EP2969329A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von ringförmigen hinterschnittenen nuten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung von ringförmigen hinterschnittenen nuten

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EP2969329A1
EP2969329A1 EP14709639.0A EP14709639A EP2969329A1 EP 2969329 A1 EP2969329 A1 EP 2969329A1 EP 14709639 A EP14709639 A EP 14709639A EP 2969329 A1 EP2969329 A1 EP 2969329A1
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EP
European Patent Office
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axis
working
groove
undercut
rotation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14709639.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Leiseder
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Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2969329A1 publication Critical patent/EP2969329A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/24—Tool holders for a plurality of cutting tools, e.g. turrets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/03—Boring heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23B29/03—Boring heads
    • B23B29/034—Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings
    • B23B29/03432—Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing
    • B23B29/03489—Adjustment means not specified or not covered by the groups B23B29/03435 - B23B29/03478
    • B23B29/03496—Grooving tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2220/00—Details of turning, boring or drilling processes
    • B23B2220/12—Grooving
    • B23B2220/126—Producing ring grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/26—Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
    • B23H7/28—Moving electrode in a plane normal to the feed direction, e.g. orbiting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects

Definitions

  • the invention relates to a device for producing or machining annular undercut grooves in a workpiece, having a carrier that is rotatable relative to the workpiece about an axis of rotation defining the axis of the groove.
  • the object of the invention is to provide a device with which to produce undercut annular grooves rational and / or edit.
  • the carrier along a transverse to the axis of rotation translational axis is movable and carries two work tools that project in the direction of the translation axis of the carrier and of which a working edge for machining an undercut on the outer peripheral edge of the groove and the other has a working edge for machining an undercut on the inner peripheral edge of the groove.
  • the workpiece rotates about the axis of rotation, while the carrier is movable exclusively along the translation axis or along the axis of rotation and additionally along a radial axis extending at right angles to the axis of rotation.
  • the workpiece is fixed and the drive for the carrier, which controls the movement of the carrier along the translation axis or the movements along the axis of rotation and the radial axis, is rotatable relative to the workpiece about the axis of rotation wherein then also the translation axis or the radial axis rotates about the axis of rotation.
  • the working edges of the working tools can be, for example, cutting edges or erosion electrodes.
  • the two working tools upon first contact with the workpiece, produce an annular groove which later forms the clear opening of the undercut groove. If the grooves for finishing the surfaces or a non-destructive machining are already given, the axis of rotation corresponds to the axis of symmetry of the grooves.
  • the working tools then first axially penetrate deeper into the workpiece and then moved radially or alternatively perform a superimposed axial and radial movement along the translation axis, so be undercut by the working edges of the two working tools both the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the groove so that the undercut groove can be made in an extremely rational manner without having to widen the clear opening at the inlet of the groove at one location to insert the work tools into the groove.
  • an oblique elliptical hollow cylinder is obtained whose outer surface is formed by the outer peripheral edge of the clear opening of the groove and whose inner peripheral surface is defined by the inner surface Peripheral edge of this clear opening is formed.
  • these inner and outer peripheral surfaces of the hollow cylinder envelope surfaces for the working tools, ie, the working tools and possibly a tool holding these working tools are completely within the volume of this hollow cylinder.
  • each working tool has a working edge, which runs in the plane of rotation, that is to say at right angles to the axis of rotation and preferably radially, and generates the undercut when the carrier is moved linearly along the translational axis. tion axis is advanced obliquely. With this working edge at the same time the bottom of the undercut groove can be cleared.
  • a symmetrical dovetail groove can be produced in which the width of the groove base can be up to twice the width of the clear opening of the groove.
  • each working tool also has at least one working edge, or preferably two working edges, which run parallel to the translation axis.
  • each working tool has a working edge on the underside and a further lateral working edge, which runs parallel to the axis of rotation.
  • This can produce a T-shaped undercut groove by first introducing the tool axially and then moved radially to the side.
  • the working edges, which run in the plane of rotation, are preferably arranged so that they are symmetrical to the axis of rotation upon first contact of the working tools with the surface of the workpiece.
  • the essential tools for the production of the grooves are preferably in the plane which is spanned by the translation axis and the axis of rotation, and are arranged diametrically opposite in the rotation plane.
  • the carrier can also be equipped with several pairs of work tools with which then the concentric grooves can be made in one operation.
