-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein vibrierendes,
spanabhebendes Werkzeug, das so ausgebildet ist, daß mit
diesem ein Werkstück maschinell bearbeitet wird, indem eine
während des Schneidevorgangs erzeugte selbstinduzierte
Vibration vorteilhaft genutzt wird.
-
Ein Maschinenwerkzeug zum Bearbeiten eines Werkstücks mit
einer Schneidemaschine umfaßt eine Drehbank, eine
Leichtbohrmaschine, eine Bohrmaschine, eine Fräsmaschine, eine
Schleifmaschine, eine Hobelmaschine, eine Shapingmaschine,
etc. Es ist bekannt, daß das Übertragen von geeigneten
Vibrationen auf das Schneidewerkzeug während des
Schneidevorganges dazu beiträgt, eine höhere
Schneidegeschwindigkeit, eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit und eine längere
Haltbarkeit des Schneidewerkzeugs zu erhalten. Als
Vibrationsgeneratoren werden z. B. durch einen Oszillator
angeregte Elektrostriktions- oder Magnetostriktions-Vibratoren
verwendet. Andere Vibratortypen, wie z. B. ein
elektromagnetischer, elektrohydraulischer und
mechanisch-hydraulischer Typ, sind ebenfalls bekannt. Solche herkömmlichen
Einrichtungen, um ein Schneidewerkzeug in Vibration zu
versetzen, benötigen komplizierte elektrische Schaltungen oder
eine groß bemessene, komplizierte und kostenaufwendige
Vorrichtung, wie z. B. einen Hydrozylinder.
-
Spanabhebende Werkzeuge mit aktiven Oszillatoren dieses
Typs sind aus DE-A-33 28 886 und US-A-3 056 320 bekannt.
-
Ein Schneidewerkzeug des im Oberbegriff des Anspruchs 1
bestimmten Rotationstyps ist aus US-A-1 334 898 bekannt. In
diesem Schneidewerkzeug des Standes der Technik greifen die
Kugeln in sphärische Ausnehmungen des Schaftes des
Schneidewerkzeuges ein, wobei sich im Fall eines Überlastmomentes
jede Kugel in einer plötzlichen Schnappwirkung aus den
sphärischen Ausnehmungen löst und somit die Funktion einer
Drehmomentbegrenzung liefert. Eine weitere Funktion der
Kugeln ist, eine seitliche Selbstausrichtung der Welle des
Schneidewerkzeuges zuzulassen. Die Kugeln werden jedoch
nicht mikroskopisch kleinen Drehvibrationen der Welle des
Schneidewerkzeugs nachgeben, solange das Drehmoment nicht
das Grenzmoment überschreitet. In einem aus DE-B-18 10 223
bekannten ähnlichen Schneidewerkzeug werden Kugeln, die an
flache tangentiale Oberflächen eines Schaftes eines
Schneidewerkzeuges angreifen, zwischen konischen Laufringen
gehalten, wobei einer dem Laufringe gegen die Kraft einer
Feder axial bewegbar ist. Im Falle eines Überlastmomentes
geben die Kugeln gleichzeitig in radialer Richtung nach,
wobei die Axialfeder zusammengedrückt wird. Infolge des
Eingriffs aller Kugeln zwischen die konischen Laufringe ist
keine Kugel zu einer individuellen Vibration in der Lage.
-
Aufgabe der Erfindung ist, ein vibrierendes, spanabhebendes
Werkzeug zu schaffen, das eine einfache Bauweise aufweist,
und das in der Lage ist, während eines Schneidevorganges
eine Vibration auf das Schneidewerkzeug zu übertragen, um
die Schneidewirkung zu verbessern, ohne daß ein aktiv
angeregter Vibrationsgenerator erforderlich ist. Bei der Lösung
der Aufgabe nutzt die Erfindung das Phänomen, einen in
Abhängigkeit von mikroskopisch kleinen Vibrationen des
Schneidewerkzeugs frei in Vibration versetzbaren
Vibratorkörper in Vibration zu bringen und diese Vibrationen auf
das Schneidewerkzeug zurückzuübertragen.
-
Die Schneidewerkzeuge gemäß der Erfindung, die dieses
Prinzip nutzen, sind in den Ansprüchen 1 und 2 beschrieben.
