DE722802C

DE722802C - Circumferential tool with helically wound teeth

Info

Publication number: DE722802C
Application number: DER97676D
Authority: DE
Inventors: Alfred Robert Rueggeberg; Hans Rueggeberg
Original assignee: August Rueggeberg GmbH and Co KG
Current assignee: August Rueggeberg GmbH and Co KG
Priority date: 1936-10-24
Filing date: 1936-10-24
Publication date: 1942-07-21

Description

Umlaufendes Werkzeug mit schraubenförmig gewundenen Zähnen Die Erfindung bezieht sich .auf ein umlaufendes Werkzeug mit schraubenfärmig gewundenen Zähnen, und zwar auf ein Werkzeug jener Art, das zur freihändigen Bearbeitung schwer zugänglicher Stellen dient. Derartige Werkzeuge haben in der Technik immer weitere Verbreitung gefunden, sie sind in der Hauptsache zur Metallbearbeitung bestimmt, können aiber auch andere Werkstoffe, wie Kunstharz, Holz usw., bearbeiten. Der Antrieb dieser Werkzeuge erfolgt regelmäßig über eine bewegliche Zuleitung, wobei als Antriebsmittel häufig elektrische Handmotore benutzt werden. Der Arbeiter hat dann nur dafür zu sorgen, daß das umlaufende Werkzeug in bezug auf das zu bearbeitende Werkstück richtig geführt und angedrückt wird. Der Vorgang ist also in etwa vergleichbar mit dem Ausfeilen von Werkstücken von Hand, weswegen die vorerwähnten umlaufenden Werkzeuge als rotierende oder umlaufende r räserfeilen bezeichnet werden.Rotating tool with helically wound teeth. The invention refers to a rotating tool with helically wound teeth, in a tool of the kind that is more difficult to access for hands-on editing Make serves. Such tools are becoming more and more widespread in technology found, they are mainly intended for metalworking, can aiber also work on other materials such as synthetic resin, wood, etc. The drive of this Tools are carried out regularly via a movable supply line, with the drive means electric hand motors are often used. The worker then only has to do it ensure that the rotating tool is correct in relation to the workpiece to be machined is guided and pressed. The process is roughly comparable to filing of workpieces by hand, which is why the aforementioned rotating tools as rotating or rotating rasp files.

Der vorstehend angedeutete Arbeitsvorgang unterscheidet sich grundsätzlich von dem Arbeitsvorgang, der in Fräsmaschinen, Fräsautomaten oder Kopierfräsäpparaten auftritt. Dieser Unterschied besteht darin, .daß bei den Fräsmaschinen in allen Fällen die Frässpindel nicht schwenkbar, sondern nur in zwei Ebenen starr beweglich ist. Die Form des Fräsers und die Verzahnungsart wird dementsprechend auch nach den Erkenntnissen :des Spanabhebens beim Drehstahl festgelegt. Im Gegensatz dazu ist der Arbeitsvorgang, den das umlaufende Werkzeug der hier .interessierenden Art durchzumachen hat, wie schon erwähnt, vergleichbar mit dem Feilvorgang mittels einer normalen Feile, mit dem Unterschied, daß die Kraft, welche die 7erspanung bewirkt, durch die Maschine aufgebraucht w=ird, während die Hand lediglich zu führen und den Anpressungsdruck auszuführen hat. Die Spindel des umlaufenden Werkzeuges der hier interessierenden Art ist allerdings beweglich, und sie ist auch, was sie hauptsächlich vom Antrieb des Maschinenfräsers unterscheidet, schwenkbar.The working process indicated above differs fundamentally of the work process in milling machines, automatic milling machines or copy milling machines occurs. This difference consists in .that with the milling machines in all Felling the milling spindle cannot be swiveled, but only rigidly movable in two planes is. The shape of the milling cutter and the type of toothing will also vary accordingly based on the findings: the cutting of the turning tool. In contrast to is the work process that the rotating tool of the type of interest here has to go through, as already mentioned, comparable to the filing process using a normal file, with the difference that the force that causes the chipping is used up by the machine w = ird, while the hand is merely to guide and to apply the contact pressure. The spindle of the revolving Tool of the type of interest here is movable, and it is also, what distinguishes it mainly from the drive of the machine milling cutter, swiveling.

