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Dokumentenidentifikation DE4240260C1 20.01.1994
Titel Entgratwerkzeug
Anmelder KADIA Maschinenbau Kopp GmbH & Co, 72622 Nürtingen, DE
Erfinder Klein, Gerhard, Dipl.-Ing. (FH), 7446 Oberboihingen, DE
Vertreter Dreiss, U., Dipl.-Ing. Dr.jur.; Hosenthien, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Fuhlendorf, J., Dipl.-Ing.; Leitner, W., Dipl.-Ing. Dr.techn.; Steimle, J., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 70188 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 01.12.1992
DE-Aktenzeichen 4240260
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.01.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.01.1994
IPC-Hauptklasse B23D 79/00
IPC-Nebenklasse B24B 9/02   
Zusammenfassung Zur Entgratung von Werkstücken (1) mit an einer Bohrung (2) angebrachten radialen Nuten (3), wobei sich die Nutlängsrichtung parallel oder geneigt zur Bohrungslängsachse (13) erstreckt, wird ein Entgratungswerkzeug (11, 12) vorgeschlagen, das einen in die Werkstückbohrung (2) einsteckbaren Halter (14) mit wenigstens einem, vorzugsweise aber mehreren radial vorstehenden, leistenförmigen, begrenzt selbsteinstellenden Entgratelementen (15) aufweist. Der Halter (14) wird in Richtung der Bohrungslängsachse oszillierend (17) hin- und herbewegt, wobei er in einem Werkzeugkörper (18) geführt ist. Der Werkzeugkörper (18) ist in Umfangsrichtung zumindest begrenzt verstellbar (19) und jedes Entgratelement (15) ist schmaler als die Nutbreite, jedoch länger als die Nut, und es überragt die Nut beim Entgraten nach außen hin, also gegen die geometrische Achse des Entgratungswerkzeugs (11, 12) hin. Dadurch ist außer dem Entgraten auch noch ein Abrunden der Nut-Längsränder (9 und 10) möglich.
Bei einer etwas einfacheren und damit kostengünstigeren, aber in gleicher Weise vorteilfhaften Ausführungsform sind die Entgratelemente (15) in eine Hülse (39) aus federelastischem Material eingelassen, welches diese federelastische Selbstausrichtung gegenüber den beiden Nutwandungen (4, 8) hin ermöglicht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Entgratwerkzeug zum Entfernen mindestens eines Grats in einer Bohrung eines Werkstücks, mit einem in die Werkstückbohrung einsteckbaren dornartigen Halter mit wenigstens einem radial vorstehenden, begrenzt selbsteinstellenden Entgratelement, der in Richtung der Bohrungslängsachse hin und her bewegbar ist.

Ein solches Entgratwerkzeug ist durch die DE 40 00 403 A1 bekannt geworden. Es dient zur Entfernung des Grats am Übergang einer Querbohrung in eine Längsbohrung eines Werkstücks. Bei der Entfernung des Grats soll weder die Längs- noch die Querbohrung bearbeitet werden. Um letzteres zu gewährleisten, werden als Entgratelemente federnde, bogenförmig ausgewölbte Entgratelemente eingesetzt, die über den Großteil ihrer Länge beschichtet sind und dadurch in der Art von Feilen wirken. Demnach erfordert das Abtragen des Grats eine Drehung des Halters mit den Entgratelementen. Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß die Entgratelemente nach dem Anlegen an der Längsbohrung während der gesamten Bearbeitungszeit ihre federelastisch eingenommene Form beibehalten.

Zur Bearbeitung eines Werkstücks in dessen Bohrung radiale Nuten münden, wobei am Übergang der Nuten in die Bohrung jeweils ein Grat an zumindest einer Nutflanke vorhanden ist, ist dieses vorbekannte Entgratwerkzeug nicht geeignet. Seine Entgratelemente würden nämlich beim Drehen des Entgratwerkzeugs jeweils in die nächstfolgende Nut einspringen und nach einer der Nutbreite entsprechenden Drehung wieder heraustreten. Dies würde einerseits zu einem nicht hinnehmbaren raschen Abnutzen der Entgratelemente und andererseits zu einer unerwünschten Beeinträchtigung der Nutwandung führen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die den Grat aufweisenden Nuten sich über die gesamte Länge der Bohrung bzw. des Werkstücks erstrecken, wie dies bspw. bei einem Synchronring, insbesondere eines Fahrzeuggetriebes der Fall ist. Im übrigen entsteht beim Anbringen der Nuten an einem durch Drehen hergestellten Synchronring oder dgl. sowohl in Umfangsrichtung als auch an der Stirnseite des Ringes Grate. Die stirnseitigen Grate wären mit dem vorbekannten Entgratwerkzeug wohl kaum abzutragen.

