DE3411557A1 - Schneidwerkzeug zum herstellen von loechern - Google Patents
Schneidwerkzeug zum herstellen von loechernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Rotations-Schneidwerkzeug zum Herstellen
von Löchern in Wandungen aus thermoplastischem Kunststoff oder dergl . , insbesondere an Behältern wie Fahrzeug-Kraftstofftanks,
mit einem als Werkzeugachse eine Rotationsachse aufweisenden Werkzeugkörper, der zum Ausschneiden einer
Lochscheibe einen etwa in Richtung der Werkzeugachse frei ausragenden Schneidkörper mit einer im radialen Abstand von der
Werkzeugachse liegenden Schneide tragt.
Benzintanks für Personenkraftwagen werden immer mehr nach dem
Blasverfahren aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt.
Nach der Formgebung durch Einblasen von Luft in eine Einblasöffnung muß der Tank vor dem Einbau in das Kraftfahrzeug noch
weiter bearbeitet, nämlich beispielsweise mit einer Anzahl
von Löchern versehen werden, welche beispielsweise für die
Montage eines Tankgebers, eines EntlUftungsnippels usw. erforderlich
sind. Kleinere Löcher wurden bisher als Bohrungen mit einem Spiralbohrer hergestellt; Bohrungen größeren Durchmessers
werden mit einem nach Art eines Drehmeißels ausge-
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bildeten Schneidkörper hergestellt, dessen Schneide quer zur Werkzeugachse bzw. etwa parallel zur entsprechenden
Tankwandung und somit derart quer zur Drehrichtung liegt, daß mit ihr durch Zerspanung eine
ringförmige Nut in die entsprechende Tankwandung eingeschnitten wird, bis die innerhalb dieser Ringnut entstehende
Lochscheibe völlig von der Wandung getrennt und damit ein Loch entstanden ist, dessen Durchmesser
dem äußeren Flugkreisdurchmesser des Drehmeißels entspricht. Beide Schneidwerkzeuge haben den Nachteil,
daß sie nur zerspanend arbeiten können, daß also während der Herstellung des Loches Späne und ggf. Schneidpulver
anfallen, von denen wenigstens eine geringe Menge selbst dann regelmäßig in den Tank gelangen,
wenn die Löcher über Kopf hergestellt werden, da diese Späne und das Schneidpulver infolge elektrostatischer
Aufladung dazu neigen, am Tank haften zu bleiben und dadurch sofort oder im Laufe der weiteren Bearbeitung
des Tankes durch die Löcher in diesen gelangen; derartige Späne führen später, wenn aus dem Tank ein Kraftfahrzeugmotor
mit Kraftstoff versorgt wird, unweigerlich zu Betriebsstörungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,ein Schneidwerkzeug
zu schaffen, das es ermöglicht, spanlos Löcher in Wandungen aus thermoplastischem Kunststoff oder
Werkstoff mit ähnlichen Materialeigenschaften einzubringen
und welches dafür sorgt, daß die dabei entstehende Lochscheibe nicht in Vorschubrichtung durch
die Wandung, also beispielsweise in den Behälter fallen
kann. Diese Aufgabe wird gem. der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens ein Schneidkörper als in radialer
Richtung flaches Ritzschneidmesser ausgebildet ist und daß am Werkzeugkörper mindestens ein Festhalter für
die Lochscheibe vorgesehen ist. Die Schneide ist somit eine spanlos arbeitende Ritz- und Ve»drängungsschneide
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welche beispielsweise durch eine sehr geringe Oberflächenrauhigkeit
an ihrer spitz geschärften Schneidkante und/oder an ihren Schneidenflanken nicht schabend
oder kratzend in die Wandung eingreift, sondern ohne Entstehung irgendwelcher sich von der Wandung lösender
Schneidpartikel allein durch schneidende Verdrängung vordringt. Nach dem Frei schneiden der Lochscheibe
wird diese von dem Festhalter gegenüber dem Werkzeug gesichert und mit diesem wieder zurückgezogen,
wonach die Lochscheibe durch geeignete Mittel ausgeworfen und somit vom Werkzeug entfernt werden kann.
