DE102022206734A1

DE102022206734A1 - Rotationswerkzeug sowie Schneideinsatz und Träger für ein solches Rotationswerkzeug

Info

Publication number: DE102022206734A1
Application number: DE102022206734.7A
Authority: DE
Inventors: Marcelo Euripedes da Silva; Patrick Kuhlemann; Michael Schuffenhauer
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2024-01-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares Rotationswerkzeug (2) mit einen Träger (4) mit einem Plattensitz (12) und mit einem darin austauschbar einsetzbaren Schneideinsatz (16). Mit Hilfe einer Spannschraube (40) wird der Schneideinsatz (16) bei seiner Montage in die Aufnahme (22) eingezogen, wobei der Träger (4) eine sich in einer Spannrichtung (s) erstreckende Bohrung (36) für die Spannschraube (40) aufweist, und die Bohrung (36) von einer Umfangsseite des Trägers (4) in Richtung zum vorderen Endbereich (10) verläuft und bezüglich der Längsrichtung (z) schräg unter einem Winkel ungleich 90° orientiert ist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Träger (4) sowie einen Schneideinsatz (16) für ein solches Rotationswerkzeug (2)

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein modulares Rotationswerkzeug, speziell ein Bohrwerkzeug, welches einen Träger sowie einen am Träger stirnseitig reversibel austauschbar befestigten Schneideinsatz aufweist.
Zur reversiblen Befestigung des Schneideinsatzes gibt es eine Vielzahl von unterschiedlichen Konzepten. Häufig weist der Träger stirnendseitig frei abstehende Haltestege oder Klemmstege auf, zwischen denen eine Aufnahme für den Schneideinsatz ausgebildet ist, wodurch ein Plattensitz ausgebildet ist. Der Schneideinsatz wird dabei häufig mithilfe einer Spannschraube im Plattensitz gehalten.
Aus der US 2010 322 723 A ist ein modulares Bohrwerkzeug zu entnehmen, bei dem der Schneideinsatz an seiner Rückseite einen Zapfen aufweist, welcher in eine Zapfenaufnahme des Trägers eingesteckt ist und mithilfe einer radialen, senkrecht zur Längsrichtung orientierten Spannschaube geklemmt ist, die durch den Träger hindurchgeführt ist. Ähnliche Konzepte mit einer radialen Spannschaube sind weiterhin beispielsweise zu entnehmen aus der US 2011 236 145 A oder der US 2015 360 300 A .
Aus der US 2012 014 760 A ist ein modulares Bohrwerkzeug zu entnehmen, bei dem der Schneideinsatz mithilfe von Spannschauben gehalten ist, die von seiner vorderen Stirnseite eingeschraubt sind. Bei dieser Ausgestaltung wird der Schneideinsatz durch die Spannschauben geschwächt und zudem werden stirnseitige Flächen unterbrochen.
Daneben sind Ausführungsvarianten bekannt, bei denen die Spannschrauben von hinten entlang der Rotationsachse durch den Träger hindurch eingeführt wird und auch von hinten betätigt werden muss. Bei dieser Ausführungsvariante ist für einen Wechsel des Schneideinsatzes erforderlich, dass das gesamte Rotationswerkzeug zunächst aus einer Werkzeugaufnahme entnommen werden muss.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein modulares Rotationswerkzeug sowie einen Schneideinsatz und einen Träger für ein solches Rotationswerkzeug anzugeben, wobei ein einfacher Wechsel des Schneideinsatzes bei zugleich sicherem Sitz des Schneideinsatzes gewährleistet ist.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein modulares Rotationswerkzeug, insbesondere ein Bohrwerkzeug, welches sich von einem Schaftbereich zu einem stirnseitigen Endbereich entlang einer Rotationsachse in Längsrichtung erstreckt und einen Träger mit einem darin austauschbar einsetzbaren Schneideinsatz aufweist, wobei

- der Träger an einem stirnseitigen Ende einen Plattensitz ausbildet, welcher zwei gegenüberliegende Haltestege aufweist, zwischen denen eine Aufnahme mit einem Boden ausgebildet ist, in die der Schneideinsatz austauschbar einsetzbar ist,
- eine Spannschraube vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Schneideinsatz bei der Montage des Schneideinsatzes in die Aufnahme eingezogen wird,
- der Schneideinsatz eine Stirnseite mit einer vorderen Schneidspitze und zwei radial äußere Schneidecken sowie üblicherweise zwei gegenüberliegende radiale Flügel aufweist,
- eine Mittenebene definiert ist, die durch die Rotationsachse und eine erste Querrichtung aufgespannt ist, die senkrecht zur Längsrichtung verläuft, wobei die Mittenebene mittig zwischen den Schneidecken bzw. den Haltestegen hindurch verläuft und wobei weiterhin eine zweite Querrichtung definiert ist, die senkrecht zu der Längsrichtung sowie senkrecht zur ersten Querrichtung verläuft,
- die Haltestege sowie der Schneideinsatz zueinander korrespondierende seitliche Kontaktflächen aufweisen, die bei eingesetztem Schneideinsatz aneinander anliegen,
- der Träger eine sich in einer Spannrichtung erstreckende Bohrung für die Spannschraube aufweist, und die Bohrung von einer Umfangsseite des Trägers in Richtung zum vorderen Endbereich verläuft und bezüglich der Längsrichtung schräg orientiert ist und bis zum Schneideinsatz reicht, wobei über die Spannschraube eine Anzugskraft auf den Schneideinsatz übertragbar ist.

