DE4007175C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einmesser-Reibahle mit einem eine Messerplatte und zwei Führungsleisten aufweisenden Messer­ kopf.

Bekannte Einmesser-Reibahlen weisen einen Messerkopf auf, in dessen Umfangsfläche im wesentlichen in Längsrichtung bzw. in Richtung der Drehachse des Werkzeugs verlaufende Ausnehmungen eingebracht sind, in denen eine Messer­ platte und zwei Führungsleisten angeordnet sind. Die Messer­ platte wird von einer geeigneten Spannvorrichtung, bei­ spielsweise einer Spannpratze, gehalten; die Führungsleisten sind eingelötet oder mit dem Grundkörper des Messerkopfs verklebt. Der Messerkopf geht in einen Schaft und dieser in einen Ansatz zur Einspannung des Werkzeugs in einer Werk­ zeugmaschine über.

Die Führungsleisten stützen das Werkzeug an der Bohrungswan­ dung ab und weisen daher, wie beispielsweise aus der US- Patentschrift Nummer 39 98 566 bekannt, einen niedrigen Rei­ bungskoeffizienten auf. Es wurden auch schon gemäß der DE-Z Industrieanzeiger 11/1989, S. 22, 23 und 27 Führungsleisten aus Keramik eingesetzt. Dieses Material ist jedoch sehr spröde und kann sowohl bei der Montage als auch im Betrieb brechen, so daß die Führungsleisten unbrauchbar werden. Aus der DE-Z Industrieanzeiger 13/1990, S. 42, 43 ist überdies ein Meßbohrkopf bekannt, der in seinem vorderen Bereich in die Umfangsfläche eingebrachte Nuten aufweist, in die eine Messerplatte und zwei Führungsleisten eingebracht sind. Am gegenüberliegenden Ende des Meßbohrkopfs sind Kunststoffflächen vorgesehen, die diesen so in einer Bohrung halten, daß im Bereich der Führungsleisten Messungen der im Betrieb des Bohrkopfs auftretenden Kräfte vorgenommen werden können.

Während der Bearbeitung von Bohrungen mit den bekannten Werkzeugen wird ein Kühl- und Schmiermittel eingesetzt, welches die bei der Bearbeitung entstehende Wärme ableitet, einen Schmierfilm zwischen den Führungsleisten und der Boh­ rungswand aufbaut und die Späne abführt. Das Kühl- und Schmiermittel besteht aus einer Emulsion, deren Fettgehalt schon aus Gründen der Entsorgung der mit der Emulsion ver­ setzten Späne immer weiter reduziert wird. Insbesondere bei der Bearbeitung von Bohrungen in Aluminium und Aluminiumle­ gierungen kommt es bei den herkömmlichen Führungsleisten zu Aufschweißungen. Das heißt, Material der bearbeiteten Boh­ rungswand setzt sich auf den Führungsleisten ab, so daß die Bohrungswandung durch den Materialauftrag beschädigt wird. Darüber hinaus ändert sich bei derartigen Aufschweißungen der effektive Durchmesser des Werkzeugs, so daß eine Feinbe­ arbeitung von Bohrungen nicht mehr möglich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einmesser- Reibahle zu schaffen, mit der auch bei Verwendung von Emulsionen mit niedrigem Fettgehalt eine Fein­ bearbeitung von Bohrungsoberflächen insbesondere in Aluminium und Aluminiumlegierungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Einmesser-Reibahle der eingangs genannten Art mit Hilfe der in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die Verwendung von Kunststoff-Führungsleisten wird eine Ablagerung von Bohrungswand-Material auf der Oberfläche der Führungsleisten praktisch ausge­ schlossen. Dadurch wird auch bei der Bearbeitung von Bohrungsoberflächen in Aluminium und Aluminium­ legierungen unter Verwendung von mageren Emulsionen eine optimale Oberflächenqualität erreicht. Der eingestellte Durchmesser des Werkzeugs bleibt über eine wesentlich längere Zeit erhalten, so daß auch die Maßgenauigkeit der bearbeiteten Bohrung erhöht wird.

Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Einmesser-Reibahle, bei der ein selbstschmierender Kunststoff für die Führungsleisten verwendet wird. Auf diese Weise wird die Reibung zwischen den Füh­ rungsleisten und der Bohrungsoberfläche vermindert, so daß eine Erwärmung und Beschädigung der Füh­ rungsleisten vermieden wird. Damit ist auch eine Reduzierung des Kühlmittelflusses möglich.

Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform einer Einmesser-Reibahle, bei der das Kunststoffmaterial der Führungsleisten Teflon-Einschlüsse aufweist, die für eine sehr starke Reduzierung der Reibung zwischen der Oberfläche der Führungsleisten und der der Bohrungswandung führen. Durch die Reduktion der Reibung wird ein besonders ruhiger Lauf des Werk­ zeugs erreicht, was der Oberflächenqualität der Bohrungswand zugute kommt.

