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Schneidwerkzeughalter Die Erfindung bezieht sich auf Sohneidwerkzeughalter
für Wendeschneidplatten voræugsweise für das Schneiden von Metall und betrifft insbesondere
einen Werkzeughalter zur Aufnahme von ein mittiges Loch aufweisenden Wendeschneidplatten
insbesondere aus Hartmetall in einer Ausnehmung an seinem einen Ende, gegen deren
eine Hinterfläche die Wendeschneidplatte verspannt wird.
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Es sind an sich Dreh- und ähnliche Werkzeuge bekannt, bei denen ein
vierkantiges, dreieckiges, rundes oder mit anderer Kontur
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plättchenförmiges Schneidwerkzeug um seine Achse drehbar am Ende eines Werkzeughalters
montiert wird, so daß die einzelnen Schneidkanten des Werkzeugs nacheinander durch
Drehen in Arbeitsstellung gebracht werden.
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Bei Wendeschneidpiatten, welche in der Mitte mit einem Loch versehen
sind, geschieht das Festklemmen der Wendeschneidplatte in der entsprechenden Aufnahme
des Werkzeughaltors mittels verschiedenartiger Stiftes ITebel od~r Pratzen, in jedem
Falle aber durch ein Drehmoment, welches im Zuge der Festspannbewegung um die Achse
des Wendeplattenloches herum wirkt. Durch die bei den bekannten Werkzeughaltern
vorgesehenen Spannelemente in Form von Hebeln oder dergleichen wird eine Spannbewegung
etwa nach Art einer Schwinge auf die Wendeschneidplatte aufgebracht, welche einen
verhältnismäßig großen Schwenkweg erfordert und im übrigen den Nachteil mit sich
bringt, ein Verspannen lediglich gegen eine Rinterfläche der Aufnahme des'Werkzeughalters,
d.h. lediglich eindimensional, zu ermöglichen. Dadurch ist erfahrungsgemäß die Sicherheit
und Starrheit des Festklemmens der Wendeschneidplatte ebenso wie die genaue Lage
der Schneidkante derselben nach dem Wenden und Festklemmen beeinträchtigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile
bekannter Werkzeughalter eine Möglichkeit zu schaffen, bei einfacher und wirtschaftlicher
Konstruktion mit minimalem Zeitaufwand für das Wenden und Festklemmen der Wendeschneidplatte
dieser einen sicheren und starren Sitz am Werkzeughalter bei genauer Lage der Schneidkante
nach dem Wenden und Festklemmen zu vermitteln.
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Dies wird nach der Erfindung bei einem Werkzeughalter der eingangs
beschriebenen Art dadurch erreicht, daß die Wendeschneidplatte satt gleichzeitig
zweidimensional gegen die Hinterfläche der Ausnehmung verspannbar ist. Grundsätzlich
kann nach der Erfindung die Wendeschneidplatte durchaus auch
eine
Randkonturierung in Form einer stetigen Kurve, wie beispielsweise Kreisscheibenform,
aufweisen, eine bevorzugte Weiterbildung derErfindung kennzeichnet sich jedoch dadurch,
daß die Ausnehmung im Körper des Werkzeughalters und die Wendeschneidplatte jeweils
entsprechend polygonal ausgebildet sind und daß die Wendeschneidplatte satt gegen
gleichzeitig zwei Hinterflächen der Ausnehmung verspannbar ist.
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Ein die Erfindung in nicht naheliegender Weise fortbildender weiterer
Erfindungsgedanke kennzeichnet sich dadurch, daß die Wendeschneidplatte durch einen
Spannstift in der ausnehmung haltbar ist, dessen Längsachse bei in ihrer Richtung
erfolgender Spannbewegung desselben relativ zu mindestens einer der Rinterflächen
der Ausnehmung winkelverschwenkbar ist. Dadurch werden nämlich mit einfachsten Mitteln
die verschiedenen Nachteile von Werkzeughaltern nach dem Stande der Technik gleichzeitig
ausgeschaltet, indem die Erfindung erstmalig erkannt hat, daß diese durch die Art
der Spannbewegung der Spannelemente der bekannten Werkzeughalter nach Art etwa einer
Kurbelschwinge bedingt werden, bei welcher ein gleichzeitiges Verspannen gegen mehr
als eine Fläche nie mit Sicherheit zu gewährleisten ist. Im Gegensatz hierzu geht
die Erfindung den neuartigen Weg, praktisch die Achse des Spannstiftes im Zuge der
Spannbewegung in ihrer Lage zu kippen, wobei diese Achse einen solchen Freiheitsgrad
hat, daß sich ihr räumlicher Kippwinkel von selbst so einstellen kann, daß die Platte
zwangsweise gegen zwei Rinterflächen der Ausnehmung des Werkzeughalters verspannt
wird.