Durch die DE-PS 51 240 ist ein "Apparat zum Reinigen von Siede-, Flamm- und anderen Rohren" bekannt geworden. Er wird in das Rohr eingebracht und besitzt radial vorstehende gezahnte Messer, welche die Ablagerung im Rohrinnern abtragen sollen. Dies ist ein recht grobes Verfahren, welches auf die Haßhaltigkeit und Oberfläche der Bohrung des Rohres kaum Rücksicht nimmt. Zum Abtragen eines Grats am Übergang einer Radialnut in eine Längsbohrung eines Werkstücks ist dieser Apparat zweifellos nicht vorgesehen und auch nicht geeignet.

Synchronringe der genannten Art werden bislang von Hand oder mittels Gleitschleifen entgratet, wobei das Bearbeitungsergebnis meist nicht zufriedenstellend ausfällt. Außerdem benötigt das Gleitschleifen hohe Bearbeitungszeiten, so daß es allein aus diesem Grunde sehr teuer ist. Besonders nachteilig sind aber die großen Fertigungstoleranzen bei der Herstellung dieser Ringe, was an sich einer maschinellen Bearbeitung mittels eines Entgratwerkzeugs in Verbindung mit einer geeigneten Maschine entgegensteht.

Es liegt somit die Aufgabe vor, ein Entgratwerkzeug der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein maschinelles Entgraten der innen liegenden Nuten eines Werkstücks, insbesondere eines Ringes, mit gutem Ergebnis und geringer Bearbeitungszeit auch bei größeren Fertigungstoleranzen des letzteren möglich ist. Die Nuten sollen dabei nicht nur in Umfangsrichtung der Bohrung, sondern auch an der Stirnseite des Werkstücks bzw. Rings mit Hilfe dieses Entgratwerkzeugs sauber entgratet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß zum einen vorgeschlagen, daß das Entgratwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist.

Normalerweise entsteht beim Drehen der Grat nur an einer Längsseite bzw. Längsflanke der Nut. Trotzdem soll aber dieses Entgratwerkzeug in der Lage sein, beide Längsflanken sauber zu entgraten, selbst dann, wenn die beiden Nutflanken nicht parallel zueinander verlaufen, sondern sich die Nut nach außen hin erweitert. Das Entgratwerkzeug soll auch dann ein gutes Arbeitsergebnis liefern, wenn an einem Werkstück, insbesondere Synchronring, mehrere Nuten in Umfangsrichtung versetzt angebracht sind und die Teilung eine hohe Toleranz zuläßt. Entsprechendes gilt auch für die Nutweite und bei winklig zueinander verlaufenden Nutwandungen hinsichtlich der Winkelstellung der Nutflanken.

Nachfolgend wird davon ausgegangen, daß das Entgratwerkzeug zum Bearbeiten von Ringen, insbesondere von Synchronringen eingesetzt wird, ohne daß dies einschränkend verstanden werden darf. Wenn man also einen derartigen Ring zu entgraten hat, so wird das Entgratwerkzeug so in den Ring eingeführt, daß jedes Entgratelement einer Nut des Ringes zugeordnet ist bzw. in diese eingreift. Man legt dann durch eine minimale Drehung des Entgratwerkzeugs in Umfangsrichtung das bzw. die Entgratelemente an eine der Nutflanken, vorzugsweise an die mit dem starken Grat versehene Nutwandung an. Daraufhin wird das Entgratwerkzeug in Einsteckrichtung bzw. in Nutlängsrichtung oszillierend angetrieben, wodurch dann der Grat abgetragen wird. Aufgrund der begrenzten Selbsteinstellmöglichkeit des bzw. der Entgratelemente können sich sowohl Teilungsfehler als auch Winkelfehler der Nutwandungen auf das Arbeitsergebnis nicht negativ auswirken. Es ist nicht notwendig, daß die Zahl der Entgratelemente der Nutenzahl des Ringes entspricht. Wenn die Nutenzahl die Entgratelementzahl um ein ganzes Vielfaches übertrifft, so kann man durch einfaches Umsetzen des Entgratwerkzeugs um jeweils eine Nutteilung alle Nuten insbesondere gruppenweise bearbeiten. Andererseits ist es aber auch ohne weiteres möglich, bspw. Synchronringe selbst dann zu entgraten, wenn sie in Umfangsrichtung betrachtet mehrere Nutgruppen mit jeweils einem Umfangsabstand aufweisen, der größer ist als der Umfangsabstand benachbarter Nuten einer Nutgruppe. In diesem Falle kann man das Entgraten ggf. unter Zuhilfenahme mehrerer Entgratwerkzeuge mit jeweils entsprechender Teilung bzw. Anordnung der Entgratelemente durchführen.

