DE2823104A1

DE2823104A1 - Dorn fuer einen kreisschneider

Info

Publication number: DE2823104A1
Application number: DE19782823104
Authority: DE
Inventors: Everett Douglas Hougen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-08
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1979-03-22
Also published as: AU517834B2; BE868078A; NL7806021A; ZA782914B; IL54760A0; IL54760A; JPS575645B2; HK24882A; CH624324A5; DE2823104C2; GB1581420A; SE7805922L; BR7803455A; ES470807A1; NO781818L; MX147378A; NZ187475A; IT1105184B; AU3631678A; IT7849982A0

Description

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Dorn für einen Kreisschneider

Die Erfindung betrifft einen Dorn für einen Kreisschneider des Typs, bei dem ein zentraler Führungszapfen vorgesehen ist.

Es ist üblich, bei einem Dorn (Halter) für einen Kreisschneider einen zurückziehbaren, federbelasteten zentralen Führungszapfen vorzusehen, der sich an das Werkstück anlegt, um den Kreisschneider in einer genau konzentrischen Lage relativ zu dem herzustellenden Loch zu halten. Der Führungszapfen ist federbelastet, so dai3 sein vorderes Ende normalerweise zumindest einen kleinen Betrag über das vordere Ende des Kreisschneiders vorsteht, um in eine Körnervertiefung zu greifen, die auf dem Werkstück in der Mitte des zu schneidenden Loches angeordnet ist. Während der Kreisschneider in das Werkstück eindringt, wird die den Führungszapfen abstützende Feder zusammengedrückt, so daß der Führungszapfen relativ zum Kreisschneider und Dorn zurückgezogen werden kann. Wenn die Tiefe des Loches relativ klein ist, wirft ein herkömmlicher Dorn der beschriebenen Art kßine besonderen Schwierigkeiten auf. Beim Schneiden von relativ tiefen Löchern hat jedoch die Verwendung eines Dornes mit einem in herkömmlicher Weise ausgebildeten federbelasteten Führungszapfen schwerwiegende Nachteile.

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Bei dpr herkömmlichen Führungszapfenanordnung muJ beispielsweise der Führungszapfen in der Lage sein, axial in den Kreisschneider und den Dorn um eine Strecke zurückgezogen werden zu kJnnEn, die mindestens geringfügig größer als die Tiefe des im "'erkstück zu schneidenden Loches ist. Dies

verlangt eine Feder mit einer Länge, die im ausgezogenen Zustand der Feder wesentlich größer als die Tiefe des zu schneidenden Loches ist. Dies wiederum bedingt einen unverhältnismäßig langen Darn, um die relativ lange Feder aufnehmen zu können. Außerdem ist offensichtlich, daß die Kraft, die von der Feder auf den Führungszapfen ausgeübt wird, immer größer wird, wenn die Feder zusammengedrückt wird. Bei Herstellen eines tiefen Loches mit einem Kreisschneider, dessen Führungs— zapfen in der herkömmlichen Weise ausgebildet ist, wird somit die Kraft, die für den Vorschub des Kreisschneiders durch das Werkstück hindurch erforderlich ist, extrem groß, wenn die Tiefe des Luches größer wird.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Dorn für einen Kreisschneider geschaffen werden, der diese Schwierigkeiten vermeidet. Die Erfindung ist in Anspruch 1 näher gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfin-dungsgemäßen Dorn ist ein Führungszapfen von solcher Länge vorgesehen, daß er zumindest geringfügig über das vordere Ende des Kreisschneiders vorsteht. Die Feder im

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Darn zum Vorspannen des Führungszapfens in seine vorstenende Stellung hat eine Länge, die groß genug ist, um den Führungszapfen eine relativ kurze Strecke im Kreisschneider zurückzuziehen, d.h., im wesentlichen nur diejenige Strecke, die der Kreisschneider für den Schneidbeginn benötigt, nachdem der Kreisschneider eine flache Ringnut im tterkstück bildet. Der Kreisschneider arbeitetmit der sj gebildeten Nut zusammen, um seine eigene Führungsvvirkung zu erzielen, und die Zentrierung des Führungszapfens ist dann nicht mehr erforderlich. Bei dem erfindungsgemäi3en Darn wird der Führungszapfen im Dorn lediglich durch Reibungskraft gehalten, so daß er vom vorderen Ende des Darnes einfach abgezogen werden kann, nachdem der Schneidvorgang eingeleitet ist, und zwar dadurch, daß der Kreisschneider vom Werkstück einen Betrag zurückgezogen wird, der ausreicht, um den Führungszapfen einfach von Hand aus dem Kreisschneider abziehen zu können, ohne daß hierzu irgendwelche Werkzeuge erforderlich wären.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Dornes und Kreisschneiders kurz vor Beginn des Schneidvorganges im Werk-stück;

