-
Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug mit einem Schneideinsatz,
der in einer Einsatzaufnahmeaussparung mittels eines Klemmbolzens
gehalten wird. Insbesondere wird der Klemmbolzen mittels einer Klemmschraube
betätigt,
die in eine Seitenfläche
des Schneidwerkzeugs eingreift.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Schneidwerkzeuge
mit einem Schneideinsatz, der in einer Einsatzaufnahmeaussparung
mittels eines Klemmbolzens gehalten wird, sind bekannt. Ein solches
Werkzeug ist beispielsweise im US-Patent 4 615 650 von Hunt dargestellt.
Wie in
4 und
5 von
US 4 615 650 gezeigt, wird der Schneideinsatz
6 in
einer Aussparung
4 eines Werkzeughalters
2 gehalten.
Der Schneideinsatz
6 wird dadurch befestigt, daß ein Spannbolzen
8 durch
eine Schneideinsatzbohrung
10 geführt wird. Der Spannbolzen
8 weist
einen ersten Abschnitt
28, der für eine Durchführung durch
die Schneideinsatzbohrung
10 dimensioniert ist, und einen
zweiten benachbarten Abschnitt
30, der für eine Einführung in
eine erste Bohrung
22 des Werkzeughalters dimensioniert
ist, auf. Eine Eingriffseinrichtung weist eine Aussparung
58' auf, die sich
in den zweiten Abschnitt
30 in einem Winkel relativ zur
Achse
56' erstreckt
und durch eine Wand
60' definiert
ist, die vorzugsweise becherförmig ist.
Ein Ziehteil
24' hat
die Form eines Stellstifts mit einem vorzugsweise abgerundeten Ende,
das an der becherförmigen
Wand
60' anliegt.
-
Beim
Anziehen des Stellstifts wird er gegen die Wand 60' gedrückt, wodurch
der Spannbolzen 8 weiter in die erste Bohrung 22 geschoben
wird, so daß der
Spanndruck in einer ersten Richtung 36 nach unten auf den
vorderen Abschnitt der Schneideinsatzbohrung 10 und in
einer zweiten Richtung 44 nach hinten auf den hinteren
Abschnitt der Schneideinsatzbohrung 10 ausgeübt wird.
-
In
dem Werkzeug gemäß
US 4 615 650 ist der Stellbolzen
24' in bezug auf
das Werkzeug nach hinten gerichtet und ist im allgemeinen in der
gleichen Ebene wie der Spannbolzen
8. Eine solche Anordnung
ist nicht geeignet, wenn es erforderlich ist, die Klemmschraube
von einer Seitenfläche
des Werkzeugs, d. h. quer zur Ansicht in
5 aus
US 4 615 650 , zu bedienen.
-
Ein
weiteres Werkzeug der oben genannten Art ist in der japanischen
Veröffentlichung
11291105A von Masayuki dargestellt. Wie in
JP 11291105 dargestellt, wird ein
Kurbelzapfen
25 mit einem Kopf
26 sowohl in ein
Körpereinführungsloch
23 im
Werkzeugkörper
11 als
auch in ein Einführungsloch
22 in
einer Spitze
15 eingefügt,
die auf einem Spitzenbefestigungssitz
13 angeordnet ist.
Ein Langloch
23a erstreckt sich bis zu einer Schnittstelle
der beiden Seitenwände
13b,
13c des
Spitzenbefestigungssitzes
13, so daß es die Neigungsrichtung des
Kurbelzapfens
25 im Körpereinführungsloch
23 reguliert.
Wenn mittels einer Feststellschraube
30 auf eine Zylinderwelle
27 des
Kurbelzapfens
25 gedrückt
wird, wird der Kurbelzapfen
25 eingezogen, so daß er sich
neigt und auf die Spitze
15 gedrückt wird und diese auf der untere
Fläche
13a des
Spitzenbefestigungssitzes
13 und den Seitenwänden
13b,
13c mittels
des Kopfes
26 fixiert wird.
-
Da
in dem Werkzeug gemäß
JP 11291105 der Kurbelzapfen
25 durch
die Spitze
15 in das Einfügungsloch
23 reicht,
ist es notwendig, den Kurbelzapfen zu demontieren, um die Spitze
15 auszutauschen.
Außerdem
ist in einer solchen Anordnung die Feststellschraube
30 im
allgemeinen in der Richtung der Ebene, in der sich der Kurbelzapfen
25 bewegt,
gerichtet oder in bezug auf diese geneigt. Die Feststellschraube
30 kann
nicht quer zur Bewegungsrichtung des Kurbelzapfen
25 sein
und davon getrennt werden, wenn es erforderlich ist, die Feststellschraube
aus einer solchen Richtung zu betätigen.
