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"Kopierfräskopf, insbesondere für nc-gesteuerte Fräs-
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maschinen" Die Erfindung betrifft einen Kopierfräskopf, insbesondere
für nc-yesteuerte Fräsmaschinen, mit einem Grundkörper, ;in dem Schneidplatten befestigt
sind, einem Aufnahmekegel zur Verbindung mit einer Fräsmaschine, einem Außenring
und einem Labyrinthring sowie Kanälen im Grundkörper zur Zufuhr von Luft zu den
Hauptschneiden, sowie vor den Schneiden angeordneten Spankammern.
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Derartige Kopierfräsköpfe sind bekannt und im Handel erhältlich.
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Dcratic Kopierfräsköpfe werden bei Kopier-, Mantel- oder Umfanq-fräsoperationen
verwendet. Soll jedoch in ein Werkstück beispielsweise eine Nut gçfräst werden,
dann muß zuerst mit einem anderen Bohrkopf eine entsprechende Bohrung angebracht
werden, in die dann der Kopierfräskopf eintauchen und seine Arbeit aufnehmen kann.
Dazu ist somit ein Werkzeugwechsel erforderlich, was einen zusätzlichen Arbeitsgang
und eine entsprechende Umrüstzeit erfordert.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Kopierfräskopf
der eingangs erläuterten Art derart auszubilden, daß alle erforderlichen Arbeitsgänge,
Bohren und Längs fräsen mit ein und demselben Werkzeug in einem Arbeitsgang ausführbar
sind.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Kopierfräskopf der
eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Grundkörper glockenartig
ausgebildet ist, am Innenmantel Innen-(Kern-)Schneiden aufweist, daß der AuBenmantel
Umfangsschneiden sowie im Stirnflächenbereich Stirn- bzw. Bohrschneiden aufweist
und daß die Luftkanäle sowohl den Innenschneiden als auch den Umfangs- und Stirnschneiden
zugeordnet sind.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Schneiden am, Innenmantel
und am Außenmantel des glockenartig ausgebildeten Grundkörpers wird mit einem Werkzeug
das Fräsen beliebiger drei-dimensionaler Flächen ermöglicht, ohne daß ein Werkzeugwechsel
erforderlich oder mehrere Arbeitsgänge notwendig sind.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind sowohl
Umfangs- als auch Innenschneiden spiralförmig versetzt an Zähnen angeordnet und
aus etwa quadratischen Schneidplatten gebildet, während die Stirnschneiden als rhombische
Schneidplatten ausgebildet sind.
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Bei einem erfindungsgemäßenAusführungsbeispiel, sind in vorteilhafter
Weise die Innenschneiden-Zähne und die Seiten- und Stirnschneiden-Zähne jeweils
um 900 versetzt abwechselnd angeordnet.
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Nach einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist der glockenartige
Grundkörper aus einer Außenglocke und einer
konzentrisch dazu angeordneten
Innenglocke gebildet, die lösbar miteinander verbunden sind und die Außenglocke
die Stirn- und Umfangs schneiden und die Innenglocke die Innen- bzw, Kernschneiden
trägt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel können jeweils verschiedenartige Innenglocken
und Außenglocken miteinander kombiniert und an jeweils zu lösende Fräsaufgaben angepaßt
werden.
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Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist es ferner zweckmäßig,
daß sowohl die Innenglocke als auch die Außenglocke Luftkanäle aufweist, die jeweils
im Bereich der untersten Schneide enden.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorteilhaft,
daß der Grundkörper an seinem Außenmantel die Umfangs- und Stirnschneiden trägt
und daß die Innenschneiden an einsetz- und auswechselbaren, mit dem Innenmantel
des Grundkörpers verbindbaren, Trägerleisten angeordnet sind.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, das Wenden der Schneidplatten
an den ausgebauten Trägerleisten durchzuführen, während zur Herstellung der Schnittbereitschaft
lediglich bereits bestückte Trägerleisten in den Grundkörper eingesetzt werden brauchen.
