SE533855C2 - Roterbart verktyg för spånavskiljande bearbetning samt löstopp och grundkropp härför - Google Patents

Abstract

Uppfmningen hänför sig till ett för spånavskiljande bearbetning avsett, roterbartverktyg, i synnerhet en borr, som innefattar en grundkropp (1) och en löstopp (2), vilkeninbegriper en kopplingsdel (22), som är applicerbar i en käft (26) mellan två vridmoment-överförande medbringare (27a, 27b) i grundkroppens främre ände. En axiellt bakåt frånkopplingsdelen (22) utstickande centreringstapp (24) är införbar i ett centrumhål (29), sommynnar i käftens (26) botten (28). Med hjälp av en radialskruv (31) är tappen (24), ochdärmed löstoppen i sin helhet, vridbar så att två i kopplingsdelen (22) ingående hanorgan(32a, 32b) kan föras in i korresponderande säten (39) i medbringamas (27a, 27b) insidor, föratt låsa löstoppen axiellt. På så sätt behöver tappen ej utnyttjas för den axiella låsningen.Dessutom hänför sig uppfinningen till såväl en löstopp som sådan och en grundkropp som sådan. Publikationsbild Fig. 3

Description

40 45 50 55 533 855 delar, nämligen en grundkropp och ett med denna lösbart förbundet och därmed bytbart huvud, i vilket erforderliga skäreggar ingår. På så sätt kan större delen av verktyget tillverkas av ett jämförelsevis billigt material med måttlig elasticitetsmodul, såsom stål, medan en mindre del, nämligen huvudet, kan tillverkas av ett hårdare och dyrbarare material, såsom hårdmetall, cennet, keramik och liknande, som ger erforderliga skäreggar god spånavskiljningsförrnåga, god bearbetningsprecision och lång livslängd. Med andra ord bildar huvudet en slitdel, som kan kasseras efter förslitning, medan grundkroppen kan återanvändas ett flertal gånger (t.ex. 10 à 20 byten). En numera vedertagen benämning på dylika, skäreggsbärande huvuden är ”löstoppar”, som fortsättningsvis kommer att användas i detta dokument.

På roterbara verktyg av löstoppstyp ställs ett flertal krav, av vilka ett är att vridmoment skall kunna överföras på ett tillförlitligt sätt från den roterbara, drivna grundkroppen till den bytbara löstoppen. Vidare skall grundkroppen kunna problemfritt uppta de bakåtriktade, positiva axialkrafter, som löstoppen kan underkastas under arbete, t.ex. borrning. Ett annat krav är att löstoppen skall hållas centrerad på ett exakt och tillförlitligt sätt relativt grundkroppen. Sålunda bör varje oavsiktlig excentricitet mellan löstoppens centrumaxel och grundkroppens centrumaxel ej överskrida 0,01 mm. Helst bör den vara mindre än 0,005 mm försåvitt icke exakt centricitet kan nås. Ytterligare ett krav, som är särskilt vitalt när det gäller borrverktyg, är att löstoppen skall hållas fast vid grundkroppen icke blott under borrning av ett hål, utan även under utdragning av borrverktyget ur detta, då löstoppen utsätts för negativa axialkrafter, som strävar att dra ut densamma ur käften i grundkroppen. Ännu ett krav eller önskemål från användarnas sida, är att löstoppen skall kunna monteras och demonteras på ett snabbt och bekvämt sätt utan att grundkroppen nödvändigtvis måste avlägsnas ur den drivande maskinen. Dessutom skall verktyget, och i synnerhet den av dyrbart material förfärdigade löstoppen, kunna tillverkas till låga kostnader.

Teknikens ståndpunkt Såväl borrverktyg som fräsverktyg (pinnfräsar) av löstoppstyp är rikt beskrivna i patentlitteraturen och kan indelas i ett flertal olika kategorier i beroende av de idéer, på vilka konstruktionema baseras. Sålunda går en avgörande skiljelinje mellan en första kategori verktyg, som grundar sig på användningen av flexibla, elastiskt böjliga skänklar såsom medbringare i grundkroppens käft, och en andra kategori verktyg, som utnyttjar fasta, 60 65 70 75 80 85 90 533 B55 oeftergivliga klackar såsom medbringare. I den förstnämnda kategorin av verktyg bringas skänklarna att böjas utåt i samband med montering av löstoppen, för att därefter fjädrande spänna fast densamma i grundkroppens käft. En allmän förtjänst med dylika verktyg är att fasthållningen av löstoppen i allt väsentligt kan åstadkommas utan andra hjälpmedel än den inneboende elasticiteten i skänklarna. Med andra ord krävs ej några separata spänn- eller låsmedel, tex. i form av skruvar.

En nackdel med att medbringama utgörs av flexibla skänklar, är emellertid att den inneboende elasticiteten i skänklarna riskerar att reduceras efter viss tids användning av verktyget. Sedan ett antal löstoppar bytts kan skänklarna sålunda börja deforrneras plastiskt, snarare än elastiskt, och på så sätt successivt förlora sin spännkraft. Nackdelarna härmed är flerfaldi ga. Framför allt riskerar löstoppen att förlora sin exakta centrering relativt grundkroppen. Vidare kan medbringarnas förmåga att motverka axiell utdragning av löstoppen ur käften, avsevärt försämras. Detta är särskilt besvärande i samband med borrverktyg, där löstoppen riskerar att kvarbli i det borrade hålet i samband med att verktyget dras ut ur detta.

Till den andra kategorin av verktyg, dvs. verktyg vilkas vridmomentöverförande medbringare är oeftergivliga, hör bland annat det borrverktyg som är beskrivet i US 6012881.

