DE2452099B2

DE2452099B2 - Spannbolzen für ein Schneidwerkzeug der spanabhebenden Bearbeitung

Info

Publication number: DE2452099B2
Application number: DE19742452099
Authority: DE
Inventors: Karl 8500 Nuernberg Hertel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-11-02
Filing date: 1974-11-02
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE2452099A1

Description

sehen Futters eines Werkzeughalter angeordneten Werkzeugträger bekannt, die an der Innenwandung des Futters anliegenden tragenden Flächen des Werkzeugträgers lediglich als Teile eines Kreiszylinders auszubilden, dessen Druchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser der zylindrischen Bohrung, so daß der Werkzeugträger nur in einigen Bereichen seines Umfanges an der Innenwand des Futters anliegt. Dieser Konstruktion liegen jedoch Überlegungen zugrunde, die beim Erfindungsgegenstand keine Bedeutung haben (DT-AS 11 36 186).

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei dem eingangs genannten Spannbolzen mit zunehmender, an sich wünschenswerter Vergrößerung der in Vergrößerung der in parallel zur seitlichen Halteranlagefläche verlaufender Richtung weisenden Spanndruckkomponente bein einer Konstruktion der eingangs genannten Art der Spannbolzenquerschnitt und damit dessen Festigkeit zunehmend geschwächt und das zu seiner Herstellung aus einem in der Regel zylindrischen Rohling erforderliche Bespannungsvolumen zunehmend vergrößert werden. Es muß hierbei berücksichtigt werden, daß der Lochdurchmesser von Lochwendeplatten eine nicht vergrößerbare Größe aufweist. Der Spannbolzen muß daher mit dem vom Lochquerschnitt 2*5 der Lochwendeplatte vorgegebenen Querschnitt auskommen und in den Grenzen dieses Querschnittes eine optimale Biegefestigkeit aufweisen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einem Spannbolzen der eingangs genannten Art bei vergrößerten Spanndruckkomponenten auch in parallel zu den seitlichen Halteranlageflächen verlaufender Richtung gleichzeitig eine hohe Biegefestigkeit zu vermitteln. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 beschrieben. Hierdurch kann der Spannbolzen zu einem v> Arbeitsgang z.B. mittels eines Schabestempels aus einem Rohling hergestellt werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Spannbolzenmantelteils zwischen den Vorsprüngen weist die Merkmale des Kennzeichens des Patentan-Spruches 2 vorzugsweise mit denen des Patentanspruches 3 auf, um den zur Verfügung stehenden Lochinnenraum weitgehend für die Erhöhung der Festigkeit des Spannbolzens zu nutzen. Um die Vorsprünge besonders verformungs- und damit schwingungssicher auszubilden, wird eine Formgebung mit den Merkmalen des Patentanspruches 4 als vorteilhaft angesehen.

Der Übergang zwischen den Anlagebereichen und dem dazwischenliegenden Spannbolzenmantelteil soll so ausgerundet sein, um auch hier eine optimale Festigkeit zu gewährleisten und vor allen Dingen das Auftreten von Kerbkräften zu vermeiden.

Die weiteren Überlegungen gehen davon aus, daß auch ein Spannbolzen wegen der von ihm zu übertragenden hohen Spanndrücke einem bestimmten Verschleiß unterliegt. Ein solcher Verschleiß ist höher, wenn eine linien- oder sogar nur eine punktförmige Übertragung des Spanndruckes vorliegen. Weist ein Spannbolzen einen gewissen Verschleiß auf, so wird er in der Regel ausgewechselt Durch die Erfindung wird nun vorgeschlagen, den Spannbolzenmantel rundum mit mehreren Spannstellungsmöglichkeiten zu versehen, um die gesamte Standzeit des Spannbolzens möglichst zu verlängern. Eine spezielle Ausführungsform ist in Anspruch 6 niedergelegt. Diese Ausführungsform trägt dem Umstand Rechnung, daß bisweilen nur einer von beiden Vorsprüngen beachtliche Verschleißerscheinungen aufweist. In einem solcher. Falle sind dann insbesondere noch zwei weitere Reserveverstellungen für den Spannbolzen vorhanden. Eine besondere Ausführungsform des vorgenannten Gedankens ist in Patentanspruch 7 niedergelegt. Hier stehen jeweils zwei völlig neue Anlagevorsprünge in Reserve. Der Verschleiß der ursprünglichen Anlagevorsprünge beeinträchtigt die Gesamtbiegefestigkeit des Spannbolzens nicht, wenn die Reserve-Anlagevorsprünge in Spannstellung überführt werden.

