DE202004007811U1

DE202004007811U1 - Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken

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Publication number: DE202004007811U1
Application number: DE202004007811U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2014-05-14
Also published as: DE10343673B4; DE202004010075U1; DE10343673A1

Abstract

Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken, bestehend aus einem Werkzeuggrundkörper (2) und Befestigungsmitteln mit einer Schraubverbindung, zur Befestigung wenigstens eines Schneidenträgers (3) an dem Werkzeuggrundkörper, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Schneidenträgers (3) ein verschiebbarer Spannkörper (5) mit einem Gewinde (9) für eine Spannschraube (6) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Für z.B. Fräsvorgänge mit hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten ist eine Ausführungsform von Fräsern bekannt, die mit am Umfang eines Fräskopfs verteilt angeordneten Schneiden bestückt sind. Die Schneiden sind an Kassetten oder Schneidträgern angebracht, die in entsprechenden Ausnehmungen am Fräskopf z.B. durch Verschrauben gehalten werden.
Bei den für die Fräser üblicherweise hohen Drehzahlen treten beträchtliche Fliehkräfte in einem Werkzeug auf. Um die Fliehkräfte am Werkzeug zu reduzieren, ist es bekannt einen Werkzeugträger aus vergleichsweise leichtem Material, z.B. Aluminium einzusetzen.
Die Kassetten mit Schneiden werden normalerweise mit einer Schraubverbindung am Werkzeuggrundkörper befestigt.
Die Schraubverbindung von Schneidenträger und Werkzeuggrundkörper muss bei den hohen Drehzahlen und den hinzukommenden Zerspanungskräften enorme Kräfte und Momente aufnehmen, wodurch derartige Werkzeuge ausfallanfällig sind.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Befestigung eines Schneidenträgers an einem Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken zuverlässiger zu gestalten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2, 3, 4 und 10 gelöst.
Die Erfindung geht zunächst von einem Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken, bestehend aus einem Werkzeuggrundkörper und Befestigungsmitteln mit einer Schraubverbindung zur Befestigung wenigstens eines Schneidenträgers an einem Werkzeuggrundkörper aus. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass zur Befestigung des Schneidenträgers ein verschiebbarer Spannkörper mit einem Gewinde für eine Spannschraube vorgesehen ist. Eine derartige Ausgestaltung der Befestigung eines Schneidkörpers hat verschiedene Vorteile:
Zunächst kann der Schneidenträger vergleichsweise kleiner ausgestaltet werden, als ein Schneidenträger, der mit einer herkömmlichen Schraube befestigt wird. Denn auf dem Schneidenträger muss kein Platz für einen normalerweise zylinderförmigen Schraubenkopf bereitgehalten werden. Vielmehr kann ein geometrisch speziell angepasster Spannkörper eingesetzt werden, der in seiner Form auf den z.B. längs gestreckten Schneidenträger angepasst ist. Durch eine damit erzielbare kleinere Bauform des Schneidenträgers wird dessen Gewicht reduziert, was im Arbeitseinsatz zu geringeren Fliehkräften führt. Darüber hinaus lässt sich der verschiebbare Spannkörper bei einer Optimierung hinsichtlich seiner Baugröße in einer Form ausführen, bei welcher über einen vergleichsweise großen Bereich Kräfte auf den Schneidenträger übertragen werden können. Dadurch ist die Befestigung des Schneidenträger stabiler und zuverlässiger ausgestaltbar.
Dies gilt insbesondere bei einem Spannkörper mit länglicher Form, der sich über einen großen Bereich von mehr als 50% über die Länge des Schneidenkörpers erstreckt.
