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Dokumentenidentifikation DE69712511T2 05.12.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0938394
Titel SCHNEIDEINSATZ SICHERUNGSVORRICHTUNG
Anmelder Schmidt, Erik, Uppsala, SE
Erfinder Schmidt, Erik, Uppsala, SE
Vertreter Wächtershäuser und Kollegen, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69712511
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.11.1997
EP-Aktenzeichen 979135886
WO-Anmeldetag 05.11.1997
PCT-Aktenzeichen PCT/SE97/01851
WO-Veröffentlichungsnummer 0009822245
WO-Veröffentlichungsdatum 28.05.1998
EP-Offenlegungsdatum 01.09.1999
EP date of grant 08.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.12.2002
IPC-Hauptklasse B23B 27/16
IPC-Nebenklasse B23B 29/12   B23C 5/22   

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf Schneidwerkzeuge mit abnehmbaren Einsätzen wie z. B. Wendeschneidplatten zur Verwendung bei Dreh- und Fräsvorgängen und insbesondere auf Schneidwerkzeuge mit einer Einsatzanbringung eines sogenannten Schraubenklemmtyps.

STAND DER TECHNIK

Es gibt einen weiten Bereich verschiedener bestehender Ausführungen, bei denen eine Wendeschneidplatte in einem Werkzeughalter durch die Verwendung einer Schraube oder eines modifizierten Bolzens gesichert ist. Diesen Ausführungen ist gemeinsam, daß die Schraube oder der modifizierte Bolzen in ein in einen Werkzeughalter geschnittenes Gewinde direkt oder über eine andere Gewindeeinrichtung eingesetzt wird.

Ein Schneidwerkzeug mit einem abnehmbaren Einsatz ist zum Beispiel aus US-A-1,629,667 (Knipple) bekannt. Es ist ein Werkzeughalter vorgesehen, worin ein Einsatz auf einer Seite des Werkzeughalters aufsitzt und durch einen Bolzen gesichert ist, der von einem auf einer dem Einsatzsitz gegenüberliegenden Seite gebildeten Bolzenkopfsitz durch den Werkzeughalter reicht.

US-A-3,812,547 (Reich) sieht ein Schneidwerkzeug vor, worin ein austauschbarer Einsatz in einem V-förmigen Schlitz eines Werkzeughalters eingeführt und festgeklemmt wird, so daß er durch einen Stift im Schlitz aufsitzt. Der Stift erstreckt sich durch den Einsatz und in eine axiale Bohrung des Werkzeughalters. Eine konische Feststellschraube greift am Stift quer an, so daß das konische Ende der Feststellschraube das untere Ende des Stifts verkeilt, wobei das obere Ende des Stifts gekippt wird, um den Einsatz im V- Schlitz festzuklemmen.

Ein Schneidwerkzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus US-A-1,629,667 bekannt.

Ein Problem mit einer Ausführung dieser Art ist, daß die Schraube oder der Bolzen ganz herausgeschraubt werden müssen, um den Einsatz zu lösen. Dies bedeutet unter anderem, daß eine Gefahr besteht, daß einige dieser Gegenstände, die gewöhnlich eine kleine Größe haben, verloren werden.

Ein weiteres Problem tritt in Situationen auf, in denen aufgrund der Anbringung des Schneidwerkzeugs in der Arbeitsmaschine die Möglichkeit des Zugangs begrenzt ist.

Ein Sichern oder Lösen des Einsatzes unter solchen Umständen kann die Entfernung des kompletten Schneidwerkzeugs von der Maschine notwendig machen, um den Einsatz an einem geräumigeren Ort zu wenden oder umzuspannen. Dieser Vorgang ist zeitraubend.

Wenn das Schneidwerkzeug in der Maschine an die Stelle zurückgebracht wird, muß es danach sorgfältig kalibriert werden, um eine korrekte Arbeitsstellung sicherzustellen, was zu weiteren Zeitverlusten führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wie in Anspruch 1 spezifiziert ist, die obigen Probleme zu lösen.

Der Einsatz wird durch die Verwendung eines speziell gestalteten Bolzens im Werkzeughalter gesichert, wobei der Bolzen in einen über ein Außenende des Werkzeughalters verlaufenden offenen Kanal eingepaßt wird. Der Bolzen wird durch eine Mutter mittels eines verjüngten Abschnitts der Mutter an der Verwendungsstelle gesichert, der nach einem Festziehen mit einer entsprechenden Ausnehmung im Kanal in Eingriff steht. Das Festziehen liefert auch eine Sicherungskraft auf dem durch Bolzen angebrachten Einsatz.

Die Erfindung ermöglicht, daß sowohl der Einsatz als auch die Mutter während eines Sicherns oder Lösens am Bolzen angebracht werden, wodurch die Gefahr, separate Gegenstände zu verlieren, eliminiert wird.

