CH710710A1

CH710710A1 - Maschinenreibwerkzeug mit einem Schaft und einem darauf montierten Wechselkopf, sowie Wechselkopf und Schaft für ein Maschinenreibwerkzeug.

Info

Publication number: CH710710A1
Application number: CH00184/15A
Authority: CH
Inventors: Berner Urs; Zumsteg Gilbert
Original assignee: Urma Ag
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2016-08-15
Also published as: CN107810077A; US20180169779A1; EP3256282A1; JP2018508373A; WO2016127266A1

Abstract

Ein Maschinenreibwerkzeug weist einen Schaft (2) und einen darauf montierten Wechselkopf (1) auf. Dabei • weist der Wechselkopf (1) an einer dem Schaft (2) zugewandten Seite mindestens eine Kopf-Nut (12) und mindestens einen Kopf-Kamm (13) auf, • weist der Schaft (2) an einer dem Wechselkopf (1) zugewandten Seite mindestens eine Schaft-Nut (22) und mindestens einen Schaft-Kamm (23) auf und • greift im montierten Zustand die mindestens eine Kopf-Nut (12) in den mindestens einen Schaft-Kamm (23) ein und die mindestens eine Schaft-Nut (22) in den mindestens einen Kopf-Kamm (13) ein.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Maschinenreibwerkzeug, einen Wechselkopf und einen Schaft für ein Maschinenreibwerkzeug gemäss dem Oberbegriff der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche.

[0002] Maschinenreibwerkzeuge oder Maschinenreibahlen werden zur Feinbearbeitung von zylindrischen Bohrungen verwendet. Einzelne Schneiden weisen jeweils eine Hauptschneide oder Anschnittpartie und eine Nebenschneide, oder Führungspartie auf. Die Anschnittpartie leistet die Spanungsarbeit, die Führungspartie dient der Führung des Werkzeugs in der Bohrung. Um in allen Bearbeitungsumständen eine sichere Führung zu gewährleisten, beispielsweise bei einem schrägen Austritt der Bohrung, ist die Führungspartie in axialer Richtung um ein Vielfaches länger als die Anschnittpartie. Die Länge der Führungspartie beträgt somit beispielsweise 10 Millimeter oder mehr, bei einem Durchmesser von beispielsweise ca. 15 Millimetern.

[0003] US 2007/067 979 desselben Anmelders beschreibt ein modulares Maschinenreibwerkzeug mit Wechselköpfen mit einer Dicke (und damit einer entsprechenden Länge der Führungspartie) von weniger als 6 mm. Der Durchmesser solcher Wechselköpfe soll mindestens 10 mm oder 12 mm betragen.

[0004] US 2 303 487 zeigt ein Reibwerkzeug mit Wechselkopf, bei denen der Schaft eine Nut und der Wechselkopf einen vorstehenden Kamm aufweist. Der Kamm greift im montierten Zustand in die Nut ein und überträgt ein Antriebsmoment auf den Wechselkopf. Kamm und Nut tragen aber nicht zur Wechselgenauigkeit bei, diese wird durch eine zentrale zylindrische Verbindung gewährleistet. Die erzielbare Wechselgenauigkeit ist damit aber begrenzt.

[0005] Bei einem solchen modularen System stellt sich mit zunehmend kleinem Durchmesser des Wechselkopfs das Problem, die Kraftübertragung vom Schaft auf den Wechselkopf zu gewährleisten. Eine formschlüssige Kraftübertragung wie in der US 2 303 487 bietet sich dazu an, jedoch muss sie einfach herstellbar sein und gleichzeitig eine hohe Wechselgenauigkeit ermöglichen. Dies ist mit bekannten Systemen nicht möglich.

[0006] Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Maschinenreibwerkzeug, einen Wechselkopf und einen Schaft für ein Maschinenreibwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile beheben.

[0007] Eine, weitere Aufgabe ist, die Wechselgenauigkeit gegenüber bekannten Systemen zu erhöhen.

[0008] Eine weitere Aufgabe ist, die Realisierung von Wechselköpfen mit kleineren Durchmessern als bisher zu ermöglichen.

[0009] Mindestens eine dieser Aufgaben lösen ein Maschinenreibwerkzeug, ein Wechselkopf und ein Schaft für ein Maschinenreibwerkzeug mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche.

[0010] Das Maschinenreibwerkzeug weist einen Schaft und einen darauf montierten Wechselkopf auf. Dabei <tb>•<SEP>weist der Wechselkopf an einer dem Schaft zugewandten Seite mindestens eine Kopf-Nut und mindestens einen Kopf-Kamm auf, <tb>•<SEP>weist der Schaft an einer dem Wechselkopf zugewandten Seite mindestens eine Schaft-Nut und mindestens einen Schaft-Kamm auf, und <tb>•<SEP>greift im montierten Zustand die mindestens eine Kopf-Nut in den mindestens einen Schaft-Kamm ein und greift die mindestens eine Schaft-Nut in den mindestens einen Kopf-Kamm ein.

