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Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug, das die
Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 aufweist. Ein
solches Werkzeug kann einem rotierenden Schneideinsatz, wie
einem Bohrer, einem Schaftfräser oder einem Gewindebohrer
Vibrationen zum wirksameren Schneiden verleihen.
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Figur 7 zeigt, wie ein Werkstück a mit einer Schneide eines
herkömmlichen Schneidwerkzeuges geschnitten wird; b ist
eine Schneidkante, die sich in der Figur nach links bewegt;
c bezeichnet ein durch Schneiden erzeugten Span.
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Der Span c besteht aus kleinen Blöcken c', die durch Druck
und Scherung an der Schneidkante b entstehen, die sich
unter wiederholtem Drücken und Scheren, intermittierend
vorund rückwärts bewegt, wie durch den Pfeil angedeutet.
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Die durch eine solche Vor- und Rückwärtsbewegung erzeugte
Schwingung ist eine selbsterregte Schwingung. Solche
Schwingungen haben im allgemeinen eine mikroskopisch kleine
Amplitude, aber diese Art des Schneidens kann als
Vibrationsschneiden in einem weiten Sinne betrachtet werden. Wenn
ihre Amplitude eine bestimmte Größe erreicht aufgrund von
Änderungen der Schneidbedingungen, wird sie als Rattern
bezeichnet.
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Figur 8-I zeigt eine Kurve, die durch das oben beschriebene
herkömmliche Schneidwerkzeug erzeugte Wellenformen der
Schwingungsamplitude darstellt, die sehr unregelmäßig ist.
In den Abschnitten, wo die Amplitude klein ist, kann sich
die Schneidkante leicht aufheizen, während in den
Abschnitten, wo sie groß ist, das Werkstück dazu neigt, stark
zerkratzt
zu werden. Dies verschlechtert die
Oberflächenrauhheit.
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Um deshalb die Schwingungsamplitude, wenn sie nachteilig
groß ist, zu verringern, wurde eine
Werkzeugbefestigungsstruktur mit möglichst hoher Steifigkeit verwendet.
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Je höher aber die Steifigkeit der
Werkzeugbefestigungsstruktur ist, desto geringer wird die Schwingungsamplitude
in den Abschnitten der Kurve sein, wo die Amplitude klein
ist. Dies kann eine anwachsende Temperatur der Späne oder
der Schneidkante oder das Anwachsen des Schneidenansatzes
verursachen und damit eine Verschlechterung der
Schneidfähigkeit der Schneide.
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Um die Schneidfähigkeit zu verbessern, ist es daher
notwendig, die Schwingung zu vergleichmäßigen, unter Verringerung
der größeren Amplituden und gleichzeitiger Vergrößerung der
kleineren, wie durch die Kurve in Figur 8-II dargestellt.
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Bei einem bekannten Vibrationsschneidwerkzeug wird eine
externe Schwingungsquelle verwendet, um die Schneidkante
erzwungenermaßen in Schwingung zu versetzen und dadurch eine
gleichförmige Schwingungskurve, wie in Figur 8-II gezeigt,
zu erhalten.
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Diese Art von Schneidwerkzeugen mit einer Quelle für
erzwungene Schwingungen haben eine ausgezeichnete
Schneidfähigkeit. Viele dieser Schneidwerkzeuge verwenden als
Schwingungsgenerator elektrostriktive oder magnetostriktive
Schwingungselemente, die durch einen Oszillator angeregt
werden. Andere verwenden Schwingungselemente von
elektromagnetischen, elektrohydraulischen oder
mechanisch-hydraulischen Typ. Einige davon benötigen komplizierte, elektrische
Schaltungen oder Mechanismen. Andere benötigen große und
kostspielige, hydraulische Zylinder um eine Werkbank in
Schwingung zu versetzen. Alle nutzen sie Resonanz aus, um
eine geeignete Schwingungsamplitude der Schneidkante zu
erzielen. Deshalb können sie nur in einem begrenzten
Frequenzbereich betrieben werden. Das macht es schwierig,
Veränderungen der Schneidbedingungen zu bewältigen.