Durch diese Ausgestaltung wird zunächst der Vorteil erreicht, dass die Spannschraube im Bereich des vorderen Endbereichs betätigt werden kann und dass daher ein Wechsel des Schneideinsatzes auch bei eingespanntem Werkzeug möglich ist, wenn dieses also in einer Werkzeugaufnahme, beispielsweise in einer Spindel eingespannt ist.
Hervorzuheben ist, dass die Spannrichtung und damit die Orientierung der Bohrung zum vorderen Endbereich orientiert ist, dass sich also die Bohrung schräg von hinten nach vorne erstreckt. Sie reicht bis zum Schneideinsatz und zwar im Bereich einer bodenseitigen Kontaktfläche des Schneideinsatzes. Durch diese Ausgestaltung wird daher unmittelbar durch die Spannschraube selbst der Schneideinsatz bei der Montage in den Plattensitz hineingezogen sodass der Schneideinsatz gegen korrespondierende Kontaktflächen des Plattensitzes verspannt wird. Diese Ausgestaltung weist weiterhin den Vorteil auf, dass eine Schwächung des Schneideinsatzes selbst nicht erfolgt, da die Spannschrauben weder von vorne und insbesondere nicht durch die radial abstehenden Flügel des Schneideinsatzes geführt sind, auf die beim Bohren hohe Kräfte einwirken.
Sofern vorliegend von einer Bohrung gesprochen wird, so wird hierunter allgemein ein Durchgangsloch verstanden, welches sich in Spannrichtung durch den Träger von einer umfangsseitigen Öffnung bis zu einer insbesondere bodenseitigen Öffnung am Boden des Plattensitzes erstreckt.
Sofern vorliegend von schräg orientiert gesprochen wird, so wird hierunter allgemein ein von 90° bzw. 180° verschiedener Winkel verstanden. Bevorzugt schließt die Spannrichtung mit der Längsrichtung (in Längsrichtung betrachtet) einen spitzen Winkel ein, welcher insbesondere im Bereich von 20° bis 60° und bevorzugt im Bereich von 30° bis 40° liegt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst sowohl durch einen Schneideinsatz mit den zuvor genannten Merkmalen als auch durch einen Träger mit den zuvor genannten Merkmalen. Die nachfolgend im Hinblick auf das Rotationswerkzeug angeführten bevorzugten Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf den Träger bzw. den Schneideinsatz zu übertragen.
In bevorzugter Weiterbildung weist der Schneideinsatz ein sich ebenfalls in Spannrichtung erstreckendes Gewindeloch auf, in das die Spannschraube einschraubbar ist. Das Gewindeloch ist dabei insbesondere an einer bodenseitigen Unterseite des Schneideinsatzes eingebracht und zwar vorzugsweise in einem Kern- oder Mittenbereich. Die Spannschraube greift daher direkt am Schneideinsatz an. Auf einen Zapfen ist dabei verzichtet, also auf einen sich in Axialrichtung erstreckenden Stift, an dem die Spannschraube angreift und welcher bei herkömmlichen Lösungen sich von einer Unterseite des Schneideinsatzes ausgehend entgegen der Längsrichtung erstreckt.
Die Spannschraube übt beim Festziehen eine Spannkraft in Spannrichtung auf den Schneideinsatz aus. Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass über die Spannschraube sowohl Zugkräfte als auch Druckkräfte übertragbar sind, sodass also nicht nur ein Verspannen des Schneideinsatzes sondern auch ein Lösen des Schneideinsatzes mithilfe der Spannschraube ermöglicht ist.
Hierzu sind Spannschraube, Bohrung und/oder Gewindeloch geeignet ausgebildet. Speziell ist die Spannschraube als eine Doppelgewindeschraube mit insbesondere zwei gegenläufigen Gewinden oder mit zwei Gewinden mit unterschiedlichen Steigungen ausgebildet. Bei dieser Ausführungsvariante ist vorzugsweise sowohl die Bohrung als auch das Gewindeloch jeweils mit einem geeigneten Gewinde versehen.
