DE1552248B2 - Werkzeug zum flaechigen ansenken eines werkstuecks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum flächigen Ansenken eines Werkstücks am rückwärtigen Ende einer durchgehenden Bohrung mit einem in der Bohrung geführten Schaft, an dessen Ende in einer Ausnehmung ein Messer um eine außerhalb der Schaftachse, aber parallel zu dieser liegenden Achse, schwenkbar angeordnet ist.

Werkzeuge der vorstehend geschilderten Gattung dienen dazu, Ansenkungen an dem Ende von Bohrungen auszuführen, das dem Einführende des Werkzeuges abgewendet liegt. Es ist daher erforderlich, das Messer beim Einführen in die Bohrung in einer zurückgezogenen Stellung und innerhalb des Schaftes zu halten und es erst dann in die Schneidstellung zu bringen, sobald der Schaft aus dem auszusenkenden Ende der Bohrung ausgetreten ist. Hierfür sind bereits zahlreiche Vorrichtungen vorgeschlagen worden. Bei einer Art der bekannten Vorrichtungen kommen im Inneren des Werkzeugschaftes axial verschieblich angeordnete Zugstangen zum Einsatz, über die das Messer unter der Einwirkung von Kurvengliedern bei Bedarf aus der zurückgezogenen Stellung in die Schneidstellung gebracht werden kann (deutsche Patentschrift 859 849, USA.-Patentschriften 2 438 558 und 3 019 712). In einer weiteren Vorrichtung ist durch den Schaft des Werkzeuges eine Verstellwelle hindurchgeführt, an deren vorderem Ende das Schneidmesser angeordnet ist, während an deren hinterem Ende ein radial verlaufender Schwenkhebel befestigt ist. Durch Betätigung des Schwenkhebels läßt sich das Schneidmesser aus der und in die Schneidstellung und umgekehrt bringen (USA.-Patentschrift 1632 354). Schließlich ist auch eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der das Schneidmesser in ein umlaufendes Gehäuse schwenkbar eingesetzt ist, welches sich auf dem zu bearbeitenden Werkstück abstützt (Patentschrift 9 909 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin). Ein radial am Messer angeordneter Stift greift in eine Schraubennut eines mit dem Bohrschaft exzentrisch und achsparallel verbundenen Dornes ein. Durch-axiale Verschiebung des Schaftes gegenüber dem Messergehäuse führt die Messerschneide eine zur Drehachse des Schaftes spiralförmige Verstellbewegung aus.

Sämtlichen vorstehend geschilderten bekannten Werkzeugen ist gemeinsam, daß sie mit formschlüssig angreifenden Verstellonganen ausgerüstet und daher in ihrem Aufbau aufwendig und kompliziert sind. Hierzu kommt, daß ihre Handhabung in vielen Fällen eine Unterbrechung der Drehbewegung der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine erfordert, um die Verstellorgane für das Schneidmesser betätigen zu können. Die bekannten Werkzeuge sind somit relativ unwirtschaftlich und teuer.

Es ist weiterhin bereits ein Werkzeug der eingangs geschilderten Gattung bekanntgeworden, bei dem das Messer ohne mechanisch betätigte Verstellorgane bewegt wird (deutsche Patentschrift 650 246). Dieses Werkzeug besitzt ein im wesentlichen trapezförmiges Messer, das frei schwingend außerhalb seines Schwerpunktes in dem am Ende gabelförmig ausgebildeten Schaft des Werkzeuges gelagert ist, so daß es sich für das Einführen in das Werkstück in Richtung der Schaftachse einstellt. Um das Messer nach dem Einführen des Werkzeuges jedoch in seine Gebrauchslage zu bringen, muß der Werkzeugschaft gegenüber dem Werkstück seitlich versetzt werden, so daß das Messer sich mit der aus dem Schaft axial vorstehenden Ecke am Rand der anzusenkenden Bohrung abstützt. Nunmehr kann durch gleichzeitige axiale Verschiebung des Schaftes das Messer aus seiner eingeklappten Stellung in die Schneidstellung verschwenkt werden. Anschließend muß der Schaft unter Nachregulierung der axialen Verschiebung in seine für den Ansenkvorgang ausgerichtete Lage zur ■ Werkstückbohrung gebracht werden. Dieses Werkzeug ist zwar auf Grund seiner Ausführung erheblich einfächer und billiger als die eingangs erläuterten, mit Verstellorganen versehenen Werkzeuge dieser Gattung. Jedoch ist die Handhabung dieses Werkzeuges außerordentlich zeitraubend und erfordert ein diffiziles Arbeiten, so daß es keinesfalls modernen Anforderungen gerecht werden kann und insbesondere bei numerisch gesteuerten Maschinen kaum einsetzbar ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es

Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug der eingangs geschilderten Gattung dahingehend zu verbessern, daß es unter Beibehaltung eines unkomplizierten Aufbaues erheblich einfacher zu handhaben ist als die bekannten Werkzeuge dieser Art. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Messer durch Drehung des Werkzeugschaftes in Schneidrichtung außerhalb der Bohrung in die Arbeitslage aus der Ausnehmung am Werkzeugschaft gegen einen Anschlag verschwenkbar ist und durch Drehung des Werkzeugschaftes entgegen der Schneidrichtung in die Ausnehmung des Werkzeugschaftes zurückführbar ist.

Das Messer wird demnach bei Drehung des Schaftes in Schneidrichtung mit einer Fliehkraft beaufschlagt, die das bezüglich seines Schwerpunktes außerhalb der Rotationsachse des Schaftes und außerhalb der Schwenkachse liegende Messer in radialer Richtung beschleunigt und um die Schwenkachse nach außen verlagert. Sobald somit der das Messer tragende Kopf des Werkzeuges durch die Bohrung hindurchgeführt ist, so daß das Messer in radialer Richtung nicht mehr an die Bohrungswände des Werkstückes anstoßen kann, klappt es selbsttätig in seine Arbeitslage. Für die Rückführung des Messers in seine eingeschwenkte Lage in die Ausnehmungen des Schaftes ist lediglich eine Umkehrung der Drehrichtung, des Schaftes erforderlich. Je nach der Höhe der Drehbeschleunigung, mit der die Drehbewegung in Gegenrichtung erfolgt, kann das Messer auf Grund seiner Trägheitskraft in die Ausnehmungen einschwenken. Sollte die Drehbeschleunigung zu gering sein, so ist es vollkommen unbedenklich, das Messer durch leichte Anlage 'an die Stirnwand der Anlenkung an dieser entlanggleiten zu lassen, so daß es auf Grund der Kreisbewegung der Schwenkachse in die Ausnehmung des Schaftes hineingeführt wird.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Messer an Drehzapfen im Schaft des Werkzeuges gelagert ist, die mit dem Messer aus einem Stück bestehen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind zur Lagerung des Messers zwei Drehzapfen vorgesehen, von denen der eine mit dem Messer einstückig ausgebildet ist und der andere axial verstellbar in einer Bohrung im Werkzeugschaft und in einer Bohrung des Messer geführt ist.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend werden an Hand der Zeichnungen

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bevorzugte Ausführungbeispiele der Erfindung näher Senkkopf eines Schraubbolzens od. dgl. aufnehmen

erläutert. Es zeigt soll, muß der Durchmesser des Werkzeuges im

Fig. 1 in einer Seitenansicht eine Ausführungs- wesentlichen gleich dem Durchmesser der Durchform der Erfindung, gangsbohrung sein. Das Werkzeug wird in eine Bohr-

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in 5 maschine od. dgl. eingesetzt und damit in die be-

Fig. 1, stehende Durchgangsbohrung des Werkstückes ein-

F i g. 3 in Seitenansicht ein anderes Ausführungs- geführt. Hierbei dreht sich die Spindel entgegen der

beispiel, Uhrzeigerrichtung, so daß das Messer automatisch

F i g. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in die Ausnehmung 2 der Spindel eingeschwenkt ist.

in F i g. 3, io Wenn das Messer durch die Durchgangsbohrung hin-

F i g. 5 in Seitenansicht ein in den Werkzeugen durchgetreten ist, wird die Drehrichtung umgekehrt,

nach den F i g. 3 und 4 benutztes Messer. so daß das Messer durch die Zentrifugalkraft nach

