Präzisionsreibahle hoher Güteklasse Die Erfindung bezieht sich auf eine Präzisionsreibah le hoher Güteklasse mit einem Reibahlenschaft und einem eine Mehrzahl von Schneiden aufweisenden Rei bahlenkopf an ihrem vorderen Ende sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Präzisionsrei bahle.
Präzisionsreibahlen dieser Art sind allgemein be kannt. Sie haben den Nachteil, dass sie nach Abnutzung der Schneiden, d. h. sobald das Durchmessermass der Schneiden infolge Nachschärfens die untere Grenze des Toleranzfeldes unterschritten hat, vollständig weggewor fen werden müssen.
Aus diesem Grunde sind schon mehrfach Versuche unternommen worden, den Reibahlenkopf bzw. den Schneidkopf der Präzisionsreibhale oder auch nur die eigentlichen Schneiden von dem Reibahlenschaft lösbar zu machen, so dass nach Abnutzung der Schneiden nicht mehr die gesamte Reibahle, sondern nur noch der Schneidkopf bzw. die einzelnen Schneiden wegzuwerfen sind, während der Reibahlenschaft bzw. der Grundkör per der Reibahle, an dem die Schneiden angebracht sind, weiter verwendet werden kann.
Eine bekannte und gebräuchliche Lösung dieser Art stellen die Präzisionsreibahlen mit aufgelöteten oder aufgeschweissten Schneidenplättchen dar, bei denen die Schneidenplättchen nach der Abnutzung der Schneiden, d. h. sobald das Durchmessermass der Schneiden infolge Nachschärfens den Sollwert unterschritten hat, vom Reibahlengrundkörper entfernt und durch neue Schnei denplättchen ersetzt werden.
Diese bekannte Lösung hat sich zwar in technischer Hinsicht gut bewährt und erlaubt auch die Einhaltung der bei Präzisionsreibahlen einzuhaltenden sehr geringen Rundschläge des Schneid kopfes, weil die neu eingesetzten Schneidenplättchen erst nach ihrer Befestigung am Reibahlengrundkörper ge schliffen werden und etwaige Ungenauigkeiten bei der Befestigung der Schneidenplättchen durch diesen dem Schleifen einer aus einem Stück bestehenden Reibahle entsprechenden Schleifvorgang beseitigt werden, aber der Kostenaufwand für diese bekannte Lösung hat sich in letzter Zeit wegen der stark angestiegenen Arbeitsko sten so weit erhöht, dass die Anwendung dieser Lösung keine Vorteile mehr mit sich bringt, weil ein neuer Reibahlengrundkörper, an den man die neuen Schnei denplättchen ja in gleicher Weise anlöten bzw.
an- schweissen könnte, mit geringeren Kosten als der Arbeit saufwand für die Entfernung der abgenutzten Schneiden plättchen von einem vorhandenen Reibhalengrundkörper verbunden ist.
Eine Abänderung dieser bekannten Lösung in dem Sinne, dass die Schneidenplättchen nicht mehr angelötet oder angeschweisst werden, sondern mittels leichter lösbarer Verbindungen, wie z. B. Klemmverbindungen, an dem Reibahlengrundkörper befestigt werden, würde zwar die Arbeitskosten für die äntfernung der abgenutz ten Schneidenplättchen von dem Grundkörper herabset zen, gleichzeitig aber auch die Erfüllung der entscheiden den Grundbedingung, nämlich die Einhaltung der Rund schlagbedingungen, verunmöglichen, weil bei solchen leichter lösbaren Verbindungen durch den Schleifvor gang nach dem Einsetzen der Schneidenplättchen Ver schiebungen der Schneidenplättchen verursacht werden können, die weit über das zulässige Mass hinausgehende Rundschläge ergeben.
Varianten der genannten bekann ten Lösung mit leichter lösbaren Verbindungen zwischen den Schneidenplättchen und den anderen Teilen der Reibahle sind daher im wesentlichen nur auf nachstell bare Reibahlen beschränkt, und es ist bekannt, dass solche nachstellbaren Reibahlen hohen Anforderungen inbezug auf den Rundschlag des Schneidkopfes in der Regel nicht genügen, wenn man von einigen technisch sehr aufwendigen Lösungen absieht, bei denen der Vorteil eines geringeren Arbeitsaufwandes für die Ent fernung der abgenutzten Schneidenplättchen durch den Nachteil eines beträchtlichen technischen Mehraufwan des für die Halterung der Schneidenplättchen zunichte gemacht wird.
Neben der genannten gebräuchlichen Lösung, die Schneidenplättchen vom Reibahlengrundkörper lösbar zu machen, sind auch schon Versuche unternommen worden, den gesamten die Schneiden tragenden Schneid kopf von dem Reibahlenschaft abtrennbar auszubilden. Alle diese Versuche haben jedoch nur insoweit zum Erfolg geführt, als es sich um Reibahlen mit relativ geringen Anforderungen an den einzuhaltenden Rund schlag des Reibahlenkopfes handelte.
Zur Verbindung von Reibahlenkopf und Reibahlenschaft wurden dabei Schraubverbindungen in Kombination mit Zylinder- oder Kegelführungen sowie verschiedene andere Verbin dungsformen vorgeschlagen, die bei Werkzeugen mit geringeren Toleranzbedingungen, wie beispielsweise Fräswerkzeugen, zum gleichen Zweck angewandt wer den. Hingegen ist es bisher noch nicht gelungen, eine Präzisionsreibahle mit einem in einfacher Weise ohne grösseren Arbeitsaufwand auswechselbaren Reibahlen kopf zu schaffen, die gleichzeitig auch hohen Anforde rungen hinsichtlich des Rundschlages genügt.
Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Präzisionsreibahle mit auswechselbarem Kopf zu schaf fen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Präzisionsreibahle anzugeben, die die Mängel der bisher vorgeschlagenen Reibahlen mit auswechselbarem Kopf nicht mehr aufweist und insbesondere. den gleichen hohen Anforderungen hinsichtlich ihres Rundschlages genügt, die an aus einem Stück bestehende Präzisionsrei bahlen hoher Güteklasse gestellt werden.