-
Ein
weiteres Werkzeug der oben genannten Art ist im US-Patent 3 491 421
von Holloway dargestellt. Wie In
8 aus
US 3 491 421 gezeigt, wird ein
Werkzeughalter
10C mit einer Bohrung
65 bereitgestellt,
die bei
66 zur Bereitstellung einer Schulter
67 zwischen
den beiden Bohrungen vergrößert ist. Ein
Taumelbolzen
20C hat benachbart seinem unteren Ende einen
unteren sich verjüngenden
Abschnitt
70 mit einer einwärts gewölbten Nut
71. Ein
Flansch
72 ist zwischen dem sich verjüngenden Schaftabschnitt
70 und
einem sich nach oben erstreckenden ausgebauten Ende
24C vorgesehen.
Der Flansch
72 ist an seinem Rand bei
73 gebogen,
um in dem vergrößerten Abschnitt
66 taumelfähig angeordnet
zu sein. Der Taumelbolzen
20C wird durch einen Silikongummi
74,
der in die Nut
71 eindringt, an der entsprechenden Stelle
gehalten.
-
Der
Taumelbolzen 20C wird durch einen Stößel 59 mit einem vorderen
abgerundeten Ende 61 und einer hinteren abgeschrägten Fläche 60 betätigt. Eine
Schraube 63 mit einem sich verjüngenden Ende 62 schiebt
den Stößel 59 an
den Taumelbolzen 20C, wodurch der untere sich verjüngende Abschnitt 70 nach
vorn geschoben wird. Die Neigungsbewegung des Bolzens 20C,
die durch die Schulter 67 ermöglicht wird, die den Flansch 72 hält, bewegt
das ausgebauchte Ende 24C nach hinten, wodurch der Schneideinsatz 30 an
den Seitenwänden
seiner Aussparung nach hinten festgehalten wird.
-
Ein
Nachteil des Werkzeugs gemäß
US 3 491 421 besteht darin,
daß der
Bolzen
20C von einem Silikongummi
74 gehalten
werden muß,
so daß er
sich nicht durch Schieben des Stößels
59 nach oben
bewegt. Ferner kompliziert die Herstellung des Werkzeugs mit einer
Bohrung mit zwei Abschnitten mit verschiedenen Durchmessern das
Werkzeug und erhöht
seine Kosten.
-
Ein
weiteres Werkzeug der oben beschriebenen Art und wie im Oberbegriff
von Anspruch 1 definiert ist im britischen Patent 1 341 651 dargestellt. Wie
in
GB 1 341 651 gezeigt,
drückt
ein radial symmetrischer Klemmhebel
3 eine Schneidplatte
1 nach hinten
gegen eine aufrecht stehende Schulter
10 einer Aussparung
in einem Schaft
9. Der Hebel
3, der in einer Zylinderbohrung
angeordnet ist, weist zwei sich konisch verjüngende Arme
4 und
6 auf,
so daß sein
Drehpunkt
8 in der Mitte seiner Enden ist. Ein Bund
5 ist
am äußeren Ende
des Hebelarms
3 vorgesehen. Der zweite Hebelarm
6 ist
in seinem äußeren Endabschnitt
mit einer Nut
7 versehen. Da der Klemmhebel
3 ra dial
symmetrisch ist, erstreckt sich die Nut
7 ganz um den Klemmhebel
3.
Eine Klemmschraube
14 erstreckt sich parallel zur Zylinderbohrung
am Schaft. Ein keilförmiges
Zwischenteil
17 mit einer zylindrischen Umfangsfläche und
einer schrägen
Keilfläche
18 wird
vom Zwischenteil
20 geschoben. Ein vorderes Ende
19 des
Zwischenteils
17, das den Hebelarm
6 nach vorn
schiebt, ist mit einer Erhöhung
versehen und erstreckt sich in die Nut
7 des Hebelarms
6,
so daß der
Klemmhebel
3 auch dann nicht herausfallen kann, wenn die
Klemmschraube
14 locker ist.