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Um bei den mit dem erfindungsgemäßen Kopierfräskopf ermöglichten hohen
Schnittgeschwindigkeiten die Spanabfuhr sicherzustellen bzw. zu verbessern, ist,
nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, eine an der Fräsmaschine angeordnete
Absaugglocke mit einem an eine Saugvorrichtung anschließbarem Absaugrohr vorgesehen.
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Dabei ist es zweckmäßig, daß der Durchmesser der Absaugglocke
größer
ist als die Spindelaufnahme der Fräsmaschine und daß das Absaugrohr an einer Ubergangsfläche
vom Außendurchmesser zu einem Befestigungsring an der Fräsmaschine angeordnet ist.
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Um eine Anpassung an verschiedene Eintauchtiefen des Kopierfräskopfes
ermöglichen, ist es ferner vorteilhaft, daß die Absaugglocke teleskopartig ineinander
schiebbare Ringabschnitte aufweist.
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In weiterer Ausgestaltung ist in vorteilhafter Weise am unteren Ende
der Absaugglocke ein elastischer Ringrand vorgesehen.
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Für eine Verbindung der Ringabschnitte ist vorgesehen, daß jeder Ringabschnitt
einen oberen nach außen weisenden Schrägrand und einen unteren nach innen weisenden
Schrägrand aufweist, derart, daß sich jeweils axial aufeinanderfolgende Ringabschnitte
am vorhergehenden Ringabschnitt abstützen und schwerkraftbedingt oder mittels Federwirkung
nach unten gleiten, während beim Eintauchen des Grundkörpers ins Material die Ringabschnitte
sich teleskopartig ineinanderschieben, wobei der elastische Ringrand auf der Oberfläche
des Materials aufliegt.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung
näher erläutert, die schematische Ausführungsbeispiele darstellt. Dabei zeigt: Fig.
1 eine Stirnansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kopierfräskopfes,
Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, des Ausführungsbeispiels gemäß
Fig. 1, Fig. 3 die Ausbildung einer Absaugvorrichtung,
Fig. 4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel in Stirnansicht, Fig. 5 das Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 4 in Seitenansicht teilweise geschnitten und Fit. 6 und 7 zwei Elemente eines
weiteren Ausführungsbeispieles.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen in Stirnansicht bzw. Seitenansicht, teilweise
geschnitten, ein erstes Ausführungsbeispiel. Der Kopierfräskopf weist in bekannter
Weise einen Aufnahmekegel 13 zur Verbindung mit einer (nicht dargestellten) Fräsmaschine
auf. Er besteht aus einem glockenartigen Grundkörper 1, an dem an einem Zahn 10
mit Spiralfläche 8 Umfangsschneiden 2 und eine rhombische Stirnschneide 3 mit Hilfe
geeigneter Befestigungsmittel 5 bzw. 6 angeordnet sind. Am Innenmantel 31 des glockenartigen
Grundkörpers 1 sind an einem Zahn 11 mit Spiralfläche 9 Innen-Kern-Schneiden 4 und
stirnseitig Schneiden 3'befestigt.
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Zur Befestigung dienen an sich bekannte Befestigungsmittel 7.
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Ein Mitnahmering 12 ist mit einem Außenring 15 verbunden, der einen
Luftanschluß 34 aufweist. Mit dem Luftanschluß 34 in Verbindung steht ein Ringkanal
17 in einem Labyrinthring 14. Vom Ringkanal 17 verlaufen etwa axial Kanäle 18 zu
den Umfangsschneiden 2 und 3 sowie axiale Kanäle 19 zu den Kernschneiden 4.
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In den Fig. 4 und 5 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem der glockenartige Grundkörper 1 aus zentrisch angeordneter Außenglocke 20
und Innenglocke 21 gebildet ist, die miteinander verbindbar, beispielsweise verschraubbar
sind. Dabei weist die Außenglocke 20 die Umfangsschneiden 2 und die Stirnschneiden
3 auf, während die Innenglocke 21 mit den Kernschneiden 4 und Innen-Stirn-Schneiden
3 versehen ist.
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Die Befestigung erfolgt in an sich beliebiger Weise, mit entsprechenden
Befestigungsmitteln 5, 6, 7.
