DE19706853A1 - Fräser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Frä­ ser, insbesondere Schruppschlichtfräser oder Spiralfräser, wobei der Fräserkörper an seinem Umfang wenigstens eine spi­ ralförmige Nut aufweist und in zusätzlichen, im wesentlichen in Richtung der Achse des Fräserkörpers verlaufenden Aus­ nehmungen am Umfang des Fräserkörpers jeweils eine Schneide bzw. ein Messer festgelegt, insbesondere verlötet, ist, wel­ che(s) von der Oberfläche des Fräserkörpers wenigstens ge­ ringfügig vorragt.

Aus der EP-A 0 066 079 ist eine Ausführungsform eines Fräsers zu entnehmen, wobei zueinander versetzt eine Mehr­ zahl von Schneiden oder Messern am Umfang des Fräserkörpers verteilt in im wesentlichen in Achsrichtung verlaufenden Ausnehmungen angeordnet sind. Bei diesem bekannten Fräser ist jedoch keinerlei zusätzliche spiralförmige Nut am Umfang des Fräserkörpers vorgesehen, so daß sich bei dieser Aus­ bildung insgesamt Nachteile insbesondere beim Abtransport des Materials ergeben.

Aus der GB-A 1 534 939 ist weiters eine Ausbildung eines Schneckenfräsers zu entnehmen, wobei in einer Vielzahl von Ausnehmungen am Umfang des Fräserkörpers entsprechende Schneideinsätze angeordnet sind, welche sowohl in axialer als auch in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind.

Bei Fräsern der eingangs genannten Art ist bekannt, einen beispielsweise zylindrischen Fräser mit einer ge­ frästen Spirale am Außenumfang zu versehen, wobei je nach gewünschter Zahnzahl zusätzlich beispielsweise zwei bis vier Nuten am Umfang des Fräserkörpers in axialer Richtung für einen Plattensitz, d. h. für die Anbringung von Messern bzw. Schneiden, ausgebildet werden, wie dies beispielsweise aus der SU-A 1 342 629 bekannt geworden ist. In weiterer Folge werden entsprechend der Anzahl der Gänge der gewindeartigen Spirale in den jeweils im wesentlichen in axialer Richtung verlaufenden Nuten Messer bzw. Schneiden festgelegt, bei­ spielsweise verlötet, wobei bei der bekannten Ausführungs­ form nachteilig ist, daß aufgrund der durchgehenden, axialen Nuten zur Aufnahme der Messer bzw. Schneiden sich immer eine Vielzahl von Schneiden, welche in axialer Richtung überein­ ander angeordnet sind, gleichzeitig im Eingriff mit dem zu bearbeitenden Material befindet. Eine ähnliche Ausführungs­ form eines Fräsers ist weiters aus der EP-A 0 307 840 be­ kanntgeworden. Es ergeben sich bei diesen Konstruktionen so­ mit einseitige Belastungen auf den Fräser entlang der Mehr­ zahl der jeweils gleichzeitig in Eingriff stehenden Schneiden.

Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, einen Fräser der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß eine gleichmaßigere Beanspruchung des Fräsers wäh­ rend einer großen Arbeitsleistung, d. h. einer großen Vor­ schubgeschwindigkeit, ermöglicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Fräser im wesentlichen da­ durch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Ausnehmungen zur Aufnahme jeweils eines Messers oder einer Schneide am Umfang des Fräserkörpers gegeneinander in Umfangsrichtung des Fräserkörpers derart versetzt angeordnet sind, daß in einer Richtung parallel zur axialen Richtung des Fräserkörpers am Umfang desselben nur jeweils ein Messer bzw. eine Schneide angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene, in Umfangsrichtung des Fräserkörpers versetzte Anordnung der Ausnehmungen zur Festlegung jeweils eines Messers oder einer Schneide wird sichergestellt, daß jeweils nur eine einzige Schneide bzw. ein Messer zu einem gegebenen Zeitpunkt in Eingriff mit dem zu bearbeitenden Material steht, wodurch sich beispielsweise Schruppschlichtfräser oder Spiralfräser herstellen lassen, welche sehr weich fräsen und darüber­ hinaus große Vorschubgeschwindigkeiten ermöglichen.

Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, daß die Messer bzw. Schneiden in axialer Richtung des Fräserkörpers einander wenigstens teilweise überdeckend angeordnet sind, um eine ordnungsgemäße und vollständige Bearbeitung des Werkstückes zu ermöglichen.