-
Das Schneidewerkzeug gemäß Anspruch 1 kann ein Bohrer, ein
Fräswerkzeug, ein Fingerfräser oder ein Schleifstein sein,
das mit einer Leichtbohrmaschine, Bohrmaschine,
Fräsmaschine, Schleifmaschine, Hobelmaschine, etc. verwendet
wird.
-
Das spanabhebende Werkzeug gemäß Anspruch 2 kann mit einer
Drehbank, auf der ein Werkstück drehbar angebracht ist,
einer Hobelmaschine, auf der das Werkstück angebracht ist
und sich in bezug auf das Schneidewerkzeug hin und her
bewegt, und einer Shapingmaschine, auf der das
Schneidewerkzeug angebracht ist und in bezug auf das Werkstück hin
und her bewegt, verwendet werden.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Vibrationen mit
einer geringen Amplitude, die an der Kante des
Schneidewerkzeugs während des Schneidevorganges erzeugt werden, auf
die Vibratoren übertragen, wo die Vibrationen verstärkt
werden. Die verstärkten Vibrationen werden dann auf die
Schneidkante zurückübertragen, wodurch das Schneidvermögen
des Schneidewerkzeugs verbessert wird.
-
In einem spanabhebenden Werkzeug gemäß Anspruch 1 ist die
Antriebswelle, die sich mit dem Werkzeughalter dreht, an
der Mitnehmerspindel eines Maschinenwerkzeugs befestigt.
Die Antriebswelle wird, während sie durch die Drehspindel
gedreht wird, nach vorne geschoben und drückt das an dem
Aufspannschaft des Werkzeugs befestigte Schneidewerkzeug
gegen das zu bearbeitende Werkstück.
-
Die Kante des Schneidewerkzeuges vibriert während des
Schneidevorganges mit kleinen Amplituden. Die
Mikrovibrationen an der Schneidkante setzen sich über die
Abtriebswelle
auf den Vibrator fort. Wenn der Vibrator auf die auf
der Abtriebswelle ausgebildete kegelförmige Oberfläche
stößt, wird dessen Vibration verstärkt und auf die
Schneidkante zurückübertragen, wodurch das Schneidvermögen
verbessert wird.
-
In einem spanabhebenden Werkzeug gemäß Anspruch 2 wird
entweder das Werkstück gedreht oder in gerader Linie bewegt,
so daß die Schneidkante in das Werkstück schneidet, oder
das Schneidewerkzeug wird gedreht oder vorwärts geschoben,
so daß dessen Kante in das stationäre Werkstück
einschneidet.
-
Die an dem Schneidewerkzeug während des Schneidevorganges
erzeugte kleine Amplitude wird auf den Vibrator übertragen,
wobei die Feder ebenfalls in Vibration versetzt wird. Die
Vibration der Feder unterstützt die Verstärkung der
Vibration des Vibrators. Die verstärkte Vibration wird auf das
Schneidewerkzeug zurückübertragen, wenn der Vibrator auf die
Kontaktfläche stößt. Somit werden das Schneidevermögen und
die Schneidegeschwindigkeit verbessert. Es wird auch die
Rauheit der fertiggestellten Oberfläche verringert und die
Maßgenauigkeit vergrößert.
-
Falls das Schneidewerkzeug überlastet ist, aufgrund einer
Abnutzung an dessen Kante, wird die Kupplungseinrichtung
mit einer Drehmomentbegrenzerfunktion ausgelöst, wodurch
der Bruch des Schneidewerkzeugs und ein abnormer
Schneidevorgang verhindert wird. Ebenfalls ist es möglich, gemäß
der Ansprüche 3 und 4, eine Einrichtung zu schaffen, um
einen abnormen Zustand, wie z. B. eine Abnutzung der
Schneidkante, zu detektieren, in dem eine Änderung des
Luftdrucks festgestellt wird, die sich aus der Schwenkung
oder einer anderen Bewegung des Schneidewerkzeugs ergibt.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im
folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
-
Fig. 1-3 eine teilweise längs angeschnittene Seitenansicht
der ersten Ausführungsform des spanabhebenden Werkzeugs
gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
Fig. 4 eine Ansicht auf einen Querschnitt der Linie IV-IV
in Fig. 1;
-
Fig. 5 eine ähnliche Ansicht auf der Linie V-V in Fig. 2;
-
Fig. 6 eine ähnliche Ansicht auf der Linie VI-VI in Fig. 3;
-
Fig. 7 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform im
Längsschnitt;
-
Fig. 8 eine ähnliche Ansicht einer dritten Ausführungsform;
-
Fig. 9 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform;
-
Fig. 10 eine Vorderansicht derselben;
-
Fig. 11 eine Draufsicht derselben;
-
Fig. 12 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform;
und
-
Fig. 13 eine Vorderansicht derselben im Schnitt.
