DE8907137U1

DE8907137U1 - Wechseldornfräser

Info

Publication number: DE8907137U1
Application number: DE8907137U
Authority: DE
Original assignee: Leitz GmbH and Co KG
Current assignee: Leitz GmbH and Co KG
Priority date: 1989-06-10
Filing date: 1989-06-10
Publication date: 1989-07-20

Description

DtolHHdd

Zugelassene Vertreter Patentanwälte ■ Lang« Straße 51 · D-7000 Stuttgart 1 Ij_61n, ajropatschen Patentamt

Reg.-Nr. 127 292
24. April 1989/3344

Gebr. Leitz GmfeH a Co. 7082 Oberkochen

Wechseldornfräser

Die !Erfindung betrifft einen Wecriseldofv raser, insbesondere für Elektiü-riandmaschinen und Oberfräsen, dec die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.

W Bei den bekannter Wechseldornfräsern dieser Art, wird das Werkzeug auf einem zyxindrischen Dorn aufgenommen. Bei einem Nachlassen der Kraft, mit der eine Mutter den Dorn und das lifürUzeug zusammenspannt, besteht deshalb die Gefahr, daß sich der Dorn im Werkzeug zu drehen beginnt. Der dadurch bedingte Verschleiß hat eine Beeinträchtigung der Zentrierung des Werkzeuges auf dem Dorn zur Folge.

Bei einer zweiten bekennten Ausführungsform erfolgt die Aufnahme des Werkzeugs direkt auf einem Gewindezapfen. Dabei wird überhaupt keine Zentrierung erzielt.

Telefon (0711) 2210&THgr;1 PostglrU ptutjgprl (3LZ &THgr;&Ogr;0IC070) 7211-700 Telex 722312 (patwo d) DeQtscfte Bsjik¹ Stuttgart (BL? eqO7QQ7f)) 1428&THgr;30 Telefonische Auskünfte und Auftrage sind Telefax (0711) 228760 Stuttgarter Bank (BLZfJOO901 M) 1097436 nur nach schriftlicher Bestätigung verbindlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechseldornfräser zu schaffen, der eine bessere Verbindung zwischen Dcrn und Werkzeug hat. Diese Aufgabe löst ein Wechseldornfräser mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dank der fortnschlüssigen Verdrehsicherung zwischen dem Werkzeug und dem Dorn, über welche das Antriebsmoment vom Dorn sjf das Werkzeug übertragen wird, brauchen die Konen nur das Werkzeug auf dem Dorn zu zentrieren. Ein Verschleiß dieser Konen ist nicht zu befürchten, weil es nicht zu eine?- Rotieren des Dornes in der Durchgangsbohrung des Werkzeuges kommen kann. Dadurch, daß die Zentrierung des Werkzeuges auf dem Dorn mit zwei im axialen Abstand voneinander angeordneten Konen erfolgt, läßt sich die erforderliche Genauigkeit bei der Zentrierung auch mit reltiv kurzen Konen erreichen, was die Herstellungskosten des Wechseldornfräsers erheblich reduziert.

Zwar könnte der zweite Innenkonus einen gleichen Durchmesser wie der erste Innenkonus haben. Dies ist aber für die Zentrierung des Werkzeuges nicht erforderlich. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist deshalb aus Kostengründen der größte Druckmesser des zweiten Innenkonus kleiner alp der größte Durchmesser des ersten Konus, vorzugsweise auch kleiner als der kleinste Durchmesser des ersten Innenkonus. Der das Gewinde für das Schraubelement aufweisende Endabschnitt des Dornes kann dann einen Durchmesser aufweisen, der wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Schaftes des Dornes, über den die Verbindung mit der Dornaufnahme der Maschine hergestellt wird.

Um prob?.emlo8 das Werkzeug vom Dorn abnehmen zu können, liegt vorzugsweise der Kegelwinkel der beiden Innenkonen und damit auch der Kegelwinkel der mit ihnen korrespondierenden Außenkonen außerhalb des Selbsthemmungsbereiches. Da diese Konen nur die Aufgabe der Zentrierung des Werkzeuges auf dem Dorn haben, ist dennoch die Spannkraft relativ gering, welche mit dem

- 3 Schraubelement aufgebracht werden muß.