[0011] Die Kopf-Nut kann als eine Vertiefung in einer Kopf-Stirnfläche und der Kopf-Kamm als über die Kopf-Stirnfläche hervorstehend betrachtet werden wobei die Kopf-Stirnfläche normal zu einer Rotationsachse oder Längsachse des Maschinenreibwerkzeugs und des Wechselkopfs verläuft. Dabei kann die Kopf-Stirnfläche durch die Kopf-Nut, den Kopf-Kamm und eine Bohrung in mehrere Teilflächen unterteilt sein.

[0012] Die Schaft-Nut kann als eine Vertiefung in einer Schaft-Stirnfläche und der Schaft-Kamm als über die Schaft-Stirnfläche hervorstehend betrachtet werden wobei die Schaft-Stirnfläche normal zu einer Rotationsachse oder Längsachse des Maschinenreibwerkzeugs und des Schafts verläuft. Dabei kann die Schaft-Stirnfläche durch die Schaft-Nut, den Schaft-Kamm und eine Bohrung in mehrere Teilflächen unterteilt sein:

[0013] Die Kämme und Nuten an Schaft und Kopf können, wenn sie sich kreuzen und/oder wenn sie eine Bohrung kreuzen, in jeweils Teil-Kämme oder Teil-Nuten unterteilt sein. Beispielsweise kann der Kopf-Kamm in zwei Teil-Kämme zerfallen. Seitenwände – welche für die Funktion des Kopf-Kamms massgebend sind, indem sie die Position des Wechselkopfs in eine Richtung normal zur Rotationsachse definieren – eines Kamms zerfallen auch in separate Teilflächen, die aber jeweils in derselben Ebene liegen. Zusammen nehmen sie die Funktion als Kontaktfläche des Kopf-Kamms wahr. Die analoge Aussage gilt für Kopf-Nut, Schaft-Nut und Schaft-Kamm.

[0014] Der Kopf-Kamm und die Schaft-Nut definieren die relative Position zwischen Wechselkopf und Schaft in eine erste Richtung (normal zu Richtung von Kopf-Kamm und Schaft-Nut). Die Kopf-Nut und der Schaft-Kamm definieren die relative Position in eine zweite Richtung (normal zur Richtung von Kopf-Nut und Schaft-Kamm). In einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Richtung normal zur Rotationsachse. In einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Richtung normal zueinander.

[0015] Würde eines der Teile – Wechselkopf oder Schaft – nur Nuten und das andere nur Kämme aufweisen, so wäre das Teil mit nur Nuten bezüglich eines maximal übertragbaren Drehmoments geschwächt. Indem beide Teile sowohl Nuten als auch Kämme aufweisen, ist insgesamt das maximal übertragbare Drehmoment höher.

[0016] Im montierten Zustand kann mittels eines Befestigungselementes die Kopf-Stirnfläche in eine Richtung parallel zur Rotationsachse zur Schaft-Stirnfläche des Schafts hin gepresst sein. Die Stirnflächen werden. also in diese Richtung gegeneinander gedrückt, berühren aber einander vorzugsweise nicht.

[0017] In einer Ausführungsform weisen die Nuten und Kämme an Wechselkopf und Schaft jeweils schräge Seitenwände auf, und presst im montierten Zustand ein Befestigungselement, welches den Wechselkopf in eine Richtung (typischerweise in Richtung der Rotationsachse des Werkzeugs) gegen den Schaft presst, die schrägen Seitenwände der Kopf-Nut gegen jene des Schaft-Kamms und die schrägen Seitenwände des Kopf-Kamms gegen jene der Schaft-Nut.

[0018] Eine Wand oder Ebene wird als «schräg» bezeichnet, wenn sie weder normal zur Rotationsachse noch parallel zur Rotationsachse liegt. Der Winkel zwischen der Ebene und der Rotationsachse ist also grösser als Null und kleiner als 90°.

[0019] Unter der «Richtung» oder «Achse» einer Nut oder eines Kamms ist deren Längsachse zu verstehen. Die Seitenflächen und Bodenfläche (einer Nut) respektive Stirnfläche (eines Kamms) sind Teil der Mantelfläche eines allgemeinen Zylinders, der durch Verschieben einer Erzeugenden (auch Mantellinie genannt) entlang der Längsachse der Nut respektive des Kamms gebildet ist. Insbesondere kann der allgemeine Zylinder ein Prisma sein, beispielsweise ein gerades Prisma.