I detta fall är en bakre kopplingsdel på löstoppen axiellt införd i en käft mellan två oeftergivli ga medbringare, vilkas insidor inbegriper axiellt löpande, vridmomentöverförande åsar, som griper in i motsvarande rärmor i löstoppens kopplingsdel, varj ämte en bakåt från den sistnämnda utstickande, centrisk tapp är införd i ett i grundkroppen utformat centrnmhål, som mynnar i käftens botten. Med denna tapp samverkar en i ett radiellt hål i grundkroppen monterad radialskruv, som har till uppgift att låsa och centrera löstoppen relativt grundkroppen.

En nackdel med borrverktyget enligt US 6012881 är emellertid att vissa krav på verktyget är så motstridiga att praktisk produktion av detsamma blir svår, för att inte säga omöjlig. Sålunda krävs en fin passning mellan de konkava och konvexa kontaktytor på medbringama respektive kopplingsdelen, som har till uppgift att centrera löstoppen, för att centreringen skall bli acceptabel. Den extremt fina passningen mellan kontaktytorna innebär emellertid att såväl montering som demontering blir svår att verkställa. En annan nackdel är att alla negativa (utdragande) axialkrafter, som verkar på löstoppen, måste tas upp av enbart 95 100 105 110 115 120 533 855 radialskruven via tappen. För att klara denna uppgift måste radialskruven vara kraftig. Till ytterrnera visso måste även passningen mellan centreringstappen på löstoppen och hålet i grundkroppen vara fin. Om nämligen passningen är stor (Lex. 0,1 mm) kommer radialskruven vid åtdragning att påföra tappen och därmed löstoppen radiella krafter som strävar att tjärma densamma från det centrerade läget. Om den är fin (Lex. omkring 0,01 mm) uppstår ett svårövervinnerligt friktionsmotstånd då tappen skall skjutas in i respektive dras ut ur hålet.

Ugpfinningen sfiten och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda nackdelar hos det kända verktyget och skapa ett förbättrat löstoppsverktyg, i synnerhet ett borrverktyg. Ett primärt syfte med uppfinningen är därför att skapa ett löstoppsverktyg i vilket löstoppen kan på ett tillförlitligt sätt kvarhållas i grundkroppens käft även om löstoppen utsätts för avsevärda negativa axialkrafter. Vidare tar uppfinningen sikte på att möjliggöra en utomordentligt exakt centrering av löstoppen relativt grundkroppen. Ett ytterligare syfte är att skapa ett löstoppsverktyg i vilket löstoppen låter sig monteras på ett enkelt och bekvämt sätt utan hänsyn till något försvarande friktionsmotstånd. Vidare skall centrerin gen ombesörjas via löstoppens bakre tapp, varigenom centreringen görs oberoende av andra ytor än samverkande kontaktytor på tappen och i det mottagande hålet.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det primära syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del. Fördelaktiga utföranden av det uppfinningsenliga verktyget är vidare definierade i de osjälvständiga kraven 2-15.

I en ytterligare aspekt hänför sig uppfinningen även till en löstopp som sådan.

De vitala särdragen hos denna löstopp är definierade i det självständiga kravet 16, varjämte föredragna utföranden är angivna i de osjälvständiga kraven 17-27.

I en tredje aspekt hänför sig uppfinningen även till en grundkropp som sådan.

Särdragen hos grundkroppen framgår i första hand av det självständiga patentkravet 28.

Sammanfattning av uppfinningen Uppfinningen bygger på tanken att isolera de nödvändiga centrerings- och axiallåsningsfunktionema från varandra och samtidigt säkerställa bekväm montering respektive demontering av löstoppen. Detta sker genom att låta två motsatta hanorgan på löstoppens bakre kopplingsdel samverka med två korresponderande, honartade säten i 125 130 135 140 533 855 medbringarnas insidor, i syfte att låsa löstoppen axiellt i käften mellan medbringama. Härvid ombesörjs löstoppens centrering i allt väsentligt enbart med hjälp av den bakre tappen, som genom en unik utformning möjliggör en extremt exakt centrering av löstoppen relativt grundkroppen, utan att för den skull ge upphov till svårigheter att montera respektive demontera löstoppen.

Kort beskrivning av bifogade ritningar Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 .

Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10 Fig. ll Fig. 12 Fig. 13 Fig. 14-15 På ritningama är: en delvis skuren perspektivvy av ett löstoppsverktyg i form av ett borrverktyg vars grundkropp och löstopp visas i sammansatt skick, en sprängd perspektivvy visande löstoppen åtskild från grundkroppen, en förstorad sprängbild visande en i grundkroppen ingående käft i fågelperspektivvy och en löstopp i grodperspektivvy, en fågelperspektivvy av löstoppen, en ändvy av löstoppen betraktad framifrån, en sidovy av löstoppen, en ändvy av löstoppen betraktad bakifrån, en ytterligare sidovy av löstoppen betraktad i 90° vinkel mot Fig. 6, en sprängd fågelperspektivvy av grundkroppen och löstoppen, en ändvy av grundkroppen betraktad framifrån, ett förstorat detaljsnitt i det sammansatta verktyget, ett analogt detaljsnitt visande löstoppen åtsärad från grundkroppen, en partiell sidovy av grundkroppens främre del, sektioner A-A i Fig. 13, varvid Fig. 14 visar en skruv åtsärad från grundkroppen, och Fig. 15 samma skruv införd i ett radiellt hål i grundkroppen, 145 150 155 160 165 170 533 B55 F ig. 16 en förstorad och schematisk bild, som illustrerar den geometriska utformningen av en i löstoppen ingående centreringstapp, och Fig. 17 en analog bild visande ett alternativt utförande av centreringstappen.

