DE202004003358U1

DE202004003358U1 - Räumwerkzeug

Info

Publication number: DE202004003358U1
Application number: DE200420003358
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2014-03-05

Abstract

Räumwerkzeug (10) zum Herstellen einer konturierten Vertiefung (36) in der Wand (38) eines Werkstücks (14), mit einem langgestreckten Schaft (12) mit seitlich abstehenden Messern (24), die bei einer Linearbewegung des Schafts (12) relativ zum Werkstück (14) mit von Messer (24) zu Messer (24) zunehmender Tiefe in die Wand (38) des Werkstücks (14) eindringen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messer (24) an dem Schaft (12) in Querrichtung des Schafts (12) einzeln verschiebbar sind, wobei jedes Messer (24) eine aus dem Schaft (12) ragende Schneidklinge (30) und am entgegengesetzten Ende ein Steuerteil (32) aufweist,
und
dass längs des Weges der Linearbewegung des Schafts (12) eine Schablone (22) angeordnet ist, die eine auf die Steuerteile (32) einwirkende konturierte Steuerfläche (34) aufweist und die Messer (24) mit variierender Tiefe aus dem Schaft (12) heraustreibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Räumwerkzeug zum Herstellen einer konturierten Vertiefung in der Wand eines Werkstücks.
Räumwerkzeuge finden Anwendung bei spanenden Formgebungsverfahren. Sie besitzen einen lang gestreckten Schaft mit seitlich abstehenden Messern, die bei einer Linearbewegung des Schafts relativ zum Werkstück mit von Messer zu Messer zunehmender Tiefe in die Wand des Werkstücks eindringen und so Werkstoff abtragen. Der abzuspanende Werkstoff wird in einem Hub ziehend oder schiebend mit dem Räumwerkzeug abgetragen. Die Spanungsdicke des abgetragenen Werkstoffs entspricht dabei der Längendifferenz zwischen zwei benachbarten Messern. Bei solchen Räumwerkzeugen kann der in der Wand des Werkstücks abzutragende Werkstückstoff nur parallel zu der Hubbewegung des Schafts abgetragen werden. Die Konturen der auf diese Weise abgetragenen Bereiche sind linear. Vertiefungen mit nicht linearer Kontur in Teilabschnitten der Wand des Werkstücks können mit einem Räumwerkzeug bisher nicht hergestellt werden.
Besondere Maßnahmen erfordert die Herstellung geschlossener Nuten. Geschlossene Nuten sind Nuten, die nicht über die gesamte Länge des Werkstücks verlaufen und an ihren Enden in die Oberfläche des Werkstücks übergehen. Sie haben in der Regel eine in Längsrichtung variierende Nuttiefe. Geschlossene Nuten sind eine Unterform von konturierten Vertiefungen.
Eine Nutherstellungsmaschine zur Erzeugung geschlossener Nuten ist im Gebrauchsmuster DE 298 07 909 U1 beschrieben. Diese Vorrichtung weist einen axial bewegbaren Antriebskopf mit einem davon abstehenden hohlen Schaft und einem an dem Schaft vorgesehenen Werkzeug auf, das in eine Werkstückbohrung einführbar ist und ein seitlich herausbewegbares Nutmesser aufweist. An dem Antriebskopf ist ein Schieber geführt, der an einer ortsfesten Schablone abgestützt ist und während einer Hubbewegung des Antriebskopfes die seitliche Bewegung des Nutmessers entsprechend der Form der Schablone steuert. Mit dieser Nutherstellungsmaschine können geschlossene Nuten in der Innenwand eines Werkstücks hergestellt werden. Die Nutherstellungsmaschine besitzt nur ein Messer, das daher einem hohen Verschleiß unterliegt. Zur Herstellung der Nut muss das Werkstück in mehreren Hüben bearbeitet werden.
Aus dem Patent DE 2 658 924 C2 ist eine Vorrichtung zur Herstellung geschlossener Nuten in der Bohrungswand einer Buchse bekannt, mit der in Längsrichtung der Buchse verlaufende Nuten erzeugt werden, die an ihren Enden in die Bohrungswandung auslaufen. Das über eine Nockenscheibe angetriebene Schneidwerkzeug führt spechtende oder hackende Bewegungen aus. Die Nuten können nur in der Bohrungswand einer kurzen Buchse mit einer Bohrung großen Durchmessers hergestellt werden. Das Werkzeug kann nicht tief in die Bohrung eindringen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Räumwerkzeug zu schaffen, das imstande ist, mit hoher Effektivität konturierte Vertiefungen in der Wand eines Werkstücks zu erzeugen und die Standzeit durch das Räumwerkzeug zu erhöhen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit dem Räumwerkzeug, das durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert ist. Die Messer des erfindungsgemäßen Räumwerkzeugs sind an dem Schaft in Querrichtung des Schafts einzeln verschiebbar. Jedes Messer weist eine aus dem Schaft ragende Schneidklinge und am entgegengesetzten Ende ein Steuerteil auf. Längs des Weges der Linearbewegung des Schafts ist eine Schablone angeordnet, die eine auf die Steuerteile einwirkende konturierte Steuerfläche aufweist. Dadurch können die Messer mit variierender Tiefe des Schafts relativ zum Werkstück einzeln und nacheinander von der Schablone aus dem Schaft in die abzutragende Wand des Werkstücks herausgetrieben werden.
Der Vorteil des Räumwerkzeugs zur Herstellung konturierter Vertiefungen gegenüber den oben beschriebenen Nutherstellungsvorrichtungen liegt darin, dass das Räumwerkzeug mehrere Bearbeitungsschritte in nur einer Hubbewegung ausführt. Die Bearbeitungszeit ist dadurch deutlich geringer. Das Räumwerkzeug arbeitet effektiver, die Standzeit ist wesentlich höher.