Bei einer bevorzugten Aueführungeform weist der Dorn zwischen dem ersten Außenkonus und dem des Gewinde aufweisenden Endebachnitt einen eich zu letzterem ihn verjüngenden konischen Abschnitt auf, zwischen dem und der hin umgebenden Wandung der Druchgangebohrung doch ein Zwischenraum vorhanden ist, so deß dieser konische Abschnitt nicht in Anlage an die Durchgangsbohrung kommt. Der konische Abschnitt erhöht jedoch wesentlich die die Steifigkeit des Domes im Bereich zwischen den beiden die Zentrierung bewirkenden Konussitzen.

Das Schraubelement kann eine Schraube sein, deren Kopf mit einer Konusfläche versehen ist und die in eine Gewindebohrung des Domes eingreift. Vorzugsweise ist das Schraubelement jedoch in der Art einer Mutter ausgebildet, wobei diese Mutter versenkt in der Durchgengsbohrung angeordnet sein kann. Des Schraubelement kann aber auch ale Anlaufzapfen ausgebildet sein niit einem in der Art einer Mutter suf den Endabschnitt des Domes eufschraubbaren Abschnitt und einen zylindrischen, über die Stirnfläche des Werkzeuges überstehenden Anlaufteil, statt dieses Arilaufteils kann der über die Stirnfläche überstehende Abschnitt als ein Zapfen ausgebildet sein, der ein als Anlaufring dienendes Kugellager trägt.

Vorzugsweise sind die die formschlüssige Verdrehsicherung bildenden Werkstoffpartien des Werkzeuges und des Dornes im Bereich eines sich an das im Durchmesser größere Ende des ersten Innenkonus anschließenden Abschnittes des Werkzeugs vorgesehen. Der diese Verdrehsicherung bildende Abschnitt des Werkzeuges kann beispielsweise durch einen mit der Durchgangsbohrung fluchtenden Kanal gebildet sein, der eine von der Kreisform abweichende Kontur hat. Beispielsweise kann der Kanal einen Mehrkant bilden oder mit Nuten oder leistenförmigen Vorsprüngen versehen sein. Der in den Kanal eingreifende Abschnitt des Dornes hat denn eine korrespondierende Kontur. Bsi einer be-

vorzugten Ausführungsform hat der Dorn im Bereich der Verdrehsicherung eine zylindrische Ausbildung mit zwei einander Q^genüberliegenden und zueinander parallel verlaufenden Abflachungen. An diesen liegen die einander zugewandten Flächen von zwei klauenartigen Voraprüngen dee Werkzeugs an. Besteht des Werkzeug aus Feinguß, dann können diese beiden Voreprünge angegossen sein. Bei einem konventionell ausgebildeten Werkzeug kenn dieses für die Bildung der klauenartigen Voreprünge zunächst mit einem Ringbund versehen sein, durch den hindurch eine radiale Nut gefräst wird, deren Weite mindestens gleich dem Abstand der beiden Abflachungen des Domes voneinander ist.

Um zu verhindern, daß der Fräser in Benutzung genommen wird, ohne daß die die Verdrehsicherung bildenden Werkstoffpartien vollständig im Eingriff miteinander sind, ist die Lange des in das Werkzeug eingreifenden Abschnittes des Domes vorzugsweise so gewählt, daß das Schraubelement das Gewinde des Domes nur dann erreichen kann, wenn die die Verdrehsicherung bildenden Werkstoffpartien vollständig ineinander eingreifen und der Dorn dementsprechend tief genug in die Durchgangsbohrung des Werkzeuges eingeführt ist.

Jb Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längschnitt eines ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispiels

bei nicht in Eingriff miteinander stehender Verdrehsichung des Domes und des Werkzeuges,

Fig. 4 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 5 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels.

Ein Wechseldornfräeer für Elektro-Handmaschine hat einen als Ganzes mit 1 bezeichneten Dorn. Der in eine Spannvorrichtung der Maschine einzuführende Abschnitt dieses Domes 1 ist im Ausführungsbeispiel als zylindrischer Schaft 2 ausgebildet. Es könnte aber öucn beiepieisweise ein köyölförüiiger Schaft oder ein hohlzylindrischer Schaft vorgesehen sein, der mit einer Gewindelängsbohrung versehen ist. An den Schaft 2 des Domes 1 schließt sich ein Bund 3 an, der einander gegenüberliegend und parallel zueinander laufend mit zwei AbfIac lungen 4 versehen ist. Im übrigen ist die Außenmantelfläche des Bundes 3 zylindrisch ausgebildet.

