DE3231429A1 - Lochschneider - Google Patents

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Lochschneider zum Herstellen von Löchern in Werkstücken.

Eines der bei Lochschneidern häufig auftretenden Probleme ist die Abnutzung und das Ausbrechen der radial innersten Kanten der Schneidzähne· Dieses Problem dürfte daher rühren, daß bei einem Schneidvorgang metallische Späne häufig zwischen dem Innenumfang der Schneidzähne und dem Außenumfang des aus dem Werkstück ausgeschnittenen Teiles sich festsetzen. Diese Späne verschweißen sich mit dem Innenumfang des Lochschneiders neben dessen vorderer Kante. Die Ansammlung von Metall am Innenumfang der Schneidzähne erzeugt eine erhebliche Reibung und erhöht das zum Drehen des Lochschneiders erforderliche Drehmoment. Außerdem kommt es zu zusätzlicher Wärmeentwicklung und extremer Abnutzung, die den Ausfall des Lochschneiders durch Abbröckeln und Brechen beschleunigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lochschneider zu schaffen, bei dem diese Probleme vermieden werden. Insbesondere soll ein Lochschneider geschaffen werden, bei dem Abnutzung, Abbröckeln und Ausbrechen als Folge einer Ansammlung von Spänen um den Innenumfang des Lochschneiders herum vermieden werden.

Die Erfindung ist in Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird somit ein Lochschneider geschaffen, bei dem der Innenumfang des Schneidkörpers eine minimale Flächenberührung mit dem im Werkstück ausgeschnittenen zentralen Teil besitzt.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Lochschneiders;

Fig. 2 eine Teildraufsicht auf das untere Ende des Lochschneiders;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1.

Der in den Zeichnungen dargestellte Lochschneider 10'ist an seinem oberen Ende mit einem Schaft 12 versehen, von dem eine ringförmige Seitenwand 14 nach unten verläuft. Das untere Ende der Seitenwand 14 ist mit mehreren in Umfangsrichtung verteilten Schneidezähnen 16 versehen. Zwischen den aufeinanderfolgenden Zähnen 16 ist die Seitenwand 14 mit nach oben verlaufenden schraubenförmigen Nuten 18 versehen, deren radiale Tiefe ungefähr halb so groß wie die Stärke der Seitenwand 14 ist. Somit befindet sich jede Nut 18 radial neben einem Steg 20.

Bei der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist jeder Zahn 16 mit drei radial und in Umfangsrichtung gestaffelten Schneidkanten versehen, und zwar einer inneren Schneidkante 22, einer mittleren Schneidkante 24 und einer äußeren Schneidkante 26. Die Schneidkanten 22, 24 sind am unteren Ende der Stege 20 gebildet, und zur Aufnahme der von ihnen erzeugten Späne ist der angrenzende Abschnitt der Stege mit einer inneren Auskehlung 28 und

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einer äußeren Auskehlung 30 versehen. Die Schneidkante wird von dem unteren Ende der rückwärtigen Fläche 2 7 der Auskehlung 28 gebildet, und die Schneidkante 24 wird vom unteren Ende der rückwärtigen Fläche 29 der Auskehlung gebildet. Die Schneidkante 26 wird von dem unteren Ende der rückwärtigen Fläche 31 der Nut 18 gebildet.

Die Schneidkanten 22, 2 4 sind durch eine Umfangsschulter 32 und die Schneidkanten 24, 26 durch einen Radius 34 miteinander verbunden. Diese drei Schneidkanten sind in vertikaler Richtung gestaffelt, und zwar aufgrund der Tatsache, daß jeder Zahn mit zwei hinterschnittenen Flächen 36, 38 versehen ist, die sich in Umfangsrichtung rückwärts von diesen Schneidkanten in einer schräg nach oben geneigten Richtung, beispielsweise unter einem Winkel von ungefähr 8 bis 10°, erstrecken. Außerdem ist die hinterschnittene Fläche 36 radial nach innen und axial nach oben geneigt, und die hinterschnittene Fläche 38 ist radial nach außen und axial nach oben geneigt. Diese beiden hinterschnittenen Flächen schneiden sich in einer Kante 40. Wenn der Lochschneider hoch belastet wird, ist die hinterschnittene Fläche 36 vorzugsweise radial unter einem Winkel von +10° bis -3 zur Horizontalen geneigt, und die hinterschnittene Fläche 38 ist vorzugsweise radial unter einem Winkel von ungefähr 20 bis 25° geneigt.