  • Fig. 1 (a) shows a section through a workpiece and a device for
  • Fig. 1 (b) is a Grundrissskizze to Fig. 1 (a);
  • Fig. 1 (c) a section analogous to Fig. 1 (a) in the state during the production of the groove:
  • Fig. 1 (d) is a section through the workpiece with the finished groove
  • FIGS. 2 (a) - (c) representations analogous to FIGS. 1 (a) - (d) for a device according to another embodiment
  • Fig. 1 shows a tool 1 with a non-immersing part as a support 2, a collision freely dipping into the groove 8 to be produced part as a base 3, a linear adjustment 4 and a workpiece 7.
  • the workpiece 7 is relative to the support 2 about an axis of rotation 6, which represents the axis of symmetry of the groove, rotatable.
  • the linear adjustment 4 allows a movement of the tool 1 along a translation axis 5, which extends obliquely to the axis of rotation 6.
  • an XY drive (not shown, can be provided with which the tool 1 can be moved on the one hand in the direction parallel to the axis of rotation 6 and on the other hand in a radial direction (sideways to the left in FIG , A movement along the translation axis 5 can then be by superimposing movements in X and Create Y direction.
  • the substructure 3 is formed in this example by two working tools 13, 14, which are designed as a parallelogram-shaped cutting plates and projecting in the direction of the translation axis 5 of the carrier 2.
  • the substructure may also comprise a hollow cylinder whose axis is parallel to the translation axis 5 and which has an elliptical cross section in the plane perpendicular to this axis and has a circular cross section as the top and bottom surface, ie in the plane perpendicular to the axis of rotation 6.
  • the work tools can then be embedded in the wall of this hollow cylinder, that they are held stable in position and, if necessary, survive only inside and / or outside and at the bottom something.
  • Fig. 1 (a) shows the state in which the free ends of these work tools impinge on the surface of the workpiece 7. In this position, the free ends of the working tools are symmetrical to a spindle axis 11 which defines the axis of rotation 6. During the rotation of the workpiece 7, these free ends of the work tools 13, 14 with their working edges (cutting edges) running horizontally on the underside (in FIG. 1 (a)) initially produce an annular groove 9.1 (FIG. 1 (d)). , which later forms the clear opening of the undercut groove 8. In Fig. L (a) - (c), the projection of this clear opening of Fig. 1 (a) to Fig. 1 (b) is denoted by 9.2.
  • the tool 1 performs a linear movement along the translation axis 5.
  • the (lower) cutting edge of the working tool 14 creates an undercut 17 on the outer peripheral edge 15 of the groove 8 (see FIG. 1 (d)) and produces the cutting edge of the working tool 13 at the same time an undercut 17 at the inner peripheral edge 16 of the groove 8, as can be seen in particular in Fig. 1 (c).
  • the center 12 between the running in the rotation plane cutting at the free ends of the two working tools 13 and 14 moves to the left in Fig. 1 (b). Together, these cutting edges also first produce a flat groove base 10 (Fig. 1 (d)).
  • FIG. 2 shows an embodiment in which additional working tools 21, 22 are provided, with which even in such a deeper undercut groove, a flat groove bottom can be created.
  • the inner and outer tracks of these work tools 21, 22 are indicated at 23 and 24 in FIG. 2 (b).
  • the cutting edges are advantageously so that they optimally machine the workpiece in the end position, here tangential to the groove.
  • each working tool in addition to the extending in the rotation plane working edge on two lateral cutting, which are parallel to each other and to the translation axis 5.
  • the undercuts can be made or recessed in the submerged condition while the wearer is merely making a radial movement.
  • Fig. 3 (a) shows a device for the production of concentric undercut grooves 36.
  • a tool 30 is used, the doubled substructure each having a pair of working tools 30a and 30b.
  • the working tools 30a create an inner groove, while the working tools 30b concentrically generate an outer undercut groove when the tool carrier is moved along the translation axis.
  • FIG. 3 (b) illustrates an alternative embodiment in which concentric undercut grooves 37 lying in different planes perpendicular to the axis of rotation 6 are also produced in one operation, but with the inner groove being made with a second functional unit 31 having a from the carrier 35 of the first functional unit has different second carrier 34 and also has its own linear adjustment 32 whose translation axis in this example opposite set inclined to the translation axis of the linear adjustment 4 for the first functional unit.
