DE4110662A1 - Spannsystem fuer wechselbare schneidenbefestigung vorzugsweise in fraeserkoerpern z. b. auch fuer schneidstollen in abwaelzfraesern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannsystem zur Befestigung leistenförmiger Einsätze, z. B. Einsatzmessern, in Werkzeug­ körpern, insbesondere auch Schneidstollen in Abwälzfräsern. Die Verwendung auswechselbarer Einsatzmesser in Werkzeugkör­ pern für die spanende Bearbeitung gilt als allgemein üblich und bekannt, wobei die verschiedenartigsten Systeme entstan­ den sind. Neben nicht patentierten Lösungen gibt es auch solche für die Schutzansprüche angemeldet bzw. erteilt wurden.

Bei Patent, Auslegeschrift Nr. 10 04 452, werden Keile benutzt, die zwischen dem Fuß der dort benannten Schneid­ leiste und dem zur Nutenwandung des Grundkörpers diver­ gierenden Abstand eingesetzt sind, und in axialer Richtung eingetrieben, zu einer tangentialen Verspannung zwischen Schneidleiste und Grundkörper führt. Patent, Auslegeschrift Nr. 10 25 242, beschreibt eine Lösung bei der Sicherungsstif­ te an den beiden Leistenenden mit Anflächungen auf einen entsprechenden V-förmigen Einschnitt am vorderseitigen Fuß der Schneidleisten drücken. Bei einer relativ neuen Anmel­ dung, Veröffentlichungs-Nr. 03 71 235 A2 vom 06.06.1990, ist die Befestigung der dort bezeichneten Schneidzahnstollen jeweils zwischen diesen mittels radial im Grundkörper angeordneten Zylinderkopfschrauben vorgesehen, wobei der Bund am Schraubenkopf auf einen rückseitigen Taschenboden der Schneidzahnstollen drückt, und das in der Schraube entstehende Kippmoment sich an der Vorderseite des nächsten Schneidzahnstollens abstützt.

Die Nachteile sind, daß im ersten Beispiel präzise Nuten und Keile erforderlich sind, wobei die Keile im jewei­ ligen Grundkörper auf Länge fertigbearbeitet, nur bedingt wiederverwendet werden könnten. Im zweiten Fall ist die Haltbarkeit, insbesondere bei langen Leisten, problematisch und Montage wie auch Demontage technisch unsicher. Bei der letztgenannten Ausführung ist wohl der Vorteil schneller Wechselbarkeit der Schneidstollen gegeben, jedoch sind die Gewindepositionen im Grundkörper und auch die Schrauben selbst aufwendig in der Herstellung, außerdem schränken die Schraubenköpfe ein "Vorziehen" der Schneidenbrust als Nach­ schärfmaterial stark ein.

Noch heute werden die Schneidstollen im allgemeinen, eben wegen deren Wechselschwierigkeiten, ohne Ausbau im Grundkörper, im Teilverfahren an der Schneidenbrust nachge­ schliffen. Fachleute wissen aber, daß diese Methode insbe­ sondere bei Hartmetallschneiden, aber auch bei HSS-Schnei­ den, mikrofeine Schneidenausbrüche verursacht, und zu Stand­ zeitreduzierungen führt. Schleifverfahren bei denen im "Umgangs-Schliff" bei stets gegen die Schneidenkante gerich­ teter Drehrichtung gearbeitet wird, treten die erwähnten Nachteile nicht auf, sind jedoch aber nur am ausgebauten Schneidstollen durchführbar.

Zusammengefaßt erfüllt das hier zu beschreibende erfin­ dungsgemäße Spannsystem: Schnelle und präzise Wechselbarkeit der Schneidstollen bei hoher Haltekraft, platzsparende Kon­ struktion für relativ hohe Stollenanzahl, örtliche Quer­ schnittsverbreiterung der Schneidstollen im Schneidenbereich für möglichst viele Nachschliffe an der Schneidenbrust, sowie eine produktionsfreundliche Gestaltung aller Bauteile.

Zwei vorzugsweise Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht als Schnitt senkrecht zur Grundkörperachse Z aus der Darstellung nach Fig. 2

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Grundkörper 1, rechts der Mittellinie als Ansicht auf die Vorderseite des Schneidstollens 4, links der Mittellinie den Schnittverlauf in den Ebenen der Bohrungen für die Spannschrauben 2 bzw. für die Spannstifte 5.

