DE2559145B2 - Entgratwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Entgratwerkzeug zum spanabhebenden Bearbeiten des Öffnungsrandes von Bohrungen mit wenigstens zwei in einem drehbaren Grundkörper durch Federkraft radial nach außen verschieblich angeordneten Schneidmessern.

Beispielsweise ist mit der DT-PS 2 407 269 ein Entgratwerkzeug der eingangs genannten Art bekanntgeworden, das zum Entgraten des Öffnungsrandes von einseitigen oder zweiseitigen Bohrungen dient. Die Schneidmesser dieses Entgratwerkzeuges sind jedoch nur zum Anbringen einer Phase am Bohrungsrand geeienet. nicht aber zum Verrunden des Bohrungsran-

des, d. h., zum Anbringen eines Radius am Bohrungsrand. Die Schneidmesser dieser bekannten Anordnung sind in einer durchgehenden Nut im Grundkörper des Entgratwerkzeuges radial verschieblich angeordnet und gegeneinander gestellt.

Zwischen den Schneidmessern ist eine gemeinsame Schraubenfeder angeordnet, welche die Schneidmesser radial nach außen drückt, so daß die Schneidmesser mit ihren Schneidkanten am Öffnungsrand der Bohrung zur Anlage bringbar sind. Die Verschiebung der Schneidmesser hängt von der Federkraft ab. Ein derartiges Entgratwerkzeug ist nicht zum Entgraten bzw. Verrunden von unterbrochenen oder unrunden Bohrungen geeignet. Ist beispielsweise am Öffnungsrand der Bohrung eine kurze Strecke mit größerem Durchmesser als der sonstige Durchmesser der Bohrung vorhanden, dann gelangt beim Entgraten das Schneidmesser in diese Durchmesser-Erweiterung, gleichzeitig weicht aber aufgrund der gemeinsamen Schraubenfeder das gegenüberliegende Schneidmesser zurück, so daß die der Durchmesser-Erweiterung gegenüberliegende Stelle am Öffnungsrand nicht gleichmäßig entgratet wird.

Es sind auch bereits Anordnungen bekannt, bei denen jedem Schneidmesser eine Schraubenfeder oder ein anders federndes Element zugeordnet ist. Diese Anordnungen sind aber relativ raumgreifend, wegen des hohen Platzbedarfs der Federelemente und deren Verstellorgane können bei einem Entgratwerkzeug beispielsweise lediglich nur zwei Schneidmesser verwendet werden. Für eine gleichmäßige Entgratung wäre es aber manchmal vorteilhaft, wenn drei oder vier Schneidmesser (oder noch mehr) in einer Ebene des Entgratwerkzeuges arbeiten, um eine gleichmäßige Bearbeitung des Öffnungsrandes von Bohrungen zu gewährleisten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Entgratwerkzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Öffnungsrand von unrunden oder unterbrochenen Bohrungen gleichmäßig entgratet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Schneidmesser über radial im Grundkörper verschiebliche Abtastflächen an der Innenseite der Bohrung abgestützt sind.

Dadurch wird dann der radiale Verschiebungsweg der Schneidmesser innerhalb des Grundkörpers zwangsgesteuert.

Mit der US-PS 3673654 ist ein Entgratwerkzeug zum Längsentgraten von geraden Kanten bekanntgeworden mit einer Abtastung der zu entgratenden Kante mittels einer Werkzeugfläche. Bei dieser bekannten Anordnung sind die Schneidmesser jedoch nicht durch Federkraft radial nach außen verschieblich, sondern sind fest und nur mit Hilfe eines Werkzeugesverstellbar im Grundkörper befestigt. Aus diesem Grund sind die Schneidmesser nicht über im Grundkörper verschiebliche Abtastflächen an dem zu entgratenden Werkzeug abgestützt. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist es daher nicht möglich die Kante von unebenen oder in Kurven verlaufenden Werkstücken gleichmäßig zu entgraten.

Das neuartige Entgratwerkzeug wird konstruktiv besonders einfach und raumsparend aufgebaut, wenn jede Abtastfläche einstückig mit einem Schneidmesser ist, wie dies bevorzugt wird.

Diesbezüglich wird es bevorzugt, wenn die Schneidmesser mit jeweils einer zur Längsmittelachse

schräg verlaufenden Stirnfläche in eine die Feder aufnehmende zentrale Bohrung im Grundkörper ragen.