Auf der dem Schaft 2 abgekehrten Seite des Bundes 3 schließt sich an diesen ein erster Außenkonus 5 an, der sich vom Bund 3 weg verjüngt. Der erste Außenkonus 5 hat einen Kegelwinkel von 90 °, ist also nicht selbsthemmend. Seine axiale Länge beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 45 % seines kleinsten Durchmessers. An diesen ersten Äüßenkuiiüo aunllößt SiCm Bin Xn cher Richtung sich verjüngender zweiter Außenkonus 6 an, dessen Kegelwinkel etwa 15 ° beträgt. Seine Länge ist im Ausführungsbeispiel etwas dreimal so groß wie diejenige des ersten Außenkonus 5. An den zweiten Außenkonus 6 schließt sich ein zylindrischer Endabschnitt 7 des Domes 1 an, der mit einem Außengewinde versehen ist.

Des als Ganzes mit 8 bezeichnete Werkzeug des Fräsers ist als zylindrischer Fslzfräser mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten Schneiden ausgebildet. Es könnte aber auch beispielsweise als Profilfräser, als Doppelradienfräser, als Hohlkehlfräser, als Viertelstabfräser oder als Fasefräser ausgebildet sein. Daher können auch auf der Stirnseite Schneiden vorhanden sein. Das Werkzeug S ist im AusfCrirungsbeispiel ein Feingußteil,

Das Werkzeug 8 ist mit einer zentralen Durchgangsbohrung 9 versehen, welche auf derjenigen Stirnseite, von der her der Dorn 1 eingeführt wird, mit einem ersten Innenkonus 10 beginnt, dessen Kegelwinkel an denjenigen des ersten Außenkonus 5 des Domes 1 angepaßt ist, da dieser erste Außenkonus 5 am ersten Inrenkonus 10 zum Zwecke der Zentrierung des Werkzeuges 8 auf dem Dorn 1 anliegt, wenn der Fräser gebrauchsfertig ist. Die axiale Länge des ersten Innenkonus 10 ist etwas kleiner als

An dss kleinere Ende des

Längs dss srst.sn
ersten Innenkonus 10, dessen Durchmesser etwas größer ist, als derjenige des verjüngten Endes des ersten Außenkonus 5, schließt sich ein konischer Abschnitt 11 der Durchgangsbohrung 9 an, deseen Kegelwinkel demjenigen des zweiten Außenkonus 6 entspricht. Seine axiale Länge ist aber etw=is größer als diejenige des zweiten Außenkonus 6. Letzterer liegt deshalb vollständig innerhalb des konischen Abschnittes 11 im Abstand von dessen Mantelfläche, wenn der Dorn 1 vollständig in das Werkzeug 8 eingesetzt ist.

An den konischen Abschnitt 11 schließt sich ein zylindrischer Abschnitt 12 an, dessen Durchmesser etwas größer ist als der AüSendürchmesser des Endsbschnittss 7 dss Dcrnes 1. Auf diesen zylindrischen Abschnitt 12, dessen axiale Länge geringer ist, als sein Durchmesser, folgt ein zweiter Innenkonus 13, dessen Kegelwinkel 90 ° beträgt, sich aber entgegengesetzt zu der Richtung öffnet, in welcher sich der Kegelwinkel des ersten Innenkonus 10 öffnet. Der zwischen dem zweite' i'^ius 13 und der benachbarten Stirnfläche 14 des Werkzeuges 8 liegende Endabschnitt 15 der Durchgangsbohrung 9 ist zylindrisch ausgebildet und hat einen Durchmesser, der gleich dem größten Durchmesser des zweiten Innenkonus 13 ist.

Von der der Stirnfläche 14 gegenüberliegendem Stirnfläche des Werkzeuges 8 stehen parallel und symetrisch zur Längsachse des Wark&Luckes 8 zwei klauenartige Vorsprünge 16 ab, deren

Länge gleich der axialen Breite des Bundes 3 des Domes 1 ist. Wie Fig, 2 zeigt, finden die einander zugewandten, ebenen und parallel zueinander verlaufenden Innenflächen der Vorsprünge

16 Anschlag an den ^rtbflachungen 4 zum Zwecke einer Verdrehungssicherung des Werkzeuges 8 auf dem Dorn 1. Die äußere Begrenzungsfläche der Vorsprünge 16 liegt in der vom zylindrischen Yeil des Bundes 3 definierten Zylinderfläche.