Schließlich wird ein Ausführungsbeispiel einer Ein­ schneiden-Reibahle bevorzugt, bei dem die Führungs­ leisten mit dem Messerkopf verklebt sind. Dies ist preiswerte Befestigungsart. Überdies ist ein Aus­ tausch der Führungsleisten leicht durchführbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Einschneiden- Reibahle;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Einschneiden- Reibahle;

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Linie III-III und

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Linie IV-IV.

Die Vorderansicht gemäß Fig. 1 zeigt, daß die Ein­ schneiden-Reibahle 1 einen im wesentlichen zylin­ drischen Grundkörper 3 aufweist, in dessen Umfangs­ fläche Nuten zur Aufnahme einer Messerplatte 5 so­ wie einer ersten Führungsleiste 7 und einer zweiten Führungsleiste 9 eingebracht sind. Die Nuten ver­ laufen im wesentlichen in Längsrichtung des Werk­ zeugs und damit auch in Richtung der Drehachse 11 der Reibahle 1.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform der Reibahle ist die Messerplatte in einer ersten Nut 13, die erste Führungsleiste 7 in einer zweiten Nut 15 und die zweite Führungsleiste 9 in einer dritten Nut 17 untergebracht.

Die Führungeleisten sind mittels eines Klebstoffs in den Nuten befestigt. Beispielsweise wird ein Klebstoff verwendet, der bei maximal 200° Celsius aushärtet. Dadurch behält das Werkzeug seine durch Vergütung erzielten Eigenschaften.

Bei der Bearbeitung einer Bohrung, deren Wand hier durch einen Kreis 19 angedeutet ist, dreht sich das Werkzeug in Richtung des eingezeichneten Pfeils. Dabei eilt die erste Führungsleiste 7 der Messer­ platte 5 um etwa 40° nach. Die zweite Führungs­ leiste ist am Umfang des Grundkörpers 3 gegenüber der Messerplatte 5 angeordnet.

Die an der Bohrungswand 19 anliegende Oberfläche der Führungsleisten weist einen Radius auf, der et­ was kleiner ist als der der Bohrungswandung. Da­ durch wird sichergestellt, daß der durch das Kühl­ bzw. Schmiermittel gebildete Schmierfilm nicht ab­ geschert wird.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die der Aufnahme der Messerplatte dienende Nut 13 auch ihrer in Drehrichtung gesehene Vorderseite eine niedrigere Begrenzungswand hat als auf der Rückseite. Im Be­ reich der Vorderseite der Messerplatte ist der Grundkörper zur Bildung eines Spanraums 21 abge­ tragen, der der Abfuhr der bei der Bearbeitung der Bohrungswand 19 entstandenen Späne dient.

Aus der Seitenansicht gemäß Fig. 2 ist ersicht­ lich, daß der Messerkopf 23 der Einschneiden- Reibahle 1 einen größeren Außendurchmesser aufweist als der sich an den Messerkopf anschließende Schaft 25. Der Schaft endet, gemäß Fig. 2 an seinem linken Ende in einem Ansatz, der der Befestigung des Werkzeugs in einer Werkzeugmaschine dient.

In Fig. 2 sind die Messerplatte 5 und die ihr ge­ genüberliegende zweite Führungsleiste 9 erkennbar. Es ist ersichtlich, daß die Führungsleisten zur op­ timalen Führung des Messerkopfs 23 in der bear­ beiteten Bohrung länger sind als die Messerplatte 5. Diese wird durch eine in den Grundkörper 3 ge­ schraubte Spannpratze 27 gehalten, wobei durch den Körper der Spannpratze eine Spannschraube 29 ge­ führt ist. Aus dieser Darstellung ist, wie auch aus Fig. 4, ersichtlich, daß die der Messerplatte 3 abgewandte Oberseite 31 der Spannpratze 29 mit der den Spanraum 21 begrenzenden Oberfläche 33 des Grundkörpers 3 fluchtet. Die von der Messerplatte abgetragenen Späne werden also durch die Spann­ pratze in keiner Weise behindert.

Aus Fig. 2 ist noch ersichtlich, daß die Messer­ platte 3 durch geeignete Stellschrauben 35 und 37 mehr oder weniger weit aus der zugehörigen Nut 13 in radialer Richtung herausgeschoben werden kann. Dies dient der Durchmesser-Einstellung der Ein­ schneiden-Reibahle 1.

Die Oberfläche der Führungsleisten 7 und 9 fällt in Richtung der Vorderseite 39 des Werkzeugs, also in Vorschubrichtung gesehen, leicht ab. Dadurch ergibt sich eine bessere Einführung des Werkzeugs in die zu bearbeitende Bohrung. Gleichzeitig wird die Be­ lastung der Oberfläche der Führungsleisten redu­ ziert.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der in Fig. 2 wiedergegebenen Linie III-III, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Es ist erkennbar, daß die Stellschrauben, von denen hier die Schraube 35 sichtbar ist, in eine unter einem Winkel zur Vertikalen verlaufenden Bohrung 41 eingeschraubt sind, wobei die Bohrung mit einem In­ nengewinde und die Justier- bzw. Stellschrauben 35 und 37 mit einem Außengewinde versehen sind. Die Stellschrauben wirken nicht unmittelbar auf die Messerplatte 5 ein. Vielmehr drücken sie einen Stellkeil 43 gegen die Unterseite der Messerplatte, der im Berührungsbereich mit der Messerplatte eine entsprechende Abschrägung aufweist.

