DE69800313T2

DE69800313T2 - Spannvorrichtung für einem Schneideinsatz

Info

Publication number: DE69800313T2
Application number: DE69800313T
Authority: DE
Inventors: Karl-Goeran Brask; Per Hansson
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2018-03-19
Also published as: EP0865851B1; ATE196438T1; SE511928C2; ES2151754T3; DE69800313D1; SE9701003L; JPH10315012A; EP0865851A1; SE9701003D0; US5934843A; JP4176862B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung für einen Schneideinsatz, insbesondere für einen Einsatz für das Drehen von Nuten und dass Abstechen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und wie aus der DE-A-33 19 799 bekannt ist.
Schneideinsätze beispielsweise für das Nuten und Abstechen werden in Halter vom Schwert- bzw. Blattyp geklemmt, um eine schmale Schrittbreite zu erzielen. Der Ausdruck "Schwerttyp" beinhaltet ebenso Schlitzfräser und Kreissägenblätter.
In der US-A-4 801 224 ist eine Klemmvorrichtung für einen Schneideinsatz in einem Heiter vom Schwerttyp beschrieben, der einen Schneideinsatz aufweist, der in einen Schlitz in dem Blatt bzw. Schwert geklemmt werden kann. Der Schneideinsatz wird durch die Federwirkung geklemmt, die durch die Biegung eines Klemmfingers, der einstückig mit dem Halter verbunden ist, erzeugt wird. Um den Schneideinsatz in seine korrekte Position in dem Schlitz zu drücken, wird ein spezielles Installationswerkzeug verwendet, das aus einem Stabelement mit zwei Bolzen bzw. Stiften in der einen Endfläche besteht. Diese Vorrichtung arbeitet zugegebenerweise zufriedenstellend, leidet jedoch nichtsdestotrotz an verschiedenen Nachteilen. Beispielsweise die Tatsache, daß der Schneideinsatz selbst den federnden Klemmfinger jedesmal nach oben drückt, wenn ein Schneideinsatz eingesetzt wird, verursacht eine gewisse Abnutzung der Kontaktflächen des Klemmfingers, der gegen den Schneideinsatz arbeitet, was über lange Zeit die Kontaktfläche beschädigt, so daß der Schneideinsatz nicht mehr mit der gleichen Stabilität wie zu Beginn sitzt. Daher muß der gesamte Schneidenhalter ausgetauscht werden.
Auch in der US-A-4 588 333 wird eine Klemmvorrichtung in einem Schneidenhalter beschrieben, gemäß der der Schneideinsatz durch die Federwirkung in einem Schlitz geklemmt wird, die durch die Verbiegung eines Klemmfingers erzeugt wird, der einstückig mit dem Schneidenhalter ausgebildet ist. Gemäß dieser Ausführung wird der Schneideinsatz von dem Bedienungsmann durch Schieben der Endfläche einer harten Stange oder eines Bolzens gegen den vorderen Teil des Schneideinsatzes in die Einsetztasche gedrückt. In einer ähnlichen Art und Weise wie in der US-A 4 801 224 wird der Schneideinsatz dann durch Anlegen eines der beiden Stifte auf der Stange hinter den Schneideinsatz und durch Heraushebeln herausgebrochen. Selbst bei dieser Konstruktion wird die Kontaktfläche des Halters, die gegen den Schneideinsatz drückt, jedesmal abgenutzt, wenn ein Schneideinsatz eingesetzt oder entfernt wird. Des weiteren ist es auch in diesem Fall von Nachteil, daß das Installationswerkzeug Platz erfordert.
In der EP-A 259 847 wird ein Schneidenhalter mit einem Schlitz zur Aufnahme des Schneideinsatzes mit einem zusätzlichen Schlitz für die Befestigung einer Klemmschraube be schrieben, die, wenn sie betätigt wird, das Schneidenteil zwischen die zwei Schütze zwingt und es gegen den Schneideinsatz preßt, wodurch der Einsatz geklemmt wird. Auch hier tritt eine unvermeidliche Abnutzung auf, wenn der Schneideinsatz installiert wird und wenn der Schneideinsatz aus dem Schlitz, in dem der Einsatz sitzt, entfernt wird. Des weiteren kann die Klemmschraube gewisse Probleme durch die Begrenzung des Spiels verursachen und eine unzulängliche Klemmkraft ergeben.
