DE8409616U1

DE8409616U1 - Schneidwerkzeug zum Herstellen von Löchern

Info

Publication number: DE8409616U1
Application number: DE8409616U
Authority: DE
Original assignee: Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Current assignee: Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Priority date: 1984-03-29
Filing date: 1984-03-29
Publication date: 1986-11-13
Also published as: FR2561974A1; FR2561974B1

Description

Schneidwerkzeug
zum Herstellen von Löchern

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Rotations-Schneidwerkzeug zum Herstellen von Löchern in Wandungen aus Kunststoff oder dergleichen, mit einem als Werkzeugachse eine Rotationsachse aufweisenden Werkzeugkörper, der zum Ausschneiden einer Lochscheibe einen etwa in Richtung der Werkzeugachse frei ausragenden Schneidkörper mit einer im radialen Abstand von der Werkzeugachse liegenden Schneide trägt, wobei am Werkzeugkörper mindestens ein Festh-alter für die Lochscheibe nach Art eines diese durchdringenden Domes vorgesehen ist.

Bei derartigen Schneidwerkzeugen kommt es nicht auf die Formund Maßgenauigkeit der als Abfall entstehenden Lochscheiben, sondern vielmehr vor allem darauf an, in eine Kunststoffwandung Durchgangslöcher so zu schneiden, daß auf derjenigen Seite der Kunststoffwandung, auf welcher das Werkzeug beim Schnitt austritt, keine Schneidpartikel anfallen. Bei einem durch das DE-SM 17 71 263 bekannten Schneidwerkzeug zum Herstellen von Löchern wird dies dadurch versucht, daß zerspanenden Schneiden eines Lochfräsers eine Spanabführung nach innen zugeordnet ist. Die Ausgestaltung läßt jedoch erkennen, daß die Späne innerhalb

A 21 142 - 2 -I

• · ··· ItIIl

des Mantels des Lochfräsers anfallen, daß die Späne also nicht radial &ngr;&oacgr;&tgr;&agr; Werkzeugmantel nach außen, sondern nach innen abgeführt werden sollen. Das Schneidwerkzeug durchbricht ferner das Werkstück nicht gleichzeitig über seinen gesamten Umfang, sondern zunächst an zwei einander diametral gegenüberliegenden Bereichen. Hierbei laufen die beiden noch stehenbleibenden teilringförmigen Restabschnitte der Werkstückwandung, die im weiteren Fräsfortschritt noch vollends durchtrennt werden müssen, jeweils zu ihren beiden Enden schneidenartig in der Dicke abnehmend scharf aus und begrenzen so die bereits voll durch die Werkstückwandung geschnittenen, ebenfalls teilringförmigen Abschnitte. Beim weiteren Schneiden laufen hierbei die Schneiden ständig von den noch stehenden Teilabschnitten über die bereits voll durchtrennten und somit zum Innern des Werkstückes offenen Teilabschnitte. Selbst wenn es gelingen sollte, die Spanqualität so gleichmäßig zu erzeugen, daß jeder Span in einem einzigen Strang entsteht, ist dennoch mit Sicherheit anzunehmen, daß Späne - und zwar gerade wegen der Spanabführung nach innen - zwischen die Fräszähne und den Schneidspalt gelangen, dort zerkleinert werden und so entstehende kleinere Schneidpartikel durch die bereits durchschnittenen Teilabschnitte des Schnittspaltes in das Werkstück gelangen. Dies würde aber auch dann geschehen, wenn der Lochfräser die Werkstückwandung über seinen ganzen Umfang gleichzeitig durchbrechen würde, weil die Fräszähne durch konische Ausbildung der Innen- und Außenmantelfläche des Lochfräsers seitliche Flanken-Freiwinkel haben und damit mit den zugehörigen Flankenflächen des Schnittspaltes trichterartige Spalte bilden, die sich zum Innern des Werkstückes verengen und aus denen die sich während des Schnittes ansammelnden Schneidpartikel beim Durchbruch des Werkzeuges durch die Werkstückwandung zwangsläufig ins Werkstückinnere gelangen müssen.

Selbst wenn aber die zerspanend arbeitenden Schneiden dieses

• · · I I I I &igr; Xt

• · · « I Il IMI > « ..

• JHIII I III I I t t ·

• · III Ill «at

a ·

bekannten Lochfräsers durch spanlos arbeitende Schneiden ersetzt würden, würden trotzdem noch Schneidpartikel entstehen und zwangsläufig in das Werkstückinnere gelangen. Der Lochfräser weist nämlich eine Zentrierspitze nach Art eines Zentrierbohrers auf, die abweichend von einer runden Form derart angeschliffen ist, daß sie im Querschnitt polygonal ist und somit Schneid- bzw. Schabkanten bildet. Diese Schneidkanten der Zentriespitze lösen beim Eindringen in die Werkstückwandung von dieser zwangsläufig Schneidpartikel, welche nach Durchbrechen der Werkstückwandung durch die Zentrierspitze, also bevor der Schneidkranz überhaupt in Eingriff mit dem Werkstück kommt, zwangsläufig in das Werkstückinnere gedrängt werden müssen. Durch die bekannte Ausbildung wird also allenfalls verhindert, daß gröbere Späne in das Werkstückinnere hineinfallen können, jedoch gilt dies nicht für feinere Spanpartikel.