Terminologi I den fortsatta beskrivningen och patentkraven kommer ett antal samverkande par av ytor på grundkroppen respektive löstoppen att beskrivas. Då dessa ytor förekommer på grundkroppen benämns desamma ”stödytor”, medan motsvarande ytor på löstoppen benämns ”kontaktytor” (tex. ”axialstödyta” respektive ”axialkontaktyta”).

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen På ritningama har det uppfinningsenliga löstoppsverktyget exemplifierats i form av ett borrverktyg, närmare bestämt i fonn av en spiralborr, dvs. en borr vars spånkanaler är skruvforrniga. Såsom framgår av Fig. l och 2 innefattar verktyget en grundkropp 1 och en löstopp 2, i vilken erforderliga skäreggar 3 ingår. I sitt sammansatta, operativa skick enligt Fig. 1 är borrverktyget roterbart kring en med C betecknad geometrisk centrumaxel, närmare bestämt i rotationsriktningen R. Av Fig. 2 framgår att grundkroppen 1 inbegriper främre och bakre ändar 4, 5 mellan vilka sträcker sig en för grundkroppen specifik centrumaxel Cl. I riktning bakåt från den främre änden 4 utbreder sig en cylindrisk mantelyta 6 i vilken är försänkta två spånkanaler 7, som i detta fall är skruvformiga (uppfinningen är även tillämplig på sk. spikborrar med raka spånkanaler). I exemplet ändar spånkanalema 7 i en krage ingående i en bakre del 8, som är avsedd att fästas in i en drivande maskin (ej visad). Även löstoppen 2 inbegriper främre och bakre ändar 9, 10 och en egen centrumaxel C2 med vilken två konvexa manteldelytor 11 är koncentriska. Mellan dessa ytor 11 är försänkta två skruvformiga spånkanaler eller spånkanalsektioner 12, vilka bildar förlängningar av grundkroppens 1 spånkanaler 7, då löstoppen monteras på grundkroppen.

Därest löstoppen 2 centreras korrekt i förhållande till grundkroppen sammanfaller de individuella centrumaxlarna C 1 och C2 med det sammansatta borrverktygets centrumaxel C.

Eftersom större delen av grundkroppen 1 saknar intresse i samband med uppfinningen, kommer fortsättningsvis endast dess främre ändparti att illustreras tillsammans med löstoppen 2, närmare bestämt i förstorad skala. 175 180 185 190 195 200 533 B55 Nu hänvisas även till övriga ritningsfigurer, av vilka Fig. 3 och 9 illustrerar hurusom grundkroppens 1 spånkanaler 7 avgränsas av konkava ytor 13, som utbreder sig mellan skruvfonniga gränslinjer 14, 15. På analogt sätt inbegriper varje spånkanal 12 i löstoppen 2 en konkav begränsningsyta 13.

Löstoppens främre ände 9 (se Fig. 4 och 5), i vilken skäreggama 3 ingår representeras av en ändyta, som är sammansatt av ett flertal delytor, vilka är parvis identiska och därför ej beskrivs var för sig. Efter den enskilda skäreggen 3 - betraktat i rotationsriktningen R - är utformad en primär släppningsyta 16, vilken har en måttlig släppningsvinkel och övergår i en sekundär släppningsyta 17 med större släppningsvinkel.

Denna släppningsyta 17 övergår i en tredje släppningsyta 18, vilken i sin tur övergår i spånkanalen 12 via en konkav, bågformig gränslinje 19. Ivarje sekundär släppningsyta 17 mynnar i detta fall en spolmedelskanal 20. Den enskilda spånkanalens 12 konkava begränsningsyta 13 utbreder sig axiellt icke blott fram till en gränslinje 19, utan även fram till en enskild skäregg 3, där den bildar en spånyta i anslutning till denna. I övergången mellan varje yta 13 och den (rotationsmässigt) efterföljande mantelytan 11 är utformad en styrlist 21, vars primära uppgift är att styra bomferktyget i samband med håltagning. Ävenledes kan styrlisten 21 utnyttjas för att ytavj ämna den genererade hålväggen. Det genererade hålets diameter bestäms av det diametrala avståndet mellan de periferiska punkter 3a, 3b, där skäreggarna 3 möter styrlistema 21. Det må även nämnas att skäreggarna 3 löper samman i en främre spets 3c och bildar en trubbig spetsvinkel, t.ex. inom området 120-160", med varandra.

Av Fig. 3 framgår vidare att löstoppen 2 inbegriper en med 22 generellt betecknad kopplingsdel, vilken är belägen mellan två diametralt motsatta axialkontaktytor 23.

En centreringstapp 24 sticker ut axiellt bakåt från en plan, bakre ändyta 25 på kopplingsdelen 22.

I grundkroppen 1 är utformad en käft 26 (se Fig. 3), vilken avgränsas av dels två diametralt åtskilda medbringare 27a, 27b, dels en mellanliggande bottenyta 28. I denna bottenyta 28 mynnar ett centrumhål 29 i vilket tappen 24 är införbar. Medbringarna 27a, 27b utgörs av väsentligen oeftergivliga klackar (motsättningsvis till elastiskt eftergivliga skänklar). Såsom bäst framgår av Fig. 14 sträcker sig ett genomgående hål 30 radiellt mellan centrumhålet 29 och grundkroppens mantelyta 6. För att särskilja detta hål 30 från centrumhålet 29 benämns detsamma fortsättningsvis ”radialhål”. I radialhålet 30, vars 205 210 215 220 225 230 235 533 B55 centrumaxel är betecknad C3, ingår en hongänga, som kan samverka med hangängan på en skruv 31, vilken är anordnad att samverka med tappen 24.