Die Ausbildung der Entgratelemente hängt vom Material der Ringe ab. Selbstverständlich bedarf ein gehärteter Ring eines anderen Entgratelements als ein ungehärteter Ring. Auch hinsichtlich der Materialart kann man eine Anpassung des Entgratelements jeweils vornehmen.

Wenn bspw. alle "rechten" Nutflanken bearbeitet sind, so stellt man das Entgratwerkzeug um, so daß die Entgratelemente nunmehr an den "linken" Nutflanken anliegt und diese bearbeitet werden können. Weil die Entgratelemente in radialer Richtung gesehen gegen die Mittelachse hin über die Nuten vorstehen und sie außerdem begrenzt selbsteinstellbar sind, erreicht man gleichzeitig mit dem Entgraten auch ein gewisses Verrunden der parallel bzw. leicht geneigt zur Bohrungslängsachse verlaufende Nutaußenkanten. Im übrigen müssen die Entgratelemente im letzteren Falle, also bei konstanter Nuttiefe der leicht geneigten Nuten, am Entgratwerkzeug entsprechend angebracht und so hin- und herbewegt werden, daß sie dieser Nutrichtung folgen können.

In jedem Falle werden aber die Entgratelemente in Richtung ihrer Längserstreckung hin- und herbewegt.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist, gekennzeichnet durch mehrere einzeln oder in Gruppen gleichmäßig am Umfang verteilte Entgratelemente. Hiermit ist eine Bearbeitung von Werkstücken bzw. Ringen im Sinne der vorstehenden Ausführungen möglich.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedes Entgratelement in einem Trägerelement gehalten, wobei zur begrenzten Selbsteinstellung in Umfangsrichtung zwischen das Entgratelement und das Trägerelement ein federelastisches Dämpfungselement geschaltet ist. Dieses ist auch ohne weiteres in der Lage, Toleranzen sowohl hinsichtlich der Nutform als auch der Teilung in vorgegebenem Umfange zu überbrücken.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beschreibt Anspruch 4.

In Abhängigkeit von den geometrischen Abmessungen der dort erwähnten taschenartigen Aufnahmen des Trägerelements sowie des Entgratelements und den physikalischen Eigenschaften der Kunststoffmasse erreicht man einen ganz bestimmten Kippwinkel des Entgratelements im Trägerelement und dadurch die entsprechende Anpassungsmöglichkeit an Toleranzfehler, aber auch einen entsprechenden Grad der Verrundung der Nutkanten. An den Stirnseiten der Ringe wird der Grat bis zur Gratwurzel abgetragen. Dort findet keine Verrundung statt.

Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung ist das Entgratelement als leistenförmige Feile ausgebildet, die an ihrer Umfangsfläche und ihren beiden, vorzugsweise parallelen Seitenflächen mit Feilenhieben versehen ist. Hiermit kann der Grat bis zum Nutgrund abgetragen werden.

Eine andere Ausbildung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 6. Das dort beschriebene Entgratelement dient zum Entgraten von Ringen aus gehärtetem Material, während man die Feilleisten in der Regel bei weichem Stahl anwendet. Entsprechendes gilt für andere Materialien sinngemäß.

Eine Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 7. Beim Entgraten wird der dort erwähnte Werkzeugkörper in der jeweils eingestellten Stellung an der Entgratmaschine oder -vorrichtung gehalten, während das Trägerelement mit dem oder den Entgratelementen die oszillierende Bewegung ausführt.

Aufgrund der kippbaren Lagerung quer, insbesondere senkrecht zur Verschieberichtung, können mit diesem Entgratwerkzeug auch Nuten entgratet werden, die geneigt zu einer Parallelen zur Längsachse des Entgratwerkzeugs verlaufen, d. h. die an einer konischen Innenwandung angebracht sind, jedoch eine konstante Nuttiefe und selbstverständlich auch Nutbreite aufweisen.

In diesem Sinne sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß das Entgratelement gemäß Anspruch 8 ausgebildet ist. Der dort erwähnte Kipphebel ist nicht nur seinerseits kippbar am Trägerelement gelagert, vielmehr nimmt er geringfügig kippbar das zugeordnete Entgratelement bzw. Trägerelement auf. Dadurch ist eine automatische Anpassung an die schräg verlaufenden Nuten möglich, wobei sich gemäß dem Ausführungsbeispiel, bezogen auf die Einsteckrichtung des Entgratwerkzeugs, die Bohrung des Ringes vom Einsteckende zum gegenüberliegenden Ende hin konisch verjüngt.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist Anspruch 9 entnehmbar. Man erreicht hiermit besonders gute Anpassungen, auch bei Ausnutzung der vollen Toleranzen bei der Ringherstellung. Andererseits ist diese Konstruktion robust, zuverlässig, preiswert und bei den auftretenden Belastungen kaum störanfällig.

Die in Anspruch 10 beschriebene Weiterbildung ist besonders montagefreundlich und funktionssicher.

Eine besonders wichtige Variante der Erfindung geht aus Anspruch 11 hervor. Sie erleichtert trotz Verwendung einer strammen Feder die Montage der Trägerelemente am Halter.

Die Aufgabe wird desweiteren bei einem gattungsgemäßen Entgratwerkzeug durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 12 gelöst. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch eine besonders einfache und damit sehr robuste und kostengünstige Konstruktion aus. Es eignet sich in gleicher Weise für Werkstücke der genannten Art wie die erste Variante der Erfindung. Die Entgratelemente dieses Werkzeugs werden in geeigneter Weise an der dort beschriebenen nachgiebigen Hülse gehalten, wobei sie aufgrund der Elastizität des Hülsenmaterials genauso selbsteinstellend sind wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.

Weitere Ausgestaltungen der beiden Ausführungsbeispiele sowie hieraus resultierende Arbeitsweisen und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachstehenden Zeichnungsbeschreibung.

Die Zeichnung zeigt die beiden Ausführungsbeispiele der Erfindung. Hierbei stellen dar:

Fig. 1 einen Halbschnitt durch die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entgratwerkzeugs;

Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung X der Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsmittelschnitt durch die zweite Variante der Erfindung;

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab schematisch die Zuordnung eines Entgratelements zu einer Nut des Werkstücks in perspektivischer Darstellung;

Fig. 6 einen Ausschnitt aus dem Nutbereich mit den zwei möglichen Arbeitsstellungen des Entgratelements in der Nut.

Die Entgratwerkzeuge der Fig. 1 bis 4 dienen zum Entgraten von Werkstücken 1, vorzugsweise Synchronringen von Fahrzeuggetrieben. Der Einfachheit halber wird nachstehend lediglich noch von einem "Ring" gesprochen, ohne daß dies einschränkend gemeint ist.

Der Ring 1 ist mit einer zentrischen Bohrung 2 versehen, an dem mehrere, am Umfang versetzte Nuten 3 vorgesehen sind. Sie können gleichmäßig am Umfang versetzt angeordnet sein oder aber, wie beim Ausführungsbeispiel vorgesehen, aber nicht näher dargestellt, in Gruppen angeordnet sein, wobei dann die Gruppen auf gleichem gegenseitigen Abstand angebracht sind.

Beim Drehen des Innendurchmessers entsteht an insbesondere der rechten Nutwandung 4 der Nut 3 der Fig. 5 ein Umfangsgrat 5, und an der Stirnseite 6 des Ringes 1 ein stirnseitiger Grat 7. Gegenüberliegend kann sich noch ein weiterer stirnseitiger Grat befinden. Im Normalfalle entsteht beim Drehen an der linken Nutwandung 8 kein nennenswerter Grat. Trotzdem wird aber jede Nut gemäß der Darstellung nach Fig. 6 links und rechts entgratet. Dies hängt vor allen Dingen auch damit zusammen, daß außer dem Entgraten auch noch eine Verrundung der Längskanten 9 und 10 an den freien Längsrändern der Nut möglich ist.

Gemäß Fig. 6 verlaufen die beiden Nutwandungen beim Ausführungsbeispiel des zu bearbeitenden Rings nicht parallel zueinander, vielmehr wird die Nut nach außen bzw. zum Ringinneren hin weiter. Im übrigen ergibt sich aus Fig. 1, daß bei diesem Ausführungsbeispiel der Nutgrund nicht parallel zur geometrischen Längsachse des Rings 1 bzw. zur geometrischen Längsachse 13 des Entgratungswerkzeugs 11 bzw. 12 verläuft, sondern leicht geneigt hierzu, wobei allerdings die Nuttiefe konstant ist. Dies ist auch der Grund, weswegen bei beiden Ausführungsformen das arbeitende Ende des Entgratwerkzeugs 11 bzw. 12 eine Kegelstumpfform hat.