Das erfindungsgemäße Räumwerkzeug bietet im Gegensatz zu herkömmlichen Räumwerkzeugen die Möglichkeit, konturierte Vertiefungen herzustellen, also Vertiefungen variierender Tiefe, beispielsweise geschlossene Nuten. Durch Auswechseln der Schablone kann eine Vielzahl unterschiedlicher Konturen hergestellt werden. Das Räumwerkzeug ist somit vielseitig einsetzbar.
Der Schaft des Räumwerkzeugs führt einen Arbeitshub und einen Rückhub aus. In Richtung der Bewegung des Rückhubs weisen die Messer entlang des Schafts gestaffelt zunehmende Längen auf. Vorzugsweise sind die Längendifferenzen benachbarter Messer gleich. Während des Arbeitshubs dringt ein weiter oben liegendes Messer tiefer in das Werkstück ein als das unter ihm befindliche und trägt Werkstoff ab. Die Spanungsdicke des abgetragenen Werkstoffs entspricht der Längendifferenz zweier benachbarter Messer.
Eine vorteilhafte Ausführung des Räumwerkzeugs weist stabförmige Messer auf, deren Hauptachsen unter einem Winkel zur Horizontalebene verläuft. Dadurch kann die während der Bewegung des Schafts relativ zu dem Werkstück und zu der Schablone entstehende Schubkraft von der Schablone auf das entsprechende Messer in günstiger Weise und mit geringen Verlusten in eine Schubbewegung des Messers in Richtung der abzutragenden Wand des Werkstücks umgesetzt werden.
Es ist ferner von Vorteil, wenn jedes Messer unter der Wirkung einer Feder steht, die auf das Messer eine Rückstellkraft entgegen der Schubkraft der Schablone ausübt. Die Messer gelangen dann automatisch in ihre Ausgangsposition zurück, nachdem sie den Werkstoff abgetragen haben.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Vertikalschnitt eines Räumwerkzeugs während eines Räumvorgangs und
2 einen Horizontalschnitt durch das Räumwerkzeug und das Werkstück entlang der Linie II-II in 1.
In den Zeichnungen ist ein Räumwerkzeug 10 während des Räumvorgangs dargestellt. Der Schaft 12 des Räumwerkzeugs 10 ist in eine Bohrung eines Werkstücks 14 eingeführt, das sich auf einem Maschinentisch 16 befindet. Der Schaft 12 ist der Bohrung angepasst und ist an seinem oberen Ende voll und zylindrisch ausgebildet. Unterhalb des oberen Endes des Schafts befindet sich eine längslaufende Aussparung 13, in die die Schneidkanten der Messer 24 heineinragen. Auf der dieser Aussparung entgegengesetzten Seite des Schafts 12 befindet sich eine Führungsnut 18 zur Führung eines Halters 20. In der Führungsnut 18 ist eine Vertiefung 19 für eine Schablone 22 vorgesehen. Der Halter 20 ist auf das Werkstück 14 aufgestützt.
Entlang des vertikalen Schafts 12 sind die seitlich abstehenden Messer 24 in quer verlaufenden Öffnungen 25 des Schafts verschiebbar angeordnet. Die Hauptachse 26 der stabförmigen Messer 24 mit rechteckigem Querschnitt ist um den Winkel α zu der Horizontalebene 28 geneigt. An dem seitlich von dem Schaft 12 abstehenden einen Ende jedes Messers 24 ist eine Schneidklinge 30 ausgebildet. An dem der Schneidklinge 30 gegenüberliegenden anderen Ende jedes Messers 24 befindet sich ein Steuerteil 32 in Form einer Steuerkante, auf die eine Steuerfläche 34 der an dem Halter 20 befestigten Schablone 22 einwirkt. In dem abzuspanenden Bereich des Werkstücks 14 schaffen die Schneidklingen 30 der Messer 24 eine Vertiefung 36 in der Wand 38 des Werkstücks 14. Jedes Messer 24 wird von einer Blattfeder 40 in Richtung auf die Schablone 22 gedrückt. Jede Blattfeder 40 ist an ihrem einen Ende mit einer Schraube 42 fest mit dem Schaft 12 verbunden. Ihr anderes Ende ragt in eine seitliche Ausnehmung 44 des Messers 24 hinein und steht dabei in losem Eingriff mit dem Messer 24.
Während des Arbeitshubes gleitet der Halter 20 der Schablone 22 in der Nut 18 des Schafts 12. Jedes Messer 24 befindet sich während der Abwärtsbewegung des Schafts 12 zunächst in einer Ausgangsposition innerhalb der Umfangskontur des Schafts 12, bis das Steuerteil 32 des Messers 24 die Schablone 22 berührt.
Die Arbeitsbewegung des Schafts 12 wird dann von der Schablone 22 in eine Schubkraft des Messers 24 umgesetzt, die von der Steuerfläche 34 der Schablone 22 auf das Steuerteil 32 des Messers 24 übertragen wird und das Messer 24 seitlich aus dem Schaft 12 heraustreibt. Das Messer 24 dringt während der Linearbewegung des Schafts 12 entsprechend der Kontur der Schablone 22 in die Wand des Werkstücks 14 ein. Die seitlich nach unten gerichtete Schneidklinge 30 trägt dort Werkstoff ab. Aufgrund der in Richtung des Rückhubs des Schafts 12 von unten nach oben gestaffelten gleichmäßigen Längenzunahme der Messer 24 dringt jedes Messer tiefer in die Wand des Werkstücks ein als das unter ihm befindliche. Die Spanungsdicke des von einem Messer abgetragenen Werkstoffs entspricht der Längendifferenz zweier benachbarter Messer 24. Die Federn 40 drücken die Messer 24 in eine Ausgangslage. Die Schablone 12 drückt die Messer 24 nach außen aus dieser Ausgangslage heraus. Wenn die Messer 24 das Maximum der Steuerfläche 34 überschritten haben, werden sie von den entstehenden Resultierenden der Schneidkräfte und der Feder 40 in die Ausgangslage zurückbewegt. Die Nut wird in nur einem Arbeitshub des Schafts 12 erzeugt. Am Ende dieser Hubbewegung wird der Schaft 12 wieder zurück in seine Ausgangsposition von unten nach oben geführt.
Mit dem erfindungsgemäßen Räumwerkzeug lassen sich konturierte Vertiefungen sowohl in Innennuten als auch an der Außenseite eines Werkstücks herstellen.