Insbesondere zur Herstellung von Löchern kleinen Durchmessers kann es vorteilhaft sein, wenn die Schneide in
Umfangsrichtung wenigstens annähernd kontinuierlich nach Art einer Drehringschneide durchgeht, die in einer
zur Drehachse rechtwinkligen oder leicht geneigten Ebene liegen kann. Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung
des Erfindungsgegenstandes jedoch weist der Schneidkörper eine Schneidklinge mit einer etwa in
einer Tangentialebene des Werkzeuges liegenden, scharfen und über ihre Schneidtiefe kontinuierlich durchgehenden
Schneidkante auf, welche etwa in ihrer Drehrichtung weist und/oder etwa parallel zur Vorschubrichtung
liegt. Dadurch kann insbesondere beim Herstellen von Löchern größeren Durchmessers der auf die
Wandung ausgeübte Schneiddruck wesentlich reduziert und somit die Schnittgeschwindigkeit erhöht werden. Die
Schneidgeschwindigkeit ist jedoch so gering zu wählen, daß die beim Schnitt entstehende Erwärmung unterhalb
des Schmelzpunktes des Werkstoffes der Wandung bleibt.
Gegenüber der erfindungsgemäßen Ausbildung unterscheiden sich Trennmesser, welche radial zur Rotations- bzw. Werkzeugachse
gerichtet sind, dadurch, daß diese Trennmesser nicht starr am Werkzeugkörper, sondern radial verstellbar
angeordnet sind, wodurch sich ein ganz anderer Werk-
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zeugaufbau ergibt.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die durch die Schneidkante
des Schneidkörpers gelegte Tangentialebene des Werkzeuges unter einem Vorschubwinkel von wenigen Winkelgraden,
insbesondere etwa 3 Grad, geneigt zur Werkzeugachse liegt. Dadurch kann bestimmt werden, an welcher
Seite des Schneidspaltes ein Verdrängungsgrat durch die
Schneidklinge entsteht. Konvergiert die Tangentialebene
mit der Werkzeugachse in Vorschubrichtung, so entsteht der Verdrängungsgrat am Lochrand, während er am Umfang
der Lochscheiben steht, wenn die Tangentialebene mit der
Werkzeugachse in Vorschubrichtung divergiert. Dadurch, daß die Schneidkante in einer einzigen Ebene liegt, ergeben
sich über die gesamte Schneidtiefe gleichmäßige SchneidVerhältnisse.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das freie Ende der Schneidklinge durch eine Freifläche begrenzt, wobei
vorzugsweise das Ritzschneidmesser als Ziehschneidmesser gegenüber dem Werkzeugkörper schleppend schräggestellt
und/oder das Ende der Schneidklinge durch eine Abflachung begrenzt ist. Dadurch ergibt sich nahe beim Grund des
Schneidspaltes bereits eine relativ große Verdrängung
des Werkstoffes unter einer in Vorschubrichtung verlagerten Verdichtung, so daß die Schneidklinge in weiterer
Entfernung vom Grund des Schneidspaltes keine so starke Verdrängung bewirken muß, wobei der an der Oberfläche
der Wandung entstehende Schneidgrat verhältnismäßig klein ist. Der Freiwinkel kann gemäß der Erfindung
etwa 6 bis 14°, vorzugsweise 10° betragen. Durch die Abflachung
wird im Gegensatz zu einem pfei1spitzförmig
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auslaufenden Trennmesser ferner der Vorteil erreicht, daß das vordere Messerende wesentlich weniger leicht
zu Verformungen oder Beschädigungen neigt, die zwangsläufig zu einem geänderten Schnittverhalten mit der Gefahr
führen, daß Späne oder Schneidpulver anfallen.
Um bei geringen Werkzeugkosten die Schneide leicht erneuern bzw. schärfen zu können, ist das Ritzschneidmesser
lös- und auswechselbar am Werkzeugkörper befestigt und vorzugsweise als Wendeschneidmesser ausgebildet,
das insbesondere vier Wendeschneidkanten an zwei Schneidklingen aufweist, so daß also mit jedem
Schneidkörper die vierfache Stückzahl einer Schneide hergestellt werden kann.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schneidklinge im Querschnitt quer durch die Schneidkante an der
Innen- und/oder an der Außenseite eine konvex gekrümmte, als Flankenfläche wenigstens annähernd in die Schneidkante
übergehende Seitenfläche aufweist, wobei vorzugsweise zwei tei1kreisförmige Seitenflächen in zwei
Schneidkanten unter spitzen Tangential winkeln ineinander übergehen, so daß sich ein sehr günstiges Verdrängungsverhalten
der Schneidklinge ergibt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Schneidklinge
zum freien Ende in der Dicke unter einem Flankenwinkel von mehr als 10 Winkelgraden, wie etwa 20 Winkelgraden,
und/oder unter einem gegenüber dem Vorschubwinkel mehrfach größeren Flankenwinkel ab, so daß auch bei Ausrichtung
in dem genannten Vorschubwinkel an beiden Seiten des Schneidspaltes eine gewisse Verdrängung stattfindet,
welche zu einer verbesserten Stabilisierung der Ausrich-
tung der Schneidklinge führt, jedoch auf beiden Seiten
des Schneidspaltes unterschiedlich stark ist. Zur
einfachen Herstellung und Nachschärfung ist wenigstens die Schneidklinge, insbesondere der gesamte Schneidkörper
symmetrisch zu einer durch seine Schneidkante bzw. durch seine Schneidkanten gelegten Mittelebene
ausgebildet.