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Da hierfür bereits sehr geringe Auslenkungen der Spannstiftlängsachse
genügen, ist auch die für das Festklemmen#und damit auch die für den gesamten Wendevorgang
erforderliche Zeit sehr gering.
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Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken
kennzeichnet sich dadurch, daß der Körper des Werkzeughalters
einen
bezüglich der Längsachse des Durchgangsloches in der Wendeschneidplatte exzentrischen
Innenkonus aufweist, an welchem ein Spannstift im Zuge seiner Spannbewegung zum
Auflaufen bringbar ist. Dabei kann mit Vorzug der Spannstift ein mit dem Innenkonus
des Körpers des Werkzeughalters in Wirkverbindung bringbares konisches Auflaufende
aufweisen.
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In weiterer nicht naheliegender Sortbildllng der Erfindung kann die
Spannbewegung des Spannstiftes durch Wirkeingriff eines Schraubgewindes zwischen
Spannstift und Körper des Werkzeughalters erzielbar sein. Dabei kann gemäß weiterer
erfinderischer Fortbildung die Relativverschwenkung des Spannstiftes dadurch als
Kippbewegung desselben nach Art eines Dreipunkthebels fixiert sein, daß im Gewinde
für die axiale Spannbewegung des Spannstiftes eine Balligkeit zur Festlegung des
Schwenkpunktes in dem Gewindebereich vorgesehen ist.
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Eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung ergibt sich
ferner gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung dadurch, daß der Innenkonus
im Körper des Werkzeughalters durch Einbringen zweier exzentrisch gegeneinander
versetzter und an ihrem Innenende jeweils konisch angesenkter sich teilweise überschneidender
Sac3döcher gebildet ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung macht von einem weiteren
Erfindungsgedanken zweckmäßigen Gebrauch. Dieser kennzeichnet sich dadurch, daß
die Wendeschneidplatte mit einem ihre Schneidkante auf den Körper des Werkzeughalters
zu drücken trachtenden Moment mit diesem verspannbar ist. Dabei kann mit Vorzug
die Ausnehmung des Werkzeughalters Aufiaufkanten aufweisen, welche höher liegen
als der Berührungspunkt von Spannstift und mittigem Loch in der Wendeschneidplatte.
Ferner können zweckmäßigerweise die Auflaufkanten der Ausnehmung durch eine in Richtung
von deren Tiefe zunehmende Unterschneidung von deren
Hinterflächen
gebildet sein. Durch diesen Erfindungsgedanken mit seinen zweckmäßigen Weiterbildungen
wird ein besonders satter und sicherer Klemmsitz der Wendeschneidplatte in der Ausnehmung
des Werkzeughalters bewirkt, und zwar gleichfalls zweidimensional, d.h. gleichzeitig
gegenüber zwei i#£nterkanten der Ausnehmung.
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Mit Vorzug kann die Wendeschneidplatte eine positive Wenden schneidplatte
sein.
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Weiterhin kann zweckmäßigerweise die Wendeplatte gegenüber dem Körper
des Werkzeughalters durch eine Unterlagplatte abgestützt sein. Eine wesentliche
Erleichterung des Umspannens der Wendeschneidplatte wird durch eine erfinderische
Weiterbildung erreicht, gemäß welcher die Unterlagplatte während der Veränderung
der Stellung der Wendeschneidplatte relativ zum Werkzeughalter oder deren Auswechselns
durch einen Kragen bzw.
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Flansch am Spannstift in vorbestimmter Zuordnung zum Werkzeughalter
haltbar ist.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels,
welches in den Zeichnungen dargestellt ist, rein beispielsweise näher erläutert.
Dabei zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Werkzeughalter mit eingeklemmt
er queadratischer Wendeschneidplatte, Fig. 2 die Bestandteile des Werkzeughalters
gem. Fig. 1 in auseinandergezogener Darstellung, und zwar Werkzeughalterkörper,
Unterlagplatte, Spannstift und Wendeschneidplatte, Fig. 3 einen Teilschnitt durch
den Sitz im Werkzeughalterkörper und durch die Bohrung sowie den zugehörigen Stift,
Fig.
4 in schematischer vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch den Werkzeughalter
gem.