-
Gemäß dem Aufbau
des Klemmhebels
3 bewirkt das Vorwärtsschieben des vorderen Endes
19 des
Zwischenteils
17 gegen die Nut
7 eine Hebelwirkung
um den Drehpunkt
8 herum, wobei die Schneidplatte
1 mittels
des Bundes
5 nach hinten gedrückt wird. Ein Nachteil des
Werkzeugs gemäß
GB 1 341 651 besteht darin,
daß die
Schneidplatte
1 nur nach hinten gedrückt wird und nicht nach unten
gegen den Boden der Aussparung im Schaft
9 gedrückt werden kann.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schneidwerkzeug
bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile wesentlich reduziert
oder überwindet.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird bereitgestellt
ein Schneidwerkzeug (10) mit einem Halter (12)
und einem Schneideinsatz (14), der eine erste Durchgangsbohrung
(73) aufweist und in einer Einsatzaufnahmeaussparung (24)
des Halters angeordnet ist, wobei die Einsatzaufnahmeaussparung
eine Basiswand (26) und mindestens eine Seitenwand (27, 28) hat,
eine zweite Bohrung (30) des Halters sich von der Basiswand
nach unten erstreckt, eine dritte Bohrung (32) des Halters
sich von der zweiten Bohrung nach hinten erstreckt und sich in eine
vierte Bohrung (34) des Halters öffnet, wobei die vierte Bohrung
mit einem ersten Neigungswinkel (α)
in bezug auf die dritte Bohrung geneigt ist
einem Spannbolzen
(36), der in die zweite Bohrung eingefügt ist und sich nach oben in
die erste Durchgangsbohrung erstreckt, wobei der Spannbolzen einen
oberen Abschnitt (38) und einen unteren Abschnitt (40)
mit einer Vorderseite (41) und einer Rückseite (43) hat,
wobei ein Vorsprung (42) sich vom oberen Abschnitt nach
hinten erstreckt, der untere Abschnitt (40) eine nach hinten
gewandte Nut (44) hat, die im wesentlichen mit der dritten
Bohrung ausgerichtet ist, ein vorderes Ende (45) der Nut
(44) im wesentlichen näher
an der Vorderseite (41) des unteren Abschnitts (40)
ist als an der Rückseite
(43) des unteren Abschnitts (40);
einem Kolben
(50), der in die dritte Bohrung aufgenommen ist, wobei
ein vorderer Abschnitt (52) des Kolbens nach vorn in die
zweite Bohrung hineinragt und mit einem vorderen Abschnitt (46)
der Nut in Berührungseingriff
ist, ein hinterer Abschnitt (54) des Kolbens nach hinten
in die vierte Bohrung hineinragt und eine erste Eingriffsfläche (60)
hat, die quer zu einer ersten Achse (A) des Kolbens gerichtet ist;
einem
Klemmteil (62), das in die vierte Bohrung eingreift, wobei
das Klemmteil eine zweite Eingriffsfläche (64) in Berührungseingriff
mit der ersten Eingriffsfläche
hat;
in einer ersten Stellung des Schneidwerkzeugs der Vorsprung
(42) des Spannbolzens von einem Halteabschnitt (80)
an einem hinteren Abschnitt der ersten Durchgangsbohrung des Schneideinsatzes
nach vorn beabstandet ist;
in einer zweiten Stellung des Schneidwerkzeugs
die zweite Eingriffsfläche
(64) des Klemmteils Druck auf die erste Eingriffsfläche (60)
des Kolbens ausübt,
wodurch der vordere Abschnitt des Kolbens gegen den vorderen Abschnitt
der Nut des Spannbolzens nach vorn gedrückt wird, ein erster Berührungspunkt
(82) in einem oberen Teilstück des unteren Abschnitts des Spannbolzens
an einen vorderen Abschnitt der zweiten Bohrung gedrückt wird
und der Vorsprung des Spannbolzens den Halteabschnitt des hinteren
Abschnitts der ersten Durchgangsbohrung des Schneideinsatzes nach
unten und nach hinten drückt,
wodurch der Schneideinsatz in der Einsatzhalteaussparung an der
Basiswand und der mindestens einen Seitenwand der Einsatzaufnahmeaussparung
sicher gehalten wird.
-
Normalerweise
ist die zweite Bohrung (30) des Halters senkrecht zur Basiswand
(26).
-
Im
allgemeinen ist die zweite Bohrung (30) im wesentlichen
mit der ersten Durchgangsbohrung (73) ausgerichtet.
-
Normalerweise
ist die dritte Bohrung (32) quer zur zweiten Bohrung (30).
-
Weiterhin
normalerweise ist die dritte Bohrung (32) parallel zur
Basiswand (26).
-
Vorzugsweise
ist der erste Neigungswinkel (α)
stumpf.
-
Normalerweise
ist die vierte Bohrung (34) quer zur zweiten Bohrung (30).
-
Weiterhin
normalerweise ist die vierte Bohrung (34) parallel zur
Basiswand (26).