Während bei _Maschinenfräsern die Arbeitsspindel starr gelagert ist, sind die umlaufenden Werkzeuge, auf die es hier ankommt, einerseits durch die Hand. der Bedienungsperson, andererseits durch die besondere Art der Lagerung federnd gelagert. Das bedingt gleichzeitig auch einen starren Vorschub bzw. eine starre Bewegungsrichtung bei Maschinenfräsern, während :der Vorschub und die Bewegungsrichtung bei dein umlaufenden `@'erkz:eug der hier interessierenden Art beweglich und ständigen Änderungen unterworfen sind.While the work spindle is rigidly mounted on _Machine milling cutters, are the rotating tools that matter here, on the one hand by hand. the operator, on the other hand, resilient due to the special type of storage stored. This also requires a rigid feed or a rigid feed at the same time Direction of movement for machine milling cutters, during: the feed rate and the direction of movement with your revolving `@ 'Erkz: eug of the type of interest here movable and permanent Are subject to changes.

Diese verschiedenen Arbeitsbedingungen führen zu Überlegungen, welche die technische Entwicklung der umlaufenden Werkzeuge der vorerwähnten Art grundlegend anders beeinflussen, als das bei Maschinenfräsern der Fall ist.These different working conditions lead to considerations as to which the technical development of the rotating tools of the aforementioned type is fundamental influence differently than is the case with machine milling cutters.

Während es bei den Maschinenfräsern möglich ist, die resultierenden Kräfte :durch geeignete Lagerung der Arbeitsspindel aufzunehmen, ist :das bei den von Hand zu führen--den umlaufenden Werkzeugen nicht möglich, vielmehr ergibt sich hier die Notwendigkeit, durch geeignete Ausbildung des Werkzeuges selbst günstige Arbeitsbedingungen zu schaffen. Man wird .sagen können, daß das Werkzeug gemäß der Erfindung zwischen Handfeilen einerseits und Maschinenfräsern andererseits gattungsmäßig einzugliedern ist. Infolgedessen genügt es auch nicht, einfach die Erkenntnisse aus dein Handfeilenbau auf das Werkzeug gemäß der Erfindung zu übertragen, ebensowenig wie es genügt, die Erfahrungen auf dem Gebiete des Ma.schinenfräsers auf das erfindungsgemäße Werkzeug zu übertragen. Vielmehr sind neuartige Wege zu beschreiten, und dies hat erfindungsgemäß dazu geführt, bei' einem mit gewundenen Zähnen ausgebildeten umlaufenden Werkzeug segmentförinig ausgebildete Zahnfelder mit wechselnder Verwindungsrichtung der Zähne in den einzelnen Zahnfeldern aufeinanderfolgen zu lassen.While it is possible with the machine milling cutters, the resulting Forces: to be absorbed by suitable mounting of the work spindle is: that with the to be guided by hand - the rotating tools are not possible, rather it results here the necessity, through suitable training of the tool itself, favorable To create working conditions. One can say that the tool according to the Invention between hand files on the one hand and machine milling cutters on the other hand, generic is to be incorporated. As a result, it is not enough to simply gain knowledge from your hand file construction to the tool according to the invention, just as little as it is sufficient, the experience in the field of the machine milling cutter according to the invention Transfer tool. Rather, new ways are to be tread, and this has according to the invention led to 'a circumferential formed with coiled teeth Tool segment-shaped toothed fields with alternating twisting direction to let the teeth in the individual tooth fields follow one another.

Bei starr gelagerten Maschinenfräsern ist es bekannt, die Verwindungsrichtung aufeinanderfolgender Zähne miteinander abwechseln zu lassen, wodurch sich der Axialschub auf den Fräser aufhebt. Da bei diesen Fräsern jeweils nur ein Zahn in der jeweiligen Verwindungsrichtung angeordnet ist, wird der Schnittdruck so .hoch, daß sich ein solcher Fräser zur Führung von Hand nicht eignet. Es ist vielmehr notwendig, in diesem Falle eine ganze Reihe von Zähnen zu sogenannten Zahnfeldern zusammenzufassen. In der Anordnung von Zähnen in wechselnder Verwindungsrichtung allein wird die Erfindung- nicht gesehen, vielmehr erst in der Verhindung mit der ebenfalls bekannten Unterteilung in eine Reihe von gleichzeitig zum Eingriff mit dem Werkstück kommenden Zähnen.In the case of rigidly mounted machine milling cutters, the direction of twist is known successive teeth to alternate with each other, whereby the axial thrust on the router picks up. Since with these milling cutters there is only one tooth in the respective Direction of twist is arranged, the cutting pressure is so .hoch that a such milling cutter is not suitable for guiding by hand. Rather, it is necessary in In this case, to combine a whole series of teeth into so-called tooth fields. In the arrangement of teeth in alternating twisting direction alone, the invention not seen, rather only in connection with the also known subdivision into a series of teeth that come into engagement with the workpiece at the same time.