Durch die GB-PS 618 008 und das DE-GM 18 51 770 sind auch Schneidwerkzeuge zum Herstellen von Scheiben bzw. Ringen bekanntgeworden, wobei zwar im Ausgangsmaterial Löcher entstehen, jedoch ist Ziel der Ausgestaltung dieser Werkzeuge nicht die Herstellung der Löcher, sondern von möglichst genauen Schnittflächen an den Scheiben bzw. Ringen; damit unterscheiden sich diese bekannten Schneidwerkzeuge bereits gattungsmäßig vom Erfindungsgegenstand. Obwohl bei diesen bekannten Schneidwerkzeugen spanlose Trenntechniken angewendet werden, kommt es bei ihnen in keiner Weise darauf an, ob Späne anfallen oder nicht, weshalb hier eine ganz andere Problematik als beim Erfindungsgegenstand gegeben ist.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Rotations-Schneidwerkzeug zum Herstellen von Löchern in Wandungen aus thermoplastischen Kunststoff bzw. an Behältern, wie Fahrzeug-Kraftstofftanks. Benzintanks für Personenkraftwagen werden immer mehr nach dem Blasverfahren aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Nach der Formgebung durch Einblasen von Luft in

eine Einblasöffnung muß der Tank vor dem Einbau in das Kraftfahrzeug noch weiter bearbeitet, nämlich beispielsweise mit einer Anzahl von Löchern versehen werden, welche beispielsweise für die Montage eines Tankgebers, eines Entlüftungsnippels usw. erforderlich sind. Kleinere Löcher wurden bisher als Bohrungen mit einem Spiralbohrer hergestellt; Bohrungen größeren Durchmessers werden mit einem nach Art eines Drehmeißels ausgebildeten Schneidkörpers hergestellt, dessen Schneide quer zur Werkzeugachse bzw. etwa parallel zur entsprechenden Tankwandung und somit derart quer zur Drehrichtung liegt, daß mit ihr durch Zerspanung eine ringförmige Nut in die entsprechende Tankwandung eingeschnitten wird, bis die innerhalb dieser Ringnut entstehende Lochscheibe völlig von der Wandung getrennt und damit ein Loch entstanden ist, dessen Durchmesser dem äußeren Flugkreisdurchmesser des Drehmeißels entspricht. Beide Schneidwerkzeuge haben den Nachteil, daß sie nur zerspanend arbeiten können, daß also während der Herstellung des Loches Späne und ggf. Schneidpulver anfallen, von denen wenigstens eine geringe Menge selbst dann regelmäßig in den Tank gelangt, wenn die Löcher über Kopf hergestellt werden, da diese Späne und das Schneidpulver infolge elektrostatischer Aufladung dazu neigen, am Tank haften zu bleiben uno. dadurch sofort oder im Laufe der weiteren Bearbeitung des Tankes durch die Löcher in diesen gelangen; derartige Späne führen später, wenn aus dem Tank ein Kraftfahrzeugmotor mit Kraftstoff versorgt wird, unweigerlich zu Betriebsstörungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Schneidwerkzeug zu schaffen, das es ermöglicht, völlig spanlos und ohne Erzeugung anderer Schneidpartikel Löcher in Wandungen aus thermoplastischem Kunststoff oder Werkstoff mit ähnlichen Materialeigenschaften so einzubringen, daß die dabei entstehende Lochscheibe nicht in Vorschubrichtung durch die Wandung, also beispielsweise in den Behälter fallen kann.

• * · I ) It

• · ■ I I I I I t

«t

• I · ·

A 21 142

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der jeweilige Schneidkörper als ein in radialer Richtung flaches Ritzschneidmesser ausgebildet ist und daß der Festhalter ein schneidpartikelfreier, mit vorbestimmter Reibung in die Lochscheibe eingreifender Haltedorn ist. Die Schneide ist somit eine spanlos arbeitende Ritz- und Verdrängungsschneide, welche beispielsweise durch eine sehr geringe Oberflächenrauhigkeit an ihrer spitz geschärften Schneidkante und/oder an ihren Schneidenflanken nicht schabend oder kratzend in die Wandung eingreift, sondern ohne Entstehung irgendwelcher sicfi von der Wandung lösender Schneidpartikel allein durch schneidende Verdrängung vordringt. Nach dem Freischneiden der Lochscheibe wird diese von dem Festhalter gegenüber dem Wekzeug gesichert und mit diesem wieder zurückgezogen, wonach die Lochscheibe durch geeignete Mittel ausgeworfen und somit vom Werkzeug entfernt werden kann. Gemäß der Erfindung schneidet sich auch der Festhalter nicht durch die Werkstüchwandung durch, sondern er dringd ausschließlich unter Verdrängung des Werkstoffes der Werkstückwandung in diese ein, wodurch sich eine gewisse radial nach außen gerichtete Vorspannung der späteren Lochscheibe ergibt, was auch zu einer Werkstoffverdichtung im Bereich des Schnittspaltes und damit insbesondere bei weichen, nämlich bei thermoplastischen Kunststoffen, zu einem verbesserten Schneidverhalten der Ritzschneidmesser führt.

Es ist denkbar, den Festhalter wenigstens teilweise mit dem Schneidkörper beispielsweise derart zu integrieren, daß er unmittelbar durch das Ritzschneidmesser gebildet ist; das Ritzschneidmesser, bzw. einander gegenüberliegende Schneidklingen können beispielsweise so gestaltet sein., daß sie die Lochscheibe mit ihren radial innenliegenden Flankenflächen festhalten.

