sind»

Scheibenfräser dieser Art haben in der Hegel Schnittkanten, die sich über die ganze Breite des Rotationskörpers erstrecken und daher während des Fräsvorganges entsprechend breite Späne von den Werkstücken abtrennen» Aus diesem Grunde kann nur mit verhältnismäßig geringer Werkstückanstellung gearbeitet werden, weil sonst ein zu hoher Schnittdruck und eine zu große Wärmeentwicklung auftreten würde. Es hat sich auch gezeigt, daJ3 bei den bekannten Scheibenfräsern selbst eine geringe Spandicke noch dazu führt _t daß sich die abgetrennten Späne v/egen ihrer verhältnismäßig großen Abmessungen in deri Spanlücken vor den Schnittkanten festsetzen und dadurch einer einwandfreien Durchführung der Fräsarbeiten hinderlich sind.

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Zweck der Erfindung ist es, die Scheibenfräser der eingangs beschriebenen Gattung so zu verbessern, daß die Fräsarbeiten mit wesentlich größerer Werkstückanstellung bei gleichzeitiger Eeduzierung des Schnittdruckes und Verminderung der Wärmeentwicklung durchgeführt werden können. Zugleich soll eine einwandfreie Späneabfuhr aus den Spanlücken erreicht werden.

Ausgehend von dieser Zweckvorstellung ist es Aufgabe der Erfindung, einen Scheibenfräser der geschilderten Gattung mit Schnittkanten zu versehen, die bei vorgegebener Arbeitsbreite des Scheibenfräsers zur Bildung vieler verhältnismäßig schmaler, aber dicker Späne führen und dabei mit geringem Schnittdruck verhältnismäßig große Werkstoffmengen verspanen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß mehrere oder alle Messerblocke mindestens an ihrer etwa tangential zum Umfang des Sotationskörpers freiliegenden Seitenfläche mit einer durch einander abwechselnde, parallele Hippen und Nuten bestimmten Profilierung versehen sind, bei der die an den im Bereich der Spanlücken gelegenen Endflächen gebildeten Kanten der Bippen die Schnittkanten bilden.

Diese Ausgestaltung der Scheibenfräser hat zur Folge, daß innerhalb der vorgegebenen Arbeitsbreite gleichzeitig jeweils mehrere in seitlichen Abständen voneinander liegende Späne vom Werkstück abgetrennt werden, die, bezogen auf die vorgegebene Arbeitsbreite verhältnismäOig schmal bemessen sind und daher auch noch bei relativ großer Werkstückanstellung mit geringem Schnittdruck und kleiner V/ärmeentwicklung einwandfrei abgetrennt werden können.

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Bei Scheibenfräsern mit lösbar am Botationskörper befestigten Wendemesserblöcken ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, wenn die durch einander abwechselnde, parallele Eippen- und Hutenanordnungen gebildete Profilierung sich spiegelbildlich entlang gegenüberliegender Seitenflächen der Hesserblöcke erstreckt und vier durch die Seitenflächen und zwei sich gegenüberliegende Endflächen begrenzte Kanten Schnittkanten bilden. Jede der vier gleichartigen Schnittkanten der Wendemesserblöcke kann in diesem Falle bedarfsweise am Botationskörper in Schnittposition gesetzt werden.

Ein besonders wesentliches Merkmal der Erfindung wird in jedem Falle darin gesehen, daß die Bippen- und Nutanordnungen an den Seitenflächen der Messerblöcke eine durch mehrfach abwechselnde Aneinanderreihung von konvexen und konkaven Begrenzungsflächen gebildete, z. B. etwa sinuskurvenförnige Profilierung haben, bei der jeweils etwa segmentförmige Abschnitte der konvexen Kurventeile die Schnittkanten bilden.

Besonders bedeutsam für eine optimale Zerspanungsarbeit ist es nach der Erfindung ferner, daß die in Umfangsrichtung des Botationskörpers aufeinanderfolgenden, gleichförmigen Messerblöcke jeweils in Gruppen angeordnet sind, innerhalb welcher ein Messerblock in Eichtung der Eotationsaclise mittig zur Eotationskörperbreite liegt, während die übrigen Messerblöcke der Gruppe in Bichtung der Botationsachse nach entgegengesetzten Seiten je um einen Bruchteil der Bippenoder ilutabstände der Profilierung aus der Liittelebene versetzt befestigt sind. Die Messerblockanordnung kann in diesem Falle so variiert werden, daß schon γ/ährend

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einer verhältnismäßig geringen Winkeldrehung des Scheibenfräsers eine gleichmäßige Spanabnahme über die vorgegebene Arbeitsbreite am Werkstück erfolgt, indem aufeinanderfolgende Schneidkanten jeweils eine größere Anzahl schmaler Späne in zueinander parallel versetzten Werkstückbereichen abtrennen.

Scheibenfräser, bei denen die Messerblöcke an den Auflagen des !Rotationskörpers, mittels in Gewindebohrungen, desselben eindringender Schrauben befestigt sind, die Durchgangslöcher in den Lesserblöcken durchsetzen, werden erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise so gestaltet, daß bei allen Lesserblöcken die Durchgangslöcher an gleichen Stellen sitzen, während die Gewindebohrungen in den verschiedenen Auflagen des Eotationskörpers innerhalb vorbestimmter Grenzen in Richtung der xtotationsachse gegeneinander versetzt angeordnet sind. Hierdurch wird errreicht, daß jeder beliebige LIe s s er block an jeder beliebigen Auflage des Eotationskörpers angebracht werden kann, und daß trotzdem aufeinanderfolgende Messerblöcke mit ihren Schnittkanten in seitlich zueinander parallel versetzten Bahnen auf das Werkstück zur Einwirkung kommen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht ein Lerkmal auch darin, daß jeder Gruppe von gleichförmigen Profil-Messerblöcken an beiden Stirnseiten des Eotationskörpers je ein Lesserblock zum seitlichen Befrasen der Schlitz- oder Hutflanken nachgeordnet ist. Diese Seiten-Lesserblöcke bewirken auf einfache V/eise, daß die llutwandungen seitlich von den Eadi al-Messerblöcken mit genügendem Axialspiel freigeschnitten werden. Hierzu ist es besonders vorteilhaft', wenn die Seiten-Lesserblöcke sowohl nach radial auswärts von den Stirnseiten weg gespreizt als auch entgegen"der