-
Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform der
Erfindung ist die vierte Bohrung (34) mit Gewinde versehen.
-
Im
allgemeinen ist der obere Abschnitt (38) des Spannbolzens
(36) im allgemeinen zylindrisch.
-
Weiterhin
im allgemeinen hat der untere Abschnitt (40) des Spannbolzens
(36) im allgemeinen eine sich nach unten verjüngende Kegelstumpfform.
-
Vorzugsweise
hat der vordere Abschnitt (46) der Nut (44) im
unteren Abschnitt des Spannbolzens eine vordere sphärische Fläche (46),
die dahinter in eine sich nach vorn verjüngende kegelstumpfförmige Fläche (48) übergeht.
-
Weiterhin
vorzugsweise hat der vordere Abschnitt (52) des Kolbens
eine sphärische
Fläche,
die mit der sphärischen
Fläche
der Nut (44) übereinstimmt.
-
Normalerweise
ist das vordere Ende (56) der sphärischen Fläche des vorderen Abschnitts
des Kolbens flach.
-
Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform der
Erfindung ist die erste Eingriffsfläche (60) des hinteren
Abschnitts des Kolbens in einer Draufsicht des Kolbens im wesentlichen
in einem zweiten Neigungswinkel (β)
von 55° in
bezug auf die erste Achse (A) des Kolbens gerichtet.
-
Vorteilhafterweise
drückt
die zweite Eingriffsfläche
(64) des Klemmteils direkt auf die erste Eingriffsfläche (60)
des Kolbens.
-
Vorzugsweise
bildet das Klemmteil (62) eine Klemmschraube.
-
Normalerweise
ist ein vierter Abstand (D4) zwischen dem vorderen Ende (45)
der Nut (44) und einer imaginären Fortsetzung der Rückseite
(43) des unteren Abschnitts (40) des Spann bolzens,
bezogen auf eine Ebene quer zu einer Längsachse (B) des Spannbolzens,
4- bis 5-mal größer als
ein fünfter
Abstand (D5) zwischen dem vorderen Ende (45) der Nut (44)
und der Vorderseite (41) des unteren Abschnitts (40)
des Spannbolzens, bezogen auf die gleiche Ebene.
-
Im
allgemeinen ist der Schneideinsatzes (14) in der ersten
Stellung des Schneidwerkzeugs (10) aus der Einsatzaufnahmeaussparung
(24) in einer Aufwärtsrichtung
frei ausrückbar.
-
Vorzugsweise
drückt
ein elastisches Teil (76) den unteren Abschnitt (40)
des Spannbolzens (36) nach hinten.
-
Weiterhin
vorzugsweise ist das elastische Teil (76) in Eingriff in
einer fünften
Bohrung (78) des Halters, wobei sich die fünfte Bohrung
in die zweite Bohrung (30) im wesentlichen quer dazu partiell öffnet.
-
Normalerweise
ist das elastische Teil (76) aus Gummi oder Silikon.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie diese in der Praxis ausgeführt werden
kann, wird nachstehend auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen,
die folgendes zeigen:
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs;
-
2 ist
eine Explosionsansicht des Schneidwerkzeugs gemäß 1;
-
3 ist
eine perspektivische Schnittansicht des Schneidwerkzeugs gemäß 1,
bei der das elastische Teil entfernt ist;
-
4 ist
eine Seitenschnittansicht des Schneidwerkzeugs gemäß 1 in
einer ersten Montagestellung;
-
5 ist
eine Seitenschnittansicht des Schneidwerkzeugs gemäß 1 in
einer letzten Montagestellung; und
-
6 ist
eine geschnittene Draufsicht entlang der Linie VI-VI in 4,
bei der das elastische Teil entfernt ist.
-
Ausführliche Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform
-
Wir
betrachten nachstehend 1 und 6. Wie gezeigt,
weist das Schneidwerkzeug 10 einen Halter 12 und
einen darin angeordneten Schneideinsatz 14 auf. Der Halter 12 hat
eine jeweilige rechte und linke Seitenfläche 16 und 18,
die durch eine jeweilige obere und untere Fläche 20 und 21 und
eine jeweilige vordere und hintere Fläche 22 und 23 begrenzt
werden (die hintere Fläche 23 ist nicht
im einzelnen in den Zeichnungen dargestellt). Eine Einsatzaufnahmeaussparung 24 ist
in einem vorderen Abschnitt 25 des Halters 12 ausgebildet und öffnet sich
in die jeweilige vordere, obere und linke Seitenfläche 22, 20 und 18.