  • These two functional units can be used not only for the production of concentric grooves, but also as a gripper, with which the workpiece can be detected and raised by engaging in the concentric grooves.
  • Fig. 4 shows embodiments in which the work tools are designed on the base so that they profile only parts of the groove or reach.
  • FIG. 5 (a) shows an example which differs from the example of Fig. 2 in that the working tools 13, 14 penetrate by a difference deeper than the working tools 21, 22, whereby from the critical depth a W-shaped notch the difference depth in the groove bottom arises, since the center still remains machined by the working tools 21, 22. You can see the state where just the center of the W-shaped notch of the working tools 21, 22 is first reduced and so doubles the visible edge.
  • Fig. 5 (b) shows a further embodiment of an embodiment with asymmetrical groove bottom.
  • the asymmetric surface moments of the inclined cylinder of the substructure trigger a tumbling motion with rotating tools, the holder and tool spindle (milling spindle) have to take or can be balanced conventionally.
  • the rigidity of the material is advantageously optimized and it can absorb larger forces, as well as the loads advantageously have a relatively symmetrical effect.
  • the substructure for e.g. Cutting tools are provided with cut-outs or channels for the chips and for the recordings of the plates, as well as the slices which are designed to be thinner than the clear width, leaving the free space to work without jamming.
  • Such tools can be combined with the conventional adjustment element, for example nem driven cutter or boring head, are used against the spindle or workpiece axis.
  • the conventional adjustment element for example nem driven cutter or boring head
  • the oblique adjustment but simultaneously adjusting X and Z axis or with respect to the pivoted tool carriage is achieved.
  • the carrier remains perpendicular to the spindle or workpiece axis.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung oder Bearbeitung von ringförmigen hinterschnittenen Nuten (8) in einem Werkstück (7), mit einem Träger (2), der relativ zu dem Werkstück (7) um eine die Achse der Nut definierende Rotationsachse (6) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) längs einer schräg zu der Rotationsachse (6) verlaufenden Translationsachse (5) bewegbar ist und zwei Arbeitswerkzeuge (13, 14) trägt, die in Richtung der Translationsachse von dem Träger vorspringen und von denen eines (14) eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes (17) am äußeren Umfangsrand (15) der Nut (8) und das andere (13) eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes (17) am inneren Umfangsrand (16) der Nut (8) aufweist.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON
RINGFÖRMIGEN HINTERSCHNITTENEN NUTEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung oder Bearbeitung von ringför- migen hinterschnittenen Nuten in einem Werkstück, mit einem Träger, der relativ zu dem Werkstück um eine die Achse der Nut definierende Rotationsachse drehbar ist.
Beispiele für bekannte Vorrichtungen dieser Art werden beschrieben in JP 2003-145 333 A, DE 10 2008 049 196 AI und DE 37 38 873 AI .
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der sich hinterschnittene ringförmige Nuten rationeller herstellen und/oder bearbeiten lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Träger längs einer schräg zu der Rotationsachse verlaufenden Translationsachse bewegbar ist und zwei Arbeitswerkzeuge trägt, die in Richtung der Translationsachse von dem Träger vorspringen und von denen eines eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes am äußeren Umfangsrand der Nut und das andere eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes am inneren Umfangsrand der Nut aufweist.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann angenommen werden, dass das Werkstück um die Rotationsachse rotiert, während der Träger ausschließlich längs der Translationsachse oder längs der Rotationsachse sowie zusätzlich längs einer radialen, rechtwinklig zur Rotationsachse verlaufenden Achse bewegbar ist. Wahlweise ist natürlich auch eine Anordnung möglich, bei der das Werkstück feststeht und der Antrieb für den Träger, der die Bewegung des Trägers längs der Translationsachse oder die Bewegungen längs der Rotationsachse und der radialen Achse steuert, relativ zu dem Werkstück um die Rotationsachse drehbar ist, wobei dann auch die Translationsachse bzw. die radiale Achse um die Rotationsachse rotiert. Bei den Arbeitskanten der Arbeitswerkzeuge kann es sich beispielsweise um Schneidkanten oder Erosionselektroden handeln.
