DE19800029A1 - Anfaswerkzeug für rohrförmige Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein rotierbares Anfaswerkzeug für rohrförmige Werk­ stücke mit mindestens einer, in einer virtuellen, zur Rotationsachse konzen­ trischen Kegelfläche liegenden, Anfasschneide.

Derartige Werkzeuge werden häufig auch als Entgratungswerkzeuge bezeich­ net. Da beim Erfindungsgegenstand aber die Ausbildung sauberer Fasen im Vordergrund steht und der Ausbildung einer Fase immer auch eine Entgra­ tung vorausgeht, wird nachstehend ausschließlich der Ausdruck "Anfaswerk­ zeug" verwendet, ohne dadurch das Anwendungsgebiet einzuschränken.

Ein solches Anfaswerkzeug, das in einer Hülse untergebracht und mittels eines Einsatzkörpers in ein Bohrmaschinenfutter einsetzbar ist, ist durch das DE 296 08 602 U bekannt. In dieser Hülse befinden sich jeweils drei Gruppen von Anfasschneiden für eine Innen- und eine Außenanfasung. Um von einer Innenanfasung zu einer Außenanfasung übergehen zu können, muß der Bear­ beitungsvorgang für die eine Fase beendet, die Hülse aus dem Einsatzkör­ per herausgezogen und zur Herstellung der jeweils anderen Fase in umge­ kehrter Richtung wieder in den Einsatzkörper eingesteckt werden, worauf ein zweiter Bearbeitungsvorgang folgt. Diese Maßnahme ist umständlich und zeitraubend. Außerdem sind die Anfasungen ungenau, weil eine exakte Zentrierung zur Rohrachse nicht möglich ist, so daß auf dem Rohrumfang sowohl innen als auch außen Fasen mit wellenförmigem Verlauf der Fasen­ kanten entstehen. Schließlich wird eine eventuell schräg zur Rohrachse verlaufende, durch einen Ablängvorgang erzeugte Schnittfläche nicht begra­ digt, d. h., in eine Rotationsfläche zurückgeschnitten. Dieser Mangel fördert wiederum das Entstehen wellenförmig verlaufender Fasenkanten.

Ein ganz wesentlicher Nachteil schräger Schnitt- bzw. Stirnflächen liegt darin, daß diese - trotz Anfasung - dazu neigen, etwaige Dichtungsringe von Rohr­ muffen, in die ein Rohrende zum nachfolgenden Verpressen und zur Herstel­ lung einer Rohrverbindung eingeschoben werden, durch die schräge Schnitt­ fläche aus ihrer Ringnut in der Rohrmuffe "herausgekrempelt" werden, was von der Bedienungsperson nicht bemerkt wird und zu einer undichten Rohr- Verbindung führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Anfaswerkzeug der eingangs genannten Gattung anzugeben, mit dem durch einen einzigen Arbeitsgang eine Endbearbeitung eines Rohres mit gleichmäßig breiten Innen- und Außenfasen bei Beseitigung eventueller schräger Schnittflächen möglich ist
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Anfaswerkzeug erfindungsgemäß dadurch, daß

• a) der Anfasschneide in Arbeitsrichtung ein zur Rotationsachse konzentri­ scher Zentrierkörper vorgelagert ist und
• b) die Anfasschneide einen solchen räumlichen Verlauf hat, daß das rohr­ förmige Werkstück gleichzeitig mit einer Innenfase, mit einer Außenfase und mit einer Stirnkante versehbar ist, die am Rohrende in bezug auf die Rotationsachse in einer Rotationsfläche verläuft.

Durch die Erfindung wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange gelöst, insbesondere entfallen der umständliche und zeitraubende Vorgang des Umsteckens des Anfaswerkzeugs und damit die Unterbrechung des Bearbei­ tungsvorgangs. Die Anfasungen sind genauer, weil eine exakte Zentrierung zur Rohrachse erzwungen wird, so daß auf dem Raumfang sowohl innen als auch außen Fasen mit gleichbleibendem Abstand der Fasenkanten ent­ stehen. Schließlich wird eine eventuell schräg zur Rohrachse verlaufende, durch einen Ablängvorgang erzeugte Schnittfläche begradigt, d. h., die Stirn­ kante des Rohrendes wird in eine Rotationsfläche zurückgeschnitten, die rechtwinklig zur Rohrachse verläuft.

Es wird also ein Anfaswerkzeug der eingangs genannten Gattung angege­ ben, mit dem durch einen einzigen Arbeitsgang eine Endbearbeitung eines Rohres mit Innen- und Außenfasen bei Beseitigung eventueller schräger Schnittflächen erfolgt.