Erfindungsgemäss wird das mit einer Präzisionsrei bahle der obengenannten Art erreicht, die gekennzeich net ist durch einen auswechselbaren Kopf, eine Schraub verbindung zwischen den von Kopf und Schaft gebilde ten beiden Teilstücken der Reibahle mit einem an dem einen Teilstück koaxial zu dessen Längsachse angeord neten, bei in der Vordersicht auf den Kopf in Gegenuhr zeigersinn weisenden Schneiden mit Rechtsgewinde und bei in Uhrzeigersinn weisenden Schneiden mit Linksge winde versehenen Gewindeansatz und einer in dem anderen Teilstück koaxial zu dessen Längsachse ange ordneten Gewindebohrung mit zu dem Aussengewinde auf den Gewindeansatz passendem Innengewinde,
an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilstücken an geordnete Mittel zur Ausrichtung der Längsachsen der beiden Teilstücke aufeinander mit einer an dem einen Teilstück koaxial zu dessen Längsachse in einer von dieser lotrecht durchstossenen Ebene angeordneten er sten ringförmigen, plangeschliffenen Auflagefläche und einer an dem anderen Teilstück koaxial zu dessen Längsachse in einer von dieser lotrecht durchstossenen Ebene angeordneten, an der ersten Auflagefläche anlie genden zweiten ringförmigen,
plangeschliffenen Auflage fläche und eine Achszentrierung an der Verbindungsstel le zwischen den beiden Teilstücken zur koaxialen Aus richtung der Längsachsen der beiden Teilstücke mit einer in einem der beiden Teilstücke koaxial zu dessen Längsachse angeordneten geschliffenen Zentrierbohrung und einem an dem anderen der beiden Teilstücke koaxial zu dessen Längsachse angeordneten, in die Zentrierbohrung passenden Zentrierzylinder,
wobei die Summe aus dem Planschlag der ersten ringförmigen Auflagefläche bei Rotation des mit dieser Auflagefläche versehenen Teilstückes um seine Längsachse sowie dem Planschlag der zweiten ringförmigen Auflagefläche bei Rotation des mit dieser Auflagefläche versehenen Teil stückes um seine Längsachse kleiner als das Produkt aus zwei Faktoren ist,
von denen der eine Faktor gleich dem Verhältnis des grösseren der inneren Durchmesser der beiden ringförmigen Auflageflächen zum halben Ab stand zwischen der vorderen Endfläche des Schneidkop fes und einer gedachten vorderen Endfläche des von den aneinanderliegenden Teilen des Zentirerzylinders und der Zentrierbohrung gebildeten Führungsabschnittes und der andere Faktor gleich dem für hohe Güteklasse vorgeschreibenen, unter 20,u liegenden maximal zulässi gen Rundschlag des Reibahlenkopfes bei zusammenge schraubter Reibahle abzüglich der Hälfte der Rundschlä ge des Zentrierzylinders und der Zentrierbohrung bei Rotation des mit dem Zentrierzylinder bzw.
der Zen trierbohrung versehenen Teilstückes um seine Längsach se sowie abzüglich eines Viertels der Differenz zwischen dein Durchmesser der Zentrierbohrung und dem Durch messer des Zentrierzylinders ist, und wobei die Differenz zwischen dem Durchmesser der Zentrierbohrung und dem Durchmesser des Zentrierzylinders kleiner als das Doppelte des maximal zulässigen Rundschlages des Reibahlenkopfes bei zusammengeschraubter Reibahle und mindestens gleich dem Produkt aus der genannten Summe der Planschläge der ringförmigen Auflageflächen und dem Verhältnis der Länge des genannten Flächen abschnittes zum grösseren der inneren Durchmesser der beiden ringförmigen Auflageflächen ist,
und wobei die Oberflächenrauhigkeit des Zentrierzylinders und der Zentrierbohrung kleiner als die halbe Differenz zwischen dem Durchmesser der Zentrierbohrung und dem Durch messer des Zentrierzylinders ist.
Der Rundschlag des Reibahlenkopfes bei zusammen geschraubter Reibahle kann dabei ohne Schwierigkeiten unter einem maximal zulässigen Rundschlag von 20 ,u gehalten werden. In diesem Fall ist der Rundschlag der Zentrierbohrung bei Rotation des mit der Zentrierboh rung versehenen Teilstückes um seine Längsachse zweckmässig kleiner als 10 ,u und der Rundschlag des Zentrierzylinders bei Rotation des mit dem Zentrierzy linder versehenen Teilstückes um seine Längsachse zweckmässig ebenfalls kleiner als 10 ,u und die Differenz zwischen dem Durchmesser der Zentrierbohrung und dem Durchmesser des Zentrierzylinders kleiner als 20,u zu halten.
Es lassen sich bei der vorliegenden Reibahle aber auch Rundschläge des Reibahlenkopfes bei zusammen geschraubter Reibahle erreichen, die unter einem maxi mal zulässigen Rundschlag von 10 ,u liegen. In diesem Fall ist der Rundschlag der Zentrierbohrung bei Rota tion des mit der Zentrierbohrung versehenen Teilstückes um seine Längsachse zweckmässig kleiner als 5 ,u und der Rundschlag des Zentrierzylinders bei Rotation des mit dem Zentrierzylinder versehenen Teilstückes um seine Längsachse zweckmässig ebenfalls kleiner als 5 u und die Differenz zwischen dem Durchmesser der Zentrierbohrung und dem Durchmesser des Zentrierzy- linders kleiner als 10,u zu halten.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der vorlie genden Reibahle ist der Gewindeansatz am gleichen Teilstück wie der Zentrierzylinder und die Gewindeboh rung im gleichen Teilstück wie die Zentrierbohrung angeordnet.
