DE4003862A1 - Messerkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Messerkopf und insbesondere einen Planfras-Messerkopf mit einem Grundkörper und mit einstellbaren, in sie tragenden Elementen angeordneten Schneidplatten, wobei die die Schneidplatten tragenden Elemente in einer Ausnehmung sowie im Abstand vom Umfang des Grundkörpers zur Verspannung radial auswärts be­ festigbar sind.

Ein Messerkopf der genannten Art ist z.B. aus der US-PS 26 90 611 bekannt. Die Schneidplatten sind bei diesem Messerkopf am einen stirnseitigen Ende von annähernd zy­ lindrischen, eine Längsnut aufweisenden Elementen ange­ ordnet, die wiederum in zylindrischen Bohrungen gelagert sind. Diese Bohrungen erstrecken sich nahe dem Umfang des Grundkörpers winklig schräg zur Grundkörperdrehachse und treten unmittelbar am Umfang aus dem Grundkörper heraus. Die besondere Lage und Anordnung der zylindrischen Bohrungen führt einerseits dazu, daß jede axiale Verstel­ lung der die Schneidplatten tragenden Elemente zwangsläu­ fig auch eine radiale Verstellung mit sich bringt und be­ sitzt ferner den gravierenden Nachteil, daß eine sichere und zweifelsfreie Abstützung der im Betrieb auftretenden Fliehkräfte nicht gewährleistet ist.

Insbesondere beim Planfräsen von Aluminiumteilen arbeiten die Messerköpfe mit Drehzahlen in einer Größenordnung, die zu erheblichen Fliehkräften durch das Eigengewicht der Schneidplatten und der sie tragenden Befestigungsele­ mente führen. Diese Fliehkräfte erreichen dabei Größen­ ordnungen, die ohne weiteres die auftretenden Zerspan­ kräfte übersteigen können. Dies wiederum kann zu einem radialen Wandern der Schneidplatten und zu Veränderungen in der Rundlaufgenauigkeit sowie beim Durchmesser führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Messerkopf zu schaffen, der auch für höchste Drehzahlen geeignet ist und dessen Schneidplatten sich maßgenau ein­ justieren lassen und bei Belastung ihre Lage in keiner Weise verändern können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß sich die Ausnehmung für das die Schneidplatte tragende Element von einer Stirnfläche des Grundkörpers parallel zu dessen Drehachse in den Grundkörper erstreckt, daß die Schneide der Schneidplatte nur wenig über die Stirnflä­ che des Grundkörpers vorsteht, daß zum radial auswärts gerichteten Verspannen des die Schneidplatte tragenden Elementes ein Rundkeil mit einer Befestigungsschraube vorgesehen ist, daß die Achse des zum Verspannen dienen­ den Rundkeiles windschief zur Achse des die Schneidplatte tragenden Elementes steht und daß ein weiterer Rundkeil mit Differentialschraube zur axialen Einstellung der Schneidplatte vorgesehen ist und in einer Ausnehmung an­ geordnet ist, die sich vom Umfang des Grundkörpers radial einwärts erstreckt.

Das die Schneidplatte tragende Element ist rechtwinklig zur Fliehkraftrichtung angeordnet und stützt sich dadurch am Messerkopf ab, ohne daß von der Fliehkraft hervorge­ rufene, in andere Richtungen wirkende Kraftkomponenten auftreten. Ferner sind sämtliche Einzelteile in Flieh­ kraftrichtung abgesichert bzw. auch in dieser Richtung verspannt bzw. verklemmt, so daß ein Wandern oder Nach­ setzen nicht auftreten kann.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aue Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausfüh­ rungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine teilweise abgebrochene Seitenansicht eines Messer­ kopfes mit zwei verschieden­ artig befestigten Schneid­ platten;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II/II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht einer die Schneidplatte tragenden Kas­ sette und ihrer Verstell- und Klemmkeile in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1;

Fig. 4 einen um 90° gedrehten Schnitt in Richtung der Linie IV/IV in Fig. 1 und

Fig. 5 eine um 180° gedrehte, abge­ brochene Draufsicht auf den Messerkopf im Bereich des Schnittes II/II in Fig. 1.