Die Anlagevorsprünge nach der Erfindung stehen über die dazwischenliegenden Spannbolzenmantelteile nach Art von Verstärkungsrippen vor, wodurch die gesamte Biegefestigkeit des Spannbolzens mit kreisrundem Querschnitt sogar größerer Querschnittsfläche noch erhöht wird.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Prinzip der Konstruktion nach dem Stand der Technik in Draufsicht auf die Deckfläche einer dreieckigen Lochwendeplatte,

F i g. 2 eine Draufsicht analog F i g. 1 auf eine Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig.3 eine Draufsicht analog Fig.2 auf eine modifizierte Ausführungsform,

F i g. 4 eine Draufsicht analog F i g. 2 und 3 auf die Stirnfläche einer modifizierten Ausführungsform eines Spannbolzens.

In den Ausfühningsbeispielen gemäß F i g. 1 bis 3 sind jeweils dreieckige Lochwendeplatten dargestellt. Die nachstehend erläuterten Verhältnisse treffen jedoch in gleicher Weise für viereckige oder andere Lochwendeplatten zu.

Die einzige seitliche Halteranlagefiäche ist übereinstimmend in den Ausführungsbeispielen mit 1 bezeichnet. Der Spannbolzen 2 der bekannten Konstruktion weist die Querschnittsform eines Kreises mit einer Sekante 3 auf, die planparallel zur seitlichen Halteranlagefiäche 1 verlaufend ausgerichtet ist und deren Abstand 4 von der Spannbolzen-Mittellängsachse 5 kleiner ist als der Radius 6 des übrigen Kreisquerschnittes des Spannbolzenmanteils. Es werden dadurch die beiden Vorsprünge 7, 8 in Form eines scharfkantigen Grates gebildet, die parallel zur Mittellängsachse 5 des Spannbolzens verlaufen. Der vom Spannbolzen 2 ausgehende oder gegen die Spannbolzen 2 gerichtete Spanndruck hat ursprünglich eine in Pfeilrichtung 9 lotrecht zur Halteranlagefläche 1 wirksame Resultierende. Diese Resultierende 9 wird durch die beiden Vorsprünge 7, 8 in zwei Teil-Resultierende aufgeteilt, von denen nur eine, nämlich die Teil-Resultierende 10 dargestellt ist. Die Teil-Resultierende 10 steht in einem spitzen Winkel 11 zur Halterseitenfläche 1. Die lotrecht zur Halterseitenfläche 1 wirksame Komponente ist mit 12, die parallel dazu wirksame Komponente mit 13 bezeichnet.

Ein Blick auf die entsprechenden Verhältnisse in F i g. 2 und 3 zeigt, daß mit zunehmenden Auseinanderrücken der Vorsprünge 7, 8 bzw. mit zunehmenden Spreizwinkel zwischen den Anlagebereichen die parallel zur seitlichen Halteranlagefläche 1 wirksame Spanndruckkomponente immer größer und damit günstiger wird.

Der Schneidkörper 14 ist mit einem im wesentlichen zylindrischen Loch 15 versehen, welches lotrecht zur Schneidkörperdeckfläche verläuft Der Spannbolzen 17 ist mit drei Vorsprängen 18 bis 20 versehen, die in

Mantelumfangsrichtung um jeweils 120° gegeneinander versetzt sind. Die Vorsprünge 18—20 weisen die Form eines rippenartigen, über den übrigen Mantelbereich hinausstehenden Vorsprunges mit einem gewölbten, insbesondere kreisbogenähnlichen Oberflächenquerschnitt auf. Der zwischen den Vorsprüngen liegende Spannbolzenmantel 21—23 steht — soweit zwischen den beiden in Betriebsstellung befindlichen Anlagebereichen liegend — in Richtung auf die Halteranlagefläche 1 um das Maß 24 über die imaginäre Verbindungsebene 25 zwischen den Vorsprüngen 18, 19 hinaus. Der Maximalabstand 26 des Spannbolzenmantelteils 21 zur Lochachse ist jedoch kleiner als der Abstand 28 der Vorsprünge zur Spannbolzenmittellängsachse 5. Der Spannbolzenmantelteil 21 zwischen den Vorsprüngen 18,19 weist einen gewölbten, insbesondere kreisbogenähnlichen Oberflächenquerschnitt auf, wobei der Radius 29 des Kreisquerschnittes nur geringfügig kleiner ist als der halbe Lochdurchmesser der Wendeplatte. Der Übergangsbereich 30 zwischen Spannbolzenmantelteilen 21—23 und den Vorsprüngen 18—20 ist in Form einer konkaven Ausrundung ausgeführt.