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Drehrichtung nach einwärts geneigt am Eotationskörper "befestigt sind. Durch diese Maßnahme erhalten die Schnittkanten der Seiten-Messerblöcke eine besonders günstige Arbeitslage. Die Seiten-Messerblöcke kommen nämlich jeweils nur an ihrer äußersten Ecke mit den Schnittkanten auf das Werkstück zur Wirkung und sichern dadurch eine einwandfreie Spanbildung. Da außerdem die beiden Seiten-Messerblöcke an entgegengesetzten Stirnseiten des Rotationskörpers gleichzeitig wirksam werden, heben sich die einander entgegengesetzten wirkenden Seitenkräfte am Scheibenfräser gegenseitig auf.

Ein weiteres Gestaltungsmerkmal für einen erfin.dungsgemäßen Scheibenfräser besteht darin, daß die Auflagen für die Lesserblöcke jeweils an in Taschen des Rotationskörpers einsetzbaren und über Schrauben diagonal in die in Rotationsrichtung des Rotationskörpers hintere Ecke der Taschen verspannbaren Kassetten vorgesehen sind.

Diese Kassetten sind dabei zweckmäßig mit über die Aufladen radial vorstehenden Rückenflächen sowie mindestens je einer darüber hinausragenden Seitenflanke zur Abstützung bzw. Ausrichtung eines Messerblockes versehen, und die u-ewindebohrungen zur Befestigung der Liesserblöcke mittels der Schrauben in der Auflagefläche verlaufen gegen die Rückenfläche und/oder ^egen die Seitenflanken hin geneigt.

Me lösbar an Rotationskörper befestigten Kassetten dieser Art Machen eine variable Anordnung der ^esserblücke an ,jCueibeni'räser möglich, so daß eine Anpassung an die untorschiedlichstuii Arbeitsbedingungen erreichbar ist. In jödeu 1"¹SlIe .'/erden dabei aber auch die I.esserblöcke in dexi Lasset ten exakt und ei eher gehalten.

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Damit die Kassetten auch am !Rotationskörper des Scheibenfräser s immer eine genaue Ausrichtung erhalten, besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß die Taschen des Rotationskörpers mit im wesentlichen radialen Hüten versehen sind, in denen die Kassetten mittels rückseitig angeformter Leisten formschlüssig ausgerichtet sind.

Vielt er hin können die Seiten-Hess er blöcke paarweise an sich gegenüberliegenden Seiten einer Kassette angeordnet t sein, axial einwärts auf einer Auflage derselben ruhen sowie radial durch eine Kückenfläche und entgegen der Rotationsrichtung über eine Seitenflanke derselben abgestützt sein.

iirfindungsgemäß sind Kassetten mit Seiten-Liess er blöcken in gleichmäßigen V/inkelabständen um den umfang des Rotationskörpers angeordnet und jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sätzen von Seiten-Messerblöcken werden mehrere, z. B. drei Sätze mit Radi al-Liess er blocken, über Kassetten gehalten.

Während die vorbeschriebenen Ausführungsfori„en von Scheibeniräsern im wesentlichen dazu geeignet sind, eine Spanabnahme am Grunde der herzustellenden ..ute oder Schlitze su oev/irken, besteht auf einfache '/eise auch die !..oglichkeit, einen Scheibenfräser so auszubilden, daß gleichzeitig am iiutgrunde una auf der ganzen hohe der Lutwsiiuun^en eine Juansbnahue erfolgen kanu. Zu diesen Zwecke können wenigstens einige .,ätze von ""■'Seiten-ü.esserblocken an ihren etwa in der .iotatioiisebene lie euder. oei tea flächen eine durch einander abv/echsöliide parallele itippon und Lu ten bestimmte Profilier im j haben, die sich zur Bildung unterbrochener Schniotkunten von den Endflächen aus jev,^reils etwa tangential zum iiotatioiiijkörper über die j-ai^^ Län^e aer

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Liesserblöcke erstreckt, während radiale Schnittkanten anderer Seiten-Lesserblöcke in gleicher Ebene ununterbrochen gerade durchlaufen. In diesem Falle bewirken zunächst die unterbrochenen Schnittkanten eine Spanabnahme aus dem Tollen Material in mehreren im Abstand parallel nebeneinanderliegenden Bahnen, während die nachfolgenden, ununterbrochenen Schnittkanten die dabei stehen gebliebenen Materialstege abfräsen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung a an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

Fig_β 1 in vereinfachter Aufrißdarstellung einen

erfindungsgernäfien Scheibenfräser, der einen Schlitz in ein V/erkstück fräst,

Fig. 2 in ausführlicher räumlicher Darstellung

die Ausbildung des Scheibenfräsers nach Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab und Draufsichtdarstellung ein Bruchstück aus dem Umfang des Scheibenfräsers nach Figo 2,

Fig. 4 in räumlicher Ansichtsdarstellung einen

in Verbindung mit dem Scheibenfräser nach den Fig. 1 bis 3 ve r v/endbar en, erfindungsgemäßen Wendemesserblock,

