-
Diese
Erfindung betrifft eine Schneidwerkzeuganordnung, der eine elastische
Klemmeinrichtung und ein austauschbares Einsatzhalteglied aufweist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Schneidwerkzeuge,
die eine elastische Klemmeinrichtung zur Klemmung von Schneideinsätzen einsetzen,
weisen im allgemeinen eine verhältnismäßig schmale
Dicke auf. Zum Beispiel können Schneidoperationen,
wie Nuten und Abtrennen, durch einen Schneideinsatz ausgeführt werden,
der in einer Einsatztasche gehalten wird, die zwischen den Klemmflächen oberer
und unterer Backen eines verhältnismäßig schmalen
Messerhalters angeordnet ist. Der Messerhalter ist wiederum im allgemeinen
in einem Messerhalteblock geklemmt. Der Messerhalter ist im allgemeinen
mit einer geeignet gestalteten Aussparung in der Nähe der Einsatztasche
versehen, wodurch ein verhältnismäßig schmaler
Brückenabschnitt
gebildet wird, der ein begrenztes Maß einer elastischen Verschiebung
einer der Backen des Messerhalters relativ zur anderen ermöglicht.
Im allgemeinen ist die untere Backe starr und die obere Backe ist
elastisch verschiebbar. Die Aussparung kann in der Form einer Öffnung oder
eines Schlitzes, oder einen Schlitzes, der in einer Öffnung endet,
vorliegen. Beispiele solcher Schneidwerkzeuge werden im US-Patent
Nr. 3,785,021 und US-Patent Nr. 4,580,930 offenbart. Eine rotierendes Schlitz-Schneidwerkzeug,
das eine elastische Einsatzteil-Klemmeinrichtung einsetzt, wird
im US-Patent Nr. 5,059,068 offenbart. Der Schneidekörper ist scheibenförmig und
von verhältnismäßig schmaler Dicke,
wobei die Schneideinsatztaschen um seinen Umfang angeordnet sind.
Wie beim Messerhalter weist eine Einsatztasche eines rotierenden Schlitz-Schneidwerkzeugs
zwei Backen auf, zwischen denen ein Einsatzteil mittels der elastischen Kraft
geklemmt wird, die aus der Biegung der Klemmbacke herrührt.
-
Ob
das Schneidwerkzeug ein Messerhalter oder ein rotierendes Schlitz-Schneidwerkzeug
ist, die Biegung der Klemmbacke wird dadurch erhalten, daß die Einsatztasche
so hergestellt wird, daß der
Abstand zwischen den Klemmflächen
der Backen kleiner als die Höhe
des Abschnitts des Einsatzes ist, der zwischen den Klemmflächen angeordnet
ist. Wenn folglich ein Einsatz in der Einsatztasche angeordnet wird,
wird die Klemmbacke in einer gebogenen Position gehalten, die eine
elastische Kraft erzeugt, mittels derer der Einsatz in der richtigen
Lage geklemmt wird.
-
Ein
Beispiel eines wohlbekannten Problems mit Schneidwerkzeugen des
oben beschriebenen Typs ist es, daß ein vorderer Bereich der
Einsatztasche mit dem Werkstück
in Kontakt kommen kann und folglich beschädigt wird. Dies kann mit rotierenden
Schlitz-Schneidwerkzeugen besonders problematisch sein, wo die Beschädigung einer
oder zweier Einsatztaschen das Austauschen des gesamten Schneidwerkzeugs
erfordert. Eine Lösung
dieses Problems wird im US-Patent Nr. 4,604,004 vorgeschlagen, das
den nächstgelegenen
Stand der Technik definiert, in dem eine Schneidwerkzeuganordnung
offenbart wird, die einen harten, verschleißfesten Einsatz, eine Unterlegplatte
und einen Messerkörper
aufweist. Die Unterlegplatte weist eine Vertiefung auf, die sich
zu ihrem offenen Ende verjüngt,
um das Einsatzteil federnd zu halten. Der Messerkörper weist eine
sich nach unten und nach hinten erstreckende Vertiefung auf, die
sich zum Messerkörper verjüngt, um
die Unterlegplatte und den Einsatz verkeilt zu halten. Der Zusammenbau
der Schneidwerkzeuganordnung wird durchgeführt, indem zuerst der Einsatz
in die Unterlegplattenvertiefung eingesetzt wird, wonach die Unterlegplatte
mit dem darin montierten Einsatzteil in die Messerkörpervertiefung
eingesetzt wird. Wenn die Schneidwerkzeuganordnung mit einem Werkstück in Kontakt
gebracht wird, werden der Einsatz und die Unterlegplatte weiter
in der Messerkörpervertiefung
verkeilt, wodurch der feste Halt des Einsatzes und der Unterlegplatte
erhöht wird.
Nach einer Benutzungsdauer werden der Einsatz und die Unterlegplatte
vom Körper
entfernt, so daß der
Einsatz ersetzt werden kann. Die Unterlegplatte wird vom Messerkörper entfernt,
indem ein Schraubendreher in einen Spalt zwischen dem Messerkörper und
der Unterlegplatte eingesetzt wird und eine Hebelwirkung auf den
Schraubendreher ausgeübt
wird. Der Einsatz wird von der Unterlegplatte entfernt, indem ein
Schraubendreher in eine Kerbe der Unterlegplatte eingesetzt wird
und dann der Schraubendreher gedreht wird.