Ein wesentliches Element des Entgratwerkzeugs 11 ist ein Halter 14 mit wenigstens einem, beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 aber mit sechs am Umfang angebrachten, radial vorstehenden, leistenförmigen, wie nachstehend noch erläutert wird, begrenzt selbsteinstellenden Entgratelementen 15. Dabei sind jeweils zwei Entgratelemente zu einem Paar zusammengefaßt und die Paare sind in Umfangsrichtung gesehen jeweils mit gleichem Umfangsabstand montiert. Diese Ausbildung hängt aber damit zusammen, daß am Ring 1 drei Gruppen mit Nuten 3 vorgesehen sind, die ebenfalls um 120° versetzt sind, wobei selbstverständlich der Umfangsabstand benachbarter Nuten dem Umfangsabstand bzw. dem Winkelabstand benachbarter Entgratelemente 15 entspricht. Man kann, wie Fig. 2 zeigt, den die Entgratelemente 15 aufweisenden Teil des Entgratungswerkzeugs 11, 12 durchaus als Polygon ausbilden und lediglich einen Teil der Polygonelemente mit einem Entgratelement versehen.

Das Entgratungswerkzeug 11 bzw. 12 wird im Sinne des Pfeils 16 in den Ring 1 eingesteckt, wobei dann jedes Entgratelement 15 in eine zugeordnete Nut 3 eingreift.

Die Entgratelemente 15 sind im Sinne des Doppelpfeils 17 oszillierend in einem Werkzeugkörper 18 geführt. Während dieser Hin- und Herbewegung der Entgratelemente 15 steht der Werkzeugkörper 18 still. Er kann aber begrenzt im Sinne des Doppelpfeils 19 verstellt werden. Dadurch ist es gemäß Fig. 6 möglich, jedes Entgratelement 15, welches schmäler ist als die Nut 3 des Rings 1, entweder an der rechten Nutwandung 4 oder der linken Nutwandung 8 anzulegen. Aufgrund der nachstehend noch detaillierter beschriebenen Selbsteinstellungsmöglichkeit der Entgratelemente 15 liegen letztere auch bei einer sich nach außen hin erweiternden Nut 3 an der jeweiligen Nutwandung 4 bzw. 8 jeweils flach an. Wenn man diese Selbsteinstellmöglichkeit optimal ausnutzt, so kann man bspw. nach dem Abtragen des Umfangsgrats 5 anschließend auch noch die Nut-Längsränder 9 bzw. 10 etwas abrunden. Auch hierzu wird die Möglichkeit einer begrenzten Drehung des Werkzeugs 11 bzw. 12 im Sinne des Doppelpfeils 19 ausgenutzt, wobei diese Drehbewegung über den Werkzeugkörper 18 erreicht wird, der mit einem nicht näher dargestellten einfachen Drehantrieb, insbesondere hydraulischer oder pneumatischer Art, gekoppelt sein kann.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist jedes Entgratelement 15 in einem Trägerelement 20 gehalten. Letztere haben beim Ausführungsbeispiel einen schwalbenschwanzartigen oder T-förmigen Querschnitt, so daß sie in ihrer zugeordneten Aufnahmenut 21 des Werkzeugkörpers 18 zwar längsverschieblich, aber quer hierzu im Sinne des Pfeiles 22 nicht aushebbar sind. Die Montage erfolgt somit in der nachstehend noch näher erläuterten Weise durch Einschieben im Sinne des Pfeils 23 in die jeweils hierfür vorgesehene Aufnahmenut 21.

Zwischen jedes Trägerelement 20 und sein Entgratelement 15 ist jeweils ein federelastisches Dämpfungselement 24 (Fig. 2) geschaltet. Somit kann das Entgratelement 15 in seinem Trägerelement 20 eine begrenzte Kippbewegung im Sinne des Doppelpfeils 19 ausführen. Dies ermöglicht das erwähnte optimale Anlegen jedes Entgratelements an der Nutwandung, und auch das Verrunden der Nut-Längsränder 9 und 10. Beim federelastischen Dämpfungselement handelt es sich bevorzugterweise um eine Kunststoffmasse, insbesondere um Silikon. Sie befindet sich in einer taschenartigen Aufnahme 25 des Trägerelements 20. Je größer diese Aufnahme 25 ist, umso mehr Dämpfungsmasse kann zwischen das Trägerelement und das Entgratelement gebracht werden. Das Silikon übernimmt zugleich das Festhalten des Entgratelements 15 im Trägerelement 20 bzw. in dessen taschenartiger Aufnahme 25. Im übrigen handelt es sich beim Entgratelement 15 der Fig. 1, 2, und 5 um eine leistenförmige Feile, welche an ihrer dem Nutgrund des Ringes zugekehrten Umfangsfläche, sowie an ihren beiden Seitenflächen, welche den Nutwandungen 4 und 8 zuordnenbar sind, jeweils einen Feilenhieb aufweist. Ein solcher kann gemäß Fig. 5 auch an den stirnseitigen Enden vorgesehen sein. Bei der Bearbeitung härterer Werkstoffe, also bspw. bei gehärtetem Stahl, verwendet man statt dessen z. B. Diamantleisten, die dann im Sinne des Feilenhiebs mit Diamantsplittern versehen sind.