Bei einem weiteren Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken liegt der Kerngedanke darin, dass der Spannkörper und/oder der Schneidenkörper derart ausgebildet ist bzw. sind, dass der Spannkörper entgegen seiner Spannrichtung durch Formschluss im gelösten Zustand gegen Herausfallen gesichert ist. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung wenn ein weiterer wesentlicher Aspekt hinzukommt, nämlich der, dass ebenfalls eine Aufnahme für den Schneidenträger und/oder der Schneidenträger derart ausgebildet ist, bzw. sind, dass der Schneidenträger entgegen seiner Spannrichtung durch Formschluss im gelösten Zustand gegen Herausfallen gesichert ist. Wird der Spannkörper dann z.B. bei einem Fräser über eine Schraube mit radial innen liegendem Schraubenkopf verspannt, d.h. mit einer Schraube deren Kopf in einem radial innen liegenden Hohlbereich liegt, so dass zum Spannkörper das Schraubenende zeigt, werden selbst bei einem Schraubenbruch noch während des Einsatzes keine Teile durch die Fliehkräfte nach außen geschleudert. Dies verbessert die Arbeitssicherheit für ein derartiges Werkzeug.
Eine Schraube mit radial innen liegendem Schraubenkopf weist vorzugsweise am Schraubenende einen Innensechskant auf, um die Schraube von der Umfangsseite her dennoch leicht anziehen zu können.
Ein anderer Kerngedanke der Erfindung bezieht sich darauf, dass die Schraubenverbindung einen Gewindestift mit zwei, unterschiedliche Gewinde, insbesondere Gewindesteigungen aufweisenden Gewindeabschnitten umfasst. Damit lässt sich eine Verspannung des Spannkörpers erreichen, ohne das die Schraube einen Schraubenkopf benötigt. Den vorzugsweise hat der Gewindeabschnitt, der in den Werkzeuggrundkörper eingedreht wird eine größere Steigung als ein im Spannkörper verlaufender Gewindeabschnitt, wodurch sich bei einer Einschraubbewegung des Gewindestifts ein Abstand zwischen Spannkörper und Werkzeuggrundkörper verringert und so zur gewünschten Verspannung des Schneidenträgers führt. Ggf. sind auch Gewindeabschnitte mit entgegengesetzter Drehrichtung denkbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Werkzeuggrundkörper und dem Spannkörper zumindest ein Teil des Schneidenkörpers angeordnet. D.h. der Spannkörper ist entweder ganz oder teilweise im Schneidenkörper oder am Schneidenkörper positioniert.
Insbesondere wenn eine Positionierung im Schneidenkörper in einer entsprechenden Ausnehmung, z.B. einer Bohrung erfolgt, kann sich der Spannkörper in der Ausnehmung bis dicht an den Bereich, ggf. sogar in den Bereich einer darüber angeordneten Schneide erstrecken, ohne aber diesen Bereich, so wie es bei einer z.B. herkömmlichen Zylinderkopfschraube der Fall wäre, an der Außenkontur zu stören. Mit einem derart dimensionierten Spannkörper kann dadurch eine verbesserte Kraftübertragung auf den Schneidenträger stattfinden. Grundsätzlich, aber insbesondere in dieser Ausgestaltung hat ein Spannkörper auch noch einen weiteren Vorteil, der darin liegt, dass in einfacher Weise eine Längsverschiebung des Spannkörpers, bei vorausgesetzt entsprechenden Durchgangsbohrungen im Schneidenträger für ein Schraubenmittel, vorgenommen werden kann, um den Schneidenträger mit Schneide z.B. entlang der Längsachse eines Fräswerkzeuges verschieben zu können. Eine solche eindimensionale Verschiebbarkeit ist für eine Feinausrichtung der Schneiden bei hochwertigen Fräsern gewünscht.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Spannkörper als länglich ausgebildeter Körper mit einer quer zur Längsachse angeordneten Gewindebohrung ausgestaltet. Bei dieser Ausführungsform bietet sich insbesondere eine Zylinderform für den Spannkörper mit einer entsprechenden Bohrung im Schneidenträger zur Unterbringung des Spannkörpers an.
Im Weiteren ist es bevorzugt, wenn der Spannkörper so stabil ausgebildet ist, dass er sich unter den üblichen auftretenden Belastungen nicht verformt. Hierdurch wird sichergestellt, dass eine Bewegbarkeit des Spannkörpers, insbesondere in einer sich im Schneidenträger erstreckenden Ausnehmung im gewünschten Maße erhalten bleibt.