Fig. 5 eine Draufsicht des V/endeme'ss er blocks

nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht des 7/endemesserblocks

nach Fig. 5, in Pfeilrichtung 6 gesehen,

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Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII

- VII durch den Wendemesserblock nach Figo 5,

Fig. 3 eine abgewickelte Seitenansicht auf

den Fräserabsclmitt nach Fig. 3 in vergrößertem Maßstab, die

Fig. 9 bis 12 verschiedene während der Durchführung

der Fräsarbeiten nacheinander entstehende Arbeitsprofile während der Ilut-) herstellung am Werkstück,

Fig. 13 in räumlicher Ansiclitsdarstellung eine

erste Ausführungsfomi der bei einem erfindungsgemäßen Scheibenfräser als Träger für die Lesserblöcke verwendeten Kassetten,

Fig. 14 die Kassette nach Fig. 13 in vergrößerter Draufsichtdarstellung,

Fig. 15 die Itassette nach Fig. 13, in Pfeilrich tung 14 der Fig„ 14 gesehen,

Fig. 16 einen Ausschnitt aus dem Umfang des

Fräsers entsprechend der Linie ZVI XVI in Fig. 8,

Fig. 17 in räumlicher Ansichtsdarstellung eine

weitere Ausführungsform der bei den erfindungsgemäßen Scheibenfräsern verwendeten Kassetten,

Fig, 13 eine Draufsicht auf die Kassette nach

Figo 17,

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Fig. 19 einen Schnitt entlang der Linie XIX

- XIX in Fig. 18 durch die Kassette nach Fig. 17,

Fig. 20 eine weitere Ausfüiirungsform der bei

dem erfindungsgemäßen Scheibenfräser zum Einsatz gelangenden Kassetten in räumlicher Darstellung,'

Fig. 21 eine vergrößerte Draufsicht auf die

Kassette nach Fig. 2Ö,

Fig. 22 eine Ansicht der Kassette nach_Fig. 20,

in Pfeilrichtung 22 - 22 der Fig. 21 gesehen,

Fig. 23 wiederum in räumlicher Ansichtsdarstellung eine noch andere Ausführungsform der bei den erfindungsgemäßen ocheibenfräsern zum Einsatz gelangenden Kassetten,

Figo 24 eine vergrößerte Draufsicht auf die

Kassette nach Fig. 23,

Fig. 25 eine Ansicht der Kassette nach Fig. ^3,

in Pfeilrichtung 25-25,

Fi;> 26 die Kassette nach Fig. 23, in rfeil-.richtung 26 - 26 der Fig. 24 gesenen,

Fi{>" 27 in räumlicher Ansichtsdarstellung einen

IJesserblock, wie er paarweise in die Kassetten nach Fig. 23 eingesetzt wird,

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Fig. 28 den I.Iesserblock nach Fig. 27, von der

Seite gesehen,

Fig. 29 den Lies serblock nach Fig. 27, in Pfeilrichtung 29 - 29 der Fig. 28 gesehen, und

Fig. 30 einen Schnitt entlang der Linie XXX -

XXZ in Fig. 28 durch den Llesserblock nach Fig. 27.

In Fig. 1 der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Scheibenfräsers ein x^utfräser 35 gezeigt, der sich besonders zum Herstellen von Längsschlitcen 36 in einen 'werkstück 37 eignet.

Erfindun sgemäße ocheibenfraser können jedoch auch für andere Einsatzzwecke, bspv/. als Formfräser für die Herstellung von Verzahnungen in Zahnrädern und Zahnstangen ausgestaltet v/erden.

In den .Fig. 1 bis 3 der Zeichnung ist ein Scheibenfräser dargestellt, der einen Sotationskörper 40 mit einer zentralen Durchbrechung für die Befestigung auf dein Ende einer Antriebsspindel 41 hat, damit der Dcheibenfraser um seine Rotationsachse 42 in der in Fig. 2 gezeigten Pfeilriclitung angetrieben werden kann, wenn beabsichtigt ist, zur Bildung der li'ut 36 am "werkstück 37 nacheinander entsprechende ',/erkstoffschichten in Form von Spänen nacheinander vom 'i/urkstück 37 abzutrennen.

Die Zerspanung des V/erkstoffes längs dem Grund 43 (Fig. 9) der herzustellenden Hut erfolgt mit einer Vielzahl von Liesserblöcken 45, 46 und 47, die in V/in-

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kelabständen voneinander am Außenuiafang des Rotationskörpers 40 angeordnet sind, vde dies besonders deutlich den Fig.- 1 bis 3 zu entnehmen ist.

Die Seitenflächen 44 der Hut 36 werden hingegen von Liesserblöcken 43 bearbeitet, die paarweise an den Seitenflächen des Rotationskörpers 14 gelialten sind und gleichmäßig un dessen Umfang verteilt angeordnet sind.

Sämtliche Lesserblöcke 45 bis 48 sind im Bereiche von Spanlücl:en 50 an Umfange des !Rotationskörpers 40 angeordnet, vde dies deutlich den Fi₀. 2 und 3 entnommen werden kann.

Die i.lesserblöcke 45 bis 47 des Scheibenfräsers 35 haben jeweils eine ^rößere Anzahl von bogenförmigen Schnittkanten 51» die in Achsrichtung der Antriebsspinael 41 mit Abstand voneinander am Umfange des Rotationskörpers 40 liegen, so daß jeder Uesserblock mehrere verhältnismäßig sclimale Späne vom Grunde 43 der Hut 36 in seitlichen Abständen voneinander abtrennt.

Auch die Seiten-Besserblöcke 48 sind am Rotationskörper 40 und relativ su den Liesserblöcken 45 bis 47 so angeordnet, daß sie nur verhältnismäßig sclimale Späne von den Seitenflächen 44 der IJut 36 abheben und dabei ein axiales Arbeitsspiel zwischen den Liesserblöcken 45 bis 47 und den Seitenwänden 44 der Hut 36 herstellen.