Så långt det visade borrverktyget hittills beskrivits är detsamma i allt väsentligt känt genom ovannämnda US 6012881. Till skillnad från den radialskruv, som ingår i det kända verktyget, och som har till uppgift att låsa löstoppen axiellt, har radialskruven 31 i det uppfinningsenliga verktyget enbart till uppgift att vrida tappen 24 - och därmed löstoppen i dess helhet - och därefter kvarhålla densamma i ett givet vridläge. Den axiella läsningen av löstoppen säkerställs däremot med andra och mer tillförlitliga medel, nämligen samverkande han- och honorgan ingående i kopplingsdelen respektive rnedbringama, såsom kommer att framgå mer detaljerat nedan.

Löstoppens kopplingsdel 22 har en långsmal, rälliknande grundform och sträcker sig diametralt mellan de båda motsatta manteldelytoma ll. På motsatta sidor uppvisar kopplingsdelen ett par sidledes utskjutande hanorgan 32a, 32b, vilka i exemplet har formen av långsmala åsar. Varje dylik ås avgränsas av en vridmomentupptagande sidokontaktyta 33 (se Fig. 12), som i detta fall är plan och genomskärs av ett från axialkontaktytan 23 fjärmat referensplan RP, vilket sträcker sig i rät vinkel mot löstoppens centrumaxel C2. Varje sidokontaktyta är snedställd relativt detta referensplan RP, närmare bestämt i riktning bakåt/utåt från en konkav radieövergång 34 mot den enskilda axialkontaktytan 23. Vid sin bakre ände övergår sidokontaktytan 33 i en konvex radieövergång 35 mot kopplingsdelens plana, bakre ändyta 25. Vinkeln (saknar beteckning) mellan den enskilda sidokontaktytan 33 och referensplanet RP uppgår i exemplet till ca. 80°, men kan variera såväl uppåt som nedåt.

Av Fi g. 7 framgår att den ena åsen 32a löper från periferisk ände 36a i anslutning till den ena manteldelytan ll till en inre ände 37a i närheten av löstoppens centrum, medan den andra åsen 32b sträcker sig från en periferisk ände 36b till en inre ände 37b i området av löstoppens centrum. Det skall noteras att åsama var för sig sträcker sig blott utmed ungefär halva längden av kopplingsdelen 22 och ändar i en spånkanalyta 13.

Löstoppens axialkontaktytor 23 (se Fig. 3) samverkar med axialstödytor 38 på medbringamas 27a, 27b fria ändar. Iexemplet är såväl axialstödytorna 38 som axialkontaktytorna 23 plana. I medbringamas insidor är utformade rännor 39 (se även Fig. 12), vilka tjänar såsom honorgan och samverkar med hanorganen 32a, 32b på löstoppens 240 245 250 255 260 265 533 B55 kopplingsdel 22. Såsom bäst framgår av Fig. 12 är den enskilda rärman 39 i medbringaren 27a, utformad axiellt bakom en vulst 40, som avgränsas av dels en i rännan ingående sidokontaktyta 41, dels en fasyta 42, som bildar en övergång mellan sidostödytan 41 och axialstödytan 38. Via en konkav radieövergång 43 övergår sidostödytan 41 i käftens bottenyta 28. På samma sätt som löstoppens sidokontaktyta 33, är sidostödytan 41 plan och snedställd i förhållande till ett genomskärande och från axialstödytan 38 fjärmat referensplan RP i rät vinkel mot grundkroppens centrumaxel Cl. I praktiken kan sidostödytan 41 och den samverkande sidokontaktytan 33 ha närmelsevis samma snedställningsvinkel (t.ex. l0°) relativt respektive referensplan. Nivåskillnaden mellan ytoma 23 och 25 på löstoppen 2 (se Fig. 12) är något mindre än nivåskillnaden mellan ytorna 38 och 28 på grundkroppen. Då löstoppen i sitt operativa tillstånd är monterad med kopplingsdelen i grundkroppens käft, kommer därför axialkontaktytoma 23 att vara ansatta mot axialstödytoma 38 utan att kopplingsdelens bakre yta 25 har kontakt med käftens bottenyta 28 (se Fig. 11).

För att säkerställa att löstoppen 2 alltid monteras på ett korrekt, förutbestämt sätt i förhållande till skruven 31, har åsarna 32a, 32b tillika med vulstema 40 givits osymmetriska konturformer. Såsom framgår av Fig. 10, där grundkroppen 1 visas i axialproj ektion framifrån, är den till vänster visade vulsten 40 (på medbringaren 27 a) bruten i två sektioner 40c, 40d, av vilka en första 40c sträcker sig inåt från en periferisk ände 43 till en brytpunkt 44, där densamma övergår i en andra sektion 40d, varvid sektionema 40c, 40d bildar en trubbig vinkel (i exemplet ca. 172°) med varandra. Det skall även observeras att vulstens inre ände 45 är belägen i närheten av centrumhålet 29. Närmare bestämt löper vulsten 40 fram till den ena spånkanalen 7. Den andra vulsten 40 (på medbringaren 27b) är rak utmed hela sin längd från en periferisk ände 46 till en inre ände 47 i anslutning till den andra spånkanalen 7.