-
Es wird nun auf Fig. 1-6 Bezug genommen, die die erste
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen,
wobei die Bezugszeichen 1 und 2 jeweils eine Antriebswelle
und eine Abtriebswelle bezeichnen. Die Antriebswelle ist an
ihrem hinteren Teil mit einem kegelförmigen Schaft 3
ausgebildet. Ein zylinderförmiger Werkzeughalter 4 ist am
Vorderbereich der Antriebswelle 1 durch einen Gewindeeingriff
befestigt.
-
Die Abtriebswelle 2 ist mit ihrem hinteren Teil drehbar und
hin und her bewegbar in einer Aufnahme 5, mit kleinem
Durchmesser, im vorderen Teil des Werkzeughalters 4
aufgenommen, wobei dessen hinteres Ende 7, mit großem
Durchmesser, lose in einer Bohrung 8 mit großem Durchmesser, die im
hinteren Teil des Werkzeughalters ausgebildet ist,
aufgenommen ist.
-
Die Abtriebswelle 2 ist in deren rückwärtiger Stirnfläche
im Zentrum mit einer Ausnehmung ausgebildet, um einen
Vibrator 10 aufzunehmen, der durch eine in einer in der
vorderen Stirnfläche der Antriebswelle 1 ausgebildeten
zentralen Aufnahme angebrachten Feder 11 vorgespannt ist.
-
Die Abtriebswelle 2 ist zudem an einem in dem Halter 4
aufgenommenen Bereich mit einer Ringnut 12 ausgebildet, deren
Boden 13 als zylinderförmige Begrenzungsfläche koaxial mit
der Abtriebswelle 2 geformt ist. Die rückwärtige Seitenwand
der Ringnut 12 ist eben und wächst bezüglich der Achse der
Abtriebswelle im rechten Winkel, und die vordere Seitenwand
ist als eine sich polygonal verjüngenden Oberfläche 14
ausgebildet.
-
Der Halter 4 ist in dessen Vorderteil mit einer Vielzahl
von radialen Bohrungen 15 ausgebildet. An dem inneren Ende
jeder radialen Bohrung 15 ist eine Vibratorkugel 16 lose in
Kontakt mit der Abtriebswelle 2 angebracht. Der Vibrator 16
wird durch eine Feder 18, deren hinteres Ende durch ein
Stützelement 19 abgestützt wird, vorgespannt.
-
Eine Hülse 21 zum Einstellen des Drehmoments steht mit dem
Halter 4, der ein auf der Außenfläche des Halters 4
ausgebildetes Außengewinde 20 aufweist, in Schraubverbindung, so
daß diese durch Drehung im bezug auf den Halter vor und
zurückbewegbar ist. Die innere Umfangsfläche 22 der
Einstellhülse 21 ist nach vorne weit zulaufend, um die
Stützelemente 19 darauf abzustützen.
-
Im Betrieb ist die Antriebswelle 1 an deren kegelförmigen
Schaft 3 mit einer Spindel einer Werkzeugmaschine
befestigt. Ein Schneidewerkzeug (nicht dargestellt), wie z. B.
ein Bohrer, ist an einem Aufspannbereich 23 am Kopf der
Abtriebswelle 2 fest angebracht. Das Schneidewerkzeug
schneidet in ein Werkstück, wenn die Spindel bei Drehung
vorrückt.
-
Wenn sich das spanabhebende Werkzeug in einer in Fig. 1 und
4 dargestellten Position befindet (in der das
Schneidewerkzeug nicht in Kontakt mit dem Werkstück ist), sind die
Vibratoren 16 in Kontakt mit dem Boden 13 der Ringnut 12,
so daß das Drehmoment der Antriebswelle 1 nicht auf die
Abtriebswelle 2 übertragen wird.