Der Schneideinsatz ist insgesamt bevorzugt plattenförmig ausgebildet und erstreckt sich lediglich zwischen den beiden Haltestegen in Richtung der 1. Querrichtung durch die Haltestege hindurch. Bevorzugt weist er keine vorderen, radialen Überstände auf, welche die Haltestege in radialer Richtung überdecken.
Der Schneideinsatz weist typischerweise einen Mittenbereich oder auch Kern auf, an dem an der Stirnfläche die Schneidspitze ausgebildet ist, und an den sich jeweils radial nach außen gegenläufig die beiden Flügel anschließen. Von der Schneidspitze aus verläuft typischerweise stirnseitig an jedem Flügel entlang ein Schneidenabschnitt einer Hauptschneide, welche sich jeweils bis zum radial äußeren Schneideck erstreckt.
Sofern vorliegend von seitlichen Kontaktflächen gesprochen wird, so werden hierunter Kontaktflächen verstanden, welche die Haltestege nach innen zur Aufnahme hin und auf Seiten des Schneideinsatzes diesen ebenfalls seitlich nach außen zu den Haltestegen hin begrenzen. Ein jeder der Flügel des Schneideinsatzes weist dabei jeweils eine seitliche Kontaktfläche und ein jeweiliger Haltesteg weist ebenfalls jeweils eine seitliche Kontaktfläche auf.
Üblicherweise weist der Träger einen genuteten Schneidbereich auf, wobei typischerweise zwei Spannuten vorgesehen sind, die bevorzugt wendelförmig, geradlinig oder abschnittsweise geradlinig und abschnittsweise wendelförmig entlang des Trägers verlaufen. Diese münden stirnseitig typischerweise in einen freien Zwischenbereich zwischen den Haltestegen.
Bevorzugt ist der Schneideinsatz ebenfalls mit Spannnutabschnitten versehen, sodass die Spannuten des Trägers bei eingesetztem Schneideinsatz in diesem fortgeführt werden.
Die seitlichen Kontaktflächen laufen bevorzugt sowohl an den Haltestegen als auch an den Flügeln zur vorderen Stirnseite hin jeweils frei aus, d. h. die seitlichen Kontaktflächen sind nicht von einem radialen Überstand am Träger oder am Schneideinsatz überdeckt.
Bevorzugt laufen die seitlichen Kontaktflächen in radialer Richtung frei aus, erstrecken sich daher insbesondere jeweils bis zu einer äußeren Umfangsseite des Schneideinsatzes bzw. des Trägers.
In bevorzugter Ausgestaltung handelt es sich bei den seitlichen Kontaktflächen um Planflächen, also um ebene, nicht gebogene Flächen, entlang derer der Schneideinsatz beim Einsetzen in die Aufnahme entlang gleitet. Durch diese Maßnahme wird beim Einsetzen eine gute Führung des Schneideinsatzes erreicht.
Die seitlichen Kontaktflächen erstrecken sich in Längsrichtung bevorzugt über die gesamte Höhe der Haltestege bzw. über die gesamte Höhe des Schneideinsatzes, speziell der Flügel. Insbesondere laufen sie in Längsrichtung nach vorne frei aus, d. h. es schließen sich in Längsrichtung keine weiteren Flächenabschnitte mehr an die Kontaktflächen an. Die Kontaktflächen gehen in die Stirnfläche über Gleiches gilt vorzugsweise auch für entgegengesetzte Richtung entgegen der Längsrichtung. Auch hier schließen sich vorzugsweise keine weiteren Flächenabschnitte mehr an die Kontaktflächen an.
In bevorzugter Weiterbildung weisen sowohl die Aufnahme als auch der Schneideinsatz jeweils eine bodenseitige Kontaktfläche auf, und im montierten Zustand ist die bodenseitige Kontaktfläche des Schneideinsatzes gegen die bodenseitige Kontaktfläche der Aufnahme verspannt. Die bodenseitigen Kontaktflächen liegen daher im montierten Zustand aneinander an.
In zweckdienlicher Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass die jeweilige bodenseitige Kontaktfläche entweder V-förmig oder gebogen ausgebildet ist. Im Falle der V-förmigen Ausgestaltung weist die bodenseitige Kontaktfläche zwei und vorzugsweise genau zwei zueinander insbesondere unter einem spitzen Winkel geneigte Teilflächen auf, bei denen es sich vorzugsweise wiederum um Planflächen handelt. Bevorzugt ist der Boden der Aufnahme sowie des Schneideinsatzes ausschließlich durch diese bodenseitige Kontaktfläche gebildet. Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass bei der V-förmigen Ausgestaltung und/oder der gebogenen Ausgestaltung ein V-förmiges Profil bzw. ein gebogenes Profil mit konstanten Profilquerschnitt gebildet ist (insbesondere betrachtet in Richtung der 1. Querrichtung).