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Fig. 1 mit loser, zum Wenden bereiter Wendeschneidplatte nach erfolgtem
Linksdrehen des Spannstiftes, Fig. 5 in der Fig. 4 entsprechender Darstellung einen
Schnitt durch den Werkzeughalter in eines Zustand, in welchem die Wendeschneidplatte
nach erfolgtem Rechtsdrehen des Spannstiftes festgeklemmt ist, und Fig. 6 eine Draufsicht
auf die Ausnehmung im Werkzeughalter mit dem Loch für den Spann - bzw.
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Klemmstift.
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Wie Fig. 2 besonders gut zu erkennen gibt, ist der Körper 1 des Werkzeughalters
mit einer Ausnehmung 2 versehen, welche zur Aufnahme der Unterlagplatte 3 und der
Wendeschneidplatte 4 dient. Ein besonders in Fig. 4 und 5 gut erkennbares Loch 5
verläuft senkrecht zur Grundfläche 6 der Ausnehmung 2 konzentrisch mit deren Mittelpunkt.
Das Loch 5 weist ein Gewinde 7 und einen Innenkonus 8 auf, wie besonders deutlich
in Fig. 3, 4 und 5 gezeigt.
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Ein zweites Loch 9, welches vorzugsweise von unten gebohrt ist, endet
im konischen Teil 8 des Loches 5. Das Loch 9 verläuft parallel zum Loch 5, ist aber
im Vergleich zu diesem etwas nach vorn in Richtung der Ecke 10 verschoben, wie beispielsweise
aus Fig. 2 und 6 zu entnehmen. Damit ist aber der Innenkonus 8, wie auch in Fig.
3 und 6 dargestellt, nur teilweise vorhanden, und zwar mit Vorzug auf etwa einem
Viertel des Umfangs.
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Gem. Fig. 3 ist ein Stift 11 mit einem Gewinde 12 vorgesehen, welches
dem Gewinde 7-im Körper 1 entspricht. Dieses Gewinde 12 ist mit einer Balligkeit
versehen, damit dem Stift 11 nach seinem Einschrauben in das Loch 5 ein gewisses
Schwenken in diesem ermöglicht wird, mittels dessen sich die Längsachse a dies es
Spann- bzw. Klemmstiftes 11 selbsttätig entsprechend der Geometrie der Hinterflächen
der Ausnehmung 2 im Werkzeughalterkörper 1 so ausrichtet, daß die Wendeschneidplatte
4 stets an zwei Hinterflächen zur kraftschlüssigen Anlage kommt. Das untere Ende
des Stiftes 11 ist mit einem Konus 13 versehen. Ein Ansatz 14, der in eine Ausnehmung
15 der Unterlagplatte 3 paßt, wie am besten aus Fig. 2 bzw. 4 und 5 ersichtlich,
hat den Zweck, die Unterlagplatte während des Auswechselns der Wendeplatte festzuhalten.
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Der obere Teil 16 des Stiftes 11 paßt in das Loch 20 der Wendeplatte
4, wie deutlich in Sig. 4 und 5 dargestellt, und ist so ausgebildet, daß er auf
die Innenfläche der Wendeschneidplatte einen etwa punktförmigen Druck ausübt.
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Am oberen und am unteren Ende des Stiftes 11 ist je ein Innensechskant
17 vorgesehen, in welchen ein entsprechender #etätigungs schlüssel gesteckt werden
kann.
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Der Stift 11 wird durch die Unterlagplatte 3 hindurchgreifend im
Gewinde des Loches 5 vorerst leicht eingeschraubt. Dabei kommt der Konus 13 des
Stiftes 11 noch nicht mit dem Innenkonus 8 in Beruhrung, wie in Fig. 4 dargestellt.
Die Wendeschneidplatte 4 wird auf das obere Ende 16 des Stiftes aufgelegt, wobei
zwischen der Wendeschneidplatte und der Sihenfläche des Sitzes ein Spiel 18 verbleibt.
Nun wird mit Hilfe eines Schlüssels, der in den oberen oder in den unteren Innensechskant
17 hineingesteckt wird, der Spann- bzw. Klemmstift 11 durch Rechtsdrehen in den
Körper 1 hineingeschraubt. Dabei läuft der Konus 13 des Stiftes 11, wie aus Fig.
5 deutlich erkennbar, auf- den Innenkonus
8 im Körper 1 auf, was
zu einer leichten Verschwenkung der Längsachse a des Spann- bzw. Klemmstiftes 11
führt. Dabei verschrägt sich der Stift 11 als Ganzes etwa um die Mitte des Gewindes
12, und zwar in Folge der Balligkeit desselben, so daß der obere Teil 16 des Stiftes
11 die Wendeschneidplatte 4 gegen die Anlagekanten 19 des Sitzes 2 preßt und damit
die Wendeschneidplatte 4 festklemmt.