Bei dem Scheibenfräser nach der Zeichnung haben die Liesserblöcke 45 bis 47 identische Formen. Sie haben eine allseitig rechtwinklig begrenzte Raumform und können bspw. aus Violframkarbid bestehen. Aus den Fig. 4 bis 7

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ist ersichtlich! daß jeder der Messerblöcke 45 bis 47 von zwei parallelen Längsflächen 53 und zwei rechtwinklig dazu liegenden, parallelen Endflächen 54 begrenzt wird, die eben gestaltet sind. Die in der dritten Raumebene liegenden beiden Seitenflächen 56 sind in der zu den Längsflächen 53 parallelen Richtung, also rechtwinklig zu den Endflächen 54, durch einander abwechselnde, parallele Rippen 60 und Nuten 61 begrenzt, so daß sie in Richtung ihrer Breite eine regelmäßige sinuswellenförmig'e Profilierung bilden. Im Bereiche der Endflächen 54 bilden dabei nur die konvexen Bereiche des Sinusv/ellen-Profils jeweils auf schmale Bereiche begrenzte Schnittkanten 51.

Besonders deutlich zeigen die Figuren 4 und 7, daß die sinuswellenförmige Profilierung sich an beiden Seitenflächen 56 der Liesserblöcke 45 bis 47 befindet, und zwar in spiegelbildlicher Anordnung zur Littelebene des Lesserblockes. Hierdurch entstehen längs jeder der vier einerseits durch die Endflächen 54 und andererseits durch die Seitenflächen 56 begrenzten Querkanten des Lesserblockes jeweils mehrere im Abstände nebeneinander liegende, konvex gewölbte Schnittkanten 51, die bedarfsweise einzeln nacheinander am Rotationskörper 40 in Arbeitsposition gesetzt werden können. Die Lesserblöcke 45 bis 47 sind damit also als sogenannte Wendemesserblöcke gestaltet.

Der Arbeitsbereich der bogenförmigen Schnittkanten 51 ist durch die Fräsflächen 63 bestimmt, die durch von den Endflächen 54 gegen die Seitenflächen 56 hin geneigte Abfasungen gebildet werden können, wie sie aus den Fig. 4 und 6 ersichtlich sind.

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Jeder der Kesserblöcke 45 bis 47 ist im Flächenζentrum seiner Seitenflächen 56 mit einem auf der Littelachse 59 liegenden Durchgangsloch 55 Tersehen, das beidendig in kegelstumpfförmige Sitzflächen 57 ausläuft.

Die äußeren Flanken jeder äußeren Eippe 60 ist gemäß Fig. 7 bei 64 angefast und geht damit nicht scharfkantig, sondern stumpfwinklig in die angrenzende Längsfläche des Lesserblockes über.

Die lies s er blöcke 45 bis 47 sind am Rotationskörper 40 so angeordnet, daß sich deren Seitenflächen 56 mit der durch die Rippen 60 und Nuten 61 gebildeten Frofilierung etwa tangential zum Umfang des liotationskörpers erstrecken und jeweils eine der Schnittkanten 51 sich quer sum umfang des liotationskörpers 40 über dessen breite erstreckt.

Die am Umfang des Rotationskörpers 40 angeordneten, furugleicuen Lesserblöcke 45 bis 47 sind zu Dreiergruppen zusammengefaßt, innerhalb welchen jeweils die Lesserblöcke 45 in Achsrichtung des Rotationskörpers gesehen genau auf Litte der Eotationskörperbreite befestigt sind (Fig. 8). Die Lesserblücke 46 sind jeweils in Axialrichtung des liotationskörpers 40, bezogen auf dessen Breite, um den Bruchteil des Abstandes zwischen zwei Hippen 60 bzw. zwei Hüten 61 aus der Littelebene nach links verschoben befestigt. Die Lesserblöcke 47 sind schließlich aus der Littelebene des Rotationskörpers 40 in Axialrichtung um einen Bruchteil des Teilungsabstandes zwischen den Rippen 60 bzw. Nuten 61 der'Profilierung nach rechts versetzt befestigt. Die seitliche Versetztlage der drei Messerblöcke 45 bis 47 jeder Gruppe ist dabei so gewählt, daß jeweils der

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erste kesserblock 45 jeder Gruppe das in Fig. 9 angedeutete Fräsprofil hinterläßt, welches im Bereich jeder Spanabnahme durch eine Fräskante 51 eine LuIde 66 und jeweils zwischen zwei Lulden 66 eine Kuppe 65 hinterläßt. Der zweite Liesserblock 46 jeder Gruppe hin-■ terläßt sodann das Fräsprofil genäß Fig. 10, inden seine Schnittkanten 51 im Bereich der Kuppen 65 durch Spanabnahme weitere ^uIden 67 bilden, so dal;) von den Kuppen 65 nur noch dio Teilbereiche 68 stehen bleiben.

Schließlich hinterlassen die Liesserblücke 47 jeder Gruppe das Fräsprofil nach Fig. 11, inden deren Schnittkanten 51 auch noch den Kuppenbereich 6o o-iirch Spanabnahme entfernen.

Die beschriebene Anordnung der mit mehreren im Abstand nebeneinanderliegenden bogenförmigen Schnittkanten versehenen L'esserblöcke 45 bis 47 bewirkt also, daii jeweils am Grund 43 der zu fräsenden iiut nacheinander in nebeneinanderliegenden Bereichen verhältnismäßig schmale Späne abgetrennt werden, deren Dicke annähernd der halben Höhe des Sinuswellenprofils in den Seitenflächen 56 der Lesserblöcke entsprechen kann. Die Seitenbreite jedes vom Lesserblock 45 weggefrasten upanes ist dabei etwas kleiner als die Fußbreite der ?rofilrippen 60 der I.esserblöcke 45 bis 47.