-
Ein
Nachteil der Schneidwerkzeuganordnung, der im '004-Patent
offenbart wird, ist, daß nach dem
Zusammenbau der Schneidwerkzeuganordnung die Schneidkante des Schneideinsatzes
nicht präzise
angeordnet ist. Wie im '004-Patent dargelegt wird,
werden der Einsatz und die Unterlegplatte weiter in der Messerkörpervertiefung
verkeilt, wenn die Schneidwerkzeuganordnung mit einem Werkstück in Kontakt
gebracht wird. Diese Situation ist für rotierende Schlitz-Schneidwerkzeuge
besonders nachteilig, wo es mehrere Schneideinsätze gibt, die um den Umfang
des Werkzeugs beabstandet sind, und die unpräzise Anordnung der Schneidkanten
der Schneideinsätze
führt zu
ineffizienten Schneidvorgängen,
bei denen einige der Einsätze
mehr am Schneidvorgang teilnehmen als andere.
-
Im '004-Patent wird das
Glied, in dem der Schneideinsatz angebracht wird, als „Unterlegplatte" bezeichnet. In der
folgenden Beschreibung und den Ansprüchen wird das Glied, in dem
das Schneideinsatzteil angebracht wird, als ein „Einsatzhalteglied" bezeichnet.
-
Ein
weiterer Nachteil der Schneidwerkzeuganordnung, der im '004-Patent offenbart
wird, ist daß die
Unterlegplatte nicht am Messerkörper
befestigt ist. Dies kann insbesondere problematische sein, wenn
die Unterlegplatte in einem rotierenden Schlitz-Schneidwerkzeug
verwendet wird, da es nichts gibt, was die Unterlegplatte daran
hindert, während
eines Nut- bzw. Schlitzvorgangs verschoben zu werden. Die US-Patentanmeldung
Serien-Nr. 09/458,675, eingereicht am 10. Dezember 1999, stellt
eine Schneidwerkzeuganordnung bereit, der ein austauschbares Einsatzhalteglied
mit einer elastischen Klemmeinrichtung aufweist, das die oben erwähnten Nachteile überwindet.
-
Jedoch
stellt der Stand der Technik keine Mittel bereit um sicherzustellen,
daß ein
Schneideinsatz unter dem Einfluß der
Zentrifugalkräfte
nicht vollständig
losgerissen werden und sogar aus der Einsatztasche herausfliegen
kann. Eine Situation, die besonders gefährlich sein kann, wenn mit
hohen Drehzahlen gearbeitet wird.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schneidwerkzeuganordnung
bereitzustellen, die ein austauschbares Einsatzhalteglied mit einer
elastischen Klemmeinrichtung aufweist, die dazu bestimmt ist sicherzustellen,
daß ein
Schneideinsatz sicher durch das Einsatzhalteglied in einer solche Weise
gehalten wird, daß er
unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte nicht
vollständig
losgerissen werden und möglicherweise
aus der Einsatztasche herausfliegen kann.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird eine
Schneidwerkzeuganordnung (10) bereitgestellt, die einen
Werkzeugkörperabschnitt
(12) und mindestens einen Schneidabschnitt (14)
aufweist, wobei der mindestens eine Schneidabschnitt (14)
einen Werkzeugklemmabschnitt (16), ein Einsatzhalteglied
(18) und einen Schneideinsatz (20) aufweist; wobei
der Werkzeugklemmabschnitt (16) aufweist:
eine Werkzeugbasisbacke
(26), die eine Oberseite (28) aufweist, die eine
erste Klemmfläche
bildet;
eine Werkzeugklemmbacke (30), die eine Oberseite (31)
und eine Unterseite (32) aufweist, wobei die Unterseite
(32) eine zweite Klemmfläche bildet, wobei die Werkzeugbasisbacke
(26) und die Werkzeugklemmbacke (30) dazwischen
einen Spalt (34) zur elastischen Aufnahme des Einsatzhalteglieds
(18) aufweisen, wobei der Spalt (34) eine gegebene
rückwärtige lineare
Ausdehnung L3 aufweist;
einen ersten Schlitz (36),
der sich von einem hinteren Abschnitt des Spalts (34) in
eine im allgemeinen rückwärtige Richtung
erstreckt, wobei der erste Schlitz in einer Öffnung (38) endet,
wobei der Spalt (34) zusammen mit dem ersten Schlitz (36)
und der Öffnung
(38) eine Einsatzhaltegliedtasche (43) bildet, die
eine gegebene rückwärtige lineare
Ausdehnung L2 aufweist;
eine ersten Anordnungsfläche (44)
zur Fixierung der Anordnung des Einsatzhalteglieds (18);
und
einen zweiten Schlitz (46), der sich von einer
Hohlkehle (47) im allgemeinen nach hinten erstreckt und der
die Oberseite (31) der Werkzeugklemmbacke (30)
begrenzt, wobei der zweite Schlitz (48) eine gegebene rückwärtige lineare
Ausdehnung L1 aufweist;
wobei das Einsatzhalteglied (18)
aufweist:
eine Basisbacke (48), die eine Unterseite
(54) aufweist, die eine erste Klemmstoßfläche bildet, und eine Klemmbacke
(50), die eine Oberseite (56) aufweist, die eine
zweite Klemmstoßfläche bildet,
wobei die Basisbacke (48) und die Klemmbacke (50)
dazwischen eine Einsatztasche (52) zur Aufnahme des Schneideinsatzes
(20) definieren; und
eine zweite Anordnungsfläche (60),
die in der Lage ist, an die erste Anordnungsfläche (44) zur präzisen Anordnung
des Einsatzhalteglieds (18) im Spalt (34) anzustoßen.