Wenn jede der Schneidkanten 22, 24, 26 in vertikaler Richtung um einen Betrag gestaffelt ist, der größer ist als die Schneidtiefe je Umdrehung des Lochschneiders, schneidet jede der Schneidkanten einen getrennten Span. Aufgrund der radialen Neigung der Schneidkanten 22, 24 werden die von diesen Schneidkanten geschnittenen Späne nach oben durch ihre entsprechenden Auskehlungen hindurch in die Nut 16 hinein geleitet. In der gleichen Weise wird der von der äußeren Schneidkante 26 geschnittene Span

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nach oben durch die angrenzende Nut 18 hindurchgeleitet, so daß sämtliche Späne glatt und rasch nach oben durch die geneigten Nuten 18 abgeführt werden.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Innenumfang der Seiten wand 14 radial auswärts ausgespart, wodurch ein Freiraum 42 gebildet wird, derart, daß ein schmaler Rand a sich in ümfangsrichtung rückwärts und nach oben von der inneren Schneidkante 22 jedes Zahnes erstreckt. Der Freiraum 42 wird vorzugsweise in der Weise hergestellt, daß mittels eines zylindrischen Schneidwerkzeuges Metall vom Innenumfang der Seitenwand entfernt wird; in diesem Fall wird der ausgesparte Abschnitt von einem Segment eines Bogens 44 gebildet. Die maximale radiale Tiefe des Freiraumes 42 liegt zwischen 0,127 und 0,635 mm (0,005 und 0,25 Zoll), vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,254 mm und 0,381mm (0,010 und 0,015 Zoll).

Um einen Durchlaß für Späne zu schaffen, die sich im Freiraum 42 festsetzen können, sollte sich der Freiraum rückwärts in die innere Auskehlung 28 des nächstfolgenden Zahnes hinein erstrecken, um einen "Fluchtweg" zu bilden, wie bei 46 in Fig. 2 angedeutet. Der Rand a sollte in Umfangsrichtung eine Breite zwischen 0,254 und 1,524 mm (0,010 und 0,60 Zoll), vorzugsweise ungefähr 0,381 mm (0,015 Zoll) haben. Wenn der Freiraum 42 mittels eines zylindrischen Schneidwerkzeuges hergestellt wird, so daß er in Richtung auf die Schneidkante 22 zunehmend schmaler wird, hat der Rand a vorzugsweise eine Breite in der Größenordnung von 0,25 mm (0,010 Zoll). Wenn jedoch der Freiraum 42 als Nut von im wesentlichen gleichförmiger radialer Tiefe hergestellt wird, sollte der Rand a, um eine merkliche Schwächung des Zahnes zu vermeiden, eine Breite haben, die größer ist als 0,254 mm (0,010 Zoll),

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und zwar je nach der radialen Tiefe des Freirauines.

Die rückwärtige Fläche 2 7 jeder Auskehlung 2 8 ist rückwärts und nach oben unter einem Winkel von ungefähr 60 zur Horizontalen geneigt. Wie bereits ausgeführt, wirkt das untere Ende dieser rückwärtigen Fläche mit der hinterschnittenen Fläche 36 zusammen,um die Schneidkante 22 zu bilden. Vorzugsweise wird der Rand a so geformt, so daß er in einer Richtung parallel zur rückwärtigen Fläche der

IQ Auskehlung 28 eine im wesentlichen gleichförmige Breite besitzt, so daß der Rand a eine im wesentlichen konstante Breite behält, wenn die Schneidzähne durch Schleifen der hinterschnittenen Flächen 36 geschärft werden. Die gleichförmige Breite des Randes a kann in der Weise erzielt werden, daß das Schneidwerkzeug, mit dem der Freiraum 42 hergestellt wird, so gerichtet wird, daß seine Achse zur zentralen Achse des Lochschneiders in einer Richtung parallel zur rückwärtigen Fläche der Auskehlung 2 8 geneigt ist,die ihrerseits die vordere Spanfläche der Schneidkante 22 bildet. In Fig. 3 stellt die gestrichelte Linie 48 in einer horizontalen Ebene den Umriß eines geneigten Schneidwerkzeuges dar, das den kreisförmigen Bogen 44 des Freiraumes 42 herstellt. Der Freiraum 42 kann sich über die volle Höhe der Seitenwand 14 nach oben erstrecken. Die gewünschten Ergebnisse lassen sich jedoch erzielen, wenn der Rand a eine Höhe besitzt, die ungefähr der vertikalen Ausdehnung der Zähne 16 entspricht. Beispielsweise erstreckt sich der von der Aussparung gebildete Freiraum 42, wie in Fig.3 gezeigt, nach oben geringfügig über das obere Ende der äußeren Auskehlung 30 hinaus.