Um den Spannkörper zumindest eindimensional am Werkzeuggrundkörper ausrichten zu können, sind vorzugsweise Verstellmittel, z.B. in Form eines Keilgetriebes, das über eine Schraube betätigt wird, vorgesehen. Die Positionierung derartiger Verstellmittel kann an dem der Schneide gegenüberliegenden Ende des Schneidenträgers erfolgen.
In einer überdies vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Ausnehmung für den Schneidenträger im Werkzeuggrundkörper in Bezug auf die Drehachse der Schraubverbindung so ausgebildet bzw. positioniert, dass der Schneidenträger bei der Verschraubung durch die Schraubverbindung gegen eine Wand der Ausnehmung für den Schneidenträger gedrückt wird, die in oder zumindest annähernd in Richtung der Drehachse der Schraubverbindung verläuft. Dies lässt sich z.B. dadurch erreichen, dass die Drehachse der Schraubverbindung im Vergleich zu einer gerade passenden Positionierung etwas in Richtung der Wand der Ausnehmung verrückt ist, gegen welche der Schneidenträger gedrückt werden soll. Durch diese Maßnahme kann der Schneidenträger mit der entsprechenden Wand der Ausnehmung verspannt werden, um eine eindeutige Positionierung des Schneidenträgers am Werkzeuggrundkörper zu erhalten.
Für eine derartige Ausgestaltung lässt sich insbesondere im Zusammenhang mit einem länglichen in einer entsprechenden Ausnehmung im Schneidenkörper angeordneten Spannkörper, z.B. einen Zylinder, der in einer entsprechenden Bohrung im Schneidkörper sitzt, ein Biegemoment auf Gewindeabschnitte einer Spannschraube für den Spannkörper in einem vertretbaren Rahmen halten. Hierbei ist vorausgesetzt, dass der Spannkörper sich in der Ausnehmung im Schneidenkörper mit etwas Spiel bewegen kann und auch Bohrungen durch den Schneidenträger, durch welche die Spannschraube gesteckt wird, ein gewisses Spiel zulassen. Mit diesem Spiel kann ein bei einer Schraubverbindung an sich unerwünschtes Biegemoment beim Anziehen der Schraube ausgeglichen werden, wobei aber dennoch eine ausreichende Kraftentwicklung senkrecht zur Drehachse der Schraubverbindung auf die entsprechende Wand der Ausnehmung erzielbar ist. Das Biegemoment lässt sich auch deshalb reduzieren, weil für einen zylindrischen Spannkörper mit dem beschriebenen Spiel eine Schraube mit dem Spannkörper in Bezug auf den Schneidenträger eine Drehbewegung um die Längsachse des Spannkörpers ausführen kann. Die Verschraubung besitzt gewissermaßen einen zusätzlichen Freiheitsgrad. Diese Verdrehung hat auch im angezogenen Zustand der Schraubverbindung keinen nennenswerten Aufbau eines Biegemoments in der Schraube der Schraubverbindung zur Folge.
In einer außerdem günstigen Ausführungsform der Erfindung ist ein über die Kontur des Schneidenträgers vorstehender Spanabweiser einstückig am Schneidenträger angeformt. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass abrasive Späne beim Einsatz z.B. des Werkzeugs in Form eines Fräsers nicht den Bereich eines Werkzeuggrundköpers vor dem aus Gewichtsgründen möglichst kleinen Schneidenträger abträgt und damit das Werkzeug nach kurzer Zeit verschlissen ist. Dabei erfüllt der vorstehende Spanabweiser diese Aufgabe ohne dabei das Gesamtgewicht des Schneidenträgers in unerwünschtem Maße zu erhöhen, was im Hinblick auf Fliehkräfte, die bei z.B. hohen Drehzahlen am Fräswerkzeug auf den Schneidenträger wirken können, günstig ist.
Um die Kräfte auf die Schraubverbindung im Einsatz einer solchen an einem rotierenden Werkzeug, z.B. einem Fräser, gering zu halten, wird bevorzugt die Achse der Schraubverbindung in oder in die Nähe des Schwerpunkts des Schneidenträgers gebracht. Zudem wird versucht, die Achse der Schraubverbindung möglichst nahe an eine Schneide des Schneidenträgers zu bringen, um Momente, die durch Zerspanungskräfte an der Schraubverbindung hervorgerufen werden, möglichst klein zu halten.
