Planfräser

Die Erfindung betrifft einen Planfräser mit einem zylindrischen Grundkörper, der wenigstens eine zur Drehachse versetzte Fräseraufnahme für ein durch Haltemittel daran fixierbares, im Wesentlichen entsprechend geformtes Fräserelement aufweist, dessen Schneide über die zur Fräsbearbeitung dienende Stirnseite des Grundkörpers übersteht.

Planfräser sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Sind die Schneiden irreversibel fixiert, so führt der Bruch oder eine wesentliche Beschädigung einer Schneide dazu, dass der gesamte Planfräser unbrauchbar wird. Bei austauschbaren

Schneiden liegt vor allem bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten das Problem vor, dass sich die Schneiden durch die Zentripedalkräfte lösen oder verstellen können. Weiterhin stellt die Justierbarkeit beim Einsetzen einer neuen Schneide häufig ein Problem dar, und die Mittel zur exakten Justierung sind oft voluminös und machen den Planfräser großvolumig und schwer.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Planfräser mit austauschbaren Fräserelementen der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, dass die Fräserelemente leicht austauschbar und justierbar sind und auch bei hohen

Drehzahlen ein Lösen der Fräserelemente wirksam verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Planfräser mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Planfräsers bestehen insbesondere darin, dass die konstruktive Ausführung der Fräseraufnahmen und Fräserelemente ein Herausschleudern aus dem Grundkörper auch bei hohen Drehzahlen wirksam verhindert. Es wird ein hoher Form- und Kraftschluss der Fräserelemente in Richtung der Hauptbelastung der Schneiden erzielt. Dabei ist eine hohe Rundlaufgenauigkeit gegeben. Die Fräserelemente sind schnell und einfach austauschbar, und sie können exakt und leicht verstellt beziehungsweise justiert werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Planfräsers möglich.

Bevorzugt sind mehrere Fräseraufnahmen und Fräserelemente über den Umfang verteilt angeordnet, wobei sich eine gerade Anzahl von Fräserelementen und Fräseraufnahmen als besonders günstig erwiesen hat, insbesondere 6.

In einer vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung weisen die Haltemittel ein radial von außen in den Grundkδrper einsetzbares und schraubtixierbares Klemmelement auf, das am Außenumfang des Fräserelements in dessen fixiertem Zustand klem- mend anliegt. Dies führt zu einer sehr einfachen und kostengünstigen Art der Fixierung, die zudem eine einfache Justierbarkeit, insbesondere in axialer Richtung, gestattet. Auch das Klemmelement ist leicht austauschbar und einfach und kostengünstig konstruiert.

Eine Halteschraube dient zweckmäßigerweise zur Schraubfixierung des Klemmelements und ist radial in den Grundkörper einschraubbar ausgebildet. Dabei kann diese Halteschraube direkt oder mittels einer Gewindemuffe in den Grundkörper einschraubbar ausgebildet sein. Eine Gewindemuffe hat den Vorteil, dass diese nach dem Härten eingeschraubt werden kann, sodass die Halteschraube ein exaktes, eine höhere Zugfestigkeit als der Grundkörper aufweisendes Gewinde vorfindet.

Eine besonders einfache und schnelle Justierung der Längsposition wird dadurch erreicht, dass das Fräserelement mit seinem von der Schneide entfernten Endbereich an einem seine Längsposition in der Fräseraufnahme einstellenden Einstell- glied anliegt. In einer vorteilhaften konstruktiven Ausges- taltung liegt das Fräserelement mit einer ebenen Schrägfläche an einer ebenen Schrägfläche des Einstellglieds an, wobei das Einstellglied in radialer Richtung am Grundkörper verstellbar ist und diese radiale Verstellung mittels der Schrägflächen zu einer Längsverstellung der Position des Fräserelements in der Fräseraufnahme führt. Auch dieses Einstellglied ist damit leicht montierbar und einfach austauschbar. Durch die das Fräserelement hintergreifende Schrägfläche des Einstellglieds ist dieses ebenfalls gegen ein Herausschleudern gesichert.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Einstellglied in einer entsprechenden Ausnehmung am Außenumfang des Grundkörpers angeordnet, sodass dieser insgesamt eine kompakte Einheit ohne überstehende Teile bildet.

Ein zur radialen Verstellung des Einstellglieds dienendes Schraubglied ist radial in ein Gewindeloch des Grundkörpers einschraubbar und steht in Gewindeeingriff mit dem Einstell- glied, wobei das Gewindeloch und das Gewinde im Einstellglied

entgegengesetzte Schraubrichtungen aufweisen. Dadurch ist eine Verstellbarkeit des Einstellglieds in beide Richtungen möglich, indem das Schraubglied in die eine oder in die andere Richtung gedreht wird.

Zum Auswuchten des Planfräsers dient wenigstens ein radiales Gewindeloch im Außenumfang des Grundkörpers zur Aufnahme einer Schraube, insbesondere Madenschraube, als Auswuchtschraube .

Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung der Frä- serelemente und Fräseraufnahmen kann erreicht werden, dass die Schneiden des wenigstens einen Fräserelements nicht nur axial, sondern auch radial über den Grundkδrper überstehen. Dies führt zu einer Funktionalität nach Art eines Walzenstirnfräsers, wobei neben dem Planfräsen auch ein Fräsen nach Art eines Eckfräsers möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht des Planfräsers auf die Schneidseite, wobei sechs Fräseraufnahmen über den Umfang des Grundkörpers verteilt angeordnet sind und nur ein Fräserelement mit seinen Justier- und Halteelementen nach Art einer Explosionsdarstellung abgebildet sind, als Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 dieselbe Anordnung in einer perspektivischen Ansicht von hinten,

Figur 3 eine Draufsicht auf die Vorder- beziehungsweise

Schneidseite bei sechs eingesetzten Fräserelementen,

Figur 4 eine Seitenansicht bei zur Vereinfachung nur einem s dargestellten Fräserelement und nur einer Fräseraufnahme,

Figur 5 ein Fräserelement in der Seitenansicht,

Figur 6 dasselbe Fräserelement in einer um 90° um die Längsachse gedrehten Seitenansicht,

lo Figur 7 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie A-A in Figur 5 und

Figur 8 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie B-B in Figur 5.

Der in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Planfräser besitzt i5 einen kreiszylindrischen Grundkörper 10, der über seinen Außenumfang verteilt dort sechs Fräseraufnahmen 11 zur Aufnahme einer entsprechenden Anzahl von Fräserelementen 12 besitzt. Die Fräseraufnahmen 11 besitzen jeweils eine zylindrische Gestalt mit kreissegmentförmigem Querschnitt und sind paral- 20 IeI zur Drehachse des Grundkörpers 10 ausgerichtet. Die Segmentsehne des kreissegmentförmigen Querschnitts bestimmt dabei die Breite von Längsschlitzen am Außenumfang des Grundkörpers 10. Der Segmentbogen des kreissegmentförmigen Querschnitts erstreckt sich über einen Winkel von 225° . Wie aus 5 Figur 8 hervorgeht, besitzen die Fräserelemente 12 einen entsprechenden Querschnitt, wodurch verhindert wird, dass sie aus dem Grundkörper 10 radial herausgeschleudert werden kδn-

nen. Sie sind in den Fräseraufnahmen 11 drehbar und längsverschiebbar gehalten.

Um ein radiales Austreten aus dem Grundkörper 10 zu verhindern, muss der Segmentbogen des Querschnitts der Fräserauf- nahmen 11 beziehungsweise Fräserelemente 12 selbstverständlich nicht exakt 225° betragen. Es ist jedoch erforderlich, dass der Winkel größer als 180° ist. Dieser Winkel wird in der Geometrie auch als Mittelpunktswinkel bezeichnet.

Zum Fixieren des als Aufsteckfräser ausgebildeten Planfräsers an einer Werkzeugaufnahme dient ein zentrales Durchgangsloch 13 durch den Grundkörper 10. Der Grundkörper 10 wird bei der Montage auf einen Mitnehmer der Werkzeugaufnahme aufgesteckt, wozu der Grundkörper 10 an seiner Rückseite eine entsprechende Mitnehmerausnehmung 14 besitzt. Anschließend wird er mit- tels einer nicht dargestellten Halteschraube, die durch das Durchgangsloch 13 hindurchgesteckt wird, an der Werkzeugaufnahme fixiert . Das Durchgangsloch 13 kann an der Vorderseite eine Senkung aufweisen, um eine entsprechend gestaltete Senkschraube vollständig aufnehmen zu können.

Das in den Figuren 5 bis 8 separat dargestellte Fräserelement 12 besitzt an seinem schneidseitigen Endbereich einen Einschnitt 15 mit ebener Bodenfläche 16, die durch eine gekrümmte, sich senkrecht dazu erstreckende Wandung 17 begrenzt ist. In die Bodenfläche 16 ist eine Schneidplatte eingelassen, die im Folgenden als Schneide 18 bezeichnet wird. Diese Schneide 18 besteht üblicherweise aus einem Hartmetall oder PKD, wobei prinzipiell auch das gesamte Fräserelement 12 aus einem Hartmetall oder PKD bestehen kann. Im vorliegenden Falle ist die Schneide 18 mit dem übrigen Fräserelement 12 verlötet, wobei auch eine Verschraubung möglich ist.

Der gegenüberliegende Endbereich des Fräserelements 12 weist eine ebene Schrägfläche 19 auf, die zur Längsjustage benötigt wird, wie später noch näher erläutert wird. Der mittlere Um- fangsbereich des Fräserelements 12 besitzt eine beispielswei- se als Einfräsung ausgebildete ebene Haltefläche 20, die zur Fixierung des Fräserelements 12 im Grundkörper 10 benötigt wird, wie später noch näher erläutert wird.

