^DipJ.-lng^ Günter Köhler
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Gewindefräser
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gewindefräser mit
einem Schaft, dessen hinterer Endabschnitt in einem drehbaren Spannfutter einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine
koaxial einspannbar ist und an dessen vorderen Endabschnitt eine Fräsplatte mit einer zur Drehachse des
Schaftes parallelen Reihe von Schneidzähnen, deren Form und Teilung der Form und Teilung des zu fräsenden Gewindes
angepaßt ist und die radial über den Umkreis des Schaftes vorstehen, durch eine Schraubverbindung befestigt ist.
Bei einem bekannten Gewindefräser dieser Art (EP 145167 Al)
ist die Vorschubgeschwindigkeit des Gewindefräsers und
damit die Zerspanungsleistung beim Schneiden eines Gewindes begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gewindefräser der gattungsgemäßen Art anzugeben, der eine höhere
Vorschubgeschwindigkeit bzw. Zerspanungsleistung ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der
vordere Endabschnitt des Schaftes einen koaxialen Querschlitz aufweist, in den die Fräsplatte eingesetzt ist,
und daß die Fräsplatte eine weitere mit der einen Reihe
identische und zu dieser in bezug auf die Drehachse des Schaftes symmetrische Reihe von Schneidzähnen aufweist.
Bei dieser Lösung kommt während einer Umdrehung des Schaftes die doppelte Anzahl von Zähnen mit dem Werkstück in
Eingriff. Dementsprechend kann die Vorschubgeschwindigkeit in Schneidrichtung verdoppelt werden.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der Schaft eine den Querschlitz senkrecht zur Drehachse und zur Mittelebene
des Querschlitzes durchsetzende Bohrung aufweist, in der ein Bolzen befestigt ist, der in eine Nut in der dem Boden
des Querschlitzes zugekehrten Seite der Fräsplatte passend eingreift. Bolzen und Nut sorgen hierbei nicht nur für
eine Zentrierung beim Einsetzen der Fräsplatte in den Querschlitz, sondern zusätzlich zu der Schraubverbindung für
eine Radialsicherung der Fräsplatte. Dabei nimmt der Bolzen hohe Querkräfte auf, da er sich mit beiden Enden radial
in der Bohrung abstützt.
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Der Bolzen ist vorteilhafterweise in der Bohrung im Reibschluß
befestigt. Er ermöglicht daher die Einhaltung enger Maßtoleranzen hinsichtlich der Zentrierung der Fräsplatte
und damit ein entsprechend genaues abwechselndes Schneiden des Gewindes durch beide Reihen von Schneidzähnen.
Sodann kann der Schaft sich diametral in bezug auf die Drehachse gegenüberliegende, jeweils einen radial äußeren
Teil der Fräsplatte freilassende Aussparungen und diese radial äußeren Teile der Fräsplatte jeweils eine durchgehende
Bohrung zur Durchführung einer einen Kopf aufweisenden Schraube bis in eine Gewindebohrung in dem einen bzw.
anderen Schenkel des Querschlitzes aufweisen. Auf diese Weise läßt sich die Fräsplatte schnell und dennoch leicht
mit hoher Festigkeit am Schaft befestigen.
Sodann ist vorzugsweise dafür gesorgt, daß jeder Schraubenkopf konisch und jede Bohrung in der Fräsplatte auf selten
des Schraubenkopfes in gleicher Weise konisch ist und der
Abstand der Mittelachsen der Bohrungen in der Fräsplatte vom Boden des Querschlitzes etwas größer als der der Mittelachsen
der Gewindebohrungen vom Boden des Querschlitzes ist. Aufgrund dieser Ausbildung wird die Fräsplatte beim
Festziehen der Schrauben zusätzlich in Axialrichtung fest gegen den Boden des Querschlitzes gedrückt.
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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
naher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gewindefräsers
,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Endabschnitts eines Schaftes des Gewindefräsers nach Fig. 1 in einer gegenüber
Fig. 1 um 90° um die Längsachse des Schaftes gedrehten Lage,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Fräsplatte des Gewindefräsers nach Fig. 1,
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Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Endabschnitt des Gewindefräsers nach Fig. 1,
Fig. 5 ein Anwendungsbeispiel des Gewindefräsers nach
Fig. 1 und
Fig. 6 ein weiteres Anwendungsbeispiel des Gewindefräsers
nach Fig. 1.
Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Gewindefräser hat
einen Schaft 1, dessen hinterer Endabschnitt 2 in einem
drehbaren (nicht dargestellten) Spannfutter einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine koaxial einspannbar ist. Der
vordere Endabschnitt 3 des Schaftes 1 hat einen geringeren Durchmesser als der hintere und einen koaxialen Querschlitz
4, in den eine Fräsplatte 5 eingesetzt ist. Die Fräsplatte 5 hat zwei zur Drehachse 6 des Schaftes 1 parallele, identische
Reihen von Schneidzähnen 7, die sich symmetrisch in bezug auf die Drehachse des Schaftes gegenüberliegen.
Die Form und Teilung der Schneidzähne 7 entspricht der Form und Teilung des zu fräsenden Gewindes. Außerdem stehen
die Schneidzähne 7 radial über den Umkreis des Schaftes 1 vor.