Für eine gleichmäßige Verteilung der Beanspruchungen über den Umfang des Fräsers ist darüberhinaus die Ausbildung bevorzugt so getroffen, daß der Winkelabstand zwischen benachbarten Ausnehmungen zur Aufnahme eines Messers oder einer Schneide gleichbleibend gewählt ist. Hiebei ist wei­ ters die Ausbildung bevorzugt so getroffen, daß am Umfang des Fräserkörpers wenigstens drei Schneiden oder Messer, insbesondere fünf Schneiden oder Messer, angeordnet sind. Bei Vorsehen von drei Schneiden oder Messern kann somit eine Anordnung der zusätzlichen Ausnehmungen in einem gegenseiti­ gen Winkelabstand von jeweils 120° erfolgen, während bei fünf Schneiden beispielsweise eine Winkelverteilung von 0°-150°-300°-75°-225° für die zusätzlichen Ausnehmungen gewählt werden kann, woraus zusätzlich ersichtlich ist, daß die An­ ordnung in mehreren Gängen der Spirale erfolgt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbildung so getroffen, daß die Tiefe der zusätzlichen Ausnehmungen zur Aufnahme eines Messers oder einer Schneide im wesentlichen der Tiefe der spiralförmigen Nut entspricht, wodurch sich eine große Stabilität und eine Verbesserung der Spanabfuhr erzielen läßt.

Für eine weitere Optimierung der Spanabfuhr und zur weiteren Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit ist darüber­ hinaus bevorzugt vorgesehen, daß die Breite der spiralförmi­ gen Nut in axialer Richtung des Fräserkörpers etwa die Hälfte der Breite des dazwischenliegenden Bereiches beträgt, in welchem die zusätzlichen Ausnehmungen zur Aufnahme der Messer oder Schneiden vorgesehen sind.

Für einen ziehenden Schnitt, bei welchem die Späne bzw. allgemein das abzufördernde Material in die spiralförmige Nut gedrückt und in einfacher Weise abgefördert werden kann, ist darüberhinaus die Ausbildung bevorzugt so getroffen, daß die Messer bzw. Schneiden bzw. die zusätzlichen Ausnehmungen zur Aufnahme derselben in an sich bekannter Weise einen spitzen Winkel mit der Achse des Fräserkörpers einschließen, welcher vorzugsweise geringer als 20° ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbildung so getroffen, daß die Außenkontur des Fräser­ körpers zylindrisch, sich konisch verjüngend oder bombiert ausgebildet ist, wobei sich beispielsweise bei bombierter Oberfläche des Fräsers eine Ausbildung schaffen läßt, bei welcher beispielsweise bei Einsatz des Fräsers zur Bearbei­ tung von Spanplatten sich die weiche Mittelschicht stärker und einfacher bearbeiten bzw. entfernen läßt.

Für eine einfache Bearbeitung von Holz mit einem Spiralfräser wird darüberhinaus bevorzugt vorgeschlagen, daß ausgehend von den Messern oder Schneiden die zwischen der spiralförmigen Nut liegenden Bereiche teilweise abgesetzt und/oder mit in Umfangsrichtung des Fräsers verlaufenden, zusätzlichen Schneiden ausgebildet sind, wodurch sich bei gleichmäßiger Verteilung der Beanspruchungen über den ge­ samten Fräserkörper große Bearbeitungsgeschwindigkeiten er­ zielen lassen.

Für eine weitere Erhöhung der Leistung des erfindungs­ gemäßen Fräsers ist darüberhinaus bevorzugt vorgesehen, daß am Außenumfang des Fräserkörpers wenigstens zwei zueinander parallele, spiralförmige Nuten vorgesehen sind. Durch Vor­ sehen von zwei nebeneinander liegenden, zueinander paralle­ len, spiralförmigen Nuten läßt sich hiebei insbesondere die Ausbringung des bearbeiteten Materials zur Oberseite des Werkstückes unterstützen bzw. begünstigen, wobei das ausge­ brachte Material an der Oberseite des Werkstückes beispiels­ weise durch eine unmittelbar in der Fräsvorrichtung integ­ rierte Absaugvorrichtung entfernt wird.

Die gerichtete und einfache Ausbringung des zu entfer­ nenden Materials wird hiebei weiters dadurch begünstigt, daß zwei nebeneinander liegende, spiralförmige Nuten durch einen Steg geringer Breite voneinander getrennt sind, wobei die gesamte Breite der zwei Nuten und des Steges geringe ist als die Breite des dazwischen liegenden Bereiches zur Aufnahme der Messer oder Schneiden, wie dies einer weiteren bevor­ zugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fräsers ent­ spricht. Dadurch, daß die gesamte Breite der zwei neben­ einander liegenden, spiralförmigen Nuten und des dazwischen verbleibenden Steges geringer ist als die Breite des da­ zwischen liegenden Bereiches zur Aufnahme der Messer oder Schneiden wird darüberhinaus ein ausreichend stabiler Fräser erhalten, welcher entsprechend hohen Beanspruchungen wider­ stehen kann und auch eine entsprechend hohe Leistung und Bearbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht.