Die Einsatzaufnahmeaussparung 24 hat eine Basiswand 26,
die durch eine Seitenwand 27 und eine hintere Wand 28 begrenzt
ist. Das hierin beschriebene Schneidwerkzeug ist ein Drehwerkzeug,
das zum Halten eines Schneideinsatzes mit einem Spitzenwinkel von
55° angepaßt ist.
Es versteht sich jedoch, daß die
Erfindung nicht nur auf die bevorzugte Ausführungsform beschränkt ist,
sondern sich auch auf andere Arten von Werkzeugmaschinen und andere
Formen von Schneideinsätzen,
beispielsweise sechseckige, achteckige, quadratische oder runde,
bezieht.
-
Der
Halter 12 hat eine zweite Zylinderbohrung 30 mit
einem Durchmesser D3, die sich von der Basiswand 26 der
Einsatzaufnahmeaussparung 24 zur unteren Fläche 21 des
Halters 12 nach unten erstreckt. Die zweite Bohrung 30 ist
im wesentlichen senkrecht zur Basiswand 26. Eine dritte
Zylinderbohrung 32 des Halters 12, die im wesentlichen
senkrecht zur zweiten Bohrung 30 und parallel zur Basiswand 26 ist,
erstreckt sich von der vorderen Fläche 22 nach hinten,
führt durch
die zweite Bohrung 30 und öffnet sich in eine vierte Bohrung 34 des
Halters 12. Ein vorderer Abschnitt 33 der dritten
Bohrung 32 zwischen der vorderen Fläche 22 und der zweiten Bohrung 30 hat
lediglich einen Montagezweck, wie später beschrieben wird, und hat
während
des Einklemmens des Schneideinsatzes 14 keine Funktion.
-
Die
vierte Bohrung 34 ist quer zur dritten Bohrung 32 gerichtet
und ist normalerweise quer zur zweiten Bohrung 30 und parallel
zur Basiswand 26. Die vierte Bohrung 34 bildet
mit der dritten Bohrung 32 einen ersten Neigungswinkel α, der normalerweise
stumpf ist. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist der erste Neigungswinkel α 98°. Die vierte
Bohrung 34 ist mit Gewinde versehen, um ein mit Gewinde
versehenes Klemmteil durch Schraubeingriff aufzunehmen. Die vierte
Bohrung 34 muß jedoch
nicht mit Gewinde versehen sein, und dies ist vom Typ des dort aufgenommen
Klemmteils abhängig.
-
Ein
Spannbolzen 36 ist in die zweite Bohrung 30 eingefügt. Der
Spannbolzen 36 ragt nach oben in die Einsatzaufnahmeaussparung 24 hinein,
und das Oberteil des Spannbolzens schließt im wesentlichen mit der
oberen Fläche 20 des
Halters 12 glatt ab. Der Boden des Spannbolzens schließt im wesentlichen mit
der unteren Fläche 21 des
Halters 12 glatt ab. Der Spannbolzen 36 hat im
allgemeinen einen zylindrischen oberen Abschnitt 38 und
einen sich nach unten verjüngenden
im allgemeinen kegelstumpfförmigen unteren
Abschnitt 40 mit einer Vorderseite 41 und einer
Rückseite 43.
Ein Vorsprung 42 erstreckt sich an einem oberen Teilstück 39 des
oberen Abschnitts 38 nach hinten. An diesem Schnittpunkt
hat der obere Abschnitt 38 den größten Querschnitt D, bezogen
auf eine Ebene senkrecht zur Längsachse
B des Spannbolzens 36.
-
Der
untere Abschnitt 40 hat eine nach hinten gewandte Nut 44 in
seiner Rückseite 43.
Die Nut 44 ist im wesentlichen mit der dritten Bohrung 32 ausgerichtet.
Die Nut 44 hat eine vordere sphärische Fläche 46, die dahinter
in eine sich nach vorn verjüngende
kegelstumpfförmige
Fläche 48 übergeht.
Wie man in 4 und 5 sehen
kann, ist ein vorderes Ende 45 der Nut 44 im wesentlichen
näher an
der Vorderseite 41 des unteren Abschnitts 40 als
an seiner Rückseite 43.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist ein vierter Abstand D4 zwischen dem vorderen Ende 45 der
Nut 44 und einer imaginären Verlängerung
der Rückseite 43,
bezogen auf eine Ebene quer zur Längsachse B, 4- bis 5-mal größer als
ein fünfter
Abstand D5 zwischen dem vorderen Ende 45 und der Vorderseite 41,
bezogen auf die gleiche Ebene. Der untere Abschnitt 40 hat
den größten Querschnitt
D2, bezogen auf die Ebene P1 quer zur Längsachse B. Die Ebene P1 befindet
sich in einem oberen Teilstück
des unteren Abschnitts 40 zwischen der Nut 44 und
dem oberen Abschnitt 38 des Spannbolzens 36. Der
Querschnitt D2 ist kleiner als der dritte Durchmesser D3 der zweiten
Bohrung 30.
