DE3739996C2 - Fräswerkzeug mit Wendekantenbrecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug mit einem im wesentlichen scheibenförmigen Werkzeugträger mit einer Lagerausnehmung zur verdrehsicheren Lagerung für einen Wendekantenbrecher als Werkzeug zum Anfasen oder Abrunden oder dgl. von Profilkanten bei der Holz- oder Kunststoff­ verarbeitung, wobei der Wendekantenbrecher ein Befestigungsloch für den Durchgriff einer Befestigungsschraube, zwei sich in der Werkzeugebene diagonal gegenüberliegende Schneiden mit je einem den Schneiden vorgeordneten Spanraum und je einem den Spanraum begrenzenden, der Schneide gegen­ überliegend und in Drehrichtung des Fräswerkzeugs vor­ auseilend angeordneten, mit dem Wendekantenbrecher ein­ stückig ausgebildeten Abweiser, und zwei sich parallel gegenüberliegende, sich senkrecht zur Werkzeugebene er­ streckende Lagerseitenflächen aufweist, die Lagerflächen für die Verdrehsicherung in der in den Werkzeugträger eingebrachten Lagerausnehmung an etwa radial sich er­ streckende Gegenlagerseitenflächen anliegen und der Wendekantenbrecher mit der Befestigungsschraube auf dem Boden der Lagerausnehmung befestigt ist.

Fräswerkzeuge dieser bekannten Bauform sind für den Hand­ vorschub des Werkstücks vorgesehen. Dabei wird für den Wendekantenbrecher wie auch für die anderen Messer des Fräswerkzeugs eine Spandickenbegrenzungseinrichtung vor­ geschrieben. Sie soll die Begrenzung der Spanabnahme der Schneide durch einen sogenannten Schneidenüberstand, der durch eine Differenz zwischen dem Schneidenflugkreis und dem Flugkreis des Abweisers gebildet wird, gewährleisten. Der Schneidenüberstand soll maximal 1,1 mm betragen.

Ein derartiger Kantenbrecher für Fräswerkzeuge mit Handvorschub ist auch aus dem DE-GM 18 50 959 bekannt, der einen den Schneiden in Drehrichtung des Fräswerkzeugs vorauseilenden Abweiser aufweist, wodurch der Schneidüberstand gewährleistet wird.

Die Abweiser stellen in der Regel das um die Spandicken­ begrenzung allseitig verminderte Profil der im Fräswerk­ zeug nacheilenden Schneide des Wendekantenbrechers dar, woraus resultiert, daß eine gesonderte Formgebung für den Abweiser erfolgen muß. Der Abweiser nimmt außerdem viel Raum ein, so daß die Ausbildung von nur zwei Schnei­ den bei einem einstückigen Wendekantenbrecher möglich ist. Der Wendekantenbrecher ist aus diesem Grunde auch nicht geeignet, sowohl für rechtsherum als auch für links­ herum laufende Fräswerkzeuge bzw. sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Werkzeugträgers ange­ ordnet zu werden, wie dies z. B. gemäß DE-PS 24 22 034 gefordert wird. Für die aus dieser Druckschrift bekannten Wendekantenbrecher, die derart symmetrisch aufgebaut sind, daß sie die dort geforderten Bedingungen erfüllen, konnte bisher keine Spandickenbegrenzung vorgesehen wer­ den, so daß die bekannten Wendekantenbrecher für den Handvorschub nicht verwendbar sind.

Das gleiche gilt für einen bekannten Wendekantenbrecher, der die in der DE-PS 24 22 034 beschriebenen Forderungen erfüllt und der eine Bohrung für eine Befestigungs­ schraube, je zwei sich in der Werkzeugebene diagonal gegenüberliegende Schneiden mit je einem vorgeordneten Spanraum für zwei sich gegenüberliegende Schneiden und zwei sich parallel gegenüberliegende, sich senkrecht zur Werkzeugebene erstreckende Lagerflächen für eine Verdrehsicherung aufweist. Die Lagerflächen werden in einer im Werkzeugträger angeordneten, als Lagerung die­ nende Lagernut geführt. Der Wendekantenbrecher wird mit einer die Bohrung durchgreifenden Schraube auf dem Boden der Lagernut befestigt. Eine Spandickenbegrenzung ist auch bei diesem Wendekantenbrecher nicht vorgesehen.