Zur Begrenzung des radialen Verschiebungsweges der Schneidmesser wird es bevorzugt, wenn am Außenumfang des Grundkörpers ein Sicherungsring angeordnet ist, der eine Anschlagkante der Schneidmesser übergreift.

Es ergibt sich eine besonders gleichmäßige Entgratung, wenn drei Schneidmesser vorgesehen sind, die am Umfang des Grundkörpers um 120° zueinander versetzt angeordnet sind.

Die Abtastfläche kann auch als drehbare Kugel ausgebildet sein. Diese Kugel kann im Schneidmesser drehbar gelagert sein.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Abtastfläche ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastfläche an einem einarmigen, in axialer Richtung im Grundkörper drehbar gelagerten Hebel angreift, an dessen einem Ende das Schneidmesser befestigt ist.

Auch kann das Schneidmesser als in radialer Richtung verstellbarer Kipphebel ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Längsschnitt durch ein Entgratwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 Draufsicht auf ein Entgratwerkzeug gemäß Fig. 1,

Fig. 3 Schnitt gemäß Linie HI-III in Fig. 1,

Fig. 4 vergrößerte Detail-Darstellung eines Schneidmessers,

Fig. 5 schematisierte Detail-Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Gratwerkzeuges mit einer besonderen Form des Schneidmessers,

Fig. 6 schematisierte Detaildarstellung (Längsschnitt) eines dritten Ausführungsbeispiels eines Entgratwerkzeuges.

Das in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Entgratwerkzeug 1 weist einsn Einspanndorn 2 auf, der beispielsweise in das Schnellwechselfutter einer Bohrmaschine oder einer Drehbank eingespannt wird. Mit dem Einspanndorn 2 ist drehfest ein Grundkörper 8 verbunden; im Grundikörper 8 sind die Schneidmesser 17, 18, 19 radial verschieblich gelagert. In der Fig. 1 ist der Schnitt durch das Schneidmesser 17 gezeigt. Aus Fig. 3 wird deutlich, daß die Schneidmesser 17, 18, 19 mit ihren einen Stirnseiten (Anlageflächen 32) in eine zentrale Bohrung 16 im Grundkörper 8 ragen. In der zentralen Bohrung 16 sitzt eine Kugel 13, die auf allen Anlageflächen 32 der Schneidmesser 17,18, 19 gleichzeitig aufliegt. In der darüber liegenden zentralen Bohrung 9 innerhalb des Grundkörpers 8 ist eine Druckfeder 12 (Schraubenfeder) angeordnet, die über abstandhaltende Kugeln 11 an dem Bolzen einer Verstellschraube 10 anliegt. Die in Richtung der Drehachse des Entgratwerkzeuges 1 wirkenden Federkraft der Druckfeder 12 wird durch die Kugel 13 über die geneigten Anlageflächen 32 der Schneidmesser 17,18,19 in eine radial nach außen wirkende Vorschubkraft umgewandelt.

Das in Fig. I, 2 und 3 gezeigte Entgratwerkzeug dient zum Verrunden des Öffnungsrandes von Bohrungen. D. h., die Schneidmesser 17, 18, 19 sind so ausgebildet, daß sie einen bestimmten Radius im Öffnungsrand der Bohrung anbringen. Zur Erklärung dieser Verrundung sei die Detaildarstellung eines Schneidmessers in Fig. 4 herangezogen. Wesentliches Merkmal dieses ersten Ausführungsbeispieles ist, daß die an der Innenseite der Bohrung, anliegende Abtastfläche 25 einstückig mit dem Schneidmesser 17, 18, 19 verbunden ist. Die zu entgratende Bohrung ist in den Figuren nicht gezeigt, die Form kann aber aus der Fig. 4 entnommen werden.

Die in Fig. 4 augedeutete Schraffierung stellt den Längsschnitt eines Öffnungsrandes einer Bohrung dar. Der Innenrand der Bohrung ist durch die vertikale, gestrichelte Linie in Fig. 4 definiert, während

ίο <jer horizontale Öffnungsrand durch die horizontale Linie im linken Teil der Fig. 4 dargestellt wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 liegt die Abtastkante 25, die einstückig mit dem Schneidmesser 17, 18, 19 verbunden ist, an der Bohrungsinnenseite 35 an.