-
Wenn die Antriebswelle 1 sich weiter vorwärts bewegt, bis
das Schneidewerkzeug an das Werkstück stößt, wird die Feder
11 zusammengedrückt, und die Vibratoren 16 laufen auf der
sich verjüngenden Oberfläche 14, wie in Fig. 2 und 5
dargestellt wird. Die Antriebswelle 1 greift so an die
Abtriebswelle 2 an, überträgt deren Drehmoment auf die letztere,
und der Schneidevorgang am Werkstück beginnt.
-
Beim Schneidevorgang an dem Werkstück vibriert das
Schneidewerkzeug mit einer extrem kleinen Amplitude an dessen
Kante. Die Vibrationen an der Schneidkante werden auf die
Abtriebswelle 2 fortgepflanzt. Somit vibrieren die
Vibratoren 10 und 16 im Kontakt mit der Abtriebswelle in axialer
und radialer Richtung, wodurch diese veranlaßt werden,
jeweils gegen den Boden des rückwärtigen Endes der
Abtriebswelle und die sich verjüngende Oberfläche 14 zu
schlagen. Die Vibrationen der Vibratoren werden auf die
Schneidkante zurückübertragen. Somit verbessert sich deren
Schneidevermögen.
-
Falls die Abtriebswelle 2 während des Schneidevorganges aus
irgend einem Grund einem abnormen Drehmoment ausgesetzt
wird, werden die Federn 18 zusammengedrückt, so daß die
Vibratoren 16 über die sich verjüngende Oberfläche 14 auf
dem äußeren Umfang der Abtriebwelle 2 laufen, wodurch die
Abtriebswelle 2 von der Antriebswelle 1 gelöst wird. Somit
wird das Drehmoment der Antriebswelle 1 nicht auf das
spanabhebende Werkzeug übertragen und das Schneidewerkzeug
vor Zerstörung bewahrt.
-
Auch wenn der Vorschub der Antriebswelle zu groß ist,
verglichen mit der Schneidegeschwindigkeit des
Schneidewerkzeugs, schiebt sich die Abtriebswelle 2 in den
Werkzeughalter 4 zurück, bis die Vibratoren 16 auf dem äußeren Umfang
der Abtriebswelle 2 laufen, wie in den Fig. 3 und 6
gezeigt wird. Somit wird die Abtriebswelle von dem
Drehmoment wie auch der axialen Bewegung der Antriebswelle
befreit, wodurch ein Bruch des Schneidewerkzeugs verhindert
wird. Es wird nun verständlich, daß die Anordnung der
vorliegenden Erfindung auch als ein Drehmomentbegrenzer wirkt.
-
Die Einstellhülse 21 für das Drehmoment ist so ausgebildet,
daß sie durch Drehung vor- und zurückbewegt werden kann, um
den auf die Federn 18 über die konisch zulaufende
Oberfläche 22 und die Stützelemente 19 einwirkenden Druck
einzustellen. Somit ist das Drehmoment, das auf die
Abtriebswelle übertragen wird, einstellbar.
-
Falls das Schneidewerkzeug ein Universalbohrer ist, ist es
notwendig, Vibrationen in dessen Axialrichtung wie auch in
der Drehrichtung zu übertragen. Falls das Schneidewerkzeug
zum Bearbeiten eines weichen Materials vorgesehen ist, ist
es nur notwendig, axiale Vibrationen zu erzeugen. Im Falle
eines Fingerfräsers muß das Schneidewerkzeug nur in
Rotationsrichtung vibriert werden.
-
Demgemäß wird vorzugsweise eine geeignete Vorrichtung
geschaffen, um bedarfsweise entweder die Vibratoren, die
axial vibrieren oder diejenigen, die in Rotationsrichtung
vibrieren, abzuschalten.
-
In der ersten Ausführungsform wird das Maschinenwerkzeug
abgeschaltet, nachdem optisch festgestellt worden ist, daß
das Schneidewerkzeug angehalten hat. Falls das
spanabhebende Werkzeug mit einem Detektor für ein abnormes
Drehmoment versehen ist, sollte dieser so ausgebildet sein, ein
Warnsignal zu geben und das Maschinenwerkzeug beim
Detektieren eines abnormen Drehmomentes anzuhalten.