Insbesondere durch den Einsatz eines verschiebbaren Spannkörpers können solche Dimensionierungsvorgaben gut erfüllt werden.
Das erfindungsgemäße Werkzeug und seine soeben beschriebenen Ausgestaltungen lassen sich nicht nur vorteilhaft an einem rotierenden spanabtragenden Werkzeug, z.B. an einem Fräswerkzeug einsetzen, sondern können auch vorteilhaft an anderen Werkzeugen, beispielsweise an einem stehenden Werkzeug, wie ein Drehmeißel Verwendung finden.
Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird unter Bezugnahme darauf nachfolgend näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schräge Draufsicht auf eine Schneidenträger für ein Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken;
2 eine weitere schräge Draufsicht auf einen Schneidenträger nach 1, von der gegenüberliegenden Seite;
3 einen Schneidenträger wie in 1, wobei jedoch die Funktionsteile entlang ihren Achsen aus dem Schneidenträger herausgezogen und vor diesem angeordnet sind;
4 eine schräge Draufsicht auf ein Werkzeug mit mehreren, verteilt daran angeordneten Schneidenträgern nach den 1 bis 3;
5 die Darstellung einer schrägen Draufsicht auf eine Anordnung von Schneidenträgern wie dargestellt in 4, jedoch ohne Werkzeuggrundträger;
6 eine zweigeteilte Schnittdarstellung durch einen Werkzeuggrundträger.
1 zeigt eine schräge Draufsicht auf einen Schneidenträger 3 der zur Befestigung an einem Werkzeuggrundträger für ein Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung vorgesehen ist.
An der Oberseite des Schneidenträgers 3, links unten in dieser Darstellung, ist in einer den Schneidköper 3 durchdringenden Bohrung eine Spannschraube 6 gezeigt. Sie ist Teil einer Schraubverbindung 4 mittels welcher der Schneidenträger 3 an einem Werkzeuggrundkörper befestigt werden kann. An der gegenüberliegenden Seite des Schneidenträgers 3 steht das dem Werkzeuggrundkörper zugeordnete Ende der Spannschraube 6 aus dem Schneidenträger hervor.
Eine weitere Bohrung 13, die diese Bohrung im Schneideträger kreuzt, ist an seiner rechten Seite für die Aufnahme eines Spannkörpers 5 angeordnet. Der Spannkörper 5 weist eine quer zu seiner Längsachse angeordnete, hier nicht sichtbare Durchgangsbohrung mit einem Gewinde auf, in welches die Spannschraube 6 eingeschraubt ist.
Die Spannschraube kann wie im vorliegenden Fall, vorzugsweise als Gewindestift 6 ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Achse der Gewindeverbindung näher in die Richtung des Schneidkörpers 7 hin angeordnet werden kann, als dies bei einer Schraube mit einem Kopf der Fall wäre. Die Übertragung der Anpresskräfte von der Schraubverbindung auf den Schneidenträger 3 kann hier vorteilhafterweise anstelle des sonst üblichen Schraubenkopfes durch den zylinderförmigen Spannkörper 5 erfolgen. Dies bewirkt neben einer Betragsreduzierung auftretender Kraftmomente aufgrund geringerer Hebelwirkung durch die näher aneinander herangeführten Krafteinleitpunkte und Kraftausleitpunkte auch eine Verbesserung der Befestigung hinsichtlich der Justierung des Schneidenträger 3 an dem Werkzeuggrundkörper.
Befestigungen die mittels Schraubverbindungen realisiert werden bewirken im Laufe der Zeit Eindellungen an den Oberflächen der betreffenden Bauteile. Bei Schraubverbindungen mit Schraubenköpfen sind dies die Pressflächen unter der Schraubenkopfauflage. Für längs verstellbare Befestigungen reduzieren sich diese Auflageflächen auf die seitlich eines Langloches ausgebildeten Restflächen.