Ein Messerkopf 1 bzw. Planfräs-Messerkopf 1 umfaßt einen Grundkörper 2 und mehrere einstellbare Schneidplatten 3 bzw. 4. Die Schneidplatten 3 sind ausschließlich axial verstellbar und sind vorzugsweise Schlichtplatten. Die Schneidplatten 4 sind axial und radial verstellbar und sind vorzugsweise Schrupp-Platten.

Die Schneidplatten 3 und 4 sind nicht unmittelbar im Grundkörper einstellbar befestigt, sondern sie sind auf sie tragenden Elementen 5 bzw. Kassetten 6 angeordnet.

Das tragende Element 5 für die Schneidplatte 3 bzw. 3a gemäß den Fig. 2 und 5 ist ein länglicher, im Quer­ schnitt überwiegend runder Körper 7 mit mindestens einer ebenen Klemmfläche 8. Das die Schneidplatte 3, 3a tragen­ de Element 5 ist ferner in einer Ausnehmung 9 angeordnet, die sich im Abstand vom Umfang 10 des Messerkopf-Grund­ körpers 2 befindet. Zwischen der Ausnehmung 9 und dem Um­ fang 10 des Grundkörpers 2 ist daher ein geschlossenes Wandstück 11 vorhanden. Mit Hilfe eines an der ebenen Klemmfläche 8 anliegenden Rundkeiles 12 ist das tragende Element 5 in der Ausnehmung 9 befestigbar und wird dabei radial auswärts in Richtung des Pfeiles a in Fig. 2 gegen das geschlossene Wandstück 11 verspannt. Die Achse 12a des zum Verspannen dienenden Rundkeiles 12 steht wind­ schief zur Achse 5a des die Schneidplatte 3 bzw. 3a tra­ genden Elementes 5, wie auch aus einem Vergleich der Fig. 1, 2 und 5 hervorgeht.

Der Rundkeil 12 stützt sich innen bzw. radial einwärts auf einer Begrenzungswand 13 einer ihn aufnehmenden und zur Ausnehmung 9 hin offenen Aussparung 14 ab. Zur Fixierung und Befestigung des Rundkeiles 12 dient schließlich eine Schraube 15, die eine Gewindebohrung 16 im Rundkeil 12 durchgreift und bis in eine in deren Ver­ längerung liegende Gewindebohrung 17 im Grundkörper 12 eingreift.

Die zur Aufnahme des die Schneidplatte 3, 3a tragenden Elementes 5 dienende Ausnehmung 9 erstreckt sich von einer Stirnfläche 18 des Grundkörpers 2 achsparallel in diesen hinein bzw. liegt dabei mit ihrer Hauptachse 5a parallel zur Drehachse des Grundkörpers 2. Die Ausnehmung 9 ist im wesentlichen eine Bohrung, da das tragende Ele­ ment 5 bis auf seine Anlagefläche 8 ein im Querschnitt runder, bolzenförmiger Körper 7 ist, der an seiner einen Stirnfläche 19 die Schneidplatte 3 bzw. 3a trägt.

Im Betrieb ragt die Schneide der Schneidplatte 3 bzw. 3a nur wenig über die Stirnfläche 18 des Grundkörpers 2 vor (Fig. 2, Fig. 5) und ist in ihrer Position axial exakt einstellbar. Hierzu dient ein Verstellkeil 20 in Gestalt eines mit dem als Klemmkeil dienenden Rundkeiles 12 bau­ gleichen bzw. identischen Rundkeiles 21, der am tragenden Element 5 an dessen der Schneidplatte 3, 3a abgewandten Stirnfläche 22 angreift. Der Rundkeil 21 ist in einer Ausnehmung 23 angeordnet, die sich mit ihrer Achse 23a winklig schräg zur Achse 5a des tragenden Elementes 5 so­ wie diese Achse 5a schneidend vom Umfang 10 des Grundkör­ pers 2 radial einwärts erstreckt. Zur Einstellung und Fixierung des Rundkeiles 21 dient eine Differential­ schraube 24, die bis in eine in Richtung der Achse 23a gerichtete Gewindebohrung 25 im Grundkörper 2 greift.