Insbesondere wenn das Ritzschneidmesser als Wendeschneidmesser
ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Schneidklinge am hinteren Ende in einen, insbesondere
kubischen, Befestigungsschaft übergeht, an dem vorzugsweise
zwei entgegengesetzt ausragende Schneidklingen vorgesehen sind und/oder delsen Außenflächen - in Längsrichtung
des Schneidkröpers gesehen - allseits über die Schneidklinge vorstehen, so daß die scharfen Schneiden
beim Lagern des Schneidwerkzeuges bzw. der Schneidkörper gegen Beschädigungen geschützt sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Schneidkörper zur zwangsläufigen genauen vorbestimmten Ausrichtung
gegenüber der Werkzeugachse in eine Justieröffnung, insbesondere eine mit der Bodenfläche seine Vorschubausrichtung
und/oder mit den Seitenflächen seinen Ziehwinkel festlegende Justiernut am Umfang des Werkzeugkörpers eingesetzt,
in der vorzugsweise die entgegen Vorschubrichtung ausragende Schneidklinge vollständig versenkt und damit
geschützt liegt und/oder gegen deren Bodenfläche der Schneidkörper bzw. der Befestigungsschaft mit dem Kopf
einer neben der Justieröffnung in den Werkzeugkörper eingesetzten Spannschraube leicht lösbar gespannt ist, ohne
daß der Schneidkörper einer Durchgangsbohrung oder dergl . für die Spannschraube bedarf.
Damit der Schneidkörper bzw. die Schneidklinge in ihrer
Lage in Vorschubrichtung auf einfache Weise genau ausgerichtet
werden kann, liegt eine vom vorderen Ende der Schneidklinge abgekehrte Fläche des Schneidkörpers, insbesondere
die Freifläche der entgegen Vorschubrichtung ausragenden Schneidklinge an einer Stützfläche des Werkzeugkörpers,
vorzugsweise an einem in die Bodenfläche der Justiernut eingesetzten Zylinderstift oder dergl . ,
an. Dadurch ergibt sich eine linienförmige Abstützung
und Anlage, welche eine sehr genaue Ausrichtung gewährleistet, wobei die Gefahr, daß zwischen die zugehörige
Fläche des Schneidkörpers und die Stützfläche Schmutz oder andere Partikel gelangen, sehr gering ist.
Es ist denkbar, den Festhalter mit dem Schneidkörper beispielsweise derart zu integrieren, daß er unmittelbar
durch das Ritzschneidmesser gebildet ist; das Ritzschneidmesser,
bzw. einander gegenüberliegende Schneidklingen
können beispielsweise so gestaltet sein, daß sie die Lochscheibe mit ihren radial innenliegenden
Flankenflächen festhalten. Eine besonders vorteilhafte
Weiterbildung besteht jedoch darin, daß der Festhalter
in Vorschubrichtung über das Ritzschneidmesser vorsteht
und insbesondere ein in der Werkzeugachse liegender Runddorn oder dergl. ist, welcher mit der Lochscheibe bereits
in Eingriff steht, bevor das Ritzschneidmesser zu schneiden anfängt. Wird beim Herstellen des Loches im Bereich
eines bereits vorhandenen kleineren Loches, nämlich beispielsweise im Bereich der Einblasöffnung gearbeitet, so
kann der im Durchmesser an dieses kleinere Loch angepasste Runddorn am vorderen Ende stumpf und lediglich
mit einem kurzen kegel stumpfförmig verjüngten Endabschnitt
zum leichteren Einfahren in das Loch versehen sein. Ist die Wandung jedoch im Bereich der entstehenden
Lochscheibe geschlossen, so ist der Runddorn am vorderen Ende zweckmäßig zu einer Stechspitze verjüngt, so daß
sichergestellt ist, daß auch der Festhalter ohne Entstehen
von Spänen oder Pulver in die Wandung eindringt.