Weiterhin kann mit dem Erfindungsgegenstand auch ein millimeter-genaues Verkürzen eines Rohres durchgeführt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich das Ende eines schon teilweise verlegten Rohres in einer Ecke oder Mauernische befindet und nicht ohne weiteres mehr heraus­ genommen werden kann.

Der vorgelagerte Zentrierkörper hat dabei eine zusätzliche Funktion, nämlich die einer Kalibrierung des Rohrendes. Besonders dünnwandige Rohre und/- oder solche, die innen und außen mit einem Kunststoffüberzug versehen sind, neigen zur Unrundheit, sei es durch die Herstellung, den Transport oder die Lagerung der Rohre. Der Zentrierkörper erzwingt insbesondere wenn er maßhaltig ist, die Entstehung einer exakten Hohlzylinderform, was gleichfalls die Herstellung einer dichten Rohrverbindung fördert. Der Zentrierkörper kann auch durch einen - an sich bekannten - Expanderkörper ersetzt werden, um den Durchmesser des Rohrendes aufzuweiten.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Erfindung - entweder einzeln oder in Kombination

• - die mindestens eine Anfasschneide drei Schneidenabschnitte aufweist, von denen der radial äußere zur Herstellung der Außenfase, der radial innere zur Herstellung der Innenfase und der mittlere Schneidenabschnitt zur Herstellung einer radialen Schnittfläche zwischen der Außenfase und der Innenfase verwendbar ist,
• - die mindestens eine Anfasschneide an einem Fräskörper angeordnet ist, der von einer zylindrischen Hüllfläche umgeben ist,
• - auf dem Umfang des Fräskörpers in äquidistanter Verteilung mindestens zwei Anfasschneiden, vorzugsweise drei oder fünf Anfasschneiden vorge­ sehen sind,
• - der Fräskörper auf der dem Schaft gegenüberliegenden Seite mit einer Aufnahme zur auswechselbaren Verbindung mit dem Zentrierkörper ver­ sehen ist, insbesondere, wenn dieser Zentrierkörper auch zur Kalibrie­ rung dienen soll und/oder gegen einen speziellen Kalibrierkörper ausge­ tauscht werden soll,
• - der Fräskörper im Bereich seiner Schneiden einen auf dem Umfang geschlossenen Schutzring gegen Verletzungen aufweist,
• - der Fräskörper einen koaxialen Schaft zum Einsetzen in eine Antriebsvor­ richtung aufweist, insbesondere wenn die Antriebsvorrichtung aus einem Handgriff mit einer Wechselfassung für den Schaft besteht,
• - die Wechselfassung aus einem Grundkörper mit einer Ausnehmung und einer Rastvorrichtung für den Schaft besteht,
• - die Rastvorrichtung aus einem im Grundkörper radial beweglichen Rast­ element (Kugel oder Ringfeder) und einer zum Grundkörper koaxialen, federbelasteten Schiebehülse mit einer Stufenbohrung mit einer Schulter­ fläche besteht, durch die die Kugel aus einer Freigabestellung form­ schlüssig in eine Ausnehmung im Schaft des Fräskörpers einschiebbar ist,
• - die Schiebehülse bei einer Auflage einer Hand-Innenfläche auf dem Hand­ griff zum Zwecke einer Rückzugsbewegung gegen die Kraft einer vorge­ spannten Druckfeder mit Daumen und Zeigefinger erfaßbar ist,
• - die mindestens eine Anfasschneide an einer Schneidplatte angeordnet ist, die auswechselbar und/oder verstellbar in einer Ausnehmung im Fräskörper gelagert ist,
• - die Antriebsvorrichtung aus einem Mehrfachhalter für die Aufnahme unterschiedlich großer Anfaswerkzeuge besteht.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und seine weiteren Ausgestaltungen werden nachstehend anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine radiale Ansicht des Anfaswerkzeugs mit einem Schnitt durch ein bereits bearbeitetes Rohrende,

Fig. 2 eine stirnseitige Draufsicht auf den Fräskörpers von Fig. 1 in Richtung der Pfeile in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Bereichs "B", in Fig. 1 in Verbindung mit einem teilweisen Schnitt entlang der Linie III-III in vergrößertem Maßstab und als Prinzipdarstellung,

Fig. 4 den Gegenstand von Fig. 1 in Verbindung mit einer als Handgriff mit Wechselfassung ausgebildeten Antriebsvorrichtung, und

Fig. 5 eine als Mehrfachhalter ausgebildete Antriebsvorrichtung mit unterschiedlich großen Anfaswerkzeugen.