Durch diese Ausgestaltung wird eine gewünschte Zentrierwirkung erreicht bzw. unterstützt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Spitze des V oder der Krümmung bei der bogenförmigen Ausgestaltung in Spannrichtung orientiert.
Gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsvariante sind die jeweiligen seitlichen Kontaktflächen geneigt zur Längsrichtung und parallel zu der Spannrichtung orientiert. Die Kontaktflächen sind daher insgesamt schräg gestellt und verlaufen gerade nicht parallel zur Längsrichtung.
Sofern vorliegend davon gesprochen wird, dass eine Fläche parallel zu einer Richtung verläuft, so wird hierunter verstanden, dass die Fläche diese Richtung nicht schneidet. Umgekehrt wird vorliegend unter dem Ausdruck, dass eine Fläche schräg zu einer Richtung orientiert ist, verstanden, dass die Fläche und die Richtung sich schneiden.
Der besondere Vorteil der zuvor genannten Ausführungsvariante ist darin zu sehen, dass durch die Orientierung parallel zur Spannrichtung ein besonders einfaches Einführen des Schneideinsatzes in den Plattensitz erreicht ist.
Insbesondere bei dieser Ausführungsvariante ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass durch die Längsrichtung und die Spannrichtung eine Querebene aufgespannt ist, welche die Haltestege schneidet, d. h. in radialer Richtung durch einen jeweiligen Haltesteg hindurch verläuft und diesen quasi kreuzt. Diese Querebene ist dabei unter einem Winkel und insbesondere senkrecht zur Mittenebene orientiert. Bei dieser Ausführungsvariante mündet die umfangsseitige Öffnung der Bohrung in einem umfangsseitigen Winkelbereich, in dem auch einer der Haltestege ausgebildet ist.
In bevorzugter Weiterbildung ist am Schneideinsatz an einem jeweiligen Flügel jeweils eine Führungsfläche für eine radiale Führung des Schneideinsatzes ausgebildet. Diese Führungsfläche schließt sich - in Blickrichtung entgegen der Längsrichtung betrachtet - dabei jeweils in einem inneren Teilbereich seitlich an die seitliche Kontaktfläche an und ist zu dieser abgewinkelt. Die seitliche Kontaktfläche und die Führungsfläche schließen dabei zwischen sich bevorzugt einen stumpfen Winkel ein. Durch diese radialen Führungsflächen wird die gewünschte Zentrierung unterstützt.
Gemäß alternativen Ausführungsvarianten sind die seitlichen Kontaktflächen parallel zur Längsrichtung und insbesondere parallel zur Mittenebene orientiert.
In bevorzugter Ausgestaltung und speziell bei dieser zuvor genannten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Träger in seinem stirnseitigen Endbereich einen gerade Nutabschnitt aufweist. Der Träger weist also Spannuten auf, die zumindest im stirnseitigen Endbereich parallel zur Rotationsachse orientierte Abschnitte aufweisen. Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass sich in Richtung zum Schaftbereich hin ein spiralförmiger Nutabschnitt an den geraden Nutabschnitt anschließt. Durch diese Ausgestaltung wird eine einfache und günstige Geometrie erreicht. Speziell erlaubt diese Ausgestaltung eine (Ausgleichs-) Bewegung des Schneideinsatzes in Richtung der 1. Querrichtung beim Anziehen der Spannschraube.
Weiterhin ist - insbesondere bei der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante mit den seitlichen Kontaktflächen parallel zur Längsrichtung - vorgesehen, dass die Rotationsachse und die Spannrichtung die Mittenebene aufspannen, d. h. allgemein wird bei dieser Ausführungsvariante durch die Spannrichtung und die Rotationsachse eine Ebene aufgespannt, welche die Haltestege gerade nicht schneidet. Die umfangsseitige Öffnung der Bohrung liegt daher vorzugsweise in einem Winkelbereich, in dem gerade kein Haltesteg ausgebildet ist.
