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Werkzeug mit Hartmetallschneide für die Radsatzbearbeitung Die Erfindung
betrifft ein Werkzeug mit Hartmetallschneide für die Radsatzbearbeitung bei Verwendung
eines etwa um den Spurkranzabrundungsmittelpunkt nach einer Schablone schwenkbaren
Werkzeugträgers.
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Bekannte, auf Schablonensupporten angeordnete Werkzeuge haben einen
Schneidenabrundungsradius gleich dem Hohlkehlenradius. Wenn also der Stahl bis in
die Hohlkehle vorgeschoben ist, arbeitet er dort als Formstahl die Hohlkehle aus,
ohne dabei eine besondere formgerechte Bewegung machen zu müssen. Bei Verwendung
von Schnellstahl hat sich dieser Schneidenabrundungsradius bewährt, wobei der Stahl
größtenteils als sogenannter Pilzstahl mit 30 mm Durchmesser verwendet wird.
Beim Übergang zur Verwendung von Hartmetall dagegen sind andere Bedingungen zu erfüllen,
weil für die optimale Größe des Keilwinkels und des Freiwinkels der Hartmetallschneide
kein so großer Spielraum zulässig ist wie für eine Schnellstahlschneide. Nur bei
kurzer Bogenspanlänge sind diese Bedingungen annähernd zu erfüllen. Die Werkzeugschneide
muß auch zum Teil unmittelbar im harten Werkstoff, bedingt durch die hartgebremsten
Stellen oder durch am Spurkranz aufgeschweißte Stellen, arbeiten, weil dies vom
Hartmetall verlangt wird, im Gegensatz zum Schnellstahl, wo der größte Teil der
Schneide infolge der für die Anwendung von Schnellstahl notwendigen größeren Spantiefe
unter der harten
Kruste geschnitten hat, dadurch aber sehr viel
kostbaren Radreifenwerkstoff unnötigerweise verspant hat. Infolgedessen treten bei
Verwendung von Hartmetall stärkere Beanspruchungen der eigentlichen Stahlschneide
auf, was sich durch stärkere natürliche Abnutzung oder durch Ausbröcklung auswirkt.
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Um den Werkzeugverbrauch herabzusetzen, ist dafür zu sorgen, daß wenigstens
beim. Nachschleifen des Werkzeugs so wenig wie möglich Hartmetall verlorengeht.
Hinzu kommt, daß das Hartmetallplättchen selbst so kräftig wie möglich gewählt werden
soll, damit es den hohen Beanspruchungen standhält und damit eine bessere Wärmeableitung
hat. Die Schneidenabrundung soll klein gewählt werden, wodurch die Bogenspanlänge
klein und damit auch die Beanspruchung der Stahlschneide geringer wird. Ferner wird
dadurch die Arbeit des Stahls in der Hohlkehle erleichtert, weil die Hohlkehle nicht
auf einmal, sondern entsprechend dem Vorschub allmählich ausgedreht wird.
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Bekannte Schablonensupporte verwenden als Werkzeuge einen Pilz oder
ebenfalls einen Flachstahl. Der Pilz mit einem Durchmesser bleich dem Durchmesser
der Hohlkehlenabrundung ist nicht nachzuschleifen, ohne daß nachher ein veränderter
Spurkranzumriß gedreht wird, weil der Pilzdurchtnesser beim Nachschleifen verkleinert
wird und die starre Schablone des Schablonensupports nur einen Pilzdurchmesser berücksichtigen
kann. Bisher bekannte Flachstähle bei Schablonensupporten besitzen eine halbrunde
Schneide mit einem Durchmesser gleich dem Hohlkehlenabrundungsdurchmcsser und einem
diesem Durchmesser gleich breiten Schaft. Diese Form des Stahls ist deshalb notwendig,
damit an verschiedenen Stellen der Abrundung geschnitten werden kann, wodurch die
Schablonenführung des Stahls erleichtert wird. Bei solcher Beanspruchung der Abrundung
zeigen sich an der Schneide auch an verschiedenen Stellen Abnutzungen bzw. Ausbröcklungen.