Da jede Schnittkante 51 der Liesserblöcke 45 symmetrisch sn Kamm der Rippen von der einen zur anderen Flanke hin wirksam ist, heben sich die seitwärts gegeneinandergerichteten Arbeitsdrücke gegenseitig auf, so daß im wesentlichen nur der in Drehrichtung des Rotationskörpers 40 auf die liesserblöcke etwa tangential zur Wirkung kommende Arbeitsdruck aufgefangen werden muß.

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Die von den Schnittkanten 51 der nachfolgenden Kesserblöcke 46 und 47 abgenommenen Späne sind jeweils schmä ler als die vom Llesser block 45 weggefrästen Späne, v/eil hier die Schnittkanten 51 teilweise durch die vorher weggefrästen LIuIden hindurchlaufen.

Die auf diese Art und Weise am Werkstück 37 durchgeführte Zerspanungsarbeit kann mit geringer Wärmeentwicklung und niedrigem Kraftaufwand erfolgen. Außerdem sind die so gebildeten Späne leichter verformbar und lassen sich in den Spanlücken 50 des Rotationskörpers 40 su einer kompakten Hasse zusammendrücken, wodurch größere Spanmengen in den Spanlücken 50 aufgenommen und aus dem Arbeitsbereich herausgefördert werden können.

Die vorgeschriebenen Scheibenfräser können mit hohen Schnittgeschwindigkeiten und großer Frästiefe arbeiten und haben dadurch in Verbindung mit dor verringerten Wärmeentwicklung eine große Schnittleistung.

Wie die Zeichnung weiterhin erkennen läßt, werden die Messerblocke 45, 46 und 47 am Rotationskörper 40 durch Kassetten 75, 76 und 77 gehalten, wie dies deutlich die Fig. 2 und 3 sowie 13 bis 23 zeigen.

Zur Aufnahme der Kassetten 75 bis 77 ist der Rotations körper 40 gemäß ilg. 3 mit Taschen 79 versehen, von denen je eine hinter jeder Spanlücke 50 liegt.

Aus den Fig. 13 bis 21 ist dabei ersichtlich, daß jede Kassette 75 bis 77 ein etwa rechtwinkliger Block ist, der eine flache Auflage 30 hat, welche bei am Rotationskörper 40 befestigter Kassette etwa tangential zum Rotationskörparumfang liegt. Die Auflage 80 jeder Kassette 75 bis 77 dient dabei zur Unterstützung eines

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Messerblockes 45 bis 47.

Jede der Kassetten 75 bis 77 hat rückseitig eine Leiste 81, die in eine angepaßte radiale Hut 83 in der Rückwand der Taschen 79 paßt, so daß jede Kassette 75 bis 77 exakt in die Taschen 79 eingesetzt werden kann.

Jede Kassette 75 bis 77 ist mit einer geneigten Bohrung 85 versehen (Fig. 19, 22, 25), durch die eine Schraube 84 (Fig. 3) schräg in ein passendes Gewinde in der rückwärtigen unteren Ecke der Tasche 79 eingedreht werden kann. Hit Hilfe der Schrauben 84 lassen sich so auf einfache Weise die Kassetten 75 bis 77 diagonal nach der hinteren unteren Ecke hin in den Taschen 79 des Rotationskörpers 40 festspannen.

An Stelle der Schrauben 84 können aber auch andere Kittel zur Befestigung der Kassetten Verwendung finden.

Die Fig. 13 bis 16 zeigen die Kassette 75, wie sie für die Halterung der Liesserblöcke 45 verv/endet wird. Bei dieser Kassette ragt rechtvdnklig von der Auflage 80 eine Rückenflache 86 hoch, gegen die sich der Liesserblock entgegen der Drehrichtung des Rotationskörpers 40 abstützen kann.

Um auch jede seitliche Bewegung des Liesserblockes 45 zu verhindern, schließen sich seitlich an die Auflage 80 und parallel zur Rotationsebene zwei Seitenflanken 93 an.

Gemäß Fig. 16 wird der Llesserblock 45 in dem durch die Auflage 80, die Rückenfläche 86 und die Seitenflanken 93 begrenzten Kassettenbereich durch eine Schraube

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befestigt. Diese Schraube 87 durchdringt das Durchgangsloch 55 im LIe s s er "block 45 und dringt in ein Gewindeloch 89 in der Lütte der Auflage 80 ein. Der stumpfkegelige Schraubenkopf 90 wirkt dabei mit der kegeligen Sitzfläche 57 im liesserblock 45 als Ausrichtmittel zusammen.

Wenn das Gewindeloch 89 in die Kassette 75 mit leigungslage eingearbeitet ist, so daß seine Längsachse 91 zur Längsachse des Durchgangsloches 55 im Iuesserblock 45 einen spitzen 7/inkel a einnimmt, dann bewirkt die beim Eindrehen der Schraube 87 entstehende Biegespannung, daß der Messerblock 45 in die Ecke .zwischen der Auflage 80 und der Eückenflache 86 vorgespannt wird ο

Die vorbeschriebene Ausbildung der Kassette 75 bewirkt gemäß den Fig. 8 und 14, daß der davon getragene Lesserblock 45 genau auf der Llittelebene des Rotationskörpers 40, in dessen Achsrichtung gesehen, fixiert wird. Zu diesem Zweck liegt das offene Ende der Gewindebohrung 89 genau in der Flächenmitte der Auflage an der Kassette 75.