Ein weiterer Wendekantenbrecher, der sowohl für rechts herum als auch für links herum laufende Fräswerkzeuge bzw. sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Werkzeugträgers angeordnet werden kann, geht aus der DE 26 58 581 A1 hervor. Dieser Wendekantenbrecher ist mit vier einander diagonal gegenüberliegend angeordneten Schneiden versehen, die durch Wenden und Drehen des Wendekantenbrechers beliebig vertauscht werden können. Eine Spandickenbegrenzung ist auch bei diesem Wendekantenbrecher nicht vorgesehen, so daß auch er nicht für Fräswerkzeuge mit Handvorschub geeignet ist.

Die bekannten Wendekantenbrecher mit Abweiser sind meist für einen Werkzeugträger bestimmten Durchmessers vorgese­ hen. Bei anderen Durchmessern ist die Differenz der Radien der Flugkreise zu hoch oder zu niedrig. Der letztere Fall führt zu unerwünschter Reibung am Werkstück und damit zur Behinderung des Vorschubs.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Fräswerkzeug mit Wende­ kantenbrecher der eingangs beschriebenen Art zu schaf­ fen, bei dem einen Spandickenbegrenzung von etwa 0,8 bis 1,1 mm gewährleistet werden kann, wobei der Wendekanten­ brecher mehr als zwei Schneiden aufweisen und für die Verwendung im Rechts- und Linkslauf und auf beiden Seiten des Fräswerkzeugs aufgebaut sein soll. Außerdem soll die Herstellung des Wendekantenbrechers einfach und preisgün­ stig sein. Zudem soll der Wendekantenbrecher für die gängigen Durchmessergrößen von etwa 100 bis 400 mm der Werkzeugträgerscheiben verwendbar sein, ohne daß die Spandickenbegrenzung den zulässigen Wert übersteigt oder unterschreitet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anhand der Zeich­ nung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Oberseite des Wenkekan­ tenbrechers (Maßstab 2 : 1),

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite des Wende­ kantenbrechers (Maßstab 1 : 1),

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Wendekantenbrecher in der Längsmittenebene (Maßstab 2 : 1),

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Wendekantenbrecher in der Quermittenebene (Maßstab 2 : 1),

Fig. 5 die Einzelheit X in Fig. 1 mit Blickrichtung in Pfeilrichtung zur Blickebene Y (Maßstab 10 : 1),

Fig. 6 schematisch eine Seitenansicht einer Hälfte des Fräswerkzeugs mit eingebautem Wendekantenbrecher.

Der Wendekantenbrecher 1 ist scheibenförmig flach ausge­ bildet z. B. mit einer Dicke D von 5 mm, einer Breite B von 16 mm und einer Länge L von 28 mm. Er weist eine Innen­ fläche 2 und eine Außenfläche 3 auf, die plan parallel zueinander angeordnet sind. Die Längsseiten 4 und 5 des Wendekantenbrechers 1 sind als Lagerflächen 4a und 5a ausgebildet, die ebenfalls plan parallel zu­ einander verlaufen. Zentral ist im Wendekantenbrecher 1 ein Befestigungsloch 6 mit je einer Anfasung 7 auf beiden Seiten in den Wendekantenbrecher 1 eingebracht.

Die Frontseiten 8 und 9 sind gleich ausgebildet, und zwar symmetrisch zur Längsmittenebene 10 und zur Quer­ mittenebene 11. Im Abstand vom Befestigungsloch 6 ist jeweils eine in der Draufsicht betrachtet (Fig. 1, 2) trapezförmige Nut 12 in den Wendekantenbrecher 1 einge­ schnitten, deren Bodenfläche 13 lochseitig und deren Längsseitenflächen 14 schräg aufeinander zulaufend zu den Frontseiten 8 und 9 ausgerichtet sind. Die kurze Seite der trapezförmigen Nut 12 wird durch eine Öffnung 15 gebildet, so daß sich ein jeweils zur Frontseite 8, 9 hin offener trapezförmiger Spanraum ergibt. Zweckmäßiger­ weise betragen die Länge der Bodenfläche 13 9 mm, die die Tiefe der Nut 12 7 mm, die Länge der Öffnung 15 5 mm und der Trapezwinkel α der Längsseitenflächen 14 15°. Die Ecken des Spanraums sind als ausgerundeter Freistich 16 ausgebildet mit einem Radius von z. B. 1 mm. Die Freistiche 16 können Kerbspan­ nungen beim Spanen auffangen, ergeben aber in überra­ schenderweise wohl nach Art eines Gewölbeeffektes einen besonders hohen Widerstand bei Kräften, die auf den Schneidenbereich des Wendekantenbrechers 1 wirken, wenn der Schneidenbereich Abweiserfunktion übernehmen soll. Die Bereiche um die Freistiche 16 herum können zonal eine größere Härte aufweisen und z. B. mit geeigneten Mitteln nachgehärtet sein, d. h. ein härteres Gefüge besitzen.