In der DE-A-33 19 799, die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, wird eine Konstruktion für das Klemmen eines Schneideinsatzes in einem Schneidenhalter gelehrt, gemäß der eine Klemmschraube mit einem Walzen- bzw. Rollenteil mit größer werdendem Radius gegen einen Rundstab drückt, der wiederum nach unten gegen den Schneideinsatz drückt; diese Erfindung erlaubt jedoch nicht eine im allgemeinen horizontale Kraft, die den Einsatz in den Sitz des Einsatzes ziehen würde und somit eine gute Positionsgenauigkeit gewährleisten würde. Die Konstruktion ist kompliziert und bringt zusätzlich kein Drehmoment mit sich, das nach innen in Richtung der Einsatztaschen wirkt, um den Schneideinsatz mit einer bestimmten Anschlagsfläche fest gegen die hintere Gegenlagerfläche in dem Schlitz, der den Einsatz aufnimmt, zu klemmen. Das Element (5), das der Spannrolle (6) in der Anmeldung äquivalent ist, hat lediglich eine zylindrische Form, was bedeutet, daß nichts in dem Zusammenspiel zwischen dem Element und der aufnehmenden Öffnung (3), in dem Träger, ist, was eine axiale Bewegung des Elements verhindert.
Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist folglich die Abnutzung der Halterwiderlagerflächen bzw. der Halteranschlagsflächen, die gegen den Schneideinsatz arbeiten, zu verhindern, soweit dies überhaupt möglich ist.
Ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, während einer langen Zeitperiode eine große Klemmkraft für den Schneideinsatz beizubehalten.
Noch ein anderer Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die exakteste Positionierung des Schneideinsatzes, die möglich ist, zu erreichen, wenn der Einsatz mit einem definierten Anschlag gegen eine hintere Auflagefläche in dem Schlitz, der den Einsatz aufnimmt, geklemmt wird.
Diese und sogar andere Zwecke wurden erfolgreich durch die Konstruktion einer Klemmvorrichtung für einen Schneideinsatz erreicht, der die Merkmale, die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gegeben sind, aufweist. Um die Erfindung zu beschreiben, jedoch nicht zu begrenzen, soll diese nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben werden. Diese werden hier in Kürze dargestellt:
Fig. 1 zeigt einen Schneideinsatz für das Nuten und/oder das Abstechen, der in einer Klemmvorrichtung gemäß der Erfindung fixiert ist, aus einer Perspektive schräg von oben.
Fig. 2 zeigt die gleiche Klemmvorrichtung wie Fig. 1 in einer Seitenansicht.
Fig. 3 stellt das Fixieren der Klemmrolle bzw. Klemmwalze in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Perspektive schräg von oben dar.
Fig. 4 stellt auch die Fixierung der Klemmvorrichtung gemäß derselben Konstruktion wie in Fig. 3 in einer Seitenansicht dar.
Fig. 5 zeigt einen Schneideinsatz, der dafür vorgesehen ist, in einer Schneidvorrichtung gemäß den Fig. 1, 2 und 3 fixiert zu werden.
Die Fig. 6 und 7 steilen andere mögliche Schneideinsätze dar, die dafür vorgesehen sind, in einer Klemmvorrichtung gemäß den Fig. 1, 2 und 3 eingebaut zu werden. Die Fig. 8 und 9 zeigen noch einen anderen Schneideinsatz, der dafür vorgesehen ist, in einer Klemmvorrichtung gemäß den Fig. 1, 2 und 3 fixiert zu werden.
Die Fig. 10a, 10b und 10c zeigen die Spannrolle, die dafür vorgesehen ist, in einer Klemmvorrichtung gemäß den Fig. 1, 2 und 3 fixiert zu werden.
Die Fig. 11a, 11b und 11c zeigen eine andere mögliche Ausführungsform einer Spannrolle, die gemäß der Erfindung verwendet wird.
Die Fig. 12a, 12b und 12c zeigen noch eine andere Ausführungsform einer Spannrolle gemäß der Erfindung.
Die Fig. 13a und 13b zeigen eine zusätzliche Ausführungsform einer Spannrolle gemäß der Erfindung.
Fig. 14 zeigt eine zusätzliche Ausführungsform der Spannrolle gemäß der Erfindung.
Die Fig. 15a und 15b zeigen eine weitere Ausführungsform der Spannrolle gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Schneidenhalter allgemein mit 1 bezeichnet. Dieser schwertförmige Schneidenhalter, wie die in den nachfolgenden Figuren, kann von jeder gewünschten Länge sein, wie durch den Schnitt 2 dargestellt wird.