A 21 142 - 6 ■-'■

Insbesondere zur Herstellung von Löchern kleinen Durchmessers kann es vorteilhaft sein, wenn die Schneide In Umfangsrichtung wenigstens annähernd kontinuierlich nach Art einer Drehr1ngschne1de durchgeht, die in einer zur Drehachse rechtwinkligen oder leicht geneigten Ebene liegen kann. Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes jedoch weist der Schneidkörper eine Schneidklinge mit einer etwa in einer Tangentialebene des Werkzeuges liegenden, schar' fen und über ihre Schneidtiefe kontinuierlich durchgehenden Schneidkante auf, welche etwa in ihrer ürehriehtung weist und/oder etwa parallel zur Vorschubrichtung liegt. Dadurch kann insbesondere beim Herstellen von Löchern größeren Durchmessers der auf die Wandung ausgeübte Schneiddruck wesentlich reduziert und somit die Schnittgeschwindigkeit erhöht werden. Die Schneidgeschwindigkeit ist jedoch so gering zu wählen, daß die beim Schnitt entstehende Erwärmung unterhalb des Schmelzpunktes des Werkstoffes der Wandung bleibt. Gegenüber der erfindungsgemäßen Ausbildung unterscheiden sich Trennmesser, welche radial zur Rotations- bzw. Werkzeugachse gerichtet sind, dadurch, daß diese Trennmesser nicht starr am Werkzeugkörper, sondern radial verstellbar angeordnet sind, wodurch sich ein ganz anderer Werkreugaufbau ergibt.

A 21 142 - 7 '-'

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die durch die Schneidkante des Schneidkörpers gelegte Tangentialebene des Werkzeuges unter einem Vorschubwinkel von wenigen Winkelgraden, Insbesondere etwa 3°, geneigt zur Werkzeugachse liegt. Dadurch kann bestimmt werden, an welcher Seite des Schneidspaltes ein Verdrängungsgrat durch die Schneidklinge entsteht. Konvergiert die Tangentialebene mit der Werkzeugachse in Vorschubrichtung, so entsteht der Verdrängungsgrat am Lochrand, während er am Umfang der Lochscheiben steht, wenn die Tangentialebene mit der Werkzeugachse in Vorschubrichtung divergiert. Dadurch, daß die Schneidkante in einer einzigen Ebene liegt, ergeben sich über die gesamte Schneidtiefe gleichmäßige SehneidVerhältnisse.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das freie Ende der Schneidklinge durch eine Freifläche begrenzt, wobei vorzugsweise das Ritzschneidmesser als Ziehschneidmesser gegenüber dem Werkzeugkörper schleppend schräggestellt und/oder das Ende der Schneidklinge durch eine Abflachung begrenzt ist. Dadurch ergibt sich nahe beim Grund des Schneidspaltes bereits eine relativ große Verdrängung des Werkstoffes unter einer in Vorschubrichtung verlagerten Verdichtung, so daß die Schneidklinge in weiterer Entfernung vom Grund des Schneidspaltes keine so starke Verdrängung bewirken muß, wobei der an der Oberfläche der Wandung entstehende Sehneidgrat verhältnismäßig klein ist. Der Freiwinkel kann gemäß der Erfindung etwa 6 bis 14°, vorzugsweise 10° betragen. Durch die Abflachung wird im Gegensatz zu einem pfeilspitzförmig

• · ·' &iacgr; » « i &igr;

A 21 142 - 8 -

auslaufenden Trennmesser ferner der Vorteil erreicht, djß das vordere Messerende wesentlich weniger leicht zu Verformungen oder Beschädigungen neigt, die zwangsläufig zu einem geänderten Schnittverhalten mit der Gefahr führen, daß Späne oder Schneidpulver anfallen.

Um bei geringen Werkzeugkosten die Schneide leicht erneuern bzw. schärfen zu können, ist das Ritzschneidmesser lös- und auswechselbar am Werkzeugkörper befestigt und vorzugsweise als Wendeschneidmesser ausgebildet, das insbesondere vier Wendeschneidkanten an zwei Schneidklingen aufweist, so daß also mit jedem Schneidkörper die vierfache Stückzahl einer Schneide hergestellt werden kann.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schneidklinge im Querschnitt quer durch die Schneidkante an der Innen- und/oder an der Außenseite eine konvex gekrümmte, als Flankenfläche wenigstens annähernd in die Schneidkante übergehende Seitenfläche aufweist, wobei vorzugsweise zwei teil kreisförmige Seitenflächen in zwei Schneidkanten unter spitzen Tangentialwinkeln ineinander übergehen, so daß sich ein sehr günstiges Verdrängungsverhalten der Schneidklinge ergibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Schneidklinge zum freien Ende in der Dicke unter einem Flankenwinkel von mehr als 10 Winkelgraden, wie etwa 20 Winkelgraden, und/öder unter einem gegenüber dem Vorschubwinkel mehrfach größeren Flankenwinkel ab, so daß auch bei Ausrichtung in dem genannten Vorschubwinkel an beiden Seiten des Schneidspaltes eine gewisse Verdrängung stattfindet, weiche zu einer verbesserten Stabilisierung der Ausrich-

A 21 142

tung der Schneidklinge führt, jedoch auf beiden Seiten des Schneidspaltes unterschiedlich stark 1st. Zur einfachen Herstellung und Nachschärfung 1st wenigstens die Schneidklinge, insbesondere der gesamte Schneidkörper symmetrisch zu einer durch seine Schneidkante bzw. durch seine Schneidkanten gelegten Mittelebene ausgebildet.