Vorzugsweise sind dabei Zentrierzylinder sowie Gewindeansatz am Reibahlenkopf und Zentrier bohrung sowie Gewindebohrung im Reibahlenschaft anzuordnen, wenn der Durchmesser des Schneid kopfes kleiner oder höchstens gleich 25 mm ist, während es bei einem Durchmesser des Schneidkopfes über 25 mm zweckmässiger ist, Zentrierzylinder sowie Gewindeansatz am Reibahlenschaft und Zentrierboh rung sowie Gewindebohrung im Reibahlenkopf anzuord nen, um die Rundschlagbedingungen ohne Schwierigkei ten einhalten zu können.
Zur Verringerung der Herstellungskosten kann die Ausbildung der einzelnen Teilstücke, der vorliegenden Reibahle vorteilhaft so getroffen sein, dass der innere Durchmesser der ringförmigen Auflageflächen grösser oder mindestens gleich dem Durchmesser der Zentrier bohrung ist, und dass jede der beiden ringförmigen Auflageflächen jeweils im Bereich des einen Endes der Zentrierbohrung bzw. des Zentrierzylinders angeordnet ist, so dass mindestens die im Bereich des einen Endes des Zentrierzylinders angeordnete Auflagefläche im glei chen Arbeitsgang mit dem Schleifen des Zentrierzylin ders geschliffen werden kann.
Der Reibahlenkopf kann weit. -r zweckmässig mit Mitteln zum Festziehen der Schraubverbindung, vor zugsweise mit einem Sechskantloch, versehen sein. Ferner kann der Schneidkopf der vorliegenden Reibahle vorteilhaft so ausgebildet sein, dass die Schneidkanten an dem Schneidkopf schräg zu sie kreuzenden achsparalle- len Geraden verlaufen, und zwar so, dass die Endpunkte der Schneidkanten am hinteren Ende des Kopfes gegen über den jeweils zugeordneten Endpunkten am vorderen Ende des Kopfes in dem Drehsinn, in den die Schneiden weisen, versetzt sind.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung der vorliegenden Reibahle, für das kenn zeichnend ist, dass der Abstand zwischen der vorderen Endfläche des Schneidkopfes und einer gedachten vorde ren Endfläche des von den aneinanderanliegenden Teilen des Zentrierzylinders und der Zentrierbohrung gebilde ten Führungsabschnittes, die Länge dieses Führungsab schnittes und die inneren Durchmesser der ringförmigen Auflageflächen derart gewählt werden und dass ferner bei der Herstellung der einzelnen Teilstücke als Tole ranzgrenzen für die maximal zulässigen Planschläge der ringförmigen Auflageflächen jeweils bei Rotation des mit der Auflagefläche versehenen Teilstückes um seine Längsachse,
als Toleranzgrenzen für die maximal und minimal zulässigen Durchmesser sowie die maximal zulässige Oberflächenrauhigkeit von Zentrierzylinder und Zentrierbohrung und als Toleranzgrenzen für die maximal zulässigen Rundschläge des Zentrierzylinders und der Zentrierbohrung jeweils bei Rotation des mit dem Zentrierzylinder bzw.
der Zentrierbohrung versehe- nen Teilstückes um seine Längsachse derartige Werte eingehalten werden, dass erstens die Summe aus dem maximal zulässigen Planschlag der ersten ringförmigen Auflagefläche bei Rotation des mit dieser Auflagefläche versehenen Teilstückes um seine Längsachse sowie dem maximal zulässigen Planschlag der zweiten ringförmigen Auflagefläche bei Rotation des mit dieser Auflagefläche versehenen Teilstückes um seine Längsachse kleiner als das Produkt aus zwei Faktoren ist,
von denen der eine Faktor gleich dem Verhältnis des grösseren der inneren Durchmesser der ringförmigen Auflageflächen zum hal ben Abstand zwischen der vorderen Endfläche des Schneidkopfes und der genannten gedachten vorderen Endfläche des genannten Führungsabschnittes und der andere Faktor gleich dem maximal zulässigen Rund schlag des Reibahlenkopfes bei zusammengeschraubter Reibahle abzüglich der Hälfte der genannten maximal zulässigen Rundschläge des Zentrierzylinders und der Zentrierbohrung sowie abzüglich eines Viertels der Differenz zwischen dem maximal zulässigen Durchmes ser der Zentrierbohrung und dem minimal zulässigen Durchmesser des Zentrierzylinders ist,
dass zweitens die Differenz zwischen dem maximal zulässigen Durchmes ser der Zentrierbohrung und dein minimal zulässigen Durchmesser des Zentrierzylinders kleiner als das Dop pelte des maximal zulässigen Rundschlages des Reibah lenkopfes bei zusammengeschraubter Reibahle ist, dass drittens die Differenz zwischen dem minimal zulässigen Durchmesser der Zentrierbohrung und dem maximal zulässigen Durchmesser des Zentrierzylinders minde stens gleich dem Produkt aus der genannten Summe der maximal zulässigen Planschläge der ringförmigen Aufla- geflächen und dem Verhältnis der Länge des genannten Führungsabschnittes zum grösseren der inneren Durch messer der ringförmigen Auflageflächen ist,
und dass viertens die maximal zulässige Oberflächenrauhigkeit des Zentrierzylinders und der Zentrierbohrung kleiner als die halbe Differenz zwischen dem minimal zulässigen Durchmesser der Zentrierbohrung und dem maximal zulässigen Durchmesser des Zentrierzylinders ist.
Anhand der nachstehenden Figuren ist die Erfindung im folgenden an zwei Ausführungsbeispielen näher er läutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Reibahle nach der Erfindung mit vom Reibahlenschaft abgetrenntem Reibahlenkopf; Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines Reibah lenkopfes für eine Reibahle nach der Erfindung mit einem Reibahlenschaft entsprechend dem in Fig. 1; Fig. 3 eine Vordersicht auf den in Fig. 2 dargestell ten Reibahlenkopf; Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Reibah lenkopfes für eine Reibahle nach der Erfindung, bei der der Reibahlenschaft mit dem Zentrierzylinder und dem Gewindeansat versehen ist; Fig. 5 eine Vorderansicht auf den in Fig. 4 darge stellten Reibahlenkopf;
Fig. 6 eine Seitenansicht des vorderen Endes einer Reibahle nach der Erfindung mit der Verbindungsstelle zwischen Kopf und Schaft, wobei der Kopf teilweise im Schnitt dargestellt ist; Fig. 7 eine Teilansicht der in Fig. 1 dargestellten Reibahle mit auf den Reibahlenschaft aufgeschraubtem Reibahlenkopf; Fig. 8 eine Vorderansicht auf den Reibahlenkopf der Reibahle in Fig. 7; Fig. 9 eine Vorderansicht auf den Reibahlenkopf der Reibahle in Fig. 6.