Wenn der Träger auf die Oberfläche des Werkstücks zu bewegt wird, so erzeugen die beiden Arbeitswerkzeuge bei Erstkontakt mit dem Werkstück eine ringförmige Nut, die später die lichte Öffnung der hinterschnittenen Nut bildet. Wenn die Nuten für eine Nachbearbeitung der Oberflächen oder einer nicht zerstörenden Bearbeitung schon gegeben sind, entspricht die Rotationsachse der Symmetrieachse der Nuten. Wenn die Arbeitswerkzeuge dann zunächst axial tiefer in das Werkstück einstechen und dann radial bewegt werden oder alternativ eine überlagerte axiale und radiale Bewegung längs der Translationsachse ausführen, so werden durch die Arbeitskanten der beiden Arbeitswerkzeuge Hinterschnitte sowohl am inneren Umfangsrand als auch am äußeren Umfangsrand der Nut erzeugt, so dass die hinterschnittene Nut auf äußerst rationelle Weise gefertigt werden kann, ohne dass die lichte Öffnung am Einlass der Nut an einer Stelle erweitert werden muss, um die Arbeitswerkzeuge in die Nut einzuführen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Wenn man den ringförmigen Querschnitt der lichten Öffnung der Nut in Richtung der Translationsachse projiziert oder "extrudiert", so erhält man einen schrägen, elliptischen Hohlzylinder, dessen äußere Mantelfläche durch den äußeren Umfangsrand der lichten Öffnung der Nut gebildet wird und dessen innere Umfangsfläche durch den inneren Umfangsrand dieser lichten Öffnung gebildet wird. Vorzugsweise bilden diese inneren und äußeren Umfangsflächen des Hohlzylinders Hüllflächen für die Arbeitswerkzeuge, d.h., die Arbeitswerkzeuge und ggf. ein diese Arbeitswerkzeuge haltender Unterbau liegen vollständig innerhalb des Volumens dieses Hohlzylinders. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist jedes Arbeitswerkzeug eine Arbeitskante auf, die in der Rotationsebene, also rechtwinklig zur Rotationsachse und vorzugsweise radial verläuft und den Hinterschnitt erzeugt, wenn der Träger linear längs der Transla- tionsachse schräg vorgerückt wird. Mit dieser Arbeitskante kann zugleich der Boden der hinterschnittenen Nut ausgeräumt werden. Mit den so gestalteten Arbeitswerkzeugen lässt sich beispielsweise eine symmetrische Schwalbenschwanznut herstellen, bei der die Breite des Nutgrundes bis zum 2-fachen der Breite der lichten Öffnung der Nut betragen kann.
Wenn tiefere hinterschnittene Nuten gebildet werden sollen, bei denen der Nutgrund eine noch größere Breite hat, so können zusätzliche Arbeitswerkzeuge zum Ausräumen des Nutgrundes vorgesehen werden.
Wahlweise weist jedes Arbeitswerkzeug außerdem mindestens eine Arbeitskante oder vorzugsweise zwei Arbeitskanten auf, die parallel zu der Translationsachse verlaufen.
In einer anderen Ausführungsform weist jedes Arbeitwerkzeug eine Arbeitskante an der Unterseite und eine weitere seitliche Arbeitskante auf, die parallel zur Rotationsachse verläuft. Damit lässt sich eine T-förmige hinterschnittene Nut erzeugen, indem man das Werkzeug zunächst axial einführt und dann radial zur Seite bewegt. Die Arbeitskanten, die in der Rotationsebene verlaufen, sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie bei Erstkontakt der Arbeitswerkzeuge mit der Oberfläche des Werkstücks symmetrisch zur Rotationsachse liegen. Die wesentlichen Arbeitswerkzeuge für die Herstellung der Nuten liegen vorzugsweise in der Ebene, die von der Translationsachse und der Rotationsachse aufgespannt wird, und sind diametral gegenüber in der Rotati- onsebene angeordnet.
Wenn mehrere konzentrische hinterschnittene Nuten gebildet werden sollen, so kann der Träger auch mit mehreren Paaren von Arbeitswerkzeugen bestückt sein, mit denen dann die konzentrischen Nuten in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1(a) einen Schnitt durch ein Werkstück und eine Vorrichtung zur
Herstellung einer ringförmigen hinterschnittenen Nut gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 1(b) eine Grundrissskizze zu Fig. 1(a);
Fig. 1(c) einen Schnitt analog zu Fig. 1(a) im Zustand während der Herstellung der Nut:
Fig. 1(d) einen Schnitt durch das Werkstück mit der fertiggestellten Nut;
Fig. 2(a)-(c) Darstellungen analog zu Fig. l(a)-(d) für eine Vorrichtung ge- mäß einem anderen Ausführungsbeispiel;
Fig. 3(a) und (b) Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen zur Herstellung kon- zentrischer Nuten; und
Fig. 4(a)-(c) weitere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Vorrich- tungen.