-
Erfindungsgemäß ist die
rückwärtige lineare Ausdehnung
L1 des zweiten Schlitzes (46) sehr viel kleiner als die
rückwärtige lineare
Ausdehnung L2 der Einsatzhaltegliedtasche (43) (L1 << L2).
-
Vorzugsweise
ist die rückwärtige lineare Ausdehnung
L1 des zweiten Schlitzes (46) kleiner als die rückwärtige lineare
Ausdehnung L3 des Spalts (34) (L1 < L3).
-
Ferner
ist vorzugsweise die rückwärtige lineare
Ausdehnung der Hohlkehle (47) sehr viel kleiner als die
rückwärtige lineare
Ausdehnung der Einsatzhaltegliedtasche (43).
-
Falls
erwünscht
ist die erste Anordnungsfläche
(44) an einem hinteren Abschnitt des Spalts (34) angrenzend
an den ersten Schlitz (36) angeordnet und im wesentlichen
senkrecht zu den ersten (28) und zweiten (32)
Klemmflächen
orientiert.
-
Falls
erwünscht
ist ferner die zweite Anordnungsfläche (60) hinter der
Basisbacke (48) des Einsatzhalteglieds (18) angeordnet.
-
Erfindungsgemäß stößt die erste
Anordnungsfläche
(44) an die zweite Anordnungsfläche (60) an, um das
Einsatzhalteglied (18) im Spalt (34) zwischen
der Werkzeugklemmbacke (30) und der Werkzeugbasisbacke
(26) des Werkzeugklemmabschnitts (16) präzise anzuordnen.
-
Ferner
weist erfindungsgemäß der Einsatzhalteabschnitt
(18) einen Sicherungsabschnitt (58) auf, an dem
ein Sicherungsglied (22) zur Sicherung des Einsatzhaltegliedes
(18) in der Lage im Spalt (34) zwischen der Werkzeugklemmbacke
(30) und der Werkzeugbasisbacke (26) des Werkzeugklemmabschnitts
(16) entfernbar angebracht werden kann.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
der Sicherungsabschnitt (58) ein länglicher Abschnitt des Einsatzhalteglieds
(18), der sich in eine im allgemeinen rückwärtige Richtung erstreckt und durch
den ersten Schlitz (36) gehen kann.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
ferner die Oberseite (28) der Werkzeugbasisbacke (26)
des Werkzeugklemmabschnitts (16) im wesentlichen parallel
zur Unterseite (32) der Werkzeugklemmbacke (30)
des Werkzeugklemmabschnitts (16).
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform verjüngen sich
desweiteren die ersten (54) und zweiten (56) Klemmstoßflächen zur
Rückseite
des Einsatzhalteglieds (18) hin, wobei sie dazwischen einen Verjüngungswinkel α bilden.
-
Gemäß einer
spezifischen Anwendung beträgt
der Verjüngungswinkel α annähernd 2°.
-
Erfindungsgemäß ist das
Sicherungsglied (22) in der Öffnung (38) angeordnet
und ist entfernbar am Sicherungsabschnitt (58) des Einsatzhalteglieds
(18) angebracht.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist das Sicherungsglied (22) eine allgemein
trapezförmige
Form auf, die eine Vorderseite (64) und eine Rückseite
(66) aufweist, und wobei wenn das Einsatzhalteglied (18)
im Spalt (34) im Werkzeugklemmabschnitt (16) gehalten
wird, das Sicherungsglied (22) in einen vertieften Bereich
(68) im länglichen
Abschnitt (58) des Einsatzteilhalteglieds (18)
aufgenommen wird, wobei der vertiefte Bereich (68) eine
Form aufweist, die im allgemeinen ähnlich zu jener des Sicherungsglieds
(22) ist, die Öffnung (38)
weist zwei nach hinten weisende voneinander beabstandete Stoßflächen (40, 42)
auf, die an den ersten Schlitz (36) angrenzen, und der
längliche
Abschnitt (58) des Einsatzhalteglieds (18) weist
eine nach vorn weisende hintere Stoßfläche (72) auf, wobei
das Sicherungsglied (22) mit einer versenkten Durchgangsbohrung
(74) mit einer ersten Längsachse
(76) versehen ist, und der vertiefte Bereich (68) mit
einer Schraubengewindebohrung (78) mit einer zweiten Längsachse
(80) versehen ist, wobei die ersten und zweiten Längsachsen
(76, 80) in einer Weise relativ zueinander versetzt
sind, so daß wenn
eine Senkkopfschraube (24) in der versenkten Durchgangsbohrung
(74) angeordnet wird und in die Schraubengewindebohrung
(78) geschraubt wird, die Vorderseite (64) des
Sicherungsglieds (22) an die beiden nach hinten weisenden
voneinander beabstandeten Stoßflächen (40, 42)
anstößt und die Rückseite
(66) des Sicherungsglieds (22) an die nach vorn
weisende hintere Stoßfläche (72)
des länglichen Abschnitts
(58) anstößt, wodurch
sichergestellt wird, daß die
präzise
Anordnung des Einsatzhalteglieds (18) aufrechterhalten
wird.