Die in Fig. 1 gezeigte Reibahle nach der Erfindung besteht aus einem Reibahlenschaft 1 und einem an dem Reibahlenschaft festschraubbaren Reibahlenkopf 2. Zur Schraubverbindung zwischen dem Reibahlenkopf 2 und dem Reibahlenschaft 1 dienen der am Reibahlenkopf angebrachte Gewindezapfen 3 und die im Reibahlen schaft angeordnete Gewindebohrung 4. Die Gewinde auf dem Gewindezapfen 3 und in der Gewindebohrung 4 sind Rechtsgewinde, wenn die Scheiden des Schneidkop- fes 5 in der Vorderansicht auf den Kopf in Gegenuhrzei- gersinn weisen, und Linksgewinde, wenn diese Schnei den in Uhrzeigersinn weisen.
Die Reibahle muss sich beim Betrieb in dem Sinn drehen, in den die Schneiden weisen, damit die Schneiden die aus der noch unbearbei teten Werkstücksoberfläche hervorstehenden Unebenhei ten beim Ausreiben abschneiden bzw. abscheren. Beim Betrieb werden dementsprechend auf die Schnei den Reaktionskräfte in einem dem Drehsinn der Reibah le entgegengesetzten Sinn ausgeübt. Diese Reaktions kräfte bewirken ein Drehmoment auf den Reibahlenkopf 2, durch das der Kopf in dem Schaft festgezogen wird. Aufgrund der obengenannten Ausbildung der Gewinde auf dem Gewindezapfen 3 und in der Gewindebohrung 4 sind dementsprechend keine besonderen Fixiermittel zur Fixierung des Reibahlenkopfes 2 auf dem Reibahlen schaft 1 erforderlich.
Damit die Längsachse des Reibahlenkopfes 2 nach dem Festschrauben am Reibahlenschaft 1 möglichst genau in die Verlängerung der Längsachse des Reibah lenschaftes fällt, ist an der Verbindungsstelle zwischen Kopf 2 und Schaft 1 erstens eine Achsparallelführung und zweitens eine Achszentrierung vorgesehen. Die Achsparallelführung dient zur Ausrichtung der Längs achsen von Kopf und Schaft aufeinander und wird von den beiden ringförmigen plangeschliffenen Auflageflä chen 6 und 7 gebildet, von denen die eine 6 am Reibahlenkopf 2 in einer von der Längsachse des Reibahlenkopfes lotrecht durchstossenen Ebene und die andere 7 am Reibahlenschaft 1 in einer von der Längsachse des Reibahlenschaftes lotrecht durchstosse- nen Ebene angeordnet ist.
Die beiden plangeschliffenen Auflageflächen 6 und 7 liegen bei zusammengeschraub ten Kopf und Schaft aneinander an (s. Figuren 6 und 7). Die Achszentrierung dient dazu, die Längsachse des Kopfes und die Symmetrieachse des Schaftes an der Verbindungsstelle zwischen Kopf und Schaft in überein stimmung zu bringen. Sie wird von dem am Reibahlen kopf koaxial zu dessen Längsachse angeordneten ge schliffenen Zentrierzylinder 8 sowie von der im Reibah lenschaft koaxial zu dessen Längsachse angeordneten geschliffenen Zentrierbohrung 9 gebildet. Der Zentrier zylinder 8 befindet sich bei zusammengeschraubten Kopf und Schaft innerhalb der Zentrierbohrung 9 und liegt an deren Innenwand an.
Theoretisch müsste nun die Symmetrieachse des Reibahlenkopfes aufgrund der Achsparallelführung und der Achszentrierung genau mit der Längsachse des Reibahlenschaftes zusammenfallen, d. h. der Rundschlag der gesamten Reibahle müsste theoretisch Null sein, vorausgesetzt, dass Kopf und Schaft allein jeweils bei Rotation um ihre Längsachse keinen Rundschlag aufwei sen würden. In der Praxis ist die Sache jedoch so, dass sich weder durch die Achsparallelführung eine genaue Ausrichtung der Längsachsen von Kopf und Schaft aufeinander noch durch die Achszentrierung eine genaue Koaxiale Ausrichtung der Längsachsen erzielen lässt, und dass zudem auch noch die Rundschläge von Kopf und Schaft allein jeweils bei Rotation um ihre Symme trieachse nicht Null sind.
Vielmehr liessen sich schon bei aus einem Stück bestehenden Reibahlen hoher Güteklas se die für diese Güteklasse maximal zulässigen Rund schläge von z. B. weniger als 10 l nur unter Schwierig keiten bzw. nur durch sehr sorgfältige Bearbeitung erreichen, so dass es praktisch unmöglich schien, Rund schläge in den gleichen engen Grenzen bei einer Reibah le mit auswechselbarem Kopf zu erzielen, bei der noch mit zusätzlichen, durch Ungenauigkeiten der Achszen trierung sowie der Ausrichtung der Achsen der beiden Teilstücke aufeinander verursachten Rundschlägen zu rechnen ist.
Diese Schwierigkeiten wurden bei der vorliegenden Reibahle durch eine besondere Art der Bemessung überwunden, mit der die Einhaltung von Rundschlägen in den gleichen engen Grenzen wie bei einstückigen Reibahlen hoher Güteklasse möglich ist, ohne dass zu diesem Zweck die Anforderungen an die Bearbeitungs genauigkeit der die Achszentrierung und die Ausrichtung der Achsen der beiden Teilstücke aufeinander bewirken den Teile an dem Reibahlenkopf und dem Reibahlen schaft so hoch geschraubt werden müssten, dass sie sich praktisch in einer Serienfertigung nicht mehr verwirkli chen liessen.
