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Dokumentenidentifikation DE202005013360U1 01.02.2007
Titel Fräsmesserkopf
Anmelder Kennametal Widia Produktions GmbH & Co. KG, 45145 Essen, DE
Vertreter Vomberg, F., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 42653 Solingen
DE-Aktenzeichen 202005013360
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 01.02.2007
Registration date 28.12.2006
Application date from patent application 23.08.2005
IPC-Hauptklasse B23C 5/22(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B23C 5/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Fräsmesserkopf mit mehreren, in Ausnehmungen eines Grundkörpers eingesetzten Schneidenträgern, auf die jeweils Schneiden aufgelötet sind, wobei die Schneidenträger jeweils über einen Keilkörper axial verstellbar und mittels Klemmelementen im Fräsmesserkopf fixierbar sind.

Ein solcher Fräsmesserkopf ist prinzipiell aus der DE 40 03 862 C2 bekannt. Die Ausnehmungen für die Schneidenträger erstrecken sich bei dem dort beschriebenen Messerkopf von der einen Stirnfläche seines Grundkörpers parallel zu dessen Drehachse sowie im Abstand vom Umfang, wobei die Schneiden der verwendeten Schneidplatten nur wenig über die Stirnfläche des Grundkörpers vorstehen. Ferner stehen die Achsen der zum Verspannen dienenden Rundkeile jeweils windschief zu den Achsen der die Schneidplatten tragenden Schneidplattenträger. Schließlich ist auch noch jeweils ein weiterer Rundkeil mit Differenzialschraube zur axialen Einstellung einer jeden Schneidplatte vorgesehen und in einer Ausnehmung angeordnet, die sich vom Umfang des Grundkörpers radial einwärts erstreckt. Zur axialen Einstellung und zum radial auswärts gerichteten Verspannen werden geometrisch gleiche Rundkeile verwendet. Als Vorteil dieses Messerkopfes wird hervorgehoben, dass aufgrund der Lage der die Schneidplattenträger aufnehmenden Ausnehmungen parallel zur Drehachse des Grundkörpers nur radial gerichtete Fliehkräfte ohne Axialkomponente auftreten. Diese Kräfte lassen sich gut abfangen, weil sich die Ausnehmungen nicht unmittelbar am Umfang des Grundkörpers, sondern radial einwärts im Abstand vom Umfang befinden. Der Messerkopf ist daher auch für extrem hohe Drehzahlen und die dann auftretenden Fliehkräfte geeignet. Vorteilhafterweise ist eine Feineinstellung der Schneidelemente in axialer Richtung ohne Überlagerung mit radialen Komponenten möglich.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfacher handhabbaren Fräsmesserkopf zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Fräsmesserkopf gemäß Anspruch 1 gelöst. Dieser Fräsmesserkopf besitzt mehrere, in Ausnehmungen eines Grundkörpers eingesetzte Schneidenträger, auf die jeweils Schneiden aufgelötet sind. Die Schneidenträger sind jeweils über einen Keilkörper axial verstellbar und mittels Klemmelementen im Fräsmesserkopf fixierbar. Diese Klemmelemente bestehen aus einem außen liegenden Spannring und einem axial mittig angeordneten Klemmstück, zwischen denen die Schneidenträger fixiert werden. Durch die Anordnung der Schneidenträger in längsaxialer Richtung entstehen bei Rotation des Fräsmesserkopfes keine Fliehkraftkomponenten wie etwa bei solchen Konstruktionen, bei denen die Längsachse der Schneidenträger schräg zur Drehachse angeordnet ist. Die Klemmung mittels eines Spannringes und eines axial mittig angeordneten Klemmstückes ermöglicht eine einfache Herstellbarkeit sowie eine hohe Führungsgenauigkeit der Schneidenträger und damit der Schneidenausrichtung. Die Klemmung besitzt zudem den Vorteil einer geringen platzsparenden Bauhöhe. Die Schneidenträger können wiederholungsgenau geklemmt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Vorzugsweise wird der Spanring auf den Grundkörper aufgeschrumpft. Durch diese Fixierung des Spannringes lassen sich hohe Drehzahlen des Fräsmesserkopfes bis zum 6000 Umdrehungen pro Minute ohne Qualitätseinbußen beim Zerspanen realisieren. Erst dann, wenn aufgrund extrem hoher Drehzahlen die auf den Spannring wirkenden Fliehkräfte maßgebliche Werte überschreiten, kann es zu einer Spannringaufweitung kommen.