-
Vorzugsweise
weisen die Basisbacke (48) bzw. die Klemmbacke (50)
des Einsatzhalteglieds (18) erste (55) und zweite
(57a) Einsatzstoßflächen auf,
die sich zu einem vorderen Ende des Einsatzhalteglieds unter einem
gegebenen Verjüngungswinkel verjüngen, und
der Schneideinsatz (20) weist eine Oberseite (19)
und eine Unterseite (21) auf, wobei die Oberseite (19)
zwei Abschnitte aufweist, einen vorderen Abschnitt (19a)
und einen hinteren Abschnitt (19b), wobei sich der vordere
Abschnitt (19a) der Einsatzoberseite (19) und
die Unterseite (21) zu einem vorderen Ende des Schneideinsatzes
(20) mit einem Verjüngungswinkel
verjüngen,
der im wesentlichen gleich dem Verjüngungswinkel zwischen den ersten
und zweiten Einsatzteilstoßflächen (55, 57a) des
Einsatzhalteglieds 18 ist.
-
Vorzugsweise
verjüngen
sich ferner der hintere Abschnitt (19b) der Oberseite (19),
und der Unterseite (21) zu einem hinteren Ende des Schneideinsatzteils
(20).
-
Falls
erwünscht
ist die Einsatztasche (52) mit einer Öffnung (53) versehen,
die sich von einem hinteren Abschnitt der Einsatztasche (52)
in eine im allgemeinen rückwärtige Richtung
erstreckt.
-
Gemäß einer
Anwendung ist das Schneidwerkzeug ein rotierendes Schneidwerkzeug
(96).
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
-
Für ein besseres
Verständnis
wird die Erfindung nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine Explosions-Seitenansicht
eines Schneidabschnitts eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs, der einen
Werkzeugklemmabschnitt, ein Einsatzhalteglied, einen Schneideinsatz
und ein Sicherungsglied aufweist;
-
2 eine Seitenansicht des
Schneidabschnitts der 1,
die das Einsatzhalteglied in dessen Werkzeugklemmabschnitt angebracht
und in der richtigen Lage mittels des Sicherungsglieds befestigt
zeigt, wobei der Schneideinsatz in der Einsatztasche angebracht
ist;
-
3 eine Teilquerschnittansicht
des Schneidabschnitts der 2,
die längs
der Linie III-III aufgenommen ist;
-
4 eine Teilquerschnittansicht
des Schneidabschnitts der 2,
die längs
der Linie IV-IV aufgenommen ist; und
-
5 eine Seitenansicht eines
rotierenden Schneidwerkzeugs, das einen erfindungsgemäßen Schneidabschnitt
aufweist.
-
Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
-
Die
Aufmerksamkeit wird zuerst auf die 1 und 2 gelenkt. Eine Schneidwerkzeuganordnung 10 weist
einen Werkzeugkörperabschnitt 12 und
einen Schneidabschnitt 14 auf. In der folgenden Beschreibung
und den Ansprüchen
entsprechen die Richtungsbezeichnungen der Orientierung des Abschnitts
der Schneidwerkzeuganordnung, die in den 1 und 2 gezeigt
wird. Daher wird ein Abschnitt eines Glieds auf der linken Seite
in diesen Figuren als ein vorderer Abschnitt des Glieds bezeichnet,
wohingegen ein Abschnitt eines Glieds auf der rechten Seite in den
Figuren als ein hinterer Abschnitt des Glieds bezeichnet wird. Entsprechend
beziehen sich Abschnitte eines Glieds im oberen Teil bzw. unteren
Teil diese Figuren auf oberer und unterer Abschnitte des Glieds.
Der Schneidabschnitt 14 ist ein vorderer Abschnitt der
Schneidwerkzeuganordnung 10, der einen Werkzeugklemmabschnitt 16,
ein Einsatzhalteglied 18, einen Schneideinsatz 20 und
ein Sicherungsglied 22 aufweist. Das Sicherungsglied 22 ist mittels
einer Senkkopfschraube 24 an dem Einsatzhalteglied 18 befestigt.
Das Sicherungsglied 22 dient zur Sicherung des Einsatzhalteglieds 18 in
der richtigen Lage, wodurch sichergestellt wird, daß die präzise Anordnung
des Einsatzhalteglieds und folglich des Schneideinsatzes während eines
gesamten Schneidvorgangs aufrechterhalten wird.
-
Der
Werkzeugklemmabschnitt 16 weist eine Werkzeugbasisbacke 26 mit
einer Oberseite 28, die eine erste Klemmfläche bildet,
und eine Werkzeugklemmbacke 30 mit einer Oberseite 31 und
einer Unterseite 32 auf. Die Unterseite 32 bildet eine
zweite Klemmfläche.
Die Werkzeugbasisbacke 26 und die Werkzeugklemmbacke 30 weisen
einen Spalt 34 zwischen sich auf, um das Einsatzhalteglied 18 elastisch aufzunehmen.
Die ersten bzw. zweiten Klemmflächen
bilden untere und obere Begrenzungen des Spalts 34. Die
ersten bzw. zweiten Klemmflächen 28 und 32 sind
im wesentlichen parallel zueinander, und der Abstand zwischen ihnen
ist h1. Eine imaginäre
Linie parallel zu den ersten bzw. zweiten Klemmflächen 28 und 32,
die annähernd
in der Mitte zwischen ihnen verläuft,
definiert eine Längsachse
des Schneidabschnitts 14 der Schneidwerkzeuganordnung 10.