Zur Justierung eines Schneidenträgers 3 sind oft nur Verstellungen im zehntel Millimeterbereich erforderlich. Aufgrund der beschriebenen Eindellungen entstehen über eine längere Betriebsdauer gesehen Probleme bei der genauen Justierung durch rückstellende Wirkung auf den Schneidenträger.
Bei der vorliegenden Spannkraftübertragung durch den Spannkörper 5 besteht demgegenüber der Vorteil, dass sich die Anlagefläche zwischen dem Spannkörper 5 und der ihm zugeordneten Wandung der Bohrung über einen vergleichsweise lang ausgebildeten Bereich erstreckt. Der zuvor beschriebene Rückstelleffekt aufgrund von Eindellungen kommt hier demnach wesentlich weniger bzw. gar nicht zum Tragen, da die Eindellungen einerseits deutlich geringer ausfallen und andererseits aufgrund der Längserstreckung einer gegebenenfalls aufgetretenen Eindellung ausreichend Gegenkräfte beim Festschrauben erzeugt werden, die eine solche Rückstellung durch Abrutschen in eine ausgeprägte Eindellung verhindern.
Ein weiterer Teil der Schraubverbindung 4 für die Befestigung des Schneidenträgers 3 ist als Gewindebohrung an einem Werkzeuggrundkörper ausgebildet, in welche der an der Rückseite des Schneideträgers 3 vorstehende Teil der Spannschraube 6 eingreift.
Zur Reduzierung der Gesamtmasse des Werkzeugs können einzelne Bauteile so geformt sein, dass sie nicht durchgehend als Vollkörper ausgebildet sind. Im vorliegenden Beispiel ist dazu im Spannkörper 5 axial eine Bohrung vorgesehen. Das bedeutet, dass die Bauteile zwar so stabil ausgebildet sind, dass sie sich unter den üblicherweise auftretenden Belastungen nicht verformen, dass aber auf eine höhere Stabilität dieser Bauteile verzichtet werden kann.
Neben dem Schneidkörper 7 ist ein Spanabweiser 8 an der Oberseite in der Darstellung erkennbar, der über die Kontur des Schneidenträgers hervorstehend, einstückig an diesem angeformt ist. Diese Seite des Schneidenträgers 3 kann im eingebauten Zustand als Seitenfläche im Werkzeuggrundkörper angeordnet sein. Sie liegt dann der Seite des Schneidenträgers 3 gegenüber, an welcher die über dem Schneidköper 7 eingeleiteten Spankräfte auf den Werkzeuggrundkörper übertragen werden. Die einstückige Verbindung des Spanabweisers 8 kann ebenfalls Masse einsparend durch eine Reduzierung des Körpervolumens, beispielsweise durch Abtragung des an dieser Stelle nicht mehrvorhandenen Materials realisiert werden.
Die 2 zeigt den Schneidenträger 3 von der gegenüberliegenden Seite wie in der Darstellung der 1. Demnach ist die einem Werkzeuggrundkörper im eingebauten Zustand zugewandte Unterseite des Schneideträgers 3 hier in schräger Frontansicht gezeigt. Aus ihr heraus steht die als Gewindestift ausgeführte Spannschraube 6 hervor, die beim Festschrauben in ein im Werkzeuggrundkörper angeordnetes Gewinde eingreift. Die Bohrung 13 für den Spannkörper 5 ist in diesem Fall in der nicht sichtbaren linken Seitenfläche stirnseitig am Schneidenträger 3 angeordnet. Sie kann diesen bis in die Nähe des Bereichs durchdringen, in welchem der Schneidkörper 7 und der Spankörper 8 angeordnet sind.
Die 3 zeigt wiederum einen Schneidenträger 3 mit Elementen der Schraubverbindung 4. Diese sind nun entlang ihrer Achsen aus dem Schneidenträger 3 herausgezogen und vor ihm angeordnet dargestellt. Die Lage des Schneidenträgers in dieser Darstellung entspricht seiner Lage in der Darstellung in der 1. Die quer zur Längsachse des Spannkörpers 5 angeordnete Gewindebohrung 9 stellt das Gegenstück der Schraubverbindung 4 für den Gewindeabschnitt 10 des Gewindestiftes 6 dar. Im zusammengefügten Zustand greift der Gewindeabschnitt 10 in die Gewindebohrung 9 ein. Der Gewindeabschnitt 11 steht dann an der Rückseite vor, wie dargestellt in 2.