Insbesondere wenn das Ritzschneidmesser als Wendeschneidmesser ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Schneidklinge am hinteren Ende in einen, Insbesondere kubischen, Befestigungsschaft Übergeht, an dem vorzugsweise zwei entgegengesetzt ausragende Schneidklingen vorgesehen sind und/oder dessen Außenflächen · in Längsrichtung des Schneidkröpers gesehen - allseits Über die Schneidklinge vorstehen, so daß die scharfen Schneiden beim Lagern des Schneidwerkzeuges bzw. der Schneidkörper gegen Beschädigungen geschlitzt sind.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Schneidkörper zur zwangsläufigen genauen vorbestimmten Ausrichtung gegenüber der Werkzeugachse in eine Justieröffnung, insbesondere eine mit der Bodenfläche seine Vorschubausrichtung und/oder mit den Seitenflächen seinen Ziehwinkel festlegende Justiernut am Umfang des Werkzeugkörpers eingesetzt, in der vorzugsweise die entgegen Vorschubrichtung ausragende Schneidklinge vollständig versenkt und damit geschützt liegt und/oder gegen deren Bodenfläche der Schneidkörper bzw. der Befestigungsschaft mit dem Kopf eine!* nebin der Justieröffnung in den Werkzeugkörper eingesetzten Spannschraube leicht lösbar gespannt ist, ohne daß der Schneidkörper einer Durchgangsbohrung oder dergl. für die Spannschraube bedarf.

Damit der Schneidkörper bzw. die Schneidklinge in ihrer

fl «

A 21 142 - 10 -

Lage :-n Vorschubrichtung auf einfache Weise genau ausgerichtet werden kann, liegt eine vom vorderen Ende der Schneidklinge abgekehrte Fläche des Schneidkörpers, insbesondere die Freifläche der entgegen Vorschubrichtung ausragenden Schneidklinge an einer Stützfläche des Werkzeugkörpers, vorzugsweise an einem in die Bodenfläche der Justiernut eingesetzten Zylinderstift oder dergl., an. Dadurch ergibt sich eine linienförmige Abstützung und Anlage, welche eine sehr genaue Ausrichtung gewährleistet, wobei die Gefahr, daß zwischen die zugehörige Fläche des Schneidkörpers und die Stützfläche Schmutz oder andere Partikel gelangen, sehr gering ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß der Festhalter in Vorschubrichtung über das Ritzschneidmesser vorsteht und insbesondere ein i.i der Werkzeugachse liegender Runddorn oder dergleichen ist, welcher mit der Lochscheibe bereits in Eingriff steht, bevor das Ritzschneidmesser zu schneiden anfängt. Wird beim Herstellen des Loches im Bereich eines bereits vorhandenen kleineren Loches, nämlich· beispielsweise im Bereich der Einblasöffnung gearbeitet, so kann der Durchmesser an dieses kleinere Loch angepaßte Runddorn am vorderen Ende stumpf und lediglich mit einem kurzen kegelsumpfförmigen verjüngten Endabschnitt zum leichteren Einfahren in das Loch versehen sein. Ist die Wandung jedoch im Bereich der entstehenden Lochscheibe geschlossen, so ist der Runddorn am vorderen Ende zweckmäßig zu einer Stechspitze verjüngt, wobei in jedem Fall sichergestellt ist, daß auch der Festhalter ohne Entstehen von Spänen oder Pulver in die Wandung eindringt.

• * lift« · &igr; ·

» ·· · (I till * ···

• · I I 111 ·»·

a · · · t ·· til

A 21 142

Auch der Festhalter ist zweckmäßig auswechselbar am Werkzeugkörper, insbesondere in einer Zentrierbohrung angeordnet, so daß er zur Anpassung des Schneidwerkzeuges an die jeweiligen Erfordernisse ausgewechselt und auch leicht nachbearbeitet werden kann. Bei einer gewichtsmäßig leichten Ausführungsform ist der Werkzeugkörper als zur Vorschubrichtung offene Topfscheibe ausgebildet. Zum einfachen Befestigen des Schneidwerkzeuges an der Arbeitsspindel einer geeigneten Maschine» weist der Werkzeugkörper an der Rückseite einen Spannschaft auf.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Werkzeugbelastung sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwei oder mehr, insbesondere gleichmäßig um die Werkzeugachse verteilte, Ritzschneidmesser vorgesehen, die vorzugsweise gleich angeordnet und ausgerichtet sind, derart, daß ausschl. gleiche Ritzschneidmesser vorgesehen sind.

Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es sind dargestellt in

Fig. 1 ein erfindungsgemä3es Schneidwerkzeug in Axialansicht auf die Vorderseite,

Fig. 2 ein Ausschnitt der Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht der Anordnung gem. Fig. 2 in einer um 90° um die Werkzeugachse verdrehten Stellung,

• I * * * I

A 21 HE - 12| -·· ·&diams;

Fig. 4 ein Ausschnitt der Fig. 3 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 5 der Ausschnitt gem. Fig. 4 in einer Axialansicht entsprechend Fig. 1,

Fig. 6

bis 8 eine weitere Ausführungsform in Darstellungen entsprechend den Fig. 1 bis 3.