Der Öffnungsrand der Bohrung wird mit dem Radius 27 verrundet. Die Abtastkante 25 geht dabei in eine in einem bestimmten, vorgewählten Winkel 28 geneigte Schneidkante 26 über, die ihrerseits in den Radius 27 übergeht. Der Radius 27 geht seinerseits

2u in eine in einem Winkel 30 zur horizontalen geneigten Schneidkante 29 über, die ihrerseits in einem Radius 31 oberhalb des Öffnungsrandes übergeht. Wesentlich bei dem Ausführungsbeispiel ist, daß die Schneidkanten 26 und 29 und der Radius 27 den Öffnungsrand der Bohrung in Abhängigkeit von der Anlage der Abtastkante 25 an der Bohrungsinnenseitc 35 bearbeiten. Wesentlich ist auch weiterhin, daß der Vorschub des Entgratwerkzeuges lin axialer Richtung begrenzt ist, so daß die Schneidmesser 17, 18, 19 nicht zu tief

jo in die Bohrung hineingefahren werden. Zu diesem Zweck geht die Schneidkante 29 in einen Radius 31 über, der oberhalb des Öffnungsrandes liegt und eine Beschädigung des Öffnungsrandes vermeiden soll. Zur Begrenzung des axialen Vorschubweges des Entgratwerkzeuges 1 ist eine Anschlaghülse 3 (siehe Fig. 1 u. 2) vorgesehen, die mit ihren Stirnflächen 3a (siehe Fig. 2) auf dem Bohrungsrand aufliegt, wenn gleichzeitig die Schneidmesser 17, 18, 19 den gewünschten Verrundungsradius am Bohrungsrand an-

ίο bringen. Durch den Anschlag der Stirnflächen 3 a der Anschlaghülse 3 am Öffnungsrand der Bohrung wird der axiale Verschiebungsweg des Entgratwerkzeuges 1 begrenzt.

Aus der Darstellung der Fig. 1 und 2 wird deutlich, daß die Anschlaghülse 3 über ein Kugellager 4 mit dem Grundkörper 8 verbunden ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sich die Anschlaghülse 3 nicht mit dem Grundkörper 8 und den Schneidmessern 17, 18,19 mitdreht, und dadurch gleichzeitig mit dem zu

entgratenden Öffnungsrand unbewegt bleibt. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Werkstückes durch - andernfalls - sich mitdrehende Stirnflächen 3a der Anschlaghülse 3 vermieden.

Die Anschlaghülse 3 ist mit einem Sicnerungsring 7 am Kugellager 4 befestigt und ist axial in bezug zum Grundkörper 8 dadurch verstellbar, daß ein Gewinde 6 zwischen dem Kugellager und dem Grundkörper 8 angebracht ist, mit dessen Hilfe das Kugellager 4 und die Anschlaghülse 3 in axialer Richtung verstellbar sind. Mit einer Klemmschraube 5 wird das Gewinde 6 vor unbeabsichtigter Verstellung, gesichert.

Um den radialen Verschiebungsweg der Schneidmesser 17, 18, 19 im Grundkörper 8 zu begrenzen,

d. h., um zu vermeiden, daß die Schneidmesser 17, 18, 19 durch die Kugel 13 und die Druckfeder 12 nach außen auf den Grundkörper 8 gedrückt werden, ist ein Sicherungsring 14 am Außenumfang des

Grundkörpers 8 vorgesehen. Der Sicherungsring 14 (siehe Fig. 1) übergreift dabei das jeweilige Schneidmesser 17, 18, 19 und liegt an einer Anschlagkante 33 (siehe Fig. 4) an. Der Sicherungsring 14 ist mit Hilfe einer Schraube 15 am Maschinenkörper 8 drehfest verbunden. Durch die Anlage des Sicherungsringes 14 an der jeweiligen Anschlagkante 33 der Schneidmesser 17, 18, 19 ist der maximale, radiale Verschiebungsweg der Schneidmesser begrenzt.