Beschreibung der Figuren
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen

1 eine perspektivische Darstellung eines modularen Bohrwerkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsvariante,
2 eine ausschnittsweise Seitenansicht im vorderen Endbereich des Bohrwerkzeugs gemäß 1,
3 eine Stirnansicht auf das Rohrwerkzeug gemäß 1,
4 eine ausschnittsweise Darstellung eines Rotationswerkzeugs im Bereich des vorderen Endbereichs gemäß einer zweiten Ausführungsvariante, wobei verborgene Konturen gestrichelt dargestellt sind,
5 eine Stirnansicht auf das Rotationswerkzeug gemäß 4,
6 eine perspektivische Darstellung eines Rotationswerkzeugs gemäß einer dritten Ausführungsvariante sowie
7 eine Seitenansicht auf den vorderen Endbereich des Rotationswerkzeugs gemäß 6, wobei verborgene Konturen gestrichelt dargestellt sind.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein in den Figuren dargestelltes modulares Rotationswerkzeug 2 ist als ein Bohrwerkzeug ausgebildet. Es weist in allen Ausführungsvarianten einen Träger 4 auf, welcher sich entlang einer Längsrichtung z und einer Rotationsachse 6 von einem rückwärtigen Schaftbereich 8 zu einem stirnseitigen Endbereich 10 erstreckt. An den Schaftbereich 8 schließt sich ein mit Spannuten 18 versehener, genuteter Schneidbereich 12 an, welcher an seinem vorderen Ende einen Plattensitz 14 ausbildet, in dem ein Schneideinsatz 16 aufgenommen ist.
Der Schneideinsatz 16 ist zwischen zwei Haltestegen 20 des Plattensitzes 14 eingesetzt, die zwischen sich eine Aufnahme 22 definieren, die seitlich durch die beiden Haltestege 20 und bodenseitig durch einen Boden begrenzt ist.
Der Schneideinsatz 16 ist insgesamt nach Art eines plattenförmigen Elements ausgebildet, welcher einen radial inneren Mittenbereich 26 quasi als Kern aufweist, an den sich gegenüberliegend jeweils ein sich radial nach außen erstreckender Flügel 28 anschließt. Die zuvor erwähnten Spannuten 18 erstrecken sich seitlich in den Mittenbereich 26 und auch noch ein Teilstück in die Flügel 28 hinein und laufen stirnseitig frei aus. Ausgehend von einer Schneidspitze 30 erstrecken sich in an sich bekannter Weise Schneidabschnitte radial nach außen bis jeweils zu Schneidecken 32.
Die beiden Flügel 28 erstrecken sich jeweils entlang einer 1. Querrichtung x, d. h. ein jeweiliger Flügel 28 schließt sich in bzw. entgegen dieser 1. Querrichtung x an den Mittenbereich 26 an. Senkrecht hierzu ist eine 2. Querrichtung y definiert. Die beiden Querrichtungen x, y sind jeweils senkrecht zur Längsrichtung z orientiert.
Wie speziell aus der 5 zu entnehmen ist, ist durch die 1. Querrichtung x sowie durch die Rotationsachse 6 eine Mittenebene 34 definiert, die also mittig zwischen den beiden Schneidecken 32 und durch die Schneidspitze 30 bzw. mittig zwischen den Haltestegen 20 und durch die Rotationsachse 6 hindurch verläuft. Aufgrund der speziellen Ausgestaltung gemäß 3 verläuft diese Mittenebene 34 zugleich durch die Schneidecken 32 hindurch.
In allen Ausführungsvarianten sind lediglich zwei gegenüberliegende und zwischen sich die Aufnahme 22 einschließen Haltestege 20 ausgebildet. Die Aufnahme 22 ist in und entgegen der 1. Querrichtung offenen, d. h. nicht durch eine Wandung des Trägers 4 begrenzt.
Bei allen drei Ausführungsvarianten ist zum Verspannen des Schneideinsatzes 16 im Plattensitz 14 eine schräg verlaufende Bohrung 36 im Träger, ein Gewindeloch 38 im Schneideinsatz 16 sowie eine Spannschraube 40 vorgesehen. Die Bohrung 36 erstreckt sich von einer an der Umfangsseite des Trägers 4 ausgebildeten Öffnung in Richtung zum stirnseitigen Endbereich 10 schräg unter einem Winkel α geneigt bis zum Schneideinsatz 16. Durch diesen Winkel α ist eine Spannrichtung s definiert.
Wie insbesondere aus 3 zu entnehmen ist, ist die Spannrichtung s - in einer Aufsicht entgegen der Längsrichtung z betrachtet - senkrecht zur 1. Querrichtung x und damit insbesondere senkrecht zur Mittenebene 34 orientiert. Die Spannrichtung s und die Rotationsachse 6 spannen daher eine Querebene 35 auf. Diese schneidet die Haltestege 20.
Korrespondierend hierzu weist der Schneideinsatz 16 an seinem rückwärtigen, bodenseitigen Ende das ebenfalls unter dem Winkel α schräg geneigtes Gewindeloch 38 auf, in die die Spannschraube 40 einschraubbar ist. Das Gewindeloch 38 ist dabei in einem Zentralbereich, insbesondere im Mittenbereich 26 ausgebildet, bevorzugt schneidet die Rotationsachse 6 das Gewindeloch 38.