Um die Ausbringung des zu entfernenden Materials zur Oberseite des Werkstückes bei entsprechend hohen Geschwin­ digkeiten des Fräsers weiter zu begünstigen, ist darüber­ hinaus bevorzugt vorgesehen, daß der Steg zwischen den zwei spiralförmigen Nuten an seiner Außenseite mit abgerundeten Kanten bzw. bombiert ausgebildet ist, wobei sich durch die abgerundeten bzw. bombierten Kanten entsprechend günstige Strömungseigenschaften erzielen lassen.

Für eine Verbesserung der Führung des Fräsers ist da­ rüberhinaus bevorzugt vorgesehen, daß im Bereich der Stirn­ fläche des Fräserkörpers eine zusätzliche Schneide angeord­ net ist, welche in einer im wesentlichen normal auf die Achse des Fräserkörpers stehenden Ebene angeordnet ist.

Für eine Verbesserung sowohl der Wärmeabfuhr als auch der Spanabfuhr ist die Ausbildung so getroffen, daß der Frä­ serkörper an seiner Außenfläche mit einer metallischen Schicht beschichtet, insbesondere mit einer Nickelschicht überzogen, ist, wie dies einer weiteren bevorzugten Ausfüh­ rungsform entspricht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der bei­ liegenden Zeichnung schematisch dargestellen Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Fräsers,

Fig. 2 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung eine Seiten­ ansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen Fräsers;

Fig. 3 in einer wiederum zu Fig. 1 und 2 ähnlichen Darstel­ lung eine Seitenansicht einer weiteren abgewandelten Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Fräsers, insbesondere eines Spiral-Profilfräsers; und

Fig. 4 in einer zu den vorangehenden Figuren ähnlichen Dar­ stellung eine Seitenansicht einer weiteren abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fräsers.

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein ein als Schruppschlicht­ fräser ausgebildeter Fräser bezeichnet, wobei an dem im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Fräserkörper 2 eine spiralförmige bzw. gewindeartige Nut 3 ausgebildet ist. Entlang dieser Nut 3 sind bei der gezeigten Ausführungsform über den Umfang des Fräserkörpers 2 verteilt drei Messer bzw. Schneiden 4 in entsprechenden, im wesentlichen in Rich­ tung der Achse 5 verlaufenden Ausnehmungen angeordnet. Zu­ sätzlich ist im Bereich der Stirnfläche des Fräserkörpers 2 eine weitere Schneide 6 angedeutet.

Wie unmittelbar ersichtlich, sind die versetzt zueinan­ der angeordneten Schneiden bzw. Messer 4 in axialer Richtung des Fräserkörpers 2 einander wenigstens teilweise über­ deckend angeordnet, wobei bei dem gezeigten Ausführungs­ beispiel mit drei am Umfang des Fräserkörpers verteilten Schneiden 4 die Schneiden in einem gegenseitigen Winkel­ abstand von 120° angeordnet sind. Es ist weiters ersicht­ lich, daß die Schneiden bzw. Platten 4 geringfügig über die Oberfläche des Fräserkörpers 2 vorragen, wobei darüberhinaus die Tiefe der Ausnehmungen zur Aufnahme der Schneiden 4 etwa der Tiefe der Spirale 3 entspricht.

Für einen ziehenden Schnitt bzw. eine Verbesserung des Ausbringens des zu entfernenden Materials bzw. einer Verbes­ serung der Spanabfuhr können darüberhinaus die Schneiden 4 geringfügig geneigt zur Achse 5 des Fräsers 1 angeordnet werden. Weiters kann zur Verbesserung der Leistung des Frä­ sers eine Doppel- bzw. Mehrfachspirale am Umfang des Fräserkörpers 2 ausgebildet sein.

Für eine Optimierung der Spanabfuhr beträgt darüber­ hinaus die Breite der spiralförmigen Nut 3 in axialer Rich­ tung 5 des Fräserkörpers 2 etwa die Hälfte der Breite der dazwischenliegenden Bereiche 7, in welchen die zusätzlichen Ausnehmungen zur Aufnahme der Messer oder Schneiden 4 ausge­ bildet sind.

Bei der abgewandelten Ausführungsform eines Fräsers in Form eines Spiralfräsers gemäß Fig. 2 sind für gleiche Bauteile die Bezugszeichen der Fig. 1 beibehalten worden. So ist am Umfang des Fräserkörpers 2 wiederum eine spiralför­ mige Nut 3 vorgesehen, wobei abweichend von der Ausbildung gemäß Fig. 1 bei dieser Ausführungsform am Umfang fünf ver­ setzt angeordnete Schneiden 4 vorgesehen sind, wobei der Übersichtlichkeit halber in Fig. 2 lediglich eine dieser Schneiden 4 dargestellt ist. Für eine gleichmäßige Beanspru­ chung des Fräserkörpers ist hiebei beispielsweise eine gegenseitige Winkelanordnung der Schneiden oder Messer 4 von 0°-150°-300°-75°-225° in den zwei Gewindegängen der Spirale 3 vorgesehen. Weiters ist ersichtlich, daß bei dieser Aus­ führung die Schneiden 4 nicht bis zum Grund der spiralförmi­ gen Nut 3 ragen, um hiedurch die Spanabfuhr zu optimieren.

In Fig. 3 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines Fräsers in Form eines Spiral-Profilfräsers bzw. Helix­ fräsers dargestellt, wobei wiederum am Umfang des Fräserkör­ pers 2 eine spiralförmige Nut 3 angeordnet ist. Die Außen­ kontur des Fräserkörpers 2 ist bei dieser Ausbildung sich konisch verjüngend ausgebildet, wobei wiederum am Umfang der zwischen der spiralförmigen Nut 3 liegenden Bereiche 7 eine Mehrzahl von mit 8 bezeichneten Messern bzw. Schneiden der­ art versetzt angeordnet sind, daß in einer Richtung parallel zur axialen Richtung 5 des Fräserkörpers 2 jeweils wiederum nur ein Messer bzw. eine Schneide 8 am Umfang angeordnet ist. Zusätzlich sind in dem zwischen der spiralförmigen Nut 3 liegenden Bereich 7 am Außenumfang des Fräserkörpers 2 zusätzliche Schneiden 9 und abgesetzte Bereiche 10 vorge­ sehen, welche eine gewünschte Profilierung an einem zu bear­ beitenden Werkstück, welches in Fig. 3 schematisch mit 11 bezeichnet ist und beispielsweise aus Holz besteht, ermög­ lichen.

In Fig. 4 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines Fräsers 1 dargestellt, wobei der Fräserkörper 2 an seinem Außenumfang zwei nebeneinander liegende, zueinander parallele, spiralförmige Nuten 12 aufweist, welche durch einen dazwischen liegenden Steg 13 voneinander getrennt sind. Die spiralförmigen Nuten 12 weisen hiebei gegenüber den Ausbildungen der vorangehenden Ausführungsformen eine verringerte Breite in axialer Richtung 5 des Fräserkörpers 2 auf, wobei insgesamt die Breite der beiden nebeneinander liegenden Nuten 12 und des dazwischen liegenden Steges 13 geringer ist als die Breite des Bereiches 7, an welchem wiederum in Umfangsrichtung zueinander versetzt eine Mehr­ zahl von Messern oder Schneiden vorgesehen ist, wobei eine Schneide schematisch wiederum mit 4 angedeutet ist. Weiters ist angedeutet, daß der Steg 13 an seinen Außenkanten mit abgerundeten Kanten bzw. bombiert ausgebildet ist. Durch Vorsehen der zwei nebeneinander liegenden, spiralförmigen Nuten 12 mit dem dazwischen liegenden Steg 13 läßt sich die Ausbringung des zu entfernenden Materials in Richtung zur Oberseite des nicht näher dargestellten Werkstückes begüns­ tigen bzw. unterstützen, wobei die Ausbringungsrichtung in Fig. 4 schematisch mit 14 angedeutet ist. Im Bereich der Oberseite des Werkstückes kann hierbei beispielsweise an der Antriebsvorrichtung für den Fräser 1 eine entsprechende Ab­ saugvorrichtung für das zu entfernende Material vorgesehen sein, so daß keine aufwendigen, zusätzlichen Bearbeitungsvor­ gänge zur Reinigung der durch den Fräser 1 zu bearbeitenden Flächen des Werkstückes vorgesehen werden müssen bzw. derar­ tige Reinigungsschritte stark vereinfacht werden.

Für eine verbesserte Wärmeabfuhr können hiebei sämt­ liche in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Fräser bzw. ledig­ lich deren mit der spiralförmigen Nut 3 bzw. 12 und den Schneiden bzw. Messern 4 bzw. 8 und 9 ausgebildete Teilbe­ reiche nach einer Fertigstellung mit einer metallischen Schicht, beispielsweise einer Nickelschicht, überzogen werden.

Selbstverständlich können sämtliche der dargestellten Fräser sowohl für einen Rechtslauf als auch einen Linkslauf einer Fräsmaschine ausgebildet sein, wobei jeweils darauf geachtet werden muß, daß die Orientierung der Nut 3 bzw. 12 am Fräserkörper 2 derart ist, daß eine ordnungsgemäße Spanabfuhr erzielbar ist.

Claims (14)

1. Fräser, insbesondere Schruppschlichtfräser oder Spiralfräser, wobei der Fräserkörper (2) an seinem Umfang wenigstens eine spiralförmige Nut (3, 12) aufweist und in zusätzlichen, im wesentlichen in Richtung der Achse (5) des Fräserkörpers (2) verlaufenden Ausnehmungen am Umfang des Fräserkörpers (2) jeweils eine Schneide bzw. ein Messer (4, 8) festgelegt, insbesondere verlötet, ist, welche(s) von der Oberfläche des Fräserkörpers (2) wenigstens geringfügig vor­ ragt, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Ausneh­ mungen zur Aufnahme jeweils eines Messers oder einer Schneide (4, 8) am Umfang des Fräserkörpers (2) gegenein­ ander in Umfangsrichtung des Fräserkörpers (2) derart ver­ setzt angeordnet sind, daß in einer Richtung parallel zur axialen Richtung (5) des Fräserkörpers (2) am Umfang desselben nur jeweils ein Messer bzw. eine Schneide (4, 8) angeordnet ist.

2. Fräser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer bzw. Schneiden (4) in axialer Richtung (5) des Fräserkörpers (2) einander wenigstens teilweise überdeckend angeordnet sind.

3. Fräser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Winkelabstand zwischen benachbarten Ausneh­ mungen zur Aufnahme eines Messers oder einer Schneide (4) gleichbleibend gewählt ist.

4. Fräser nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Umfang des Fräserkörpers (2) wenigstens drei Schneiden oder Messer (4, 8), insbesondere fünf Schnei­ den oder Messer (4, 8), angeordnet sind.

5. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tiefe der zusätzlichen Ausnehmungen zur Aufnahme eines Messers oder einer Schneide (4) im wesentlichen der Tiefe der spiralförmigen Nut (3, 12) ent­ spricht.

6. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der spiralförmigen Nut (3) in axialer Richtung (5) des Fräserkörpers (2) etwa die Hälfte der Breite des dazwischenliegenden Bereiches (7) beträgt, in welchem die zusätzlichen Ausnehmungen zur Aufnahme der Messer oder Schneiden (4, 8) vorgesehen sind.

7. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer bzw. Schneiden (4, 8) bzw. die zusätzlichen Ausnehmungen zur Aufnahme derselben in an sich bekannter Weise einen spitzen Winkel mit der Achse (5) des Fräserkörpers (2) einschließen, welcher vorzugsweise ge­ ringer als 20° ist.

8. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Fräserkörpers (2) zy­ lindrisch, sich konisch verjüngend oder bombiert ausgebildet ist.

9. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von den Messern oder Schneiden (8) die zwischen der spiralförmigen Nut (3, 12) liegenden Bereiche (7) teilweise abgesetzt und/oder mit in Umfangs­ richtung des Fräsers verlaufenden, zusätzlichen Schneiden (9, 10) ausgebildet ist.

10. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Fräserkörpers (2) wenigstens zwei zueinander parallele, spiralförmige Nuten (12) vorgesehen sind.

11. Fräser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nebeneinander liegende, spiralförmige Nuten (12) durch einen Steg (13) geringer Breite voneinander getrennt sind, wobei die gesamte Breite der zwei Nuten (12) und des Steges (13) geringer ist als die Breite des dazwischen liegenden Bereiches (7) zur Aufnahme der Messer oder Schnei­ den (4).

12. Fräser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (13) zwischen den zwei spiralförmigen Nuten (12) an seiner Außenseite mit abgerundeten Kanten bzw. bom­ biert ausgebildet ist.

13. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stirnfläche des Fräser­ körpers (2) eine zusätzliche Schneide (6) angeordnet ist, welche in einer im wesentlichen normal auf die Achse (5) des Fräserkörpers (2) stehenden Ebene angeordnet ist.

14. Fräser nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräserkörper (2) an seiner Außen­ fläche mit einer metallischen Schicht beschichtet, insbe­ sondere mit einer Nickelschicht überzogen, ist.