Um eine Beschädigung der Bohrungsinnenseite 35 beim Einfahren des Entgratwerkzeuges 1 in die Bohrung zu vermeiden (diese Beschädigung könnte durch die vordere Stirnfläche des Entgratwerkzeuges verursacht werden), ist vorgesehen, daß die Stirnfläche des Entgratwerkzeuges 1 mit Kugellagern 21,22 versehen ist. Die Kugellager 21, 22 sind durch Schrauben 20 an der Stirnfläche des Entgratwerkzeuges 1 am Grundkörper 8 befestigt und werden durch eine Befestigungsschraube 23 zusammengehalten. Wesentlich dabei ist, daß der Außendurchmesser der Kugellager 21, 22 kleiner ist als der Innendurchmesser der Bohrungsinnenseite 35. Das in die Bohrung einfahrende Entgratwerkzeug 1 wird durch die Kugellager 21, 22 in der Bohrung zentriert; wobei die Kugellager selbst eine Beschädigung der Bohrungsinnenseite 35 vermeiden. Es ist auch möglich, den Außendurchmesser der Kugellager 21, 22 konisch in Richtung zum Grundkörper auszubilden, um eine bessere Zentrierung des Entgratwerkzeuges 1 in bezug zur Bohrung zu erreichen. Es kann auch nur ein Kugellager verwendet werden, die Kugellager können aus einem beliebigen Material, beispielsweise Metall, Kunststoff oder dergleichen bestehen.

Aus Fig. 1 geht noch hervor, daß die Federkraft der Druckfeder 12 einstellbar ist, dadurch, daß

Leine verschiedene Anzahl von Kugeln 11 zwischen dem einen Federende und der Anlagelfläche der Verstellschraube 10 gewählt werden und

2. daß die Verstellschraube 10 mit ihrer keilförmigen Anlagefläche mehr oder weniger tief in die zentrale Bohrung 9 hineingeschraubt wird.

Es ist auch möglich, eine Verstellschraube 10 in axialer Richtung über der Druckfeder 12 anzuordnen, wobei gleichfalls diese Verstellschraube 10 wiederum über ein Gewinde in axialer Richtung verstellbar wäre. (Eine solche Möglichkeit ist im Ausführungsbeiispiel der Fig. 5 gezeigt).

Es liegt v/eiterhin auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn die Abtastkante 25 des Schneidmessers 17, 18, 19 mit einer achslos oder auf einer Achse geführten Kugel, Walze oder Rolle versehen ist, um einen direkten Körperkontakt der Abtastkante 25 an der Bohrungsinnenseite 35 zu vermeiden.

Aus dem Darstellungsbeispiel der Fig. 3 geht hervor, daß eine beliebige Anzahl von Schneidmessern 17,18,19 in gleicher Ebene am Grundkörper 8 radial vexschieblich angeordnet sein können.

Die Anzahl der Schneidmesser ist nur durch die Raumverhältnisse ^:nnerhalb der zentralen Bohrung 16 im Grundkörper 8 begrenzt und durch die Dimension der Schneidmesser selbst.

Eine andere Ausführungsform eines Schneidniessers ist in Fig. 5 gezeichnet. Das dort gezeigte Schneidmesser 37 ist als Kipphebel ausgebildet, mit dem Vorteil, daß eine verschlissene Schneidkante 25, 27, 29 jederzeit nachgeschliffen werden kann, ohne dabei das Messer als Ganzes auswechseln zu müssen. Das Schneidmesser 37 wird einfach aus der Ausnehmung 24 im Grundkörper 8 herausgeschoben, und kann dadurch mehrere Male nachgeschliffen werden. Die Darstellung in Fig. 5 zeigt auch die vorhin schon beschriebene Variante der Einstellbarkeit der Federkraft der Druckfeder 12 über eine axial angeordnete Veistellschraube 10. Das in Fig. 5 dargestellte Entgratwerkzeug 40 entspricht der Darstellung des Entgratwerkzeuges 1 in Fig. 1, d. h., in dem dort dargestellten Schnitt ist nur ein Schneidmesser 37 sichtbar. In der Darstellung der Fig. 5 wurden die anderen Merkmale der Fig. 1 (Einspanndorn 2, Anschlag-

hülse 3, Sicherungsring 14, der Übersichtlichkeit wegen fortgelassen).

In Fig. 6 ist noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeichnet. Die Darstellungsform des Entgratwerkzeuges 50 in Fig. 6 entspricht der Darstellung des Entgratwerkzeuges 40 der Fig. 5,d. h., die in Fig. 1 noch als wesentlich gezeichneten Merkmale sind der Übersichtlichkeit halber fortgelassen. Wesentlich bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist, daß die Abtastfläche 25 als Abtastkugel 54 ausgebildet ist, die drehbar und achslos in einer Pfanne 21 gelagert ist.