Fig. 1 zeigt ein Werkzeug 1 mit einem nicht eintauchenden Teil als Träger 2, einem kollisionsfrei in die herzustellende Nut 8 eintauchenden Teil als Unterbau 3, einer linearen Verstellung 4 sowie ein Werkstück 7. Das Werkstück 7 ist relativ zu dem Träger 2 um eine Rotationsachse 6, die die Symmetrieachse der Nut darstellt, drehbar. Die lineare Verstellung 4 erlaubt eine Bewegung des Werkzeugs 1 längs einer Translationsachse 5, die schräg zur Rotationsachse 6 verläuft. Wahlweise kann anstelle der linearen Verstellung 4 auch ein nicht gezeigter X- Y-Antrieb vorgesehen sein, mit dem das Werkzeug 1 einerseits in der Richtung parallel zur Rotationsachse 6 und andererseits in einer radialen Richtung (seitwärts nach links in Fig. 1) bewegt werden kann. Eine Bewegung längs der Translationsachse 5 lässt sich dann durch Überlagerung von Bewegungen in X- und Y-Richtung erzeugen.
Der Unterbau 3 wird in diesem Beispiel durch zwei Arbeitswerkzeuge 13, 14 gebildet, die als parallelogrammförmige Schneidplatten gestaltet sind und in Richtung der Translationsachse 5 von dem Träger 2 vorspringen. Wahlweise kann der Unterbau auch einen Hohlzylinder aufweisen, dessen Achse parallel zur Translationsachse 5 verläuft und der in der Ebene senkrecht zu dieser Achse einen elliptischen Querschnitt hat und als Deck- und Bodenfläche, also in der Ebene senkrecht zur Rotationsachse 6, einen kreisförmigen Querschnitt hat. Die Arbeitswerkzeuge können dann so in die Wand dieses Hohlzylinders eingebettet sein, dass sie stabil in Position gehalten werden und bedarfsweise nur innen und/oder außen sowie an der Unterseite etwas überstehen.
Fig. 1(a) zeigt den Zustand, in dem die freien Enden dieser Arbeitswerkzeuge auf die Oberfläche des Werkstücks 7 auftreffen. In dieser Position liegen die freien Enden der Arbeitswerkzeuge symmetrisch zu einer Spindelachse 11 , die die Rotationsachse 6 definiert. Bei der Rotation des Werkstücks 7 erzeugen diese freien Enden der Arbeitswerk- zeuge 13, 14 mit ihren an der Unterseite (in Fig. 1(a) waagerecht verlaufenden) Arbeitskanten (Schneiden) zunächst eine ringförmige Nut 9.1 (Fig. 1(d)), die später die lichte Öffnung der hinterschnittenen Nut 8 bildet. In Fig. l(a)-(c) ist die Projektion dieser lichten Öffnung von Fig. 1(a) auf die Fig. 1(b) mit 9.2 bezeichnet.
In dem hier gezeigten Beispiel führt das Werkzeug 1 eine lineare Bewegung längs der Translationsachse 5 aus. Wenn der Unterbau 3 längs der Translationsachse 5 in das Werkstück 7 eintaucht, erzeugt die (untere) Schneide des Arbeitswerkzeugs 14 einen Hinterschnitt 17 am äußeren Umfangsrand 15 der Nut 8 (siehe Fig. 1(d)), und die Schneide des Arbeitswerkzeugs 13 erzeugt gleichzeitig einen Hinterschnitt 17 am inneren Umfangsrand 16 der Nut 8, wie insbesondere in Fig. 1(c) zu erkennen ist. Der Mittelpunkt 12 zwischen den in der Rotationsebene verlaufenden Schneiden an den freien Enden der beiden Arbeitswerkzeuge 13 und 14 bewegt sich dabei nach links in Fig. 1(b). Diese Schneiden erzeugen zusammen auch zuerst einen ebenen Nutgrund 10 (Fig. 1(d)). Wenn allerdings die Tiefe der Nut über die in Fig. 1(c) gezeigte Position hinaus vergrößert würde, so bliebe auf dem Nutgrund 10 in der Mitte ein Vorsprung stehen, da die Spuren der beiden unteren Schneiden der Arbeitswerkzeuge 13, 14 einander nicht mehr überlappen würden. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zusätzliche Arbeitswerkzeuge 21, 22 vorgesehen sind, mit denen auch bei einer solchen tieferen hinterschnittenen Nut ein ebener Nutgrund geschaffen werden kann. Die inneren und äußeren Spuren dieser Arbeitswerkzeuge 21, 22 sind in Fig. 2(b) mit 23 und 24 bezeichnet. Die Schneiden stehen vorteilhaft so, dass sie in der Endposition das Werkstück optimal bearbeiten, hier tangential zur Nut.