In Verbindung mit der oberen Ecke des vorderen Endes des Schneidenhalters wird eine Ausnehmung oder ein Schlitz 3 bereitgestellt, in dem ein Schneideinsatz 4 eingesetzt und geklemmt werden kann. Der Schneidenhalter umfaßt eine integrierte obere, etwas federnde Klammer 5, die wiederum eine Spannrolle 6 beinhaltet, die dazu gebracht wird, auf den Schneideinsatz 4 zu drücken und somit den Schneideinsatz 4 festzuklemmen.
In der Figur ist ein zweiköpfiger Einsatz 4 gezeigt, der in jeder Richtung eine Schneidkante 7, T zeigt. Dies erhöht die Schneidökonomie dadurch, daß der Einsatz um eine halbe Umdrehung gedreht werden kann, wenn die eine Kante abgenutzt ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von zweiköpfigen Schneideinsätzen beschränkt, sondern sogar Einsätze mit nur einer Schneidkante können in Betracht gezogen werden. Es sollte jedoch ein Widerlager bzw. eine Anlagefläche 8 an der Endseite des Einsetzschlitzes 3 sein, so daß der Schneideinsatz eine gut definierte radiale Position erhält. Der Schneideinsatz kann weiterhin eine im wesentlichen V- förmige Nut 9 an seiner unteren Seite zeigen, die gegen eine entsprechende im wesentlichen V- förmige Rippe 10 in dem Schlitz in Kontakt gebracht wird. Korrespondierende Rippen und Nuten können ebenso an den kurzen Seiten 11 des Schneideinsatzes und der Anlagefläche 8 des Schlitzes existieren. Diese kooperierenden Rippen und Nuten können auch invertiert sein, so daß die Rippen durch Nuten ersetzt werden und die Nuten durch Rippen ersetzt werden. Der Querschnitt muß weiterhin nicht im wesentlichen V-förmig sein, sondern kann beispielsweise als Kreissegment ausgeformt sein. Die Anlagefläche 8 und die Seite des Einsatzes 11 können ebenso völlig eben sein.
Die Spannrolle 6 in den Fig. 1-3 hat die Form, die in den Fig. 10a-c gezeigt ist. Im Prinzip hat sie die Form von zwei identisch geformten Kegelstümpfen in denen ein Segment weggeschnitten ist, so daß eine ebene Fläche 12 erzeugt wird, wobei die Grundflächen der Kegelstümpfe gegeneinander stoßen. Die Spannrolle zeichnet sich weiterhin durch eine zentrale Ausnehmung 19 aus, die es ermöglicht, die Rolle mit einem geeigneten Werkzeug, wie z. B. einem Innensechskantschlüssel, zu drehen. Die beiden Seitenflächen der konischen Abschnitte 13 werden dazu gebracht, zum Teil gegen eine entgegengesetzte, gerundete, im wesentlichen V- förmige Fläche in der Ausnehmung 14 der oberen Klemme und zum Teil gegen eine im wesentlichen V-förmige Nut 15 (siehe Fig. 5) an der oberen Seite des Schneideinsatzes anzuliegen.
Eine Spannrolle mit einer Form gemäß der Fig. 10a-c kann auch mit Schneideinsätzen mit anderer Form als die in den Fig. 1, 2 und 5 gezeigten in Eingriff gebracht werden. Folglich kann die obere Seite des Schneideinsatzes 2 Vertiefungen 16 in Übereinstimmung mit den Fig. 6 und 7 zeigen, wobei die Querschnitte der Vertiefungen im wesentlichen mit denen der Spannrolle übereinstimmen. Natürlich wird nur eine Vertiefung für einen Einsatz mit einer Schneidkante benötigt. Der gleiche Typ von Spannrolle kann weiterhin mit Schneideinsätzen gemäß den Fig. 8 und 9 in Eingriff gebracht werden. Die obere Seitenfläche dieser Einsätze fällt von beiden Enden zu einem unteren Teil im Zentrum der oberen Seitenfläche nach unten ab. Zusätzlich zeigt die obere Seite eine im wesentlichen V-förmige Nut, deren Querschnitt mit der Form der Spannrolle übereinstimmt.
Wenn die Rolle installiert wird, muß sie gedreht werden, so daß die ebene Fläche 12 im Prinzip vertikal steht, das heißt in einem rechten Winkel zu der oberen begrenzenden Fläche 20 des Schlitzes 3. Dann wird die Rolle in die Ausnehmung 14 von unten gedrückt (siehe Fig. 3 und 4), was völlig ohne einen Widerstand oder durch Überwinden einer leichten Sperrkraft erreicht werden kann. Nachdem die Rolle in ihre Position in der Ausnehmung 14 gebracht wurde, kann die Rolle in irgendeine Richtung gedreht werden, so daß die ebene Fläche 12 eine nicht vertikale Position einnimmt, wodurch die Walze in der Ausnehmung 14 festgeklemmt wird.