So ist zu beachten, daß eine von Hand zu bedienende gehauene Feile durch den sogenannten Feilenstrich wirkt, d.li. die Feile wird hin und her bewegt, indem die Hand sowohl die Führung der Feile als auch die Arbeitsbewegung der Feile übernimmt. Bei dem Werkzeug gemäß der Erfindung dagegen wird die Arbeitsbewegung durch den Maschinenantrieb vermittelt, die Führung des Z@'erkzeuges dagegen erfolgt von Hand. Wichtig ist dabei, daß die Führung ges Werkzeuges von Hand glatt und ohne Störurigen vonstatten geht, d. h. es muß unbedingt vermieden werden, daß das Werkzeug sprunghaft arbeitet, sich in das Material hineinarbeitet oder dein Material auszuweichen bestrebt ist usw. Dies sind Dinge, die bei einer Handfeile naturgemäß gar keine Ralle spielen, schon deswegen nicht, weil ja die Arbeitsgeschwindigkeit :derartiger Handfeilen außerordentlich gering ist, jedenfalls im Verhältnis zu dem maschinell angetriebenen Werkzeug ,gemäß der Erfindung praktisch ganz zurücktritt.So it should be noted that a hand-cut file acts through the so-called file line, i.e. the file is moved back and forth, by using the hand to guide the file as well as the working movement of the file takes over. With the tool according to the invention, however, the working movement mediated by the machine drive, while the Z @ 'tool is guided by hand. It is important that the guidance of the entire tool is smooth and smooth by hand Disruptive happening, d. H. it must be avoided at all costs that the tool works by leaps and bounds, works your way into the material or evades your material endeavors, etc. These are things that are naturally not at all with a hand file Play rail, if only for that reason, because the working speed: that kind of thing Hand filing is extremely small, at least in relation to the machine driven tool, according to the invention practically withdraws completely.

Ähnliches gilt für die bekannten Werkzeuge mit segmentförmigem Hieb. Da es sich hierbei ebenfalls uni gehauene Werkzeuge handelt, so sind die vorerwähnten gattungsmäßigen Unterschiede zu beachten. Sind doch die Erkenntnisse, die zur Anwendung eines segmentförmigen Hiebes geführt haben, grundsätzlich andere als die Erkenntnisse, die erfindungsgemäß zur Anwendung von Segmentverzahnungen bei umlaufenden Werkzeugen geführt haben. Durch die seginentförmige Verzahnung gemäß ,der Erfindung soll ja gerade vermieden werden, daß sich Rattermarken beim Arbeiten mit derartigen umlaufenden Werkzeugen bilden.The same applies to the known tools with a segment-shaped cut. Since these are also uni-hewn tools, these are the ones mentioned above generic differences must be observed. After all, these are the findings that are to be applied of a segment-shaped blow, fundamentally different from the findings according to the invention for the use of segment gears in rotating tools have led. Due to the segment-shaped toothing according to the invention, yes just avoided that chatter marks when working with such revolving Forming tools.

Auch ein Vergleich mit den bekannten Reibahlen ist nicht -durchführbar. Dies ergibt sich insbesondere aus der Überlegung, d.aß bei den umlaufenden Werkzeugen gemäß der Erfindung Schneidzähne im ausgesprochenen Sinne vorhanden sind, während eine Reibahle- bekanntermaßen lediglich eine schabende Wirkung ausübt. Ist das aber der Fall, so kann bei einer Reibahle nicht von einer Zahnform gesprochen «erden, ebensowenig wie von Zahnfeldern die Rede sein kann. Das bedeutet wiederum, daß man bei der Ausgestaltung der bekannten Reibahle keinen Wert auf die Zahnformgestaltung gelegt hat.A comparison with the known reamers is also not feasible. This results in particular from the consideration, i.e. with the rotating tools according to the invention cutting teeth in the pronounced sense are present while a reamer is known to only have a scraping effect. But it is the case, we cannot speak of a tooth shape with a reamer, just as little as there can be talk of tooth fields. That in turn means that one in the design of the known reamer none Value on the Tooth shape design has laid.