Fig. 1 entnimmt man zumindest indirekt, daß das Entgratelement 15 bzw. das Trägerelement 20 begrenzt um eine quer zur Verschieberichtung 17 verlaufende Achse 26 kippbar am Halter 14 gelagert ist. Diese Ausrichtmöglichkeit ist deshalb geschaffen worden, weil mit dem Entgratwerkzeug 11 der Fig. 1 und 2 Nuten 3 an einer konischen Bohrung des Rings 1 entgratet werden sollen. Wenn hierbei das Entgratelement 15 bzw. dessen Trägerelement 20 in Pfeilrichtung 17 an seinem Halter 14 hin- und herverschoben werden soll, so ist dieses Verschieben nur dadurch möglich, daß man zwischen das Trägerelement 20 bzw. das Entgratelement 15 und den Halter 14 ein Zwischenelement schaltet, welches der Verengung der Bohrung des Rings 1 Rechnung trägt. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist hierfür ein Kipphebel 27 vorgesehen. Dessen Kippachse 28 verläuft parallel zur Kippachse 26 des Entgratelements 15 bzw. des Trägerelements 20. Demnach ist dieser Kipphebel ein einarmiger Hebel, der durch eine Belastungsdruckfeder 29 in radialer Richtung nach außen hin belastet ist. Er ist in einer radialen Außennut 30 des Halters 14 untergebracht bzw. gelagert. Die Druckfeder 29 ist zwischen den freien Endbereich des Kipphebels 27 und den Nutgrund der Außennut 30 geschaltet. Der Nutgrund verläuft von links nach rechts (Fig. 1) gegen die geometrische Achse 13 hin geneigt, so daß mit zunehmendem Einschieben des Entgratwerkzeugs 11 die Kipphebel 27 gegen den Widerstand ihrer Belastungsdruckfeder 29 immer stärker nach innen gedrückt werden. Dadurch kann dann das Trägerelement 20 der schräg verlaufenden bzw. an einem Kegelstumpfmantel angebrachten Aufnahmenut 21 folgen.

Die Kippachse 26 des Entgratelements 15 bzw. des Trägerelements 20 hat eine leistenförmige Gestalt, und sie erstreckt sich in Fig. 1 senkrecht zur Blattebene. Der Querschnitt am freien Leistenende ist kreisbogenförmig begrenzt und größer als 180°.

Somit kann diese Leiste in dem nutenförmigen Lager 31 begrenzt kippen. Bei diesem Lager handelt es sich um eine im Querschnitt dem freien Leistenende des Trägerelements 20 entsprechend weite Nut, welche sich an einem gabelförmigen, vorstehenden Ansatz 32 des Kipphebels 27 befindet. In der vorstehend bereits angedeuteten Weise befindet sich dabei an einem der beiden Gabelzinken, nämlich beim Ausführungsbeispiel dem Gabelzinken 33, eine Montage-Auflaufschräge 34. Wenn man also das lose Trägerelement 20 im Sinne des Pfeils 23 in die Aufnahmenut 21 einschiebt, so gelangt der die Kippachse 26 bildende Ansatz des Trägerelements 20 an die Montage-Auflaufschräge 34 des Kipphebels 27 und drückt diesen gegen den Widerstand der Belastungsdruckfeder 29 nach unten bis die leistenförmige Achse 26 in die Lagernut 31 eingesprungen ist.

Das entgratelementferne Ende 35 des Halters 14 ist mit dem Oszillationsantrieb einer entsprechenden Bearbeitungsmaschine oder -vorrichtung kuppelbar. Desweiteren ist das Ende 36 des Entgratungswerkzeugs 11 bzw. 12 mit einer Bajonettverschlußhälfte ausgestattet. Sie besteht bei beiden Ausführungsbeispielen aus zwei radial vorstehenden Zapfen 37 und 38. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß die Durchmesser dieser beiden Zapfen unterschiedlich sind, um in Drehrichtung gesehen ein genau vorbestimmte Montagestellung des Entgratungswerkzeugs 11 bzw. 12 in der Maschine oder dergleichen zu erhalten. Dadurch ist dann auch gewährleistet, daß bei nicht gleichmäßig am Umfang verteilten Entgratelementen 15 bzw. bei in spezieller Weise am Ring 1 angebrachten Nuten jeweils das für eine bestimmte Nut vorgesehene Entgratelement 15 auch tatsächlich in diese Nut gelangt.