Wenn ein Einsatz in dem Einsatzsitz installiert wird, wird die Spannrolle zunächst gedreht, so daß die ebene Fläche 12 in gerader Linie nach unten zu liegen kommt, was im wesentlichen planparallel zu der Oberfläche 20 ist. Hierdurch gibt die Rolle den Einsatz 4 frei, der dann in Kontakt mit der Kontaktfläche 8 gebracht werden kann. Die Spannrolle wird dann gedreht, so daß ihre Seitenflächen 13 gegen die Nut 15 in der oberen Seite des Einsatzes drücken. Durch Drehen des Einsatzes im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 2 wird der Einsatz in bestimmten Kontakt mit der hinteren Kontaktfläche 8 gebracht. Wenn der Einsatz freigegeben werden soll, wird die Spannrolle im Uhrzeigersinn gedreht, wie in Fig. 2 zu sehen ist, bis die ebene Fläche 12 nach unten zu der oberen Fläche des Einsatzes zeigt. Dadurch wird zwischen dem Einsatz und der Rolle ein Spiel wiederhergestellt, wodurch der Einsatz frei wird und aus dem Schlitz gezogen werden kann. Es soll ebenso bemerkt werden, daß keine Berührung zwischen dem Einsatz und der oberen begrenzenden Fläche 20 des Schlitzes auftritt.
Der Spannrolle können sogar andere Formen gegeben werden als die in den Fig. 10a-c gezeigten, wobei die einzige Begrenzung ist, daß die Rolle axial und in der Ausnehmung 14 befestigt ist, die an die Form der Rolle angepaßt ist, und daß die Rolle einen Einsatz klemmen kann. Daher ist eine Spannrolle mit einer im wesentlichen V-förmigen Nut entlang der Oberfläche auf den Seiten des konischen Teils 21 in den Fig. 11a-c gezeigt, wobei die Ausnehmung für die Klemme 14 und die obere Seite des Einsatzes entsprechende Rippen haben. Die Spannrolle wird mit ihren zwei Flankenflächen 22 an dem Einsatz und der Ausnehmung zu liegen kommen, wobei in dieser Situation die mittlere Fläche 23 des Einsatzes ohne Kontakt mit irgendeiner anderen Fläche ist. Die Rolle kann weiterhin mit einer zentralen Nut 24 (siehe die Fig. 12a-c) im wesentlichen in Form eines Kreissegmentes in ihrer Mantelfläche versehen werden. Hierdurch kann der Einsatz bzw. die Ausnehmung mit einer entsprechenden zentralen gerundeten Rippe ausgeformt sein.
Die Spannwalzen bzw. Spannrollen gemäß den Fig. 10-12 sind rotationssymmetrisch, wenn man von der ebenen Fläche 12 absieht. Um das Klemmen zu erleichtern und ein allmählich ansteigendes Gegendrehmoment für die Spannrolle ausüben zu können, können sie jedoch mit einer asymmetrischen Kontaktfläche, beispielsweise mit ansteigendem Radius, ausgeformt sein. Daher ist eine Spannrolle mit abgeschrägten Seitenwänden der konischen Abschnitte in den Fig. 13a und b gezeigt, die in Klemmabschnitte 26 auslaufen, deren Auftreffen gegen die obere Seite des Einsatzes maximale Klemmkraft bedeutet.
Fig. 14 zeigt eine Spannrolle mit einem "tension intensifying" (Spannung verstärkenden) Teil 27, das ein stufenloses Klemmen von einem spannungsfreien Zustand, wenn die ebene Kontaktfläche 12 in Richtung des Einsatzes zeigt, zu einer Position, an der der maximale Klemmeffekt erreicht wird, wenn die gerundete Kontaktfläche 28 konstanten und maximalen Radius hat, ermöglicht.
Die Fig. 15a und b zeigen eine weitere Konstruktion mit abgeschrägten Oberflächen auf den Seitenflächen der konischen Gebiete, insbesondere drei abgeschrägte Flächen 29. Diese sind leicht konvex und weisen die Abschnitte mit dem kleinsten Radius in der Mitte der abgeschrägten Flächen auf. Sie sind miteinander über den Abschnitt 30 verbunden, wo der Radius maximal ist. Wenn der Abschnitt 30 gedreht wurde, so daß er in Kontakt mit dem Einsatz zu liegen kommt, wird die maximale Klemmkraft erreicht. An dem Abschnitt mit minimalem Radius läuft die Rolle frei von dem Einsatz.