Figur 2 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht, bei der

jedoch der Kreisschneider und der Dorn so weit in das Werkstück eingedrungen sind, daß der Kreis-

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schneider eine flache Ringnut im Werkstück bildet;

Figur 3 eine Seitenansicht des Führungszapfens j

Figur 4 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht, die den Kreisschneider und Dorn zeigt, nachdem der Kreisschneider das Werkstück vollständig durchdrungen hat;

Figur 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Figur 1;

Figur G eine fragmentarische Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsfarm der Erfindung.

In Figur 1 ist eine Spindel 10 gezeigt, in der ein Dorn bzw. Halter 12 durch nicht dargestellte Mittel gehalten wird. Der Dorn 12 ist mit einer Durchgangsbohrung 14 versehen, deren unterer Abschnitt zu einer Ausnehmung 16 erweitert ist, um den Schaft 18 eines Kreisschneiders 20 aufnehmen zu können. Der Kreisschneider 20 kann an dem Dorn 12 durch eine Schraube 21 fixiert werden. Das untere Ende des Kreisschneiders 20 ist mit mehreren Schneidzähnen 20 versehen. Die axialen Stirnflächen der Schneidzähne 22 sind vorzugsweise axial

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aufwärts, radial nach innen gerichtet geneigt, wie am besten aus Figur 2 hervorgeht.

Der Schaft 18 des Kreisschneiders 20 ist mit einer axialen Durchgangsbahrung 24 versehen, in der ein Führungszapfen 26 gleitbar angeordnet ist. Der Führungszapfen 26 ist an seinem vorderen Ende mit einer Spitze 28 versehen, so daß er ohne Schwierigkeiten in eine Körnervertiefung 30 greifen kann, die im Werkstück 32 an der Stelle des herzustellenden Loches gebildet ist. Der Führungszapfen 26 hat eine Länge, die vorzugsweise geringfügig größer als die Länge des Kreisschneiders ist. Angrenzend am inneren, das heißt oberen Ende ist der Führungszapfen 20 mit einer Ringnut 34 versehen. Das obere Ende der Ausnehmung 16 des Dorns 12 ist ebenfalls mit einer Nut 36 versehen. Ein aus Federdraht bestehender Haltering 38 sitzt in der Nut 36. Der Haltering 38 erstreckt sich in Umfangsrichtung zumindest ein wenig weiter als 180°, so daß er durch die elastische Wirkung in der Nut 36 sicher gehalten wird. An seinem einem Ende ist der Haltering 38 mit einem sich sekantenförmig erstreckenden Federfinger 40 versehen, der in eine Nut 34 am Führungszapfen 26 greift, wenn die Nut 34 axial zur Nut 36 ausgerichtet ist. Wie in Figur 1 gezeigt, ist die Nut 34 zur Nut 36 dann ausgerichtet, wenn die Spitze 28 des FOhrungszapfens 26 zumindest geringfügig axial über das Führungsende der Schneidzähne 22 vorsteht. Innerhalb des querschnittsverringerten Abschnitts der Bohrung 14 befindet sich eine Druckfeder 42. Das untere Ende der Druckfeder 42

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liegt am oberen Ende des Führungszapfens 26, und zwar bei 44 an, und das obere Ende der Druckfeder 42 liegt an einem Gewindestopfen 46 innerhalb des oberen Endes der Bohrung 14 an.