[0020] In einer Ausführungsform <tb>•<SEP>laufen zwei innere Seitenwände der Kopf-Nut in Richtung einer Bodenfläche der Kopf-Nut aufeinander zu und bilden zwei Kopf-Nut-Kontaktflächen, und laufen zwei äussere Seitenwände des Kopf-Kamms in Richtung einer Stirnfläche des Kopf-Kamms aufeinander zu und bilden zwei Kopf-Kamm-Kontaktflächen; <tb>•<SEP>laufen zwei innere Seitenwände der Schaft-Nut in Richtung einer Bodenfläche der SchafI-Nü1: aufeinander zu und bilden zwei Schaft-Nut-Kontaktflächen, und laufen zwei äussere Seitenwände des Schaft-Kamms in Richtung einer Stirnfläche des Schaft-Kamms aufeinander zu und bilden zwei Schaft-Kamm-Kontaktflächen; und <tb>•<SEP>liegen im montierten Zustand die Kopf-Nut-Kontaktflächen auf den Schaft-Kamm-Kontaktflächen auf und liegen die Kopf-Kamm-Kontaktflächen auf den Schaft-Nut-Kontaktflächen auf.

[0021] In einer Ausführungsform liegt im montierten Zustand mindestens eines und liegen insbesondere alle der drei folgenden drei Merkmale vor: <tb>•<SEP>Die Kopf-Stirnfläche und die Schaft-Stirnfläche berühren sich nicht. <tb>•<SEP>Die Stirnfläche des Kopf-Kamms und die Bodenfläche der Schaft-Nut berühren sich nicht. <tb>•<SEP>Die Bodenfläche der Kopf-Nut und die Stirnfläche des Schaft-Kamms berühren sich nicht.

[0022] In einer Ausführungsform <tb>•<SEP>sind die zwei inneren Seitenwände der Kopf-Nut eben, und schneiden zwei Ebenen, in welchen die zwei innere Seitenwände der Kopf-Nut liegen, sich einer Linie, welche die Rotationsachse schneidet und normal zu dieser liegt (der Schnittpunkt dieser Linie und der Rotationsachse liegt auf einem kopfseitigen Abschnitt der Rotationsachse). <tb>•<SEP>sind die zwei äussere Seitenwände des Kopf-Kamms eben, und schneiden zwei Ebenen, in welchen die zwei äussere Seitenwände der des Kopf-Kamms liegen, sich einer Linie, welche die Rotationsachse schneidet und normal zu dieser liegt (der Schnittpunkt dieser Linie und der Rotationsachse liegt auf einem schaftseitigen Abschnitt der Rotationsachse). <tb>•<SEP>sind die zwei inneren Seitenwände der Schaft-Nut eben, und schneiden zwei. Ebenen, in welchen die zwei innere Seitenwände der Schaft-Nut liegen, sich einer Linie, weiche die Rotationsachse schneidet und normal zu dieser liegt (der Schnittpunkt dieser Linie und der Rotationsachse liegt auf einem schaftseitigen Abschnitt der Rotationsachse). <tb>•<SEP>sind die zwei äussere Seitenwände des Schaft-Kamms eben, und schneiden zwei. Ebenen, in welchen die zwei äussere Seitenwände der des Schaft-Kamms liegen, sich einer Linie, welche die Rotationsachse schneidet und normal zu dieser liegt (der Schnittpunkt dieser Linie und der Rotationsachse liegt auf einem kopfseitigen Abschnitt der Rotationsachse).

[0023] Anders betrachtet: die Kopf-Nut und der Kopf-Kamm und ebenso die Schaft-Nut und der Schaft-Kamm verlaufen normal zu einer Rotationsachse oder Längsachse des Maschinenreibwerkzeugs und sind jeweils symmetrisch bezüglich einer Drehung um die Rotationsachse um 180°.

[0024] In einer Ausführungsform weist der Schaft-Kamm einen Schlitz in Längsrichtung auf, also parallel zum Richtung, in welcher der Schaft-Kamm verläuft. Dadurch sind im montierten Zustand – relativ zum nicht montierten Zustand – die äusseren Seitenwände des Schaft-Kamms gegeneinander gedrückt, ist der Schaft-Kamm verformt, und ist der Schlitz verengt.

[0025] In einer Ausführungsform verlaufen die Kopf-Nut und der Kopf-Kamm normal zueinander und verlaufen die Schaft-Nut und der Schaft-Kamm normal zueinander (jeweils in einer Projektion entlang der Rotationsachse betrachtet).

[0026] In einer Ausführungsform, die insbesondere für kleine Durchmesser von Wechselkopfs geeignet ist, ist das Befestigungselement eine achszentrierte Kopfschraube.

[0027] Der Wechselkopf für. ein Maschinenreibwerkzeug, weist eine Rotationsachse auf, wobei <tb>•<SEP>der Wechselkopf an einer zur Montage an einem Schaft vorgesehenen. Seite mindestens eine Köpf-Nut und mindestens einen Kopf-Kamm aufweist.

[0028] Weitere Eigenschaften des Wechselkopfs sind bereits im Zusammenhang mit dem Werkzeug als Ganzes beschrieben. Insbesondere gilt für den Wechselkopf:

[0029] In einer Ausführungsform des Wechselkopfs weisen die Kopf-Nut und der Kopf-Kamm jeweils schräge Seitenwände auf. Insbesondere <tb>•<SEP>laufen zwei innere Seitenwände der Kopf-Nut in Richtung einer Bodenfläche der Kopf-Nut aufeinander zu und bilden zwei Kopf-Nut-Kontaktflächen, und laufen zwei äussere Seitenwände des Kopf-Kamms in Richtung einer Stirnfläche des Kopf-Kamms aufeinander zu und bilden zwei Kopf-Kamm-Kontaktflächen.