Der Spannbolzen 17 weist drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Vorsprünge 18—20 auf. Bei dem Spannbolzen 31 gemäß F i g. 3 sind die Vorsprünge 32,

ίο 33 noch weiter auseinandergerückt. Hier sind keine Reserve-Vorsprünge vorgesehen. Bei dem Spannbolzen gemäß F i g. 4 weist der Spannbolzen eine symmetrische Querschnittsform mit einer durch die Spannbolzenachse 5 etwa parallel zur seitlichen Halteranlagefläche 1

ι ^r> verlaufenden Symmetrieebene 34 auf.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

PatentansDrüche· '^m Q^uerschⁿ'^tl kreisrunder Spannbolzen zur Spannung

^p ' derartiger Schneidkörper nur gegen eine seitliche

1. Spannbolzen für ein Schneidwerkzeug der Anlagefläche liegt der Spannbolzen ebenfalls linienförspanabhebenden Bearbeitung zum Spannen einer mig, oftmals auch nur punktförmig am Mantel des mit einem im wesentlichen zylindrischen Loch 5 Schneidkörperloches an. Der Anlagebereich des Spannversehenen Lochwendeplatte gegen eine seitliche bslzens ist der Teil des Lochmantels, der der seitlichen Halteranlagefläche, wobei der Spannbolzenmantel Anlagefläche am Halter am nächsten steht. In einem im Beaufschlagungsbereich des Loches mit zwei solchen Fall ist der parallel zur seitlichen Halteranlagenebeneinanderliegenden, sich axial erstreckenden fläche wirksame Spanndruck wesentlich niedriger als rippenartigen Vorsprüngen zur Übertragung des io der lotrecht zur seitlichen Halteranlagefläche wirksame, Spanndruckes auf den Lochmantel versehen ist, vom Spannbolzen direkt ausgeübte Spanndruck. Dieser dadurch gekennzeichnet, daß der zwi- in Längsrichtung der seitlichen Halteranlagefläche sehen den Vorsprangen (18—20, 32, 33) liegende wirksame Spanndruck entspricht dem lotrecht dazu Spannbolzenmantelteil (21 —23) in Richtung auf die wirksamen, ursprünglichen Spanndruck multipliziert mit Halteranlagefläche (1) über die imaginäre Verbin- π dem Reibungskoeffizienten, wodurch die Differenz dungsebene zwischen den Anlagebereichen hinaus- zwischen den in den beiden genannten, lotrecht steht, jedoch sein Maximalabstand (26) zur Lochach- zueinanderstehenden Richtungen wirksamen Spannse (S) kleiner ist als der Abstand (28) der Vorsprünge druckkomponenten besonders deutlich wird.

zur Lochachse. Der Spannbolzen der eingangs genannten Art enthält

2. Spannbolzen nach Anspruch 1, dadurch 20 gedanklich den Vorschlag, an Stelle des vorstehend gekennzeichnet, daß der Spannbolzenmantelteil erwähnten einen Anlagebereiches zwei nebeneinander-(21—23) einen gewölbten, insbesondere kreisbogen- liegende Anlagebereiche für den Spannboizen vorzuseähnlichen Oberflächenquerschnitt aufweist. hen. Dadurch wird die Resultierende des Spanndruckes

3. Spannbolzen nach Anspruch 2, dadurch nicht lotrecht in die seitliche Halteranlagefläche gekennzeichnet, daß der Radius des Querschnitt- 25 eingeleitet, sondern in zwei Teil-Resultierende aufgekreisbogens etwas kleiner ist als der Lochradius. teilt, die jeweils zur einen und zur anderen Seite hin in