Die beiden Gewindeabschnitte 10 und 11 des Gewindestiftes 6 können getrennt ausgebildet sein. Vorzugsweise kann der Gewindeabschnitt 11 einen kleineren radialen Durchmesser aufweisen als der Gewindeabschnitt 10. Dadurch ist es möglich den Gewindestift 6 stirnseitig von außen so weit in die Gewindebohrung 9 einzuführen, bis der Gewindeabschnitt 10 in sie eingreift.
Vorteilhafterweise sind die beiden Gewindeabschnitte 10 und 11 mit unterschiedlichen Steigungen ausgebildet, so dass sich durch die Drehung des Gewindestiftes 6 beim Einschrauben eine Differentialwirkung ergibt, über welche der Schneidenträger 3 am Werkzeuggrundkörper festgeschraubt werden kann.
In besonders vorteilhafter Weise kann in der Spannschraube eine Sollbruchstelle ausgebildet sein. Im vorliegenden Beispiel ist dies ein Einstich 12, welcher zwischen den beiden Gewindeabschnitten 10 und 11 angeordnet ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Beschädigung an anderen Bauelementen aufgrund Überbeanspruchung vermieden wird.
Für den Fall eines Bruchs in der Schraubverbindung 4 ist durch die Ausbildung der Spannschraube 6 als Gewindestift 6 sichergestellt, dass entgegen der Zugrichtung in der Schraubverbindung durch die formschlüssige Verbindung keine Teile aus dem Schneidenträger 3 herausfallen können. Dies gilt selbstverständlich auch für den gelösten Zustand der Schraubverbindung, sofern der Gewindeabschnitt 10 in die Gewindebohrung 9 eingreift.
Dies stellt auch einen wesentlichen Sicherheitsaspekt dar, da insbesondere bei rotierenden Werkzeugen lose oder gebrochene Bauteile vom Werkzeug wegfliegen würden. Insbesondere bei hoch drehenden Werkzeugen in Drehzahlbereichen wie beispielsweise 30.000 Umdrehungen pro Minute würden solche losen oder gebrochenen Bauteile geschossartig vom Werkzeug wegfliegen und entsprechende Schäden oder Verletzungen verursachen. Dies kann aber in vorteilhafter Weise durch eine solche Ausführungsform eines Werkzeugs verhindert werden.
Zur relativen Verstellung des Schneidenträgers 3 gegenüber einem Werkzeuggrundkörper kann am Werkzeug vorteilhafterweise auch ein Verstellmittel ausgebildet sein. Im vorliegenden Beispiel kann es durch die Zusammenwirkung der äußeren Mantelfläche des Spannkörpers 5 mit der Innenfläche der für sie im Schneidenträger 3 angeordneten Bohrung 13 sein. Damit kann der Schneidenträger 3 in losem Zustand in Bezug auf die Achse des Spannkörpers 5 verschoben werden.
Die Ausbildung des Spannkörpers 5 als Zylinder weist zusätzlich den Vorteil auf, dass auch schräg auftretende Kräfte beim Verspannen gut auf den Schneidenträger 3 übertragbar sind. Beispielsweise kann ein Versatz zwischen der Achse eines im Werkzeuggrundkörper angeordneten Aufnahmegewindes der Schraubverbindung 4 und der Achse der Spannschraube 6 solche schräg auf diese einwirkende Spannkräfte verursachen. Der Versatz zwischen diesen beiden Achsen kann dadurch entstehen, dass eine Gegenfläche im Werkzeuggrundkörper zu einer Anlagefläche im Schneidenkörper geringfügig näher an der Achse der Aufnahmebohrung angeordnet ist, als die Anlagefläche des Schneidenkörpers von der Achse des Spannkörpers 6 entfernt ist.