Der von der Schneidseite abgewandte Endbereich der Fräseraufnahmen 11 mündet jeweils in einer Ausnehmung 21 zur Aufnahme eines Einstellglieds 22. Dieses besitzt an seiner dem Fräserelement 12 zugewandten Seite eine ebene Schrägfläche 23, deren Schräge einen dem der ebenen Schrägfläche 19 des Fräserelements 12 entsprechenden Winkel besitzt. Das Einstellglied 22 ist mit einem sich im montierten Zustand in radialer Rich- tung des Grundkörpers 10 erstreckenden Gewindeloch 24 versehen, das mit einem Gewindeloch 25 im Grundkörper 10 fluchtet. Die Gewinderichtungen der Gewinde der beiden Gewindelöcher 24, 25 sind entgegengesetzt. Ein darin einsetzbares Schraubglied 26 besitzt entsprechend zwei Gewindebereiche mit entge- gengesetzter Gewindesteigung. Zum Verdrehen des Schraubglieds 26 dient ein Innensechskant 27.

Im verschraubten Zustand des Schraubglieds 26 bewirkt die beschriebene Anordnung, dass sich bei einer Drehung des Schraubglieds 26 in die eine Richtung das Einstellglied 22 in radialer Richtung bewegt, während eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung eine Verschiebung des Einstellglieds 22 entgegengesetzt zur radialen Richtung bewirkt. Infolge der ebenen Schrägflächen 19, 23 verschiebt sich dadurch das Fräserelement 12 in der Fräseraufnahme 11 einmal in die eine Richtung und einmal in die Gegenrichtung. Hierdurch kann in einfacher Weise eine Justage des Fräserelements 12 in seiner Längsrichtung bewirkt werden.

Jeweils seitlich der Fräseraufnahmen 11 befindet sich eine Ausnehmung 28 zur Aufnahme eines Klemmelements 29 zur Fixierung des jeweiligen Fräserelements 12 in seiner Fräseraufnahme 11. Das Klemmelement 29 ist kreisringartig gestaltet und s besitzt zur Fräseraufnahme 11 hin eine ebene, als Keilfläche dienende Schrägfläche 30. Diese liegt zur Fixierung des Fräserelements 12 an dessen ebener Haltefläche 20 an. Das Klemmelement 29 besitzt eine Durchgangsöffnung 31 zum Durchstecken einer Halteschraube 32, die in einem Gewindeloch 33 im Grund- lo körper 10 verschraubbar ist. Der Kopf 34 der als Innensechskantschraube ausgebildeten Halteschraube 32 ist mittels einer entsprechenden Ausnehmung 35 im Klemmelement 29 in diesem versenkbar. Beim Festschrauben der Halteschraube 32 verkeilt sich die Schrägfläche 30 mit der ebenen Haltefläche 20 des i5 Fräserelements 12, sodass dieses dadurch klemmend fixiert wird.

In der in Figur 3 dargestellten Draufsicht auf die Schneidseite des Planfräsers ist ein Teilbereich als Schnittdarstellung dargestellt, und zwar gemäß der Schnittlinie A-A von Fi-

20 gur 4. Die Fixierung der Halteschraube 32 im Grundkörper 10 ist hier als Variante dargestellt. Zur Erleichterung der Montage ist die Halteschraube 32 mittels eines Sprengrings 36 unverlierbar am Klemmelement 29 gehalten. Das Gewindeloch 33 im Grundkörper 10 weist einen größeren Durchmesser auf und 5 dient zur Aufnahme einer Gewindemuffe 37. In deren Innengewinde wird dann die Halteschraube 32 eingeschraubt. Bei der Hitzebehandlung des Grundkörpers 10 besteht nämlich die Gefahr eines Verziehens und damit die Gefahr, dass das Gewindeloch 33 nicht mehr exakt dimensioniert ist. Die Gewindemuffe 0 37 kann dennoch bei größerer Kraftanstrengung eingeschraubt werden, und die Halteschraube 32 findet dann ein exaktes Gewinde in der Gewindemuffe 37 vor.

Weitere, über den Umfang verteilte Gewindelöcher 38 dienen zur Aufnahme von Auswuchtschrauben 39, die als Madenschrauben ausgebildet sind.

Infolge der beschriebenen Ausbildung der Fräseraufnahmen 11 und des Fräserelements 12 stehen die Schneiden 18 sowohl radial über den Grundkörper 10 über, wie aus Figur 3 hervorgeht, sie stehen jedoch auch zusätzlich axial über den Grundkörper 10 über, wie aus Figur 4 hervorgeht. Dies bedeutet, dass der Planfräser sowohl stirnseitig als auch umfangsseitig fräsen kann und auch als Eckfräser eingesetzt werden kann.

An den schneidseitigen Mündungen der Fräseraufnahmen 11 ist jeweils auf der der freien Fläche der Schneide 18 zugewandten Seite eine Ausnehmung 40 zur Späneabfuhr angeordnet.