Såsom framgår av Fig. 7 är åsen 32a på löstoppens kopplingsdel 22 på analogt sätt vinkelbruten i två sektioner 32c, 32d, av vilka den första 320 sträcker sig från en periferisk ände 36a till en brytpunkt 48, där den övergår i den andra sektionen 32d under bildande av en trubbig vinkel (172°) med denna. Åsens 32a inre ände 37a är belägen i närheten av tappen 24.

Den motsatta åsen 32b är generellt rak, men övergår vid sin inre ände i en kort, vinklad sektion 32e, som enbart har till uppgift att möjliggöra kopplingsdelens axiella införande i grundkroppens käft. 270 275 280 285 290 295 533 855 10 Det torde vara uppenbart att den ovan beskrivna asymmetrin säkerställer att löstoppens kopplingsdel 22 endast kan föras in axiellt i käften 26 på ett enda förutbestämt sätt.

Skälet härtill kommer att framgå närmare nedan. l det visade, föredragna utförandet av det uppfinningsenliga verktyget ombesörjs löstoppens 2 centrering genom en unik utformning av löstoppens tapp 24 i samverkan med radialskruven 31. Ett första utförande av tappen illustreras i den schematiska bilden i Fig. 16, där hålets 29 hålvägg tänkes vara cylindrisk och är visad med en streckprickad cirkel S1, vars medelpunkt sammanfaller med grundkroppens centrumaxel Cl. Denna cirkel S1 bildar samtidigt en kring löstoppen 2 omskriven cirkel, vars medelpunkt sammanfaller med löstoppens centrumaxel C2. Då löstoppen är centrerad sammanfaller de specifika centrumaxlarna Cl och CZ med det sammansatta verktygets centrumaxel C, varför endast den sistnämnda beteckningen används i Fig. 16. Tappen 24 är utformad med två diametralt motsatta delytor, av vilka en första delyta 50 bildar en kontaktyta, som i detta fall har en cylindrisk grundform, och är ansättbar mot hålväggen ungefär i det ytfält, som är betecknat 52 i Fig. 3. Detta ytfált 52 är beläget mittemot radialhâlet 30. Kontaktytan 50 (se Fig. 16) utbreder sig tangentiellt mellan två axiellt löpande gränsgeneratriser 53a, 53b, vilka är belägna utmed den omskrivna cirkeln S 1. Kontaktytans 50 tangentiella utbredning bestäms av en bågvinkel u, som enligt uppfinningen är mindre än l80°. I exemplet enligt Fig. 16 uppgår ot till 170°. Vid de båda gränsgeneratrisema 53a, 53b övergår kontaktytan i två släppningsytor 54a, 54b, vilka ingår i en med 51 betecknad andra delyta, i vilken även ingår en plan ansatsyta Sla. De båda släppningsytoma 54a, 54b är cylinderforrnade och tangeras av en tänkt, gemensam cirkel S2, vars medelpunkt M är excentrisk i förhållande till den omskrivna cirkelns S1 medelpunkt, dvs. centrumaxeln C. Såsom tydligt framgår av Fig. 16 är de båda släppnirigsytorna 54a, 54b fjärmade från cirkellinjen S1, dvs. hålväggen i hålet 29, såtillvida att det radiella avståndet mellan cirkeln S1 och respektive släppningsyta successivt ökar i riktning från gränsgeneratriserna 53a, 53b mot de gränsgeneratriser 55a, 55b, i vilka släppningsytoma övergår i den plana ansatsytan 51a. Genom denna geometri säkerställs att de båda släppningsytoma 54a, 54b ej får kontakt med hålväggen i löstoppens operativa ändläge.

Vidare resulterar geometrin i att det radiella avståndet R mellan tappens 24 centrumaxel och godtyckliga punkter utmed den mellan gränsgeneratrisema 53a, 53b avgränsade kontaktytan 50 alltid är lika stort och sammanfaller med motsvarande radiella avstånd mellan hålväggen och grundkroppens centrumaxel. Detta innebär att tappen med säkerhet lokaliseras med sin 300 305 310 315 320 325 533 855 11 centrumaxel C2 i ett med hålets centrumaxel Cl sammanfallande läge så snart kontaktytan 50 (med hjälp av skruven 31) anpressas mot hålväggen. För att säkerställa en exakt centrering kan kontaktytan 50 på tappen utföras med extraordinärt stor måttnoggrannhet, t.ex. genom precisionsslipning. På så sätt kan en måttavvikelse av 0,01 mm (eller mindre) säkerställas.

I Fig. 16 illustreras radialhålets 30 centrumaxel C3 med en streckprickad linje. I förhållande till denna centrumaxel intar tappen 24 ett utgångsläge i grundkroppens käft 26, i vilket den plana delytan 5 la är snedställd i en vinkel ß, som i exemplet uppgår till l15°.

Av det ovan beskrivna torde axiomatiskt framgå att tappen 24 har en tvärsnittsarea, som är mindre än hålets 29 tvärsnittsarea.

I Fig. 17 illustreras ett alternativt utförande av tappen 24. Även i detta fall är hålväggen i hålet 29 cylinderformad och har en tvärsnittsarea, som är större än tappens 24 tvärsnittsarea. lstället för att vara cylindrisk är tappens 24 kontaktyta 50 i detta fall ellipsformad mellan de båda gränsgeneratriser 53 a, 53b, som bestämmer kontaktytans tangentiella utbredning. Härvid uppstår ett månskäreforrnigt gap 56 mellan kontaktytan och hålväggen, varvid tappen erhåller linjekontakt med hålväggen på två åtskilda ställen, nämligen utmed gräns generatriserna 53a, 53b. Genom att förläna kontaktytan 50 stor måttnoggrannhet kan de radiella avstånden eller radierna Rl mellan tappens (och löstoppens) centrumaxel och gräns generatrisema 53a, 53b även i detta fall göras exakt lika stora som radien R2 mellan hålväggen och grundkroppens centrumaxel. Då tappen anpressas mot den snedställda ansatsytan 51a erhålls sålunda en exakt centrering av löstoppen oavsett till vilket läge tappen vrids.