Durch eine solche Konstruktion ist es möglich den Schneidenträger 3 aufgrund der leichten Verkantung in der Schraubverbindung 4 mit seiner Anlagefläche gegen die im Werkzeuggrundkörper ausgebildete Gegenfläche vorzuspannen. Dies hat den Vorteil, dass beim Spanabtrag auftretende Kräfte besser vom Schneidenträger 3 auf den Werkzeuggrundkörper übertragen werden können. Insbesondere kann mit einer solchen Verspannung den bei der Bearbeitung eines Werkstücks auftretenden Drehmomenten am Schneidenträger 3 entgegengewirkt werden, was sich positiv auf die Einhaltung von vorgegebenen Toleranzen auswirkt.
Durch eine obeliskförmige Ausbildung des Schneidenträgers 3 kann ein weiterer Sicherheitsaspekt dahingehend realisiert werden, dass sich neben den Elementen der Schraubverbindung 4 auch der Schneidenträger 3 im nicht befestigten Zustand nicht vom Werkzeuggrundkörper lösen kann. Dies kann aufgrund einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Schneidenträger 3 und der im Werkzeuggrundkörper ausgebildeten Aufnahme realisiert werden, bei der die im Vergleich zur Oberseite breitere Unterseite des Schneidenträgers 3 keilförmig festgehalten wird.
Die 4 zeigt eine schräge Draufsicht auf ein Werkzeug 1 mit einem Werkzeuggrundkörper 2 in welchem an seiner radialen Außenseite rundum beabstandet eine Vielzahl von Schneidenträgern 3 in ihm eingelassen angeordnet sind. Die Schneidenträger 3 sind mittels Schraubverbindungen 4 an dem Werkzeuggrundkörper 2 befestigt. Um eine optimale Funktion des Werkzeugs 1 gewährleisten zu können ist es erforderlich, dass die einzelnen Schneidenträger 3 in axialer Richtung bezogen auf die Werkzeugachse 14 gleichmäßig ausgerichtet sind. Nur wenn alle Schneidkörper 7 gleichweit axial vorstehen kann eine gleichmäßige Bearbeitung des Werkstücks garantiert werden. Dazu können die Schneidenträger 3 mittels der oben beschriebenen Verstellmöglichkeit eingestellt werden.
Neben der einstückigen Ausbildung des Spanabweisers 8 an dem Schneidenträger 3 ist auch die obeliskförmige Ausbildung des Schneidenträgers 3 erkennbar. Seine am Werkzeuggrundkörper radial nach außen weisende Fläche ist deutlich schmäler ausgebildet als seine radial nach innen weisende Grundfläche. Durch den Formschluss zwischen dem Schneidenträger und der im Werkzeuggrundkörper angeordneten Ausnehmung für den Schneidenkörper 3 entsteht somit im losen Zustand eine Keilwirkung, die den Schneidenträger 3 davor bewahrt, sich vom Werkzeuggrundkörper 2 zu lösen.
Die Ausbildung des Spanabweisers 8 mit einem widerstandsfähigen Material wirkt sich positiv auf die Standzeit des Werkzeuggrundkörpers 2 aus, da die abgetragenen Späne sich überwiegend gegen den Spanabweiser 8 andrücken und dadurch das weichere Material des Werkzeuggrundkörpers 2 geschont wird.
Die 5 zeigt eine Anordnung von Schneidenträgern 3 in der gleichen Position wie in der Darstellung der 4, jedoch ohne den Werkzeuggrundkörper 2. Radial einwärts der Schneidenträger 3 angeordnet sind Elemente der Schraubverbindung 4 dargestellt. Diese können beispielsweise in der Form von Gewindeverstärkungen 15 ausgebildet sein, so dass im relativ weichen Material des Werkzeuggrundkörpers 2 eine bessere Verankerung mit widerstandsfähigerer Gewindeausführung realisiert werden kann als dies eine reine Gewindebohrung im Werkzeuggrundkörper darstellen würde. Die Anordnung solcher Gewindeverstärkungen 15 sowie deren Fixierung sind dem Fachmann bekannt.