[0030] In einer Ausführungsform des Wechselkopfs <tb>•<SEP>sind die zwei inneren Seitenwände der Kopf-Nut eben, und schneiden zwei Ebenen, in welchen die zwei innere Seitenwände der Kopf-Nut liegen, sich einer Linie, welche die Rotationsachse schneidet und normal zu dieser liegt (der Schnittpunkt dieser Linie und der Rotationsachse liegt auf einem kopfseitigen Abschnitt der Rotationsachse). <tb>•<SEP>sind die zwei äussere Seitenwände des Kopf-Kamms eben, und schneiden zwei Ebenen, in welchen die zwei äussere Seitenwände der des Kopf-Kamms liegen, sich einer Linie, welche die Rotationsachse schneidet und normal zu dieser liegt (der Schnittpunkt dieser Linie und der Rotationsachse liegt auf einem schaftseitigen Abschnitt der Rotationsachse).

[0031] In einer Ausführungsform des Wechselkopfs sind die inneren Seitenwände der Kopf-Nut und/oder die äusseren Seitenwände des Kopf-Kamms um einen Winkel zwischen 10° und 40° und insbesondere um einen Winkel von 20° bezüglich der Rotationsachse geneigt.

[0032] In einer Ausführungsform des Wechselkopfs beträgt der Durchmesser des Wechselkopfes zwischen 5 mm und 20 mm, und insbesondere zwischen 6 mm und 16 mm.

[0033] In einer Ausführungsform des Wechselkopfs beträgt die Dicke des Wechselkopfes einschliesslich des Kopf-Kamms, weniger als 10 mm, insbesondere weniger als 8 mm und insbesondere weniger als 6 mm.

[0034] Der Wechselkopf ist typischerweise ein Reibkopf zum Ausreiben einer Bohrung. Der Wechselkopf besteht typischerweise aus Hartmetall oder Cermet oder einem vergleichbaren Material.

[0035] Der Schaft für ein Maschinenreibwerkzeug weist eine Rotationsachse auf wobei <tb>•<SEP>der Schaft an einer zur Montage an einem Wechselkopf vorgesehenen Seite mindestens eine Schaft-Nut und mindestens einen Schaft-Kamm aufweist.

[0036] Weitere Eigenschaften des Schafts sind bereits im Zusammenhang mit dem Werkzeug als Ganzes beschrieben.

[0037] In einer Ausführungsform des Schafts weist der Schaft-Kamm einen Schlitz in Längsrichtung (also parallel zum Richtung, in welcher der Schaft-Kamm verläuft) auf, der sich ausgehend von einer Stirnfläche des Schaft-Kamms in den Schaft-Kamm hinein erstreckt.

[0038] In einer Ausführungsform des Schafts beträgt eine Tiefe des Schlitzes mindestens soviel wie eine Höhe des Schaft-Kamms über einer Schaft-Stirnfläche aus welcher sich der Schaft-Kamm erhebt. Dies ist typischerweise auch die Schaft-Stirnfläche in welcher die Schaft-Nut eine Vertiefung bildet.

[0039] In einer Ausführungsform des Schafts ist dieser. zumindest in einem Anschlussbereich, an welchem der Schaft-Kamm – und typischerweise auch die Schaft-Stirnfläche – ausgebildet ist, aus Stahl gefertigt. Der Stahl ist typischerweise ein legierter Werkzeugstahl. Legierte Werkzeugstähle sind in ihren Eigenschaften geprägt von mindestens einem Legierungselement, dessen Anteil oberhalb einer spezifischen Grenze gemäss DIN 10020 liegt. Der Schaft besteht dabei also aus einem anderen Material als der Werkzeugkopf, insbesondere nicht aus einem Hartmetall oder Cermet.

[0040] Der Schaft kann als Ganzes aus Stahl gefertigt sein. Alternativ kann der Schaft aus Hartmetall gefertigt sein, und nur im Anschlussbereich aus Stahl. Dazu kann ein Anschlussstück aus Stahl an einen hinteren Teil des Schaftes aus einem anderen Material, beispielsweise aus Hartmetall befestigt sein, beispielsweise durch Löten. Damit kann die Komprimierbarkeit des Schaft-Kamms durch den im Vergleich zum Hartmetall relativ weichen Stahl gewährleistet werden.

[0041] Dadurch wird es möglich, Wechselgenauigkeiten von 10 Mikrometern oder 6 Mikrometern und insbesondere von 4 Mikrometern zu erreichen.

[0042] Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Dabei sind Merkmale der Maschinenreibwerkzeugs als Ganzes mit den Merkmalen von Wechselkopf und Schaft für sich alleine gesehen kombinierbar und umgekehrt.