Um bei der in Figur 1 gezeigten Anordnung den Führungszapfen 26 über die dargestellte Stellung hinaus zurückzuziehen, muß auf den Führungszapfen 26 eine axial nach oben gerichtete Kraft ausgeübt werden, die groß genug ist, um die abwärts gerichtete Kraft, die von der Druckfeder 42 auf den Führungszapfen 26 ausgeübt wird, wie auch die Haltekraft, die von dem Federfinger 40 des Halterings 38 auf den Führungszapfen 26 ausgeübt wird, zu überwinden. Diese Kräfte lassen sich ohne Schwierigkeiten durch entsprechende Auslegungsparameter ändern. Es ist jedoch zu beachten, daß die Reibkraft, die von dem Haltering 38 auf den Führungszapfen 26 ausgeübt wird, groß genug sein sollte, um die Druckfeder 42 daran zu hindern, den Führungszapfen 26 nach unten über die in Figur 1 gezeigte Stellung hinaus vorzustoßen.

Im Betrieb wird der Kreisschneider oberhalb des Werkstpckes, in das das Loch geschnitten werden soll, angeordnet, wobei die Spitze 28 des Führungszapfens 26 zu der Körnervertiefung 30 im Werkstück ausgerichtet wird. Die Spindel 10 wird vorwärts bewegt (d.h. axial nach unten verschoben, wenn sie die in der Zeichnung dargestellte Ausrichtung besitzt), damit die Spitze 28 des Führungszapfens 26 in die Körnervertiefung

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greift. Danach wird auf die Spindel 10 eine abwärts gerichtete Kraft ausgeübt, die groß genug ist, um den Federfinger 40 des Halterings 38 radial außer Eingriff mit der Nut 34 des Führungszapfens 26 zu bewegen. Wenn dies geschieht, legt der Federfinger 40 reibschlüssig an der Au3enfläche des Führungszapfens 26 an, und der Führungszapfen 26 wird durch die Druckfeder 42 nach unten gegen das Werkstück gedrückt. Wenn sich der Kreisschneider in Richtung auf das Werkstück und in das Werkstück hinein vorwärts bewegt, bilden die Schneidzähne 22 eine flache Nut 48 im Werkstück, die konzentrisch zu der Körnervertiefung 30 ist. Nachdem die Nut 48 eine Tiefe erreicht hat, wie sie ungefähr in Figur 2 gezeigt ist, wirkt die Nut 48 mit dem vorderen Ende des Kreisschneiders 20 so zusammen, daß der Kreisschneider 20 sich danach selbst führt. Mit anderen Worten, nachdem der Kreisschneider 20 ungefähr bis zu der in Figur 2 gezeigten Stellung in das Werkstück eingedrungen ist, wird der Führungszapfen 26 nicht mehr zur Zentrierung und Führung benötigt. Nachdem der Kreisschneider 20 bis zu der in Figur 2 gezeigten Stellung in das Werkstück eingedrungen ist, kann somit die Spindel 10 nach oben vom Werlstück weg zurückgezogen werden, und der Führungszapfen 26, der durch die Feder 42 wieder in die in Figur 1 gezeigte Stellung vorgeschoben wird, kann von Hand erfaßt und aus dem Kreisschneider und Dorn entfernt werden.

Genauer gesagt wird die Spindel 10 so weit angehoben, daß der Führungszapfen 26 von Hand van innerhalb des Kreisschneiders

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und Darnes vollständig abgezogen werden kann. Wenn dies geschieht, wird der Federfinger 40 des Halterings 38 vom unteren Ende der Druckfeder 42 erfaßt, und er hält die Druckfeder 42 im Dorn. Nachdem der Führungszapfen 26 aus dem Kreisschneider 20 entfernt worden ist, wird die Spindel 10 wieder nach unten getrieben, damit das vordere Ende des Kreisschneiders die vorher im Werkstück gebildete flache Nut 48 erfaßt. Die auf die Spindel ausgeübte, abwärts gerichtete Kraft wird weiter aufgebracht, während der Kreisschneider umläuft, so daß irgendwann der Kreisschneider das Werkstück vollständig durchdringt; in diesem Zeitpunkt fällt der zylindrische Kern SO einfach aus dem Kreisschneider heraus. Bei der oben beschriebenen Funktionsweise, nach-dem der Führungszapfen entfernt worden ist, ist die auf den Kreisschneider ausgeübte abwärts gerichtete Kraft lediglich die, welche erforderlich ist, um den Kreisschneider das Werkstück durchdringen zu lassen. Nachdem der Führungszapfen 26 aus dem Dorn entfernt worden ist, beeinflußt die Druckfeder 42 offensichtlich nicht mehr die Kraft, die erforderlich ist, um den umlaufenden Kreisschneider das Werkstück durchdringen zu lassen.

Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform erhält man den Reibungseingriff zwischen dem Führungszapfen und dem Dorn mittels eines Gummiringes oder einer anderen elastischen Scheibe bzw. O-Ringes 52 statt eines Halteringes 38 aus Federdraht. Bei dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das untere Ende der Bohrung 14 mit einer schmalenι radial

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nach innen gerichteten Ringschulter 54 versehen, auf der das untere Ende der Druckfeder 42 sitzt. Unterhalb der Ringschulter 54 ist die Bohrung 14 verkleinert, um den Schaft des Führungszapfens 26 im GleitpaiBsitz aufnehmen zu können. Die Ringscheibe 52 ist zwischen dem oberen Ende des Schaftes 18 des Kreisschneiders 20 und dem oberen Ende der Ausnehmung 16 des Dornes 12 angeordnet. Die elastische Ringscheibe 52 besitzt einen Innendurchmesser, der - zumindest im komprimierten Zustand (wie gezeigt) - kleiner als der Durchmesser des Führungszapfens 26 ist, so daß die Ringscheibe 52 die Außenfläche des Führungszapfens reibschlüssig erfassen kann. Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsfarm, wenn der Führungszapfen über das vordere Ende des Kreisschneiders vorsteht (wie in Figur 1 gezeigt), sitzt das untere Ende der Druckfeder 42 auf der Ringschulter 54 auf, und der Führungszapfen 26 wird allein durch den Reibungseingriff mit der Ringscheibe 52 in seiner Stellung gehalten. Wenn der Führungszapfen 26 zurückgezogen wird (wie in Figur 2 gezeigt), liegt das untere Ende der Druckfeder 42 am oberen Ende des Führungszapfens an. Dia Funktion und Betriebsweise der in Figur 6 gezeigten Ausführungsfarm sind im wesentlichen die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 5. Bei beiden Ausführungsbaispielen wird der Führungszapfen 26 innerhalb des Kreisschneiders allein durch Reibkräfte gehalten, d.h. entweder durch den Federfinger 40 oder die Ringscheibe 52. In beiden Fällen ist die Größe der Reibungskräfte relativ gering, derart, daß sie leicht überwunden werden können, indem einfach der

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Führungszapfen erfaßt und von Hand abgezogen v.ird. Die Größe der Kraft, die auf den Führungszapfen ausgeübt wird, wenn sich der Führungszapfen in der ausgefahrenen Stellung (Figur 1) befindet, ist klein. Diase Kraft wird zunehmend größer, wenn sich der Kreisschneider dem Werkstück nähert, um die Spitze des Führungszapfens mit der Körnervertiefung 3G in Eingriff zu halten, so daß der Kreisschneider nicht seitlich wegrutscht, wenn die Schneidzähne die Oberfläche des Werkstücks erfassen.

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Claims

282310A Everett Douglas Hougen G-5072 Corunna Road Flint, Michigan USA M-462B 23. Mai 197ti Patentansprüche

1.)Dorn bzw. Halter für einen Kreisschneider, dadurch gekennzeichnet, da3 an einer drehbaren angetriebenen Spindel (10) ein Schaft des Dornes befestigbar ist, daJ das andere Ende des Dornes (12) zur Aufnahme des Kreisschneiders (20) ausgebildet ist, da3 der Schaft mit einer axial verlaufenden Bohrung (14, 16) versehen ist, die an dem zuletzt genannten Ende des Schaftes offen ist, daß in der Bohrung (14, 16) ein Führungszapfen (26) axial gleitbar ist, der vom offenen Ende der Bohrung (14, 16) her in die Bohrung (14, 16) einsetzbar und aus ihr abziehbar ist, da*3 auf den Führungszapfen (26) eine Federeinrichtung (42) einwirkt, die den Führungszapfen (26) in eine Richtung axial aus der Bohrung (14, 16) heraus in eine Stellung vorspannt, in der das vordere Ende des Führungszapfens (26) sich axial über das vordere Ende des Kreisschneiders (20) hinaus erstreckt, und dai3 von der Federeinrichtung (42) unabhängige Federmittel (38; 52) vorgesehen sind, die am Führungszapfen (26) elastisch angreifen und auf ihn eine radial gerichtete Kraft ausüben, um den Führungszapfen (26) in der Bohrung (14, 16) reibschlüssig zu halten, wobei die elastischen Mittel (38;52)