4. Spannbolzen nach einem oder mehreren der einem spitzen Winkel in die seitliche Halteranlagefläche vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- münden. Auf diese Weise hat jede Teil-Resultierende net, daß der rippenartige Vorsprung (18—20,32,33) eine lotrecht und eine parallel zur seitlichen Halteranla-

j einen gewölbten, insbesondere kreisbogenähnlichen jo gefläche verlaufende Druckkomponente, wobei die

: Oberflächenquerschnitt aufweist. parallel zur seitlichen Halteranlagefläche verlaufenden

5. Spannbolzen nach einem oder mehreren der Komponenten beider Teil-Resultierenden einander

Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der entgegengerichtet sind. Hierdurch wird der Spanndruck

Übergang zwischen den Vorsprüngen (18—20, 32, in Richtung parallel zur seitlichen Halteranlagefläche

33) und dem Spannbolzenmantelteil (21 —23) ausge- 35 und damit die Verschiebesicherheit der Lochwendeplat-

rundetist. te in dieser Richtung wesentlich erhöht. Eine solche

6. Spannbolzen nach einem oder mehreren der Erhöhung der generellen Spannungssicherheit einer vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- Lochwendeplatte kann nur von Vorteil sein, da die net, daß der Spannbolzen (17) mit mehr als zwei, Leistung von Wendeschneidplatten generell entscheiinsbesondere mit drei gleichmäßig über den *o dend von der Sicherheit ihrer Klemmung abhängt.
Spannbolzenmantel verteilt angeordneten Vor- Die erwähnte Aufteilung der Spanndruck-Resultiesprüngen (18—20) versehen ist. renden des Spannbolzens in zwei Teil-Resultierende

7. Spannboizen nach mindestens einem der wird bei dem bekannten Spannbolzen dadurch erreicht, Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine daß der Spannbolzenmantel mit einer ebenen, parallel symmetrische Querschnittsform mit einer in Rieh- 45 zur Spannbolzenachse verlaufenden Abflachung versetung der Spannbolzenachse (5) etwa parallel zur hen ist, die im Querschnitt etwa die Form einer Sekante Halteranlagefläche (1) verlaufenden Symmetrieebe- gegenüber dem sonst kreisbogenförmigen Querschnitt ne(34). des Spannbolzens aufweist, wobei diese Abflachung

parallel zur seitlichen Halteranlagefläche verlaufend

50 ausgerichtet ist. Die Übergangsbereiche bzw. Kanten

zwischen den Abflachungen und dem im Querschnitt wesentlichen kreisrunden Spannbolzenmantel stellen

Die Erfindung betrifft einen Spannbolzen der im die Anlagebereiche zur Übertragung des Spanndruckes

Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher gekennzeich- dar. Je näher die Abflachung zur Mittellängsachse des

neten Art. 55 Spannbolzens steht, desto weiter wandern die Anlage-

Es spielt für die Erfindung keine Rolle, ob der bereiche auseinander und desto größer wird die in

Spanndruck im Bereich des Spannbolzens selbst erzeugt Richtung parallel zur seitlichen Halteranlagefläche

und somit durch den Spannbolzen der Schneidkörper verlaufende Druckkomponente. Vor dieser Tatsache

gegen die Htilteranlagefläche gepreßt wird oder ob geht die Erfindung aus.

umgekehrt der Spannbolzen am Halter feststeht und der &o Ein ähnlich ausgestalteter Spannbolzen (US-PS

Spanndruck ursächlich durch die gespannte Halteranla- 35 45 060) weist die Querschnittsform eines gleichseiti-

gefläche erzeugt wird, indem die Halteranlagefläche gen Dreiecks auf, wobei zwei zueinander benachbarte

den Schneidkörper gegen den Spannbolzen drückt. Eckkanten die Anlagevorsprünge sind. Die Quer-

Drei- oder viereckige Lochwendeplatten werden schnittsform eines gleichseitigen Dreiecks bedeutet

vielfach zu Kopierzwecken in Schneidwerkzeugen &5 indessen eine Schwächung der Biegesteifigkeit des

verwendet, bei denen zur seitlichen Abstützung für die Spannbolzens, die noch größer ist als die beim eingangs

Lochwendeplaitten lediglich eine Halteranlagefläche zur beschriebenen Spannbolzens.
Verfügung steht Bei der Verwendung herkömmlicher, Weiterhin ist es bei einem innerhalb eines zylindri-