Bemerkenswert ist in .diesem Zusammenhang auch, daß der Form der Schneiidzähne des Werkzeuges gemäß der Erfindung eine wesentliche Bedeutung zukommt, insofern nämlich, als,die eigentliche Zahnform schraubenlinien- oder bogenartig gewählt ist, die Zähne also eine Verwindung erhalten, die eine wesentliche Voraussetzung für den einwandfreien Betrieb derartiger Werkzeuge ist. Solche umlaufenden Werkzeuge mit schraubenförmig gewundenen Zähnen, die zu einzelnen parallel oder schräg zur Umlaufachse verlaufenden Zahnfeldern zusammengefußt sind, sind in Gestalt von Bohrern für zahnärztliche Zwecke bekannt.In this context it is also noteworthy that the shape of the incisors of the tool according to the invention is of essential importance in this respect namely, when, the actual tooth shape is chosen helically or arc-like, the teeth thus receive a torsion, which is an essential prerequisite for the proper operation of such tools. Such revolving tools with helically wound teeth that are parallel or oblique to the individual Circumferential axis extending tooth fields are merged, are in the form of drills known for dental purposes.

Um auf die bisherige Entwicklung der von Hand zu führenden umlaufenden Werkzeuge, also des Werkzeuggebietes einzugehen, das zwischen den Handfeilen einerseits und Maschinenfräsern andererseits liegt, so hat man bislang geglaubt, eine günstige Arbeitsweise dadurch zu erzielen, daß man den geschnittenen Zähnen eine schraubenförmige Verwindung gegeben hat, und zwar. in einer der Drehrichtung des Werkzeuges entgegengesetzten Richtung; d. h. bei rechts gerichteter Drehung des Antriebes erhalten die-Zähne eine links gerichtete Verwindung. Auf diese Weise sollte der Arbeiter das Werkzeug in bequemer Art mit Druck führen können, da an sich das Werkzeug infolge Linksverwindung der Schneidzähne das Bestreben haben müßte, sich vom Werkstück abzulösen. Es ist aber übersehen worden, daß dieses Bestreben des Werkzeuges, sich abzulösen, sich vielfach so stark geltend macht, daß es so nicht gelingt, das Werkzeug stark genug an das Werkstück anzupressen. Es treten sogenannte Rattererscheinungen auf, die dadurch bewirkt werden, daß das Werkzeug nur bis zu einem gewissen Grad in das Werkstück eindringt, bis die sich ausbildenden Kräfte .im Gleichgewicht sind und ein weiteres Schneiden nicht mehr erfolgt. Die Elastizität des Werkstoffes veranlaßt dann, daß das Werkzeug aus dem Werkstoff herausspringt. Dieser Vorgang wiederholt sich, und das Ergebnis ist ein lautes und hartes Arbeiten des Werkzeuges, .das Antriebsmaschine und Werkzeug stärk beansprucht. Es ergibt sich, daß .die Leistung abfällt und eine glatte Oberfläche am Werkstück nicht erzielt werden kann.In order to follow the previous development of the hand-lead circulating Tools, i.e. the tool area, that between the hand files on the one hand and machine cutters on the other hand, it has been believed until now, a favorable one To achieve this way of working that the cut teeth are helical Twisted, and that. in a direction opposite to the direction of rotation of the tool Direction; d. H. when the drive is turned to the right, the teeth are retained a leftward twist. This way the worker should use the tool can lead in a comfortable way with pressure, since the tool itself as a result of left twisting the cutting teeth would have to strive to detach from the workpiece. It is but it has been overlooked that this endeavor of the tool to detach itself often so strongly asserts that it does not succeed in making the tool strong enough pressed against the workpiece. There are so-called chatter phenomena that caused by the fact that the tool is only to a certain extent in the workpiece penetrates until the developing forces are in equilibrium and another Cutting no longer takes place. The elasticity of the material then causes that the tool pops out of the material. This process is repeated, and the result is a loud and hard work of the tool, the driving machine and tools are heavily used. It turns out that .the performance drops and one a smooth surface on the workpiece cannot be achieved.