Vorzugsweise ist der Spannring hülsenförmig ausgebildet und besitzt insbesondere eine Dicke von 0,5 mm bis 1 mm und/oder eine Höhe von 75 bis 100 mm. Diese Maße sind bei dem verwendeten Werkstoff (Stahl) ausreichend, um bishin zu extrem hohen Drehzahlen eine sichere Fixierung der Schneidenträger zu gewährleisten.

Das mittig angeordnete Klemmstück ist vorzugsweise ein in der Draufsicht n-eckiger Körper mit n-oberen Planflächen, wobei jede Planfläche im Spannzustand an einer Planfläche eines Schneidenträgers in radialer Richtung anliegt. Die Größe „n" entspricht somit der Anzahl der Schneidenträger. Das Klemmstück wird über eine Spannschraube, insbesondere eine Innensechskantschraube im Grundkörper befestigt. Durch diese Maßnahme eröffnet sich ein einfacher Aufbau des Fräsmesserkopfes, dessen Schneidenträger nach Verschleiß der Schneiden leicht gewechselt werden können. Zum Werkzeugwechsel ist es lediglich erforderlich, die Befestigungsschraube für das Klemmstück zu lösen, wonach alle Schneidenträger ohne Probleme herausnehmbar und durch Schneidenträger mit unverschlissenen Schneiden ersetzbar sind. Anschließend wird das Klemmstück axial mittig wieder eingesetzt, wobei die n-Planflächen eine entsprechende Drehwinkelausrichtung vorgeben. Das Klemmstück wird über die Klemmschraube, die vorzugsweise eine Doppelgewindeschraube ist, nunmehr im Grundkörper befestigt, wobei zwangsläufig eine Fixierung erreicht wird. Hierzu sind die Planflächen des Klemmstückes sowie die korrespondierenden Planflächen eines Schneidenträgers in Bezug auf die Fräsmesserkopfdrehachse leicht geneigt.

Zur Axialverstellung der Schneiden wird ein Keilkörper verwendet, der als Rundkeil mit einer ebenen Keilfläche ausgebildet ist. Dieser Rundkeil liegt in einer Radialbohrung des Grundkörpers und ist vorzugsweise über eine Justierschraube einstellbar.

Insbesondere werden bei dem Fräsmesserkopf drei im 120°-Winkelabstand angeordnete Schneidenträger verwendet.

Die Schneiden auf dem Schneidenträger bestehen nach konkreten Ausgestaltungen der Erfindung aus Hartmetall, kubischem Bornitrid oder einem polykristallinen Diamantkörper.

Weitere Ausbildungen des Fräsmesserkopfes werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen

1 eine perspektivische Ansicht eines Fräsmesserkopfes mit drei Schneidenträgern,

2 eine Draufsicht auf den Fräsmesserkopf nach 1,

3 eine drahtmodellartige Darstellung des Fräsmesserkopfes nach 1 und

4 eine Prinzipskizze der relativen Lage eines Schneidenträgers zu einem Klemmstück und einem Keilkörper zur axialen Einstellung.