Ferner kann der auf diese Weise geschaffene Aufbau einfach in den Kanal des Werkzeughalters eingesetzt werden, ohne den Werkzeughalter abnehmen zu müssen, im wesentlichen unabhängig davon, wie der Werkzeughalter in der Arbeitsmaschine montiert ist. Da es nicht notwendig ist, den Werkzeughalter zu lösen, und der Einsatz gleichzeitig mit hoher Genauigkeit an der korrekten Stelle angebracht werden kann, ist nach einem Umspannen keine Kalibrierung notwendig.

Durch die Verwendung eines geringfügig gebogenen Bolzens kann die Biegung als Gegenstütze genutzt werden, wenn die Mütter angezogen wird, während gleichzeitig eine elastische Vorspannung erzielt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Draufsicht eines Werkzeughalters gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine perspektivische Bodenansicht des Werkzeughalters von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine entlang der Linie A-A von Fig. 1 gelegte Schnittansicht.

Fig. 4 ist ein seitlicher Aufriß eines Bolzens mit einer Mutter gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkzeughalters gemäß Fig. 1, der einen montierten Einsatz enthält.

Fig. 6 ist eine entlang der Linie B-B von Fig. 5 gelegte Schnittansicht, die einen montierten Bolzen einer ersten Ausführungsform enthält.

Fig. 7 ist eine entlang der Linie B-B von Fig. 5 gelegte Schnittansicht, die einen montierten Bolzen einer zweiten Ausführungsform und einen Einsatz zum Trennen enthält.

Fig. 8A und 8B sind entlang der Linie C-C von Fig. 5 gelegte Schnittansichten von zwei Varianten eines Bolzens der ersten Ausführungsform der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Werkzeughalters 1 gemäß der Erfindung mit einer Ausnehmung, die so geformt ist, dass sie einen Einsatzsitz 2 schafft, der für einen vorbestimmten Einsatz angepaßt ist. Ein Kanal 3, der in Richtung auf das Außenende 14 des Werkzeughalters offen ist, verläuft vom Einsatzsitz 2 durch den Werkzeughalter zur Bodenseite des Werkzeughalters.

Fig. 2 zeigt den Werkzeughalter von Fig. 1 von unten. Dabei ist dargestellt, daß der Kanal 3 in einer im wesentlichen verjüngten Ausnehmung 4 endet.

Die Form des Kanals ist in Fig. 3 deutlicher veranschaulicht, wobei die Figur einen Querschnitt entlang der Linie A-A von Fig. 1 zeigt. Gemäß Fig. 3 schneidet eine zum Boden des Kanals parallele Linie 16 die Bodenebene des Einsatzsitzes 2 unter einem Winkel α < 90º. Daher wird die Festziehkraft von einem im Kanal angeordneten Bolzen, wie im folgenden offenbart wird, schräg in den Einsatz eingeführt, wodurch der Einsatz nach unten gegen den Boden des Einsatzsitzes sowie nach hinten in Richtung auf den entfernteren Abschnitt des Einsatzsitzes gedrängt wird.

Die zentrale Achse 15 der verjüngten Ausnehmung 4 ist parallel zur Linie 16. Ferner liegt der minimale Durchmesser 17 der verjüngten Ausnehmung 4 ganz innerhalb der Ebene der Bödenfläche des Werkzeughalters 1. Dies ist auch im wesentlichen gültig für den dargestellten Teil des Durchmessers 17, der innerhalb des Kanals 3 liegt. Auf diese Weise ist eine Ausnehmung ausgebildet, die eine festgezogene Mutter seitlich fixiert, wie im folgenden beschrieben wird.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Bolzens gemäß der Erfindung und eine entsprechende Mutter 10. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Bolzen eine Länge von 12 mm, und ein Gewindeendteil 5 des Bolzens ist mit einem Gewinde M2.5 versehen.

Das obere Ende des Bolzens 19 ist mit einem Kopf 8 versehen. Die Stirnseite 12 des Kopfes ist vorzugsweise vollkommen eben, während die Mantelfläche 9 mit einem Radius R versehen ist. Der Bolzenkopf 8 ist mit einem dünnen Abschnitt 7 verbunden, der dafür eingerichtet ist, einen Zwischenraum bezüglich des Lochs im Einsatz sicherzustellen, da der Bolzen sich während des Festziehens etwas neigen wird.

Der Bolzen 19 hat ferner einen Zwischenabschnitt 6, der so gebogen ist, daß die zentrale Achse des Gewindeteils 5 von der zentralen Achse abweicht, die durch den Kopf 8 verläuft. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Abweichung 15º. Der gebogene Abschnitt 6 trägt zu einem zuverlässigen Sichern bei, was im folgenden beschrieben wird, schafft aber auch eine Gegenstütze, wenn die Mutter 10 angezogen wird, da das dadurch auftretende Torsionsmoment die Biegung des Bolzens gegen eine der Seiten des Kanals drängt. Außerdem wirkt im vollständig angezogenen Zustand die Biegung des Bolzens wie eine Feder, wodurch eine Vorspannung geschaffen wird, die unter Umständen, in denen das Werkstück bezüglich des Einsatzes vibriert, vorteilhaft ist.

Der Zwischenabschnitt 6 kann einen Querschnitt mit einer beliebigen verwendbaren Form haben. Dabei repräsentiert der kreisförmige Umfang eine günstige Herstellungskosten liefernde Variante, wie in Fig. 8A veranschaulicht ist. Es wird jedoch angenommen, daß der beste Modus eine modifizierte Kreisform mit zwei diametral gegenüberliegenden, im wesentlichen ebenen Flächen ist, wie in Fig. 8B veranschaulicht ist. In diesem besten Modus sind die ebenen Flächen 31 so orientiert, daß eine Senkrechte zu einer dieser Flächen im wesentlichen parallel zur imaginären Achse ist, um die der Abschnitt 6 gebogen wurde.

In dem Modus wie in Fig. 8B veranschaulicht wird daher, wenn die Biegung des Bolzens während des Festziehens als eine Gegenstütze wirkt, der Punkt eines Kontaktes zwischen dem Bolzen und der Seite des Kanals vom Boden des Kanals nach außen versetzt verglichen mit dem Fall eines Bolzens mit kreisförmigem Querschnitt. Folglich kann der Bolzen effizienter als Gegenstütze dienen. Gleichzeitig kann, da der Bolzen einen reduzierten Durchmesser aufweist, wenn über einen Durchmesser gemessen wird, der parallel zu der imaginären Achse ist, um die der Zwischenabschnitt 6 gebogen würde, der Kanal enger gemacht werden, was wiederum für eine verbesserte Festigkeit des Werkzeughalters sorgt.

Fig. 6, die einen Querschnitt eines Schneidwerkzeugs mit einem gesicherten Einsatz 13 zeigt, veranschaulicht, daß der Einsatz mit einem Durchgangsloch 20 versehen ist, wobei das Loch an mindestens einem Ende mit einer kegelförmigen bzw. verjüngten Schräge 18 versehen ist.

Während eines Zusammenbaus wird der Bolzen 19 durch das Loch 20 eingesetzt, so daß die Mantelfläche 9 mit der verjüngten Schräge 18 in Kontakt kommt. Die Mutter 10 wird mit ihrem in Richtung auf den Bolzenkopf 8 zeigenden verjüngten Abschnitt 11 einige Drehungen auf dem Gewinde 5 des Bolzens 19 angezogen, und der Aufbau wird danach in den Kanal 3 des Werkzeughalters 1 auf solch eine Weise eingepaßt, daß die Biegung des Bolzens vom Boden des Kanals nach außen zeigt, der Einsatz 13 im Einsatzsitz 2 richtig positioniert ist und die Mutter 10 mit der verjüngten Ausnehmung 4 kollinear ist. Die vorliegende Ausführungsform ist so gestaltet, daß ein fehlerhaftes Montieren nur mit großen Schwierigkeiten vorgenommen wird.

Als nächstes wird die Mutter 10 festgezogen, während der gebogene Abschnitt 6 des Bolzens 19 eine Gegenstütze liefert. Infolgedessen ist die zentrale Achse durch den Kopf 8 im wesentlichen senkrecht in Richtung auf den Einsatz und die Hauptebene des Einsatzsitzes gerichtet, was zur Folge hat, daß der Einsatz mit einer geeigneten Kraft in Richtung auf den Boden des Einsatzsitzes 2 gedrängt wird.

Beim endgültigen Festziehen wird jedoch, da die Mutter 10 aufgrund der Biegung des Bolzens bezüglich der zentralen Achse durch den Bolzenkopf 8 geneigt ist, die Lastverteilung in der Schräge 18 ein wenig ungleichmäßig sein. In einer Umgebung des Punktes C von Fig. 6 wird die eingeführte Belastung höher als in einer den Punkt D in der Figur umgebenden Fläche sein. Diejenige Lastkomponenten in der Umgebung von C, die parallel zu der Längsrichtung des Werkzeughalters, dem Pfeil L von Fig. 6, gerichtet sind, werden dadurch größer als die entsprechenden entgegengesetzt gerichteten Komponenten in der Umgebung D. Folglich wird der Einsatz 13 ebenfalls in Richtung auf die Innenwand 21 des Einsatzsitzes gedrängt, was sicherstellt, daß der Einsatz seitlich an Ort und Stelle fixiert wird.

Beim Festziehen verbindet sich der verjüngte Abschnitt 11 der Mutter 10 mit der verjüngten Ausnehmung 4 im Kanal 3, was die Mutter davon abhält, sich seitlich zu bewegen. Dadurch wird auch eine sichere Anbringung des kompletten Aufbaus sichergestellt.

Eine Demontage des Einsatzes wird umgekehrt vorgenommen.

In Fig. 7 ist eine zweite Ausführungsform veranschaulicht. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten dadurch, daß der gebogene Abschnitt 23 des Bolzens 22 mit dem dünnen Abschnitt 7, der mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, integriert ist. In Fig. 7 ist auch, indem ein Einsatz zum Trennen dargestellt ist, die Möglichkeit veranschaulicht, verschiedene Arten von Einsätzen zu nutzen.

Die zweite Ausführungsform liefert die Möglichkeit, den Halter mit geringeren Kosten herzustellen, da die Präzisionsanforderungen an den Kanal 3 geringer sind. Die Funktion stimmt mit der der ersten Ausführungsform überein, abgesehen davon, daß in der zweiten Ausführungsform die Wand des Lochs im Einsatz als Gegenstütze dient, wenn die Mutter angezogen wird, während in der ersten Ausführungsform die Wand des Kanals durch den Werkzeughalter die Gegenstütze liefert.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen gibt es viele Möglichkeiten, geringfügigere Abweichungen vorzunehmen, um die Erfindung an erforderliche Bedingungen zur maschinellen Bearbeitung anzupassen. Zum Beispiel können die Maße und die Form des verjüngten Abschnitts der Mutter, der Ausnehmung für diese Mutter, des Querschnitts des Bolzens, des Bolzenkopfes, des Lochs und der Schräge des Einsatzes sowie des Kanals des Werkzeughalters geändert werden. Die Gestaltung des Einsatzsitzes kann ferner dafür angepaßt werden, zu jeder erforderlichen Art von Einsatz und maschineller Bearbeitung zu passen.

Unabhängig von der gewählten Ausführungsform ermöglicht die vorliegende Erfindung, daß der Werkzeughalter so gestaltet wird, daß er in gewünschter Weise in einem Schneidwerkzeug montiert werden kann.


Anspruch[de]

1. Schneidwerkzeug, aufweisend:

einen Einsatz (13) mit einem Durchgangsloch (20), um durch dieses einen Bolzen (19, 22) aufzunehmen, wobei der Bolzen den Einsatz auf einem Werkzeughalter sichert;

wobei ein erstes Ende des Bolzens mit einem Kopf (8)- geformt ist, um den Einsatz auf dem Bolzen axial zu arretieren, während man den Kopf in einer auf dem Einsatz ausgebildeten Ausnehmung aufsitzen läßt, und das andere Ende des Bolzens eine Mutter (10) im Gewindeeingriff mit dem Bolzen trägt;

einen Werkzeughalter (1), der auf einer ersten Seite mit einem Sitz (2) zum Aufnehmen des Einsatzes und auf einer zweiten gegenüberliegenden Seite mit einem Sitz (4) zum Aufnehmen der Mutter ausgebildet ist, und wobei ein Kanal (3) den Einsatzsitz und den Muttersitz verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kanal (3) sich seitlich mit parallelen Seitenwänden in einer dritten Seite öffnet, die die erste und gegenüberliegende Seite verbindet, wobei der Kanal einen Schlitz bildet, um den Bolzen seitlich einzuführen, der Einsatz und die Mutter daran angebracht werden, so daß der Einsatz auf der ersten Seite aufsitzt und die Mutter auf der gegenüberliegende Seite aufsitzt, während der Bolzen in einem Bodenende des Kanals aufgenommen und sich durch den Kanal in Bezug auf den Einsatz in einer schrägen Orientierung erstreckt, während die Mutter angezogen wird, um den Einsatz auf dem Werkzeughalter fest zu sichern.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (19, 22) so gekrümmt ist, daß er durch eine erste Wand des Kanals (3) beim Festziehen der Mutter und durch eine zweite gegenüberliegende Wand beim Lösen der Mutter abgestützt wird.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch (20) des Einsatzes eine Schrägausnehmung zum Aufnehmen des Bolzenkopfes aufweist, und worin der Bolzenkopf mit einer halbkreisförmigen Oberfläche ausgebildet ist, um die Schräge in der festgeklemmten Stellung in Umfangsrichtung zu fassen (18).

4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen so gekrümmt ist, daß er auf den Einsatz eine Klemmkraft mit einer radialen Kraftkomponente ausübt.







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