-
Ein
erster Schlitz 36 erstreckt sich von einem hinteren Abschnitt
des Spalts 34 in eine im allgemeinen rückwärtige Richtung. Der erste Schlitz 36 endet in
einer Öffnung 38,
die zwei nach hinten weisende voneinander beabstandete Stoßflächen aufweist, eine
obere Stoßfläche 40 und
eine untere Stoßfläche 42,
die an den ersten Schlitz 36 angrenzen. Die Stoßflächen 40 und 42 liegen
längs einer
gemeinsamen imaginären
Linie, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Schneidabschnitts 14 verläuft.
-
Der
Spalt 34 bildet zusammen mit dem ersten Schlitz 36 und
der Öffnung 38 eine
Einsatzhaltegliedtasche 43. Eine nach vorn weisende erste
Anordnungsfläche 44 ist
an einem hinteren Abschnitt des Spalts 34 angeordnet, der
an den ersten Schlitz 36 angrenzt, und ist im wesentlichen
senkrecht zur Längsachse
des Schneidabschnitts 14 orientiert.
-
Angrenzend
an die Oberseite 31 der Werkzeugklemmbacke 30 befindet
sich ein zweiter Schlitz 46, der sich im allgemeinen von
einer Hohlkehle 47 nach hinten erstreckt. Der Zweck des
zweiten Schlitzes 46 ist ein zweifacher. Erstens versieht
der zweite Schlitz 46 die Werkzeugklemmbacke 30 mit
einer Flexibilität,
die es ermöglicht,
daß sie
zur elastischen Klemmung des Einsatzhalteglieds 18 elastisch
verschoben wird. Zweitens begrenzt er die Ausdehnung, bis zu der
die Werkzeugklemmbacke verschoben werden kann, wodurch sichergestellt
wird, daß die Werkzeugklemmbacke
nicht über
die Elastizitätsgrenze
des Materials hinaus verschoben werden kann, aus dem sie besteht.
Die rückwärtige lineare Ausdehnung
L1 des zweiten Schlitzes 46, von der Hohlkehle 47 in
eine rückwärtige Richtung
gemessen, ist sehr viel kleiner als die rückwärtige lineare Ausdehnung L2
der Einsatzhaltegliedtasche 43 (L1 << L2).
Vorzugsweise ist die rückwärtige lineare
Ausdehnung L1 des zweiten Schlitzes 46 kleiner als die rückwärtige lineare
Ausdehnung L3 des Spalts 34 (L1 < L3). Die Länge des zweiten Schlitzes 46 hat
einen Einfluß auf
die Festigkeit der Klemmung der Schneidwerkzeuganordnung 10.
Je länger
der zweite Schlitz 46 ist, desto schwächer ist der Schneidwerkzeugaufbau.
Die hierin definierte Länge
stellt einerseits die Flexibilität
der oberen Backe 30 sicher, während sie andererseits eine
verhältnismäßig feste
Struktur der Schneidwerkzeuganordnung aufrechterhält. Klarerweise
ist die präzise
Form des zweiten Schlitzes 46 eine Frage der Gestaltungsoptimierung.
Wie in den Figuren gezeigt, muß der
zweite Schlitz 46 nicht gerade sein. Jedoch endet der zweite
Schlitz 46 vorzugsweise in einem Entlastungsloch 46'. Es ist klar, daß nicht
nur der zweite Schlitz 46 die Oberseite 31 der
Werkzeugklemmbacke 30 begrenzt, sondern daß er tatsächlich die
Oberseite 31 definiert. Wenn jedoch der zweite Schlitz 46 davon
abweicht, sich in eine im allgemeinen rückwärtige Richtung zu erstrecken,
und sich an einem gewissen Punkt nach oben erstreckt, dann wird
nur der Teil des zweiten Schlitzes 46, der sich im allgemeinen
nach hinten erstreckt, die Oberseite 31 der Werkzeugklemmbacke 30 definieren.
-
Es
sollte beachtet werden, daß die
vorliegende Erfindung insbesondere auf Schneidwerkzeuganordnungen
gerichtet ist, die flache Hohlkehlen 47 aufweisen. Eine
flache Hohlkehle ist eine, die eine rückwärtige lineare Ausdehnung aufweist,
die sehr viel kleiner als die rückwärtige lineare
Ausdehnung des Spalts 34 zwischen der Werkzeugbasisbacke 26 und der
Werkzeugklemmbacke 30 ist. Jeder Schneidabschnitt 14 des
in den Zeichnungen gezeigten Schneidwerkzeugaufbaus 10 weist
eine flache Hohlkehle 47. Wenn der zweite Schlitz 46 entfernt
würde, dann
würde die
Werkzeugklemmbacke 30 eine vernachlässigbare Flexibilität aufweisen.
-
Das
Einsatzhalteglied 18 weist eine Basisbacke 48 und
eine Klemmbacke 50 auf, die dazwischen eine Einsatztasche 52 zur
Aufnahme des Schneideinsatzes 20 definiert. Die Einsatztasche 52 ist
mit einer Öffnung 53 zur
Aufnahme einer Einsatzentfernungsvorrichtung versehen. Die Öffnung 53 erstreckt
sich von einem hinteren Abschnitt der Einsatzaufnahmetasche in eine
im allgemeinen rückwärtige Richtung.
Die Basisbacke 48 weist eine Unterseite 54, die
eine erste Klemmstoßfläche bildet,
und eine Oberseite 55 auf, die eine erste Einsatzstoßfläche bildet.