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Die Ausbildung der Luftzufuhrkanäle ist dabei derart getroffen, daß
die Kanäle 18 für die Umfangsschneiden und Stirnschneiden in der Außenglocke 20
und die Kanäle 19 für die Kernschneiden in der Innenglocke 21 verlaufen.
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In Fig. 4 ist wiederum eine Stirnansicht dieses Ausführungsbeispiels
dargestellt, aus der die Aufteilung des glockenartigen Grundkörpers 1 in eine Außenglocke
20 und eine Innenglocke 21 sowie die Mündungen der Kanäle 18 und 19 deutlich erkennbar
sind.
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Die Fig. 5 zeigt wiederum die Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
nach Fig. 4, teilweise geschnitten. Die mit den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.
1 und 2 gleichen Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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Die Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung mit einer Absaugglocke 23, die
den glockenartigen Grundkörper 1 in relativ großem Abstand umgibt. Die Absaugglocke
23 ist dabei in vorteilhafter Weise mit Hilfe eines Befestigungsringes 26 an der
Spindel einer Fräsmaschine 33 befestigt. Im Ubergang vom kleineren Durchmesser der
Fräsmäschinen-Spindel 33 zum größten Durchmesser der Absaugglocke 23 ist eine Schrägfläche
25 vorgesehen, an der ein oder mehrere Absaugrohre 24 münden. Das Absaugrohr ist
mit einer nicht dargestellten Saugvorrichtung verbindbar.
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Die Absaugglocke 23 besteht zweckmäßig aus Ringabschnitten 27', 27''
und 27''', die von oben nach unten einen abnehmenden Durchmesser aufweisen und jeweils
an ihren oberen Rändern einen nach außen weisenden oberen Schrägrand 29 und an ihren
unteren Rändern einen nach innen weisenden unteren Schrägrand 30 aufweisen. Durch
diese Ausbildung
ist ein teleskopartiges Ineinanderschieben der
einzelnen Ringabschnitte 27', 27'' und 27''' beim Eintauchen des Fräsers in ein
zu bearbeitendes Material sichergestellt.
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Um die Absaugvorrichtung optimal auszunutzen, ist es zweckmäßig, die
Absaugglocke 23 in dichte Verbindung mit der Oberfläche des zu berbeitenden Materials
zu bringen. Dazu ist ein unterer elastischer Ringrand 28 vorgesehen, der beispielsweise
aus Kupfer-Aluminium oder Kunststoff bestehen kann.
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Das Ausgleiten der Ringabschnitte 27', 27'' und 27''' kann beispielsweise
durch Schwerkraftwirkung erfolgen. Es können aber auch zusätzliche Federmittel vorgesehen
sein, die die Außenglocke 20 jeweils auf die maximale, den jeweiligen Arbeitsbedingungen
entsprechende, Länge ausfahren bzw. auseinanderdrücken.
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Zur Sicherstellung der Verbindung des Ringkanales 77 bzw.
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des Luftanschlusses 34 im Außenring 15 mit einer Druckluftquelle ist
ein Halterohr 16 vorgesehen.
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Der glockenartige Grundkörper 1 kann dabei entweder nach dem Ausführungsbeispiel
der Fig. und 2 bzw. dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 ausgebildet sein.
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In Fig. 6 ist schematisch eine Trägerleiste 22 eines weiteren Ausführungsbeispiels
dargestellt. Die Trägerleisten 22 können mit dem Innenmantel 31 des glockenartigen
Grundkörpers 1 bzw.
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der Innenglocke 21 auswechselbar verbunden sein. Die Trägerleiste
22 ist etwa spiralförmig ausgebildet und trägt die Innen-Kern-Schneiden 4, die wiederum
in beliebiger Weise mittels Befestigungsmitteln 7 an der Trägerleiste 22 befestigt
sind. Eine weitere Trägerleiste 22' ist in Fig. 7 dargestellt, bei der eine Stirnschneide
3'mittels eines Befestigungsmittels 6 angeordnet ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind vier Trägerleisten
22 an der inneren Fläche (Innenmantel 31 bzw. Innenglocke 21) des glockenartigen
Grundkörpers 1 befestigt.