Wie die Fig. 1 bis 5 zeigen,weist ein erfindungsgemäßes Werkzeug ,1 einen als Werkzeugträger vorgesehenen topfscheibenförmigen Werkzeugkörper Z mit zwei einander diametral gegenüberliegenden gleichen Schneidkörpern 3. auf, die gleich ausgebildet und hinsichtlich ihrer Anordnung und Ausrichtung zur Werkzeugachse 4 gleich sind. Der hinsichtlich der Werkzeugachse .4 achssymmetrisch, nämlich zylindrisch ausgebildete t!erkzeugkörper 2 weist eine ringmantelförmige Umfangswandung 5 auf, die am hinteren Ende in eine etwa gleich dicke Stirnscheibe 6 übergeht, welche durch eine in der Werkzeugachse 4 liegende Bohrung 7 als Ringscheibe ausgestaltet ist. An der äußeren Stirnseite der Stirnscheibe 6 ist ein in der Werkzeugachse .4 liegender zylindrischer Spannschaft 8 mit einem mit Schrauben gehaltenen Flansch 9 befestigt. Außer den Schneickörpern 3 trägt der Werkzeugkörper 2 einen Festhalter 10 in Form eines zylindrischen Domes, welcher mit seinem hinteren Ende zentriert in die Bohrung 7 eingesetzt und beispielsweise ebenfalls mit dem Flansch 9 gesichert ist. Der Innendurchmesser der Umfangswandung 5 ist wesentlich größer als der Außendurchmesser des Festhalters 10 .

A 21 142 ,iJ3{/ ,!.!,.: ' \J\.^;

Jeder Schneidkörper 3 weist, wie insbesondere den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist, an einem als länglicher Rechteckklotz ausgebildeten Befestigungsschaft 12 zwei entgegengesetzt in Längsrichtung des Befestigungsschaftes ,12 von diesem abstehende gleiche Schneidklingen 11 auf, die jeweils symmetrisch zur zugehörigen Endfläche .13 des Befestigungsschaftes .12" liegen und beispielsweise einstückig in diese Endfläche 13 übergehen. Die Längsachsen der Schneidklingen 11 fallen mit der zugehörigen Mittelachse ji des Befestigungsschaftes 12 zusammen. Jede Schneid-

;·; klinge 11 weist an ihren voneinander abgekehrten

\ Schmalseiten jeweils eine geradlinige Schneide 14.

■ auf, wobei alle Schneiden 14 ebenfalls gleich ausgebildet sind. Die beiden Schneiden 14 jeder Schneidklinge 11 liegen in Ansicht gem. Fig. 2 unter e^nem spitzen Winkel 15 von beispielsweise etwa 22° zueinander sowie symmetrisch beiderseits der zugehörigen Längsmittelebene 16 des Schneidkörpers 3 ,die eine Symmetrieebene des Schneidkörpers ist. Am vorderen

■ bzw. äußeren Ende .17 ist jede Schneidklinge 11. mit einer als Freifläche vorgesehenen Abflachung 18. versehen, die rechtwinklig zur Längsmittelebene 16 liegt und in deren Bereich die bis zu dieser Abflachung ;18 geführten Schneiden 14. einen Abstand voneinander haben, der etwa halb so groß wie ihr größter Abstand voneinander ist. Im Querschnitt bzw. in Längsansicht;, wie sie annähernd aus Fig. 5 hervorgeht, ist jede Schneidklinge 11 annähernd flach oval, nämlich an der der Werkzeugachse 4 zugekehrten Innenseite und an der von der Werkzeugachse 4! abgekehrten Außenseite 20 jeweils von einer konvex gekrümmten Seitenfläche 21 bzw. 22. begrenzt. Der Krümmungsradius dieser Seitenflächen 21,22) ist im jeweiligen Längsabschnitt der Schneidklinge .11' größer als der zugehörige

-' Abstand zwischen den voneinander abgekehrten Schneid-

Ill .
41 «* Il It« ··

. .4*4 i i «&Mgr; &iacgr; "l ! J**·

f:.Xi"

21 142 -kill 4.Jr .Ji'..'

kanten 14 und dadurch so, daß die Seltenflächen 21,22 unter einem spitzen Flankenwinkel 23 von beispielsweise etwa 40° 1n der jeweiligen Schneidkante 14 ineinander übergehen. Anstatt die Flankenflächen der Schneide 14 unmittelbar durch die gekrümmten Seitenflächen 21,22 gem. Fig. 5 zu bilden, 1st es gem. Fig. 4 auch denkbar, die Flankenflächen 24 durch ebene, streifenförmige Anschliffe der Seltenflächen 21,22. zu bilden. Die Länge jeder Schneidklinge 11 1st kleiner als die des Befestigungsschaftes 12 und ihre maximale Schneidtiefe liegt etwa in der Größenordnung Ihrer größten zwischen den Schneidkanten 14 gemessenen Breite, so daß sich eine sehr formstabile Schneidklinge 11 ergibt. Zum äußeren Ende 17 hin ist jede Schneidklinge 11 in der Dicke unter einem spitzen Flankenwinkel 25 von beispielsweise etwa 20° verjüngt, wobei ihre Dicke im Bereich des Endes etwa einem Drittel von der Dicke entspricht, die die Schneidklinge 11 in demjenigen Bereich hat, bis zu welchem sie maximal in der Schneidtiefe schneidend eingesetzt werden kann. In Längsrichtung der Schneidklingen 11 gesehen steht der Befestigungsschaft 12. im wesentlichen allseits über die Schneidklingen 11 vor, derart , daß er in dieser Ansicht länglich rechteckig ist und sein zugehöriges größeres Kantenmaß in Umfangsrichtung des Werkzeuges 1 liegt. Durch die beschriebene Ausbildung des jeweiligen Schneidkörpers werden erfindungswesentliche Vorteile, nämlich insbesondere ein sehr gutes Schneidverhalten, eine hohe Schnittgeschwindigkeit und hohe Standzeiten erreicht und Schwingungen des Schneidkörpers .3 sowie der Schneidklingen 11 Mn sich vermieden.