In ihren äußeren Abmessungen, also in Länge, Breite und Höhe, stimmen die Kassetten 87 und 77 für die Aufnahme der Lescerblöcke 46 und 47 mit den Kassetten 75 für die Liess er blöcke 45 überein. Eine Abweichung besteht jedoch darin, daß bei den Kassetten 76 gemäß I¹'!;. 18 das Gewindeloch 94 für die Befestigung des i.iesserblockes 46 eine Versetztlage nach links aufweist, während bei der Kassette 77 das Gewindeloch 95 zur Befestigung der Lesterblöcke 47 eine entsprechende Versetztlage nach rechts hat, wie dies aus Fig. 21 ersichtlich ist. Die Kassette 76 hat dafür nur an ihrer

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rechten Seite eine Seitenflanke 101, während bei der Kassette 77 nur eine entsprechende linke Seitenflanke 103 angeordnet ist. Durch diese Anordnung ergibt sich, daß die LIe ss er blocke 46 und 47 beim einsetzen ihrer Kassetten 76 und 77 in den Rotationskörper 40 jeweils nach links bzw. nach rechts gegenüber den iJesserblöcken 45 am Eotationskörper 40 gehalten werden, um die vorbeschriebene Wirkung bei der Durchführung der Fräsarbeiten zu erzielen.

latürlich sind die Kassetten 76 und 77 in gleicher Weise vie die Kassetten 75 auch mit einer Bückenfläche 99 bzw. 100 versehen, die die lie ss er blocke 46 bzw. entgegen der Drehrichtung des Rotationskörpers 40 abstützen, wie dies aus den Fig. 17 und 20 ersichtlich ist.

Damit die Messerblocke 46 und 47 diagonal in die zwischen den Bückenflachen 99 bzw. 100 und den Seitenflanken 101 bzw. 103 gebildeten Ecken verspannt werden können, sind die Gev/indebohrungen 94 bzw. 95 jeweils in Pachtung auf diese Ecken zu um den Winkel a (Fig. 16) in die Auflageflächen 80 eingetrieben. Die in diese Gewindebohrungen eingedrehten Schrauben 96 bzw. 97 werden dabei unter Biegespannung gesetzt und zwingen damit die Liesserblöcke 46 und 47 in exakte Ausrichtlage gegen die jeweiligen Bückenflächen und Seitenflanken der Kassetten 76 und 77.

Aus Fig. 3 ist noch ersichtlich, daß die im Bereich der Spanlücken 50 des Rotationskörpers 40 liegenden Endflächen 54 jedes Messerblockes 45 bis 47, bezogen auf einen von der Rotationsachse 42 ausgehenden Radiusstrahl 105, mit ihrer radial einwärts gelegenen Kante in Drehrichtung vor dem Badiusstrahl 105 liegt« Hierdurch ergibt sich in diesem Bereich ein negativer

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Neigungswinkel, durch den das für den FräsYorgang e erforderliche Radialspiel zwischen der äußeren Seitenfläche 56 der Liesserblöcke 45 bis 47 und dem Grund 43 der Hut 36 sichergestellt wird.

Damit durch den gleichen Scheibenfräser 35 auch die Seitenflächen bzw. Flanken 44 der Hut 36 bearbeitet werden können, sind die Idesserblöcke 48 paarweise an den Seitenflächen des Rotationskörpers 40 angeordnet.

Diese Seiten-Liesserblöcke 48 werden zweckmäßigerweise vorgesehen, wenn die I.Iesserblöcke 45 bis 47 als Wendenesserblocke gestaltet sind und deshalb ihre Seitenflächen 53 immer rechtwinklig zu den Endflächen 54 verlaufen müssen. Solche V/endemesLerblöcke können aus diesem Grunde nicht auch zur gleichzeitigen Bearbeitung der ilut flanken herangezogen werden, weil sie keinen Freiwinkel hinter der Schnittkante haben würden.

Die Seitenmesserblöcke 48 haben eine im allgemeinen flache, rechteckige Form mit oberen und unteren Endflächen 110, parallele Längsflächen 111 sowie Seitenflächen 113.

Gemäß Fig. 27 haben die Seitenmesserblöcke 48 eine Fräsfläche 115, die an die Verbindung jeder Endfläche 110 zu jeder Längsfläche 111 angrenzt. Ferner sind zwei vertikale Schnittkanten 117» zwei entgegengesetzt geneigte Schnittkanten 118 und eine horizontale Schnittkante 116 vorgesehen. Die Schnittkanten 118 werden dadurch gebildet, daß als Verbindung zwischen den Seitenflächen 113 und den Endflächen 110 Abrundungen oder Abschrügungen 120 angebracht werden.

Die Seitenmesserblöcke 48 sitzen radial am Botations-

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körper 40, und zwar in der Weise, daß gemäß Figo 12 die in Wirkstellung befindlichen horizontalen Schnittkanten 116 gegenüber den Schnittkanten 51 der Messerblöcke 45 bis 47 etwas zurückversetzt arbeiten.

Wenn jeder Gruppe τοη Messerblöcken 45 bis 47 am Umfang des Rotationskörpers 40 ein Paar Seiten-Messerblöcke 48 folgt, wie das den Fig. 2 und 3 deutlich zu entnehmen ist, dann überlappen die innenseitigen Abschnitte der Schnittkanten 116, 117 und 118 der Seitenmesserblöcke 48 die bereits vorher von den Messer-"^! blöcken 45 bis 47 bearbeiteten Bandpartien der Hut 36, ohne Zerspanungsarbeit zu leisten. Die äußere Partie der horizontalen Schnittkante 116 jedes Seiten-Messerblockes wirkt jedoch mit der äußeren geneigten Schnittkante 118 zusammen, um den äußeren Band am Grund 43 der Hut 36 wegzufräsen. Gleichzeitig wischt jede äußere vertikale Schnittkante 117 über die iüitflanke 44 hinweg und entfernt dadurch an diesen Stellen Spanmaterial. Durch die Seiten-Messerblöcke 48 wird, wie Fig. 8 besonders deutlich zeigt, erreicht, daß die Messerblöcke 45 bis.47 bei ihrer Zerspanungsarbeit mit axialem Spiel an den Hutflanken 44 vorbeilaufen.