Claims

Räumwerkzeug (10) zum Herstellen einer konturierten Vertiefung (36) in der Wand (38) eines Werkstücks (14), mit einem langgestreckten Schaft (12) mit seitlich abstehenden Messern (24), die bei einer Linearbewegung des Schafts (12) relativ zum Werkstück (14) mit von Messer (24) zu Messer (24) zunehmender Tiefe in die Wand (38) des Werkstücks (14) eindringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24) an dem Schaft (12) in Querrichtung des Schafts (12) einzeln verschiebbar sind, wobei jedes Messer (24) eine aus dem Schaft (12) ragende Schneidklinge (30) und am entgegengesetzten Ende ein Steuerteil (32) aufweist, und dass längs des Weges der Linearbewegung des Schafts (12) eine Schablone (22) angeordnet ist, die eine auf die Steuerteile (32) einwirkende konturierte Steuerfläche (34) aufweist und die Messer (24) mit variierender Tiefe aus dem Schaft (12) heraustreibt.
Räumwerkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24) in Längsrichtung des Schafts (12) gestaffelt unterschiedliche Längen aufweisen.
Räumwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 – 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24) stabförmig sind und ihre Hauptachse (26) unter einem Winkel (α) von der Horizontalebene (28) abweicht.
Räumwerkzeug (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (24) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Räumwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 – 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Messer (24) unter der Wirkung einer Feder (40) steht, die auf das Messer (24) eine Rückstellkraft in Richtung auf die Schablone (22) ausübt und mit dem Schaft (12) des Räumwerkzeugs (10) verbunden ist.
Räumwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halter (20) für die Schablone (22) in einer Nut (18) des Schafts (12) vorgesehen ist.
Räumwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 – 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerteil (32) eine Steuerkante ist.