Bezogen auf die Werkzeugachse 14 sind von der Stirnseite her gesehen axial hinter den Schneidenträgern 3 Verstellelemente 16 angeordnet, mittels denen auf die Positionierung der Schneidenträger 3 gegenüber dem Werkzeuggrundkörper 2 eingewirkt werden kann. Dadurch kann eine weitere, vorteilhafte Verstellmöglichkeit für die Schneidenträger 3 realisiert werden.
Die 6 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Werkzeuggrundkörper 2 in zweigeteilter Darstellung. Die untere Hälfte ist die Schnittebene VIA/VIA in der 4 und die obere Hälfte ist die Schnittebene VIB/VIB, ebenfalls in der 4. In der Mitte der Darstellung ist, der unteren Schnittebene VIA zugeordnet, ein Versatz 17 dargestellt, der zwischen der Gewindeachse 18 des Aufnahmegewindes im Grundkörper und der Gewindeachse 19 der Spannschraube 6 ausgebildet ist, um die oben beschriebene Verspannung des Schneidenträgers 3 in der für ihn vorgesehenen Ausnehmung im Werkzeuggrundkörper 2 zu bewirken.
Die dargestellten Ausführungsformen sind selbstverständlich nur beispielhaft und in keiner Weise die vorliegende Erfindung beschränkend anzusehen.

1: Werkzeug
2: Werkzeuggrundkörper
3: Schneidenkörper
4: Schraubverbindung
5: Spannkörper
6: Spannschraube
7: Schneidkörper
8: Spanabweiser
9: Gewindebohrung
10: Gewindeabschnitt
11: Gewindeabschnitt
12: Einstich
13: Bohrung
14: Werkzeugachse
15: Gewindeverstärkung
16: Verstellelemente
17: Versatz
18: Gewindeachse Grundkörper
19: Gewindeachse Spannschraube

Claims

Werkzeug zur spanabtragenden Bearbeitung von Werkstücken, bestehend aus einem Werkzeuggrundkörper (2) und Befestigungsmitteln mit einer Schraubverbindung, zur Befestigung wenigstens eines Schneidenträgers (3) an dem Werkzeuggrundkörper, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung des Schneidenträgers (3) ein verschiebbarer Spannkörper (5) mit einem Gewinde (9) für eine Spannschraube (6) vorgesehen ist.
Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkörper (5) und/oder der Schneidenträger (3) derart ausgebildet ist bzw. sind, dass der Spannkörper (5) entgegen seiner Spannrichtung durch Formschluss in gelöstem Zustand gegen herausfallen gesichert ist.
Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufnahme für den Schneidenträger und/oder der Schneidenträger derart ausgebildet ist bzw. sind, dass der Schneidenträger (3) entgegen seiner Spannrichtung durch Formschluss im gelösten Zustand gegen herausfallen gerichtet ist.
Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung einen Gewindestift (6) mit zwei, unterschiedliche Gewinde aufweisende Gewindeabschnitte (10, 11) umfasst.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkzeuggrundkörper (2) und dem Spannkörper (5) zumindest ein Teil des Schneidenträgers (3) angeordnet ist.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkörper (5) als länglich ausgebildeter Körper mit einer quer zu seiner Längsachse angeordneten Gewindebohrung (9) ausgebildet ist.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkörper (5) so stabil ausgebildet ist, dass er sich unter den üblicherweise auftretenden Belastungen nicht nennenswert verformt.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verstellmittel (5, 13) zur Verstellung des Schneidenträgers (3) gegenüber dem Werkzeuggrundkörper (2) vorhanden sind.
Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung für den Schneidenträger (3) im Werkzeuggrundkörper (2) in Bezug auf die Drehachse der Schraubverbindung so ausgebildet bzw. positioniert ist, dass der Schneidenträger bei Verschraubung durch die Schraubverbindung gegen eine Wand der Ausnehmung für den Schneidenträger gedrückt wird, die in oder zumindest annähernd in Richtung der Drehachse der Schraubverbindung verläuft.
Werkzeug, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein über die Kontur des Schneidenträgers (3) vorstehender Spanabweiser (8) einstückig am Schneidenträger ausgebildet ist.