Wie die Fig. 1 bis 5 ferner zeigen, weist der Werkzeugkörper ,2 für die Aufnahme des jeweiligen Schneid-

a 21 142 : -sj5 _::,:j ·..-./

körpers 3 am Außenumfang der Umfangswandung 5 eine Justiernut 26 auf, weiche sich von der vorderen Stirnfläche 27 des Werkzeugkörpers 2 in Ihrer Längsrichtung bis etwa auf die Höhe der Innenfläche der Stirnscheibe 6. erstreckt. Die Justiernut .26 ist in Ihrer Breite und ihrer Tiefe derart an den Befestigungsschaft 12 angepasst, daß dieser mit leichtem Schiebesitz, also im wesentlichen spielfrei ,zwischen die Seitenflächen '28 der Justiernut

26 passt und bei Anlage an deren Bodenfläche 29 wenigstens im Bereich der Stirnfläche 27 annähernd vollständig versenkt in der Justiernut 26 angeordnet ist. Bezogen auf die Arbeits - Drehrichtung

Pfeil 30 ist benachbart zur nacheilenden Seitenfläche 28 der Justiernut 26 und außerhalb dieser in eine Gewindebohrung am Außenumfang des Werkzeugkörpers .2' eine Spannschraube 31 eingesetzt, deren im Durchmesser verhältnismäßig großer Kopf 32. den Befestigungsschaft .12 an der von der Bodenfläche .29. abgekehrten Seite mit einem nahezu halbkreisförmigen Segmentabschnitt Übergreift und mit diesem Segmentabschnitt ganzflächig den Befestigungsschaft .12 spannend gegen die Bodenfläche 29 presst. Der Durchmesser des Kopfes .32 entspricht etwa der Länge des Befestigungsschaftes 12 , wobei der Kopf

32 den Befestigungsschaft 12 etwa auf der Hälfte von dessen Breite Übergreift und gegenüber der Stirnfläche 27 des Werkzeugkörpers .2 zurücksteht.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist die mit der Längsmittelebene 16 des jeweiligen Schneidkörpers .3; zusammenfallende Längsmittelebene der jeweiligen Justiernut 26. in Radialansicht auf den Schneidkörper .3 gegenüber der Werkzeugachse '4 unter einem spitzen Winkel von etwa 10° geneigt, derart , daß das

A 21 142

* A e'

&eegr; 16; -

&igr;
I I I

111 ti

I I &igr; I

• It « ·

in der Stirnfläche 27 liegende Ende der Justiernut 26 gegenüber deren anderen, geschlossenen Ende in Be^ug auf die Drehrichtung Pfeil 30 nacheilt. Dadurch ergibt sich 1m Zusammenwirken mit der Hälfte des Winkels 15 , unter welchem die jeweilige Schneide 14 gegenüber der Längesmittelebene 16 des Schneidkörpers 3 schräg-gestellt 1st, ein Ziehwinkel 33 von etwa 20°, unter welchem die jeweils fUr den Schneideinsatz bestimmte Schneide 14 schleppend gegenüber dem Werkzeugkörper schräg-gestellt ist, derart . daß jede Schneidklinge 11 im Schneideinsatz als Ziehschneidmesser wirkt. Die an derselben- Schneidklinge 11 vorgesehene, nicht im Einsatz befindliche Schneide 14 liegt dagegen in Radialansicht gem. Fig. 2 annähernd parallel zur Werkzeugachse 4 .

Die jeweilige, fUr den Schneideinsatz bestimmte Schneide

14 ist so ausgerichtet, daß nur die durch Ihr äußerstes Ende gebildete, an die Abflachung 18 angrenzende Schneidspitze 34 in rechtwinkliger Ansicht auf die Mittelebene dieser Schneidkante 14 gem. Fig. 2 in der zu dieser Mittelebene rechtwinkligen Axialebene der Werkzeugsshse 4 liegt, während die daran anschließenden Abschnitte der Sch neide 14 in Drehrichtung. (Pfeil 30) außerhalb (vor) dieser Axialebene vorgesehen sind. Die genannte Mittelebene der Schneidkante 14 ist etwa eine Tangentialebene 35 des Werkzeuges 1 , die sich somit mit der zu ihr rechtwinkligen Axialebene 36. der Werkzeugachse 4. in einer Linie schneidet, in welcher etwa die Schneidspitze 34 liegt.

Wie Fig. 4 ferner zeigt, ist die Bodenfläche 29 der Justiernut 26 derart um wenige, nämlich beispielsweise etwa 3° gegenüber der Werkzeugachse geneigt, daß die mit der Tangentialebene 35 zusammenfallende Mittel-