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In EP-A-0 292 651 ist ein Schneidwerkzeug gemäß dem
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 offenbart. In dem
Schneidwerkzeug sind zwei unterschiedliche Arten von Federn
vorgesehen, von denen die einen in axialer Richtung und die
anderen in radialer Richtung wirken.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schneidwerkzeug
bereitzustellen, das, im Gegensatz zu den unregelmäßigen
Schwingungen an der Schneidkante, wie in Figur 8-I gezeigt,
Schwingungen an der Schneidkante mit gleichförmiger
Amplitude, wie in Figur 8-II gezeigt, erzielt, unabhängig von
Veränderungen der Schneidbedingungen, ohne Verwendung eines
komplizierten und kostspieligen Generators für erzwungene
Schwingungen, der nur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs
betrieben werden kann.
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Um diese Aufgabe zu lösen, ist gemäß der Erfindung ein
Vibrationsschneidwerkzeug gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Die
abhängigen Ansprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte
Ausführungsformen.
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Es kann z.B. ein Einstellring vorgesehen werden, um die
Spannkraft der Federn einzustellen.
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Um einen Schneidvorgang zu starten, wird die an die
Antriebsspindel der Werkzeugmaschine befestigte Eingangswelle
gedreht und zusammen mit der Antriebsspindel vorwärts
bewegt, um die an die Schneidenbefestigungswelle der
Ausgangswelle befestigte Schneide gegen das Werkstück zu
drükken.
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Während dieses Schneidvorgangs entstehen an der
Schneidkante unregelmäßige, mikroskopische Schwingungen durch die
es zu Schwankungen der Schneidkraft kommt.
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Bei einem Schneidwerkzeug nach dem Stand der Technik, bei
dem die Eingangs- und die Ausgangswelle direkt miteinander
verbunden sind, ist eine solche Schwingung der Schneidkante
extrem unregelmäßig, wie durch die
Amplitudenschwankungskurve der in Figur 8-I dargestellt. Im Gegensatz dazu ist
bei einem nach der vorliegenden Erfindung ausgebildetem
Werkzeug, bei dem die Eingangswelle und die Ausgangswelle
innerhalb eines vorgegebenen begrenzten Bereichs relativ
zueinander beweglich sind, die Amplitude ausgeglichen, wie
in Figur 8-II gezeigt. In Figur 8-I und 8-II stellt die
horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse die
Amplitude dar.
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Wenn die Schneide in das Werkstück schneidet, wird das
Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle über
die beweglichen Elemente übertragen, die durch die Federn
in die Vertiefungen in der Eingangswelle gedrückt werden.
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Solange die Schwankung der Schneidkraft klein ist, ist die
Torsionssteifigkeit für die Drehmomentübertragung klein, da
sie hauptsächlich durch die Federn bestimmt wird. Dadurch
kann die Schneidkante verhältnismäßig frei schwingen und
die Schwingungsamplitude ist groß, verglichen mit einem
herkömmlichen Schneidwerkzeugtyp.
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Wenn die Schwankung der Schneidkraft anwächst und dadurch
die Federn in einem größeren Ausmaß zusammengedrückt
werden, werden die beweglichen Elemente verschoben, bis sie an
die Anschlagselemente anstoßen. Dann wird die Ausgangswelle
unabhängig von den Federn direkt von der Eingangswelle
gedreht. Dadurch nimmt die Torsionssteifigkeit zwischen der
Eingangswelle und der Ausgangswelle zu bis zu einem Wert
nahe dem Wert, der bei einem herkömmlichen Schneidwerkzeug
erzielt wird, wodurch die Schwingungsamplitude der
Schneidkante unterdrückt wird.
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Die Schwingungsamplitude der Schneidkante wird dort groß
gehalten, wo sie einem herkömmlichen Schneidwerkzeug klein
ist, und wird dort klein gehalten, wo sie bei einem
herkömmlichen Werkzeug groß ist. Das hat zur Folge, daß die
Schwingungsamplitude im Ganzen vergleichmäßigt wird, wie in
Figur 8-II gezeigt.