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Ein erfindungsgemäßer Kopierfräskopf arbeitet derart, daß zunächst
mit Hilfe der Stirnschneiden 3 und 3' eine ringförmige Vertiefung in das Material
gebohrt bzw. gefräst wird.
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Gleichzeitig oder anschließend kann eine seitliche Verschiebung des
Fräskopfes durchgeführt werden, wobei die Innen-Kern-Schneiden 4 und Innen-Stirn-Schneiden
3' am stehengebliebenen Kern arbeiten, während die Umfangsschneiden 2 in Verschieberichtung
des Fräskopfes in die Wandung des eingefrästen Ringes in Bewegungsrichtung bearbeiten.
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Dadurch ist es möglich, den Fräskopf in einer zur Zeichnungsebene
der Fig. 2 und 5 senkrechten Fläche nach allen Koordinatenrichtungen zu verschieben,
während andererseits durch Absenken der Spindel bzw. des Aufnahmekegels 13 mit der
Fräsmaschine 33 die Tiefen-Dimension beliebig gewählt werden kann.
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Durch die Zufuhr von Druckluft über den Luftanschluß 34, den Ringkanal
17 und die Kanäle 18 und 19 werden die entstehenden Späne von der Bearbeitungsstelle
entfernt.
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Bei größeren Schnittgeschwindigkeiten und Schnitttiefen können dann
diese Späne durch die mit einer Absaugvorrichtung verbundene Absaugglocke 23 mit
Absaugrohr 24 ohne Schwierigkeiten von der Arbeitsstelle des Fräskopfes entfernt
werden.
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Die Arten der Verbindung zwischen Außenglocke 20 und Innenglocke 21
im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 bzw. der Verbindung der Trägerleiste 22
bzw. 22' mit dem glockenartigen Grundkörper 1 gemäß den in Fig. 6 bzw. 7 dargestellten
Trägerelement 22 bzw. 22' sind an sich beliebig und können durch eine Gewinde-Schraubverbindung,
oder Klemmverbindung oder eine andere Schnellwechselverbindung hergestellt werden.
Auch die Befestigung der Schneidplatten 2, 3 und 4, die in Form von Wendeplatten
ausgebildet sind, wobei die Umfangsschneiden 2 und die Kernschneiden 4 vorzugsweise
quadratische Wendeplatten sind, während die
Stirnschneiden 3 und
3'rhombische Wendeplatten sind, ist an sich beliebig. Bei den gezeichneten Ausführungsbeispielen
sind Loch-Wendeplatten angedeutet, die mit Hilfe von Schrauben an entsprechenden
Zähnen bzw. Spiralflächen des glockenartigen Grundkörpers 1 bzw. der AuBenglocke
20 und Innenglocke 21 befestigt sind.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen
sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/ oder dargestellten Merkmale
und Maßnahmen.
BEZUGSZEICHENLISTE
| 1 glockenartiger Grundkörper 26 Befestigungsring |
| 2 Wendeplatte (Umfangsschneiden) 27 Ringabschnitte von 23 |
| 3 " (rhombische Stirn- 28 elastischer Ringrand |
| schneide) |
| 4 " (Innen-Kern-Schne d§ oberer Schrägrand von 27 |
| 5 Befestigungsmittel für 2 3O unterer Schräg-rand von 27 |
| 6 " n 3 31 Innenmantel |
| 7 q " 4 32 Außenmantel |
| 8 Spiralfläche für 2, 3 33 Fräsmaschine |
| 9 " " 4 34 Luftanschluß |
| 10 Zahn 35 |
| 11 Zahn 36 |
| 12 Mitnahmering 37 |
| 13 Aufnahmekegel 38 |
| 14 Labyrinthring 39 |
| 15 Außenring 4O |
| 16 Halterohr 41 |
| 17 Ringkanal 42 |
| 18 axialer Kanal für 2, 3 43 |
| 19 " n 1' 4 44 |
| 20 Außenglocke 45 |
| 21 Innenglocke 46 |
| auswechselbare |
| 22 Trägerleiste 47 |
| 23 Absaugglocke 48 |
| 24 Absaugrohr 49 |
| 25 Übergangs fläche 50 |