Wie bereits erwähnt, besteht ein bei Lochschneidern häufig auftretendes Problem darin, daß sich Späne zwischen dem Innenumfang der Seitenwand des Lochschneiders und dem Außenumfang des im Werkzeug ausgeschnittenen Teiles fest-

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setzen. Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen schmalen Rand a wird dieses Problem praktisch behoben. Wenn ein Span zwischen dem Innenumfang des Lochschneiders und dem ausgeschnittenen Werkstückteil eingeklemmt wird, hat der von dem schmalen Rand a darauf ausgeübte hohe Druck zur Folge, daß der Span bricht oder zumindest soweit abgetragen wird, daß er in dem Freiraum 42 und dann radial nach außen durch den Durchgang 46 in die nächstfolgende Auskehlung 28 abgeführt wird. Der schmale Rand a verhindert somit ein Ansammeln von Spänen zwischen dem Innenumfang des Lochschneiders und dem Außenumfang des ausgeschnittenen Werkstückteils, und die durch eine solche Ansammlung entstehenden Probleme sind damit ausgeschaltet.

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Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Lochschneider, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) des Lochschneiders mit einer im wesentlichen zylindrischen Seitenwand (14) versehen ist, daß die Seitenwand (14) mit mehreren in Umfangsrichtung verteilten Zähnen (16) an seinem unteren Ende und mehreren schraubenförmigen Nuten (18) an seinem Außenumfang versehen ist, die sich von einer Stelle zwischen den aufeinanderfolgenden Zähnen nach oben erstrecken, daß jeder Zahn (16) mit mindestens einer radial verlaufenden Schneidkante (22;24;26) versehen ist, daß sich Auskehlungen (28,30) vom Innenumfang der Seitenwand (14) radial nach außen zu den Nuten (18) zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen (16) erstrecken, um die Abfuhr der von den Schneidkanten geschnittenen Späne radial nach außen und oben in die Nuten (18) hinein zu erleichtern, daß jede Auskehlung (28,30) mit einer radial verlaufenden hinteren Fläche (27,29,31) versehen ist, die sich vom radial inneren Abschnitt jeder Schneidkante (22,24,26) nach oben erstreckt, daß der Innenumfang jedes Zahnes (16) in radial auswärtiger Richtung ausgespart ist, um einen in ümfangsrichtung verlaufenden Freiraum (42) zwischen dem Innenumfang des Zahnes und dem im Werkstück von dem Lochschneider ausgeschnittenen zentralen Teil zu bilden, wobei der Freiraum (42) in ümfangsrichtung rückwärtig von der Hinterkante (27,29,31) jeder Auskehlung (28,30) beabstandet ist, damit am Innenumfang jedes Zahnes ein schmaler Rand (a) gebildet wird, der sich vom radial inneren Abschnitt jeder Schneidkante in Rückwärtsrichtung und nach oben erstreckt.
2. 2. Lochschneider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn (16) mindestens zwei radial beabstandete Schneidkanten (22,24,26) aufweist, wobei sich die

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   rückwärtige Fläche (27,29,31) der Auskehlung (28,30)
   sich von der radial inneren Schneidkante nach oben
   erstreckt.
3. 3. Lochschneider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum (42) sich in Umfangsrichtung rückwärtig auf jedem Zahn (16) in die Auskehlung (28,30) des
   nächstfolgenden Zahnes (16) hinein erstreckt, um einen Spandurchgang von jedem Freiraum in die nächstfolgende Auskehlung zu bilden.
4. 4. Lochschneider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum eine maximale radiale Ausdehnung von ungefähr 0,127 bis 0,635 mm (0,005 bis 0,025 Zoll) besitzt.
5. 5. Lochschneider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Rand (a) in umfangsrichtung eine Breite von ungefähr 0,127 bis 1,524 mm (0,005 bis 0,060 Zoll) besitzt.
6. 6. Lochschneider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum (42) sich mindestens bis zum oberen
   Ende der Auskehlung (28,30) nach oben erstreckt.
7. 7. Lochschneider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Freiraum (42) von einem Bogensegment eines Zylinders (48) gebildet wird.
8. 8. Lochschneider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (42) in Umfangsrichtung eine Breite von
   ungefähr 0,25 bis 0,381 mm (0,010 bis 0,015 Zoll) besitzt.

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9. 9. Lochschneider nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum (42) eine maximale radiale Ausdehnung von ungefähr 0,254 bis 0,381 mm (0,010 bis 0,15 Zoll) besitzt.
10. 10. Lochschneider nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Fläche (27,29,31) der Auskehlung (28,30) nach oben und rückwärts in Umfangsrichtung geneigt ist und der Rand (a) in vertikaler Richtung eine 10 im wesentlichen gleichförmige Breite besitzt.