Wesentlich ist, daß die Bereiche seitlich neben dem Span­ raum als Schneiden mit besonderer Raumform ausgebildet sind. Durch eine spanabhebende Verformung ist unter z. B. einem Winkel β von 41° (siehe Fig. 5) eine von der Außen­ fläche 3 zur Innenfläche 2 bis zu den Frontseiten 8 und 9 gehende Schrägfläche 17 geschaffen, die von der Öffnung 15 um den Winkel γ von 23° jeweils zu der Lager­ fläche 4a, 5a geneigt angeordnet ist. Der Winkel γ kann zwischen 20 und 25° liegen. Aus dieser Raumform resultieren vier Schneidenstege 22 mit zum Spanraum ausgerichteten, in der Frontansicht (Fig. 3, 5) dreieck­ förmigen Schneiden 18, wobei die auf der Innenfläche 2 auslaufende Kante 20 mit einer Anfasung 19 von etwa 0,5 mm versehen ist. Ferner resultiert aus dieser Raumform ein schräger Verlauf der Kante 20 von γ = 23°, so daß der Wendekantenbrecher 1 derart im Werkzeug­ träger 21 (Fig. 6) eingebaut werden kann, daß der vor­ eilende Schneidensteg 22 als Abweiser fungiert und die erforderliche Spandickenbegrenzung gewährleistet.

Aus Fig. 6 ergibt sich die erforderliche Einbaugeometrie des Wendekantenbrechers 1 im Werkzeugträger 21. Der Werkzeugträger 21 ist von der Seite betrachtet kreisringförmig ausgebildet mit einem zentralen Loch 32 und einer sich parallel zum Radius R erstreckenden nutförmigen Ausnehmung 23. Die Ausnehmung 23 befindet sich in Drehrichtung (Pfeil 24) nacheilend angeordnet und weist die beiden im Abstand voneinander parallel zueinander angeordneten, sich senk­ recht zur Scheibenebene des Werkzeugträgers 21 erstrecken­ den Gegenlagerflächen 25, die mit einer kreisbogenförmigen Fläche 26 ineinander übergehen, sowie einen sich parallel zur Scheibenebene erstreckenden Boden 27 mit einer Gewin­ debohrung 28 auf. Der Abstand der Gegenlagerflächen 25 voneinander entspricht der Breite B und die Höhe der nutförmigen Ausnehmung 23 der Dicke D des Wendekantenbrechers 1.

Wesentlich ist, daß der Abstand a der in Drehrichtung vorderen Gegenlagerfläche 25 vom Radius R und die Position des Befestigungsloches 28 so gewählt sind, daß der Flug­ kreis F der in Drehrichtung nacheilenden Schneide 18 zum Flugkreis A der in Drehrichtung voreilenden als Abweiser wirkenden Schneide 18 0,8 bis 1,1 mm größer ist. Im beschriebenen Beispiel beträgt der Abstand a 3,5 mm bei einem Radius R des Werkzeugträgers 21 von 62,5 mm.

Die Erfindung sieht nach einer besonderen Ausführungsform vor, daß bei Abmessungen des Radius R des Werkzeugträgers 21 zwischen 50 und 200 mm die Abmessungen des Wendekanten­ brechers erhalten bleiben können. Der Abstand a wird dann derart verändert, daß die Spitze 29 der nacheilenden Schneide 18 immer auf dem Winkelschenkel 30 des Einbau­ winkels γ_E liegt, wobei der andere Schenkel des Einbau­ winkels der Radius R ist. Im beschriebenen Beispiel liegt der Einbauwinkel bei γ_E = 12,5°. Er kann zweckmäßiger­ weise zwischen 12° und 13° liegen für den angegebenen Abmessungsbereich des Werkzeugträgers 21.