Auch das Entgratungswerkzeug 12 der Fig. 3 und 4 dient zum Entgraten von Nuten 3 eines Ringes 1 mit einer sich konisch verengenden zentrischen Bohrung 2. Infolgedessen verjüngt es sich ebenfalls gegen sein freies Ende hin, d. h. das Bearbeitungsende dieses Entgratungswerkzeugs 12 hat im wesentlichen eine Kegelstumpfform. Es besteht aber insofern zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ein entscheidender Unterschied, als dieses Bearbeitungsende im wesentlichen aus einer federelastisch nachgiebigen - für den speziellen Zweck kegelstumpfförmigen - Hülse 39 besteht. Als Werkstoff hierfür kommt bspw. ein Polyurethan-Elastomer-Material mit vorzugsweise eine Shore-Härte von ca. 90 in Frage. Gemäß Fig. 3 sind die Entgratelemente 15 unmittelbar im Material der Hülse 39 verankert. Zu diesem Zwecke kann man Längsnuten 40 mit geringem Untermaß anbringen, in welche man die leistenförmigen Entgratelemente 15 einfach hineindrückt. Sie halten dort durch Reibung. Eine federelastische Nachgiebigkeit im Sinne der Darstellung der Fig. 6 ist selbstverständlich auch bei diesem Ausführungsbeispiel gewährleistet, wobei allerdings die Elastizität aus der Hülse 39 und nicht einem zwischengeschalteten Material wie bspw. dem federelastischen Dämpfungsmaterial 24 (Silikon) kommt.

Die Hülse 39 ist abnehmbar an einem Dorn 41 gehalten. Sie wird mit Hilfe von Paßstiften 42 und 43 gegenüber dem Dorn 41, aber auch gegenüber den Zapfen 47 und 48 genau ausgerichtet. Das Festhalten kann bspw. mittels einer zentrischen Schraube 44 erfolgen, wobei man gemäß Fig. 3 noch eine Buchse 45 bzw. Bundbuchse dazwischenschalten kann. Außerdem kann man noch einen Distanzring 46 vorsehen, der ebenfalls dämpfende Eigenschaften aufweisen kann.

Während beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 der Halter 14 mit den Entgratelementen 15 in einem in einer Bearbeitungsmaschine einriegelbaren Werkzeugkörper 18 verschiebbar gelagert ist, wobei letzterer die Oszillationsbewegung nicht mitmacht, führt der Dorn 41 diese Oszillationsbewegung aus.

Die Bearbeitung erfolgt vorzugsweise ohne Kühlschmierstoff, wobei das abgetragene Material einfach weggeblasen oder abgesaugt wird. Die Standzeit der Feilleisten beträgt mindestens dreitausend Werkstücke, und die Taktzeit kann innerhalb von zwanzig Sekunden liegen. Als Frequenz für die Oszillation sind 100 bis 200 Hz vorgesehen. Im übrigen kann sich an dieses Entgraten noch ein Bürstvorgang anschließen.