Ein wesentliches, äusserlich leicht ersichtli ches Zeichen dieser besonderen Bemessung ist, dass der Schneidkopf 5 der Reibahle relativ kurz ist und die zur Achszentrierung sowie zur Ausrichtung der Achsen aufeinander vorgesehenen Teile in unmittelbarer Nähe des Schneidkopfes angeordnet sind. Im einzelnen stehen die Abmasse der vorliegenden Reibahle in bestimmten Beziehungen zueinander, mit denen die Einzelmasse verschiedener wesentlicher Teile der vorliegenden Rei bahle bei der Konstruktion so festgelegt werden können, dass sich in der Praxis bzw. in einer Serienfertigung realisierbare Grenzen für die bei der Herstellung von Kopf und Schaft einzuhaltenden Toleranzen ergeben.
Wesentlich für den Rundschlag der gesamten Reibahle sind in erster Linie die Planschläge der beiden ringförmi gen Auflageflächen 6 und 7 jeweils bei Rotation des mit der Auflagefläche versehenen Teilstückes um seine Längsachse. Als Planschlag wird dabei der Längenab schnitt bezeichnet, um den sich die ringförmige Auflage fläche bei Drehung gegenüber einem festen vor der Auflagefläche angeordneten Punkt in Richtung der Drehachse hin und her verschiebt.
Für diese Planschläge gilt die Beziehung, dass die Summe aus dem maximal zulässigen Planschlag der ringförmigen Auflagefläche 6 am Reibahlenkopf bei Drehung des Kopfes zwischen Spitzen (Rotation um die Längsachse des Kopfes) und dem maximal zulässigen Planschlag der ringförmigen Auflagefläche 7 am Reibahlenschaft bei Drehung des Reibahlenschaftes zwischen Spitzen (Rotation um die Längsachse des Reibahlenschaftes) kleiner als das Pro dukt aus zwei Faktoren ist, von denen der eine Faktor gleich dem Verhältnis des inneren Durchmessers der ringförmigen Auflageflächen 6 und 7 (bei verschiedenen inneren Durchmessern der beiden Auflageflächen ist jeweils der grössere zu verwenden)
zum halben Abstand zwischen der vorderen Endfläche 5a des Schneidkopfes und der vorderen Endfläche des von den aneinanderan- liegenden Teilen des Zentrierzylinders und der Zentrier bohrung gebildeten Führungsabschnittes (die bei der Reibahle in Fig. 1 mit der vorderen Endfläche des Zentrierzylinders 8 zusammenfällt) und der andere Fak tor gleich dem maximal zulässigen Rundschlages des Reibahlenkopfes bei zusammengeschraubter Reibahle (z. B. 10 ,u) abzüglich der Hälfte der maximal zulässigen Rundschläge des Zentrierzylinders 8 (z. B. 5 ,u.) und der Zentrierbohrung 9 (z.
B. 5,u) jeweils bei Rotation des mit dem Zentrierzylinder bzw. der Zentrierbohrung versehenen Teilstückes um seine Längsachse sowie abzüglich eines Viertels der Differenz (z. B. 10 1s) zwi schen dem maximal zulässigen Durchmesser der Zen trierbohrung 9 und dem minimal zulässigen Durchmes ser des Zentrierzylinders 8 ist.
Dieser andere Faktor des Produktes, das grösser als die Summe der maximal zulässigen Planschläge sein soll, lässt sich bei gegebenem maximal zulässigem Rundschlag des Reibahlenkopfes bei zusammengeschraubter Reibahle nur dadurch erhö hen, dass die Forderungen hinsichtlich der Rundschläge oder der Durchmessertoleranzen von Zentrierzylinder und Zentrierbohrung verschärft werden.
Eine Erleichterung der Bedingungen für die Plan schläge durch Variation des genannten anderen Fak tors bzw. der diesen bildenden Summanden lässt sich also nur insoweit erreichen, als die Forderungen hin sichtlich der maximal zulässigen Planschläge, der zulässi gen Durchmessertoleranzen und der für den Zentrierzy linder und für die Zentrierbohrung zulässigen Rund schläge so gegeneinander abgewogen werden können, dass für alle Forderungen der gleiche Schwierigkeitsgrad besteht.
Hingegen lässt sich der erstgenannte Faktor des genannten Produktes, das grösser als die Summe der maximal zulässigen Planschläge sein soll, durch geeigne te Wahl des inneren Durchmessers der ringförmigen Auflageflächen 6, 7 und des Abstandes zwischen der vorderen Endfläche des Schneidkopfes und der vorderen Endfläche des genannten Führungsabschnitts erhöhen, und dadurch lässt sich eine Erleichterung der Bedingun gen für die maximal zulässigen Planschläge erreichen, ohne dass die anderen Toleranzforderungen deswegen verschärft werden müssten.
Da dieser erstgenannte Fak tor gleich dem Verhältnis des inneren Durchmessers der ringförmigen Auflageflächen zum halben Abstand zwi schen der vorderen Endfläche 5a des Schneidkopfes und der vorderen Endfläche des genannten Führungsab schnittes bzw. in Fig. 1 der vorderen Endfläche des Zentrierzylinders 8 ist, ist also zur Erleichterung der Bedingungen für die maximal zulässigen Planschläge der innere Durchmesser der ringförmigen Auflageflächen 6 und 7 möglichst gross und der Abstand zwischen der vorderen Endfläche 5a des Schneidkopfes und der vorderen Endfläche des genannten Führungsabschnittes, d. h. also bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 die Breite des Schneidkopfes möghichst klein zu wählen.