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Bei einem Werkzeug gemäß der Erfindung sind die
Eingangswelle und die Ausgangswelle in Umfangsrichtung beweglich
miteinander gekoppelt. Bewegliche Elemente sind zwischen
den in der Eingangs- oder Ausgangswelle geformten
Vertiefungen und den in der anderen Welle geformten Löchern
gelagert. Das Drehmoment wird übertragen, indem die beweglichen
Elemente mit Federn gegen die Vertiefungen gedrückt werden.
Die Bewegung der beweglichen Elemente ist nur in
Umfangsrichtung und in einer Richtung, in der die Federn gespannt
sind, innerhalb eines vorgegebenen Bereiches begrenzt.
Gegenüber den unregelmäßigen Schwingungen, die an der
Schneidkante eines herkömmlichen Schneidwerkzeugs
entstehen, wächst in dieser Anordnung die Amplitude überall dort
an, wo sie klein ist, da in diesem Teil die
Torsionssteifigkeit zur Drehmomentübertragung zwischen der
Eingangswelle und der Ausgangswelle hauptsächlich durch die Federn
bestimmt wird. Dadurch wird die Schwingung an der
Schneidkante nicht so stark eingeschränkt und daher groß gehalten.
Andererseits wird in den Teilen, wo die Amplitude groß ist,
die Amplitude der Schneidkante unterdrückt, da die Bewegung
der beweglichen Elemente begrenzt ist und dadurch die
Torsionssteifigkeit zwischen der Eingangswelle und der
Ausgangswelle anwächst. Das hat zur Folge, daß die Amplitude
an der Schneidkante im Ganzen ausgeglichen wird. Das macht
es auch möglich, die Schwankungen der Schneidkraft zu
verringern.
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Dadurch kann die Vorschubgeschwindigkeit und die Drehzahl
beim Schneiden, verglichen mit einem herkömmlichen
Schneidwerkzeug, erhöht werden. Dies trägt zu einer erhöhten
Produktivität, einer besseren Oberflächenglätte des Werkstücks
nach dem Schneiden und einer langen Lebensdauer des
Werkzeugs bei.
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Ferner sind, verglichen mit einem Schneidwerkzeug, das eine
Quelle für erzwungene Schwingungen verwendet, keine
komplizierten, großen und kostspieligen Vorrichtungen notwendig.
Seine äußere Erscheinung unterscheidet sich nicht von einem
einstückigen Schneidwerkzeug nach dem Stand der Technik.
Dadurch fällt Einstellung und Handhabung leicht.
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Es hat auch verschiedene andere Vorteile, einschließlich
dem, daß es in einem großen Frequenzbereich verwendet
werden kann.
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Andere Merkmale und Aufgaben von Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
erläutert.
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Figur 1 ist eine Seitenansicht eines vertikalen
Schnittes einer Ausführungsform des Schneidwerkzeugs gemäß der
Erfindung;
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Figur 2 ist eine Seitenansicht eines vertikalen
Schnittes eines Teils derselben, die das Stadium zeigt, in dem
die Drehkraft klein ist;
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Figur 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie
A-A in Figur 1;
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Figur 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie
B-B in Figur 1;
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Figur 5 ist eine Frontansicht des Ringes;
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Figur 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht desselben,
die die Funktion der beweglichen Elemente zeigt;
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Figur 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht der
Schneidkante, die ihr Betriebsstadium zeigt;
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die Figuren 8-I und 8-II zeigen Wellenformen von
Schwingungen an den entsprechenden Schneidkanten;
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Figur 9 ist eine Seitenansicht eines teilweise
senkrechten Schnittes einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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die Figuren 10A bis 10C und 11a bis 11C sind vergrößerte
Schnittansichten der schwingenden Einheiten in den
entsprechenden Ausführungsformen, die deren Funktion zeigen.
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Bei den Ausführungsformen, die in den Figuren 1 bis 6
gezeigt sind, bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine
Eingangswelle und 2 eine Ausgangswelle. Die Eingangswelle 1 hat an
ihrem hinteren Teil einen geraden Schaftabschnitt 3 und ist
mit einem Flansch 4 an seiner Vorderseite einstückig
geformt.