Auch der Festhalter ist zweckmäßig auswechselbar am
Werkzeugkörper, insbesondere in einer Zentrierbohrung angeordnet, so daß er zur Anpassung des Schneidwerkzeuges
an die jeweiligen Erfordernisse ausgewechselt und
auch leicht nachbearbeitet werden kann. Bei einer gewichtsmäßig leichten Ausführungsform ist der Werkzeugkörper
als zur Vorschubrichtung offene Topfscheibe ausgebildet. Zum einfachen Befestigen des Schneidwerkzeuges
an der Arbeitsspindel einer geeigneten Maschine weist der Werkzeugkörper an der Rückseite einen Spannschaft
auf.
Zur Erzielung einer gleichmäßigen Werkzeugbelastung sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwei
oder mehr, insbesondere gleichmäßig um die Werkzeugachse verteilte, Ritzschneidmesser vorgesehen, die vorzugsweise
gleich angeordnet und ausgerichtet sind, derart, daß ausschl . gleiche Ritzschneidmesser vorgesehen
sind.
Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es sind dargestellt in
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schneidwerkzeug in Axialansicht auf die Vorderseite,
Fig. 2 ein Ausschnitt der Fig. 1 in Seitenansicht ,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht der Anordnung gem. Fig. 2 in einer um 90°
um die Werkzeugachse verdrehten Stellung,
Fig. 4 ein Ausschnitt der Fig. 3 in vergrößerter
Darstellung,
Fig. 5 der Ausschnitt gem. Fig. 4 in einer Axialansicht entsprechend Fig. 1,
Fig. 6
bis 8 eine weitere Ausführungsform in Darstellungen
entsprechend den Fig. 1 bis 3.
Wie die Fig. 1 bis 5 zeigen,weist ein erfindungsgemäßes
Werkzeug ,1 einen als Werkzeugträger vorgesehenen topfscheibenförmigen Werkzeugkörper 2 mit
zwei einander diametral gegenüberliegenden gleichen Schneidkörpern 3. auf, die gleich ausgebildet und hinsichtlich
ihrer Anordnung und Ausrichtung zur Werkzeugachse 4 gleich sind. Der hinsichtlich der Werkzeugachse
4 achssymmetrisch, nämlich zylindrisch ausgebildete
Werkzeugkörper 2 weist eine ringmantelförmige Umfangswandung 5 auf, die am hinteren Ende in
eine etwa gleich dicke Stirnscheibe 6 übergeht, welche durch eine in der Werkzeugachse 4 liegende Bohrung 7
als Ringscheibe ausgestaltet ist. An der äußeren Stirnseite der Stirnscheibe 6 ist ein in der Werkzeugachse
.4 liegender zylindrischer Spannschaft 8 mit einem
mit Schrauben gehaltenen Flansch 9 befestigt. Außer den Schneickörpern 3 trägt der Werkzeugkörper 2
einen Festhalter 10 in Form eines zylindrischen
Domes, welcher mit seinem hinteren Ende zentriert in die Bohrung 7 eingesetzt und beispielsweise ebenfalls
mit dem Flansch 9 gesichert ist. Der Innendurchmesser der Umfangswandung 5 ist wesentlich größer als der
Außendurchmesser des Festhalters 10 .
Jeder Schneidkörper 3 weist, wie insbesondere den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist, an einem als länglicher
Rechteckklotz ausgebildeten Befestigungsschaft 12
zwei entgegengesetzt in Längsrichtung des Befestigungsschaftes .12 von diesem abstehende gleiche Schneidklingen
11 auf, die jeweils symmetrisch zur zugehörigen Endfläche .13 des Befestigungsschaftes .12
liegen und beispielsweise einstückig in diese Endfläche
13 übergehen. Die Längsachsen der Schneidklingen 11 fallen mit der zugehörigen Mittelachse
des Befestigungsschaftes 12 zusammen. Jede Schneidklinge 11 weist an ihren voneinander abgekehrten
Schmalseiten jeweils eine geradlinige Schneide 14 auf, wobei alle Schneiden 14 ebenfalls gleich ausgebildet
sind. Die beiden Schneiden 14 jeder Schneidklinge 11 liegen in Ansicht gem. Fig. 2 unter einem
spitzen Winkel 15 von beispielsweise etwa 22 zueinander
sowie symmetrisch beiderseits der zugehörigen Längsmittelebene 16 des Schneidkörpers 3 ,die eine
Symmetrieebene des Schneidkörpers ist. Am vorderen bzw. äußeren Ende 17 ist jede Schneidklinge 11 mit
einer als Freifläche vorgesehenen Abflachung 18 versehen, die rechtwinklig zur Längsmittelebene 16