Die vorbeschriebenen Entgratungswerkzeuge können bei der Bearbeitung von Ringen, vorzugsweise Synchronringen, verwendet werden, die eine konstante Teilung oder auch eine Teilung mit Gruppen aufweisen, wobei die Neigung der Nut bspw. 7° plus/minus 2° betragen kann. Hierbei können Teilungsfehler von 20° plus/minus 30° und Toleranzen der Seitenflächen von 2° plus/minus 3° ohne weiteres akzeptiert werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Entgratwerkzeug (11) zum Entfernen mindestens eines Grats in einer Bohrung (2) eines Werkstücks (1), mit einem in die Werkstückbohrung (2) einsteckbaren dornartigen Halter (14) mit wenigstens einem radial vorstehenden, begrenzt selbsteinstellenden Entgratelement (15), der in Richtung der Bohrungslängsachse hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gratentfernung an einem Werkstück (1) mit an der Bohrung angebrachten radialen Nuten (3) deren Längsrichtung parallel oder geneigt zur Bohrungslängsachse verläuft, jedes Entgratelement (15) leistenförmig ausgebildet und schmaler als die Nutbreite sowie länger als die Nut (3) ist und es die Nut beim Entgraten nach außen hin überragt, und daß der dornartige Halter (14) in Richtung der Bohrungslängsachse in einem Werkzeugkörper (18) geführt ist, der in Umfangsrichtung (19) zumindest begrenzt verstellbar ist.
  2. 2. Werkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere einzeln oder in Gruppen gleichmäßig am Umfang verteilte Entgratelemente (15).
  3. 3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Entgratelement (15) in einem Trägerelement (20) gehalten ist, wobei zur begrenzten Selbsteinstellung in Umfangsrichtung (19) zwischen das Entgratelement (15) und das Trägerelement (20) ein federelastisches Dämpfungselement (24) geschaltet ist.
  4. 4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das federelastische Dämpfungselement (24) aus einer Kunststoffmasse, insbesondere Silikon, besteht, welches sich in einer taschenartigen Aufnahme (25) des Trägerelements (20) befindet, wobei der arbeitende Teil des Entgratelements (15) das Dämpfungselement (24) in radialer Richtung überragt, und das Dämpfungselement (24) vorzugsweise außen bündig mit der Aufnahme (25) verläuft.
  5. 5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entgratelement (15) als leistenförmige Feile ausgebildet ist, die an ihrer freien Umfangsfläche und ihren beiden, vorzugsweise parallelen Seitenflächen mit Feilenhieben versehen ist.
  6. 6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entgratelement (15) aus einer Diamantleiste besteht, deren freie Umfangsfläche und beide, vorzugsweise parallelen Seitenflächen Arbeitsflächen bilden.
  7. 7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Entgratelement (15) bzw. das Trägerelement (20) radial aushebesicher, aber längsverschieblich in einer Führungsnut (21) des Werkzeugkörpers (18) befindet und begrenzt um eine quer zur Verschieberichtung (17) verlaufende Achse (26) kippbar am Halter (14) gelagert ist.
  8. 8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Entgratelement (15) bzw. das Trägerelement (20) ein radial nach außen federbelasteter Kipphebel (27) geschaltet ist, dessen Kippachse (28) parallel zur Kippachse des Entgratelements (15) bzw. Trägerelements (20) verläuft.
  9. 9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der als einarmiger Hebel ausgebildete Kipphebel (27) in einer radialen Außennut (30) des Halters (14) gelagert ist, wobei eine Belastungsdruckfeder (29) zwischen den freien Endbereich des Kipphebels (27) und den Nutgrund der Außennut (30) geschaltet ist, und daß die Außennut (30) leicht geneigt zu einer gedachten Parallelen der Werkzeuglängsmittelachse verläuft, wobei sich der Halter (14) gegen sein freies Ende hin konisch verjüngt.
  10. 10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippachse (26) des Entgratelements (15) bzw. des Trägerelements (20) eine leistenförmige Gestalt aufweist, die sich an der Innenseite des Entgratelements bzw. des Trägerelements befindet und ein im Querschnitt außen kreisbogenförmig begrenztes, verdicktes, freies Ende aufweist, das in eine Lagernut (31) eingreift.
  11. 11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Lager (31) des Kipphebels (27) an einem gabelförmigen, vorstehenden Ansatz (32) befindet, wobei wenigstens einer der Gabelzinken (33) außen mit einer Montage-Auflaufschräge (34) versehen ist.
  12. 12. Entgratwerkzeug (11) zum Entfernen mindestens eines Grats in einer Bohrung (2) eines Werkstücks (1), mit einem in die Werkstückbohrung (2) einsteckbaren dornartigen Halter (41) mit wenigstens einem radial vorstehenden, begrenzt selbsteinstellenden Entgratelement (15), der in Richtung der Bohrungslängsachse hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gratentfernung an einem Werkstück (1) mit an der Bohrung angebrachten radialen Nuten (3) deren Längsrichtung parallel oder geneigt zur Bohrungslängsachse verläuft, jedes Entgratelement (15) leistenförmig ausgebildet und schmaler als die Nutbreite sowie länger als die Nut (3) ist und es die Nut beim Entgraten nach außen hin überragt, und daß der dornartige Halter (41) in Richtung der Bohrungslängsachse in einem Werkzeugkörper (18) geführt ist, der in Umfangsrichtung (19) zumindest begrenzt verstellbar ist, daß sich außerdem die Entgratelemente (15) an einer Hülse (39) am freien Ende des dornartigen Halters (41) befinden, die mindestens im Bereich der Entgratelemente (15) federelastisch nachgiebig ausgebildet, vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist.
  13. 13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hülse (39) gegen das freie Ende hin konisch verjüngt.
  14. 14. Werkzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (39) abnehmbar an dem dornartigen Halter (41) gehalten ist.
  15. 15. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (39) mittels Paßstiften (42, 43), insbesondere mittels zweier unterschiedlich dicker Paßstifte zentriert ist.
  16. 16. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das entgratelementferne Ende (35) des Halters (14) bzw. (41) als mit einem Oszillationsantrieb kuppelbare Zustellstange ausgebildet ist.
  17. 17. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Ausstattung des werkzeug-Befestigungsendes (36) mit einer Bajonettverschlußhälfte (37, 38).
  18. 18. Werkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bajonettverschlußhälfte aus zwei radial vorstehenden Zapfen (37, 38), insbesondere mit unterschiedlichem Durchmesser, besteht.






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