-
In der in Fig. 7 dargestellten zweiten Ausführungsform
weist der Werkzeughalter 4 ein rechtwinkliges Profil auf,
um so auf einem Support einer Drehbank (nicht dargestellt)
befestigt zu werden, und ist in seiner vorderen Oberseite
mit einem Ausschnitt 77, auf dem ein Schneidewerkzeug 17
angebracht ist, ausgebildet.
-
Das Schneidewerkzeug 17 ist an dessen Oberseite mit einer
Nut 78 ausgebildet, die einen halbkreisförmigen Querschnitt
aufweist und sich seitlich quer über dessen mittigen
Bereich erstreckt. Ein Stift 79 ist drehbar in der Nut 78
aufgenommen. Eine Klammer 80 ist mit ihrem rückwärtigen
Bereich an dem Halter 4 mittels eines Bolzens 82 befestigt.
Die obere Hälfte des Stiftes 79 ist in einer Nut 81 mit
halbkreisförmigen Querschnitt aufgenommen, die in der
vorderen Bodenfläche der Klammer 80 ausgebildet ist.
-
Zwischen der Bodenfläche und dem Schneidewerkzeug 17 und
der Oberseite des Halters 4, an dessen vorderem Ende, und
zwischen der Oberseite des Schneidewerkzeugs 17 und der
Bodenfläche der Klammer 80 sind jeweils ein Spalt a und b
ausgebildet. Die Spalte a und b erlauben die vertikale
Schwenkbewegung des Schneidewerkzeugs um den Stift 79. Das
Schneidewerkzeug hat aber in Längs- und Querrichtung kein
Spiel wegen einer Schlichtpassung des Stiftes 79, den Nuten
78 und 81 und dem Widerlager an den Seiten des
Ausschnitts 77.
-
Der Halter 4 ist mit einer Längsbohrung ausgebildet, in
welcher ein längsverschiebbares Federelement 85 angebracht
ist, das in seinem vorderen Ende mit einem Schlitz
vorbestimmter Tiefe ausgebildet ist. Der über dem Schlitz
befindliche Abschnitt dient als eine Feder 86. Das
Federelement 85 ist an seiner rückwärtigen Oberseite auch mit
einer Zahnstange 87 ausgebildet.
-
Der Halter 4 ist in der Nähe seiner Stirnseite mit einer
vertikalen Bohrung 88 ausgebildet, in der ein Vibrator 16,
wie z. B. eine Stahlkugel lose angebracht ist, um so lose
verschiebbar zu sein. Der Vibrator 16 ist mit seiner
Oberseite und dem Boden jeweils in Kontakt mit dem
Schneidewerkzeug 17 und der Feder 86. Wenn die Feder 86 nach oben
zurückschlägt, wird das vordere Teil des Schneidewerkzeugs
17 über den Vibrator 16 nach oben gestoßen. So wird das
Schneidewerkzeug veranlaßt, um den Stift 79 in der Weise zu
schwenken, daß seine Kante 76 in das sich in Richtung des
Pfeiles in Fig. 7 drehende Werkstück schneidet.
-
Ein Zahnrad 89, das in einer in dem Halter 4 ausgebildeten
Querbohrung angebracht ist, kämmt mit der Zahnstange 87.
Ein Rundgriff 90 ist an einem Ende des Schaftes des
Zahnrades 89 angebracht. Beim Drehen des Rundgriffs 90 dreht das
Zahnrad 89 und veranlaßt das Federelement 85 dazu, sich vor
und zurück zu bewegen. Die Spannung der Feder 86 kann so
eingestellt werden.
-
Das Bezugszeichen 91 bezeichnet eine Luftdüse, die in eine
in dem mittleren Bereich der Klammer 80 ausgebildete
Gewindebohrung eingeschraubt ist.
-
Im Betrieb wird das Werkstück 57 in Richtung des Pfeiles in
Fig. 7 gedreht. Wenn das Schneidewerkzeug 17 mit dessen
Kante 76 in das Werkstück schneidet, wird es nach unten
geschoben und schwenkt um den Stift 79. Die Feder 86, die
durch das Schneidewerkzeug 17 heruntergedrückt wird,
schlägt zurück und stößt durch den Vibrator 16 gegen das
Schneidewerkzeug an der vorderen Bodenseite, wodurch die
Schneidekante 76 nach oben schlägt.