-
Ein
Kolben 50 ist in die dritte Bohrung 32 gleitend
durch ihren vorderen Abschnitt 33 aufgenommen. Der Kolben 50 hat
einen vorderen Abschnitt 52 und einen hinteren Abschnitt 54.
Der vordere Abschnitt 52 ragt vorn in die zweite Bohrung 30 hinein.
Der vordere Abschnitt 52 hat eine Kugelform, die im Berührungseingriff
mit der Nut 44 ist und mit seiner vorderen Kugelfläche 46 übereinstimmt.
Vorzugsweise ist ein vorderes Ende 56 des vorderen Abschnitts 52 in
einer Richtung senkrecht zu einer ersten Achse A des Kolbens 50 flach.
Daher ist in der Umgebung des vorderen Endes 56 ein Zwischenraum
zwischen der vorderen Kugelfläche 46 der
Nut 44 und dem vorderen Abschnitt 52 des Kolbens 50. Durch
diesen Aufbau wird sichergestellt, daß der Kolben 50 während des
Klemmvorgangs mit der Nut 44 entlang einer relativ großen und
gut definierten Ringkontaktfläche 58 in
Eingriff tritt, wie später
beschrieben wird.
-
Der
hintere Abschnitt 54 des Kolbens 50 ragt nach
hinten in die vierte Bohrung 34 hinein. Der hintere Abschnitt 54 hat
eine erste Eingriffsfläche 60,
die zur ersten Achse A des Kolbens 50 in einem zweiten Neigungswinkel β quergerichtet
ist. Normalerweise ist der zweite Neigungswinkel β in einer
Draufsicht des Kolbens 55°.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist die erste Eingriffsfläche 60 konisch.
Jedoch muß die
erste Eingriffsfläche
nicht konisch sein, sondern sie kann konkav, zylindrisch, flach
oder auf irgendeine andere Art geformt sein.
-
Eine
Klemmschraube 62, die ein Klemmteil bildet, ist mit der
vierten Bohrung 34 im Gewindeeingriff. Die Klemmschraube 62 hat
in ihrem vorderen Abschnitt eine konische zweite Eingriffsfläche 64 in Berührungseingriff
mit der ersten Eingriffsfläche 60 des
Kolbens 50. Es versteht sich, daß die zweite Eingriffsfläche 64 nicht
konisch sein muß,
und dies hängt von
der Form der ersten Eingriffsfläche 60 ab,
vorausgesetzt, daß durch
Drücken
auf das Klemmteil am Kolben 50 der Kolben nach vorn geschoben
wird. Gemäß einer
spezifischen Ausführungsform
wird eine Klemmschraube 62 mit einem nach vorn vorstehenden
Sicherungsstift 63 bereitgestellt, zur Begrenzung einer übermäßigen Rückwärtsbewegung
des Kolbens 50, wenn die Klemmschraube gelockert ist.
-
Der
Schneideinsatz 14 hat eine obere Fläche 67, eine untere
Fläche 68 und
eine Seitenfläche 69, die
sich zwischen der oberen und der unteren Fläche erstreckt. Die Überschneidung
zwischen der oberen Fläche 67 und
der Seitenfläche 69 bildet
Schneidkanten 70. Die Seitenfläche 69 hat eine Seitenwand 71 zum
Anschlagen an der Seitenwand 27 der Einsatzaufnahmeaussparung 24 und
eine hintere Wand 72 zum Anschlagen an der hinteren Wand 28 der
Einsatzaufnahmeaussparung 24. Eine sich in der Mitte befindliche
erste Durchgangsbohrung 73 erstreckt sich zwischen der
oberen Fläche 67 und
der unteren Fläche 68.
Die erste Durchgangsbohrung 73 hat einen unteren zylindrischen
Abschnitt 74 mit einem ersten Durchmesser D1 und einem
sich nach oben erweiternden oberen Abschnitt 75. Der erste
Durchmesser D1 ist größer als
der größte Durchmesser
D des oberen Abschnitts 38 des Spannbolzens 36. Wenn
also der Schneideinsatz 14 unbefestigt in der Einsatzaufnahmeaussparung 24 aufgenommen
ist, kann er nach oben angehoben und gedreht werden, um eine neue
Schneidkante in Betriebsstellung zu bringen, ohne daß der Spannbolzen 36 angehoben oder
demontiert werden muß.