liegt und in deren Bereich die bis zu dieser Abflachung .18 geführten Schneiden 14. einen Abstand voneinander
haben, der etwa halb so groß wie ihr größter Abstand voneinander ist. Im Querschnitt bzw. in Längsansicht,
wie sie annähernd aus Fig. 5 hervorgeht, ist jede Schneidklinge 11 annähernd flach oval, nämlich
an der der Werkzeugachse 4 zugekehrten Innenseite und an der von der Werkzeugachse 4. abgekehrten Außenseite
20 jeweils von einer konvex gekrümmten Seitenfläche 21 bzw. 22 begrenzt. Der Krümmungsradius dieser
Seitenflächen 21 ,22", ist im jeweiligen Längsabschnitt
der Schneidklinge .11' größer als der zugehörige Abstand zwischen den voneinander abgekehrten Schneid-
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kanten 14 und dadurch so, daß die Seitenflächen
21,22 unter einem spitzen Flankenwinkel 23 von beispielsweise etwa 40° in der jeweiligen Schneidkante
14 ineinander übergehen. Anstatt die Flankenflächen der Schneide 14 unmittelbar durch die gekrümmten
Seitenflächen 21,22 gem. Fig. 5 zu bilden,
ist es gem. Fig. 4 auch denkbar, die Flankenflächen
24 durch ebene, streifenförmige Anschliffe der Seitenflächen
21,22. zu bilden. Die Länge jeder Schneidklinge 11 ist kleiner als die des Befestigungsschaftes 12 und ihre maximale Schneidtiefe liegt etwa
in der Größenordnung ihrer größten zwischen den Schneidkanten 14 gemessenen Breite, so daß sich eine sehr
formstabile Schneidklinge 11 ergibt. Zum äußeren Ende 17 hin ist jede Schneidklinge 11 in der Dicke
unter einem spitzen Flankenwinkel 25 von beispielsweise etwa 20° verjüngt, wobei ihre Dicke im Bereich
des Endes etwa einem Drittel von der Dicke entspricht, die die Schneidklinge 11 in demjenigen Bereich hat,
bis zu welchem sie maximal in der Schneidtiefe schneidend eingesetzt werden kann. In Längsrichtung der
Schneidklingen 11 gesehen steht der Befestigungsschaft 12 im wesentlichen allseits über die Schneidklingen
11 vor, derart , daß er in dieser Ansicht länglich rechteckig ist und sein zugehöriges größeres
Kantenmaß in Umfangsrichtung des Werkzeuges 1 liegt.
Durch die beschriebene Ausbildung des jeweiligen Schneidkörpers werden erfindungswesentliche Vorteile, nämlich
insbesondere ein sehr gutes Schneidverhalten, eine hohe Schnittgeschwindigkeit und hohe Standzeiten erreicht
und Schwingungen des Schneidkörpers .3 sowie der Schneidklingen 11 in sich vermieden.
Wie die Fig. 1 bis 5 ferner zeigen, weist der Werkzeugkörper 2 für die Aufnahme des jeweiligen Schneid-
körpers 3 am Außenumfang der Umfangswandung 5 eine Justiernut 26 auf, welche sich von der vorderen
Stirnfläche 27 des Werkzeugkörpers 2 in ihrer Längsrichtung bis etwa auf die Höhe der Innenfläche
der Stirnscheibe 6. erstreckt. Die Justiernut .26 ist in ihrer Breite und ihrer Tiefe derart
an den Befestigungsschaft .12 angepasst, daß dieser mit leichtem Schiebesitz, also im wesentlichen spielfrei
,zwischen die Seitenflächen 28 der Justiernut
26 passt und bei Anlage an deren Bodenfläche 29 wenigstens im Bereich der Stirnfläche 27 annähernd
vollständig versenkt in der Justiernut 26 angeordnet ist. Bezogen auf die Arbeits - Drehrichtung
Pfeil 30 ist benachbart zur nacheilenden Seitenfläche 28 der Justiernut 26 und außerhalb dieser
in eine Gewindebohrung am Außenumfang des Werkzeugkörpers .2^ eine Spannschraube 31 eingesetzt, deren
im Durchmesser verhältnismäßig großer Kopf 32. den
Befestigungsschaft 12 an der von der Bodenfläche .29 abgekehrten Seite mit einem nahezu halbkreisförmigen
Segmentabschnitt übergreift und mit diesem Segmentabschnitt ganzflächig den Befestigungsschaft
12 spannend gegen die Bodenfläche 29 presst. Der Durchmesser des Kopfes 32 entspricht etwa der
Länge des Befestigungsschaftes 12 , wobei der Kopf
32 den Befestigungsschaft 12 etwa auf der Hälfte von dessen Breite übergreift und gegenüber der Stirnfläche
27 des Werkzeugkörpers 2 zurücksteht.
Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist die mit der Längsmittelebene 16 des jeweiligen Schneidkörpers .3.
zusammenfallende Längsmittelebene der jeweiligen
Justiernut 26 in Radialansicht auf den Schneidkörper
3 gegenüber der Werkzeugachse 4 unter einem spitzen Winkel von etwa 10° geneigt, derart , daß das
in der Stirnfläche 27 liegende Ende der Justiernut
26 gegenüber deren anderen, geschlossenen Ende in Bezug auf die Drehrichtung Pfeil 30 nacheilt. Dadurch
ergibt sich im Zusammenwirken mit der Hälfte des Winkels 15 , unter welchem die jeweilige Schneide 14
gegenüber der Längesmittelebene 16 des Schneidkörpers
3 schräg-gestelIt ist, ein Ziehwinkel 33 von etwa
20°, unter welchem die jeweils für den Schneideinsatz bestimmte Schneide 14 schleppend gegenüber dem Werkzeugkörper
schräg-gestelIt ist, derart , daß jede Schneidklinge 11 im Schneideinsatz als Ziehschneidmesser
wirkt. Die an derselben Schneidklinge 11
vorgesehene, nicht im Einsatz befindliche Schneide 14
liegt dagegen in Radial ansicht gem. Fig. 2 annähernd parallel zur Werkzeugachse 4 .
Die jeweilige, für den Schneideinsatz bestimmte Schneide
14 ist so ausgerichtet, ^aR nur ^gdurch ihr äußerstes
Ende gebildete, an die Abflachung 18 angrenzende Schneidspitze 34 in rechtwinkliger Ansicht auf die
Mittelebene dieser Schneidkante 14 gem. Fig. 2 in der zu dieser Mittelebene rechtwinkligen Axialebene der
Werkzeugachse 4 liegt, wahrend die daran anschließenden Abschnitte der Sch neide 14' in Drehrichtung. ?
(Pfeil 30) außerhalb (vor) dieser Axialebene vorgesehen sind. Die genannte Mittelebene der Schneidkante 14 ist
etwa eine Tangentialebene 35 des Werkzeuges 1 , die sich somit mit der zu ihr rechtwinkligen Axialebene
36 der Werkzeugachse 4. in einer Linie schneidet, in welcher etwa die Schneidspitze 34 liegt.
Wie Fig. 4 ferner zeigt, ist die Bodenfläche 29 der Justiernut 26 derart um wenige, nämlich beispielsweise
etwa 3° gegenüber der Werkzeugachse geneigt, daß die mit der Tangentialebene 35 zusammenfallende Mittel-
ebene der für den Schneideinsatz bestimmten Schneidklinge 11 unter einem entsprechenden Vorschubwinkel
37 zur Werkzeugachse 4 geneigt ist. Dadurch ergeben sich im Zusammenwirken mit dem Flankenwinkel
für die Seitenflächen 21,22 der Schneidklinge 11
unterschiedliche, in Vorschubrichtung Pfeil 40 sich öffnende Anstellwinkel 38,39 . Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Anstellwinkel 38 der inneren Seitenfläche 21. kleiner als der Anstellwinkel 39
der äußeren Seitenfläche 22 und zwar derart gewählt, daß ein beim Schneiden entstehender Schneidgrat im
Arbeitsbereich der äußeren Seitenfläche 22 , also am Rand des herzustellenden Loches ausgebildet wird.
Durch entsprechend entgegengesetztes Schrägstellen, bei welchem dann der Anstellwinkel 39 kleiner als der Anstellwinkel
38 ist, wird der Schneidgrat an der Lochscheibe ausgebildet. Der kleinere Anstellwinkel 38
kann gegen 0° gehen und beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel
4°; der größere Anstellwinkel 39 beträgt etwa 14°. Durch die beschriebene Anordnung und
Ausrichtung der jeweils für den Schneideinsatz vorgesehenen Scheiden 14 ergeben sich erfindungswesentliche
Vorteile, nämlich eine Stabilisierung der Schneidklingen
während des Schnittes und eine Verringerung der auf die Schneiden wirkenden Schnittkräfte. Dies ist insbesondere
der Fall, wenn der Freiwinkel 41 der Abflachung bzw. Freifläche 18 etwa 10° beträgt.