Fig. 3 Einzelheiten zu Fig. 1 bei der Lösungsvariante I

Fig. 4 Einzelheiten zu Fig. 1 bei der Lösungsvariante II.

Die Lösungsvarianten I und II unterscheiden sich nur in der Art der Einbringung der Spannkraft auf das noch zu be­ schreibende Zwischenelement 3.

Bei Variante I wird die Spannkraft durch Eindrehen der Druckschrauben 2 eingebracht, die mit ihrem Kegelmantel 2a an der Schraubenspitze das rohrförmige Zwischenelement 3 über die Berührungsstelle 23 in die Flanken der Ausnehmungen 43 am Schneidstollen 4 drücken. An dem Zwischenelement 3, ein insbesondere elastisch verformbares Bauteil mit vorzugs­ weise elliptischem Rohrquerschnitt, tritt unter dem Druck auf die Berührungsstelle 23 und damit auf die kurze Achse X des Ellipsenquerschnitts eine Verlängerung der langen Achse Y ein, die zu einer Verspannung zwischen den sich gegenüber­ liegenden Kontaktstellen Y1 und Y4, also dem Grundkörper 1 über die Ausnehmung 13 einerseits und dem Schneidstollen 4 über dessen Ausnehmung 43 andererseits, führt. Die Pfeile zeigen die Richtung der Verformung des Zwischenelementes 3. Zum besseren Verständnis ist der "Zustand" "gespannt" und "ungespannt" dargestellt. Die Spannkräfte wirken also über die Zwischenelemente 3 auf die Schneidstollen 4, sowohl in Richtung zur Nutenfläche NR der Aufnahmenuten N, als auch zum Nutengrund NG im Grundkörper 1 hin. Die Länge der Zwi­ schenelemente 3 richtet sich nach der der jeweiligen Schneidstollen 4 und können durchaus auch mehrstückig anein­ andergesetzt sein, wobei die Stoßstellen immer in der Mitte zwischen den Spannschrauben 2 liegen sollten.

Bei Variante II wird die Spannkraft durch Eintreiben der zylindrischen Spannstifte 5 in die dafür funktionsge­ eignet angeordneten Bohrungen 15 des Grundkörpers 1 einge­ bracht. Die Spannstifte 5 besitzen an den Berührungsstellen 53 eine zum Zwischenelement 3 zeigende keilförmige Anflä­ chung 5a die beim Eintreiben zum Bohrungsgrund hin, die gleiche Spannwirkung wie bei der vorbeschriebenen Variante I ergeben. Zur Demontage werden die Spannstifte 5 in die ent­ sprechend tief ausgeführten Bohrungen 15 weitergetrieben, bis das obere Stiftende 5c die Berührungsstelle 53 passiert hat und dadurch die Spannkraft auf das Zwischenelement 3 wieder weggenommen ist. Dieses (3) nimmt wegen seiner Elastizität die Ausgangsform wieder an, und es lassen sich dann die Schneidstollen 4 einschließlich Zwischenelement 3 bei abge­ schraubten Anschlagringen 6 aus dem Grundkörper 1 heraus­ nehmen. Anschließend lassen sich auch die Spannstifte 5 aus dem Grundkörper entnehmen und für den nächsten Zusammenbau wiederverwenden. Die Sicherung gegen unerwünschte Verschie­ bung der Spannstifte 5 aus ihrer Spannposition wird dadurch erreicht, daß eine an der keilförmigen Anflächung 5a sich anschließende schwache Ringnute 5b in das Zwischenelement 3 bei der Berührungsstelle 53 einrastet.

Der Grundkörper 1 wird vorzugsweise aus Stahl gefertigt und sollte zur Erhaltung einer dauerhaften Präzision gehär­ tet oder wenigstens vergütet sein. Die hier vorgeschlagene Form der Aufnahmenuten N erlaubt es die zwei lagebestimmen­ den Nutenflächen NR und NG gemeinsam mittels Formscheibe S präzise auf genauen Radialabstand zur Grundkörperachse Z, sowie auf exakte Nutenteilung schleifen.