Das tragende Element 5 mit der Schneidplatte 3 bzw. 3a ist in der Ausnehmung 9 zwecks axialer Einstellbarkeit axial frei verschiebbar gelagert, mit Hilfe des Verstell­ keiles 20 bzw. Rundkeiles 21 axial exakt einstellbar und mit Hilfe des Rundkeiles 12 radial nach außen verspann­ bar bzw. befestigbar.

Die Schneidplatte 3 gemäß Fig. 1 steht nur wenig über die Stirnfläche 18 vor. Ferner befindet sich die Schneidplat­ te 3 mit ihrem radial außen liegenden Ende noch in radialem Abstand von der Außenkontur bzw. dem Umfang 10 des Messerkopfes 1. Die Schneidplatte 3a gemäß den Fig. 2 und 5 steht ebenfalls nur wenig über die Stirnfläche 18 des Messerkopfes 1 vor, erstreckt sich aber mit ihrem radial außen liegenden Ende 3b bis über den Umfang 10 des Grundkörpers 2. Die Schneidplatte 3a ist unsymme­ trisch am tragenden Element 5 angeordnet und befindet sich in einer Ausnehmung bzw. Spankammer 3c, wie insbe­ sondere Fig. 5 zeigt.

Bei Verwendung von mit ihrem außen liegenden Ende 3b über den Umfang 10 des Grundkörpers 2 vorstehenden Schneidplatten 3a ist der Messerkopf 1 auch als Eckfräser einsetzbar, anderenfalls, d.h. bei Verwendung von nur stirnseitig wirksamen Schneidplatten 3 ist der Messer­ kopf 1 ein reiner Planfräs-Messerkopf.

Das tragende Element 6 für die Schneidplatte 4, welches sowohl axial als auch radial einstellbar ist, ist als Schneidplattenträger eine Kassette 26. Sie ist in einer Ausnehmung 27 angeordnet, die sich vom Umfang 10 radial einwärts in den Grundkörper 2 erstreckt. Die Ausnehmung 27 weist radial innen im Grundkörper 2 (Fig. 1) eine größere Breite in Umfangsrichtung auf als am Umfang 10 des Grundkörpers 2. Der Grundkörper 2 übergreift daher im Bereich seines Umfanges 10 mit einem Wandstück 28 die Ausnehmung 27 unter Bildung einer Hinterschneidung.

Die Kassette 26 weist radial innen einen in Umfangsrich­ tung vorstehenden Vorsprung 29 (Fig. 1) auf, der im Be­ reich des Wandstückes 28 bzw. radial innen von diesem liegt und dadurch von dem Wandstück 28 übergriffen ist.

Gemäß dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbei­ spiel liegt der Vorsprung 29 nicht unmittelbar an dem Wandstück 28 an, sondern zwischen beiden befindet sich noch ein Radial-Verstellkeil 30. Er besitzt über einen Teil seines Umfanges eine kreisförmige Kontur und weist eine Aussparung 31 und eine im eingebauten Zustand un­ mittelbar an der Kassette anliegende Anlagefläche 32 auf. Mit der Aussparung 31 umgreift der Radial-Verstellkeil 30 den Vorsprung 29 an der Kassette 26 seitlich und zum Umfang 10 des Grundkörpers 2 hin. Er fixiert als Ein­ stellelement daher die Kassette 26 in radialer Richtung.

Ferner stützt sich der Radial-Verstellkeil 30 an dem Wandstück 28 des Grundkörpers 2 ab, das zum Umfang 10 hin eine Ausnehmung 33 begrenzt, in der der Radial-Verstell­ keil 30 in Umfangsrichtung seitlich sowie neben der Kas­ sette 26 angeordnet und dort im wesentlichen parallel zur Drehachse des Grundkörpers 2, zwecks Verstellung jedoch leicht schräg zu dieser verschiebbar angeordnet ist.

Zur Verstellung des Radial-Verstellkeiles 30 dient eine Differentialschraube 34, von der in Fig. 3 nur die Achse als strichpunktierte Linie angedeutet ist. Diese Diffe­ rentialschraube 34 sitzt aus Platzgründen außermittig, wie auch Fig. 1 zeigt.