A 21 142 "■ 'J· 17'-* " " '

ebene der für den Schneideinsatz bestimmten Schneidklinge 11 unter einem entsprechenden Vorschubwinkel 37 zur Werkzeugachse 4 geneigt ist. Dadurch ergeben sich im Zusammenwirken mit dem Flankenwinkel für die Seitenflächen 21,22 der Schneidklinge .11 unterschiedliche, 1n Vorschubrichtung Pfeil 40 sich tiffnende Anstellwinkel 38,39 . Im dargestellten Ausflihrungsbe1sp1e1 1st der Anstellwinkel 38 der Inneren Seitenfläche 21. kleiner als der Anstellwinkel 39 der äußeren Seltenfläche 22 und zwar derart gewählt, daß ein beim Schneiden entstehender Schneidgrat im Arbeltsbereich der äußeren Seltenfläche 22 , also am Rand des herzustellenden Loches ausgebildet wird. Durch entsprechend entgegengesetztes Schrägstellen, bei welchem dann der Anstellwinkel 39 kleiner als der Anstellwinkel 38 1st, wird der Schneidgrat an der Lochscheibe ausgebildet. Der kleinere Anstellwinkel 38 kann gegen 0° gehen und beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel 4°; der größere Anstellwinkel 39 beträgt etwa 14°. Durch die beschriebene Anordnung und Ausrichtung der jeweils für den Schneideinsatz vorge* sehenen Scheiden 14 ergeben sich erfindungswesentliche Vorteile, nämlich eine Stabilisierung der Schneidklingen während des Schnittes und eine Verringerung der auf dib Schneiden wirkenden Schnittkräfte. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Freiwinkel 41 der Abflachung bzw. Freifläche 18 etwa 10° beträgt.

Zur Längsausrichtung des jeweiligen Schneidkörpers 3 gegenüber dem Werkzeugkörper .2 ist am Werkzeugkörper

2 jeweils eine Anschlag- bzw. Stützfläche 42 vorgesehen. An dieser Stützfläche 42; liegt der jeweilige Schneidkörper 3 mit der Freifläche bzw. Abflachung 18 derjenigen Schneidklinge 11 an, die nicht für

&Lgr; &lgr; &lgr; &Ggr;:

A 21 H2 " ¹⁸ "

den Schneideinsatz bestimmt ist, sondern vollständig versenkt in der Justiernut 26 liegt. Die Stützfläche 42. ist durch die Umfangsfläche eines Zylinderstiftes 43 gebildet, welcher beispielsweise durch Pressung in die Bodenfläche 29. der Justiernut 26 benachbart zu deren geschlossenen bzw. hinteren Ende eingesetzt ist. Die Stützfläche 42" ist so angeordnet, daß der Befestigungsschaft 12 geringfügig über die vordere Stirnfläche 27 des Werkzeugkörpers 2 vorsteht.

Wie die Fig. 1 bis 3 ferner zeigen, steht der Festhalter 10 um ein Mehrfaches der Schneidtiefe der Schneide über deren vorderes Ende 17 vor. Am vorderen Ende ist der Festhalter 10 mit einem kegelstumpfförmig verjüngten Endabschnitt 44 versehen, dessen hinteres Ende mit Abstand vor dem vorderen Ende der Schneide 14 liegt und das in Ansicht gem. den Fig. 2 und 3 weich abgerundet in den zylindrischen Außenumfang des Festhalters

10 übergeht. Dieser Festhalter .10 ist für solche Fälle bestimmt, in welchen das herzustellende Loch im Bereich eines bereits vorhandenen Loch kleineren Durchmessers eingebracht werden soll, wobei der Außendurchmesser des Festhalters 10 an den Innendurchmesser dieses kleineren Loches derart angepasst ist, daß er mit vorbestimmter Reibung in dieses Loch eingreift.

In den Fig. 6 bis 8 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 5, jedoch mit dem Index "a" verwendet.

Das Werkzeug 1a gem. den Fig. 6 bis 8 unterscheidet sich von demjenigen nach den Fig. 1 bis 5 im Wesentlichen dadurchf tiaß der Festhalter 10a am vorderen Ende bis zu einer scharfen Stechspitze 44a verjllngt 1st. Dadurch kann der Pesthalter 10a vor Beginn des Schnittes durch die Schneiden 14a In diejenige Zone der zu bearbeitenden

·&igr;t &igr; &igr; i · ·

III · *

\ A 21 142 -&Lgr;9« _t ·! j ;. .

•!» «&iacgr; ·

Wandung eindringen, die später als Lochscheibe aus dieser Wandung herausgeschnitten ist. Der Pesthalter

10a ist mit einem im Durchmesser erweiterten Schaft in die als Sacklochbohrung ausgebildete Bohrung 7a des Werkzeugkrb'pers .2a auswechselbar eingesetzt, wobei diese Bohrung 7a durch den Innen mantel der Umfangswandung 5a gebildet ist. An der hinteren Stirnseite weist der Werkzeugkörper 2a einen abgestuften Spannschaft 8a' auf. Die Justiernuten 26a gehen bis zur hinteren Stirnfläche des Werkzeugkörpers 2a durch.

• t
• · &igr;

t · I I <

Claims

Ansprüche

1. Rotations-Schneidwerkzeug zum Herstellen von Löchern in Wandungen aus Kunststoff oder dergleichen, mit einem als Werkzeugachse, eine Rotationsachse aufweisenden Werkzeugkörper, der zum Ausschneiden einer Lochscheibe mindestens einen etwa in Richtung der Werkzeugachse frei ausragenden Schneidkörper mit einer im radialen Abstand von der Werkzeugachse liegenden Schneide trägt, wobei am Werkzeugkörper (2) mindestens ein Festhalter (10) für die Lochscheibe nach Art eines diese durchdringenden Domes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Schneidkörper (3) als in radialer Richtung (Pfeil 30) flaches Ritzschneidmesser ausgebildet 1st und daß der

• · &diams; tf «t *,

A 21 141/2 - 2:.-,:,

k Festhalter (10) ein schneidpartikelfrei, mit

vorbestimmter Reibung in die Lochscheibe eingreifender Haltedorn ist.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innen liegende Flankenfläche (21) des Schneidkörpers (3) zum Festhalten der Lochscheibe

ausgebildet ist.