Bei den hier gezeigten Ausführungsbeispielen weist jedes Arbeitswerkzeug zusätzlich zu der in der Rotationsebene verlaufenden Arbeitskante noch zwei seitliche Schneiden auf, die parallel zu einander und zur Translationsachse 5 verlaufen. Mit diesen Scheiden können die Hinterschnitte im Eingetauchten Zustand hergestellt oder vertieft werden, während der Träger lediglich eine radiale Bewegung ausführt.
Fig. 3(a) zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von konzentrischen hinterschnittenen Nuten 36. Dazu wird ein Werkzeug 30 eingesetzt, dessen gedoppelter Unterbau jeweils ein Paar von Arbeitswerkzeugen 30a und 30b aufweist. Die Arbeitswerkzeuge 30a erzeugen eine innere Nut, während die Arbeitswerkzeuge 30b konzentrisch dazu eine äu- ßere hinterschnittene Nut erzeugen, wenn der Werkzeugträger längs der Translationsachse bewegt wird.
Fig. 3(b) illustriert ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem konzentrische hinterschnittene, in verschiedenen Ebenen senkrecht zur Rotationsachse 6 liegende Nuten 37 ebenfalls in einem Arbeitsgang hergestellt werden, wobei jedoch die innere Nut mit ei- ner zweiten Funktionseinheit 31 hergestellt wird, die einen von dem Träger 35 der ersten Funktionseinheit verschiedenen zweiten Träger 34 aufweist und auch eine eigene lineare Verstellung 32 aufweist, deren Translationsachse in diesem Beispiel entgegen- gesetzt zur Translationsachse der linearen Verstellung 4 für die erste Funktionseinheit geneigt ist. Diese beiden Funktionseinheiten lassen sich nicht nur zur Herstellung der konzentrische Nuten benutzen, sondern auch als Greifer, mit denen das Werkstück durch Eingriff in die konzentrischen Nuten erfasst und angehoben werden kann. Fig. 4 zeigt Ausführungsbeispiele, bei denen die Arbeitswerkzeuge am Unterbau so gestaltet sind, dass sie nur Teile der Nut profilieren bzw. erreichen. Fig. 5(a) zeigt ein Beispiel, das sich von dem Beispiel nach Fig. 2 dadurch unterscheidet, dass die Arbeitswerkzeuge 13, 14 um eine Differenz tiefer eindringen als die Arbeitswerkzeuge 21, 22, wodurch ab der kritischen Tiefe eine W-förmige Kerbung der Differenztiefe im Nutgrund entsteht, da deren Mitte nach wie vor von den Arbeitswerkzeugen 21, 22 bearbeitet bleibt. Zu sehen ist der Zustand, wo gerade die Mitte der W-förmigen Kerbe von den Arbeitswerkzeugen 21, 22 erstmals reduziert wird und sich so die sichtbare Kante verdoppelt.
Durch eine andere Formgebung der Arbeitswerkzeuge 13, 14 kann beispielsweise der in Fig. 5(b) gezeigte Nutquerschnitt erreicht werden. Fig. 5(c) zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Ausgestaltung mit asymmetrischem Nutgrund.