I praktiken bör bågvinkeln a mellan kontaktytoma 50 uppgå till minst 90° och högst l75°.

Uppfinningensfunktion och fördelar Då löstoppen skall monteras i grundkroppens käft 26 hålls skruven 31 i ett utgångsläge i vilket dess inre ände är fjärmad ur grundkroppens centrumhål 29. [detta tillstånd förs löstoppens 2 kopplingsdel 22 in axiellt mellan medbringarna 27a, 27b och med tappen 24 stickande in i centrumhålet 29. Införandet av tappen i centrumhålet kan ske utan några som helst svårigheter i och med att tappens tvärsnittsarea är mindre än centrurnhålets tvärsnittsarea. Under detta initiala införande av kopplingsdelen och tappen kommer 330 335 340 345 350 355 533 855 12 löstoppens axialkontaktytor 23 att ansättas och vila mot axialstödytoma 38 på medbringama 27a, 27b (utan att ytoma 25 och 28 har kontakt med varandra). Härefter vrids löstoppen mot sitt operativa ändläge. Detta kan initialt göras manuellt, varefter skruven 31 dras åt. Härvid kommer skruven att ansättas mot ansatsytan 5 la på tappen (se Fig. 15) och genom att denna är snedställd relativt radialhålets 30 centrumaxel C3, kommer tappen att vridas till dess att sidokontaktytoma 33 på kopplingsdelen 22 dikt anpressas mot motsvarande sidostödytor 41 på respektive medbringare 27a, 27b. På så sätt låses löstoppen 2 axiellt på ett synnerligen effektivt sätt, närmare bestämt via de såsom hanorgan tj änande åsama 32 på kopplingsdelen 22 och de såsom honorgan tj änande rännoma 39 i grundkroppens medbringare 27a, 27b. I detta axiellt låsande läge kvarhålls löstoppen på ett tillförlitligt sätt så länge skruven 31 låser tappen i det intagna vridvinkelläget. I samband med invridningen av löstoppen medför snedställningen av de samverkande sidokontaktytoma 33 och sidostödytorna 41 att densamma påförs en positiv axialkraft, som strävar att ansätta axialkontaktytoma 23 mot axialstödytoma 38.

En grundläggande fördel med uppfinningen är att de negativa (utdragande) axialkrafter, som verkar på löstoppen tas upp av de samverkande han- och honorganen, dvs. åsarna och rännorna, och ej av den centrerande tappen. Därest den unika utformningen av centreringstappen tillämpas, erhålls dessutom en ytterst noggrann centrering av löstoppen relativt grundkroppen. Härtill kommer att tappen -trots den exakta centreringen - kan föras in i och avlägsnas ur det mottagande hålet utan några som helst svårigheter till följd av att tappens tvärsnittsarea är mindre än hâlets tvärsnittsarea.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Inom ramen för efterföljande patentkrav kan det beskrivna verktyget modifieras på allehanda sätt. Sålunda är den generella uppñnningstariken, dvs. tanken att låsa en vridbar löstopp medelst samverkande han- och honorgan på löstoppens kopplíngsdel respektive i grundkroppens medbringare tillämpbar oavsett tappens utformning. Dock föredras den exemplifierade tappen för att åstadkomma såväl en exakt centrering som en bekväm montering respektive demontering. Uppfmningen är även tillämpbar på andra roterhara verktyg än just borrverktyg, i synnerhet fräsar, såsom pinnfräsar.

Claims (31)

360 365 370 375 380 385 533 B55 13 PATENTKRAV

1. Roterbart verktyg för spånavskiljande bearbetning, innefattande dels en grundkropp (1) med främre och bakre ändar (4, 5) mellan vilka sträcker sig en första geometrisk centrumaxel (Cl) med vilken en mantelyta (6) är koncentrisk och kring vilken grundkroppen är roterbar, dels en löstopp (2), som inbegriper främre och bakre ändar (9, 10) mellan vilka sträcker sig en andra geometrisk centrumaxel (CZ) med vilken en mantelyta (1 1) är koncentrisk, varvid den främre änden av grundkroppen (1) innefattar en av två vridmomentöverförande medbringare (27a, 27b) och en mellanliggande botten (28) avgränsad käft (26) i vilken en bakre kopplingsdel (22) till löstoppen (2) är mottagbar, och varvid en från kopplingsdelen (22) axiellt bakåt utstickande, centrisk tapp (24) är införbar i ett i käftens (26) botten (28) mynnande centrumhål (29) med en hålvägg, vilken sträcker sig axiellt inuti grundkroppen och i vilken mynnar ett med en tredje centrumaxel (C3) koncentriskt, gängat hål (30) för en med tappen samverkande skruv (31), som är åtkomlig från grundkroppens utsida, varjämte löstoppens kopplingsdel (22) och grundkroppens medbringare (27a, 27b) inbegriper par av samverkande kontakt- och stödytor (33, 41; 23, 38) för överföring av vridmoment och axialkrafter mellan desamma, kännetecknat därav, att löstoppens (2) bakre kopplingsdel (22) innefattar två sidledes utskjutande hanorgan (32a, 32b) anordnade att i ett axiellt läsande läge gripa in i två korresponderande säten (39) i medbringarnas (27a, 27b) insidor, och att dess tapp (24) innefattar medel (51a) för att möjliggöra vridning av densamma, och därmed löstoppen i dess helhet, närmare bestämt med hjälp av sagda skruv (31).