Der Schaft 1 hat ferner eine den Querschlitz 4 senkrecht zur Drehachse 6 und zur Mittelebene des Querschlitzes 4
durchsetzende Bohrung 8, in der ein Bolzen 9 im Reibschluß befestigt ist. Der Bolzen greift in eine Nut 10 in der dem
Boden 11 des Querschlitzes 4 zugekehrten Seite der Fräsplatte 5 passend ein. Auf diese Weise wird die Fräsplatte
5 genau zentriert und darüber hinaus zusätzlich radial gesichert, so daß sie hohen Radialkräften beim Gewindeschneiden
standhält, wobei der Bolzen 9 aufgrund der radialen Abstützung seiner beiden Enden in der Bohrung 8 ebenfalls
hohen Radialkräften standhält.
Der Schaft 1 hat ferner zwei sich diametral in bezug auf die Drehachse 6 gegenüberliegende, jeweils einen radial
äußeren Teil der Fräsplatte 5 freilassende Aussparungen 12. Diese radial äußeren Teile der Fräsplatte 5 sind mit
jeweils einer durchgehenden Bohrung 13 versehen. Durch jede dieser Bohrungen 13 ist eine Schraube 14 bis in eine
Gewindebohrung 15 in dem einen bzw. anderen Schenkel 16 des Querschlitzes 4 hindurchgeführt. Jede Schraube 14 hat
einen zu ihrem Schaft hin sich konisch verjüngenden Kopf 17, und jede Bohrung 13 in der Fräsplatte 5 ist auf seiten
des Schraubenkopfes 17 in gleicher Weise konisch. Sodann
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ist der Abstand a der Mittelachsen der Bohrungen 13 in der Fräsplatte 5 vom Boden 11 des Querschlitzes 4 etwas
größer als der Abstand b der Mittelachsen der Gewindebohrungen 15 von dem Boden 11. Beim Festziehen der Schrauben
14 wird daher die Fräsplatte 5 axial fest gegen den Boden 11 des Querschlitzes 4 gedruckt. Die Schrauben 14 tragen
somit zusätzlich zu dem Bolzen 9 zur sicheren Befestigung der Fräsplatte 5 im Querschlitz 4 des Schaftes 1 bei.
Fig. 5 zeigt die Anwendung des Gewindefräsers zum Schneiden
eines rechtsgängigen Gewindes 18 in einer Innenbohrung 19 eines Werkstücks 20. Zu diesem Zweck ist der Gewindefräser
mit dem Endabschnitt 2 des Schaftes 1 in einem drehbaren Spannfutter einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine
eingespannt, die den Schaft 1 zum einen um seine Drehachse 6, in Richtung des Pfeils 21 gesehen im Uhrzeigersinne,
dreht und zum anderen um die Mittelachse der Bohrung 19, ebenfalls in Richtung des Pfeils 21 gesehen
im Uhrzeigersinne, in Richtung des Pfeiles 22 und gleichzeitig in Richtung des Pfeils 21 bewegt. Während eines
Umlaufs um die Mittelachse der Bohrung 19 in Richtung des Pfeils 22 führt der Schaft 1 eine Vielzahl von Umdrehungen
um seine Drehachse 6 aus, so daß nach einem Umlauf des Schaftes 1 um die Mittelachse der Bohrung 19 soviele Gewindegänge
geschnitten sind, wie die Fräsplatte 5 Schneidzähne 7 in der einen Reihe aufweist. Da zwei Reihen von Schneidzähnen
7 vorgesehen sind, kann bei gleicher Drehzahl des Gewindefräsers um die Drehachse 6 wie bei einem Gewindefräser
mit nur einer Reihe von Schneidzähnen 7 die doppelte Vorschubgeschwindigkeit erreicht werden.
Fig. 6 zeigt ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Gewindefräsers zum Schneiden eines rechtsgängigen Außengewindes 23 in ein Werkstück 24. Auch hier wird der Gewindefräser,
in Richtung des Pfeils 25 gesehen im Uhrzeigersinne, mehrmals um die Drehachse 6 gedreht, während er gleichzeitig
einmal um die Mittelachse 26 des Werkstücks 24,
in Richtung des Pfeils 25 gesehen im Uhrzeigersinne, in Richtung des Pfeils 27 bewegt und in Richtung des Pfeils
25 vorgeschoben wird. Die Vorschubgeschwindigkeit ist mithin in diesem Falle ebenfalls doppelt so hoch wie bei einem
Gewindefräser, bei dem die Schneidplatte 5 nur eine Reihe
von Schneidzähnen 7 aufweist.
Schutzansprüche
1. Gewindefräser mit einem Schaft (1), dessen hinterer Endabschnitt
(2) in einem drehbaren Spannfutter einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine koaxial einspannbar
ist und an dessen vorderen Endabschnitt (3) eine Fräsplatte (5) mit einer zur Drehachse (6) des Schaftes (l) parallelen
Reihe von Schneidzähnen (7), deren Form und Teilung der Form und Teilung des zu fräsenden Gewindes (18; 23)
angepaßt ist und die radial über den Umkreis des Schaftes (1) vorstehen, durch eine Schraubverbindung (14, 15) befestigt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Endabschnitt (3) des Schaftes (1) einen koaxialen Querschlitz
(4) aufweist, in den die Fräsplatte (5) eingesetzt ist, und daß die Fräsplatte (5) eine weitere mit der einen Reihe
identische und zu dieser in bezug auf die Drehachse (6) des Schaftes (1) symmetrische Reihe von Schneidzähnen (7)
aufweist.