Die asymmetrischen Flächenmomente des schrägen Zylinders des Unterbaus lösen bei rotierenden Werkzeugen eine Taumelbewegung aus, die Halter und Werkzeugspindel (Frässpindel) aufzunehmen haben oder die sich herkömmlich auswuchten lässt. Mit dem vollen Unterbau ist die Steifigkeit des Werkstoffs vorteilhaft optimiert und es kann größere Kräfte aufnehmen, wie auch die Lasten vorteilhaft relativ symmetrisch wirken. Der Unterbau für z.B. zerspanende Werkzeuge erhält Ausschnitte oder Kanäle für die Späne und für die Aufnahmen der Platten, wie er auch dünner als die lichte Weite ausgelegt hervorstehende Schneiden den Freiraum gibt, um ohne Klemmen zu arbei- ten.
Solche Werkzeuge können mit dem herkömmlichen Verstellelement, beispielsweise ei- nem angetriebenen Fräser oder Ausdrehkopf, gegenüber der Spindel- bzw. Werkstückachse eingesetzt werden. Auf Drehmaschinen wird die schräge Verstellung aber gleichzeitig verstellende X- und Z-Achse oder gegenüber dem eingeschwenkten Werkzeugschlitten erreicht. Der Träger bleibt senkrecht zur Spindel- bzw. Werkstückachse.

Claims

. C) _ PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Herstellung oder Bearbeitung von ringförmigen hinterschnitte- nen Nuten (8) in einem Werkstück (7), mit einem Träger (2), der relativ zu dem Werk- stück (7) um eine die Achse der Nut definierende Rotationsachse (6) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) längs einer schräg zu der Rotationsachse (6) verlaufenden Translationsachse (5) bewegbar ist und zwei Arbeitswerkzeuge (13, 14) trägt, die in Richtung der Translationsachse von dem Träger vorspringen und von denen eines (14) eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes (17) am äußeren Um- fangsrand (15) der Nut (8) und das andere (13) eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes (17) am inneren Umfangsrand (16) der Nut (8) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem jedes Arbeitswerkzeug (13, 14) eine Arbeitskante zur Bildung eines Teils eines Nutgrundes (10) der hinterschnittenen Nut (8) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die beiden Arbeitswerkzeuge (13, 14) vollständig zwischen inneren und äußeren Hüllflächen aufgenommen sind, die durch Projektionen einer lichten Öffnung (9) der hinterschnittenen Nut (8) in Richtung der Translationsachse (5) aufgespannt werden.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei denen jedes Arbeits- Werkzeug (13, 14) mindestens eine Arbeitskante aufweist, die parallel zur Translationsachse (5) verläuft.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jedes Arbeitswerkzeug mindestens eine Arbeitskante aufweist, die rechtwinklig zur Rotationsachse (6) verläuft.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Arbeitswerk- zeuge (13, 14) als parallelogrammförmige Schneidplatten ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Träger (2) zusätzliche Arbeitswerkzeuge (21, 22) aufweist, die insbesondere zum Ausräumen eines Nutgrundes (10) ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Träger mehrere Paare von Arbeitswerkzeugen (30a, 30b) zur Herstellung konzentrischer hinterschnit- tener Nuten aufweist.
9. Verfahren zur Herstellung oder Bearbeitung von ringförmigen hinterschnittenen Nuten (8) in einem Werkstück (7) mit einem Träger (2), der relativ zu dem Werkstück (7) um eine Rotationsachse (6) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) zwei Arbeitswerkzeuge (13, 14) trägt, die in Richtung einer schräg zu der Rotationsachse (6) verlaufenden Translationsachse (5) von dem Träger vorspringen und von denen eines (14) eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes (17) am äußeren Um- fangsrand (15) der Nut (8) und das andere (13) eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes (17) am inneren Umfangsrand (16) der Nut (8) aufweist, und dass der Träger linear längs der Translationsachse (5) bewegt wird.
10. Verfahren zur Herstellung oder Bearbeitung von ringförmigen hinterschnittenen Nuten (8) in einem Werkstück (7) mit einem Träger (2), der relativ zu dem Werkstück (7) um eine Rotationsachse (6) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) zwei Arbeitswerkzeuge (13, 14) trägt, die in Richtung einer schräg zu der Rotationsachse (6) verlaufenden Translationsachse (5) von dem Träger vorspringen und von denen eines (14) eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes (17) am äußeren Umfangsrand (15) der Nut (8) und das andere (13) eine Arbeitskante zur Bearbeitung eines Hinterschnittes (17) am inneren Umfangsrand (16) der Nut (8) aufweist, und dass der Träger zunächst längs der Rotationsachse (6) und dann radial in Bezug auf die Rotationsachse (6) bewegt wird.
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