[0043] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: <tb>Fig. 1<SEP>eine Explosionszeichnung eines Maschinenreibwerkzeugs; <tb>Fig. 2<SEP>ein kopfseitiges Ende eines Schafts; <tb>Fig. 3<SEP>einen Wechselkopf; <tb>Fig. 4a - c<SEP>Ansichten eines Rohling für einen Wechselkopf; <tb>Fig. 5a - b<SEP>Ansichten des Kopfbereiches des Werkzeuges; <tb>Fig. 6a - f<SEP>Details der Verbindungen zwischen Wechselkopf und Schaft; <tb>Fig. 7<SEP>einen Schaft und Wechselkopf in Ansicht und Querschnitt; <tb>Fig. 8<SEP>einen Schaft mit vier Kühlmittelkanälen; und <tb>Fig. 9<SEP>einen Schaft mit einem Kühlmittelkanal.

[0044] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche oder gleich wirkende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0045] Fig. 1 zeigt eine Explosionszeichnung eines Maschinenreibwerkzeugs mit einem Wechselkopf 1 und einem Schaft 2 und einer Kopfschraube 3 zur Befestigung des Wechselkopfs 1 am Schaft 2. Eine Rotationsachse 31 des Werkzeuges ist identisch zur Rotationsachse 31 des Schafts 2 und des Wechselkopfs 1, und ist auch Längsachse sowie Symmetrieachse dieser Teile.

[0046] Fig. 2 zeigt ein kopfseitiges Ende eines Schafts 2. Es weist eine Schaft-Nut 22 auf und eine normal dazu verlaufenden Schaft-Kamm 23. Ausgehend von einer Schaft-Stirnfläche 21 kann die Schaft-Nut 22 als Vertiefung und der Schaft-Kamm 23 als Vorsprung betrachtet werden. Die Schaft-Nut 22 und der Schaft-Kamm 23 verlaufen normal zur Rotationsachse 31. Im Bereich, in welchem sich Schaft-Nut 22 und Schaft-Kamm 23 kreuzen, verläuft eine Bohrung, insbesondere eine Gewindebohrung 24 in Richtung der Rotationsachse 31.

[0047] Die Schaft-Nut 22 weist an ihren beiden Seiten zwei innere Seitenwände auf. Diese sind schräg, also nicht parallel zur Rotationsachse 31, und laufen, ausgehend von der Schaft-Stirnfläche 21, in Richtung einer Bodenfläche 222 der Schaft-Nut 22 aufeinander zu.

[0048] Der Schaft-Kamm 23 weist an seinen beiden Seiten zwei äussere Seitenwände auf. Diese sind schräg, und laufen, ausgehend von der Schaft-Stirnfläche 21, in Richtung einer Stirnfläche 232 des Schaft-Kamms 23 aufeinander zu.

[0049] Die Seitenwände der Schaft-Nut 22 und des Schaft-Kamms 23 bilden Kontaktflächen 221 der Schaft-Nut 22 und Kontaktflächen 231 des Schaft-Kamms 23, an welchen der Wechselkopf 1 mit korrespondierend geformten Kontaktflächen anliegt.

[0050] Der Schaft-Kamm 23 weist einen Schlitz 233 auf, der sich längs des Schaft-Kamms 23 und von der Schaft-Stirnfläche 232 aus parallel zur Rotationsachse 31 des Schafts 2 in den Schaft 2 hinein erstreckt. Er kann sich dabei weiter in den Schaft 2 hinein erstrecken als eine Ebene der Schaft-Stirnfläche 21 liegt. Dank des Schlitzes 233 ist der Schaft-Kamm 23 komprimierbar, d.h. er kann sich bei aufgesetztem Wechselkopf 1 elastisch verformen und dadurch Ungenauigkeiten in der gegenseitigen Lage der Kontaktflächen von Wechselkopf 1 und Schaft 2 ausgleichen.

[0051] Der Schaft 2 weist ferner Kühlmittelkanäle 25 auf.

[0052] Fig. 3 zeigt einen Wechselkopf 1. Er weist eine Kopf-Nut 12 auf und eine normal dazu verlaufenden Kopf-Kamm 13. Ausgehend von einer Kopf-Stirnfläche 11 kann die Kopf-Nut 12 als Vertiefung und der Kopf-Kamm 13 als Vorsprung betrachtet werden. Die Kopf-Nut 12 und der Kopf-Kamm 13 verlaufen normal zur Rotationsachse 31. Im Bereich, in welchem sich Kopf-Nut 12 und Kopf-Kamm 13 kreuzen, verläuft eine Bohrung zur Aufnahme der Kopfschraube 3 in Richtung der Rotationsachse 31.

[0053] Die Kopf-Nut 12 weist an ihren beiden Seiten zwei innere Seitenwände auf. Diese sind schräg, also nicht parallel zur Rotationsachse 31, und laufen, ausgehend von der Kopf-Stirnfläche 11, in Richtung einer Bodenfläche 122 der Kopf-Nut 12 aufeinander zu.