Fig. 1 zeigt ein Anfaswerkzeug 1 mit dem etwas zurückgezogenen Ende eines rohrförmigen Werkstücks 2, das im vorliegenden Fall ein Installations­ rohr, das mit einer Innenbeschichtung 2a und einer Außenbeschichtung 2b, beide aus Kunststoff, versehen ist. Die Rotationsachse "A-A" des Anfaswerk­ zeugs 1 stimmt durch die Wirkung eines Zentrierkörpers 3 mit der Rohrach­ se überein.

Das Anfaswerkzeug 1 besitzt einen beispielsweise aus Werkzeugstahl beste­ henden Fräskörper 4, der von einer zylindrischen Hüllfläche 4a umgeben ist und auf dessen Umfang in äquidistanter Verteilung fünf durch Schleifen her­ gestellte Anfasschneiden 5 vorgesehen sind (Fig. 2 und 3). Die Anfas­ schneiden 5 liegen in jeweils einer Ebene, die im wesentlichen radial zur Rotationsachse A-A ausgerichtet sind und in der die Rotationsachse liegt (Fig. 2). Die Form der Anfasschneiden 5 wird anhand von Fig. 3 noch näher erläutert.

Der Fräskörper 4 ist im Bereich seiner Anfasschneiden 5 von einem Schutz­ ring 4c umgeben, der einen äußerst wirksamen Schutz gegen Verletzungen darstellt, die dadurch entstehen können, daß der Außenumfang des Fräskör­ pers einen zackigen Verlauf hat.

Der Zentrierkörper 3 ist den Anfasschneiden 5 ist in Arbeitsrichtung konzen­ trisch zur Rotationsachse A-A vorgelagert und besitzt einen Kegelstumpf­ abschnitt 3a und einen zylindrischen Abschnitt 3b, in dem mehrere Umfangs­ nuten 3c angeordnet sind. Ferner besitzt der Zentrierkörper 3 einen Gewin­ defortsatz 6, mit dem er in eine komplementäre Gewindebohrung 7 des Fräskörpers 4 eingeschraubt ist, was anhand von Fig. 4 noch erläutert wird.

Alternativ kann jedoch der Fräskörper 4 einen Gewindefortsatz 4d aufweisen, der in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist und auf den ein analoger Zentrier­ körper auswechselbar aufgeschraubt ist, der mit einer komplementären Gewindebohrung versehen ist.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, hat jede Anfasschneide 5 einen solchen räumlichen Verlauf, daß das rohrförmige Werkstück 2 (Fig. 1) durch die Rotation in Richtung des Pfeils "R" in Fig. 2 gleichzeitig mit einer Innenfase 8, mit einer Außenfase 9 und mit einer dazwischenliegenden, senk­ recht zur Rohrachse ausgerichteten, Kreisringfläche 10 versehen wird (Fig. 1). Dies geschieht dadurch, daß jede Anfasschneide 5 drei Schneiden­ abschnitte 5a, 5b und 5c aufweist, von denen der radial äußere 5a zur Her­ stellung der Außenfase 9, der radial innere 5c zur Herstellung der Innenfase 8 und der mittlere Schneidenabschnitt 5b zur Herstellung der radialen Kreis­ ringfläche 10 dient. Die Schneidenabschnitte 5a und 5c stehen unter je einem Winkel von 45° zur Achse A-A, d. h. ihr Öffnungswinkel beträgt 90°. Dies ist jedoch nicht zwingend, vielmehr können die Schneidenabschnitte auch asymmetrisch ausgerichtet sein.

Die Schneidenabschnitte 5a, 5b und 5c können auch zu einer bogenförmi­ gen, beispielsweise halbkreisförmigen, Anfasschneide 5 zusammengefaßt werden.

Es ist dabei wichtig, daß der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 3b des Zentrierkörpers 3 unter Beachtung der erforderliche Toleranzen mög­ lichst genau dem Innendurchmesser des Rohres 2 entspricht, um ein Rattern und/oder ein Schiefstellen zu vermeiden. Die Umfangskante 3d des Zentrier­ körpers 3 sollte dabei um ein geringes Maß über die tiefsten Stellen der in den Fräskörper 4 eingeschliffenen Ausnehmungen 4b bzw. über das am meisten nach innen ragende Ende der Anfasschneide 5 radial nach außen überstehen, um auch eine sichere Späneabfuhr zu gewährleisten. Diese Späneabfuhr wird auch durch den Schutzring 4c nicht behindert, da dessen axiale Länge geringer ist als die axiale Erstreckung der Ausnehmungen 4b (siehe die unbezifferten Pfeile in Fig. 1).