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 entspricht außen in die in F i g. 2 strichpunktiert dargestellte

im wesentlichen demjenigen nach F i g. 4, jedoch sind Lage ausgeschwenkt wird. Hierauf kann das Messer

die Messer abgeändert, 15 in Arbeitskontakt mit der Rückseite des Werkstückes

F i g. 7 zeigt in einer Seitenansicht eines dieser gebracht werden. Wenn die Erweiterungsbohrung zur

abgeänderten Messer. Aufnahme des Senkkopfes od. dgl. an der Rückseite

Der Werkzeugschaft 1 kann mit seinem oberen, des Werkstückes fertig ist, wird die Drehrichtung konischen Ende in eine Drehmaschine od. dgl. ein- erneut umgekehrt, so daß das Messer 3 wieder in gesetzt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 20 die Ausnehmung 2 der Spindel 1 einschwenkt, worden F i g. 1 und 2 ist das untere Ende des Schaftes auf das Werftzeug mitsamt dem Messer aus der mit kreissektorförmigen Ausnehmungen 2 versehen. Durchgangsbohrung herausgezogen werden kann.
In den Ausnehmungen ist ein Messer 3 angeordnet, Das Werkzeug gemäß den F i g. 1 und 2 ist für welches in axialer Erstreckung kürzer als die Aus- nur relativ kleine Bohrungsdurchmesser bestimmt nehmung 3 ist. An der dem konischen Schaft be- 25 und kann wegen seiner relativ kleinen Abmessungen nachbarten Seite ist das Messer 3 mit einem zum nur ein einziges Messer tragen. Dies ist jedoch für Schaft parallelen Zapfen 4 versehen, der in einer ent- die Arbeitsweise nicht nachteilig, da das untere Ende sprechenden Bohrung der Spindel drehbar ist. Der der Spindel von der Durchgangsbohrung des Werk-Zapfen 4 ist einstückig mit dem Messer 3 ausgebildet. Stückes während des Schneidens geführt ist. Um den An der entgegengesetzten Seite des Messers 3 befin- 30 Verschleiß dieses Endstückes der Spindel herabzudet sich eine zu dem Zapfen 4 konzentrische Boh- setzen, der durch das Anliegen dieses Teiles der rung, welche das Ende eines Stiftes 5 aufnimmt. Der Spindel an der Durchgangsbohrung bedingt ist, kann Stift 5 ist in einer Gewindebohrung der Spindel 1 die Spindel mit einer Einlage 7 aus hartem Kohlenverschraubbar. Der sich in die Bohrung des Messers 3 stoffstahl od. dgl. versehen sein (s. Fig. 1). Auch das hereinerstreckende Endteil des Stiftes 5 kann, wie 35 Messer 3 kann mit einer, solchen Einlage 3 b versehen gezeichnet, ein konische Oberfläche aufweisen, so sein, welche die Schneidkante bildet,
daß spwohl das axiale wie das radiale Spiel des Das Schneidwerkzeug nach den F i g. 3 bis 5 ist Messers 3 durch Verschrauben des Stiftes gegenüber vorzugsweise für größere Bohrungsdurchmesser beeiner entsprechenden konischen Grundoberfläche in stimmt, wobei es mit zwei gleichen Messern 13 beder Aufnahmebohrung des Messers eingestellt wer- 40 stückt ist. Eines dieser Messer ist gesondert in F i g. 5 den kann. Um den Stift 5 in der gewünschten Stel- dargestellt. Jedes Messer 13 ist einstückig mit zwei lung zu arretieren, ist eine Stellschraube 6 in einer Zapfen 14 ausgebildet, die sich parallel zur Spindelentsprechenden Schraubbohrung an dem unteren Teil achse nach entgegengesetzten Seiten erstrecken. Die der Spindel 1 radial auf den Stift 5 zu verschraubbar. Zapfen 14 sind in entsprechenden Aufnahmebohrun-Der einstückig mit dem Messer 3 ausgebildete Zap- 45 gen an den Teilen lla und Ub eines Schaftes 11 fen 4 ist etwas kürzer als die Differenz der axialen schwenkbar. Das obere Schaftteü 11 a, welches mit Länge der Ausnehmung 2 und des Messers 3, so daß seinem oberen, in F i g. 3 nicht dargestellten Ende in nach Entfernung des Stiftes 5 das Messer herunter- eine Bohrmaschine od. dgl. eingesetzt wird, ist mit gezogen werden kann, und so der Zapfen 4 außer zwei einander diametral gegenüberliegenden, axialen Eingriff mit seiner Aufnahmebohrung gelangt und 50 Fortsätzen 11 c versehen. Die unteren Enden dieser das Messer ausgewechselt werden kann. Fortsätze erstrecken sich in entsprechende Ausneh-