[0054] Der Kopf-Kamm 13 weist an seinen beiden Seiten zwei äussere Seitenwände auf. Diese sind schräg, und laufen, ausgehend von der Kopf-Stirnfläche 11, in Richtung einer Stirnfläche 132 des Kopf-Kamms 13 aufeinander zu.

[0055] Die Seitenwände der Kopf-Nut 12 und des Kopf-Kamms 13 bilden Kontaktflächen 121 der Kopf-Nut 12 und Kontaktflächen 131 des Kopf-Kamms 13, an welchen der Schaft 2 mit korrespondierend geformten Kontaktflächen anliegt.

[0056] Der Wechselkopf 1 weist um seinen Umfang verteilt mehrere Schneiden 16 auf, welche jeweils eine Anschnittpartie 17 und eine Führungspartie 18 des Werkzeugs bilden, insbesondere eines Reibwerkzeugs.

[0057] Fig. 4a -e zeigen Ansichten eines Rohlings für einen Wechselkopf. Mit Ausnahme der Schneiden liegen bezüglich der Fig. 3 beschriebenen Elemente vor, jeweils aus verschiedenen Blickwinkeln.

[0058] Fig. 5a - b zeigen Ansichten des Kopfbereiches des Werkzeuges in einem demontierten Zustand. In der unteren Ansicht sind die Elemente des Werkzeugs bezüglich der oberen Ansicht um 90° um die Rotationsachse 31 gedreht.

[0059] Fig. 6a - f zeigen Details der Verbindungen zwischen Wechselkopf und Schaft, • mit Ansichten 6a und 6d entsprechend jenen der Fig. 5a - b , jedoch im montierten Zustand, und • Detailansichten 6b und 6e kurz bevor sich Wechselkopf 1 und Schaft 2 berühren, und • Detailansichten. 6c und 6f mit Wechselkopf 1 und Schaft 2 im montierten und zusammengepressten Zustand.

[0060] Die relative Position von Wechselkopf 1 und Schaft 2 ist a) einerseits durch die gegenseitige Lage der Kontaktflächen 121 der Kopf-Nut 12 und der Kontaktflächen 231 des Schaft-Kamms 23 bestimmt, und b) andererseits durch die gegenseitige Lage der Kontaktflächen 131 des Kopf-Kamms ) 3 und der Kontaktflächen 221 der Schaft-Nut 22.

[0061] Durch die Kontaktflächen gemäss a) ist die gegenseitige Lage von Wechselkopf 1 und Schaft 2 entlang der Rotationsachse 31 definiert, und ist die gegenseitige Lage entlang einer Achse, die normal zur Richtung der Kopf-Nut 12 respektive der Richtung des Schaft-Kamms 23 und typischerweise auch normal zur Rotationsachse 31 verläuft. In Richtung der Kopf-Nut 12 respektive des Schaft-Kamms 23 ist die gegenseitige Lage nicht definiert.

[0062] Durch die Kontaktflächen gemäss b) ist die gegenseitige Lage von Wechselkopf 1 und Schaft 2 entlang der Rotationsachse 31 definiert, und ist die gegenseitige Lage entlang einer Achse, die normal zur Richtung des Kopf-Kamms 13 respektive der Richtung der Schaft-Nut 22 und typischerweise auch normal zur Rotationsachse 31 verläuft. In Richtung des Kopf-Kamms 13 respektive der Schaft-Nut 22 ist die gegenseitige Lage nicht definiert.

[0063] Die gegenseitige Lage entlang der Rotationsachse 31 ist also zweimal definiert und damit statisch überbestimmt. Zum Ausgleich von Ungenauigkeiten, die aufgrund dieser statischen Überbestimmtheit zu Problemen führen können, ist eines der Elemente des Systems der Kontaktflächen nachgiebig realisiert. Im vorliegenden Beispiel ist dies der Schaft-Kamm 23, beispielsweise indem wie bereits beschrieben ein Schlitz 233 längs des Schaft-Kamms 23 verläuft. Dadurch sind die zwei Kontaktflächen 231 des Schaft-Kamms 23 elastisch gegeneinander verformbar.

[0064] Fig. 6e und 6f zeigen die Verformung des Schaft-Kamms 23 beim Aufpressen des Wechselkopfs 1 auf den Schaft 2. In Fig. 6e ist die Verbindung noch unbelastet, in Fig. 6f sind die beiden Hälften des Schaft-Kamms 23, die durch den Schlitz-233 voneinander getrennt sind, durch den aufgepressten Wechselkopf 1 verformt. Die beiden Hälften und Innenseiten 234 des Schlitzes 233 sind dadurch zueinander hin bewegt..