Durch die ebenen Seitenflanken dieser Ausnehmungen 4b werden im übrigen auch die radialen und gleichzeitig achsparallelen Ebenen definiert, in denen die Anfasschneiden 5 liegen, die im übrigen auf ihrer Rückseite die üblichen Freischnitte (Abschrägungen) aufweisen.

Wie aus den Fig. 1 und 4 hervorgeht, besitzt der Fräskörper 4 auf seiner den Anfasschneiden 5 gegenüberliegenden Seite einen koaxialen Schaft 11 mit einem Mehrkantquerschnitt zum verdrehfesten, aber axial lösbaren, Einsetzen in eine Antriebsvorrichtung 12 oder 26.

Als Antriebsvorrichtung kann in einfachster Weise eine Handbohrmaschine mit einem Bohrfutter verwendet werden, in die das Anfaswerkzeug nach Fig. 1 eingespannt wird.

Wie bereits beschrieben, besitzt der Zentrierkörper 3 den Gewindefortsatz 6, mit dem er in die komplementäre Gewindebohrung 7 des Fräskörpers 4 auswechselbar eingeschraubt ist, die auf der dem Schaft 11 gegenüber­ liegenden Seite des Fräskörpers 4 angeordnet ist.

Gemäß Fig. 4 besteht die Antriebsvorrichtung 12 für den manuellen Betrieb aus einem Handgriff 13, der grob gesehen die Form eines dreizackigen Sterns besitzt und aus einer Wechselfassung 14 für den Schaft 11. Die Wechselfassung 14 besteht wiederum aus einem Grundkörper 15 mit einer Ausnehmung 16 und einer Rastvorrichtung 17 für den Schaft 11 des Fräskör­ pers 4. Die Rastvorrichtung 17 besteht ihrerseits aus einer im Grundkörper 15 radial beweglichen Kugel 18 und aus einer zum Grundkörper 15 koaxialen, federbelasteten Schiebehülse 19 mit einer Stufenbohrung 20, die eine Schul­ terfläche 21 besitzt, durch die die Kugel 18 aus einer Freigabestellung form­ schlüssig in eine als Ringnut ausgebildete Ausnehmung 22 im Schaft 11 des Fräskörpers 4 einschiebbar ist. Zur Erzielung einer Unverlierbarkeit besitzt der Schaft 11 eine Ringnut, in die ein Federring eingelegt ist, auf der sich die Schulterfläche ab stützen kann, wie in Fig. 4 dargestellt.

Auch kann an die Stelle der Rastkugel 18 ein geteilter Federring treten.

Aus Fig. 4 ist ferner ersichtlich, daß die Schiebehülse 19 bei einer Auflage einer Hand-Innenfläche auf dem Handgriff 13 zum Zwecke einer Rückzugs­ bewegung gegen die Kraft einer vorgespannte Druckfeder 23 mit Daumen und Zeigefinger erfaßt werden kann. Dies fördert die Bedienungsfreundlich­ keit erheblich.

Anstatt die Anfasschneiden 5 durch Schleifen einstückig mit dem Fräskörper auszubilden - wie dargestellt - ist es auch möglich, die mindestens eine Anfasschneide 5 an einer Schneidplatte anzuordnen, die auswechselbar und/oder verstellbar in einer Ausnehmung im Fräskörper 4 gelagert ist.

Anhand von Fig. 5 ist noch dargestellt, daß mehrere, unterschiedlich große Anfaswerkzeuge nach Fig. 1 in eine Antriebsvorrichtung 26 eingesetzt wer­ den können, die einen Mehrfachhalter 24 besitzt. Der Einfachheit halber sind die Schutzringe hier nicht dargestellt, aber vorhanden. Durch gleichzeitigen Antrieb aller Anfaswerkzeuge um jeweils eine eigene Achse A1, A2, A3 und A4 kann eine Bedienungsperson in kurzer Taktfolge Rohre mit den unter­ schiedlichsten Durchmessern entgraten und anfasen. Das erforderliche Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, ist in einem Gehäuse 25 unter­ gebracht.