2. Verktyg enligt krav 1, kännetecknat därav, att löstoppens kopplingsdel (22) är långsmal och belägen mellan två axialkontaktytor (23), som är ansättbara mot axialstödytor (38) på fria ändar av de båda medbringarna (27a, 27b).

3. Verktyg enligt krav l eller 2, kännetecknat därav, att det enskilda hanorganet har formen av en långsmal ås (32a, 32b), medan det enskilda sätet utgörs av en långsmal ränna (39) belägen bakom en vulst (40).

4. Verktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att det enskilda hanorganet (32a, 32b) på löstoppens kopplingsdel (22) innefattar en vridmomentupptagande sidokontaktyta (33), vilken genomskärs av ett från axialkontaktytorna (23) axiellt fjärmat referensplan (RP), som utbreder sig i rät vinkel mot centrumaxeln (C2), varvid 390 395 400 405 410 415 533 855 14 sidokontaktytan (33) är snedställd relativt referensplanet (RP) i riktning bakåt/utåt från en konkav radieövergång (34) mot den enskilda axialkontaktytan (23), och att den enskilda rännan (39) i respektive medbringare (27a, 27b) inbegriper en vridmomentöverförande sidostödyta (41), som är snedställd i riktning bakåt/utåt mot käftens botten (28).

5. Verktyg enligt krav 3 eller 4, kännetecknat därav, att såväl den enskilda åsen (32a, 32b) som den enskilda rännan (39) sträcker sig mellan en periferisk, yttre ände (43, 46) och en inre ände (45, 47) i närheten av centrumaxeln (C).

6. Verktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att löstoppens (2) båda åsar (3 2a, 32b) har olika konturformer betraktade i axialprojektion bakifrån, och att medbringamas (27a, 27b) framför sätena (39) belägna vulster (40) har olika konturformer betraktade i axialprojektion framifrån, varvid sagda konturformer svarar mot varandra på ett sådant sätt att de omöjliggör ett axiellt införande av kopplingsdelen (22) i käften (26) på annat än ett enda, förutbestämt sätt.

7. Verktyg enligt krav 6, kännetecknat därav, att åtminstone den ena åsen (32a) på löstoppens (2) kopplingsdel (22) är vinkelbruten och inbegriper två sektioner, nämligen en första sektion (32c), som sträcker sig inåt från en periferisk ände (36) till en brytpunkt (48), dels en i trubbig vinkel mot den första sektionen löpande andra sektion (32d), som sträcker sig från sagda brytpunkt (48) till en inre ände (37) av åsen, och att en samverkande vulst (40) på den ena (27a) av grundkroppens (1) båda medbringare är vinkelbruten och inbegriper två sektioner, nämligen en första sektion (40c), som sträcker sig inåt från en periferisk ände (43) till en brytpunkt (44), samt en i trubbig vinkel mot den första sektionen löpande andra sektion (40d), som sträcker sig från sagda brytpunkt (44) till en inre ände (45).

8. Verktyg enligt krav 7, kännetecknat därav, att den ena åsens (32a) första sektion (32c) år kortare än en motsvarande, från en periferisk ände (36) löpande sektion av den andra åsen (32b).

9. Verktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att löstoppens (2) tapp (24) har en tvärsnittsarea, som är mindre än tvärsnittsarean hos centrumhålet (29) i grundkroppen (1), och att tappens vridmedel utgörs av en ansatsyta (51a) mot vilken skruven (31) är ansättbar. 420 425 430 435 440 533 B55 15

10. Verktyg enligt krav 9, kännetecknat därav, att tappen (24) innefattar en ansatsytan (5la) motsatt, konvex kontaktyta (50), som utbreder sig mellan två axiellt löpande gräns generatriser (53a, 53b), vilka är belägna utmed en tänkt omskriven cirkel (S1), vars medelpunkt sammanfaller med löstoppens centrumaxel (C2), och mellan vilka en bågvinkel (a) är mindre än 180°, varvid kontaktytan (50) via sagda gräns generatriser övergår i tvenne släppningsytor (54a, 54b), som är tjärmade inåt från den omskrivna cirkeln (S1) och därmed från centrumhålets (29) hålvägg.

11. Verktyg enligt krav 9 eller 10, kännetecknat därav, att tappens (24) ansatsyta (51a) är plan.

12. Verktyg enligt krav 10 eller 11, kännetecknat därav, att tappens (24) släppningsytor (54a, 54b) har en krökningsradie, som definieras av en tänkt cirkel (S2), vars medelpunkt (M) är excentrisk i förhållande till löstoppens centrumaxel.

13. Verktyg enligtnågot av kraven 9-12, kännetecknat därav, att centrumhålet (29) har cylindrisk form.

14. Verktyg enligt krav 13, kännetecknat därav, att kontaktytan (50) på löstoppens tapp (24) är cylinderformad.

15. Verktyg enligt krav 13, kännetecknat därav, att kontaktytan (50) på löstoppens tapp (24) är ellipsformad.

16. Löstopp till roterbara verktyg för spånavskiljande bearbetning, innefattande främre och bakre ändar (9, 10) mellan vilka sträcker sig en geometrisk centrumaxel (C2) med vilken ett par manteldel ytor (1 1) är koncentriska, samt en från en bakre kopplingsdel (22) ' utstickande, centrisk tapp (24), kännetecknad därav, att kopplingsdelen (22) åtskiljer två axialkontaktytor (23) och innefattar två i sidled utstickande hanorgan (32a, 32b), vilka är axiellt åtskilda från axialkontaktytoma (23) och har till uppgift att förhindra utdragning av kopplingsdelen ur en käft i en verktygsgrundkropp, och att tappen (24) inbegriper medel (51a) för att möjliggöra vridning av densamma och därmed löstoppen i dess helhet.