Es versteht sich, daß die
Erfindung nicht auf einen Schneideinsatz mit einer ersten Durchgangsbohrung,
wie oben beschrieben, beschränkt
ist, sondern ebenfalls auf einen Schneideinsatz mit einer Durchgangsbohrung
mit nur zylindrischer Form oder einen zweiseitigen Schneideinsatz,
wo die Durchgangsbohrung an ihren beiden Seiten nach außen erweitert
ist, anwendbar ist.
-
Um
den Spannbolzen 36 gegen den Kolben 50 zu drücken, wird
ein elastisches Teil 76 in eine fünfte Bohrung 78 eingefügt, die
sich teilweise im wesentlichen senkrecht in die zweite Bohrung 30 und die
dritte Bohrung 32 partiell öffnet. Das elastische Teil 76 hat
eine zylindrische Form und ist aus Silikon, Gummi oder einem anderen
elastischen Material. Das elastische Teil 76 ist kein wesentliches
Merkmal zum Einspannen des Schneideinsatzes 14, und das Schneidwerkzeug 10 funktioniert
ebenso ohne das elastische Teil, aber zur einfacheren Bedienung
des Schneidwerkzeugs 10 wird bevorzugt, daß der untere
Abschnitt 40 des Spannbolzens 36 permanent elastisch
in einer gewünschten
Form nach hinten gedrückt
wird.
-
Um
den Schneideinsatz 14 in der Einsatzaufnahmeaussparung 24 zu
halten, wird die Klemmschraube 62 gelockert, wodurch der
Kolben 50 mittels einer nach hinten gerichteten Kraft,
die durch das elastische Teil 76 am unteren Abschnitt 40 des Spannbolzens 36 ausgeübt wird,
nach hinten geschoben werden kann. Somit ist im Ergebnis der Rückwärtsbewegung
des unteren Abschnitts 40 des Spannbolzens der Vorsprung 42 des
oberen Abschnitts 38 des Spannbolzens in einer ersten Stellung
des Schneidwerkzeugs 10 von einem Halteabschnitt 80 im
hinteren Abschnitt des sich erweiternden oberen Abschnitts 75 der
ersten Durchgangsbohrung 73 des Schneideinsatzes nach vorn
beabstandet. In dieser Stellung kann der Schneideinsatz 14 in
die Einsatzaufnahmeaussparung 24 frei eingefügt und am
oberen Abschnitt 38 des Spannbolzens 36 in einer
direkt nach unten gerichteten Bewegung in Eingriff gebracht werden,
so daß die
zweite Durchgangsbohrung im wesentlichen mit der ersten Durchgangsbohrung
ausgerichtet ist. Ebenso ist der Schneideinsatz 14 aus
der Einsatzaufnahmeaussparung 24 in einer geraden nach
oben gerichteten Bewegung frei ausrückbar.
-
Es
sei erwähnt,
daß in
einem Fall, wo das Schneidwerkzeug nicht mit einem elastischen Teil
zur Anwendung einer nach hinten gerichteten Kraft auf den unteren
Abschnitt 40 des Spannbolzens 36 versehen ist,
der Schneideinsatz 14 in einer unbefestigten Stellung auch
aus der Einsatzaufnahmeaussparung 24 frei ausrückbar ist,
da der Spannbolzen innerhalb der zweiten Bohrung 30 frei
geneigt werden kann.
-
Um
den Schneideinsatz 14 in die Einsatzaufnahmeaussparung 24 einzuklemmen,
wird die Klemmschraube 62 in die vierte Bohrung 34 eingeschraubt.
Durch die Einwärtsbewegung
der Klemmschraube tritt ihre zweite Eingriffsfläche 64 mit der ersten
Eingriffsfläche 60 des
hinteren Abschnitts 54 des Kolbens 50 in Eingriff,
wodurch der Kolben nach vorn bewegt wird. Da der vordere Abschnitt 52 des Kolbens 50 in
die vordere Kugelfläche 46 der
Nut 44 gedrückt
wird, wirken diese wie ein Kugelgelenk mit einem Mittelpunkt C.
Der Mittelpunkt C muß nicht
auf der Längsachse
B des Spannbolzens liegen, sondern kann sich vorzugsweise in seiner
Nähe befinden.