Die Klemmbacke 50 weist eine Oberseite 56, die
eine zweite Klemmstoßfläche bildet,
und eine Unterseite 57 auf. Die Unterseite 57 ist
in drei Abschnitte unterteilt, einen Stoßabschnitt 57a, der
eine zweite Einsatzstoßfläche bildet,
einen im allgemeinen nach vorn weisende vorderen Abschnitt 57b und einen
Zwischenabschnitt 57c zwischen dem Stoßabschnitt 57a und
dem vorderen Abschnitt 57b. Der Zwischenabschnitt 57c ist
im allgemeinen abgerundet, um das Einsetzen des Schneideinsatzes 20 in die
Einsatztasche 52 zu erleichtern. Die ersten und zweiten
Klemmstoßflächen 54, 56 verjüngen sich zum
hinteren Teil des Einsatzhalteglieds 18, wobei sie zwischen
sich einen Verjüngungswinkel α bilden. Der Verjüngungswinkel α beträgt vorzugsweise
annähernd
2°. Der
Abstand h2 zwischen den ersten und zweiten Klemmstoßflächen 54, 56,
annähernd
am Mittelpunkt der zweiten Klemmstoßfläche 56 genommen, ist
annähernd
gleich h1 (h2 h1). Die ersten und zweiten Einsatzstoßflächen 55, 57a verjüngen sich zum
vorderen Ende des Einsatzhalteglieds.
-
Der
Schneideinsatz 20 weist eine Oberseite 19 und
eine Unterseite 21 auf. Die Oberseite 19 weist zwei
Abschnitte auf, einen vorderen Abschnitt 19a und einen
hinteren Abschnitt 19b. Der vordere Abschnitt 19a trifft
den hinteren Abschnitt 19b an einer ersten Verbindung 19'. Der vordere
Abschnitt 19a der Einsatzoberseite 19 und die
Unterseite 21 verjüngen sich
zum vorderen Ende des Schneideinsatzes 20 mit einem Verjüngungswinkel,
der im wesentlichen gleich dem Verjüngungswinkel zwischen den ersten und
zweiten Einsatzstoßflächen 55, 57a des
Einsatzhalteglieds 18 ist. Der hintere Abschnitt 19b der Oberseite 19 und
die Unterseite 21 verjüngen
sich zum hinteren Ende des Schneideinsatzes 20. Am vorderen
Ende des Schneideinsatzes gibt es einen Vorsprung, der in eine im
allgemeinen nach oben gerichtete Richtung vorsteht, der eine nach
hinten weisende Fläche 19c aufweist,
die mit dem vorderen Abschnitt 19a verbunden ist. Die nach
hinten weisende Fläche 19c trifft
den vorderen Abschnitt 19a an einer zweiten Verbindung 19''. Die erste Verbindung 19' befindet sich
auf einer Höhe
h3 von der Unterseite 21 des Schneideinsatzes 20,
wohingegen sich die zweite Verbindung 19'' auf
einer Höhe
h4 von der Unterseite 21 befindet. Die Höhe h3 ist
größer als
die Höhe h4.
-
Das
Einsatzhalteglied 18 weist einen länglichen Abschnitt 58 auf,
der sich in eine im allgemeinen rückwärtige Richtung erstreckt. Der
längliche
Abschnitt bildet ein Sicherungsglied. Die Abmessungen des länglichen
Abschnitts sind so gestaltet, daß er durch den ersten Schlitz 36 gehen kann,
wenn das Einsatzhalteglied 18 im Spalt 34 angebracht
wird. Das Einsatzhalteglied 18 ist mit einer nach hinten weisenden
zweiten Anordnungsfläche 60 versehen, die
hinter der unteren Backe 48 angeordnet ist. Wenn das Einsatzhalteglied 18 vollständig im
Spalt 34 gehalten wird, stößt die erste Anordnungsfläche 44 gegen
die zweite Anordnungsfläche 60,
um eine präzise Anordnung
des Einsatzhalteglieds 18 sicherzustellen. Das Einsatzhalteglied
ist zur präzisen
Anordnung des Schneideinsatzes bezüglich des Einsatzhalteglieds
mit einer Einsatzanordnungsfläche 62 versehen.
Folglich ist dadurch, daß sowohl
das Einsatzhalteglied bezüglich
des Werkzeugkörperabschnitts
präzise
angeordnet ist als auch der Einsatz bezüglich des Halteglieds präzise angeordnet
ist, die Schneidkante des Schneideinsatzes bezüglich des Werkzeugkörperabschnitts
präzise
angeordnet.
-
Um
die Schneidwerkzeuganordnung 10 zusammenzubauen, wird der
Schneideinsatz 20 zuerst in die Einsatztasche 52 des
Einsatzhalteglieds 18 eingesetzt, bis es gegen die Einsatzanordnungsfläche 62 stößt. Es sollte
beachtet werden, daß gemäß der in
den Figuren gezeigten Ausführungsform
der nach vorn weisende vordere Abschnitt 57b der Unterseite 57 der
Klemmbacke 50 nicht an die nach hinten weisende Fläche 19c des
Vorsprungs am vorderen Ende des Schneideinsatzes 20 anstößt. Es sollte
ferner beachtet werden, daß nach
dem Einsetzen des Schneideinsatzes 20. in die Einsatztasche 52 der Verjüngungswinkel α zwischen
den ersten und zweiten Klemmstoßflächen 54, 56 im
wesentlichen derselbe ist, wie er vor dem Einsetzen des Schneideinsatzes 20 war.