Wie F i g. 2 zeigt, sind der Drehzapfen 4 und der mungen an der oberen Oberfläche des unteren Schaft-Stift 5 exzentrisch aber parallel zu der Schaftachse 1 teiles 11 b. Die beiden Schaftteile 11α und 11 & sind angeordnet. Um den Zapfen 4 und den Stift 5 herum mittels der koaxialen Schraube 18 mit Spiel miteinist das Messer 3 schwenkbar. In der mit vollen 55 ander verbunden.

Linien in Fig. 1 und 2 eingezeichneten Stellung be- In der in Drehrichtung vorn liegenden Oberfläche findet sich das Messer vollständig innerhalb des des Messers 13 ist eine Ausnehmung 13 c angebracht, äußeren Umrisses der Spindel 1. Wird das Messer die den einen Schenkel einer haarnadelförmigen jedoch um 180° gegen die Uhrzeigerrichtung in Feder 19 aufnimmt. Diese haarnadelförmige Feder F i g. 2 verschwenkt, so erreicht es die strichpunktiert 60 ist auf der Schraube 18 angebracht, die sich in dem angedeutete Stellung. In dieser Stellung kommt eine Bereich zwischen den beiden Ansätzen lic erstreckt. Anschlagfläche 3 α des Messers zur Anlage mit einer Der andere Schenkel der Feder 19 ist von einer entSeitenfläche der Ausnehmung 2, so daß das Messer sprechenden Ausnehmung'11 d an einem der Ansätze gegen weitere Drehung blockiert ist. 11 c aufgenommen. Der Einfachheit halber ist nur eine

Bei Verwendung des Werkzeuges zum Herstellen 65 Feder 19 dargestellt, es ist jedoch für jedes Messer

einer Erweiterung einer Durchgangsbohrung an der eine solche Feder vorgesehen. Diese Federn sind nur

Rückseite eines Werkstückes, beispielsweise des notwendig, wenn das Werkzeug mit kleiner Geschwin-

Flansches eines Rohres, welche Erweiterung den digkeit, insbesondere in horizontaler Lage, rotiert.

Die Messer nach den Fi g. 3 bis 5 sind über einen Winkel von 90° um die Zapfen 14 herum schwenkbar. Das in den F i g. 3 und 4 rechte Messer 13 ist in eine Position verschwenkt, in der es sich innerhalb der Umrißfläche der Spindel 11 befindet. Das linke Messer dagegen ist um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn in Arbeitsstellung ausgeschwenkt. Mit einer entsprechenden Anschlagfläche 13 α liegt das Messer dabei an dem Ansatz 11 c an.

Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels nach den Fi g. 3 bis 5 ist ähnlich der des Ausführungsbeispiels nach den F i g. 1 und 2. Zum Austausch der Messer muß jedoch die Verbindungsschraube 18 herausgeschraubt und die Schaftteile 11 a, 11 b müssen voneinander getrennt werden. Da sich die Messer 13 einander diametral gegenüber befinden, weist das Werkzeug keine Unwucht auf. Besondere Maßnahmen zur Erhöhung der Härte des Schaftes 11 sind daher nicht erforderlich.