Zur Längsausrichtung des jeweiligen Schneidkörpers 3 gegenüber dem Werkzeugkörper .2 ist am Werkzeugkörper
2 jeweils eine Anschlag- bzw. Stützfläche 4? vorgesehen.
An dieser Stützfläche 42 liegt der jeweilige Schneidkörper 3 mit der Freifläche bzw. Abflachung
18 derjenigen Schneidklinge 11 an, die nicht für
den Schneideinsatz bestimmt ist, sondern vollständig versenkt in der Justiernut 26 liegt. Die Stützfläche'
42. ist durch die Umfangsflache eines Zylinderstiftes
43 gebildet, welcher beispielsweise durch Pressung in
die Bodenfläche 29 der Justiernut 26 benachbart zu deren geschlossenen bzw. hinteren Ende eingesetzt ist.
Die Stützfläche 42' ist so angeordnet, daß der Befestigungsschaft
12 geringfügig über die vordere Stirnfläche 27 des Werkzeugkörpers 2 vorsteht.
Wie die Fig. 1 bis 3 ferner zeigen, steht der Festhalter 10 um ein Mehrfaches der Schneidtiefe der Schneide
"über deren vorderes Ende 17 vor. Am vorderen Ende ist der Festhalter 10 mit einem kegel stumpfförmig verjüngten
Endabschnitt 44 versehen, dessen hinteres Ende mit Abstand vor dem vorderen Ende der Schneide 14
liegt und das in Ansicht gem. den Fig. 2 und 3 weich abgerundet in den zylindrischen Außenumfang des Festhalters
10 übergeht. Dieser Festhalter '10 ist für solche Fälle bestimmt, in welchen das herzustellende Loch im
Bereich eines bereits vorhandenen Loch kleineren Durchmessers eingebracht werden soll, wobei der Außendurchmesser
des Festhalters 10 an den Innendurchmesser dieses kleineren Loches derart angepasst ist, daß er mit
vorbestimmter Reibung in dieses Loch eingreift.
In den Fig. 6 bis 8 sind für einander entsprechende Teile
die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 5, jedoch mit dem Index "a" verwendet.
Das Werkzeug 1a gem. den Fig. 6 bis 8 unterscheidet
sich von demjenigen nach den Fig. 1 bis 5 im Wesentlichen dadurch, daß der Festhalter 10a am vorderen Ende bis
zu einer scharfen Stechspitze 44a verjüngt ist. Dadurch kann der Festhalter 10a vor Beginn des Schnittes durch
die Schneiden 14a in diejenige Zone der zu bearbeitenden
Wandung eindringen, die später als Lochscheibe aus dieser Wandung herausgeschnitten ist. Der Festhalter
10a ist mit einem im Durchmesser erweiterten Schaft in die als Sacklochbohrung ausgebildete Bohrung
7a des Werkzeugkröpers 2a auswechselbar eingesetzt, wobei diese Bohrung 7a durch den Innenmantel
der Umfangswandung 5a gebildet ist. An der hinteren Stirnseite weist der Werkzeugkörper 2a
einen abgestuften Spannschaft 8a' auf. Die Justiernuten 26a gehen bis zur hinteren Stirnfläche des
Werkzeugkörpers 2a durch.
- Leerseite -
Claims (13)
- Ansprüche(1.)Rotations-Schneidwerkzeug zum Herstellen von Löchern in Wandungen aus thermoplastischem Kunststoff oder dergl . , insbesondere an Behältern wie Fahrzeug-Kraftstofftanks, mit einem als Werkzeugachse eine Rotationsachse aufweisenden Werkzeugkörper, der zum Ausschneiden einer Lochscheibe einen etwa in Richtung der Werkzeugachse frei ausragenden Schneidkörper mit einer im radialen Abstand von der Werkzeugachse liegenden Schneide trägt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schneidkörper (3) als in radialer Richtunc (Pfeil 30) flaches Ritzschneidmesser ausgebildet ist und daß am Werkzeugkörper (2) mindestens ein Festhalter (10) für die Lochscheibe vorgesehen ist.
- 2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkörper (3) mindestens eine Schneidklinge (11) mit wenigstens einer etwa in einer Tangentialebene (35)des Werkzeuges (1) liegenden, scharfen und über ihre Schneidtiefe kontinuierlich durchgehenden Schneidkante (14) aufweist, welche etwa in ihrer Drehrichtung (Pfeil 30) weist und/oder etwa parallel zur Vorschubrichtung (Pfeil 40) liegt.