Wie bei den bisher bekannten Fräserkonstruktionen er­ folgt die Fixierung der Schneidstollen 4 in axialer Richtung über beidseitig aufgeschraubte (7) Anschlagringe 6. In einem dieser Anschlagringe 6 können mit den Stellschrauben 8 die Schneidstollen 4 an der gegenüberliegenden Bezugsfläche 64 spielfrei angestellt werden. Die Toleranz der Schneidstol­ lenlänge ist dann nicht mehr von funktioneller Bedeutung.

Claims (5)

1. Spannsystem für wechselbare Schneidenbefestigung vor­ zugsweise in Fräserkörpern z. B. auch für Schneidstollen in Abwälzfräsern mit folgenden Merkmalen:

• 1.1 Eine gewisse Anzahl Schneidstollen (4) sind in Nuten (5) die vorzugsweise parallel auf einem um die Längs­ achse des Werkzeug-Grundkörpers (1) gebildeten Zylin­ dermantel im allgemeinen gleichmäßig verteilt angeord­ net oder auch,
• 1.2 die Schneidstollen (4) in anderer Lage und Position eingesetzt sein können, dabei
• 1.3 die Schneidstollen (4) an den Kontaktstellen im Grund­ körper prismatisch, sonst aber deren Außenform nach den anwendungstechnischen Erfordernissen gestaltet sind und
• 1.4 die Schneidstollen (4) beid- oder einseitig mittels Anschlagringen (6) im Grundkörper (1) axial fixiert sind,

dadurch gekennzeichnet, daß das Spannsystem dabei

• 1.5 ein in seinem Querschnitt elastisch verformbares para­ llel zwischen der Vorderseite der Schneidstollen (4) und der Nutenwandung des Grundkörpers (1) liegendes Zwischenelement (3) aufweist,
• 1.6 eine sinnvoll auf das Zwischenelement gerichtete Spann­ kraft diese (3) so umformt und verlagert, daß die Schneidstollen (4) gleichzeitig und zwangsweise sowohl zur Nutenwandung (NR), als auch zum Nutengrund (NG) hin zur spielfreien Anlage gebracht werden,
• 1.7 das Zwischenelement (3) so angeordnet ist, daß dessen einer der beiden Querschnitts-Scheitelpunkte der langen Achse (Y) in der speziellen Ausnehmung (13) des Grund­ körpers (1), der andere Scheitelpunkt in der Ausnehmung (43) des Schneidstollens (4) die Stellen für den Spann­ kontakt bilden.

2. Spannsystem nach Anspruch 1.5 dadurch gekennzeichnet, daß

• 2.1 das Zwischenelement (3) ein röhrenförmiges, federhar­ tes, vorzugsweise mit elliptischem Querschnitt ausge­ bildetes Bauteil ist und
• 2.2 je Schneidstollen (4) auch aus mehreren Teilstücken zusammengesetzt sein kann.

3. Spannsystem nach Ansprüche 1.5 bis 2.2 dadurch gekennzeich­ net, daß

• 3. 1 die quer auf das Zwischenelement (3) wirkende Spann­ kraft von einer oder mehren Druckschrauben (2) ausgeht, die in funktionsgeeigneter Lage gegenüber dem Zwischen­ element (3) und auch in geeigneten Abständen zueinander angeordnet sind, und
• 3.2 die Druckschrauben (2) im Bereich der Berührungsstellen (23) einen Kegelmantel (2a) mit einem Kegelwinkel von etwa 40 Winkelgraden aufweisen.

4. Spannsystem nach Ansprüchen 1.5 bis 2.2 dadurch gekennzeich­ net, daß

• 4.1 die quer auf das Zwischenelement (3) wirkende Spann­ kraft von einem oder mehreren Spannstiften (5) ausgeht, die in funktionsgeeigneter Lage gegenüber dem Zwischen­ element (3) und auch in geeigneten Abständen zueinander angeordnet sind,
• 4.2 die Spannstifte (5) an deren Einführungsseite zum Zwi­ schenelement (3) hin keilförmig, vorzugsweise mit 5 bis 10 Winkelgraden angeflächt (5a) sind,
• 4.3 die Spannstifte (5) neben dem Auslauf der Anflächung (5a) in den zylindrischen Teil eine schwach ausgebilde­ te Ringnute (5b) aufweisen und
• 4.4 die Spannstiftbohrungen (15) so tief sind, daß die Spannstifte (5) über deren Spannposition hinaus weiter­ getrieben werden können bis das oberste Stiftende (5c) das Zwischenelement (3) nicht mehr berührt.