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Die Eingangswelle 1 hat eine Zentralbohrung 5, in der ein
Flansch 6 mit kleinem Durchmesser vorgesehen ist, der auf
der Rückseite der Ausgangswelle 2 drehbar gelagert ist. Der
Flansch 6 ist auf seiner Rückseite mit einem gestuften
Abschnitt 7 kleinen Durchmessers versehen.
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Auf der Innenwand der Zentralbohrung 5 ist an ihrem
mittleren Abschnitt eine Einkragung 9 ausgebildet. Außerhalb der
Einkragung 9 ist ein Axiallager 10 angebracht. An seinem
hinteren Ende ist ein Anschlagbolzen 11 mit einem Kopf
großen Durchmessers vorgesehen, der auf dem Axiallager 10
gelagert ist. Der Bolzen 11 erstreckt sich drehbar durch
die Einkragung 9 und ist in einen Schaft 6 mit schmalem
Durchmesser geschraubt.
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Eine Anzahl von Stahlkugeln 13 sind zwischen dem gestuften
Abschnitt 7 mit schmalem Durchmesser und der Vorderseite
der Einkragung 9 gelagert.
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Wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, ist der Flansch 4 auf
seiner Vorderseite mit einer Vielzahl von Vertiefungen 15
ausgebildet, die entlang eines Kreises konzentrisch um den
Mittelpunkt der Eingangswelle angeordnet sind.
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Ferner ist der Flansch 4 auf seiner inneren Vorderseite mit
einer sich über seinen gesamten Umfang erstreckenden
Vertiefung 17 ausgebildet. Eine Anzahl von Stahlkugeln 20 sind
in einer Vertiefung 17 angeordnet, die in einer Auskragung
19 um eine hintere Stirnfläche eines Abschnitts 16 mit
großem Durchmesser im inneren Teil der Ausgangswelle 2
geformt ist.
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Wie in den Figuren 1 bis 4 gezeigt, ist die Ausgangswelle 2
in dem Abschnitt mit großem Durchmesser 16 mit einer
Vielzahl von axialen Durchgangslöchern 21 und Gewindebohrungen
22 ausgebildet, die auf einem Kreis konzentrisch um den
Mittelpunkt der Ausgangswelle angeordnet sind. Die
Durchgangslöcher 21 und die Gewindebohrungen 22 stehen den in
den Flansch 4 geformten Vertiefungen 15 gegenüber. Die
Gewindebohrungen 22 sind in einem Verhältnis von einer zu
einer Vielzahl von Durchgangslöchern 21 vorgesehen.
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Ein bewegliches Element 23 in Form einer Stahlkugel ist in
jedes der Durchgangslöcher 21 und der Gewindebohrungen 22
an deren hinteren Ende eingepaßt. Die beweglichen Elemente
21 sind teilweise in die Vertiefungen 15 des Flansches 4
eingefügt.
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In jedem Loch 21 ist eine Feder 26 gelagert, während eine
Einstellschraube 27 als Anschlagselement in die
Gewindebohrungen 22 geschraubt ist. Zwischen dem hinteren Ende der
Einstellschraube 27 und jedem beweglichen Element 23 ist
ein kleiner Spalt definiert. Der Spalt kann reguliert
werden durch Einstellung der Position der Einstellschraube 27.
Ferner wird in das vordere Ende jeder Gewindebohrung 22
eine Einstellschraube 30 mit einem Rollenstift 29
geschraubt. Die Stifte 29 ragen über die vordere Oberfläche
des Abschnitts mit großem Durchmesser 16 hinaus.
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Ein Ring 31 ist verschiebbar an die Vorderseite des
Abschnitts mit großem Durchmesser 16 der Ausgangswelle 2
angepaßt. Er hat Löcher 32, in die die Rollenstifte 29 passen
(vgl. Figur 5).