-
Während des Schneidevorganges vibriert die Schneidekante 76
mit einer extrem kleinen Amplitude. Die Mikrovibration an
der Kante setzt sich auf den Vibrator 16 fort, wo sie durch
die Rückstoßkraft der Feder 86 verstärkt wird und an die
Schneidkante 76 zurückübertragen wird.
-
In dieser Ausführungsform kommuniziert die Luftdüse 91 mit
einem Luftkanal, der zu einer Druckluftquelle führt. Eine
Druckdetektoreinrichtung, wie z. B. einen Druckwächter zum
Detektieren einer Luftdruckschwankung ist in dem Luftkanal
vorgesehen. Die Druckluft wird während des
Schneidevorganges aus der Düse 91 in den Spalt b geblasen.
-
Die in den Spalt b geblasene Druckluft kann über beide
Seiten des Spaltes in die Atmosphäre entweichen, solange kein
abnormer Zustand auftritt. Der Luftdruck in dem Luftkanal
bleibt auch normal. Falls aber das Schneidewerkzeug 17 aus
irgend einem Grunde überlastet werden sollte, z. B. bei
Abnutzung an der Kante 76, wird es gegen die Spannung der
Feder 86 nach unten schwenken und so den Spalt b verengen.
Der Luftdruck in dem Luftkanal steigt somit an, so daß der
Druckdetektor wirkt und das spanabhebende Werkzeug stoppt
oder ein Warnsignal aussendet.
-
Fig. 8 zeigt die dritte Ausführungsform, in der der
Werkzeughalter 4 an dem vorderen Ende mit einem Werkzeugträger
92 einstückig versehen ist. Das Schneidewerkzeug 17 ist
schwenkbar auf einem Stift 79 angebracht, welcher in einer
in dem Träger 92 ausgebildeten Querbohrung aufgenommen ist.
-
Der Halter 4 ist mit einer vertikalen Bohrung in der Nähe
des vorderen Endes, an einer Position hinter dem
Schneidewerkzeug 17, ausgebildet. Ein Federelement 85 ist in die
Vertikalbohrung eingeführt und ist mit seinem oberen
Endabschnitt mittels einer Stellschraube an einer einstellbaren
vertikalen Position befestigt.
-
Das Federelement 85 ist an seinem Fußende mit einem
Längsschlitz ausgebildet. Der Abschnitt des Federelementes 85 an
der Vorderseite des Schlitzes wirkt als eine Feder 86. Der
Halter 4 ist an seinem vorderen Ende auch mit einer Bohrung
ausgebildet, in der ein Vibrator 16 lose angebracht ist,
wie z. B. eine Stahlkugel, deren Vorder- und Hinterseite
jeweils in Kontakt mit dem unteren Ende der Rückseite des
Schneidewerkzeugs 17 und der Feder 86 ist.
-
Die Spannkraft der Feder 86 ist durch Lösen der
Stellschraube und Auf- und Abbewegen des Federelementes 85
einstellbar.
-
Ein Luftkanal 93 erstreckt sich in den Halter 4 von dessen
hinterem Ende aus zu der vertikalen Bohrung mit dem darin
aufgenommenen Federelement 85. Der Luftkanal 93
kommuniziert ferner mit dem in dem Federelement 85 aufgenommenen
vertikalen Schlitz über eine Luftdüse 91, die in der
hinteren Hälfte des Federelements 85, an dessen unteren Stück,
ausgebildet ist.
-
Im Betrieb der dritten Ausführungsform wird auch das
Werkstück 57 abgespant, indem die Kante 76 des
Schneidewerkzeugs 17 veranlaßt wird, während der Rotation in Richtung
des Pfeiles in Fig. 13 in dasselbe zu beißen. Während des
Schneidevorganges wird die Mikrovibration der Kante 76 auf
dem Vibrator 16 übertragen, wo diese durch die
rückschlagende Bewegung der Feder 86 verstärkt wird und auf die
Kante 76 zurückübertragen wird.
-
Falls das Schneidewerkzeug überlastet werden sollte, wird
das Federelement 85 zusammengedrückt und verringert dessen
Schlitz, wodurch der Druckdetektor ausgelöst wird.