[0065] Fig. 6e zeigt auch, dass eine erste Neigung der Kontaktflächen 121 der Kopf-Nut 12 sich von einer zweiten Neigung der Kontaktflächen 231 des Schaft-Kamms 23 (im unbelasteten Zustand) unterscheiden kann. Dabei ist die Neigung jeweils der Winkel zwischen der Ebene der entsprechenden Kontaktflächen und der Rotationsachse 31. Die erste Neigung kann etwas grösser als die zweite Neigung sein. Beim Verformen des Schaft-Kamms 23 wird die zweite Neigung grösser und passt sich der ersten Neigung an.

[0066] Bei der Fertigung des Wechselkopfs 1 und des Schafts 2 kann der Unterschied der genannten ersten und zweiten Neigungen erreicht werden, indem die erste Neigung wie üblich mit einer Minustoleranz hergestellt wird, aber die zweite Neigung mit einer Plustoleranz.

[0067] Dies kann bedeuten, dass die erste Neigung gleich einem Nominalwinkel ist, beispielsweise zwischen 10° und 40° und insbesondere gleich 20°, mit einer Toleranz zwischen 0° und -0.06°, und die zweite Neigung gleich demselben Nominalwinkel ist, aber mit einer Toleranz zwischen 0° und +0.06°.

[0068] Fig. 7a – b zeigen einen Schaft und Wechselkopf in Ansicht und Querschnitt. Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Elementen ist eine Axialbohrung 26 des Schafts 2 sichtbar, durch welche Kühlmittel zu einem oder mehreren Kühlmittelkanälen 25 führbar ist. Die Kopfschraube 3 ist in eine Gewindebohrung 24 des Schafts 2 geschraubt und presst den Wechselkopf 1 an den Schaft 2. Der Querschnitt der Fig. 7b kann einer Ausführungsform gemäss den Fig. 8a - b . zeigen einen Schaft mit vier Kühlmittelkanälen 25 oder einer Ausführungsform gemäss den Fig. 9a - b mit nur einem Kühlmittelkanal 25 entsprechen. Mit vier Kühlmittelkanälen 25 kann jede Schneide 16 einzeln versorgt werden. Dabei ist ein Abfluss des Kühlmittels durch das die Bohrung, die ausgerieben wird, vorgesehen^ Für Sacklöcher ist die Ausführungsform mit nur einem oder ggf. auch zwei Kühlmittelkanälen 25 vorteilhaft, weil dabei ein Bereich entlang des Umfangs des Wechselkopfs 1, der nicht durch den oder die Kühlmittelkanäle 25 versorgt ist, dem Rückfluss des Kühlmittels dienen kann.

Claims

1. Maschinenreibwerkzeug, aufweisend einen Schaft (2) und einen darauf montierten Wechselkopf (1), dadurch gekennzeichnet, dass • der Wechselkopf (1) an einer dem Schaft (2) zugewandten Seite mindestens eine Kopf-Nut (12) und mindestens einen Kopf-Kamm (13) aufweist, • der Schaft (2) an einer dem Wechselkopf (1) zugewandten Seite mindestens eine Schaft-Nut (22) und mindestens einen Schaft-Kamm (23) aufweist, und • im montierten Zustand die mindestens eine Kopf-Nut (12) in den mindestens einen Schaft-Kamm (23) eingreift und die mindestens eine Schaft-Nut (22) in den mindestens einen Kopf-Kamm (13) eingreift.

2. Maschinenreibwerkzeug gemäss Anspruch 1, wobei die Nuten und Kämme an ’Wechselkopf (1) und Schaft (2) jeweils schräge Seitenwände aufweisen, und im montierten Zustand ein Befestigungselement (3), welches den Wechselkopf (1) in eine Richtung gegen den Schaft (2) presst, die schrägen Seitenwände der Kopf-Nut (12) gegen jene des Schaft-Kamms (23) und die schrägen Seitenwände des Kopf-Kamms (13) gegen jene der Schaft-Nut (22) presst.

3. Maschinenreibwerkzeug gemäss Anspruch 1 oder 2, wobei • zwei innere Seitenwände der Kopf-Nut (12) in Richtung einer Bodenfläche (122) der Kopf-Nut (12) aufeinander zulaufen und zwei Kopf-Nut-Kontaktflächen (121) bilden, und zwei äussere Seitenwände des Kopf-Kamms (13) in Richtung einer Stirnfläche (132) des Kopf-Kamms (13) aufeinander zulaufen und zwei Kopf-Kamm-Kontaktflächen (131) bilden; • zwei innere Seitenwände der Schaft-Nut (22) in Richtung einer Bodenfläche (222) der Schaft-Nut (22) aufeinander zulaufen und zwei Schaft-Nut-Kontaktflächen (221) bilden, und zwei äussere Seitenwände des Schaft-Kamms (23) in Richtung einer Stirnfläche (232) des Schaft-Kamm (23) aufeinander zulaufen und zwei Schaft-Kamm-Kontaktflächen (231) bilden; und • im montierten Zustand die Kopf-Nut-Kontaktflächen (121) auf den Schaft-Kamm-Kontaktflächen (231) aufliegen und die zwei Kopf-Kamm-Kontaktflächen (131) auf den Schaft-Nut-Kontaktflächen (221) aufliegen.