Je weiter die Stellschraube 35 in die Bohrung 41 eingeschraubt wird, umso weiter wird die Messer­ platte 5 aus der zugehörigen Nut 13 herausgeschoben und der Durchmesser des Werkzeugs 1 vergrößert.

Durch den entlang der in Fig. 2 wiedergegebenen Linie IV-IV verlaufenden Querschnitt durch die Ein­ schneiden-Reibahle 1, gemäß Fig. 4 wird die Befestigung der Mes­ serplatte 5 im Grundkörper 3 der Reibahle deutlich.

Den Grundkörper 3 durchdringt eine unter einem Win­ kel zur Horizontalen verlaufende Bohrung 45 mit einem Innengewinde. Mit diesem kämmt ein Außenge­ winde eines ersten Gewindebereichs 47 der Spann­ schraube 29, deren zweiter Gewindebereich 48 mit dem Innengewinde einer die Spannpratze 27 durch­ dringenden Bohrung kämmt. Über die Außenfläche der Spannpratze 27 springt eine Spannlippe 28 vor, die auf der - in Drehrichtung gesehen - Vorderseite der Messerplatte 5 bzw. auf deren Messerbrust aufliegt und diese mit ihrem Rücken gegen die hintere Be­ grenzungswand der Nut 13 und mit ihrer Unterkante gegen die Stellkeile 43 preßt und somit im Grund­ körper 3 der Einschneiden-Reibahle 1 festspannt.

Aus dem oben Gesagten wird deutlich, daß der Mes­ serkopf 23 der Einschneiden-Reibahle 1 bei der Be­ arbeitung einer Bohrungswand 19 in Rotation ver­ setzt wird, so daß die hier als Wendeplatte ausge­ bildete Messerplatte 5 mit ihrer aus der Nut 13 ra­ genden, aktiven Schneidkante Späne von der Boh­ rungswand abnimmt. Die dabei in das Werkzeug einge­ leiteten Kräfte werden von den Führungsleisten 7 und 9 aufgenommen, die sich auf der Bohrungswandung abstützen.

Aufgrund der Wahl spezieller Kunststoffe wird ver­ mieden, daß sich Material von der Bohrungswandung auf der Oberfläche der Führungsleisten ablagert, bzw. daß Aufschweißungen stattfinden, wodurch die glatte Oberfläche der Führungsleisten Vorsprünge aufweisen würde, die Riefen in die Bohrungsober­ fläche graben und diese zerstören.

Aus den Darstellungen ist ersichtlich, daß der Durchmesser des Werkzeugs bestimmt wird durch den maximalen Abstand der aktiven Schneidkante der Mes­ serplatte 5 zur Oberfläche der gegenüberliegenden zweiten Führungsleiste 9. Durch Ablagerungen auf der Oberfläche dieser Führungsleiste 9 vergrößert sich der Durchmesser des Werkzeugs, so daß die Maß­ genauigkeit der bearbeiteten Bohrung nicht mehr ge­ währleistet ist.

Die Reibung zwischen der Oberfläche der Bohrungs­ wand und der Führungsleisten führt zu einer Be­ lastung der Führungsleisten. Dadurch, daß die Rei­ bungskräfte vermindert werden, insbesondere durch Teflon-Einschlüsse in den Führungsleisten, wird die thermische Belastung der Führungsleisten stark re­ duziert. Dadurch erhöht sich die Standzeit des Werkzeugs wesentlich.

Gleichzeitig bilden die Kunststoff-Führungsleisten 7 und 9 quasi eine Isolationsschicht zwischen der durch die Bearbeitung erwärmte Oberfläche 19 der Bohrung und dem Grundkörper 3 der Einschneiden- Reibahle. Das Werkzeug erwärmt sich also bei der Bearbeitung einer Bohrung weniger. Dies führt zu einer verminderten Belastung des Werkzeugs, aber auch dazu, daß der Kühlmittelzufluß reduziert wer­ den kann.

Claims (4)

1. Einmesser-Reibahle mit einem eine Messerplatte und zwei Führungsleisten aufweisenden Messerkopf, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (7, 9) aus Kunststoff bestehen.

2. Einmesser-Reibahle nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Kunststoff ein selbst­ schmierender Kunststoff verwendbar ist.

3. Einmesser-Reibahle nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (7, 9) aus Kunststoff mit einem Teflon-Anteil/mit Teflon- Einschlüssen bestehen.

4. Einmesser-Reibahle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs­ leisten (7, 9) mittels Klebstoff jeweils in einer in den Grundkörper (3) des Messerkopfs (23) einge­ brachten Nut (15, 17) befestigt sind.