Zur Axialverstellung der Kassette 26 ist wiederum als Verstellelement ein Rundkeil 35 mit einer Anlageflä­ che 36 vorgesehen und in einer Ausnehmung 37 angeordnet. Der Rundkeil 35 greift mit seiner Anlagefläche 36 am tra­ genden Element 6 bzw. der Kassette 26 an deren der Schneidplatte 4 axial abgewandten Stirnfläche 38 an und wird mit Hilfe einer Differentialschraube 39 exakt einge­ stellt. Die Ausnehmung 37 ist zum Umfang 10 des Grundkör­ pers 2 hin offen, wie die beiden Fig. 3 und 4 zeigen.

Ein weiterer Rundkeil 40 sitzt seitlich neben der Kasset­ te 62 in einer zum Umfang 10 des Grundkörpers 2 hin offenen Ausnehmung 41. Er dient zur Fixierung und Be­ festigung der Kassette 26 nach ihrer Einstellung in ra­ dialer Richtung mit Hilfe des Radial-Verstellkeiles 30 und in axialer Richtung mit Hilfe des Rundkeiles 35. Ge­ sichert wird der Rundkeil 40 mit Hilfe einer Befesti­ gungsschraube 42.

Wie vor allem Fig. 4 zeigt, ist die den zur Axialver­ stellung dienenden Rundkeil 35 aufnehmende Ausnehmung 37 vom Umfang 10 des Grundkörpers 2 zu dessen Drehachse hin derart schräg geneigt, daß der Rundkeil 35 radial innen gegenüber seinem außen liegenden Ende 43 in einem hin­ terschnittenen Bereich liegt. Auch hier übergreift daher ein radial außen liegendes Wandstück 44 des Grundkörpers 2 den Rundkeil 35 zumindest teilweise und fängt dadurch die erheblichen, im Betrieb aufgrund der hohen Drehzahl auftretenden Fliehkräfte ab. Grundsätzlich gleiches gilt für die Lage und Anordnung der den Rundkeil 40 aufnehmen­ den Ausnehmung 41. Auch sie ist unter Bildung eines Hin­ terschnittes radial einwärts versetzt, wie aus Fig. 3 hervorgeht.

Grundsätzlich gleiches gilt schließlich auch noch für den Rundkeil 21 gemäß Fig. 2, mit dessen Hilfe das die Schneidplatte 3 bzw. 3a tragende Element 5 axial ver­ stellt bzw. exakt eingestellt wird.

Alle Rundkeile 12, 21, 35 und 40 sind grundsätzlich gleichartig gestaltet und weisen vorzugsweise eine iden­ tisch übereinstimmende Form und Größe auf. Ferner sind sämtliche Rundkeile 12, 21, 35 und 40 in Ausnehmungen 14, 23, 37, 41 angeordnet, die entweder zum Umfang 10 des Grundkörpers 2 hin durch ein Wandstück 11 vollkommen ver­ schlossen sind oder derart geneigt sind, daß sich der je­ weilige Rundkeil zumindest teilweise in einem hinter­ schnittenen Bereich befindet. Hierdurch lassen sich die bei hohen Drehzahlen entstehenden Fliehkräfte abfangen, so daß im Ergebnis sämtliche Teile radial auswärts durch übergreifende Wandstücke gesichert sind.

Die Aussparung 31 am Radial-Verstellkeil 30 ist vorzugs­ weise rechteckig und bildet eine Nase 45, welche unmit­ telbar auf dem Vorsprung 29 der Kassette 26 aufliegt. Die Kassette 26 stützt sich daher umfangsseitig an dem Wand­ stück 28 nicht unmittelbar, aber doch zumindest mittelbar ab.

Sowohl der Vorsprung 29 an der Kassette 26 als auch die Nase 45 am Radial-Verstellkeil 30 erstrecken sich je­ weils über deren Länge und sind daher einander übergrei­ fende Rippen mit aneinander anliegenden Kontaktflächen 46, 47 (Fig. 4). Die Achse 30a, längs der der Radial-Ver­ stellkeil 30 verstellbar ist, steht dabei ferner spitz­ winklig zu den beiden Kontaktflächen 46, 47, so daß eine Längsverschiebung des Radial-Verstellkeiles 30 zu einer Radialverstellung in Richtung des Pfeiles b (Fig. 4) führt.