Eine Ausbröcklung an der Seite der Abrundung, d. h. in der Nähe der Stelle der Abrundung,
an der die Tangente an die Rundung in eine Seite des Schaftes ausläuft, erfordert
ein sehr starkes Nachschleifen. Ist zudem noch der Schablonensupport so ausgebildet,
daß der Stahl im Kreise um den Mittelpunkt der Spurkranzrundung schwenkt, dann wird
überhaupt nur ein Viertelkreis der Stahlabrundung benutzt und abgenutzt, während
'das zweite Viertel, also der halbe Stahl, ohne Arbeit zu leisten, beim Nachschleifen
des Stahls fortgeschliffen wird. Auf alle Fälle ergeben die bisherige Form und Anordnung
der Stähle eine unwirtschaftliche Ausnutzung des Hartmetalls und eine ungünstige
Beanspruchung der Schneide.
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Gemäß der Erfindung bildet die Schaftlängsachse des mit einem Spitzenwinkel
von etwa 6o° versehenen Werkzeugs mit der Hauptschneide einen Winkel von etwa45°
und schließt zwischen der Laufflache des Radsatzes und der Hauptschneide je nach
Vorschubrichtung von der Lauffläche zum Spurkranz oder umgekehrt einen Winkel von
75 bzw. 450 ein. Diese Ausgestaltung des Werkzeugs bietet wesentliche Vorteile.
Infolge des durch die Erfindung ermöglichten großen Spitzenwinkels von 6o° kann
die Abrundung der Stahlspitze sehr gering gewählt werden, ohne daß die Festigkeit
der Spitze zu gering wird. Die bekannten Stahlformen haben eitle ausgeprägte Halbkreisrundung,
so daß kleinere Abrundungen der Stahlspitze nur auf Kosten des Schaftquerschnittes
erzielbar sind, wobei dann das Hartmetallplättchen zu schwach wird. Eine kleine
Abrundung der Stahlspitze ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn große Spantiefen
zu nehmen sind, weil die Bogenspanlänge und damit die Beanspruchung des Stahls gering
werden.
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Das Ausdrehen der Hohlkehle wird ferner mit Hilfe des Stahls gemäß
der Erfindung sehr erleichtert, weil in der Hohlkehle eine Vergrößerung der Spanstärke
nicht erfolgt. Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt aber darin, daß beim
Nachschleifen der Freiwinkelflächen des Hartmetallplättchens nur geringe Teile des
Hartmetallplättchens abgeschliffen werden. Die Schneidkante, deren Länge so bestimmt
wird, daß bei der größten Spantiefe gerade noch das Plättchen schneidet, kann sehr
kurz gehalten werden und wird allein nachgeschliffen. Der andere Schenkel des Spitzenwinkels
kommt überhaupt nicht zum Schnitt, wird also fast gar nicht nachgeschliffen. Er
hat (Winkel von i5°) eine sehr geringe Schleifzugabe, damit das Plättehen nach jedem
Nachschleifen formgerecht wieder zugeschliffen werden kann. Dieser Schenkel kann
daher sehr lang gehalten werden, so daß das Plättchen sehr oft nachgeschliffen werden
kann und daher der übrigbleibende und unverwendbare Rest im Verhältnis zum ganzen
Plättchen sehr gering ist. Der Erfindungsgegenstand ist in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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In der Zeichnung ist in Fig. z bis 3 der Stand der Tecknik dargestellt.
Fig. 4, 5 und 6 zeigen zwei Ausführungsformen des Werkzeugs nach der Erfindung.
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Fig. r zeigt -einen teilweisen Querschnitt durch den Radreifen und
veranschaulicht die Arbeitsweise eines Stahls der bisher üblichen Bauart bei Anordnung
auf einem schwenkbaren Werkzeugträger; Fig. 2 veranschaulicht die Arbeitsweise bei
Anordnung des Stahls auf einem verschiebbaren Werkzeugträger; Fig. 3 veranschaulicht
das Nachschleifen eines Stahls der bisherigen Bauart; Fig.4 veranschaulicht eine
Ausführungsform der Arbeitsweise bei einem Stahl nach der Erfindung; Fig. 5 zeigt
das Nachschleifen eines Stahls nach der Erfindung; Fig.6 veranschaulicht eine andereAusführungsvorm
der Arbeitsweise bei einer Abänderungsform des Stahls.
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In Fig. r bearbeitet ein auf einem schwenkbaren Werkzeugträger angeordneter
Stähl üblicher Form das Spurkranzprofil. Der Stahl wandert
hierbei
aus der Stellung a über b, c, d in die Stellung e und entfernt hierbei
einen Span, wie er gestrichelt über der ausgezogenen Profillinie dargestellt ist.