Wenn sich durch diese Wahl maximal zulässige Plan schläge ergeben, die weit über den ohne grössere Schwierigkeiten erreichbaren Planschlägen liegen, dann können anstatt einer so weitgehenden Erleichterung der Forderungen für die maximal zulässigen Planschläge die in den genannten anderen Faktor eingehenden Forde rungen hinsichtlich der Durchmessertoleranzen und der maximal zulässigen Rundschläge von Zentrierzylinder und Zentrierbohrung so weit erleichtert werden, dass wiederum hinsichtlich der Forderungen für die Plan schläge, die Durchmessertoleranzen und die für Zentrier zylinder und Zentrierbohrung zulässigen Rundschläge der gleiche Schwierigkeitsgrad besteht.
Aus den obengenannten Gründen ist ein relativ kurzer Schneidkopf, wie schon erwähnt, ein wesentliches Zeichen der genannten besonderen Bemessung der vor liegenden Reibahle. Hinsichtlich des inneren Durchmes sers der ringförmigen Auflageflächen sind dagegen die Variationsmöglichkeiten nicht so gross, weil der Durch messer dieser Auflageflächen nach aussen einerseits durch den Schneidkopfdurchmesser und andererseits durch den Schaftdurchmesser begrenzt ist.
Neben der obengenannten wesentlichsten. Bedingung für die Bemessung der Reibahle sowie für die einzuhal tenden Toleranzgrenzen gilt als weitere Bedingung, dass die Differenz zwischen dem maximal zulässigen Durch messer der Zentrierbohrung 9 und dem minimal zulässi gen Durchmesser des Zentrierzylinders 8 kleiner als das Doppelte des maximal zulässigen Rundschlages des Reibahlenkopfes bei zusammengeschraubter Reibahle ist. Diese Bedingung ergibt sich einfach daraus, dass die Parallelverschiebung der Längsachsen des Reibahlen kopfes und des Reibahlenschaftes gegeneinander im ungünstigsten Fall nicht grösser als der maximal zulässi ge Rundschlag für die gesamte Reibahle sein darf.
Diese Bedingung ist in der Regel bereits erfüllt, wenn die obengenannte wesentliche Bedingung erfüllt ist; sie begrenzt lediglich die Variationsmöglichkeit des in den genannten anderen Faktor eingehenden Viertels der Dif ferenz zwischen dem maximal zulässigen Durchmesser der Zentnerbohrung und dem minimal zulässigen Durchmesser des Zentrierzylinders.
Eine weitere ebenfalls wesentliche Bedingung besteht für die Bemessung der Differenz zwischen dem minimal zulässigen Durchmesser der Zentirerbohrung 9 und dem maximal zulässigen Durchmesser des Zentrierzylinders B. Danach muss diese Differenz mindestens gleich dem Produkt aus der genannten Summe der maximal zulässi gen Planschläge der ringförmigen Auflageflächen 6 und 7 und dem Verhältnis der Länge des genannten Füh rungsabschnittes (d. h. bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 der Länge des Zentrierzylinders 8) zum inneren Durchmesser der ringförmigen Auflageflächen 6, 7 sein.
Diese Bedingung ergibt sich daraus, dass der Zentrierzy linder 8 etwas schräg in der Zentrierbohrung 9 steht, wenn die Längsachsen von Reiabhlenkopf 2 und Rei bahlenschaft 1 infolge Planschlägen an den aneinander- anliegenden Auflageflächen 6 und 7 nicht genau die gleiche Richtung haben sondern etwas gegeneinander geneigt sind. Wenn nun die letztgenannte Bedingung erfüllt ist, dann hat der Zentirerzylinder 8 in der Zentrierbohrung 9 genügend Platz, die gleiche Schräg stellung wie die Symmetrieachse des Reibahlenkopfes einzunehmen.
Ist die Bedingung hingegen nicht erfüllt, dann kann es beim Festschrauben des Reibahlenkopfes 2 an dem Reibahlenschaft 1 vorkommen, dass die Achse des Zentrierzylinders infolge zu geringer Toleranzen zwischen den Durchmessern der Zentrierbohrung und des Zentrierzylinders eine nahezu gleiche Richtung wie die Achse der Zentrierbohrung beibehält, während sich der restliche Teil der Achse des Reibahlenkopfes infolge von Planschlägen der ringförmigen Auflageflächen beim Festziehen schräg stellt. In diesem Fall würde sich also eine Verbiegung der Achse des Reibahlenkopfes beim Festschrauben desselben am Reibahlenschaft ergeben, die zur Unbrauchbarkeit des Reibahlenkopfes, minde stens aber zu einer wesentlichen Verschlechterung der mit diesem erzielbaren Bearbeitungsqualität führen wür de.
Ausserdem bestünde in einem solchen Fall noch die Gefahr, dass beim Festziehen die Oberflächen des Zentrierzylinders und der Zentrierbohrung beschädigt würden, wodurch sich zudem noch eine Verschlechte rung der Führungseigenschaften der Zentrierbohrung ergeben würde.
Schliesslich gilt als letzte Bedingung noch, dass die maximal zulässige Oberflächenrauhigkeit des Zentrierzy- linders und der Zentrierbohrung kleiner als die halbe Differenz zwischen dem minimal zulässigen Durchmes ser der Zentrierbohrung und dem maximal zulässigen Durchmesser des Zentrierzylinders sein muss.