Eine vollständig in den Endabschnitt 15 einführbars Mutter

17 ist auf das Außengewinde des Endabschnittes 7 des Domes

1 aufschraubbar. Die Mutter 17 ist an ihrer dem zweiten Innenkonus 13 des Werkzeuges 8 zugewandten Seite mit einem mit diesem Innenkonus korrespondierenden Außenkonus versehen. Mittels der Mutter 17 wird deshalb das Werkzeug 8 zusätzlich auf dem Torn 1 zentriert. Ferner spannt die Mutter 17, die im Ausführungsbeispiel auf ihrer nach außen weisenden Seite mit einem Schlitz für einen Schraubendreher versehen ist, die Innenkonen des Werkzeuges 8 gegen den ersten Außenkonus 5 bzw. ihren Außenkonus .

Wie Fig. 3 zeigt, kann die Mutter 17 nur dann das Gewinde des Endabschnittes 7 des Domes 1 erfassen, wenn dessen Bund 3 vollständig zwischen die Vorsprünge 16 eingeführt ist. Hierdurch wird in einfacher Weise erreicht, daß der Fräser nicht benutzt werden kann, solange die formschlüssige Verdrehsicherung nicht voll wirksam ist.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß den Fig. 1 bis 3 nur dadurch, daß das Werkzeug 108 ein FasefrMser ist und daß statt einer versenkt angeordneten Mutter ein Anlaufzapfen 117 das Werkzeug 108 und den Dorn 101 zusammenspannt sowie eine zweite Zentriereteile bildet. Der Anlaufzapfen 117 hat zu diesem Zwecke einen hüleenförmigen Abschnitt, welcher auf des Gewinde des Endebschnittes 107 des Dornet 101 aufgeschraubt wird und mit einer konischen Stirnfläche am zweiten Innenkonus 113 der Durchgange

bohrung 109 des Werkzeuges 08 anliegt. Ein über die Stirnfläche 114 des Werkzeuges 108 überstehender Abschnitt des Anlaufzapfens 117 ist als zylindrischer Anlaufteil 117' ausgebildet. Statt dem Querschlitz in der freien Stirnfläche des Anlaufteiles 117' für das Ansetzen eines Schraubendrehers könnten auch, wie in Fig, 5 dargestellt., s-ra übergsng von dem !rülsenförffligen Abschnitt, zu« Anlsufteil zwei Abmachungen zum Ansetzen eines Gabelschlüssels vorgesehen sein.

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß statt der Mutter ein Anlaufzapfen 217 vorgesehen ist, der wie der Anlaufzapfen 117 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.4 mit einem hülsenförmigen Abschnitt in die Durchgangsbohrung 209 des Werkzeuges 208 eingreift und auf den Endabschnitt 207 des Domes 201 aufgeschraubt .ist, wobei ein Konus am freien Ende dieses hülsenförmigen Teils am zweiten Innenkonus 213 des Werkzeuges &Ggr;08 anliegt. Der über das Werkzeug 208 überstehende Abschnitt des Anlaufzapfens 217 trägt ein Kugellager 218 als Anlaufring. Statt der beiden Abflachungen 219 des Anlaufzapfens 217, welche das Ansetzen eines Gabelschlüssels gestatten, könnte selbstverständlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 in der freien Stirnfläche des Anlaufzapfens 217 ein Querschlitz vorhanden sein.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Wechseldornfräser, insbesondere für Elektro-Hendmaschinen und Oberfräsen, zum Bearbeiten von Holz, Holzwerkstoff unü ähnlichen Werkstoffen, dessen Dorn in dem in eine Durchgangsbohrung des Werkzeuges eingreifenden Abschnitt einen Außenkonus aufweist, der en einem korrespondierenden» sich gegen das der Einführung des Domes dienende Ende der Durchgengsbohrung hin erweiternden Innenkorsus des Werkzeuges anliegt und in dem Endteil des in die Durchgangsbohrung eingreifenden Abschnitts mit einem Gewinde versehen ist für ein Schraubslatent, mittels dessen unter Abstützung öi-&Aacgr; Werkzeug der Außsnkonus ies Domes gegen den Inner.'.onus des Werkzeuges spannbar ie;, dadurch gekennzeichnet, daS

a) des Werkzeug im Abstand von dem sich gegen das der Einführung des Domes (1; 101; 2Oi) dienende Ende der Durchgangsbohrung (9; 109; 209) hin erweiternden ersten Innenkonus (10) einen sich in entgegengesetzter Richtung erweiternden zwbiten Innenkonus (13; 113; 213) in dem den Gewindeabschnitt des Domes (1; 101; 201) aufnehmenden Abschnitt der Durchgangsbohrung (9; 109; 209) aufweist,

b) das Schraubelement (17; 117; 217) einen mit dem zweiten Innenkonus (13; 113; 213) korrespondierenden und sich an diesem abstützenden Außenkonus versehen ist,

c) der Dorn (1; 101; 201) sowie das Werkzeug (8; 108; 208) eine formschlüssige Verdrehsicherung bildende Werkstoffpartien (3, 4; 16) aufweisen.

2. Fräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser des zweiten Innenkonus (13; 113; 213) kleiner als der größte Durchmesser des ersten Innenkonue (10), vorzugsweise kleiner als der kleinste Durchmesser des ersten Innekonus (10), ist.

- 02 -

3. Fräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der beiden Innenkonen (10, 13) und der mit ihnen korrespondierenden Außenkonen (5) außerhalb des S^lbsthemmungsbereiches liegt.

4. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dsß iter Dorn (1; IQI; 2&Pgr;1) zwischen dem ersten AuSenkOuus (5) und dem das Gewinde aufweisenden Endabschnitt (7) einen sich zu letzterem hin verjüngenden konischen Abschnitt (6) aufweist, zwischen dem und der ihn umgebenden Wandung der Durchgangsbohrung (9; 109; 209) ein Zwischenraum vorhanden ist.

5. Fräser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der

den konischen Abschnitt (6) des Domes (1) umgebende Abschnitt der Durchgangsbohrung (9; 109; 209) als Innenkonus (11) ausgebildet ist, dessen Kegelwinkel vorzugsweise gleich demjenigen des konischen Abschnittes (6) ist.

6. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubelement eine Schraube ist, die in eine Gewindebohrung des Dornes eingreift.

7. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubelement eine versenkt in der Durchgangsbohrung (9) angeordnete Mutter (17) ist.

8. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubelement ein Anlaufzapfen (117) mit einem auf den Endabschnitt (107) des Dornes (101) aufschraubbaren Abschnitt und eineifl zylindrischen, über die Stirnfläche (114) des Werkzeuges (108) überstehenden Anlaufteil (117·) ist.

- 03 -

9. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubelement ein Anlaufzepfen (217) ist mit einem auf den Endabschitt (207) des Doms (201) aufschraubbaren Abschnitt und einem über die Stirnfläche des Werkzeuges (208) überstehenden Teil, auf dem ein Kugellager (21B) als Anlaufring angeordnet ist.

10. Fräser nach einem dur Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verdrehsicherung bildenden Werkstoffpartien (3, 4; 16) in dem sich an das im Durchmesser größere Ende des ersten Außenkonus (5) des Domes (1) beziehungsweise des ersten Innenkonus (10) des Warkzeugee (8) anschließenden Bereich vorgesehen sind.

11. Fräser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verdrehsicherung bildende Werkstoffpartie des Werkzeuges durch die Wandung eines mit der Durchgangsbohrung fluchtenden Kanals gebildet ist, der eine von einer Kreisform abweichende Kontur hat.

12. Fräser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dor Kanal eine polygonale Kontur oder eine in seiner Längsrichtung verlaufende Verzahnung hat und die Werkstof f part ie des Domes korrespondierend zu der Kanalform ausgebildet ist.

13. Fräser noch Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1; 101; 201) im Bereich der die Verdrehsicherung bildenden Materialpartie (3, 4) eine zylindrische Ausbildung mit zwei einander gegenüberliegenden und zueinander paralleler Abflachungen (4) aufweist und daß an diesen Abflachungen (4) die einander zugewandten Flächen von zwei klauenartigen Vorsprüngen (16) des Werkzeuges (8; 108; 208) anlegbar sind.

- 04 -

14, Präser nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verdrehsicherung bildende Abschnitt (3, 4) des Domes (1) nur in einer oder mehreren bestimmten Winkellegen in Längsrichtung der Durchgengsbohrung (9; 109; 209) des Werkzeuges (8; 108; 208) in dessen die Verdrehsicherung bildenden Abschnitt einführbar ist und daß die Länge des in die Durchgangsbohrung (9; 109; 209) des Werkstückes eingreifender Abschnitt des Dornes (1; 101; 201) so gewählt ist, daß das Schraubelement (17; 117; 217) nicht bis en das in der Durchgengsbohrung liegende Ende des Dornes heranreicht, wenn der die Verdrehsicherung bildende Abschnitt (3, 4) des Dornes nicht vollständig in den die Verdrehsicherung bildenden Abschnitt (16) des Werkzeuges eingeführt ist.