Die Erfindung funktioniert auch noch mit Einbauwinkeln zwischen 11° und 13° bei Radien R des Werkzeugträgers 21 zwischen 100 und 200 mm und mit Einbauwinkeln zwischen 12 und 14° bei Radien R des Werkzeugträgers 21 zwischen 50 und 100 mm. Dabei ist durch die ausgewählten Abmes­ sungen des Wendekantenbrechers 1 der erforderliche Frei­ winkel der nacheilenden Schneide 18 nicht beeinträchtigt. Er weist die vorgeschriebene Größe auf.

Werden Abmessungen des Wendekantenbrechers 1 geändert, z. B. der Abstand der Spitzen 29 zweier sich gegenüber­ liegender Schneiden 18, dann ändert sich der Einbauwinkel γ_E dementsprechend.

Die Erfindung sieht erstmalig vor, eine als Schneide 18 ausgebildete Raumform als Abweiser zu verwenden. Der Wendekantenbrecher 1 weist vier Schneiden 18 und gleichzeitig auch vier Abweiser bei ausgewählter Geometrie auf und ist für Rechts- und Linkslauf sowie auf beiden Seiten des Werkzeugträgers 21 einzusetzen, ohne daß die Funktion der Schneiden 18 und die Abweiserfunktion beeinträchtigt sind. Die Abweiserfunktion ergibt sogar einen optimal kleinen Überstand der nacheilenden Schneide 18, und zwar lediglich für den schneidenden Bereich dieser Schneide 18. Alle übrigen Bereiche sind durch die abweisende Schneide 18 abgedeckt, weil sie die gleiche Raumform wie die schnei­ dende Schneide 18 hat. Der geringere Überstand im Vergleich zu bekannten Wendekantenbrechern 1 mit Abweisern gesonder­ ter Raumform vermindert ganz erheblich die Verletzungs­ gefahr.

Claims (17)

1. Fräswerkzeug mit einem im wesentlichen scheibenförmigen Werkzeugträger mit einer Lagerausnehmung zur verdreh­ sicheren Lagerung für einen Wendekantenbrecher als Werkzeug zum Anfasen oder Abrunden oder dgl. von Pro­ filkanten bei der Holz- oder Kunststoffverarbeitung, wobei der Wendekantenbrecher ein Befestigungsloch für den Durchgriff einer Befestigungsschraube, zwei sich in der Werkzeugebene diagonal gegenüberliegende Schneiden mit je einem den Schneiden vorgeordneten Spanraum und je einem den Spanraum begrenzenden, der Schneide gegen­ überliegend und in Drehrichtung des Fräswerkzeugs vor­ auseilend angeordneten, mit dem Wendekantenbrecher einstückig ausgebildeten Abweiser, und zwei sich paral­ lel gegenüberliegende, sich senkrecht zur Werkzeug­ ebene erstreckende Lagerseitenflächen aufweist, die Lagerflächen für die Verdrehsicherung in der in den Werkzeugträger eingebrachten Lagerausnehmung an etwa radial sich erstreckende Gegenlagerseitenflächen an­ liegen und der Wendekantenbrecher mit der Befestigungs­ schraube auf dem Boden der Lagerausnehmung befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Wendekantenbrecher (1) zwei weitere, sich in der Werk­ zeugebene diagonal gegenübeliegende, den anderen beiden Schneiden (18) gleichende und jeweils diesen gegen­ überliegend angeordneten Schneiden (18) einstückig angeordnet sind, deren Spitzen von der Achse des Befestigungsloches (6) genauso weit entfernt sind wie die der anderen Schneiden, und daß der Wende­ kantenbrecher (1) im Werkzeugträger (21) derart angeordnet ist, daß die voreilende Schneide (18) eine Abweiserfunktion erfüllt.

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Schneiden (18) eine trapezförmige Nut (12) als Span­ raum in den Wendekantenbrecher (1) eingebracht ist.

3. Fräswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trapezwinkel (α) der Nut (12) etwa 15° beträgt.

4. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken der Nut (12) als ausgerundete Freistiche (16) ausgebildet sind.

5. Fräswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bereiche um die Freistiche (16) herum zonal eine größere Härte aufweisen.

6. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche seitlich neben dem Spanraum als Schneiden (18) ausgebildet sind, die durch eine spanabhebende Verformung eine Schrägfläche (17) aufweisen, die unter einem Winkel (β) von 41° von der Außenfläche (3) zur Innenfläche (2) des Wendekantenbrechers (1) und bis zu den Frontseiten (8 und 9) geht und die von der Öffnung (15) des Spanraums um den Winkel (γ) von 23° jeweils zu der Lagerfläche (4a, 5a) geneigt angeordnet ist, woraus Schneidenstege (22) mit zum Spanraum ausgerich­ teten, in der Frontansicht dreieckförmigen Schneiden (18) resultieren.

7. Fräswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf der Innenfläche (2) auslaufende Kante (20) mit einer Anfasung (19) ver­ sehen ist.

8. Fräswerkzeug nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (20) mit einem Winke (γ) von 23° von der Spitze der Schneide (18) zur Lagerfläche (4a bzw. 5a) verläuft.

9. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendekantenbrecher (1) im bzw. am Werkzeugträger (21) derart gelagert ist, daß der Flugkreis (F) in der Drehrichtung nacheilenden Schneide (8) zum Flugkreis (A) der in Drehrichtung voreilenden als Abweiser wirken­ den Schneide (18) 0,8 bis 1,1 mm größer ist.

10. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) des Werkzeugträgers (21) zwischen 50 und 200 mm beträgt.

11. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (29) der nacheilenden Schneide (18) auf dem Winkelschenkel (30) des Einbauwinkels (γ_E) liegt, wobei der andere Schenkel des Einbauwinkels der Radius (R) des Werkzeugträgers (21) ist und wobei der Einbau­ winkel (γ_E) zwischen 12 und 13° liegt.

12. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wendekantenbrecher (1) scheibenförmig flach ausgebildet ist mit einer Dicke von 5 mm, einer Breite von 16 mm und einer Länge von 28 mm, eine Innenfläche (2) und eine Außenfläche (3) aufweist, die plan parallel zueinander angeordnet sind und Längsseiten (4 und 5) als Lagerflächen (4a und 5a) ausgebildet sind, die ebenfalls plan parallel zu­ einander verlaufen, wobei zentral im Wendekanten­ brecher ein Befestigungsloch (6) mit je einer An­ fasung (7) auf beiden Seiten angeordnet ist, und wobei die Frontseiten (8, 9) des Wendekantenbrechers (1) gleich ausgebildet sind, und zwar symmetrisch zur Längsmittenebene (10) und zur Quermittenebene (11).

13. Fräswerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Abstand vom Befestigungs­ loch (6) die trapezförmige Nut (12) eingebracht ist, deren Bodenfläche (13) lochseitig und deren Längs­ seitenflächen (14) schräg aufeinander zulaufend zu den Frontseiten (8, 9) ausgerichtet sind, wobei die kurze Seite der trapezförmigen Nut (12) durch eine Öffnung (15) gebildet ist.

14. Fräswerkzeug nach Anpruch 12 und/oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Bodenfläche (13) 9 mm, die Tiefe des Spanraums 7 mm, die Länge der Öffnung (15) 5 mm und der Trapez­ winkel (α) der Längsseitenflächen (14) 15° betragen.

15. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (21) kreisringförmig ausge­ bildet ist mit einem zentralen Loch (32) und einer sich parallel zum Radius (R) erstreckenden nutförmigen Ausnehmung (23), wobei die Ausnehmung (23) sich in Drehrichtung nacheilend angeordnet und die beiden im Abstand voneinander parallel zueinander angeord­ neten, sich senkrecht zur Scheibenebene des Werkzeug­ trägers (21) erstreckenden Gegenlagerflächen (25) aufweist, die mit einer kreisbogenförmigen Fläche (26) ineinander übergehen, sowie einen nicht parallel zur Scheibenebene erstreckenden Boden (27) mit einer Gewindebohrung (28) aufweist, wobei der Abstand der Gegenlagerflächen (25) voneinander der Breite (B) und die Höhe der nutförmigen Ausnehmung (23) der Dicke (D) des Wendekantenbrechers (1) entsprechen.

16. Fräswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand (a) der in Drehrichtung vorderen Gegen­ lagerfläche (25) vom Radius (R) und die Position des Befestigungslochs (28) so gewählt sind, daß der Flug­ kreis (F) der in Drehrichtung nacheilenden Schneide (18) zum Flugkreis (A) der in Drehrichtung voreilenden, als Abweiser wirkenden Schneide (18) 0,8 bis 1,1 mm größer ist.

17. Fräswerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand (a) 3,5 mm beträgt bei einem Radius (R) des Werkzeugträgers (21) von 62,5 mm.