Die Spannschraube 40 ist vorzugsweise als eine Doppelgewindeschraube ausgebildet, welche entweder zwei Gewinde mit unterschiedlichen Steigungen oder gegenläufige Gewinde aufweist. Bevorzugt ist auch in der Bohrung 36 ein Innengewinde ausgebildet, sodass also die Spannschraube 40 sich sowohl am Gewinde in der Bohrung 36 als auch am Gewinde des Gewindelochs 38 abstützt. Je nach Drehrichtung wird der Schneideinsatz 16 in den Plattensitz 14 hineingezogen bzw. aus diesem heraus gedrückt. Über die Spannschraube 40 ist daher ein einfacher Wechsel des Schneideinsatzes 16 ermöglicht.
Dieser ist allgemein vorzugsweise ohne Vorspannung im Plattensitz 14 gehalten. Hierunter wird verstanden, dass auf den Schneideinsatz 16, insbesondere auf dessen seitliche Kontaktflächen 42B beim Einführen des Schneideinsatzes keine Klemmkräfte von den Haltestegen 20 ausgeübt werden. Der Schneideinsatz 16 kann daher in den Plattensitz 14 eingesetzt werden, ohne dass die Haltestege aufgebogen werden müssen. Beispielsweise ist der Schneideinsatz 16 mit Toleranzspiel in den Plattensitz 14 einsetzbar.
Mithilfe der Spannschraube 40 wird der Schneideinsatz 16 bei der Montage in den Plattensitz 14 hineingezogen, sodass zueinander korrespondierende Kontaktflächen des Schneideinsatzes 16 mit denen des Plattensitzes 14 aneinander zum Anliegen kommen. Bei den Kontaktflächen handelt es sich zum einen um seitliche, radiale Kontaktflächen 42A, B sowie bodenseitige, axiale Kontaktflächen 44A, B. Die jeweiligen Kontaktflächen am Plattensitz 14 sind mit dem Buchstaben A und die Kontaktflächen am Schneideinsatz 16 sind mit dem Buchstaben B bezeichnet.
Unter seitliche Kontaktfläche werden solche Flächen verstanden, die beim Plattensitz 14 nach innen in Richtung zur Längsachse z und zur Aufnahme 22 orientiert sind und korrespondierend bei dem Schneideinsatz 16 solche Flächen, die nach außen in Richtung zu den Haltestegen 20 orientiert sind. Unter bodenseitige, axiale Kontaktflächen wird ein Boden der Aufnahme 22 bzw. die hintere rückwärtige, bodenseitige Fläche des Schneideinsatzes 16 verstanden.
Bei der bevorzugten Ausführungsvariante gemäß den 1-3 sind - wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist - die seitlichen Kontaktflächen 42A, B schräg geneigt zur Längsrichtung z orientiert. Der Neigungswinkel entspricht dabei dem Winkel a, sodass also die seitlichen Kontaktflächen 42A, B parallel zur Spannrichtung s verlaufen.
Beim Einsetzen gleiten daher die seitlichen Kontaktflächen 42A, B des Schneideinsatzes 16 an denen des Plattensitzes 14 in Spannrichtung s entlang.
Wie weiterhin anhand der 2 am besten zu erkennen ist, weisen die bodenseitigen Kontaktflächen 44A, B jeweils insgesamt eine in der Aufsicht oder im Schnitt betrachtet V-förmige Ausgestaltung auf. Die bodenseitigen Kontaktflächen 44A, B weisen daher zwei unter einem beispielsweise stumpfen Winkel zueinander orientierte Teilflächen auf. Bei diesen Teilflächen handelt es sich insbesondere um Planflächen, die sich quer über die gesamte Aufnahme 22 bzw. den gesamten Schneideinsatz 16 erstrecken. Die eine Teilfläche ist dabei vorzugsweise horizontal oder zumindest im Wesentlichen horizontal und damit senkrecht zur Längsrichtung z orientiert. Unter im Wesentlichen horizontal wird eine Abweichung um bis zu maximal 20 % von der Horizontalen verstanden. Die beiden Teilflächen schließen zwischen sich einen Winkel im Bereich beispielsweise von 80°-140° ein. Im Ausführungsbeispiel schließen sie zwischen sich einen stumpfen Winkel ein, welcher bei etwa 100° liegt. Die Spannrichtung s bildet bevorzugt eine Winkelhalbierende dieser beiden Teilflächen, läuft daher vorzugsweise durch die Spitze der jeweiligen V-förmigen Anordnung dieser beiden Teilflächen.