17. Löstopp enligt krav 16, kännetecknar! därav, att kopplingsdelen (22) är långsmal och sträcker sig diametralt mellan de båda manteldelytoma (11). 445 450 455 460 465 470 533 B55 16

18. Löstopp enligt krav l6 eller l7, kännetecknad därav, att det enskilda hanorganet (32a, 32b) innefattar en vridmomentupptagande sidokontaktyta (33), vilken är belägen i ett från axialkontaktytorna (23) axiellt fiärmat referensplan (RP), som utbreder sig i rät vinkel mot centrumaxeln (C2), och att sidokontaktytan (33) är snedställd relativt referensplanet i riktning bakåt/utåt från en radieövergång (34) mot den enskilda axialkontaktytan.

19. Löstopp enligt krav 18, kännetecknad därav, att det enskilda hanorganet utgörs av en långsmal ås (32a, 32b), som sträcker sig längsmed en del av kopplingsdelen (22), närmare bestämt mellan en periferisk, yttre ände (36a, 36b) och en inre ände (37a, 37b) i närheten av centrumaxeln (C2).

20. Löstopp enligt krav 19, kännetecknad därav, att de båda åsarna (32a, 32b) på ömse sidor av kopplingsdelen (22) har olika form.

21. _ Löstopp enligt krav 20, kännetecknad därav, att åtminstone den ena åsen (32a) är vinkelbruten och inbegriper två sektioner, nämligen dels en första sektion (32c), som sträcker sig inåt från kopplingsdelens (22) periferiska ände till en brytpunkt (48), dels en i trubbig vinkel mot den första sektionen löpande andra sektion (32d), som sträcker sig från sagda brytpunkt till en inre ände (37a).

22. Löstopp enligt krav 20 och 21, kännetecknad därav, att den ena åsens (32a) första sektion (32c) är kortare än en motsvarande, från en periferisk ände löpande sektion av den andra åsen (32b).

23. Löstopp enligt något av kraven 16-22, kännetecknad därav, att tappens (24) vridmedel utgörs av en plan ansatsyta (5la), som är motsatt en kontaktyta (S0).

24. Löstopp enligt krav 23, kännetecknad därav, att kontaktytan (50) utbreder sig mellan två axiellt löpande gränsgeneratriser (53a, 53b), vilka är belägna utmed en tänkt omskriven cirkel (S 1), vars medelpunkt sammanfaller med löstoppens centrumaxel (C2), och mellan vilka en bågvinkel (u) är mindre än l80°, varvid kontaktytan (50) via sagda gräns generatriser övergår i släppningsytor (54a, 54b), som är fiärmade inåt från den omskrivna cirkeln.

25. Löstopp enligt krav 23 eller 24, kännetecknad därav, att kontaktytan (50) är cylinderformad. 475 480 485 490 495 533 B55 17

26. Löstopp enligt krav 24 eller 25, kännetecknar] därav, att släppningsytoma (54a, 54b) har en krökningsradie, som definieras av en tänkt cirkel (S2) vars medelpunkt (M) är excentrisk i förhållande till löstoppens centrumaxel (C2).

27. Löstopp enligt något av kraven 23-26, kännetecknad därav, att ansatsytan (51a) sträcker sig utmed tappens (24) hela längd.

28. Grundkropp till roterbara verktyg för spånavskiljande bearbetning, innefattande främre och bakre ändar (4, 5) mellan vilka sträcker sig en geometrisk centrumaxel (Cl) kring vilken grundkroppen är roterbar, och med vilken en mantelyta (6) är koncentrisk, varvid den främre änden innefattar en käft (26), vilken är avgränsad av två vridmomentöverförande medbririgare (27a, 27b) och en mellanliggande botten (28) i vilken mynnar ett centrumhål (29) med en hålvägg, vilken sträcker sig axiellt inuti grundkroppen och i vilken mynnar ett radialhål (30), som inbegriper en hongänga för en skruv (31) och sträcker sig genomgående mellan centrumhålet och mantelytan, kännetecknad därav, att fria, främre ändar på medbringarna (27 a, 27b) bildar axialstödytor (3 8) för en samverkande löstopp, och att i medbringamas insidor är urtagna säten (39), vilka öppnar sig inåt mot käftens mitt.

29. Grundkropp enligt krav 28, kännetecknad därav, att det enskilda sätet (39) är avgränsat av en vridmomentöverförande sidostödyta (41), vilken är belägen i ett axiellt bakåt från axialstödytoma (38) fjärmat referensplan (RP), som utbreder sig i rät vinkel mot centrumaxeln (Cl), och att sidostödytan är snedställd relativt referensplanet i riktning inåt/framåt.

30. Grundkropp enligt krav 28 eller 29, kännetecknad därav, att det enskilda sätet utgörs av en långsmal ränna (39), som sträcker sig längsmed den enskilda medbringaren, närmare bestämt mellan en periferisk, yttre ände, och en inre ände i närheten av centrumaxeln.

31. Grundkropp enligt krav 30, kännetecknad därav, att de båda rännorna (39) är utformade axiellt bakom vulster (40), som har olika konturform betraktade i axialprojektion.