Diese Bedingung ist ohne weitere Erläuterungen verständlich und wird in aller Regel ohne Schwierigkeiten eingehal ten, da ja sowohl der Zentrierzylinder wie auch die Zentrierbohrung zur Einhaltung ihrer Durchmessertole ranzen sowie der für sie zulässigen Rundschläge geschlif fen werden.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind besipielsweise die maximal zulässigen Planschläge für die ringförmigen Auflageflächen 6 und 7 jeweils bei Dre hung des Reibahlenkopfes 2 bzw. des Reibahlenschaftes 1 zwischen Spitzen 3 ,u (s. auch entsprechende Angaben in Fig. 1), und die maximal zulässigen Rundschläge des Zentrierzylinders 8 und der Zentrierbohrung 9 bei Drehung des Reibahlenkopfes 2 bzw.
des Reibahlen schaftes 1 zwischen Spitzen sind, wie ebenfalls in der Zeichnung angegeben, jeweils 5 ,u. Ferner liegt die obere Toleranzgrenze des Durchmessers des Zentrierzylinders 2<B>lt</B> unter dem Nenndurchmesser und die untere Tole ranzgrenze 5 ,u unter dem Nenndurchmesser, während bei der Zentrierbohrung die obere Toleranzgrenze 5 ,u über dem Nenndurchmesser und die untere Toleranz grenze genau beim Nenndurchmesser liegt. Zentrierboh rung und Zentrierzylinder sowie die geschliffenen ring förmigen Auflageflächen haben ferner eine der Rauhig keitsklasse N4 bzw. einem Ra-Wert von 0,2 ,u entspre chende Oberflächenrauhigkeit.
Mit diesen Herstellungs toleranzen lässt sich mit einer Ausschussquote unter 1 % ein Rundschlag des Reibahlenkopfes bei zusam mengeschraubter Reibahle erreichen, der unter oder höchstens bei 10 ,u liegt, wenn der innere Durchmesser der ringförmigen Auflageflächen 6 und 7 etwas grösser als der Abstand zwischen der vorderen Endfläche 5a des Schneidkopfes und der vorderen Endfläche des Zentrier zylinders 8 ist.
Beim Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist beispielsweise der innere Durchmesser der ringförmigen Auflagefläche 6 gleich 14 mm und der Abstand zwischen der vorderen Endfläche 5a des Schneidkopfes und der vorderen Endfläche des Zentrierzylinders 8 gleich 11,5 mm. Der maximal zulässige Rundschlag des Reibahlenkopfes bei zusammengeschraubter Reibahle war 12,u, und es wurde angestrebt, einen maximalen Rundschlag des Reibahlen kopfes bei zusammengeschraubter Reibahlen von weni ger als 10 t einhalten zu können.
Der erstgenannten Rundschlagbedingung von 12 lt entspricht das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ohne weite res. Denn die Summe der Planschläge der ringförmigen Auflageflächen 6 und 7 ist 3 ,u + 3 ,u = 6,u, der eine Faktor des oben erwähnten Produktes, nämlich das Verhältnis des grösseren der inneren Durchmesser der ringförmigen Auflageflächen zum halben Abstand zwi schen der vorderen Endfläche des Schneidkopfes und der vorderen Endfläche des erwähnten Führungsab schnittes, ist 14 mm :
1/2 (11,5 mm) = 2,435 und der andere Faktor, nämlich der maximal zulässige Rund schlag des Reibahlenkopfes bei zusammengeschraubter Reibahle abzüglich der Hälfte der Rundschläge von Zentrierzylinder und Zentrierbohrung sowie abzüglich eines Viertels der Durchmesserdifferenz von Zentrierzy linder und Zentrierbohrung, ist bei einer Rundschlagbe dingung von 12 ,lt gleich (12 ,u -1/2 5 ,u -1/2 5 ,u -1/4 10 lt) <I>= 4,5 lt.</I> Dementsprechend ist bei einer Rund schlagbedingung von 12 ,u die Summe der Planschläge mit 6 lt noch um einiges kleiner als das Produkt der bei den Faktoren, das gleich 2,435<I>-</I> 4,5,u <I>=</I> 10,96,u ist, woraus folgt, dass eine Rundschlagbedingung von 12 ,
u für den maximalen Rundschlag des Reibahlenkopfes bei zusammengeschraubter Reibahle von dem Ausführungs beispiel in Fig. 1 auf jeden Fall eingehalten wird. Wird jedoch diese Rundschlagbedingung auf 10 ,u herabge setzt, dann ist der andere Faktor nicht mehr gleich 4,5 t sondern gleich (10 ,lt -1/ 2 5 ,u -1/2 5 ,u -1/4 10 ),u <I>=</I> 2,5 ,lt, und in diesem Fall ist die Summe der Planschläge mit 6,u nur noch ein klein wenig kleiner als das Produkt der beiden Faktoren, das in diesem Fall gleich 2,435 2,5,u = 6,09 t ist.
Ein maximal zulässiger Rundschlag des Reibahlenkopfes bei zusammengeschraubter Reibah le, der gleich 10 ,u ist, lässt sich also mit dem Ausfüh rungsbeispiel in Fig. 1 gerade noch einhalten.
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 entspricht weiter auch der notwendigen Bedingung, dass die Differenz zwischen dem Durchmesser der Zentrierbohrung und dem Durchmesser des Zentrierzylinders, die gemäss den obigen Toleranz-Angaben maximal 10 lt und minimal 2,u beträgt, kleiner als das Doppelte des maximal zulässigen Rundschlages des Reibahlenkopfes bei zu sammengeschraubter Reibahle (also kleiner 24,u bei Rundschlagbedingung 12 r bzw. kleiner 20,u.
bei Rund schlagbedingung 10 ,lt) und mindestens gleich dem Pro dukt aus der Summe der Planschläge der ringförmigen Auflageflächen 6 und 7 (= 6 ,u) und dem Verhältnis der Länge des von den aneinanderanliegenden Teilen des Zentrierzylinders 8 und der Zentrierbohrung 9 gebilde ten Führungsabschnittes (hier Länge des Zentrierzylin ders 8 gleich 2,7 mm) zum grösseren der inneren Durchmesser der beiden ringförmigen Auflageflächen (= 14 mm) ist, denn der Minimalwert dieser Durchmesser differenz von 2 ,u ist grösser als
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14 mm Schliesslich ist bei der oben angegebenen Rauhigkeit 0,2,u auch die Oberflächenrauhigkeit von Zentrierzylin der und Zentrierbohrung mit insgesamt 2 - 0,2,u = 0,
4 lt kleiner als die Hälfte des Minimalwertes dieser Durch messerdifferenz, also kleiner als 1,a.