Jedes Paar von Seiten-Messerblöcken 48 ist am Rotationskörper mit Hilfe einer Kassette 128 (Fig. 23 bis 26) befestigt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Jede Kassette 128 wird von einer Tasche 129 am Rotationskörper 40 aufgenommen, die in ihrer Ausgestaltung genau den Taschen 79 entspricht. Eine rückwärtige Leiste 130 an der Kassette führt sich dabei in der an der Rückenfläche der Tasche passend angeordneten Badialnut und wird dadurch exakt fixiert. Eine Schraube 131

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durchdringt das geneigte Bohrloch. 132 in der Kassette 128 und greift in eine passende Gewindebohrung in der rückwärtigen unteren Ecke der Tasche 129 ein. Durch die Schraube 131 wird die Kassette in die rückwärtige untere Ecke der Tasche 129 verspannt.

In zwei sich gegenüberliegende Seitenflächen der Kassette 128 sind Auflagen 133 für die Seiten-Messerblökke 48 eingearbeitet, die nach unten durch Stützflächen 134 und nach hinten durch Rückenfläche 135 begrenzt ist.

Durch je eine Schraube 136 (Fig. 3) sind die Seiten-Llesserblocke 48 gegen die Auflage 133 und diagonal in die zwischen der Stützfläche 134 und der Rücken-• fläche 135 gebildete Ecke verspannt, die in ein Gewindeloch 137 in der Auflage 133 eingedreht wird (Fig. bis 26). Zu diesem Zweck sind die Gewindelöcher 137 in Diagonalrichtung auf die Ecke zwischen den Stützflächen 134 und 135 zu geneigt angeordnet.

Die Auflagen 133 in der Kassette 128 sind so geneigt vorgesehen, daß sie in Drehrichtung des Rotationskörpers divergieren, wie dies aus Fig. 24 ersichtlich ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Seiten-Messerblöcke 48 unter einem Neigungswinkel c (Fig. 8 und 24) gegen die Eotationsebene des Scheibenfräsers 35 liegen. Fig. 26 läßt erkennen, daß die Auflagen 133 an der Kassette 128 ebenfalls von unten nach oben divergieren, womit die Säten-Messerblocke 48 auch aus der Eotationsebene des Scheibenfräsers heraus unter einem Winkel b (Fig. 12) geneigt sind. Auch in dieser Richtung ergibt sich also ein Freiwinkel, der eine einwandfreie Bearbeitung der liutflanken 44 sicherstellt.

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In Fig. 3 ist noch angedeutet, daß auch die üeiten-Ilesserblöcke 48, bezogen auf einen von der Flotationsachse 42 ausgehenden Eadiusstrahl, in Drehrichtung des Botationskörpers 40 winkelversetzt am liotationskörper 40 "befestigt sind, um durch diese negative ITei— gung in Hadialrichtung Arbeitsspiel zwischen der horizontalen Fräskante 116 und dem Grund 43 der üut 36 zu erzielen.

Ebenso wie die Liesserblöcke 45 bis 47 können auch die Seiten-Messerblöcke als V/endemesserblöcke gestaltet werden, die vier verschiedene Schnittkanten 116 und jeweils acht verschiedene Schnittkanten 117 und 118 haben, die bedarfsweise am Rotationskörper 40 in Arbeitsstellung gebracht werden können.

Durch die symmetrische Anordnung zweier Seitenmesserblöcke 48 an jeder Kassette 128 werden die auf die Kassette 128 während der Fräsarbeiten zur wirkung kommenden Seitenkräfte gegenseitig aufgehoben, so daß auch hier praktisch nur entgegen der Drehrichtung des Scheibenfräsers 35 wirkende Seitenkräfte aufgenommen werden müssen.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß es auch möglich ist, wenigstens einige der an einem Scheibenfräser vorgesehenen Seiten-Llesserblöcke 48 mit einer ähnlichen Profilierung zu versehen wie die L'esserblökke 45 bis 47. Diese Möglichkeit ist besonders bei Formfräsern gegeben, wie sie bspw. zur Herstellung von Zahnrädern und Zahnstangen Verwendung finden, wo Fräsarbeiten nicht nur am Nutengrund, sondern gleichzeitig auch an den Nutflanken stattfinden.

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Claims

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2T6f233

7. Des. 1971 f.we 71 438

Ingersoll, Maschinen und Werkzeuge, Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 59o9 Burbach, Austraße

Patentansprüche

Scheibenfräser, insbesondere Schlitz-, Nut- oder Formfräser, bei dem sich am Außenumfang eines Rotationskörpers in "winkel ab ständen voneinander und im Anschluß an Spanlücken angeordnete Auflagen befinden, die sich unter bestimmten V/inkeln zur Rotationsachse erstrecken und mit Liesserblöcken besetzt sind, deren Schnittkanten jeweils von einer im wesentlichen radialen Endfläche und einer spitzwinklig dazu gerichteten, etwa tangentialen Seitenfläche bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere oder alle Liesserblöcke (45 bis 47) mindestens an ihrer etwa tangential zum Umfang des Rotationskörpers 40 freiliegenden Seitenflächen (56) mit einer durch einander abwechselnde, parallele Rippen (60) und liuten (61) bestimmten Profilierung versehen sind, bei der die an den im Bereiche der Spanlücken (50) gelegenen Endflächen (54) gebildeten Kanten der Rippen (60) die Schnittkanten (51) bilden.