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Der Reibungskontakt zwischen dem Oberteil 16 des Stiftes 11 und der
Innenfläche der nicht näher bezeichneten mittigen Ausnehmung der Wendeschneidplatte
4 sowie auch zwischen dem konischen Ende 13 des Stiftes 11 und dem Innenkonus 8
des Werkzeughalter körpers 1 sichert das Aufnehmen auch schwerer Schnittkräfte,
ohne daß die sichere Klemmverbindung der Wendeschneidplatte 4 mit dem Werkzeughalterkörper
längs der Kanten 19 gefährdet wäre, und zwar dies selbst dann, wenn starke Vibrationen
vorkommen.
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Um das richtige Aufliegen der Wendeschneidplatte auf der Aufliegefläche
des Sitzes bzw. auf der Unterlagplatte 3 zu gewährleisten, sind die Seitenflächen
des Sitzes bzw. der Ausnehmung im Halter, also die Hinterflächen der Ausnehmung
2, so ausgebildet, daß der Kontakt zwischen der Wendeschneidplatte 4 und diesen
Seitenflächen höher liegt als der Kontakt zwischen dem Stiftkopf und der Innenfläche
der nicht näher bezeichneten Ausnehmung der Wendeplatte. Durch das Auflaufen des
konischen Endes 13 des Spannstiftes 11 auf den Innenkonus 8, welches die Verschwenkbewegung
des Spannstiftes 11 um etwa die Mitte des balligen Gewindes 12 herum bewirkt, und
das dadurch hbrvorgerufene Andrücken des Druckkragens des Oberteils 16 des Stiftes
11 an der Innenwandung der Ausnehmung in der Wendeschneidplatte 4 im Verein mit
der Tatsache, daß dieser letztgenannte Druckkontakt tiefer stattfindet als das Andrücken
der Wendeschneidplatte 4 an den Äuflaufkanten 19 der Ausnehmung 2, welche im übrigen
durch entsprechende Hinterschneidungen der
Ausnehmung 2 in Richtung
von deren Tiefe erzeugt sind, wie das besonders gut aus Fig. 4 und 5 zu entnehmen
ist, erhält der Spannstift 11 die Wirkung eines Dreipunkthebels. In Fig. 4 und 5
sind durch Pfeile die Drehbewegungen für Lösen bzw. Spannen der Klemmverbindung
und in Fig. 5 zusätzlich durch weitere Pfeile die auftretenden Druckkräfte und die
durch diese erzeugten Momente dargestellt. Es ist erkennbar, daß beim Festklemmen
ein Moment entsteht, welches das Abheben der Wendeschneidplatte 4 verhindert.
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Außerdem ist zweckmäßigerweise der Sitz der Wendeschneidplatte in
seiner Tiefe so ausgeführt, daß die emporragenden Kanten des Werkzeughalterkörpers
die Schneiden der Wendeplatten gegen etwaige Beschädigungen beispielsweise durch
Späne schützen.
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Es ist erkennbar, daß durch die Erfindung nicht nur eine besonders
sichere Klemmverbindung für die Wendeschneidplatte zum Werkzeughalterkörper hin
erreicht wird, welche auch großen Beanspruchungen durch erhebliche Schneidkräfte
selbst bei starken Vibrationen standhält und dadurch eine vergleichsweise erhöhte
Arbeitsgüte gewährleistet, sondern daß darüberhinaus auch bei der Erfindung die
für das Umspannen bzw. Wenden der Wendeschneidplatte erforderliche Zeit erheblich
verkürzt und damit in der Produktion mit dem ~erfindungsgemäßen Werkzeughalter erhebliche
Einsparungen an Totzeit erreicht werden können, da bereits eine leichte Rückdrehung
des Spannstiftes die Wendeschneidplatte für das Wenden in ausreichendem Maße freigibt.
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Es ist zu bemerken, daß die Zeichnungen lediglich eine der Konstruktionsmöglicbkeiten
darstellen und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, daß dem Fachmann vielmehr
vielfältige Möglichkeiten zur Verfügung stehen, die Erfindung durch andere Kombination
ihrer Merkmale oder deren Austausch gegen gleichwirkende Mittel an die jeweiligen
konstruktiven Gegebenheiten und/oder
die jeweiligen Forderungen
des einzelnen Sinsatzfalles anzupassen, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu
verlassen. Insbesondere kann der Werkzeughalter nach der Erfindung auch für dreieckige,
runde oder andere Formen von Wendeschneidplatten, die in der spanenden Bearbeitung
üblich sind, ausgebildet sein.