Anschließend
daran wird das Einsatzhalteglied 18 mit dem in der Einsatztasche 52 gehaltenen
Schneideinsatz 20 in die Einsatzhaltegliedtasche 43 eingesetzt.
Infolge der Verjüngung
der ersten und zweiten Klemmstoßflächen 54, 56 wird
das Einsatzhalteglied 18, wenn es im Spalt 34 angebracht wird
und zum hinteren Teil des Spalts gedrückt wird, zuerst ohne Widerstand
gleiten. Um das Anbringen des Einsatzhalteglieds zu vollenden, so
daß es
völlig im
Spalt gehalten wird, muß eine
Kraft auf das Einsatzhalteglied ausgeübt werden. Wenn das Einsatzhalteglied 18 nach
hinten in den Spalt 34 gedrückt wird, wird die Werkzeugklemmbacke 30 des
Werkzeugklemmabschnitts 16 nach oben verschoben, das heißt weg von
der Werkzeugbasisbacke 26 des Werkzeugklemmabschnitts 16.
Folglich nimmt die Breite des zweiten Schlitzes 46 ab,
bis sie, wobei das Einsatzhalteglied vollständig in den Spalt 34 eingefügt ist,
ihre endgültige
Breite h erreicht, die als ihre Haltebreite bezeichnet wird. Die
Haltebreite h des zweiten Schlitzes 46 ist ausreichend
kleiner als der vertikale Abstand H (= h3 – h4) zwischen der ersten Verbindung 19' und der zweiten
Verbindung 19'', um sicherzustellen,
daß der
Schneideinsatz 20 die Einsatztasche 52 nicht verlassen
kann. Wenn das Einsatzhalteglied 18 vollständig im
Spalt 34 gehalten wird, weisen die ersten und zweiten Klemmflächen 28, 32 einen
Verjüngungswinkel
zwischen ihnen auf, der gleich dem Verjüngungswinkel α zwischen
den ersten und zweiten Klemmstoßflächen 54, 56 ist.
-
Zusätzlich zu
den 1 und 2 wird die Aufmerksamkeit
nun auf 3 gelenkt. Das
Sicherungsglied 22 weist eine allgemein trapezförmige Form
auf, die eine Vorderseite 64 und eine Rückseite 66 aufweist,
und wird in einem vertieften Bereich 68 im länglichen
Abschnitt 58 des Einsatzhalteglieds 18 aufgenommen.
Der vertiefte Bereich 68 weist eine Vorderseite 70 und
eine Rückseite 72 auf,
und weist eine Form auf, die im allgemeinen ähnlich zu jener des Sicherungsglieds 22 ist.
Die Rückseite 72 bildet eine
nach vorn weisende Stoßfläche auf.
Das Sicherungsglied ist mit einer versenkten Durchgangsbohrung 74 versehen,
die eine erste Längsachse 76 aufweist,
und der vertiefte Bereich 68 ist mit einer Schraubengewindebohrung 78 versehen,
die eine zweite Längsachse 80 aufweist.
-
Wenn
das Halteglied vollständig
im Spalt 34 gehalten wird und das Sicherungsglied 22 im
vertieften Bereich 68 angeordnet wird, werden ersten und zweiten
Längsachsen 76, 80 in
einer solchen Weise in Bezug zueinander relativ verschoben, daß wenn die
Senkkopfschraube 24 in der versenkten Durchgangsbohrung 74 angeordnet
wird und in die Schraubengewindebohrung 78 geschraubt wird,
die Vorderseite 64 des Sicherungsglieds 22 an
die beiden nach hinten weisenden, voneinander beabstandeten Stoßflächen 40 und 42 anstößt, und
die Rückseite 66 des Sicherungsglieds
an die Rückseite 72 des
vertieften Bereichs 68 im Einsatzhalteglied anstößt. Die
Vorderseite 64 des Sicherungsglieds 22 stößt nicht
gegen die Vorderseite 70 des vertieften Bereichs 68. Dies
erzeugt eine Dreipunkt-Kontaktanordnung zwischen dem Sicherungsglied 22,
dem Einsatzhalteglied 18 und dem Werkzeugkörperabschnitt 12. Wenn
die Senkkopfschraube 24 angezogen wird, stößt ihr konischer
Kopf 82 gegen einen oberen Abschnitt der passenden versenkten
Durchgangsbohrung 74 des Sicherungsglieds 22,
und das Sicherungsglied wird gezwungen, sich in einer nach oben gerichteten
Richtung zu bewegen, da sich die erste Längsachse 76 zur zweiten
Längsachse 80 bewegt. Infolge
der Dreipunkt-Kontaktanordnung und der trapezförmigen Form des Sicherungsglieds
wird die Sicherungskraft, die durch das Sicherungsglied auf das Einsatzhalteglied über die
Rückseite 66 des
Sicherungsglieds ausgeübt
wird, wenn es an die Rückseite 72 des
vertieften Bereichs 68 stößt, um so größer, je mehr
die Senkkopfschraube 24 angezogen wird. Wie in 3 zu sehen ist, ist die
Dicke des Sicherungsglieds 22 so gestaltet, daß wenn es
in der richtigen Lage befestigt ist, seine nach außen weisende
Fläche 84 im wesentlichen
mit einer Seitenfläche 86 des Werkzeugkörperabschnitts 12 fluchtet.