2. Scheibenfräser nach Anspruch 1 mit lösbar am Rotationskörper befestigten Wendemesserblöcken, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Rippen- (60) und Hutanordnungen (61) gebildete Profilierung sich spiegelbildlich entlang gegenüberliegender Seitenflächen (56) der Messerblöcke (45 bis 47) erstreckt (Fig. 4 bis 7) und vier durch .

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die Seitenflächen (56) und ZY*rei sich gegenüberliegende Endflächen (54) begrenzte Kanten Schnittkanten (51) bilden.

3β Scheibenfräser nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen- (60) und Hutanordnungen (61) eine durch mehrfach abwechselnde Aneinanderreihung von konvexen und konkaven Begrenzungsflächen gebildete, z. B. etwa sinusförmige, Profilierung haben, bei der jeweils segmentförmige Abschnitte (63) der konvexen Kurfcenteile die Schnittkanten (51) bilden.

4. Scheibenfräser nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung des Rotationskörpers (40) aufeinanderfolgenden, gleichförmigen Messerblocke (45 bis 47) jeweils in Gruppen angeordnet sind, innerhalb welcher ein Messerblock in Richtung der Rotationsachse (52) mittig zur Rotationskörperbreite liegt, während die übrigen Messerblöcke (46, 47) in Richtung der Rotationsachse (42) nach entgegengesetzten Seiten je um einen Bruchteil der Rippen- (60) oder Nutabstände (61) der Profilierung aus der Kittelebene versetzt befestigt sind.

5. Scheibenfräser nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei dem die Messerblöcke an den Auflagen des Rotationskörpers mittels in Gewindebohrungen desselben eindringender Schrauben befestigt sind, die Durchgangslöcher in den Messerblöcken durchsetzen,

dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Messerblöcken (45 bis 47) die Durch- . gangslöcher (55) an gleichen Stellen sitzen, während die Gewindebohrungen (89, 94, 95) in den verschiede-

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nen Auflagen (80 bzw. 75 bis 77) des Eotationskörpers •(40) innerhalb vorbestimmter Grenzen in Sichtung der Botationsach.se (42) gegeneinander versetzt angeordnet sind.

6. Scheibenfräser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeich, net, daß am Eotationskörper (40) jeder Gruppe gleichförmiger Profilmesserblöcke (45 bis 47) an beiden Stirnseiten je ein.Messerblock (48) zum seitlichen Befrasen der Schlitz- oder Nutflanken (44) nachgeordnet ist.

7. Scheibenfräser nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten-Messerblöcke (48) sowohl nach radial auswärts von den Stirnseiten des Eotationskörpers (40) weg gespreizt als auch entgegen der Drehrichtung desselben nach einwärts geneigt befestigt sind (Fig. 8 und 26) „

8. Scheibenfräser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagen (80 bzw. 133) für die Messerblöcke (45 bis 47 bzw. 48) jeweils an in Taschen (79 bzw. 1 129) des Eotationskörpers (40) einsetzbaren und über Schrauben (84 bzw. 131) diagonal in die in Drehrichtung des Eotationskörpers nintere Ecken der Taschen verspannbaren Kassetten (75 bis 77 bzw. 128) vorgesehen sind.

ο Scheibenfräser nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kassetten (75( bis 77_ mit über die Auflagen (80)

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radial vorstehenden Bückenflächen (86, 99, 100) sowie mindestens je einer darüber hinausragenden Seitenflanke (93, 101, 103) zur Abstützung "bzw.. Ausrichtung eines Messerblockes (45 bis 47) versehen sind, und daß die Gewindebohrungen (89, 94, 95) zur Befestigung der Messerblöcke (45 bis 47) mittels der Schrauben (87, 96, 97) in der Auflagefläche (80) gegen die Eückenfläche und/oder gegen die Seitenflanken hin geneigt verlaufen.

10ο Scheibenfräser nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (79, 129) des Rotationskörpers (40) mit im wesentlichen radialen Hüten (83) versehen sind, in denen die Kassetten (75 bis 77 und 128) mittels rückseitig angeformter Leisten (81, 130) formschlüssig ausgerichtet sind,

11. Scheibenfräser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten-Messerblöcke (48) paarweise an sich gegenüber liegenden Seiten einer Kassette 128) angeordnet sind, axial einwärts auf einer Auflage (133) der- * selben ruhen sowie radial durch eine Bückenfläche (134) und entgegengesetzt der Drehrichtung über eine Seitenflanke (135) derselben abgestützt sind.

12. Scheibenfräser nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß Kassetten (128) mit Seiten-Messerblöcken (48) in gleichmäßigen Winkelabständen um den Umfang des Eotationskörpers (40) angeordnet sind und jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden Sätzen von Seiten-Messerblöcken (48) mehrere, z. B. drei, Sätze von Umfangs-

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LIe s s er blöcken (45 bis 47) über Kassetten (75 bis 77) gehalten sind (Fig. 2 und 3).

13. Scheibenfräser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekenn, zeich n-et, daß wenigstens einige Sätze von Seiten-Messerblocken (48) an ihren etwa in der Rotationsebene liegenden Seitenflächen eine durch einander abwechselnde, parallele Rippen (60) und Nuten (61) bestimmte Profilierung haben, die sich zur Bildung unterbrochener Schnittkanten (51) von den Endflächen (54) aus jeweils etwa tangential zu Rotationskreisen des Scheibenfräsers (35) über die ganze Länge der L-Iesse-rblocke (48) erstreckt, während radiale Schnittkanten anderer Sätze von Seiten-I.Iesserblocken (48) ununterbrochen gerade durchlaufen.

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