In Fig. 2 ist ein Beispiel eines Reibahlenkopfes aus Schnellstahl dargestellt, der dem Reibahlenkopf 2 in Fig. 1 entspricht. Um den Zentrierzylinder 8 von der ringför migen Auflagefläche 6 abzusetzen, ist bei diesem Rei bahlenkopf zwischen Auflagefläche und Zentrierzylinder noch eine Auskehlung 10 vorgesehen, durch die auch der innere Durchmesser der Auflagefläche 6 noch vergrössert wird. Der Reibahlenkopf ist vorn mit einem Sechskantloch 11 zum Festziehen des Kopfes auf dem Schaft versehen.
Der in Fig. 2 gezeigte Reibahlenkopf ist weiter so ausgebildet, dass die Schneiden 12 schräg zu gedachten, zur Kopfachse parallelen, die Schneiden 12 kreuzenden Geraden verlaufen, und zwar so, dass die Endpunkte 12b der Schneiden 12 am hinteren Ende des Schneidkopfes 5 gegenüber den jeweils zugeordneten Endpunkten 12a am vorderen Ende des Schneidkopfes in dem Sinn versetzt sind, in den die Schneiden des Schneidkopfes 5 weisen, also im vorliegenden Fall in Gegenuhrzeigersinn.
Eine solche Ausbildung der Schnei den 12 bzw. des Verlaufs derselben empfiehlt sich aus dem Grunde, damit sich der Reibahlenkopf beim Betrieb nicht selbst in das auszureibende Stück hineinzieht sondern vielmehr herausgedrückt wird, so dass es zur Einführung der Reibahlen in das auszureibende Stück einer gewissen Kraft auf die Reibahle in Vorschubrich tung bedarf. Fig. 3 zeigt eine Vordersicht auf den in Fig. 2 dargestellten Reibahlenkopf. Wie ersichtlich, sind die Schneiden in unterschiedlichen Winkelabständen auf den Umfang des Schneidkopfes verteilt, damit ein Rattern der Reibahle vermieden wird.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform eines Reibahlen kopfes, bei dem die Zentrierbohrung 13 und auch die Gewindebohrung 14 innerhalb des Reibahlenkopfes an geordnet ist und für den ein Reibahlenschaft erforderlich ist, der an seinem vorderen Ende mit einem Zentrierzy- linder und einem Gewindezapfen versehen ist (wie z. B. der in Fig. 6 teilweise gezeigte Reibahlenschaft).
Diese Ausführungsform hat gegenüber der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform des Reibahlenkopfes den Vorteil, dass der Abstand zwischen der vorderen Endflä- che des Schneidkopfes und der vorderen Endfläche des von den aneinanderanliegenden Teilen des Zentrierzylin ders und der Zentrierbohrung gebildeten Führungsab schnittes geringer als bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 gehalten werden kann, wodurch sich entsprechend den obigen Erläuterungen Erleichterungen hinsichtlich der einzuhaltenden Toleranzgrenzen erge ben. Diese Ausführungsform wird daher insbesondere bei Reibahlen mit einem relativ grossen Durchmesser des Schneidkopfes, bei denen auch die Breite des Schneid kopfes entsprechend grösser sein muss, angewendet.
Insbesondere bei Durchmessern des Schneidkopfes über 25 mm ist diese Ausführungsform vorteilhafter. Bei Durchmessern des Schneidkopfes unter 25 mm hingegen empfiehlt sich eine Ausführungsform entsprechend den Figuren 1 bis 3, weil sich bei diesen geringen Durchmes sern die Zentrierbohrung nur mit Schwierigkeiten im Reibahlenkopf anbringen und dort mit der erforderli chen Genauigkeit bearbeiten lässt.
In Fig. 6 ist eine solche Ausführungsform der erfindungsgemässen Reibahle mit einem Zentrierzylinder 15 und einem Gewindezapfen 16 am Reibahlenschaft 17 und einer Zentrierbohrung 18 sowie einer Gewindeboh rung 19 im Reibahlenkopf 20 dargestellt. Der Reibah lenkopf 20 ist bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungs form mit Hartmetallschneiden 21 versehen, deren Schneidkanten parallel zur Achse des Reibahlenkopfes verlaufen. Ferner hat der Reibahlenkopf 20 ebenso wie der in den Figuren 2 und 3 gezeigte Reibahlenkopf an seinem vorderen Ende ein Sechskantloch 22 zum Fest ziehen des Kopfes auf dem Schaft. In Fig. 9 ist eine Vordersicht auf den Reibahlenkopf 20 dargestellt.
In Fig. 7 ist das in Fig. 1 dargestellte Ausführungs beispiel nochmals in vergrössertem Masstab dargestellt. Wie ersichtlich, ist auch hier zwischen dem Zentrierzy linder 8 und der ringförmigen Auflagefläche 6 am Reibahlenkopf 2 eine Auskehlung 23 vorgesehen, die je doch in Fig. 1 nicht mit dargestellt ist. Der Reibahlen kopf ist bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform mit Hartmetallschneiden 24 versehen, deren Schneidkan ten wie bei dem Reibahlenkopf in Fig. 6 parallel zur Achse des Reibahlenkopfes verlaufen. Fig. 8 zeigt eine Vordersicht auf den Reibahlenkopf 2 in Fig. 7.
Die Reibahle nach der Erfindung bringt mit der Auswechselbarkeit des Reibahlenkopfes eine Reihe von wirtschaftlichen Vorteilen mit sich. Denn erstens kann der Reibahlenkopf nach der Abnutzung weggeworfen und durch eine neuen Kopf ersetzt werden, wobei die Kosten für einen solchen Ersatzkopf wesentlich geringer als die Kosten für eine ganze neue Reibahle sind. Ausserdem kann aber auch ein einziger Reibahlenschaft zusammen mit einer Vielzahl von Reibahlenköpfen geliefert werden, so dass die Anschaffungskosten für einen Reibahlensatz wesentlich verringert werden kön nen. Gerade auch durch den letztgenannten Vorteil bietet die Reibahle nach der Erfindung beträchtliche Einsparungsmöglichkeiten.