Anhand der Aufsicht der 3 ist weiterhin eine seitliche Führungsfläche 46 zu erkennen, welche insbesondere im Bereich der Spannut ausgebildet ist und die für eine radiale Führung des Schneideinsatzes 16 sorgt. Diese Führungsflächen 46 schließen sich jeweils an eine jeweilige seitliche Kontaktfläche 42B am Schneideinsatz 16 an und sind zu dieser seitlichen Kontaktfläche 42B - in der Aufsicht gemäß 3 betrachtet - abgewinkelt, sodass sie mit dieser einen stumpfen Winkel einschließen.
Bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß den 4 und 5 ist als wesentlicher Unterschied zu der ersten Ausführungsvariante gemäß den 1-3 vorgesehen, dass die seitlichen Kontaktflächen 42A, B parallel zur Längsrichtung z und vorzugsweise planparallel zueinander angeordnet sind, d. h. die jeweiligen seitlichen Kontaktflächen 42A, B des Plattensitzes 14 einerseits und des Schneideinsatzes 16 andererseits sind jeweils parallel zueinander orientiert.
Allgemein sind die seitlichen Kontaktflächen 42A, B - in einer Aufsicht gemäß 3 oder auch 5 betrachtet - punktsymmetrisch bezüglich der Rotationsachse 6 ausgebildet und liegen etwa diagonal einander gegenüber.
Bei dieser zweiten Ausführungsvariante ist weiterhin vorgesehen, dass zumindest im vorderen, stirnseitigen Endbereich 10 die Spannuten 18 sich geradlinig erstrecken und einen geraden Nutabschnitt 18A ausbilden. Sie erstrecken sich zumindest über die axiale Länge und vorzugsweise über beispielsweise bis zur doppelten axialen Länge des Schneideinsatzes 16 geradlinig. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sich an den geraden Nutabschnitt 18A im weiteren Verlauf jeweils ein wendelförmiger Nutabschnitt anschließt. Bei den anderen Ausführungsbeispielen sind die Spannuten 18 jeweils durchgehend wendelförmig ausgebildet.
Im Ausführungsbeispiel der 4 und 5 ist die Bohrung 36 und die Spannrichtung s derart orientiert, dass beim Anziehen der Schneideinsatz 16 in radialer Richtung und damit in Richtung der 1. Querrichtung x versetzt werden kann. Insbesondere liegt die Spannrichtung s innerhalb der von der 1. Querrichtung x und der Rotationsachse 6 aufgespannten Mittenebene 34. D. h. bei dieser Ausführungsvariante ist eine Verschiebung in der 1. Querrichtung x ermöglicht und erfolgt auch, bis bei Erreichen der Endmontageposition der zentrierte Sitz des Schneideinsatzes 16 im Plattensitz 14 erreicht ist. Durch den geradlinigen Spannutabschnitt ist insgesamt auch im Schneideinsatz 16 ein geradliniger Spannutabschnitt ausgebildet, sodass die Geometrie des Schneideinsatzes 16 vergleichsweise einfach ausgebildet ist.
Auch bei dieser Ausführungsvariante sind die bodenseitigen Kontaktflächen 44A, B wiederum vorzugsweise V-förmig ausgebildet.
Bei der dritten Ausführungsvariante gemäß den 6 und 7 sind die seitlichen Kontaktflächen 42A, 42 B ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß den 4 und 5 parallel zur Längsrichtung z orientiert. Im Unterschied zur zweiten Ausführungsvariante sind die Spannuten 18 bis in den vorderen Endbereich 10 wendelförmig ausgebildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2010322723 A [0003]
US 2011236145 A [0003]
US 2015360300 A [0003]
US 2012014760 A [0004]

Claims

Rotationswerkzeug (2), welches sich von einem Schaftbereich (8) zu einem stirnseitigen Endbereich (10) entlang einer Rotationsachse (6) in Längsrichtung (z) erstreckt und einen Träger (4) mit einem darin austauschbar einsetzbaren Schneideinsatz (16) aufweist, wobei - der Träger (4) an einem stirnseitigen Ende einen Plattensitz (14) ausbildet, welcher zwei gegenüberliegende Haltestege (20) aufweist, zwischen denen eine Aufnahme (22) ausgebildet ist, in die der Schneideinsatz (16) austauschbar einsetzbar ist, - eine Spannschraube (40) vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Schneideinsatz (16) bei der Montage des Schneideinsatzes (16) in die Aufnahme (22) eingezogen wird, - der Schneideinsatz (16) eine vorderen Schneidspitze (30) und zwei radial äußere Schneidecken (32) aufweist, - eine Mittenebene (34) definiert ist, die durch die Rotationsachse (6) und einer ersten Querrichtung (x) aufgespannt ist, die senkrecht zur Längsrichtung (z) verläuft, wobei die Mittenebene (34) mittig zwischen den Schneidecken (32) bzw. den Haltestegen (20) hindurch verläuft, - die Haltestege (20) sowie der Schneideinsatz (16) zueinander korrespondierende seitliche Kontaktflächen (42A, B) aufweisen, die bei eingesetztem Schneideinsatz (16) aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, - dass der Träger (4) eine sich in einer Spannrichtung (s) erstreckende Bohrung (36) für die Spannschraube (40) aufweist, und die Bohrung (36) von einer Umfangsseite des Trägers (4) in Richtung zum vorderen Endbereich (10) verläuft und bezüglich der Längsrichtung (z) schräg unter einem Winkel ungleich 90° orientiert ist.