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Wie in Figur 5 gezeigt, ist der Ring 31 an seiner vorderen
Stirnseite mit einer Vielzahl von bogenförmigen Rillen 33
ausgebildet, die konzentrisch um den Mittelpunkt des Rings
angeordnet sind. Wie in Figur 6 gezeigt, hat jede Rille 33
einen keilförmigen Boden, so daß sie von einem Ende zum
anderen tiefer wird und auch einen bogenförmigen Querschnitt
hat.
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Ein Einstellring 34 ist auf der Vorderseite des Rings 31
befestigt. Auf seiner Rückseite ist er mit einer Vielzahl
von Vertiefungen 36 ausgebildet, um die Stahlkugeln 35
aufzunehmen. Der Ring 34 ist an seinem hinteren Abschnitt
entlang der äußeren Kante mit einer die Außenfläche des Rings
31 umschließenden Einfassung einstückig geformt (vgl. Figur
1). Der Abschnitt mit großem Durchmesser 16 ist am vorderen
Abschnitt davon, entlang der äußeren Kante mit einem
gestuften Abschnitt 39 ausgebildet, um das hintere Ende der
Einfassung 37 des Rings 34 aufzunehmen.
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Der Einstellring 34 ist mit einer Vielzahl von radialen
Gewindebohrungen 40 ausgebildet, um die Einstellschrauben 41
im Gewinde aufzunehmen, deren inneres Ende von einer aus
der Vielzahl der einfassenden Vertiefungen 42 umfaßt ist,
die in die Außenfläche der Ausgangswelle 2 geformt sind.
Dadurch ist der Ring 34 an die Ausgangswelle gekoppelt.
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Die Ausgangswelle 2 ist an ihrem vorderen Ende mit einem
Schneidenbefestigungsabschnitt 46 versehene der an seiner
Außenfläche mit einem Außengewinde 43 versehen ist und mit
einer konzentrischen, sich nach vorne weitenden,
keilförmigen Öffnung 44 ausgebildet ist.
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In der keilförmigen Öffnung 44 ist ein Einsatz 51 gelagert
und mit einer in das Außengewinde 43 eingreifenden
Befestigungsschraube 54 in Position gehalten.
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Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform. Die
Einstellschrauben 27 haben an ihrer Spitze einen gewindelosen
Schaft und sind mit ihren Gewindeabschnitten in
Gewindebohrungen geschraubt, die in einen an der Ausgangswelle 2
befestigten Aufnahmering 28 geformt sind. Jede Vertiefung 15
im Flansch 4 hat einen konischen Querschnitt. Im übrigen
gleicht diese Ausführungsform der ersten, in Figur 1
gezeigten Ausführungsform. Deshalb sind gleiche Teile mit
gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht mehr
beschrieben.
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Es folgt nun die Beschreibung einer Vibrationseinheit, die
das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung in Bezug auf
Figur 1,6,9,10 und 11 enthält. Sie weist die in den Flansch
4 der Eingangswelle 1 geformten Vertiefungen 15 auf, die in
den Abschnitt mit großem Durchmesser 16 der Ausgangswelle 2
geformten Durchgangslöcher 21 und die Gewindebohrungen 22,
in die Vertiefungen 15 an der Vorderseite, entweder der
Durchgangslöcher 21 oder der Gewindebohrungen 22, lose
eingepaßte bewegliche Elemente 23, die Federn 26 und die
Einstellsschrauben 27 und 30.
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Es folgt nun die Beschreibung der Arbeitsweise der
Ausführungsformen. Die Eingangswelle 1 ist am geraden
Schaftabschnitt 3 an der Spindel der Werkzeugmaschine befestigt.
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Ein Schneideinsatz 55 wie z.B. ein Bohrer ist an dem
Schneidenbefestigungsabschnitt 46 der Ausgangswelle 2 durch
das Futter 51 und dgl. befestigt.
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Zuerst werden, wie in den Figuren 10A und 11A gezeigt, die
beweglichen Elemente 23 durch Federn 26 gegen die Wand der
Vertiefungen 15 im Flansch 4 gedrückt und damit die
Eingangswelle 1 und die Ausgangswelle 2 miteinander gekoppelt.
Dadurch wird die Drehung der Eingangswelle 1 auf die
Eingangswelle 2 übertragen und der Schneidevorgang beginnt.
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Wenn in diesem Stadium der Schneidevorgang beginnt und
angenommen wird, daß der Flansch 4 mit der Eingangswelle 1
geimeinsam in der Richtung des Pfeils, wie in der
Vibrationseinheit der Figuren 10 und 11 gezeigt, rotiert, da die
beweglichen Elemente 23 durch die Federn 26 gedrückt,
sowohl mit der Eingangswelle 1 als auch mit der
Ausgangswelle 2 in Berührung stehen, wie in den Figuren 10B und 10C
und 11B und 11C gezeigt, wird die Drehkraft von der
Eingangswelle 1 auf die Ausgangswelle 2 übertragen.
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Sobald die Kante des Schneideinsatzes 55 in das Werkstück
schneidet, treten an dessen Kante unregelmäßige
mikroskopische Schwingungen auf. Diese Schwingungen werden an der
Schneidkante durch die Ausgangswelle 2 auf die
Vibrationseinheit übertragen und veranlassen die beweglichen Elemente
23, sich wiederholt mikroskopisch vor- und rückwärts zu
bewegen, wie in den Figuren 10 und 11 gezeigt. Eine solche
wiederholte Bewegung, d.h. Schwingung, setzt sich zusammen
hauptsächlich aus einer mikroskopischen Rollschwingung, und
die beweglichen Elemente 23 bleiben dabei immer in
Berührung mit den gebogenen oder geraden Oberflächen der
Vertiefungen 15. Die Schwingungsamplitude der beweglichen
Elemente 23 trägt nicht mehr als einige 10 um. Die beweglichen
Elemente 23 bewegen sich niemals derart, daß sie
zurückprallen oder einige Millimeter aus den Vertiefungen 15
springen. Die Einstellschrauben 27 lassen als Anschläge
eine solche Bewegung nicht zu.
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Während die beweglichen Elemente 23 gegen die inneren
Oberflächen der Durchgangslöcher 21 an ihren Enden gedrückt
werden, wie oben beschrieben, sind die Federn 26
zusammengedrückt. Solange die Schneidkraft klein ist wie in den
Figuren 10B und 11B gezeigt, ist die Torsionssteifigkeit der
das Drehmoment übertragenden Vibrationseinheit größtenteils
durch die Federn 26 bestimmt und dadurch verhältnismäßig
klein. Da in diesem Stadium die Schwingung der Schneidkante
nicht so stark begrenzt ist, wird die Amplitude der
Schwingung an der Schneidkante groß gehalten innerhalb des
Bereiches, in dem die Schneidwirkung groß ist, verglichen mit
einem Schneidwerkzeug herkömmlichen, einstückigen Typs.
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Wenn die Schneidkraft an der Schneidkante anwächst und
dadurch die Federn 26 in einem größeren Ausmaß
zusammengedrückt werden, wie in den Figuren 10B und 11C gezeigt,
verändert sich die relative Position der beweglichen Elemente
23. Dies verändert auch das Verhältnis der Drehkraf
tübertragung zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle
2. Denn die beweglichen Elemente 23 liegen an den inneren
Oberflächen der Durchgangslöcher 21 und an den Stirnflächen
der Einstellschrauben 27 an. Dadurch ist die Ausgangswelle
2 über die beweglichen Elemente 23 direkt an die
Eingangswelle 1 angekoppelt und von ihr angetrieben, unabhängig von
den Federn 26. Dadurch wächst die gesamte
Torsionssteifigkeit der Vibrationseinheit auf eine Größe an, der nahe dem
mit einem herkömmlichen Schneidwerkzeug erzieltem Wert
liegt. Das hat zur Folge, daß die Amplitude der
Schwingungen an der Schneidkante verringert oder in einen Bereich
begrenzt wird, in dem die Schneidwirkung groß gehalten
wird.
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Dadurch wird jede übermäßige Amplitude an der Schneidkante
unterdrückt während Schwingungen mit kleineren Amplituden
größer werden, als bei einem herkömmlichen, einstückigen
Schneidwerkzeug. Dadurch wird die Schwingungsamplitude
ausgeglichen, wie in Figur 8-II gezeigt.