-
Dadurch,
daß der
Schneideinsatz 20 in der Einsatztasche 52 gehalten
wird und das Einsatzhalteglied 18 sicher in der Einsatzhaltegliedtasche 43 gehalten
wird, kann der Schneideinsatz nicht aus der Einsatztasche 52 losgerissen
werden. Wenn eine äußere Kraft,
die auf den Schneideinsatz 20 ausgeübt wird, es schafft, ihn in
eine Richtung noch vorn zu treiben, dann wird die Klemmbacke 50 des
Einsatzhalteglieds 18 in eine Richtung nach oben getrieben, was
wiederum die Werkzeugklemmbacke 30 des Werkzeugklemmabschnitt 16 in
eine Richtung nach oben treiben wird, wodurch die Breite des zweiten Schlitzes 46 verringert
wird. Wenn die äußere Kraft groß genug
ist, könnte
die Breite des zweiten Schlitzes 46 auf nahezu null reduziert
werden. Da jedoch die Haltebreite h des zweiten Schlitzes 46 kleiner
als der vertikale Abstand H zwischen der ersten Verbindung 19' und der zweiten
Verbindung 19'' ist, wäre der Schneideinsatz 20 nicht
in der Lage, die Einsatztasche 52 zu verlassen, da die
erste Verbindung 19' nicht
fähig wäre, den
Zwischenabschnitt 57c der Unterseite 57 der Klemmbacke 50 zu
passieren.
-
Die
Aufmerksamkeit wird nun auf 4 gelenkt,
die den Mechanismus zur Verhinderung einer lateralen Bewegung des
Einsatzhalteglieds 18 bezüglich des Werkzeugklemmabschnitts 16 des
Werkzeugkörperabschnitts 12 zeigt.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen die ersten bzw. zweiten Klemmflächen 28 und 32 der
Werkzeugbasisbacke 26 bzw. der Werkzeugklemmbacke 30 konvexe
V-förmige
Querschnitte auf, und die ersten bzw. zweiten Klemmstoßflächen 54, 56 der
Basisbacke 48 und der Klemmbacke 50 des Einsatzhalteglieds 18 weisen
passende konkave V-förmige
Querschnittsflächen
auf. Wie in der Technik wohlbekannt ist (siehe zum Beispiel US-Patent Nr. 4,580,930
und US-Patent Nr. 4,887,945), kann eine laterale Stabilität eines
Schneideinsatzteils auf eine ähnliche
Weise erzielt werden. Die ersten bzw. zweiten Einsatzstoßflächen 55, 57 der
Basisbacke 48 und der Klemmbacke 50 weisen konvexe
V-förmige
Querschnitte auf, und die Unterseite 21 bzw. Oberseite 19 des
Schneideinsatzes 20 weisen passende konkave V-förmige Querschnittsflächen auf (die
durch unterbrochene Linien in 1 gezeigt werden).
-
5 zeigt ein rotierendes
Schlitz-Schneidwerkzeug 88 mit mehreren Schneidabschnitten 14, die
um den Umfang des Werkzeugs angeordnet sind, wobei jeder Schneidabschnitt
erfindungsgemäß einen
Werkzeugklemmabschnitt 16, ein Einsatzhalteglied 18,
einen Schneideinsatz 20 und eine Sicherungsglied 22 aufweist.
-
Es
wird darauf aufmerksam gemacht, daß das US-Patent Nr. 5,524,518
ein Sägeblatt
offenbart, das Merkmale aufweist, die dem ersten Anschein nach einige
Merkmale zu haben scheinen, die ähnlich
zu den Merkmalen sind, die in der vorliegenden Erfindung offenbart
werden. Jedoch gibt es eine Reihe von grundlegenden Unterschieden,
die beachtet werden sollten. Zuallererst offenbart das '518-Patent keine
Schneidwerkzeuganordnung, in der der Schneideinsatz in einem Einsatzhalteglied
angebracht ist. Stattdessen wird der Schneideinsatz direkt in einer
Vertiefung im Sägeblatt
gehalten. Ferner sind die Schlitze (z. B. 23 und 24 in 2 des '518-Patents) wesentlich tiefer als die
Vertiefung. Desweiteren benötigt
das Sägeblatt
des '518-Patents
ein Spannungsverteilungsloch radial innerhalb jedes Lochs. Schließlich sollte
beachtet werden, daß die Anordnung
der Schlitze und des Spannungsverteilungslochs des '518-Patent keinen
Halt dagegen bieten, daß die
Schneideinsätze
(die als „Spitzen" im '518-Patent bezeichnet
werden) beim Schneiden mit hoher Geschwindigkeit durch Zentrifugalkräfte losgerissen
und aus den Vertiefungen herausgeworfen werden.
-
Tatsächlich wird
im '518-Patent ziemlich deutlich
festgestellt, daß „Beim Sägen von
Metall ist die Schneidgeschwindigkeit begrenzt und es gibt ein geringes
Risiko, daß die
Spitzen aus den Vertiefungen durch Zentrifugalkräfte herausgeworfen werden ...". Wohingegen für höhere Schneidgeschwindigkeiten
eine gewisse einer Sicherung der Spitzen erforderlich ist: „... jedoch
beim Sägen
von Holz mit einer sehr viel höheren
Schneidgeschwindigkeit ist es zweckmäßig, die Spitzen mit Stiften
oder röhrenförmigen Zapfen
zu sichern ...".
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung in einem bestimmten Maß an Ausführlichkeit beschrieben worden
ist, sollte verstanden werden, daß verschiedene Veränderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen Erfindung
zu verlassen, wie er im folgenden beansprucht wird.