-
Die Fig. 9 - 11 zeigen die vierte Ausführungsform,
welche ein bohrerartiges Werkzeug zur Verwendung mit einer
Bohrmaschine o. dgl. darstellt. Ein Halter 4 in Gestalt
eines runden Stabes ist an einer Mitnehmerspindel einer
Bohrmaschine befestigt. Eine Vielzahl von Einsätzen oder
Schneidewerkzeugen 17 sind an dessen Kopf angebracht. Der
Halter 4 ist an seiner Stirnseite an beiden Seiten mit
Nuten ausgebildet. Eine Aussparung ist in einer der
Seitenwände jeder Nut an deren Vorderende ausgebildet, um jedes
Schneidewerkzeug darin bewegbar aufzunehmen.
-
Jedes Schneidewerkzeug 17 ist an einer seiner Seiten mit
einer halbkugelförmigen Einbuchtung 96 ausgebildet. In
jeder Nut ist eine Feder 86 angebracht, deren hinteres Ende
befestigt ist und die in ihrem vorderen Bereich an einer
Seite mit einer halbkugelförmigen Einbuchtung 95
ausgebildet ist, so daß diese der Einbuchtung 96 gegenüberliegt.
Ein Vibrator 16, wie z. B. eine Stahlkugel, ist in den
beiden gegenüberliegenden Einbuchtungen 96 und 95 aufgenommen.
Das Schneidewerkzeug 17 wird durch die Feder 86 gegen den
Boden der in dem Halter 4 ausgebildeten Aussparung
gezwungen, so daß dieser gegen die Spannung der Feder 86 um die
Vorderkante 98 der Aussparung schwenkbar ist.
-
Der Halter 4 ist mit einer Vielzahl von Luftkanälen 99
ausgebildet, die mit Luftdüsen 91 in den Aussparungen
kommunizieren. Die Luftdüsen sind normalerweise durch die
Schneidewerkzeuge 17 geschlossen.
-
Im Betrieb wird ein Werkstück auf dem Arbeitstisch einer
Bohrmaschine befestigt. Während der Drehung des Halters 4
werden die Schneidewerkzeuge veranlaßt, in das Werkstück zu
beißen. Eines der Schneidewerkzeuge 17 schneidet in das
Werkstück und den Boden einer Bohrung, während das andere
dazu dient, die innere Umfangsfläche der durch das führende
Schneidewerkzeug ausgebildeten Bohrung zu schneiden.
-
Während des Schneidevorganges werden Mikrovibrationen an
der Kante der Schneidewerkzeuge auf die Vibratoren 16
übertragen und durch die Rückschlagbewegung der Federn 86
verstärkt. Die verstärkten Vibrationen werden dann auf die
Schneidekanten zurückübertragen.
-
In dieser Ausführungsform ist ein Druckdetektor in der
Mitte eines Kreises vorgesehen, der jeden Luftkanal 99 mit
einer Druckluftquelle verbindet. Die Düsen 91 werden
während des Schneidevorganges normalerweise unter Luftdruck
gehalten. Falls die Schneidewerkzeuge unter
Überlastbedingungen geraten, bewegen sich diese und erweitern die Spalte
zwischen den Schneidewerkzeugen und dem Boden der
Aussparungen, wodurch die Druckluft austreten kann und die
Druckdetektoren ausgelöst werden.
-
Die in Fig. 12 und 13 dargestellte fünfte
Ausführungsform ist als ein Werkzeug zum Fingerfräsen, zur Verwendung
mit einer Fräsmaschine verwendbar.
-
Ein runder stabförmiger Halter 4 ist an einer
Mitnehmerspindel einer Fräsmaschine befestigt. Der Halter 4 ist in
seinem Umfang mit einer Vielzahl von Längsnuten
ausgebildet, die sich von dessen vorderen Ende aus erstrecken. Jede
Nut ist mit einer Vielzahl von Aussparungen in einer ihrer
Seitenwände ausgebildet, so daß mit Vibratoren versehene
Schneidewerkzeuge 17 bewegbar angebracht werden können.
-
Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, kann das
spanabhebende Werkzeug dieser Ausführungsform mit einer
Einrichtung zum Detektieren des abnormen Zustands des
spanabhebenden Werkzeugs versehen sein, die die
Luftdruckveränderung wie bei den anderen Ausführungsformen
detektiert.
-
In der Beschreibung haben wir angenommen, daß der Halter
mit der Spindel drehbar ist, mit Ausnahme bei der vierten
und fünften Ausführungsform. Es kann aber auch das
Werkstück bei fixiertem Halter drehbar angebracht sein.