Die Pfanne 21 greift an einem einarmigen Hebel 53 an, der am Drehpunkt 55 im Grundkörper 8 gelagert ist. Am gleichen Hebel 53 ist das Schneidmesser 17 (oder Schneidmesser 37) angeordnet, so daß eine Verschiebung der Abtastkugel 54 in radialer Richtung 56, 57 zu einer gleichsinnigen Verschiebung des Schneidmessers 17 führt. Als weitere Variante stützt sich das Schneidmesser 17 über eine als Schraubenfe-

j5 der ausgebildete Druckfeder 52 in radialer Richtung am Grundkörper 8 ab. Für das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 könnte selbstverständlich auch die Druckfederanordnung der Fig. 1 Verwendung finden.

Der wesentliche Vorteil dieses Ausführungsbeispieles ist, daß die radiale Verschiebung der Abtastkugeln 54 über ein bestimmtes Hebelverhältnis in die radiale Verschiebung des Schneidmessers 17 übersetzt wird. Das Hebelverhältnis des einarmigen Hebels 53 ist einstellbar. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Pfanne 51 mit der Abtastkugel 54 innerhalb der Ausnehmung im Grundkörper 8 in axialei Richtung verschieblich ist, so daß sich der axiale Abstand der Abtastkugel 54 zum Drehpunkt 55 ändert Es ist auch gleichfalls möglich, das Schneidmesser 1' in axialer Richtung am Hebel 53 zu verschieben, se daß sich dadurch ebenfalls das Hebelverhältnis änderr würde. Vorteilhaft ist auch noch, daß das Schneidmes ser 17 nicht nur zum Verrunden des Öffnungsrande!

einer Bohrung Verwendung finden kann, sonderr auch zum Aufbohren bzw. Aufreiben einer Bohrungs innenseite 35 im Bereich des Öffnungsrandes. Die Abtastkugel 54 tastet dabei den tatsächlichen Boh rungsinnendurchmesser ab (Ist-Durchmesser) um übersetzt den gefundenen Meßwert über das Hebel verhältnis des einarmigen Hebels 53 in die radiall Verschiebung in Richtung 56,57 des Schneidmesser 17 (das Schneidmesser 17 bohrt dann die Bohruni auf den durch das Hebelverhältnis bestimmten Soll

h5 Durchmesser auf).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Entgratwerkzeug zum spanabhebenden Bearbeiten des Öffnungsrandes von Bohrungen mit wenigstens zwei in einem drehbaren Grundkörper durch Federkraft radial nach außen verschieblich angeordneten Schneidmessern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (17,18, 19,37) über radial im Grundkörper (8) verschiebliche Abtastflächen (25) an der Innenseite der Bohrung abgestützt sind.

2. Entgratwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abtastfläche (25) einstückig mit einem Schneidmesser (17,18,18, 37) ist (Fig. 4).

3. Entgratwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmesser (17, 18, 19, 37) mit jeweils einer zur Längsmittelachse schräg verlaufenden Stirnfläche (32) in eine, die Feder aufnehmende zentrale Bohrung (16) im Grundkörper (8) ragen.

4. Entgratwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Grundkörpers (8) ein Sicherungsring (14) angeordnet ist, der eine Anschlagkante (33) der Schneidmesser (17, 18, 19) übergreift (Fig. 1).

5. Entgratwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß drei Schneidmesser (17, 18, 19) vorgesehen sind, die am Umfang des Grundkörpers (8) um 120° zueinander versetzt angeordnet sind (Fig. 3).

6. Entgratwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastfläche (25) als drehbare Kugel (54) ausgebildet ist.

7. Entgratwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (54) im Schneidmesser (17, 18, 19, 37) drehbar gelagert ist.

8. Entgratwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastfläche (25 bzw. 54) an einem einarmigen, in axialer Richtung im Grundkörper (8) drehbar gelagerten Hebel (53) angreift, an dessen einem Ende das Schneidmesser (17, 18, 19, 37) befestigt ist (Fig. 6).

9. Entgratwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidmesser (37) als in radialer Richtung verstellbarer Kipphebel ausgebildet ist (Fig. 5).