- 3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schneidkante (14) des Schneidkörpers (3) gelegte Tangentialebene (35) des Werkzeuges (1) unter einem Vorschubwinkel (37) von wenigen Winkelgraden, insbesondere etwa 3°, geneigt zur Werkzeugachse (4) liegt.
- 4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Schneidklinge (11) durch eine Freifläche (18) begrenzt ist, wobei vorzugsweise das Ritzschneidemesser als Ziehschneidmesser gegenüber dem Werkzeugkörper (2) schleppend schräggestellt und/oder das Ende der Schneidklinge (11) durch eine Pbflachung (18) begrenzt ist.
- 5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzschneidmesser lös-und auswechselbar am Werkzeugkörper (2) befestigt und vorzugsweise als Wendeschneidmesser mit insbesondere vier Wendeschneidkanten (14) an zwei Schneidklingen (11) ausgebildet ist.
- 6. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge (11) im Querschnitt quer durch die Schneidkante (14) an der Innen- und/oder an der Außenseite (19 bzw. 20) eine konvex gekrümmte, als Flankenfläche (24) wenigstens annähernd in die Schneidkante (14) übergehende Seitenfläche (21 bzw. 22) aufweist, wobei vorzugsweise zwei teil kreisförmige Seiten-*21,4,,ί - 3-flächen (21,22) in zwei Schneidkanten (14) unter spitzen Tangentialwinkelη (23) ineinander Übergehen.
- 7. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge (11) zum freien Ende (17) in der Dicke unter einem Flankenwinkel (25) von mehr als 10 Winkelgraden, wie etwa 20 Winkelgraden, und/oder unter einem gegenüber dem Vorschubwinkel (37) mehrfach größeren Flankenwinkel (25) abnimmt, wobei die Schneidklinge (11) und/oder der Schneidkörper (3) vorzugsweise symmetrisch zu einer durch seine Schneidkante (14) bzw. durch seine Schneidkanten (14) gelegten Mittelebene (35) ausgebildet ist.
- 8. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge (11) am hinteren Ende in einen, insbesondere kubischen, Befe^tigungsschaft (12) übergeht, an dem vorzugsweise zwei entgegengesetzt ausragende Schneidklingen (11) sV/orgesehen^sind und/oderiidessen Außenflächen in liängsric-Wung. des Schneidkörpers (3) gesehen allseits über die Scfynefdkl inge (11) vorstehen.
- 9. Schneidwerkzeug nacji^einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkörper (3) in eine Justieröffnung, insbesondere eine mit der Bodenfläche (29) seine Vorschubausrichtung und/oder mit den Seite !flächen (28) seinen Ziehwinkel (33) festlegende .Jjstiernut (26) am Umfang des Werkzeugkörpers (2) eingesetzt ist, in der vorzugsweise die entgegen Vorschubrichtung (Pfeil 40) ausragende Schneidklinge (11) vollständig versenkt liegt und/oder gegen deren Bodenfläche (29) der Schneid-körper (3) bzw. der Befestigungsschaft (12) mit dem Kopf (32) einer neben der Justieröffnung· in den Werkzeugkörper (2) eingesetzten Spannschraube (31) gespannt ist.
- 10. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom vorderen Ende(17) der Schneidklinge (11) abgekehrte Fläche des Schneidkörpers (3), insbesondere die Freifläche(18) der entgegen Vorschubrichtung (Pfeil 40) ausragenden Schneidklinge (11) an einer Stützfläche (42) des Werkzeugkörpers (2), vorzugsweise an einem in die Bodenfläche (29) der Justiernut (26) eingesetzten Zylinderstift (43) oder dergl., anliegt.
- 11. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Festhalter (10) für die Lochscheibe in Vorschubrichtung (Pfeil 40) über das Ritzschneidmesser vorsteht und insbesondere ein in der Werkzeugachse (4) liegender Runddorn oder dergl. ist, der am Ende ggf. bis zu einer Stechspitze (44a) verjüngt ist.
- 12. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Festhalter (10) auswechselbar am Werkzeugkörper (2), insbesondere in einer Zentrierbohrung (7) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Werkzeugkörper (2) als zur Vorschubrichtung (Pfeil 40) offene Topfscheibe ausgebildet ist und/oder an der Rückseite einen Spannschaft (8) aufweist.A 21 141/2 - 5 -
- 13. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr, insbesondere gleichmäßig um die Werkzeugachse (4) verteilte Ritzschneidmesser vorgesehen sind, die vorzugsweise gleich angeordnet und ausgebildet sind.
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