Die Stahlschneide, die halbrund mit 30 mm Radius ausgeführt ist, wird von
der Stelle i bis 2 durch den Span beansprucht. Der Teil der Schneide von 2 bis 3
wird gar nicht beansprucht, muß aber stets mit nachgeschliffen werden, wenn Schneidenteil
i bis 2 stumpf geworden ist oder falls an dieser Stelle die Schneide beschädigt
wurde. Ein großer Teil des Stahls wird gar nicht benutzt, und es muß sogar noch
unnötig Schleifleistung aufgebracht werden, um diesen nicht benutzten Teil des Stahls
nachzuschleifen.
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Ferner ist die Beanspruchung der Schneide an der Stelle i sehr ungünstig.
Ist dort beispielsweise ein Stück der Schneide ausgebröckelt, so muß sehr stark
nachgeschliffen werden, um eine neue Schneide herzustellen. In Fig. 3 ist dies dargestellt.
An dem Stahl mit der Rundung 4 ist bei 5 die Schneide ausgebröckelt. Es muß bis
zur Rundung6 nachgeschliffen werden. Das sichelförmige Stück zwischen Rundung 4
und 6 geht hier verloren. Ist die Ausbröcklung an der Stelle 7, dann wird das sichelförmige
Stück beispielsweise zwischen Rundung 6 und 8 noch breiter und der Verlust an Schneidmetall
noch größer.
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In Fg.2 bearbeitet ein auf einem verschiebbaren Werkzeugträger angeordneter
Stahl üblicher Form das Spurkranzprofil. Der Stahl wandert hierbei aus der Stellung
f über g, h in die Stellung i
und entfernt hierbei einen Span,
wie gestrichelt gezeichnet ist. Die Stahlschneide wird von der Stelle 9 bis io durch
den Span beansprucht. An den Stellen 9 und io ist die Beanspruchung sehr ungünstig,
wie dies in Fig. 3 dargestellt und beschrieben wurde.
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In Fig. 4 wandert das Werkzeug gemäß der Erfindung aus der Stellung
k über 1, m in die Stellung n. Der Stahl kann eine Spitzenabrundung
von beliebigem Radius kleiner als die Hohlkehlenabrundung haben. In der Stellung
n steht die Längsachse ii des Stahls senkrecht auf der Laufflächenneigung 12 des
Radreifenprofils. Die Stahlschneide 13 bildet mit der Längsachse i i einen Winkel
von 45°. Der Spitzenwinkel des Stahls beträgt 6o°. Beansprucht wird nur die Schneide
13 des Stahls. Es ist gleichgültig, an welcher Stelle hier eine Ausbröcklung erfolgt,
es wird hauptsächlich an dieser Schneide nachgeschliffen. Der andere Schenkel des
Spitzenwinkels wird nur ein wenig nachgeschliffen, und zwar um so viel, daß das
Profil, das beim Nachschleifen längs der Längsachse i i abwandert, erhalten bleibt.
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In Fig. 5 ist das Nachschleifen beispielsweise dargestellt. Auf dem
Stahlschaft 14 ist das Hartmetallplättchen 15 aufgelötet. Der Vorschub erfolgt in
Pfeilrichtung. Durch den Span wird daher nur die Schneide 16 beansprucht. Die Abrundung
17 der Stahlspitze ist hier sehr klein gehalten, ebenfalls die Schneidenlänge der
Schneide 16. Erhält die Schneide 16 eine Ausbröcklung 18, dann wird eine neue Schneide
i9 angeschliffen. Damit das Stahlprofil erhalten bleibt, wird auch der andere Schenkel
2o des Spitzenwinkels ein wenig nachgeschliffen. Das Plättchen kann so lange nachgeschliffen
werden, bis es etwa die Form der gestrichelten Linie 2i erreicht hat. Auf diese
Weise wird das ganze Hartmetallplättchen 15 nutzbar verwendet.
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Die der Schneidkante 16 gegenüberliegende Seite 22 ist parallel zur
Schneidkante gerichtet und die vierte Seite 23 des Plättchens parallel zur Längsachse
i i des Stahls 14.
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Arbeitet der Vorschub in Pfeilrichtung der Fig.6, dann ändert sich
die Lage der Werkzeugachse derart, daß zwischen Lauffläche des Radsatzes und der
Hauptschneide ein Winkel von 75'
eingeschlossen ist.