Im montierten Zustand ist die Kassette 26 mit ihrer Schneidplatte 4 ebenso ausschließlich radial auswärts verspannt wie das die Schneidplatte 3 bzw. 3a tragende Element 5. Dies hat zur Folge, daß die Kassette 26 mit ihrer radial innen liegenden Begrenzungsfläche 48 (Fig. 4) nicht am Boden 49 der sie aufnehmenden Ausnehmung 27 an­ liegt. Im montierten Zustand befindet sich daher ein Spalt 50 zwischen der Begrenzungsfläche 48 und dem Boden 49.

Zum Befestigen wird die Kassette 26 von dem Rundkeil 40, dessen Achse 40a radial auswärts spitzwinklig bzw. kon­ vergierend zur radial gerichteten Hauptachse der Kassette 26 verläuft, in Umfangsrichtung gegen das Wandstück 28 des Grundkörpers 2 und gegen den Radial-Verstellkeil 30 gepreßt. Die Befestigung und Sicherung der Kassette 26 gegenüber radial einwärts wirkenden Kräften ist daher nicht formschlüssig und nur kraftschlüssig.

Claims (5)

1. Messerkopf, insbesondere Planfräs-Messerkopf mit einem Grundkörper und mit einstellbaren, in sie tra­ genden Elementen angeordneten Schneidplatten, wobei die die Schneidplatten tragenden Elemente in einer Ausnehmung sowie im Abstand vom Umfang des Grundkör­ pers durch Verspannung radial auswärts befestigbar sind, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß sich die Ausnehmung (9) für das die Schneid­ platte (3, 3a) tragende Element (5) von einer Stirnfläche (18) des Grundkörpers (2) parallel zu dessen Drehachse in den Grundkörper (2) er­ streckt,
• b) daß die Schneide der Schneidplatte (3, 3a) nur wenig über die Stirnfläche (18) des Grundkörpers (2) vorsteht,
• c) daß zum radial auswärts gerichteten Verspannen des die Schneidplatte (3, 3a) tragenden Elementes (5) ein Rundkeil (12) mit einer Befestigungs­ schraube (15) vorgesehen ist,
• d) daß die Achse (12a) des zum Verspannen dienenden Rundkeiles (12) windschief zur Achse (5a) des die Schneidplatte (3, 3a) tragenden Elementes (5) steht und
• e) daß ein weiterer Rundkeil (21) mit Differential­ schraube (24) zur axialen Einstellung der Schneidplatte (3, 3a) vorgesehen und
• f) in einer Ausnehmung (23) angeordnet ist,
• g) die sich vom Umfang (10) des Grundkörpers (2) ra­ dial einwärts erstreckt.

2. Messerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur axialen Einstellung und zum radial aus­ wärts gerichteten Verspannen dienenden Rundkeile (12 und 21) gleich sind.

3. Messerkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine gleiche Form und Gestalt aufwei­ sende Rundkeile (35 und 40) wie die Rundkeile (12 und 21) einerseits zum Befestigen und andererseits zur axialen Einstellung von mindestens einer weiteren, axial und radial einstellbaren Kassette (26) mit einer Schneidplatte (4) vorgesehen sind.

4. Messerkopf nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeich­ net, daß die zur Aufnahme der Rundkeile (21, 35, 40) dienenden Ausnehmungen (23, 37, 41) vom Umfang (10) des Grundkörpers (2) zu dessen Drehachse hin derart schräg geneigt sind, daß die Rundkeile (21, 35, 40) radial innen gegenüber ihrem außen liegenden Ende (43) in einem hinterschnittenen Bereich liegen.

5. Messerkopf nach Anspruch 2-4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kassette (26) radial innen einen in Um­ fangsrichtung vorstehenden Vorsprung (29) aufweist, daß ferner ein Radial-Verstellkeil (30) im Umfangs­ richtung seitlich neben der Kassette (26) angeordnet ist und mit einer Nase (45) den Vorsprung (29) an der Kassette (26) radial außerhalb bzw. umfangsseitig übergreift, daß umfangsseitig vom Radial-Verstellkeil (30) ein Wandstück (28) des Grundkörpers (2) vorge­ sehen ist, an dem sich der Radial-Verstellkeil (30) radial abstützt, daß an der Kassette (26) auf ihrer anderen Seite der zum Festspannen dienende Rundkeil (40) angreift und daß axial innen der Rundkeil (35) zur Axialverstellung angreift.