4. Maschinenreibwerkzeug gemäss Anspruch 3, wobei • die zwei inneren Seiten wände der Kopf-Nut (12) eben sind, und zwei Ebenen, in welchen die zwei innere Seitenwände der Kopf-Nut (12) liegen, sich einer Linie schneiden, welche die Rotationsachse (31) schneidet und normal zu dieser liegt; • die zwei äussere Seitenwände des Kopf-Kamms (13) eben sind, und zwei Ebenen, in welchen die zwei äussere Seitenwände der des Kopf-Kamms (13) liegen, sich einer Linie schneiden, welche die Rotationsachse (31) schneidet und normal zu dieser liegt; • die zwei inneren Seitenwände der Schaft-Nut (22) eben sind, und zwei Ebenen, in welchen die zwei innere Seitenwände der Schaft-Nut (22) liegen, sich einer Linie schneiden, welche die Rotationsachse (31) schneidet und normal zu dieser liegt; und • die zwei äussere Seitenwände des Schaft-Kamms (23) eben sind, und zwei Ebenen, in welchen die zwei äussere Seitenwände der des Schaft-Kamms (23) liegen, sich einer Linie schneiden, welche die Rotationsachse (31) schneidet und normal zu dieser liegt.

5. Maschinenreibwerkzeug gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Schaft-Kamm (23) einen Schlitz (233) in Längsrichtung aufweist und dadurch im montierten Zustand relativ zum nicht montierten Zustand die äusseren Seitenwände des Schaft-Kamms (23) gegeneinander gedrückt sind und der Schaft-Kamm (23) verformt ist und der Schlitz (233) verengt ist.

6. Wechselkopf (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kopf-Nut (12) und der Kopf-Kamm (13) normal zueinander verlaufen und die Schaft-Nut (22) und der Schaft-Kamm (23) normal zueinander verlaufen.

7. Wechselkopf (1) für ein Maschinenreibwerkzeug, aufweisend eine Rotationsachse (31), wobei • der Wechselkopf (1) an einer zur Montage an einem Schaft vorgesehenen Seite mindestens eine Kopf-Nut (12) und mindestens einen Kopf-Kamm (13) aufweist.

8. Wechselkopf (1 j gemäss Anspruch 7, wobei die Kopf-Nut (12) und der Kopf-Kamm (13) jeweils schräge Seitenwände aufweisen, und insbesondere • zwei innere Seitenwände der Kopf-Nut. (12) in Richtung einer Bodenfläche (122) der Kopf-Nut (12) aufeinander zulaufen und zwei Kopf-Nut-Kontaktflächen (121) bilden, und zwei äussere Seitenwände des Kopf-Kamms (13) in Richtung einer Stirnfläche (132) des Kopf-Kamms (13) aufeinander zulaufen und zwei Kopf-Kamm-Kontaktflächen (131) bilden;

9. Wechselkopf (1) gemäss Anspruch 8, wobei • die zwei inneren Seitenwände der Kopf-Nut (12) eben sind, und zwei Ebenen, in welchen die zwei innere Seitenwände der Kopf-Nut (12) liegen, sich einer Linie schneiden, welche die Rotationsachse (31) schneidet und normal zu dieser liegt; • die zwei äussere Seitenwände des Kopf-Kamms (13) eben sind, und zwei Ebenen, in welchen die zwei äussere Seitenwände der des Kopf-Kamms (13) liegen, sich einer Linie schneiden, welche die Rotationsachse (31) schneidet und normal zu dieser liegt

10. Wechselkopf (1) gemäss Anspruch 8 oder 9, wobei die inneren Seitenwände der Kopf-Nut (12) und/oder die äusseren Seitenwände des Kopf-Kamms (13) um einen Winkel zwischen 10° und 40° und insbesondere um einen Winkel von 20° bezüglich der Rotationsachse (31) geneigt sind.

11. Schaft (2) für ein Maschinenreibwerkzeug, aufweisend eine Rotationsachse (31), wobei • der Schaft (2) an einer zur Montage an einem Wechselkopf vorgesehenen Seite mindestens eine Schaft-Nut (22) und mindestens einen Schaft-Kamm (23) aufweist.

12. Schaft (2) gemäss einem Anspruch 11, wobei der Schaft-Kamm. (23) einen Schlitz (233) in Längsrichtung aufweist, der sich ausgehend von einer Stirnfläche (232) des Schaft-Kamms (23) in den Schaft-Kamm (23) hinein erstreckt.

13. Schaft (2) gemäss Anspruch 12 wobei eine Tiefe des Schlitzes (233) mindestens soviel beträgt wie eine Höhe des Schaft-Kamms (23) über einer Schaft-Stirnfläche (21) aus welcher sich der Schaft-Kamm (23)

14. Schaft (2) gemäss einem der Ansprüche 11 bis 13, welcher zumindest in einem Anschlussbereich, an welchem der Schaft-Kamm (23) ausgebildet ist, aus Stahl gefertigt ist.