Der Fräsmesserkopf 10 besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 10, in dem drei Schneidenträger 11 mit jeweils aufgelöteten Schneiden 12 angeordnet sind. Die Schneidenträger 11 sind jeweils in parallel zur Längsachse 13 angeordneten Bohrungen eingesetzt. Im wesentlichen in radialer Richtung bzw. leicht hierzu geneigt, sind weitere Bohrungen im Grundkörper 10 vorgesehen, in denen Keilkörper 14 angeordnet sind, die über eine Justierschraube 15, vorzugsweise eine Doppelgewindeschraube, in radialer Richtung verschiebbar sind. Wie aus 4 ersichtlich, besitzen diese Keilkörper 14 Keilflächen 16, die schräg zur Radialebene des Grundkörpers verlaufen, so dass bei einer Radialbewegung des Keilkörpers 14 der Schneidenträger 11 entlang seiner Längsachse, d.h. in radialer Richtung, verschiebbar ist. Zur Klemmung der Schneidenträger 11 dienen ein Spannring 17 (siehe 1 und 2) sowie ein Klemmstück 18, das mittig angeordnet ist und drei Klemmflächen 19 aufweist, die an entsprechenden Klemmflächen 20 der Schneidenträger anliegen. Das Klemmstück 18 kann mittels einer Schraube 21, die vorzugsweise als Doppelgewindeschraube ausgebildet ist, fixiert werden. Das Klemmstück 18 dient im dargestellten Ausführungsbeispiel zur Fixierung von drei Schneidenträgern 11, die jeweils eine geschlossene Fläche 20 aufweisen. Durch die Ausbildung des Klemmstückes und die Anordnung der Klemmflächen 19 in einer Triangelform wird ein exaktes Ausrichten der Schneiden, der Schneidenträger unter einem Winkel von 120° zueinander erreicht. Jeder Schneidenträger kann über den Rundkeil 14 und die dazugehörige Schraube 15 axial eingestellt werden. Zur achsparallelen Ausrichtung der Schneideinsätze bzw. der Schneideinsatzträger dient der Spannring 17, der hülsenförmige ausgebildet ist. Der Grundkörper 10 und der Spannring 17 besitzen im Spannzustand aneinanderliegende Zylinderflächen. Wie 4 zeigt, besitzt der Schneidenträger 11 auch radial außen eine schmale geschliffene Fläche 21, die sich längsaxial erstreckt. Diese Fläche 21 sorgt für eine doppelte Linienberührung zwischen dem Spannring und dem Schneideinsatz.

Der dargestellte Fräser ist insbesondere für orthogonale Drehfräsarbeiten, aber auch das Feinfräsen von Aluminiumwerkstücken geeignet. Eine besondere Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Fräsers ist die Endbearbeitung von Kurbelwellen (anstelle des Schleifens), insbesondere kann das Nassschleifen ersetzt werden, das den Nachteil hat, dass verunreinigte Kühlschmierstoffe kosten- und arbeitsaufwendig entsorgt werden müssen. Der erfindungsgemäße Fräsmesserkopf erfüllt hohe Anforderungen an Rundlauf, Oberflächengüte, Konvexität des Lagesitzes und lässt eine wirtschaftliche Stückzahlfertigung zu.


Anspruch[de]
Fräsmesserkopf mit mehreren, in Ausnehmungen eines Grundkörpers (10) eingesetzten Schneidenträgern (11), auf die jeweils Schneiden (12) aufgelötet sind, wobei die Schneidenträger (11) jeweils über einen Keilkörper (14) axial verstellbar und mittels Klemmelementen im Fräsmesserkopf fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Klemmelemente ein außen liegender Spannring (17) und ein axial mittig angeordnetes Klemmstück (18) dienen, zwischen denen die Schneidenträger (11) fixiert werden. Fräsmesserkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (17) auf den Grundkörper (10) aufgeschrumpft ist. Fräsmesserkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (17) hülsenförmig ausgebildet ist und vorzugsweise eine Dicke von 0,5 mm bis 1 mm und/oder eine Höhe von 75 bis 100 mm aufweist. Fräsmesserkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mittig angeordnete Klemmstück (18) ein in der Draufsicht n-eckiger Körper mit n-oberen Planflächen (19) ist, wobei jede Planfläche (19) im Spannzustand an einer Planfläche (20) eines Schneidenträgers (11) anliegt. Fräsmesserkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmstück (18) über eine Spannschraube (21), insbesondere eine Innensechskantschraube, im Grundkörper (10) befestigt ist. Fräsmesserkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilkörper (14) ein Rundkeil mit einer ebenen Keilfläche (16) ist, der in einer Radialbohrung des Grundkörpers (10) angeordnet und vorzugsweise über eine Justierschraube (15) einstellbar ist. Fräsmesserkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch drei im 120°-Winkelabstand angeordnete Schneidenträger (11). Fräsmesserkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (12) aus einem Hartmetall-, CBN- oder PKD-Körper bestehen (CBN = Kubisches Bornitrid, PKD = Polykristalliner Diamant).






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