Bei der Abwandlung gemäß den F i g. 6 und 7 ist jedes Messer. mit einem sich axial erstreckenden Fortsatz 13 d versehen. Der Fortsatz 13 d weist eine bogenförmige Fläche 13 e auf, die in der Arbeitsstellung des Messers (F i g. 6, links) mit der Umf angsfläche des Schaftes übereinstimmt. Der Fortsatz 13 d ist von solcher Bogenlänge, daß das Messer gehindert ist, aus der Arbeitsstellung in die zurückgezogene Stellung zurückzuschwenken, solange der Fortsatz 13 d an der Durchgangsbohrung anliegt. Diese Durchgangsbohrung ist in den Fi g. 6 und 7 strichpunktiert dargestellt und mit dem Bezugszeichen A versehen. Um das Messer aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung einzuschwenken, muß der Schaft so weit durch die Bohrung hindurchgesteckt werden, daß die axialen Fortsätze 13 d der Messer 13 sich außerhalb der Bohrung befinden, so daß die Messer eingeschwenkt werden können.

Wenn das Werkzeug zum Ansenken in beiden axialen Richtungen verwendet werden soll, kann jedes Messer mit zwei axialen Fortsätzen 13 d versehen sein, die sich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Jeder dieser beiden Fortsätze 13 d ist dann mit einer konzentrischen, gewölbten Räche 13 e versehen. Der Einfachheit halber ist diese Abwandlung aber nicht gezeichnet.

Mit den vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Werkzeugen können Ansenkungen der verschiedensten Art hergestellt werden. Überhaupt können damit selbst Arbeiten an schwer zugänglichen. Stellen ausgeführt werden. Im letzteren Fall kann das Werkzeug sogar für radialen Vorschub vorgesehen sein, sofern die äußeren Kanten der Messer für Schneidarbeiten geschliffen sind.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Werkzeug zum flächigen Ansenken eines Werkstückes am rückwärtigen Ende einer durchgehenden Bohrung mit einem in der Bohrung geführten Schaft, an dessen Ende in einer Ausnehmung ein Messer um eine außerhalb der Schaftachse, aber parallel zu dieser liegenden Achse, schwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (3, 13) durch Drehung des Werkzeugschaftes (1, 11) in Schneidrichtung außerhalb der Bohrung in die Arbeitslage aus der Ausnehmung (2, 12) am Werkzeugschaft (1, 11) gegen einen Anschlag (3 a, 13 α) verschwenkbar ist und durch Drehung des Werkzeugschaftes entgegen der Schneidrichtung in die Ausnehmung (2, 12) des Werkzeugschaftes (1,11) zurückführbar ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (3) an Drehzapfen (4, 5) im Werkzeugschaft (1) gelagert ist, von denen der eine Drehzapfen (4) mit dem Messer (3) aus einem Stück besteht und der andere Drehzapfen als Stift (5) ausgebildet ist, der in einer Bohrung im Werkzeugschaft (1) und einer Bohrung im Messer (3) axial verstellbar angeordnet ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Bohrung im Messer (3) hineinragende Ende des Stiftes (5) und der Boden der Bohrung selbst konisch sind.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Ausnehmung (12) angrenzenden Teile des Werkzeugschaftes (11) miteinander lösbar verbunden sind und axial verlaufende Bohrungen aufweisen, welche die Enden der Drehzapfen (14) des Messers (13) aufnehmen.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzapfen (14) mit dem Messer (13) aus einem Stück bestehen.

6. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil (11 d) des Werkzeugschaftes (11) mindestens einen axialen Fortsatz (lic) aufweist, der in eine entsprechende Ausnehmung im anderen Teil (11 b) des Werkzeugschaftes (11) eingreift.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaftteile (11α, 11 b) durch Schrauben (18) miteinander verbunden sind.

8. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (13) durch eine es in die Schneidlage drückende Feder (19) beaufschlagt ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (13) mit mindestens einem sich in Richtung des antriebsseitigen Schaftendes (1) erstreckenden axialen Fortsatz (13 d) versehen ist, der eine gekrümmte Seitenfläche (13 e) aufweist, die in der Schneidstellung des Messers (13) zur Umfangsfläche des Werkzeugschaftes (11) fluchtend liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen