DE7721177U1

DE7721177U1 - Werkzeughalter fuer innen-einstecharbeiten in bohrungen

Info

Publication number: DE7721177U1
Application number: DE19777721177U
Authority: DE
Original assignee: Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breuning 7122 Besigheim GmbH
Current assignee: Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breuning 7122 Besigheim GmbH
Priority date: 1977-07-06
Filing date: 1977-07-06
Publication date: 1979-01-04
Also published as: SE7807540L; FR2401728B1; FR2401728A1; FR2405775B3; CH628263A5; FR2405775A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für Innen-Einstecharbeiten in Bohrungen, mit mindestens einem einen Schneidkörper aus Hartmetall aufweisenden Werkzeugträger mit zylindrischem Schaft, der in einer zylindrischen Aufnahmebohrung des Werkzeughalter* angeordnet und durch eine senkrecht zur Aufnahmebohrung im Werkzeughalter angeordnete Halteschraube gehalten ist.

Bei einem bekannten Werkzeughalter dieser Art ist der Schneidkörper aus Hartmetall auf einem verjüngten Ansatz des Werkzeugträgers aufgelötet. Zur Halterung des Werkzeugträgers in der Aufnahmebohrung dient eine direkt auf den Schaft einwirkende Halteschraube. Irgendwelche 'EinstellVorrichtungen zur Einstellung des Schneidkörpers 'in radialer Richtung sind bei dem bekannten Werkzeughalter nicht vorgesehen. Die üblicherweise verwendeten, fest aufgelöteten Schneidkörper haben den Nachteil, daß sie durch das häufig erforderliche Nachschleifen an Profilgenauigkeit verlieren. Man ist deshalb nicht nur darauf angewiesen, eine große Bevorratung zu treiben, sondern man muß auch Nachschleifeinrichtungen beschaffen und unterhalten. Die bekannte Art der Anbringung und Befestigung des Werkzeugträgers in dem Werkzeughalter ist auch für eine moderne Fertigung auf Bearbeitungszentren und NC-gesteuerten Maschinen, sowie auf Sondermaschinen und Mehr-Stationen-Maschinen wenig geeignet,da derartige Maschinen Werkzeuge vorraussetzen, die möglichst einfach un dschnell herstellbar, einstell- und nachstellbar, sowie leicht mit anderen Werkzeugen kombinierbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeughalter für Innen-Einstecharbeiten in Bohrungen der eingaxgs erwähnten Art zu schaffen, bei dem der Schneidkörper auswechselbar und radial in dem Werkzeughalter verstellbar gehalten ist, wobei der Schneidkörper selbst und die Teile

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und einfach herstellbar sind.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Werkzeugträger eine sich achsparallel erstreckende, zur Halteschraube hin offene Nut zur Aufnahme eines in der Nut verschiebbar gelagerten, auswechselbaren Schneidkörpers aufweist, welcher nur den unteren Teil der Nut ausfüllt, daß in dem verbleibenden oberen Teil der Nut ein Klemmstück vorgesehen ist, das sich unter Wirkung der Halteschraube mit seiner der Oberseite des Schneidkörpers angepaßten Unterseite auf dessen Oberseite abstützt und daß die Aufnahmebohrung in dem Werkzeughalter eine Sackbohrung ist und in ihrer Verlängerung eine sich parallel zur Achse der Sackbohrühg erstreckende Stellschraube vorgesehen ist, an deren vorderen Ende sich der Schneidkörper abstützt. Die neue Art der Anordnung und Befestigung des Schneidkörpers ist äußerst einfach im Aufbau und erfordert so wenig Platz, daß sie beispielsweise für einen Werkzeughalter verwendet werden kann, der in eine, im Durchmesser nur 2o mm große Bohrung eines Werkstückes paßt. Die Sackbohrung im Werkzeughalter und die Gewinde zur Aufnahme der Halteechraube bzw. der Stellschraube sind mit einfachen Mitteln herstellbar, so daß sich auch der Anwender derartiger Werkzeughalter diese selbst herstellen kann. Da der Schneidkörper auswechselbar ist, entfallen Nachschleifarbeiten und die damit verbundenen Ungenauigkeiten. Außerdem ist der Schneidkörper in seiner Längsrichtung mittels der von außen her zugänglichen Stellschraube bequem und genau einstellbar. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn an einem Werk-Beughalter mehrere Schneidkörper vorgesehen werden sollen, deren Schneiden gegenüber dem Werkzeughalter genau positioniert werden müssen. Es ist daran gedacht, daß der Werkzeugträger, die Schneidkörper und die Klemmstücke, deren Herstellung eine gewisse Präzision erfordert, in einer darauf spezialisierten Werkzeugfabrik hergestellt werden, während der Werkzeughalter selbst von dem Anwender der Werkzeuge

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gefertigt werden kann. Selbstverständlich ist es auch, möglich, daß der Werkzeughalter zusammen mit dem übrigen Teil von einer Werkzeugfabrik gefertigt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeughalter sind die Schneidkörper auswechselbar. Entscheidend bei derartigen au3wechselbaren Schneidkörpern ist es, daß sie einerseits möglichst billig herstellbar sind und andererseits auch sicher in dem Werkzeughalter befestigt werden können. Ferner müssen Werkzeuge, die der Innenbearbeitung von engen Bohrungen dienen, einen besonders guten Spanabfluß besitzen. TJm diese Bedingungen zu erfüllen, weist der Schneidkörper Schneiden an seinen beiden Enden auf, der Schneidkörper besitzt ferner einen sich zu seiner Oberseite erweiternden trapezförmigen Querschnitt und die die Spanfläche bildende Oberseite des Schneidkörpers ist kreisbogenförmig konkav gekrümmt, wobei der Radius dieser Krümmung den Spanwinkel bestimmt und die beiden Schneiden symmetrisch zu dem Krümmungsmittslpunkt angeordnet sind. Da der Schneidkörper Schneiden an seinen beiden Enden aufweist, kann er nach Abnützung einer Schneide einfach umgedreht und nochmal verwendet werden. Das teure Hartmetall wird damit bestens ausgenutzt. Der trapezförmige Querschnitt des Schneidkörpers hat in Kombination mit der kreisbogenförmig konkav gekrümmten Oberseite des Schneidkörpers eine mehrfache Funktion. Zunächst läßt sich der Schneidkörper dank dieses trapezförmigen Querschnittes in einer entsprechenden trapezförmigen Nut des Werkzeugträgers spielfrei anordnen. Durch die konkave Krümmung der Oberseite verjüngt sich die Spanfläche des Schileidkörpers von der Schneide weg zu dessen Zentrum. Hierdurch ist sichergestellt, daß der Schneidkörper immer nur mit seiner vordersten Schneide an dem Werkstück anliegt uad seine Flanken nirgends mit dem Werkstück in Berührung stehen. Die gekrümmte Oberseite des Schneidkörpers läßt sich mittels einer Umfangschleifscheibe, deren Drehachse senkrecht gegenüber der Längsmittelebene des SchneidkÖrpsra verläuft, leicht herstellen, indem die Schleifscheibe von oben her kommend die Oberseite des Schneid-

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körpers bearbeitet. Hierbei entstehen Schleifriefen, die sich senkrecht zur Schneidkante und damit in Richtung des Spanabflusses erstrecken. Diese in Richtung des Spanabflusses verlaufenden Schleifriefen begünstigen den Spanabfluß ganz wesentlich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen iu folgendem näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Werkzeughalter in etwa 5-facher Vergrößerung nach der Linie I/I der Pig. 2

Fig. 2 eine Teilansicht desselben in Richtung II der

'' ^: Fig. I

Fig. 3 eine Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles

Fig. 4- eine Seitenansicht des Schneidkörpers im Maßstab 1o : 1

Der in der Zeichnung dargestellte Werkzeughalter 1 be- '! sitzt einen zylindrischen Querschnitt. An einer ge- :

wünschten Stelle weist er eine radial verlaufende Sack- j

auf !

bohrung 2JlTTCn der Sackbohrung 2 ist ein Werkzeugträger >

3 mit im wesentlichen zylindrischen Schaft angeordnet. ι

Der Werkzeugträger 3 kann nach seiner Bearbeitung und ;

seinem Einsetzen in die Sackbohrung 2 in dieser durch ,

einen Fixierstift 4- gegen Herausfallen und Verdrehung !

gesichert werden. In dem Werkzeughalter 1 ist ferner I

eine Halteschraube 6 vorgesehen, deren Achse senkrecht |

zu der Achse der Sackbohrung verläuft. ί·

Der Werkzeugträger 3 weist eine sich achsparaliel zu f

seinem Schaft erstreckende, durchgehende Nut 9 auf,

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die zur Halteschraube 6 hin offen ist. Diese gu£ 9»besitzt

zweckmäßig einen sich, zur Halteschraube Ö^Ürweiternden_ytrapezförmigen Querschnitt, wobei die Seitenwände der Nut zweckmäßig in einem Winkel von etwa 5° gegenüber der Iängsmittelebene geneigt sind. In der Nut 9 ist ein Schneidkörper 8 aus Hartmetall angeordnet, der einen entsprechenden, sich zu seiner Oberseite 7 hin erweiternden, trapezförmigen Querschnitt besitzt. Der Schneidkörper 8 füllt nur den unteren Teil der Nut 9 aus. In dem verbleibenden oberen Teil der Nut ist ein Klemmstück 1o vorgesehen, das sich unter Wirkung der Halteschraube 6 mit seiner Unterseite 1oa auf der Oberseite 7 des Schneidkörpers 8 abstützt. Die Unterseite 1oa des Klemmstückes ist der Oberseite 7 des Schneidkörpers 8 angepaßt. Das Klemmstück 1o weist an seiner der Halteschraube 6 zugekehrten Oberseite eine V-förmige Nut 11 auf, in welche das -konisch verjüngte Ende 6a der Halteschraube 6 eingreift .

In Verlängerung der Sackbohrung 2 ist eine sich parallel zu der Achse der Sackbohrung oder auch koaxial hierzu erstreckende Stellschraube 13 vorgesehen, an deren konisch verjüngten vorderen Ende 13a sich der Schneidkörper 8 abstützt. Das hintere Ende 13b der Stellschraube 13 ist ' durch die Gewin dBbohrung 14· im Schaft 1 von außen her frei zugänglich. Damit die Stellschraube 13 frei in den Werkzeugträger 3 eingreifen kann, weist dieser eine Ausdrehung 12 auf. Mittels der Stellschraube 13 kann der radiale Abstand der jeweils außen liegenden wirksamen Schneide 8a des Schneidkörpers von der Achse des Werkzeughalters 1 genau eingestellt werden« Danach wird die Halteschraube 6 fest angezogen und durch das Klemmstück 1o ist der Schneidkörper 8 sicher gehalten. Es sei darauf hingewiesen, daß alle Teile des erfindungsgemäßen Werkzeughalters in den Fig. 1 und 2 etwa in 5-facher Vergrößerung dargestellt sind. In Wirklichkeit sind diese Teile also 5 mal kleiner,und die zur Aufnahme des Werkzeugtrögers 3 erforderliche Sackbohrungi2 weist bei-

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spielsweise nur einen Durchmesser von 9 nun auf. Der Durchmesser des Werkzeughalters 1 beträgt 18 mm. Der Schneideinsatz 8 könnte gegenüber seiner in Fig. 1 dargestellten Position noch weiter nach rechts verschoben werden, so daß der Werkzeughalter mit dem Schneidkörper in eine Bohrung eines Werkstückes mit nur 2o mm Durchmesser einführbar ist und an beliebiger Stelle dieser Bohrung die gewünschte Einstechnut herstellbar ist. Die kleinen Abmessungen ermöglichen nicht nur die Herstellung eines Werkzeughalters mit auswechselbarem und nachstellbarem Schneidkörper für sehr kleine Bohrungen, sondern man kann den Werkzeugträger zusammen mit Schneidkörper und Klemmstück auch an SpezialWerkzeugen, wie z. B. Bohrstangen anbringen, die gleichzeitig mehrere Werkzeuge tragen. Durch die kleinen Abmessungen von Werkzeugträger, Schneidkörper und Klemmstück ist ihre Anbringung in unmittelbarer Nähe von anderen Bearbeitungs^rkzeugen möglich und außerdem wird der Querschnitt des Werkzeughalters bzw. der Bohrstange durch eine Sackbohrung von nur 9 mm Durchmesser kaum geschwächt.

In Fig. 4 ist der vorteilhaft in Kombination mit dem erfindungsgemäße'n Werkzeughalter verwendete Schneidkörper in etwa 1o-facher Vergrößerung dargestellt. Dieser Schneidkörper 8 kann unter Umständen auch mit Vorteil bei andersausgebildeten Werkzeugen verwendet werden, jedoch eignet er sich dank seiner kleinen Abmessungen und seiner sonstigen Ausgestaltung besonders zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Werkzeughalter. Der Schneidkörper 8 besitzt Schneiden 8a und 8b an seinen beiden Enden. Ferner weist er, wie bereits erwähnt, einen sich zu seiner Oberseite erweiternden^trapezförmigen Querschnitt auf, der in Fig. 4- um 9o° verdreht strichpunktiert eingezeichnet ist. Die Oberseite 7 des Schneidkörpers 8 ist kreisbogenförmig konkav gekrümmt. Hierbei kann die Oberseite des Schneidkörpers 8 durch drei Kreisbogenteile gebildet sein. Zwei Kreisbogenteile 7a und 7b, die an die Schneiden 8a und 8b angrenzen und deren Krümmungsradius R1 den Spanwinkel v· bestimmt, sind durch einen

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mittleren Kreisbogenteil 7 mit etwas kleinerem Krümmungsradius R2 verbunden. Der Radiis H1 beträgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel 55 mm und der Radius R2 18 mm. Die Krümmungsmittelpoükte beider Radien R1 und R2 liegen auf einer Linie s, die symmetrisch zu den beiden Schneiden 8a und 8b angeordnet ist. Gegebenenfalls wäre es auch möglich, die Oberseite des Senneidkörpers mit einer einzigen Krümmung auszubilden, deren Radius den Spanwinkel % bestimmt.

Die obere Seite 7 bezw. ?a wird mittels Umfangschleifscheiben bearbeitet, deren Drehachsen senkrecht gegenüber der Längsmittelebene des Schneidkörpers verlaufen. Der Raoius der zum Schleifen der Oberseite verwendeten Schleifkörper entspricht dabei zweckmäßig den gewünschten Krümmungsradien R1 und R2. Durch eine derartige Bearbeitung derOberseite mittels Umfangschleifscheiben,verlaufen die Schleifriefen in Richtung des Spanabflusses und begünstigen damit den Spanabfluß. Durch die trapezförmige Ausgestaltung des Querschnittes des Schneidkörpers 8 und die Krümmung an seiner Oberseite verjüngen sich sowohl die Spanfläche, als auch die Freifläche von der Schneide weg zum Zentrum des Schneidkörpers' bzw λ? seiner Unterseite hin. Diese Verjüngung reicht aus, daß beide Schneiden 8a und 8b, die nacheinander zum Einsatz kommen, immer frei schneiden.

Um jeweils den dem zu zerspanenden Werkstoff angepaßten günstigsten Spanwinkel y^zu erhalten, kann man nicht nur, wie oben beschrieben, eine Schleifscheibe mit einem Radius R1 verwenden, der diesen Spanwinkel ergibt, sondern man kann auch eine Schleifscheibe mit einem kleineren Radius R2 verwenden, deren Drehachse in dem gwünschten Winkel in Längsrichtung des Schneidkörpers verschoben wird.

Wie bereits erwähnt, spielt die Spanabfuhr gerade bei engen Bohrungen von Werkstücken eine große Rolle. Um diese Spanabfuhr noch zu verbessern, ist es zweckmäßig, wenn die

beiden äußeren Kreisbogenteile der Oberseite des Schneidkörpers 8', wie es in Fig. 3 dargestellt ist, gegenüber seiner Längsmittelebene M in entgegengesetzten Eichtungen etwas geneigt sind, so daß auch die Schneidkanten 8*a und 8'b in entgegengesetzten Sichtungen geneigt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen also die Mantellinien der beiden äußeren Kreisbogenteile, die den Kreisbogenteilen 7a, 7b des vorangegangenen Ausführungsbeispieles entsprechen, nicht senkrecht, sondern etwas schräg zur Längsmittelebene M. Die Schneidkanten 8'a und 8'b erfahren somit eine entgegengesetzte Neigung. Hierdurch werden die Späne gemäß Fig. 3 nach rechts zum offenen Ende der Werkstückbohrung hin abgelenkt. Dreht man den Schneideinsatz 8¹ um, so nimmt die vorher nicht benützte Schneide 8'b gegenüber der Längsmittelebene M die gleiche Neigung ein, wie vorher die Schneidkante 8'a. Man kann die unterschiedliche Neigung der Schneidkanten 8*a und 8'b und der daran anschließenden, durch die äußeren Kreisbogenteile bestimmten Spanflächen dadurch erzielen, daß man die Mittelachse der die Spanflächen erzeugenden Schleifscheibe innerhalb einer Ebene, welche senkrecht zur Längsiaittelebene M verläuft, etwas verschwenkt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der Werkzeugträger nur eine Nut zur Aufnahme eines Schneidkörpers auf. Sollen dicht nebeneinander jedoch zwei Einstiche in einem Werkstück in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden so wäre es auch denkbar, bei etwas größeren Abmessungen des Werkzeugträgers zwei parallele Nuten in diesem vorzusehen. Entsprechend wären dann auch in dem Werkzeughalter Jeweils zwei in Achsrichtung zueinander versetzte parallele Halte- und Stellschrauben anzuordnen.

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Claims

: «j-P AjT E N.TA N1W A LT E ^- • «•••••a· '. Dr, Ing, E, Liebau L I E B A U &' LIEBAU Dipl, Ing, G, Liebau Patentanwalt (1Θ35-1975) Patentanwalt Rilkestrasse 10 ■ D-8900 Augsburg 22 noue A-! ι 033a: Ii;rii«n»1r. new Telefon - Nr. 9όΟ?ό Patentanwälteuebau&uebau ■ Riikeatfasaeίο ■ D-B900 Augsburg 22 Telefon (0821) 576089 · cables: elpatent augsburg Ihr Zeichen; your/votre ref. Unser Zeichen: π τι«/«»«. tr Λ ^. 1CI\ our/notrere(. G.Lb/pW E 1θ J64 K 10 30.6.1977 Anmelder: KOKET Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breuning GmbH, Postfach 26o, 7122 Besigheim Bezeichnung: Werkzeughalter für Innen-Einstecharbeiten in Bohrungen Ansprüche

1. Werkzeughalter für Innen-Einstecharbeiten in Bohrungen, mit mindestens einem einen Schneidkörper aus Hartmetall aufweisenden Werkzeugträger mit zylindrischem Schaft, der in einer zylindrischen Aufnahmebohrung des Werkzeughalters angeordnet und durch eine senkrecht zur Aufnahmebohrung im Werkzeughalter angeordnete Halteschraube gehalten ist, dadurch gekennz e i chnet,

daß der Werkzeugträger (3) eine sich achsparallel erstreckende, zur Halteschraube (6) hin offene Nut (9) zur

Bankverbindung Postscheckamt München. Konto 86510-809. BLZ 700100 80 ■ Deutsche Bank AG Augsburg. Konto 08/34192. BLZ 720 70001

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Amtliches Aktenzeichen: G.Jjb/pw K 1o

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zur Aufnahme eines in der Nut (9) verschiebbar gelagerten

: auswechselbaren Schneidkörpers (8) aufweist, welcher nur

den unteren Teil der Nut (9) ausfüllt,

|^! ■ daß in dem verbleibenden oberen Teil der Nut (9) ein

t Klemmstück (Ίο) vorgesehen ist, das sich unter Wirkung der

Halteschraube (6) mit seiner der Oberseite (7) des Schneidkörpers (8) angepaßten Unterseite (1oa) auf dessen Ober-

(\ seite (7) abstützt und

daß die Aufnahmebohrung in dem Werkzeughalter (1) eine Sackbohrung (2) ist und in ihrer Verlängerung eine sich parallel zur Achse der Sackbohrung (2) erstreckende Stellschraube (13) vorgesehen ist, an derem vorderen Ende (13a) sich der Schneidkörper (8) abstützt.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (9) zur Aufnahme des Schneidkörpers (8) einen trapezförmigen zu der Halteschraube (6) hin erweiternden Querschnitt aufweist und der Schneidkörper (8) den gleichen Querschnitt besitzt.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (1o) an seiner der Halteschraube

(6) zugekehrten Oberseite eine V-förmige Nut (11) aufweist, in welche das konisch verjüngte Ende (6a) der Halteschraube (6) eingreift.

4. Werkzeughalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkörper (8) Schneiden (8a, 8b) an seinen beiden Enden aufweist, und daß die die Spanfläche bildende Oberseite (7 bzw. 7a, 7b) des Schneidkörpers (8) kreisbogenförmig konkav gekrümmt ist, wobei der Radius (R1) dieser Krümmung den Spanwinkel (. y) bestimmt und die

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beiden Schneiden (8a, 8b) symmetrisch zu dem Krümmungsmittelpunkt angeordnet sind.

5- Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (7, 7a, 7b) &es Schneidkörpers (8) durch drei Kreisbogenteile gebildet ist, zwei Kreisbogenteile (7a, 7b), cLie an die Schneiden (8a, 8b) angrenzen und deren Krümmungsradius (R1) den Spanwinkel (\f ) bestimmt und einen die beiden äußeren Kreisbogenteile (7a, 7b) verbindenden mittleren Kreisbogenteil (7) mit etwas kleinerem Krümmungsradius (R2).

6. Werkzeughalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Kreisbogenteile der Oberseite des Schneidkörpers (8¹) gegenüber seiner Längsmittelebene (M) in entgegengesetzten Richtungen etwas geneigt sind, so daß auch die Schneidkanten (8'a und 8'b) in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind.

7. Werkzeughalter nach den Ansprüchen 4-, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (7 bzw. 7s, 7b) mittels einer Umfangschleifscheibe bearbeitet ist, deren Drehachse senkrecht oder leicht geneigt gegenüber der Längsmittelebene (M) des Schneidkörpers (8) verläuft.

8. Werkzeughalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der zum Schleifen der Oberseite des Schneidkörpers (8) verwendeten Schleifscheibe, dem gewünschten Krümmungsradius bzw. Krümmungsradien (R1, R2) entspricht.

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