Der derzeitige Schneidenhalter wird normalerweise aus einem geeigneten Stahl, wie z. B. Werkzeugstahl, hergestellt. Die Rolle kann beispielsweise aus gehärtetem Stahl, Schnellstahl oder Hartmetall bzw. Sinterhartmetall hergestellt werden.
Durch die Erfindung der Spannrolle 6 wurde eine Anzahl von Vorteilen erreicht. Eine sehr große Anzahl von Einbauten und Ausbauten von Einsätzen kann ohne das Auftreten von Abnutzung an dem Einsatzsitz durchgeführt werden, was anderenfalls den Wechsel des Schneidenhalters notwendig gemacht hätte. Falls aus irgendwelchen Gründen die Rolle beschädigt werden sollte, muß lediglich diese und nicht der gesamte Schneidenhalter ausgetauscht werden.

Claims

1. Anordnung für die Befestigung eines Schneideinsatzes (4) in einem Schneidenhalter (1), insbesondere für das Drehen von Nuten und das Abstechen, wobei der Schneidenhalter (1) einen Schlitz (3) aufweist, der den Einsatz (4) aufnimmt, wobei der Schlitz (3) an seiner oberen Seite (20) durch eine Klemmvorrichtung (5) und sein hinteres Ende durch eine Kontaktfläche (8) begrenzt wird, wobei die Klemmvorrichtung (5) an der oberen Seite (20) eine Aussparung (14) besitzt, die eine Spannrolle (6) aufnimmt bzw. unterbringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (6) direkt auf die obere Fläche des Einsatzes (4) wirkt und derart ausgestattet ist, daß, wenn die Rolle (6) gedreht wird, dann die Umfangsfläche, die dem Einsatz (4) am nächsten ist, sich in Richtung der hinteren Kontaktfläche (8) bewegt, wobei der Einsatz (4) in deutlichen Kontakt mit der hinteren Fläche (8) gebracht wird und die Rolle (6) auch gegen die obere Seite des Einsatzes (4) drückt und somit den Einsatz gegen die untere Fläche des Schlitzes (10) spannt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei eine Spannrolle (6) und eine Ausnehmung (14) mit zueinander passenden Vater- und Mutterstücken gebildet sind, die die Rolle (6) in axialer Richtung fixieren.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Spannrolle (6) eine ebene Fläche (12) aufweist, welche die Einführung der Rolle (6) in die Ausnehmung (14) und zusätzlich die freie Bewegung des Einsatzes relativ zu der Rolle (6) möglich macht, wenn der Einsatz in dem Schlitz (3) installiert wird.

4. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spannrolle (6) eine Rippe, die mittig um die Seitenflächen des doppelkegeligen Teils (Fig. 10) läuft, eine im wesentlichen V-förmige Nut (Fig. 11), die mittig verläuft, oder eine Nut mit einer auf ein Kreissegment (24) abgestimmten Form, die zentral verläuft, zeigt.

5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spannrolle einen Oberflächenteil zeigt, der mit ansteigendem Radius durch die Seitenwände der konischen Abschnitte gebildet wird, um ein stufenloses Erhöhen der Spannkraft gegen den Einsatz (4) zu ermöglichen.

6. Verfahren zur Befestigung eines Einsatzes in einem Schneidenhalter, der eine Anordnung, wie in Anspruch 1 beansprucht, verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Rolle gedreht wird, so daß sich ihre untere Umfangsfläche zu der hinteren Kon taktfläche (8) bewegt, eine Kraft auf den Einsatz ausgeübt wird, die als erstes den Einsatz in deutlichen Kontakt mit der hinteren Fläche (8) bringt und als zweites den Einsatz gegen die untere Fläche des Schlitzes (10) spannt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Spannrolle (6) entlang der Seitenwände der konischen Abschnitte eine ebene Fläche (12) aufweist, die zu der oberen Seite des Einsatzes (4) gerichtet ist, wenn der Einsatz in den Schlitz (3) gedrückt wird, wobei unter diesen Umständen eine Lücke zwischen der Rolle (6) und dem Einsatz (4) besteht, wobei nachdem die Rolle (6) gedreht wird, so daß die ebene Fläche in eine andere Richtung zeigt und statt dessen ein Abschnitt der runden Seiten der konischen Abschnitte der Rolle dazu gebracht werden, gegen die obere Fläche des Einsatzes (4) zu drücken, somit eine Kraft auf den Einsatz (4) ausgeübt wird, die zuerst den Einsatz (4) in eindeutigen Kontakt mit der hinteren Fläche (8) bringt und zweitens den Einsatz (4) gegen die untere Fläche des Schlitzes (10) spannt.