-
Da
der Mittelpunkt C ein gemeinsamer Punkt des Spannbolzens 36 und
des Kolbens 50 ist und da der Kolben sich nur in einer
translatorischen Vorwärtsbewegung
bewegt, bewegt sich auch der Mittelpunkt C nur in einer Translationsbewegung
vorwärts. Daher
ist der Spannbolzen 36 nicht darauf beschränkt, nur
eine Neigungsbewegung um den Mittelpunkt C herum durchzuführen. Ein
erster Berührungspunkt 82 des
Spannbolzens 36 an einem Vorwärtsabschnitt der zweiten Bohrung 30 befindet
sich auf der Ebene P1. Somit bewirkt die Vorwärtsbewegung des unteren Abschnitts 40,
daß der
erste Berührungspunkt 82 nach
oben gleitet, und da sich der Vorsprung 42 hinter dem Drehpunkt
C befindet, dreht sich der Vorsprung 42 nach hinten und
unten. In dieser zweiten Stellung drückt der Vorsprung 42 den Halteabschnitt 80 der
ersten Durchgangsbohrung 73 nach hinten und nach unten
zum sicheren Halten des Schneideinsatzes 14 in der Einsatzaufnahmeaussparung.
Somit liegt die Seitenwand 71 des Schneideinsatzes an der
Seitenwand 27 der Einsatzaufnahmeaussparung an, die hintere
Wand 72 liegt an der hinteren Wand 28 an, und
die untere Fläche 68 liegt
an der Basiswand 26 an.
-
Durch
den oben beschriebenen Aufbau des Schneidwerkzeugs, wo sich der
Vorsprung 42 im wesentlichen hinter seinem Drehpunkt C
befindet und der Drehpunkt C zu einem Kugelgelenk gehört, das auf
eine unidirektionale Bewegung beschränkt ist, wird sichergestellt,
daß der
Spannbolzen 36 effektiv die erste Durchgangsbohrung des
Schneideinsatzes zum sicheren Halten des Schneideinsatzes sowohl nach
hinten als auch nach unten drückt.
Es versteht sich, daß die
abwärts
gerichtete Kraft, die vom Spannbolzen auf den Schneideinsatz ausgeübt wird, um
so größer ist,
je weiter der Drehpunkt C sich vor dem Vorsprung 42 befindet
oder je größer das
Verhältnis
D4/D5 ist.
-
Das
Schneidwerkzeug 10 ist besonders in einem sogenannten Langdrehautomaten
(„Swiss
type machine") geeignet.
In einem solchen Automaten ist eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen 10 vor
einem zu bearbeitenden Werkstück übereinander
angeordnet. Es versteht sich, daß bei einer solchen Anordnung
der Schneidwerkzeuge ein begrenzter Zugang zu einem Schraubenöffnungssplint
von vorn oder von oben bei jedem Schneidwerkzeug besteht, wie bei bekannten
Schneidwerkzeugen. Dagegen kann bei den erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugen
jeder Schneideinsatz einzeln durch eine Klemmschraube gehalten werden,
die von der Seite jedes Halters wirkt, wodurch der Schneideinsatz
ausgetauscht oder weitergeschaltet werden kann, ohne daß jeder Halter
vom Automaten abgebaut werden muß.
-
Obwohl
die Erfindung mit einer bestimmten Ausführlichkeit beschrieben worden
ist, versteht es sich, daß verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich
sind, ohne vom Erfindungsgedanken oder Schutzbereich der Erfindung
abzuweichen, wie er in den Ansprüchen
definiert ist. Beispielsweise muß die zweite Eingriffsfläche 64 des
Klemmteils nicht in direktem Kontakt mit der ersten Eingriffsfläche 60 des
Kolbens sein. Vielmehr kann sie getrennt sein, solange die zweite
Eingriffsfläche 64 Druck
auf die erste Eingriffsfläche 60 ausübt, beispielsweise durch
eine weitere Kraftübertragungskomponente,
z. B. einen sphärischen
Körper
oder dgl.
-
Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs
ist es, daß der
gleiche Spannbolzen 36 in jede Form von Schneideinsatz
paßt,
z. B. quadratisch, dreieckig oder rhomboidisch. Dadurch werden die
Kosten der Herstellung des Spannbolzens niedriger. Der Spannbolzen
wird vorzugsweise durch Formen oder Spritzgießen hergestellt. Im Gegensatz zum
erfindungsgemäßen Spannbolzen
passen die bekannten Hebel nur zu einer Form des Schneideinsatzes,
da sich der Abstand von der Einsatzdurchgangsbohrung bis zur hinteren
Anschlagfläche
des Schneideinsatzes bei verschiedenen Formen von Schneideinsätzen ändert.