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Es wurde die Arbeitsweise der Ausführungsform von Figur 9
mit Bezug auf die Figuren 10 und 11 beschrieben. Die
Arbeitsweise der ersten in den Figuren 1 bis 6 gezeigten
Ausführungsformen ist der Arbeitsweise der Ausführungsform von
Figur 9 ähnlich.
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D.h., solange die Schneidkraft klein ist, bleibt der Spalt
zwischen dem beweglichen Element 23 und der
Einstellschraube 27 (vgl. Figur 6) aufrechterhalten, und sie liegen
nicht aneinander an. Dadurch wird die Torsionssteifigkeit
der die Drehkraft übertragenden Vibrationseinheit
hauptsächlich durch die Federn 26 bestimmt, so daß die Amplitude
der Schwingung an der Schneidkante verhältnismäßis groß
ist.
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Wenn die Schneidkraft der Schneidkante anwächst und die
Federn 26 in einem größeren Ausmaß zusammengedrückt werden,
stoßen die beweglichen Elemente 23 an die Enden der
Einstellschrauben 27 in den Gewindebohrungen 22 an. Dadurch
ist die Ausgangswelle 2 über die beweglichen Elemente 23
direkt mit der Eingangswelle gekoppelt, so daß die gesamte
Torsionssteifigkeit der Vibrationseinheit anwächst und
dadurch die Amplitude der Schwingungen an der Schneidkante
begrenzt wird.
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Um die durch die Federn 26 auf die beweglichen Elemente 23
ausgeübte Spannkraft zu verändern, wird nach Lockerung der
Einstellschrauben 41 im Einstellring 34 der Ring 34 relativ
zur Ausgangswelle 2 gedreht. Die zusammen mit dem Ring 34
rollbaren Kugeln 35 bewegen sich in die Rillen 33, so daß
sich die Ringe 31 axial wie in Figur 2 gezeigt, bewegen,
die Spannkraft der Federn 26 verändert.
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Der Spalt zwischen den beweglichen Elementen 23 und den
Einstellschrauben 27 kann durch Bewegen der
Einstellschrauben 27 in den Gewindebohrungen 22 oder den
Durchgangslöchern 21 eingestellt werden.
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Nach Einstellung der Position der Einstellschrauben 27 und
der Kraft der Federn 26, werden die Einstellschrauben 41 im
Eingriff mit den entsprechenden Vertiefungen befestigt.
Dadurch kann die Amplitude und die Frequenz der Schwingungen
an der Schneidkante auf Werte wirksamen Schneidens
eingestellt werden.
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In der oben genannten Ausführungsform ist die gezeigte
Vibrationseinheit axial angeordnet. D.h. die Vertiefungen 15
sind in den Stirnflächen der Eingangswelle 1 geformt, und
die beweglichen Elemente 23 werden durch die Federn 26
gespannt, in die Ausgangswelle 2 geformten axialen
Durchgangslöcher 21 eingelegt, die mit Einstellschrauben 27 in
die Durchgangslöcher 21 oder die Gewindebohrungen 22
eingefügt sind. Eine radial angeordnete Vibrationseinheit ist
jedoch in gleicher Weise effektiv. Z.B. können die
Vertiefungen 15 in der äußeren Oberfläche der Ausgangswelle 2
geformt sein. In diesem Fall sind die Durchgangslöcher 21
oder die Gewindebohrungen 22 in radialer Richtung in die
Eingangswelle 1 geformt. Die Federn 26 sind in den
Durchgangslöcher 21 gelagert, um die beweglichen Elemente 23
gegen die Wand der Vertiefungen 15 zu drücken. Die
Einstellschrauben 27 sind natürlich in die radialen
Durchgangslöcher 21 oder die Gewindebohrungen 22 eingefügt.
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Ferner können die Vertiefungen 15 und die Federn 26
umgekehrt. angeordnet sein als in der Anordnung der Ausführung
der Figur 1. D.h. erstere können in der Ausgangswelle 2
vorgesehen werden und letztere in der Eingangswelle 1.