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die einzigen Vittel sind, die den Führungszapfen (26) in der Bohrung (14, 16) halten.

2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die
elastischen Mittel (36; 52) in der Bohrung (14, 16) angeordnet und so ausgebildet sind, daß sie die Außenfläche des Führungszapfens (2ö) erfassen.

3. Dorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daJ die elastischen Mittel aus einem elastischen Ring (38; 52) bestehen, der in der Bohrung (14, 16) axial festgelegt ist und durch den sich der Führungszapfen (26) erstreckt.

4. Dorn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Ring
(52) aus Gummi besteht (Figur 6).

5. Dorn nach Anspruch 3 ader 4, dadurch gekennzeichnet, da3 der Ring aus einer Gummi-Ringscheibe (52) besteht, die am äui3eren Umfang des Führungszapfens (26) anliegt (Figur 6).

6. Dorn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring
(3B) aus Metall besteht und einen Federfinger (40) aufweist, der radial am Führungszapfen (26) anliegt (Figur 5).

7. Dorn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daB der
Führungszapfen (25) an seinem Außenumfang mit einer Nut (36) versehen ist, in die der Federfinger (40) greift.

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8. Dorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da3 die Bohrung aus mindestens zwei axial aneinander angrenzenden Abschnitten (14, 16) besteht, van denen der am entgegengesetzten Ende des Schaftes angrenzende erste Bohrungsabschnitt (16) einen Durchmesser zur Aufnahme des Schaftes (1θ) des Kreisschneiders (2ü) besitzt und der zweite Bahrungsabschnitt (14) einen kleineren Durchmesser hat, um den Führungszapfen (26) gleitend führen und die Druckfeder (42) aufnehmen zu können.

9. Dorn nach Anspruch ö, dadurch gekennzeichnet, daJ die elastischen Mittel (52) angrenzend an der Schulter angeordnet sind, die die Verbindung zwischen den beiden Bohrungsabschnitten (14,16) darstellt.

10. Dorn nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Schaft (18) des Kreisschneiders (20) in dem zweiten Bohrungsabschnitt (14) mit Paflsitz angeordnet ist, dai3 Haltemittel (21) vorgesehen sind, die den Schaft (18) des Kreisschneiders in dem Bohrungsabschnitt (16) halten, daß der Schaft (18) des Kreisschneiders mit einer axialen Bohrung (24) versehen ist, die konzentrisch zu der Bohrung (14, 16) des Schaftes des Dornes (12) verläuft und eine Verlängerung des zweiten Bohrungsabschnittes (14) im Schaft des Dornes (12) bildet, und daß sich der Führungszapfen (26) axial durch die Bohrung (14) im Schaft (18) des Kreisschneiders erstreckt.

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11. Dorn nach Anspruch JO, dadurch gekennzeichnet, daß die plastischen Mittel (38; 52) in einer der Bohrungen angeordnet sind.

12. Dorn nach Anspruch 1Q ader 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bohrungsabschnitte (14, 1S) durch eine ringförmige Schulter miteinander verbunden sind, daB der Schaft (IB) des Kreisschneiders (20) kurz vor dieser Schulter endet, und da3 die elastischen Mittel (38) in dem Zwischenraum zwischen der Schulter und dem Ende des Schaftes (18) des Kreisschneiders angeordnet sind.

13. Dorn nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da3 derjenige Teil des Führungszapfens (26), der sich durch den Schaft (1ü) des Kreisschneiders erstreckt, einen Durchmesser hat, der mindestens so grcu3 wie der Durchmesser des inneren Endes des Führungszapfens (26) ist.

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