':_:

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß der Schneidkörper (3) mindestens eine Schneidklinge (11) nut wenigstens einer etwa in

\l · einer Tangentialebene (35) des Werkzeuges (1)

liegenden, scharfen und über ihre Schneidtiefe ■ kontinuierlich druchgehenden Schneidkante (14)

aufweist, welche etwa in ihrer Drehrichtung (Pfeil 30) $ weist und/oder etwa parallel zur Vorschubrichtung

f (Pfeil 40) liegt.

4. Schneidwerkzeug nach einem der Anprüche 1 bis 3,

&iacgr; dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schneidkante

(14) des Schneidköpers (3) gelegte Tangentialebene (35) des Werkzeuges (1) unter einem Vorschubwinkel (37) von wenigen Winkelgraden, insbesondere etwa 3°, geneigt zur Werkzeugachse (4) liegt.

5. Schneidwerkzeug nach Anspruch 3 eder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Schneidklinge (11) durch eine Freifläche (18) begrenzt ist, wobei vorzugsweise das Ritzschneidmesser als Ziehschneidmesser gegenüber dem Werkzeugkörper (2) unter einem spitzen Winkel (33) schleppend schrägestellt und/oder das Ende der Schneidklinge (11) durch eine Abflachung (18) begrenzt ist.

6. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

• · I I

• I « · I

• * I

A 21 141/2 - 3,-

dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzschneidmesser lös- und auswechselbar am Werkzeugkörper (2) befestigt und vorzugsweise als Wendeschneidmesser mit Insbesondere vier Wendeschneidkanten (14) an zwei Schneidklingen (11) ausgebildet 1st.

7. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge (11) 1m Querschnitt quer durch die Schneidkante (14) an der innen- und/oder an der Außenseite (19 bzw. 20) eine konvex gekrümmte, als Flankenfläche (24) wenigstens annähernd in die Schneidkante (14) übergehende Seitenfläche (21 bzw. 22) aufweist, wobei vorzugsweise zwei teilkreisförmige Seitenflächen (21,22) in zwei Schneidkanten (14) unter spitzen Tangentiaiwinkein (23) ineinander Ubergenen.

8. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge (11) zum freien Ende (17) in der Dicke unter einem Flankenwinkel (25) von mehr als 10 Winkelgraden, wie etwa 20 Winkelgraden, und/oder unter einem gegenüber den Vorschubwinkel (37) mehrfach größeren Flankenwinkel (25) abnimmt, wobei die Schneidklinge (11) und/oder der Schneidkörper (3) vorzugsweise symmetrisch zu einer durch seine Schneidkante (14) bzw. durch seine Schneidkanten (14) gelegten Mittelebene (35) ausgebildet ist.

9. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge (11) am hinteren Ende in einen, insbesondere kubischen, Befestigungsschaft (12) übergeht, an dem vorzugsweise zwei entgegengesetz ausragende Schneidklingen (11) vorgesehen sind und/oder dessen Außenflächen - in Längsrichtung des Schneidkörpers (3) gesehen -

A 21 141/2

- 4

allseits Über die Schneidklinge (11) vorstehen.

10. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkörper (3) in eine Justieröffnung, insbesondere eine mit der Bodenfläche (29) seine Vorschubausrichtung und/oder mit den Seitenflächen (28) seinen Ziehwinkel (33) festlegende Justiernut (26) am Unfang des Werkzeugkörpers (2) eingesetzt ist, in der vorzugsweise die entgegen Vorschubrichtung (Pfeil 40) ausragende Schneidklinge (11) vollständig versenkt liegt und/oder gegen deren Bodenfläche (29) der Schneidkörper (3) bzw. der Befestigungsschaft (12) mit dem Kopf (32) einer neben der Justieröffnung in den Werkzeugkörper (2) eingesetzten Spannschraube (31) gespannt ist.

11. Schneidwerkzeug nach einem der Anprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom vorderen Ende (17) der Schneidklinge (11) abgekehrte Fläche des Schneidkörpers (3), insbesondere die Freifläche (18) der entgegen Vorschubrichtung (Pfeil 40) ausragenden Schneidklinge (11) an einer Stützfläche (42) des Werkzeugkörpers (2), vorzugsweise an einem in die Bodenfläche (29) der Justiernut (26) eingesetzten Zylinderstift (43) oder dergleichen, anliegt.

12. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Festhalter (10) für die Lochscheibe in Vorschubrichtung (Pfeil 40) über das Ritzschneidmesser vorsteht und insbesondere ein in der Werkzeugachse (4) liegender Runddorn oder dergleichen ist, der am Ende gegebenenfalls bis zu einer Stechspitze (44a) verjüngt ist.

13. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Festhalter (10)

A 21 141/2 - 5^:

I f · I S ·

auswechselbar am Werkzeugkörper (2). Insbesondere in einer Zentrierbohrung (7) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Werkzeugkörper (2) als zur Vorschubrichtung (Pfeil 40) offene Topfscheibe ausgebildet ist und/oder an der Rückseite einen Spannschaft (8) aufweist.

14. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr, insbesondere gleichmäßig um die Werkzeugachse (4) verteilte Ritzschneidmesser vorgesehen sind, die vorzugsweise gleich angeordnet und ausgebildet sind.