Rotationswerkzeug (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (16) ein sich in Spannrichtung (s) erstreckendes Gewindeloch (38) aufweist, in das die Spannschraube (40) zur Übertragung der Anzugskraft einschraubbar ist.
Rotationswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den seitlichen Kontaktflächen (42A, B) um Planflächen handelt, entlang derer der Schneideinsatz (16) beim Einsetzen in die Aufnahme (22) entlang gleitet.
Rotationswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (22) sowie der Schneideinsatz (16) jeweils eine bodenseitige Kontaktfläche (44A, B) aufweisen und im montierten Zustand die bodenseitige Kontaktfläche (44A, B) des Schneideinsatzes (16) gegen die der Aufnahme (22) verspannt ist.
Rotationswerkzeug (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige bodenseitige Kontaktfläche (44A, B) V-förmig oder gebogen ausgebildet ist.
Rotationswerkzeug (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spitze der V-förmigen Ausgestaltung in Spannrichtung (s) orientiert ist.
Rotationswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Kontaktflächen (42A, B) geneigt zur Längsrichtung (z) und parallel zu der Spannrichtung (s) orientiert sind.
Rotationswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Längsrichtung (z) und die Spannrichtung (s) eine Querebene (35) aufgespannt ist, welche die Haltestege (20) schneidet.
Rotationswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Blickrichtung entgegen der Längsrichtung (z) betrachtet am Schneideinsatz (16) Führungsflächen (46) für eine radiale Führung des Schneideinsatzes (16) ausgebildet sind, die sich seitlich an die seitlichen Kontaktflächen (42A, B) anschließen und zu diesen abgewinkelt sind.
Rotationswerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Kontaktflächen (42A, B) parallel zur Längsrichtung (z) orientiert sind.
Rotationswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) Spannuten aufweist und im stirnseitigen Endbereich (10) einen geraden Nutabschnitt (18A) aufweist.
Rotationswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ohne Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (6) und die Spannrichtung (s) die Mittenebene (34) aufspannen.
Schneideinsatz (16) für ein Rotationswerkzeug (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher zum reversibel austauschbarem Einsetzen in einen Plattensitz (14) eines Trägers (4) des Rotationswerkzeugs (2) ausgebildet ist und sich in einer Längsrichtung (z) entlang einer Rotationsachse (6) bis zu einem vorderen Endbereich (10) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (16) ein sich in einer Spannrichtung (s) erstreckendes Gewindeloch (38) für eine Spannschraube (40) aufweist, wobei das Gewindeloch (38) in Richtung zum vorderen Endbereich (10) verläuft und bezüglich der Längsrichtung (z) schräg orientiert ist
Schneideinsatz (16) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (16) seitliche Kontaktflächen (42A, B) aufweist, welche schräg zur Längsrichtung (z) und parallel zur Spannrichtung (s) verlaufen.
Träger (4) für ein für ein Rotationswerkzeug (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, welcher sich von einem Schaftbereich (8) zu einem stirnseitigen Endbereich (10) entlang einer Rotationsachse (6) in Längsrichtung (z) erstreckt, wobei der Träger (4) an einem stirnseitigen Ende einen Plattensitz (14) ausbildet, welcher zwei gegenüberliegende Haltestege (20) aufweist, zwischen denen eine Aufnahme (22) mit einem Boden ausgebildet ist, in die ein Schneideinsatz (16) austauschbar einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) eine sich in einer Spannrichtung (s) erstreckende Bohrung (36) für eine Spannschraube (40) aufweist, und die Bohrung (36) von einer Umfangsseite des Trägers (4) in Richtung zum vorderen Endbereich (10) verläuft und bezüglich der Längsrichtung (z) schräg orientiert ist.
Träger (4) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) seitliche Kontaktflächen (42A, B) aufweist, welche schräg zur Längsrichtung (z) und parallel zur Spannrichtung (s) verlaufen.