Bezugszeichenliste

1

Anfaswerkzeug

2

Werkstück

2

a Innenbeschichtung

2

b Außenbeschichtung

3

Zentrierkörper

3

a Kegelstumpfabschnitt

3

b zylindrischer Abschnitt

3

c Umfangsnuten

4

Fräskörper

4

a Hüllfläche

4

b Ausnehmung

4

c Schutzring

4

d Gewindefortsatz

5

Anfasschneiden

5

a Schneidenabschnitt

5

b Schneidenabschnitt

5

c Schneidenabschnitt

6

Gewindefortsatz

7

Gewindebohrung

8

Innenfase

9

Außenfase

10

Kreisringfläche

11

Schaft

12

Antriebsvorrichtung

13

Handgriff

14

Wechselfassung

15

Grundkörper

16

Ausnehmung

17

Rastvorrichtung

18

Rastelement (Kugel, Ringfeder)

19

Schiebehülse

20

Stufenbohrung

21

Schulterfläche

22

Ausnehmung

23

Druckfeder

24

Mehrfachhalter

25

Gehäuse

26

Antriebsvorrichtung

Claims (14)

1. Anfaswerkzeug für rohrförmige Werkstücke (2) mit mindestens einer, in einer virtuellen, zu einer Rotationsachse (A-A, A1, A2, A3, A4) konzen­ trischen Kegelfläche liegenden Anfasschneide (5), dadurch gekennzeich­ net, daß

• a) der Anfasschneide in Arbeitsrichtung ein zur Rotationsachse konzen­ trischer Zentrierkörper (3) vorgelagert ist und daß
• b) die Anfasschneide (5) einen solchen räumlichen Verlauf hat, daß das rohrförmige Werkstück (2) gleichzeitig mit einer Innenfase (8), mit einer Außenfase (9) und mit einer Kreisringfläche (10) versehbar ist.

2. Anfaswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfasschneide (5) drei Schneidenabschnitte (5a, 5b, 5c) aufweist, von denen der radial äußere (5a) zur Herstellung der Außenfase (9), der radial innere (5c) zur Herstellung der Innenfase (8) und der mittlere Schneidenabschnitt (5b) zur Herstellung einer radialen Kreisringfläche (10) zwischen der Außenfase (9) und der Innenfase (8) verwendbar ist.

3. Anfaswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Anfasschneide (5) an einem Fräskörper (4) angeordnet ist, der von einer zylindrischen Hüllfläche (4a) umgeben ist.

4. Anfaswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang des Fräskörpers (4) in äquidistanter Verteilung mindestens zwei Anfasschneiden (5) vorgesehen sind.

5. Anfaswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräskörper (4) im Bereich seiner Anfasschneiden (5) einen auf dem Umfang geschlossenen Schutzring (4c) besitzt.

6. Anfaswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräskörper (4) einen koaxialen Schaft (11) zum Einsetzen in eine Antriebsvorrichtung (12, 26) aufweist.

7. Anfaswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräskörper (4) auf der dem Schaft (11) gegenüberliegenden Seite mit einer Aufnahme (7) zur auswechselbaren Verbindung mit dem Zentrier­ körper (3) versehen ist.

8. Anfaswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräskörper (4) auf der dem Schaft (11) gegenüberliegenden Seite mit einem Gewindefortsatz (4d) zur auswechselbaren Verbindung mit dem Zentrierkörper (3) versehen ist.

9. Anfaswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (12) aus einem Handgriff (13) mit einer Wechsel­ fassung (14) für den Schaft (11) besteht.

10. Anfaswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselfassung (14) aus einem Grundkörper (15) mit einer Ausneh­ mung (16) und einer Rastvorrichtung (17) für den Schaft (11) besteht.

11. Anfaswerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (17) aus einem im Grundkörper (15) radial beweglichen Rastelement (18) (Kugel oder Federring) und einer zum Grundkörper (15) koaxialen, federbelasteten Schiebehülse (19) mit einer Stufenboh­ rung (20) mit einer Schulterfläche (21) besteht, durch die das Rast­ element (18) aus einer Freigabestellung formschlüssig in eine Ausneh­ mung (22) im Schaft (11) des Fräskörpers (4) einschiebbar ist.

12. Anfaswerkzeug nach den Ansprüchen 9 und 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schiebehülse (19) bei einer Auflage einer Hand-Innenfläche auf dem Handgriff (13) zum Zwecke einer Rückzugsbewegung gegen die Kraft einer vorgespannte Druckfeder (23) mit Daumen und Zeigefinger erfaßbar ist.

13. Anfaswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Anfasschneide (5) an einer Schneidplatte angeordnet ist, die auswechselbar und/oder verstellbar in einer Ausnehmung im Fräskörper (4) gelagert ist.

14. Anfaswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (26) aus einem Mehrfachhalter (24) für die Auf­ nahme unterschiedlich großer Anfaswerkzeuge (1) besteht.