Die Erkenntnisse .und Erfahrungen haben zu eingehenden Versuchen geführt, um den Übelstand zu beseitigen. Eine wesentliche Verbesserung ist durch Übereinstimmung der Verwindungsrichtung mit der Umlaufrichtung erzielt worden. Eine völlige Aufhebung der bemängelten Erscheinungen ist jedoch erst möglich durch die genannte erfindungsgemäße Ausgestaltung der Werkzeuge. Danach sind für diese Werkzeuge segrnentartig ausgebildete Zahnfelder kennzeichnend, die durch eine verhältnismäßig rasche Aufeinanderfolge jeglichen axialen Schub oder Druck aufnehmen; diese Felder sind so eingerichtet, daß an einem Werkzeug die Verwindungsrichtung der Zähne einmal der Drehrichtung entspricht und zum andern der Drehrichtung entgegenläuft.The findings and experiences have led to extensive experiments to remove the evil. A major improvement is through consistency the direction of twist has been achieved with the direction of rotation. A complete annulment the criticized phenomena is only possible through the said invention Design of the tools. Thereafter, these tools are designed in the manner of a segment Characteristic of tooth fields, which by a relatively quick succession absorb any axial thrust or pressure; these fields are set up so that on a tool the twist direction of the teeth once the direction of rotation and on the other hand counteracts the direction of rotation.

Hierbei läßt sich der Zahnverlauf erfindungsgemäß so gestalten, daß die parallel zur Umlaufachse des Fräsers angeordneten Zahnfelder verschiedene Breiten haben.According to the invention, the course of the teeth can be designed in such a way that the tooth fields, which are arranged parallel to the axis of rotation of the milling cutter, have different widths to have.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Werkzeuges wird dessen Führung wesentlich erleichtert im Vergleich zu den bekannten umlaufenden Werkzeugen. Der Arbeiter ermüdet nicht so stark, und bei gleicher Verspannungs.menge sinkt der Kraftverbrauch der Maschine.The inventive design of the tool is its leadership much easier compared to the known rotating tools. Of the Worker does not tire as much, and with the same amount of tension, the power consumption decreases the machine.

Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung wiedergegeben und werden im folgenden :beschrieben. Es zeigen Ab'b. i ein umlaufendes Werkzeug mit zylindrischer Form, Abb. 2 ein umlaufendes Werkzeug, bei dem die Seitenkanten des Längsquerschnittes gekrümmt sind.Two embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing and are described in the following: It shows Fig. i a circumferential Tool with a cylindrical shape, Fig. 2 a rotating tool with the side edges of the longitudinal cross-section are curved.

Bei beiden in den Abb. i`und 2 dargestellten Werkzeugen folgen segmentartig ausgebildete Zahnfelder i und 2 aufeinander. Während die Zahnfelder i eine nach links oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinne verlaufende Verwindungsrichtung zeigen, ist die Verwindungsrichtung,der Zahnflanke .der Felder 2 im entgegengesetzten Sinne gewählt. In jedem Falle ergibt sieh, .daß die Verwindungsrichtung bei einemWerkzeug einmal derDrehrichtung des Werkzeuges entspricht und zum andern der Drehrichtung entgegenläuft, gleichgültig ob das Werkzeug im Uhrzeigersinne oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinne angetrieben wird. Der Zahnverlauf ist in beiden Ausführungsbeispielen durch Trennungslinien oder Zonen 3 unterbrochen. Diese können -in gleichmäßigen Abständen aufeinanderfolgen, sie können aber auch unregelmäßige Abstände voneinander aufweisen. In diesen regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen erscheint jeweils der Zahn der entgegengesetzt verlaufenden Verwindung.In both of the tools shown in Figs. 1 and 2 follow segments trained tooth fields i and 2 on top of one another. While the tooth fields i one after show left or counterclockwise twisting direction, is the direction of twist, the tooth flank .der fields 2 in the opposite sense chosen. In any case, you can see that the direction of twist in a tool on the one hand corresponds to the direction of rotation of the tool and on the other to the direction of rotation runs in the opposite direction, regardless of whether the tool is clockwise or counterclockwise is driven clockwise. The course of the teeth is in both exemplary embodiments interrupted by dividing lines or zones 3. These can -in evenly Intervals successively, but they can also be irregular intervals from one another exhibit. At these regular or irregular intervals appears in each case the tooth of the opposite twisting.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern ist anwendbar für die beliebigsten Werkzeugformen, also auch fürkugelförmige Werkzeuge, birnenförmige Werkzeuge, k egelige Werkzeuge usw.The invention is not limited to the embodiments described above, but can be used for any tool shape, including spherical ones Tools, pear-shaped tools, tapered tools, etc.

Claims

PATENT CLAIMS r. Rotating tool with helically wound Teeth, the individual tooth fields running parallel or obliquely to the axis of rotation are summarized, characterized in that the direction of twist of the teeth changes in the individual successive tooth fields. Rotating tool according to claim i, characterized in that the toothed fields have different prices to have.